隧道進口及平導瓦斯專項施工方案培訓資料-資料下載頁

　　

【正文】 值滿足下列要求： 2Ω；，所用的電纜芯線的電阻值不得大于 1Ω。(14)洞內機電設備改裝為防爆型。(15)瓦斯隧道使用的機電設備和電纜，在使用期間，除日常檢查外，還要按規定的周期進行檢查，其檢查周期應符合表 101《機電設備和電纜的檢查周期》的規定。表 101 機電設備和電纜的檢查周期序號 檢 查 項 目 周 期 備 注1 使用中的防爆機電設備的防爆性能 每月一次 專職電工應每日檢查外部一次2 配電系統繼電保護裝置檢查、整定 每半年一次22 / 96序號 檢 查 項 目 周 期 備 注3 高壓電纜的泄露和耐壓試驗 每年一次4 主要機電設備絕緣電阻檢查 每月一次5 固定敷設電纜的絕緣和外部檢查 每季一次 外觀和懸掛情況由專職電工每 周檢查一次6 移動式機電設備的橡膠電纜絕緣檢查 每月一次 由當班司機或專職電工每班檢 查一次外表有無破損7 接地電阻測定 每季一次8 新安裝的機電設備絕緣電阻和接地 投入運行前測定9 瓦斯檢測儀器儀表 10d 一次7．洞口防雷（爆）設施（1）平導及正洞洞口處裝設避雷裝置，避雷裝置覆蓋洞口所有可能引發雷電事故的設施。（2）平導及正洞洞口附近將金屬體進行不少于 2 處的集中接地。（3）通信線路在平導及正洞洞口處裝設熔斷器和避雷裝置。（4）接地線安裝平直、牢固，不應有高低起伏，非拐彎處不得有彎曲現象。8 機械設備配置及改裝與有資質的防爆設備公司簽訂合同，由其負責對我項目下列機械進行防爆性能改裝，以達到施工要求，并出具相關證書。 改裝機械設備匯總表詳見表 81《機械設備防爆改裝匯總表》 。表 81 機械設備防爆改裝匯總表 序號 機械設備名稱 機械型號 數量（臺） 備注1 挖掘機 1 防爆改裝2 裝載機 3 防爆改裝3 自卸汽車 15T 8 防爆改裝4 砼攪拌運輸車 4 防爆改裝5 砼輸送泵 2 防爆改裝6 襯砌臺車 2 防爆改裝7 注漿機 4 防爆改裝8 挖裝機 1 防爆改裝23 / 96序號 機械設備名稱 機械型號 數量（臺） 備注9 濕噴機 6 防爆改裝10 濕噴機械手 1 防爆改裝11 材料運輸車 2 防爆改裝 改裝措施對用內燃機的機械設備進行防爆改裝，本項目涉及到的機械主要有：裝載機、挖掘機、挖裝機、自卸汽車、混凝土運輸車、材料運輸車、濕噴機械手等。普通內燃機在高瓦斯環境下工作時，由于機體溫度過高、進氣管停機時氣體反沖或者排氣管中火星極易點燃周邊氣體，引起瓦斯爆炸，所以必須對高瓦斯環境下工作的內燃機進行防爆改裝，內燃機防爆改裝措施主要有： 防爆改裝原理及改裝組成（1）主要組成部分轉向系統、駕駛室、車廂、車架、制動舉升及液壓系統、傳動系統、動力系統、監控系統與電氣等。詳見圖 81。 8CATS532出 廠 編 號℃123467901701501301086543℃ F 轉 向 系 統 、 駕 駛 室 、 車 箱 、 車 架 、 制 動 、 舉 升 及 液 壓 系 統 傳 動 系 統 動 力 系 統 監 控 系 統 與 電 氣圖 一轉向系統 駕駛室 車箱 車架 制動、舉升及液壓系統 傳動系統 動力系統 監控系統與電氣 圖 81 防爆改裝設備主要組成部分（2）動力系統動力系統由防爆柴油機、廢氣處理系統、進氣系統、柴油機冷卻系統等組成。詳見圖 82。24 / 96 B6℃ 5B3B42機 油 壓 力 表12 1098B176543901701501301086543℃ F℃NC ℃5 67℃890B34 圖 82 動力系統組成示意圖①防爆柴油機必須采用水冷卻方式。②防爆柴油機可以使用彈簧啟動器、液壓啟動器或壓縮空氣啟動器。③每個進氣管路安裝阻火器，并且阻火器與發動機本體各結合面應進行隔爆處理，防止會有火焰從進氣管道傳出點燃周邊氣體；④在內燃機排氣管路安裝阻火器、火星滅火器，火星滅火器應安裝在阻火器與周圍環境之間，排氣管路及管路結合面進行隔爆設計，同時加強監控排氣管溫度，防止高溫廢氣或火花點燃周邊氣體；為杜絕排氣火花和排氣高溫引燃周圍可燃性混合氣體，采用補水箱的排氣處理系統。柴油機 600 度左右的排氣經過排氣總管增壓器廢氣輪腔 夾層管，進入廢氣處理箱水面下部，經過水洗從水面冒出，在經過阻火器排放。 12109放 水 閥345678放 水 閥；；；；；；阻火器；；；；；25 / 96圖 83 排氣處理系統簡圖尾氣經過阻火器時，阻火器可以完全熄滅排氣中較大碳粒可能殘存火星。阻火器出口處安裝有溫度傳感器，當排氣溫度超過 70 度時，聲光報警，延時 1560 秒后柴油機自動停機。廢氣處理箱在工作狀態下是不間斷耗水的，耗水由補水箱通過連接膠管、浮子式開關向廢氣處理箱補水，使其水位保持恒定。補水箱上設置水位報警傳感器，當補水箱喪失補水能力時，會自動報警，延時 1560 秒后柴油機自動停機。⑤在所有外漏接線端（如馬達處）加裝滅弧罩；⑥全車線路改用阻燃電纜；⑦電瓶采用防爆蓄電池，馬達和發電機改為隔爆型；⑧照明燈具換成防爆燈具；⑨塑料部件采用抗靜電或導靜電材料，增設“擦拭時，請用濕毛巾” 標示。⑩電氣系統結構防爆改裝：自動保護裝置由控制盒、電磁閥和氣缸組成。控制盒安裝于駕駛室儀表盤上，電磁閥按在發動機后部右側，氣缸裝在發動機高壓油泵上，氣缸活塞桿一端與停油手柄相連接。控制盒內增設了各項傳感器，在發動機排氣管道上及廢氣處理箱等處安裝感應器。當瓦斯濃度標超過設定安全值時，傳給控制盒電信號，接到信號后控制盒發出聲光報警，延時 30S 出發電磁電路，關閉空氣閥，氣缸活塞桿拉動停油桿停止向發動機供油，發動機停機。（3）電氣系統電氣系統主要用于電源控制箱、監控和照明。①本系統由防爆發電機、機車照明等組成。其原理圖見圖 84。26 / 96發 電 機、 轉 換 開 關、 照 明 燈~、 信 號 燈、圖 三 電 氣 原 理 圖 為監控儀提供電源、 調 節 器圖 84 電氣系統原理圖防爆發電機安裝在柴油機上，為照明及監控裝置提供電源。照明部分改裝（含防爆大燈、線路改裝）：機車前、后各設置兩照明燈，車尾設置兩紅色信號燈。如圖 85。圖 85 照明改裝效果圖②監控（安全保護裝置），主機中的微型計算機通過傳感器時溫度、壓力、水位等參數進行采樣和運算，處理結果送顯示電路進行顯示，同時與設定值進行比較，如果符合條件，聲光報警，距防爆控制盒訊響處 1m 遠的聲級 ≥80dB，在暗處的能見度≥3m 。b．MLR4110QFB 防爆柴油機配置 ZEB15/24 防爆柴油機自動保護護裝置，具有排氣溫度、表面溫度、冷卻水溫、機油壓力、廢氣處理水位等 5 種保護, 并配置便攜式瓦斯檢測報警儀，當各項保護超過設定值時，保護裝置發出聲光報警信號，在1min 內自動停止柴油機工作。具有可靠性高，使用維護方便等特點。其電路原理如27 / 96圖 87。圖 86 監控設備示意圖℃321℃ ZEB15/24DC℃ ℃。48177。2,93605Mpam ℃7.:Y/. 圖 87 監控電路原理圖，不得更改與本質安全性能有關的電氣參數和元器件。③電源控制箱（礦用隔爆電源箱）28 / 96圖 88 電源控制箱效果圖設備通過改裝鑒定檢查合格后才能進入隧道使用。合理優化施工機械設備的配置，不使用的機械設備和材料及時撤出洞外，以保證施工安全和通風效果。除施工車輛外，其他車輛嚴禁進洞。內燃機改裝原理見圖 89《內燃機改裝原理示意圖》 。隔 爆 內 燃 機 火 花 滅 火 器阻 火 器 隔 爆 阻 火 器排 氣 水處 理 系統圖 89 內燃機改裝原理示意圖 電動設備主要包括：注漿機、噴漿機、襯砌臺車、砼輸送泵、挖裝機、濕噴機械手等，改裝措施主要有：(1)電動機采用防爆電機；(2)開關、接線盒采用防爆型開關、接線盒；(3)電纜采用隔爆阻燃電纜。完成防爆改裝經鑒定合格后投入隧道使用。 防爆改裝具體技術及改裝后設定安全值防爆改裝項目：(1)發電機更換為符合國家安全監察規定的隔爆型發電機。(2)把原機啟動機(馬達)，更換為隔爆型起動機。29 / 96(3)把蓄電池更換為閥控式維護鉛酸蓄電池，電路中接線處各種操縱開關均安裝于隔爆箱內。(4)照明、信號等燈具均采用了防爆產品。(5)對于容易產生靜電積聚的非金屬件采取了抗靜電措施。以上 1～5 項措施，消除了電氣火花引燃周圍可燃混合氣的隱患。內燃機排氣采用了補水箱式廢氣處理裝置和夾層排氣管道或絕熱材料包封措施，同時在廢氣處理箱排氣出口處設置了阻火柵欄，增設上述裝置，消除了排氣引發的危險高溫和排氣火花，從而杜絕了引發爆炸的可能性。采取相應的措施和技術手段使內燃機表面溫度控制在≤150℃，排氣出口處排氣溫度控制在≤70℃的安全范圍內。本機增設了七項自動保護設置。自動保護裝置為本安裝澆封型。當機器運轉中某一項超過設定安全值時，自動聲光報警，延時 15 秒60 秒內，自動停機，項目及安全設定值列于表 82。表 82 保護項目及設定安全值序號 項目名稱 設定值 備 注1 在一表面溫度 ≤150℃2 廢氣出口溫度 ≤70℃3 柴油機水箱溫度 ≤95℃4 柴油機油壓力 ＜5 補水箱水位 高于雙層管及廢氣處理箱6 柴油機最高轉速 ≥2650 轉/分7 CH4 濃度 CO≤ NOx ≤考慮到自卸汽車隧道外作業的問題，保留了原機的各種使用電器。從電器一接線箱中過電路開關，又引出了 24V 電源，和原車鑰匙開關處線路相連結。隧道外作業時，把安裝于電源一接線箱上的開關旋至“開” 的位置，原機各種用電器就可啟用，按原機使用說明書操作各種電器。 移動設備閉鎖 在移動設備（如裝載機、出碴車、挖掘機等）上安裝便攜式甲烷檢測報警器, 設定值 %瓦斯濃度，當工作環境中瓦斯濃度達到 %時，瓦斯報警器自動報警，保30 / 96護裝置發出聲光報警信號，在 1min 內自動停止柴油機工作，從而使設備處于不能使用狀態，即設備“ 癱瘓” 。9 煤系地層超前地質預報、地質素描正洞及平導施工時全隧采用 TSP203 和 MKD5S 水平鉆機取芯超前探測前方圍巖情況，探測隧道掌子面前方及周圍地質情況和煤層的位置及情況。采用超前水平探測孔詳細記錄巖芯資料，確定煤層厚度、傾角、走向及與隧道的關系，并分析煤層頂、底板巖性，掌握瓦斯賦存情況及狀況。超前水平探孔（每組不少于 6 孔）孔徑為 φ89mm，單孔長度 30m，按間距 25m 設置，搭接長度不小于 5m；采用 TSP 預測預報系統在隧道前方進行長距離測試，每次探測距離約 100m，前后 2 次應重復 10m以上。遠距離地質預報實施步驟見圖 91《遠距離超前地質預報的步驟框圖》 。TSP 隧道地震探測儀工作原理見圖 92《TSP 預報原理圖》 、TSP 系統的預報測孔布置見圖93《TSP 預報系統測孔布置示意圖》 。圖 91 遠距離超前地質預報的步驟框圖圖 92 TSP 預報原理圖隧道內長距離儀器測試和數據資料的采集數據資料傳輸和室內數據資料處理、分析對不良地質體位置進行初步判斷隧道內儀器超前探測繪制成果圖像31 / 96圖 93 TSP 預報系統測孔布置示意圖圖 94 TSP203+洞內數據采集部分示意圖隧道開挖后，對拱頂和左右邊墻進行素描、數碼攝像，繪制地質展示圖（60m/張） ，采取地質素描及時記錄隧道洞身和掌子面地質情況，細化和補充地質調查，根據地質素描得到地層巖性、地質構造、不良地質、水文地質特征等，判定圍巖完整1m上傾 5176。～10176。上傾 5176。～10176。1m接收器孔接收器孔橫截面（接收器孔）下傾 10176。～20176。炮孔炮孔橫 截 面 （ 炮 孔 ）下傾 10176。～20176。32 / 96性和圍巖分級，結合勘察和地質調查取得的地質資料預測隧道前方地質情況，為隧道運營維護提供全面準確的地質資料。10 瓦斯檢測與監測 瓦斯監測的內容瓦斯是隧道內所有有害氣體的總稱，其主要成分是 CH4。故在本隧道施工中，主要以 CH4 為監測對象，監控隧道內有害氣體的濃度。 瓦斯監測方法和儀器設備的確定 瓦斯監測方法的確定成立瓦斯通風監控、檢測的組織系統，對隧道內的空氣溫度、瓦斯濃度、風速、和風機開停狀況實時監測。楊家灣隧道進口及平導均為高瓦斯工區，故選用人工檢測和自動監測系統兩種形式相結合的方式，兩種監測結果相互印證，確保施工安全。 監測儀器的選定（1) 人工檢測配備專職的瓦斯檢測員檢查楊家灣隧道進口及平導瓦斯情況，瓦檢員配備的檢測儀器為便攜式甲烷檢測報警器和光干涉甲烷測定器。儀器性能見表 101。表 101 人工瓦斯檢測儀器性能表儀器名稱 型號 檢測項目 測量范圍 誤差0～% 177。%甲烷檢測報警器 AZJ2022 CH4﹥% 177。10%177。% (0～1)177。% (﹥1～4)177。% (﹥4～7)光干涉型甲烷測定器 CJG10 CH4CO20～%177。% (﹥7～10)（2）自動監測安全監測系統的功能：監測系統能集通風安全環境監測和生產監測監控于一體，既能監測 CH風速等環境參數，又能監測風機開停和電壓、電流、功率等電量參數，以及綜合監控各種機電設備的運行情況，具有很好的聯網擴展功能。安全監測