淺談瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)在瓦斯隧道中的應(yīng)用

摘要：在廣元至達(dá)州鐵路巴中至達(dá)州段一期工程中，為降低瓦斯?jié)舛龋_保瓦斯隧道的施工安全，遇到了各種困難，現(xiàn)場作業(yè)人員對洞內(nèi)瓦斯問題進(jìn)行認(rèn)真分析并采取了有效的措施，及時的處理了各類瓦斯問題，使高瓦斯隧道的施工按預(yù)定施工計劃順利完成，為整個工程的順利完工創(chuàng)造了有利條件。

關(guān)鍵詞：瓦斯監(jiān)測系統(tǒng) 瓦斯隧道 應(yīng)用

0 引言

瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)多用于煤礦施工中，作為鐵路隧道施工仍是一大難題，多年來鐵路瓦斯隧道施工安全系統(tǒng)多采用煤礦瓦斯安全檢測系統(tǒng)?，F(xiàn)就我公司在施工瓦斯隧道應(yīng)用瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的方法總結(jié)如下：

1 監(jiān)控技術(shù)綜述

1.1 根據(jù)要求，結(jié)合本隧道高瓦斯的特點，為保證瓦斯隧道能夠順利施工，本部成立了以安全總監(jiān)為組長的瓦斯檢測、監(jiān)測機(jī)構(gòu)。加大隧道瓦斯監(jiān)控，以保證隧道在持續(xù)通風(fēng)下，瓦斯?jié)舛瓤刂圃谠试S范圍內(nèi)。以徐家灣隧道為例：徐家灣隧道出口瓦斯檢測采用KJ101自動監(jiān)控系統(tǒng)、CJG10型光干涉瓦斯檢測儀和AZJ-2000型便攜式甲烷檢測報警儀三種儀器進(jìn)行相互結(jié)合，對瓦斯進(jìn)行檢測，進(jìn)而在一定程度上確保瓦斯檢測的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步確保施工的安全性。通過采用自動監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合人工監(jiān)控的方法，將KJ101-45B型甲烷傳感器設(shè)置在掌子面、模板臺車頂部及相關(guān)輔助洞室等，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.4%時系統(tǒng)進(jìn)行報警，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時作業(yè)區(qū)電源就被切斷，在這種情況下，工人停止作業(yè)，同時撤出相應(yīng)的作業(yè)面。同時設(shè)置GFW15型風(fēng)速風(fēng)量傳感器，當(dāng)回風(fēng)處風(fēng)速小于1m/s時，作業(yè)面停止作業(yè)，查找原因并及時解決。對于需要進(jìn)行人工檢測的部位，通常情況下保證120min進(jìn)行一次檢測，如果發(fā)生突出或異常情況，需要進(jìn)行隨時的監(jiān)測。將手動式測風(fēng)儀設(shè)置在洞口測風(fēng)站，對回風(fēng)巷的風(fēng)流速度進(jìn)行定期的測定。

1.2 測點布設(shè)要求：通常情況下，每斷面至少在拱頂、兩側(cè)拱腳、兩側(cè)墻腳各距坑道周邊20cm處進(jìn)行檢查，同時檢查該5點坑道風(fēng)流的瓦斯和一氧化碳；節(jié)理發(fā)育裂隙處檢查可沿裂隙布設(shè)測點；隅角、塌腔等處檢測按其斷面大小參考隧道斷面布設(shè)點位，但頂部測點不能減少。

2 瓦斯監(jiān)控要求

2.1 瓦斯隧道施工過程中，建立專門的瓦斯檢測隊伍系統(tǒng)，該隊伍主要由自動監(jiān)控與人工監(jiān)控系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)主要對瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度、風(fēng)速風(fēng)量等參數(shù)進(jìn)行測定。

2.2 在洞外的新鮮風(fēng)流中裝設(shè)壓入式通風(fēng)機(jī)，進(jìn)一步防止污風(fēng)循環(huán)。對于瓦斯工區(qū)的通風(fēng)機(jī)，通常情況下需要設(shè)置兩路電源，同時裝設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置。

2.3 對于瓦斯隧道來說，通常情況下，每班需要對開挖掌子面按照規(guī)定進(jìn)行檢查，平常按1次/2h頻率檢查。

2.4 瓦斯檢測地點及范圍的要求：開挖工作面風(fēng)流、回風(fēng)流中；爆破地點附近20m內(nèi)的風(fēng)流中及局部塌方冒頂處；局扇附近10m內(nèi)的風(fēng)流中；坑道總回風(fēng)流中，斜井與正洞的橫通道；各種作業(yè)臺車和機(jī)械附近20m內(nèi)的風(fēng)流中；電動機(jī)及開關(guān)附近20m內(nèi)的風(fēng)流中；超前探孔孔口、孔內(nèi)。

3 瓦斯監(jiān)控機(jī)構(gòu)

結(jié)合瓦斯隧道施工的特點，成立由經(jīng)理部安全總監(jiān)擔(dān)任組長、工程部、安質(zhì)部部長及分部經(jīng)理、施工隊隊長為副組長，分部技術(shù)員、瓦檢員、安全員等為組員的徐家灣隧道瓦斯監(jiān)控小組，對隧道施工瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行全程監(jiān)控。監(jiān)控小組組長對瓦斯隧道瓦斯檢測進(jìn)行總體負(fù)責(zé)；副組長和組員對隧道實施小組所報數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，并且對瓦斯進(jìn)行不定時的抽檢，進(jìn)而在一定程度上確?，F(xiàn)場不會發(fā)生“漏檢”、“假檢”和“少檢”的現(xiàn)象。

4 瓦斯監(jiān)測方法

4.1 自動監(jiān)控系統(tǒng)

使用KJ101N礦用安全自動監(jiān)控系統(tǒng)對瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行處理，在反映隧道風(fēng)流中瓦斯，一氧化碳的最高濃度及隧道內(nèi)的風(fēng)速的位置懸掛傳感器。

KJ101N礦用安全自動監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)布置：中心機(jī)房設(shè)在離隧道口約30m的值班室，機(jī)房設(shè)備由監(jiān)控主機(jī)、礦用隔爆兼本安型監(jiān)控分站、礦用本安全電路用接線盒、UPS電源、礦用信息傳輸接口，主機(jī)配KJ101N監(jiān)控軟件。

接線及信息傳輸形式：所有傳感器的信息都由監(jiān)控分站傳輸?shù)叫畔鬏斀涌?，再由信息傳輸接口到監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其信息流程：

①風(fēng)機(jī)與施工用電連接：監(jiān)控主機(jī)→信息傳輸接口→監(jiān)控分站→兩孔接線盒→機(jī)電設(shè)備開停傳感器→隔爆兼本安型斷電器→配電箱→監(jiān)控分站→信息傳輸接口→監(jiān)控主機(jī)。

②甲烷連接：監(jiān)控主機(jī)→信息傳輸接口→監(jiān)控分站→甲烷傳感器。

③一氧化碳連接：監(jiān)控主機(jī)→信息傳輸接口→監(jiān)控分站→一氧化碳傳感器。

④風(fēng)速風(fēng)量傳感器連接：監(jiān)控主機(jī)→信息傳輸接口→監(jiān)控分站→風(fēng)速風(fēng)量傳感器。隧道內(nèi)連接用線一般采用兩孔接線盒連接至隧道深處，當(dāng)需增加檢測傳感器時可采用三孔接線盒連接。

⑤監(jiān)測項目。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本隧道地質(zhì)情況及瓦斯涌出情況，甲烷濃度、一氧化碳濃度，風(fēng)速風(fēng)量等成為隧道出口段監(jiān)控的項目。

⑥監(jiān)控系統(tǒng)的布設(shè)。根據(jù)技術(shù)要求在距洞口50m處拱頂設(shè)置GTH500型電化學(xué)式一氧化碳傳感器，KJ101-45B型甲烷傳感器及GFW15型風(fēng)速風(fēng)量傳感器各1臺；瓦斯傳感器主要設(shè)置在易引起瓦斯發(fā)生積聚、且位置相對固定、重要的地方，通常隧道瓦斯探測器設(shè)置在掌子面處（開掘處）、襯砌處、加寬帶和回風(fēng)口四類環(huán)境，隧道瓦斯涌出在不同的環(huán)境具不同的涌出特征。

4.2 人工檢測?，F(xiàn)場瓦檢員、進(jìn)洞工班長按每次上下班和工作期間1次/h用CJG10型光干涉瓦斯檢測儀檢測；管理人員按每次上下班檢測和工作期間1次/2h用AZJ-2000型便攜式甲烷檢測報警儀進(jìn)行檢測。

4.2.1 檢測要求

①成立專門瓦斯檢測班，并由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)合格且取得證件人員組成，每班3人，共9人。

②嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢制”和三人連鎖放炮制。

③瓦斯檢查工作必須嚴(yán)格執(zhí)行巡回檢查制度、交接班制度、請示報告制度。

④瓦斯檢查過程中不得使瓦斯和二氧化碳濃度超過0.5%或其他有害氣體濃度超過規(guī)定的區(qū)域。

4.2.2 檢測頻率

檢測頻率要求能代表全部可能存在瓦斯災(zāi)害的時間段。

①檢測段瓦斯?jié)舛群吭?.5%以下時，每隔0.5～1h檢查一次；在0.5%以上時，應(yīng)隨時檢查，不得離開掌子面，發(fā)現(xiàn)異常及時報告，并采取有效措施保證施工安全。

②適當(dāng)對洞內(nèi)死角，尤其是對隧道上部、坍塌洞穴、避人（車）洞等各個凹陷處通風(fēng)不良、瓦斯易積聚的地點增加檢測頻率；當(dāng)班未作業(yè)的工作面，每班至少檢查一次。

③裝藥前、裝藥后、爆破后均必須單獨增加檢測。根據(jù)檢測結(jié)果判斷是否在允許作業(yè)范圍之內(nèi)。

④如停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，必須制定排瓦斯的安全措施，控制風(fēng)速，回風(fēng)系統(tǒng)必須同時停電撤人。

⑤因全面停電，主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，必須恢復(fù)通風(fēng)，排出瓦斯。

⑥出現(xiàn)異常情況時隨時檢測。

4.2.3 檢測數(shù)據(jù)分析

①KJ101N礦用安全自動監(jiān)控系統(tǒng)。KJ101N礦用安全自動監(jiān)控系統(tǒng)對瓦期突出區(qū)域和瓦斯易積聚處進(jìn)行實時監(jiān)控。在每天下午17：00前將當(dāng)天數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并將瓦斯?jié)舛壤L制成曲線圖。KJ101N礦用安全自動監(jiān)控系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)一上報分部總工，由分部總工進(jìn)行評估。在瓦斯檢測數(shù)據(jù)在0.4%以下正常施工；在瓦斯檢測數(shù)據(jù)在0.4%以上0.5%以下的由分部自行進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)；在濃度達(dá)到0.5%或0.5%以上時，現(xiàn)場管理人員應(yīng)逐級上報，一邊到現(xiàn)場進(jìn)行隧道撤人和加強(qiáng)通風(fēng)的現(xiàn)場指導(dǎo)。

②CJG10X型光干涉瓦斯檢測儀。瓦檢員將每次使用CJG10X型光干涉瓦斯檢測儀檢測的數(shù)據(jù)登記瓦斯檢查記錄，并將數(shù)據(jù)輸入電腦，繪制成瓦斯?jié)舛茸兓€圖，由分部技術(shù)員對瓦斯進(jìn)行分析，判斷瓦斯涌出的變化。瓦斯記錄在正常情況下，每星期給局指統(tǒng)一上報一次；如遇瓦斯超限或瓦斯涌出情況，每天向局指上報一次。局指在不定期檢查時，將抽檢數(shù)據(jù)記于在隧道瓦斯記錄中，以備檢查。同時每天向經(jīng)理部有關(guān)部門上報。

5 結(jié)論

廣元至達(dá)州鐵路巴中至達(dá)州段一期工程，因其所處的地理環(huán)境和地質(zhì)情況結(jié)合大多隧道都屬于瓦斯隧道，在施工過程中遇到多種安全事故情況，施工中認(rèn)真分析出現(xiàn)問題的原因，采取有針對性的預(yù)防措施，較好地避免了各類安全事故的發(fā)生。同時對已出現(xiàn)的安全事故，采取科學(xué)有效地技術(shù)措施進(jìn)行處置?？傊ㄟ^瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，取得了顯著的效果，有效地保證了瓦斯隧道的施工安全。

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