CN109057803A - 一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法 - Google Patents

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吕锋
杨序烈
武兴亮
吴浩
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Guizhou Water Resources Investment (Group) Co., Ltd.
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Guizhou Survey and Design Research Institute for Water Resources and Hydropower
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    • E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose

Abstract

本发明公开了一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，该方法采取固结灌浆加固煤层及预抽瓦斯相接合的处理措施，一方面通过瓦斯预抽放，降低煤层内的瓦斯压力；另一方面通过灌浆加固煤层，减小煤层的扰动，避免吸附瓦斯变成游离瓦斯从而形成瓦斯突出。同时，在隧洞周围形成一定区域的保护范围，也可减少保护范围外的瓦斯渗入，不仅消除隧洞内的煤与瓦斯突出，还能有效防止保护范围外瓦斯的渗入，再通过分段分循环施工，安全高效的完成煤与瓦斯突出段的隧洞开挖。

Description

一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法
技术领域
本发明涉及一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，属于水利水电工程技术领域。
背景技术
煤与瓦斯突出是一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，即在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。煤与瓦斯突出是一种强大的自然灾害，严重威胁安全生产，具有极大的破坏性。在煤矿生产、公路及铁路隧道开挖中已经形成较为成熟的预防和治理技术。水工隧洞是在山体中或地下开凿的过水洞，目前在水利行业并没有相关的规范标准处理煤与瓦斯突出问题，一般参考煤矿、公路和铁路行业的相关规范处理，但是往往治理工期比较久，处理费用高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，该方法具备工期短、处理费用低的优点，解决了现有水工隧洞遇到煤与瓦斯突出后开挖方案不理想的问题。
本发明的技术方案：一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，包括以下步骤：
步骤一、沿着隧洞开挖轴线分段分循环开挖，即每轮钻进固定段，并预留与下一轮的搭接段，灌浆固结煤层及预抽瓦斯段的长度为固定段与搭接段的长度之和，每轮掌子面浇筑混凝土止浆墙；
步骤二、以隧洞开挖轴线为中心在混凝土止浆墙上布置两圈或两圈以上的灌浆孔，灌浆孔前期作为瓦斯抽放孔使用；
步骤三、采用灌浆孔作为瓦斯抽放孔进行瓦斯预抽放，抽排深度与灌浆深度相同，要求负压抽瓦斯，并达到设计值后结束；
步骤四、瓦斯抽放结束后再对灌浆孔实施固结灌浆，固结灌浆按照由内及外的原则进行；
步骤五、最后每圈灌浆孔之间布置一圈瓦斯检测孔，通过瓦斯检测孔测定瓦斯放散初速度△Pmax、煤层坚固性系数fmin和瓦斯压力Pmax，通过检测结果判断煤与瓦斯是否突出，如检测为不突出煤与瓦斯时方可进行开挖，如检测仍为煤与瓦斯突出煤层时，应继续抽放或者增加瓦斯抽放孔继续抽放至检查结果满足要求。
上述方法中，所述灌浆孔以隧洞开挖轴线为中心由内向外布置，且内层灌浆孔的深度大于外层灌浆孔的深度。
上述方法中，所述灌浆孔的中心线与隧洞开挖轴线的夹角为20～45度。
上述方法中，所述瓦斯抽放孔采用掌子面中心灌浆孔和部份灌浆孔。
由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明采取固结灌浆加固煤层及预抽瓦斯相接合的处理措施，一方面通过瓦斯预抽放，降低煤层内的瓦斯压力；另一方面通过灌浆加固煤层，减小煤层的扰动，避免吸附瓦斯变成游离瓦斯从而形成瓦斯突出。同时，在隧洞周围形成一定区域的保护范围，也可减少保护范围外的瓦斯渗入，不仅消除隧洞内的煤与瓦斯突出，还能有效防止保护范围外瓦斯的渗入，再通过分段分循环施工，安全高效的完成煤与瓦斯突出段的隧洞开挖。
附图说明
图1为本发明的实施时的结构示意图；
图2为灌浆孔及瓦斯检测孔的布置示意图。
附图标记说明：1-隧洞开挖轴线、2-隧洞开挖边界线、3-灌浆孔、4-混凝土止浆墙、5-瓦斯检测孔、L1-每循环长度、L2-灌浆固结煤层及预抽瓦斯段长度、L-搭接段。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：参见图1及图2，本发明的一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，包括以下步骤：
步骤一、沿着隧洞开挖轴线1分段分循环开挖，即每轮钻进固定段L1，并预留与下一轮的搭接段L，灌浆固结煤层及预抽瓦斯段L2的长度为固定段L1与搭接段L之和，每轮掌子面浇筑混凝土止浆墙4；开挖隧洞时，需注意开挖不超过隧洞开挖边界线2；
步骤二、以隧洞开挖轴线1为中心在混凝土止浆墙4上布置两圈灌浆孔3，所述灌浆孔3以隧洞开挖轴线1为中心由内向外布置，且内层灌浆孔3的深度大于外层灌浆孔3的深度，灌浆孔3的中心线与隧洞开挖轴线1的夹角为20～45度；灌浆孔3前期作为瓦斯抽放孔使用；
步骤三、采用灌浆孔3作为瓦斯抽放孔进行瓦斯预抽放，瓦斯抽放孔采用掌子面中心灌浆孔3和中心灌浆孔3以外的部份灌浆孔3，抽排深度与灌浆深度相同，要求负压抽瓦斯，并达到设计值后结束；
步骤四、瓦斯抽放结束后再对灌浆孔3实施固结灌浆，固结灌浆按照由内及外的原则进行；
步骤五、最后每圈灌浆孔3之间布置一圈瓦斯检测孔5，通过瓦斯检测孔5测定瓦斯放散初速度△Pmax、煤层坚固性系数fmin和瓦斯压力Pmax，通过检测结果判断煤与瓦斯是否突出，如检测为不突出煤与瓦斯时方可进行开挖，如检测仍为煤与瓦斯突出煤层时，应继续抽放或者增加瓦斯抽放孔继续抽放至检查结果满足要求。
本发明采取固结灌浆加固煤层及预抽瓦斯相接合的处理措施，一方面通过瓦斯预抽放，降低煤层内的瓦斯压力；另一方面通过灌浆加固煤层，减小煤层的扰动，避免吸附瓦斯变成游离瓦斯从而形成瓦斯突出。同时，在隧洞周围形成一定区域的保护范围，也可减少保护范围外的瓦斯渗入，不仅消除隧洞内的煤与瓦斯突出，还能有效防止保护范围外瓦斯的渗入，再通过分段分循环施工，安全高效的完成煤与瓦斯突出段的隧洞开挖。

Claims (4)

1.一种用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、沿着隧洞开挖轴线(1)分段分循环开挖，即每轮钻进固定段(L1)，并预留与下一轮的搭接段(L)，灌浆固结煤层及预抽瓦斯段(L2)的长度为固定段(L1)与搭接段(L)之和，每轮掌子面浇筑混凝土止浆墙(4)；
步骤二、以隧洞开挖轴线(1)为中心在混凝土止浆墙(4)上布置两圈或两圈以上的灌浆孔(3)，灌浆孔(3)前期作为瓦斯抽放孔使用；
步骤三、采用灌浆孔(3)作为瓦斯抽放孔进行瓦斯预抽放，抽排深度与灌浆深度相同，要求负压抽瓦斯，并达到设计值后结束；
步骤四、瓦斯抽放结束后再对灌浆孔(3)实施固结灌浆，固结灌浆按照由内及外的原则进行；
步骤五、最后每圈灌浆孔(3)之间布置一圈瓦斯检测孔(5)，通过瓦斯检测孔(5)测定瓦斯放散初速度△Pmax、煤层坚固性系数fmin和瓦斯压力Pmax，通过检测结果判断煤与瓦斯是否突出，如检测为不突出煤与瓦斯时方可进行开挖，如检测仍为煤与瓦斯突出煤层时，应继续抽放或者增加瓦斯抽放孔继续抽放至检查结果满足要求。
2.根据权利要求1所述的用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，其特征在于：所述灌浆孔(3)以隧洞开挖轴线(1)为中心由内向外布置，且内层灌浆孔(3)的深度大于外层灌浆孔(3)的深度。
3.根据权利要求2所述的用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，其特征在于：所述灌浆孔(3)的中心线与隧洞开挖轴线(1)的夹角为20～45度。
4.根据权利要求1所述的用于煤与瓦斯突出水工隧洞的开挖方法，其特征在于：所述瓦斯抽放孔采用掌子面中心灌浆孔(3)和部份灌浆孔(3)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832822A (zh) * 2021-03-24 2021-05-25 中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司 一种保障瓦斯突出隧道安全的岩体注浆加固瓦斯防治方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011057349A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Mortlach Holdings Pty Ltd Cable bolt plug
CN102409997A (zh) * 2011-12-09 2012-04-11 中国矿业大学 竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法
CN103498644A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 中国矿业大学 石门揭煤与瓦斯突出煤层双帷幕注浆防突方法
CN204371365U (zh) * 2014-12-22 2015-06-03 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 深孔止水注浆系统
CN104847363A (zh) * 2015-05-07 2015-08-19 中铁四局集团第四工程有限公司 大断面隧道穿越近距离瓦斯突出煤层群施工方法
CN106321143A (zh) * 2016-11-04 2017-01-11 中国矿业大学 立井井筒揭穿特厚松软突出煤层的快速卸压排放瓦斯方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011057349A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Mortlach Holdings Pty Ltd Cable bolt plug
CN102409997A (zh) * 2011-12-09 2012-04-11 中国矿业大学 竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法
CN103498644A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 中国矿业大学 石门揭煤与瓦斯突出煤层双帷幕注浆防突方法
CN204371365U (zh) * 2014-12-22 2015-06-03 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 深孔止水注浆系统
CN104847363A (zh) * 2015-05-07 2015-08-19 中铁四局集团第四工程有限公司 大断面隧道穿越近距离瓦斯突出煤层群施工方法
CN106321143A (zh) * 2016-11-04 2017-01-11 中国矿业大学 立井井筒揭穿特厚松软突出煤层的快速卸压排放瓦斯方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李文洲: "高瓦斯孤岛工作面收尾两巷预注浆加固研究", 《煤矿安全》 *
赵训 等: "水盘高速公路发耳隧道防治煤与瓦斯突出措施研究", 《公路》 *
高杨 等: "《梁山隧道穿越花岗岩富水软弱构造关键修建技术》", 31 January 2015, 西南交通大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832822A (zh) * 2021-03-24 2021-05-25 中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司 一种保障瓦斯突出隧道安全的岩体注浆加固瓦斯防治方法

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