CN216922205U - 一种复杂构造瓦斯突出隧道l形洞室联合抽排消突结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，包括L型洞室，该L型洞室由平导及平行于煤层走向的横向支洞组成，L型洞室内设有瓦斯抽排主管和若干瓦斯抽放管，瓦斯抽放管的一端与瓦斯抽排孔连通，另一端与瓦斯抽排主管连通，瓦斯抽排主管的一端位于横向支洞内，另一端与位于洞外的瓦斯抽放站连通；L型洞室内设有通风风管，通风风管的一端伸出洞外，另一端接入横向支洞内距端部5m位置处。本实用新型结构简单，方便现场施作，有利于提高瓦斯抽排效果；通风风管末端接入横向支洞距端部5m位置，形成独头压入式通风。瓦斯抽排孔施作及瓦斯抽排期间，可以不间断通风，能够有效确保施工安全。

Description

一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构

技术领域

本实用新型涉及隧道揭煤防突技术领域，具体涉及一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构。

背景技术

煤与瓦斯突出是煤矿、隧道工程等掘进过程中的一种严重自然灾害，发生时能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使煤岩和瓦斯大量涌出，冲击伤人，煤流埋人，瓦斯造成人员窒息，甚至导致严重的瓦斯和煤尘爆炸，造成生产中断、人员伤亡等巨大损失。

新建重庆铁路枢纽东环线工程鹞子岩隧道为I级风险管理的高风险隧道。隧道穿越中梁山山脉，位于岩溶水平径流带，洞身发育两条暗河，同时该隧道在观音峡背斜核部断层附近连续六次穿越二叠系龙潭组瓦斯突出煤层，风险极高，施工图设计该隧道土建工期40.5个月，是整个工程最为控制工期的隧道。为满足工期、排水及施工通风需要，隧道出口段线路中线右侧35m设置总长3154m的平导，正洞与平导均于背斜核部连续穿越K9上、K9、K8下龙潭组瓦斯突出煤层，煤质为焦煤，煤层间距均小于9m；其中K8煤层厚3m，瓦斯放散初速度Δp＝8，吨煤瓦斯含量12.21m3/t,煤层瓦斯压力P＝0.97MPa，煤层坚固系数f＝0.35，煤的破坏类型为Ⅲ-Ⅳ类，地质判定该隧为瓦斯突出隧道。根据施工图施组安排，正洞和平导瓦斯突出煤层先后分别采取包含长距离超前地质预报+区域+局部综合防突的系统性安全控制措施，采用巷道式通风，平导或正洞实施揭煤防突作业时，另一工作面停止施工，正洞与平导揭煤工期约8个月。实施过程中，通过平导长距离超前地质预报及区域突出危险性预测，探明的煤层瓦斯突出危险性较原设计更高。其中K8煤层厚4.05m，瓦斯放散初速度Δp＝18，吨煤瓦斯含量16.32m3/t,煤层瓦斯压力P＝1.5～1.6MPa，煤层坚固系数f＝0.16，煤的破坏类型为Ⅳ类，K9上、K8下煤层煤与瓦斯突出危险性同样较原设计更高，正洞及平导煤与瓦斯突出风险极高。同时洞身岩溶暗河处理导致工期较设计工期滞后较多，工期极为紧张。

正洞、平导瓦斯抽排，目前已有通过平导内同时施作正洞及平导瓦斯抽排孔、自平导抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并通过平导排放的案例,如专利号为2018201190878、专利名称为隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放结构的专利，上述专利中的抽排孔均布置于平导内，正洞与平导抽排孔很难同时施工，瓦斯抽排孔施作时间较长，效率较低；同时由于钻孔长度及角度影响，平导内施作正洞抽排孔较为困难。上述因素导致，瓦斯抽排孔施作效率较低、瓦斯抽放尤其是正洞消突效果较差；导致后续揭煤防突工序及隧道施工具有一定的安全隐患。

鉴于鹞子岩隧道正洞与平导于背斜核部连续多次穿过瓦斯突出煤层，隧道工期紧张、煤与瓦斯突出风险极高，本实用新型以东环线鹞子岩瓦斯突出隧道正洞与平导联合抽排消突为依托，在“四位一体”区域综合防突措施指导下，在前期实用新型专利ZL202120602596.8，一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构的基础上，为更好的解决通风及瓦斯联合抽排，提出“一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构”，可为类似地质条件的隧道揭煤消突作业提供指导。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本实用新型提供一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，包括L型洞室，该L型洞室由平导及平行于煤层走向的横向支洞组成，所述L型洞室内设有瓦斯抽排主管和若干瓦斯抽放管，所述瓦斯抽放管的一端与瓦斯抽排孔连通，另一端与所述瓦斯抽排主管连通，所述瓦斯抽排主管的一端位于所述横向支洞内，另一端与位于洞外的瓦斯抽放站连通；

所述L型洞室内设有通风风管，所述通风风管的一端伸出洞外，另一端接入横向支洞内距端部5m位置处。

优选的，所述横向支洞采用与平导相同的辅助坑道衬砌断面及支护结构，且所述横向支洞末端掌子面采用不低于10cm厚的C25喷砼封闭。

优选的，所述瓦斯抽排主管上设有水汽分离设备。

优选的，所述瓦斯抽排孔均从所述横向支洞的侧壁施作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：(1)L型洞室由平导及平行于煤层走向的横向支洞组成。横向支洞采用平导相同的衬砌断面及支护结构，支洞末端掌子面采用不低于10cm厚的C25喷砼封闭；结构简单，方便现场施作；(2)瓦斯抽排系统构成简单，通过集中布置，对瓦斯抽排安全管理十分有利，同时有利于提高瓦斯抽排效果；(3)通风风管末端接入横向支洞距端部5m位置，形成独头压入式通风，瓦斯抽排孔施作及瓦斯抽排期间，可以不间断通风，能够有效确保施工安全；(4)可一次性穿透所有煤层实施联合抽排，与逐一煤层抽排相比，减少施工工期，极大的提高施工效率，节省工程投资；具有安全可靠、快速、经济等特点，并符合节能环保的要求。

附图说明：

图1为本实用新型的平面布置示意图；

图2为图1的通风平面示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如附图1-附图2所示的一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，包括L型洞室，该L型洞室由平导2及平行于煤层走向的横向支洞1组成，横向支洞1采用与平导2相同的辅助坑道衬砌断面及支护结构，且横向支洞1末端掌子面采用不低于10cm厚的C25喷砼封闭。

瓦斯抽排系统利用L形洞室进行集中布置，具体为在L型洞室内设有瓦斯抽排主管3和若干瓦斯抽放管5，瓦斯抽放管5的一端与瓦斯抽排孔4连通，另一端与瓦斯抽排主管3连通，瓦斯抽排主管3的一端位于横向支洞1内，另一端与位于洞外的瓦斯抽放站7连通，瓦斯抽排主管3上设有水汽分离设备6，抽排主管3通过设置于L形洞室内及洞口的水气分离设备6进行水气分离后，直接接入洞外的瓦斯抽放站7。

将正洞及平导瓦斯抽排区域视为整体，一次性穿透所有煤层实施联合抽排。正洞及平导区域的瓦斯抽排孔4均从横向支洞1侧壁施作。

L型洞室内设有通风风管8，通风风管8的一端伸出洞外，另一端接入横向支洞1内距端部5m位置处。通风风管8末端接入横向支洞距端部5m位置，洞口新风通过通风风管8压入洞横向支洞末端5m位置排放，形成独头压入式通风，通过不间断通风，将洞内污风持续不断的排出洞外(可参考图2的风向)。

本实施例，鉴于鹞子岩隧道正洞与平导同时于背斜核部连续多次穿过瓦斯突出煤层,煤层范围地质构造复杂，煤层间距小，瓦斯突出风险极高,同时考虑到正洞与平导抽排区域存在交叠，为节约工期、加快施工进度、确保施工安全，同时将正洞与平导背斜范围煤层作为整体作为联合抽排范围，一次性穿透所有煤层实施联合抽排消突；为提高瓦斯抽排消突效果，减小抽排钻孔施作难度，利用平导设置L型洞室进行瓦斯联合抽排；为节约投资，正洞与平导共用一套瓦斯抽排系统，瓦斯抽排系统利用L形洞室进行集中布置。

本实用新型以东环线鹞子岩瓦斯突出隧道正洞与平导联合抽排消突为依托，在“四位一体”区域综合防突措施指导下，利用平导设置L型抽排洞室，同时一次性穿透所有煤层实施联合抽排，有效确保了瓦斯抽排效果，加快了施工进度，保障了揭煤消突施工安全；该结构可为类似地质条件的隧道揭煤消突作业提供指导，具有重要的工程实际意义。

以上描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，其特征在于：包括L型洞室，该L型洞室由平导(2)及平行于煤层走向的横向支洞(1)组成，所述L型洞室内设有瓦斯抽排主管(3)和若干瓦斯抽放管(5)，所述瓦斯抽放管(5)的一端与瓦斯抽排孔(4)连通，另一端与所述瓦斯抽排主管(3)连通，所述瓦斯抽排主管(3)的一端位于所述横向支洞(1)内，另一端与位于洞外的瓦斯抽放站(7)连通；

所述L型洞室内设有通风风管(8)，所述通风风管(8)的一端伸出洞外，另一端接入横向支洞(1)内距端部5m位置处。

2.根据权利要求1所述的一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，其特征在于：所述横向支洞(1)采用与平导(2)相同的辅助坑道衬砌断面及支护结构，且所述横向支洞(1)末端掌子面采用不低于10cm厚的C25喷砼封闭。

3.根据权利要求1所述的一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，其特征在于：所述瓦斯抽排主管(3)上设有水汽分离设备(6)。

4.根据权利要求1所述的一种复杂构造瓦斯突出隧道L形洞室联合抽排消突结构，其特征在于：所述瓦斯抽排孔(4)均从所述横向支洞(1)的侧壁施作。

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