技术先进 效果显著—渝广产品瓦斯抽排技术应用纪实

发布时间:2016-08-16 作者:贾帅动 来源: 【字号:

    由企业承建的风险性极高的瓦斯突出风险隧道——渝北至广安高速公路产品华蓥山隧道,于8月11日顺利完成首次突出危险性煤层的瓦斯抽排工作,消突效果显著,标志着“高负压瓦斯集中抽排”技术在特大断面公路隧道的应用中率先在电建集团内取得成功。这是重庆市首次在高速公路隧道施工中采用瓦斯抽放技术。为确保本次瓦斯抽排技术的应用成功,渝广高速公路总承包部在企业的统筹谋划下,联合重庆煤科院、天府矿务局等实力单位,提前准备,科学研讨,精心组织,最终实现了瓦斯抽排技术的成功应用。
   预报先行,资源整合,科学研判,助力安全
    渝广产品华蓥山隧道左线长5018米,右线长5000米,设计时速100公里/时,为分离式双向6车道,隧址区内存在高瓦斯、断层破碎带、岩溶区、岩爆段、涌水、突泥、突出危险性煤层及新旧采空区等复杂地质问题,被勘查及设计单位称为“地质病害博物馆”,施工难度高、安全风险大,是渝广高速公路关键控制性工程,也是全国排名第二长的在建双座六车道高瓦斯隧道。目前,随着施工的有序推进,华蓥山隧道出口端正在观音峡背斜山二叠系龙潭组段施工,将长距离连续穿越煤系地层,其中出口左线已在Z2K26+306、Z2K26+300和Z2K26+266各揭穿一层煤层,经85米超前取芯钻孔显示出口左线Z2K26+250赋存一层约1.7米厚的煤层,命名为“Z2K26+250 煤层”。为准确掌握Z2K26+250煤层的突出危险性, 7月14至16日,渝广总承包部联合中煤科工集团重庆研究院对Z2K26+250煤层进行区域突出危险性预测,实测该煤层最大瓦斯含量为8.2立方米/吨、最大瓦斯压力值0.9Mpa、最大钻屑解吸指标K1值0.51 ml/g.min1/2,均超过《防治煤与瓦斯突出规定》要求的参考临界值8立方米/吨、0.74Mpa和0.5 ml/g.min1/2,且预测钻孔在穿越Z2K26+250煤层过程中有瓦斯动力预兆及瓦斯涌出的异常现象,综合判定Z2K26+250煤层具有煤与瓦斯突出危险性。
    迅速响应,方案完备,精细施工,确保安全   
    面对已知的煤与瓦斯突出风险,渝广总承包部迅速启动既有应急机制,要求现场立即停止出口左线掌子面掘进,待对Z2K26+250煤层执行防突措施及措施效果检验,并直至消除突出危险性后,方可继续开挖。7月17日,渝广总承包部总经理李联成、安全总监申建峡、总工程师廉虎山,副总工程师王进进赶赴现场指导掌子面移交并部署瓦斯抽排各项工作,确定隧道上台阶轮廓线外15米及底板10米范围内为预抽控制煤层,控制煤层瓦斯总量为30135立方米。7月18至20日,隧道出口左线按照已评审通过的《华蓥山隧道揭煤施工技术方案》要求施打8排11列共计88个穿层钻孔预抽煤层瓦斯。7月20至25日,隧道出口左线铺设和连接瓦斯抽排管路总长2327米,安装1套水环真空泵,并依据标准化要求建设瓦斯抽排泵房。8月4日,渝广总承包部组织参建各方对瓦斯抽排系统进行验收和开机试运行,经现场检测瓦斯抽排系统各点位运行正常。8月5日,渝广总承包部邀请参建各方召开瓦斯抽排工作专题会,专题研讨并部署瓦斯抽排过程中的各类注意事项及突发事件应急机制。8月6日,在重庆煤科院瓦斯分院总工霍春秀、副院长李秋林的具体指导下,渝广总承包部安全总监申建峡、分部总工程师袁坤经现场确认,正式开始对Z2K26+250煤层的瓦斯抽排消突作业,8月11日结束对该煤层的瓦斯抽排工作,抽排期间管道内混合气体瓦斯浓度高达9.0%,日均抽排瓦斯纯量1641.47立方米,累计抽出瓦斯纯量9848.84立方米,控制煤层瓦斯抽采率为32.7%,并经区域措施效果检验,实测Z2K26+250煤层最大残余瓦斯含量为4.56立方米/吨、最大残余瓦斯压力值为0.29MPa、最大钻屑解吸指标K1 值为0.16ml/g.min1/2,均低于《防治煤与瓦斯突出规定》中的参考临界值,判定本次区域防突措施有效,Z2K26+250煤层已消除突出危险性,瓦斯抽排工作圆满完成。     
    当前,我国针对长大高瓦斯公路隧道揭煤防突作业尚无成熟的经验可以借鉴,渝广产品华蓥山隧道采用的“高负压瓦斯集中抽排”技术应用于公路高瓦斯隧道的施工在电建集团范围内尚属首次,该技术可有效地把突出危险性煤层瓦斯含量控制在每吨煤8立方米以下,能够确保特大断面公路隧道穿越煤与瓦斯突出危险性煤层的施工安全。本次瓦斯抽排技术的成功应用为华蓥山隧道后续穿越煤层施工积累了经验、检验了机制、锻炼了队伍,也为我国在复杂地质条件下特大断面高瓦斯公路隧道揭煤防突施工做出了有益的探索。
    动态管理,铁腕治安,持续探索,确保平稳
    为应对华蓥山隧道施工潜在的多源复杂地质病害,渝广总承包部传承匠人精神,实行铁腕治安,先后建立健全各项管理制度和各级监控体系,持续坚持 “动态设计、动态施工、先判断后处理”的施工原则,坚持超前地质预报和煤层定位先行以准确探测煤层与隧道空间的位置关系,坚持“区域防突措施先行,局部防突措施补充”,开工至今累计已有六十余次成功穿越煤层、新旧采空区、岩溶区、岩爆段、断层破碎带、涌水突泥、溶洞等异常地质段落,并先后取得了先后获得了2项国家发明专利、2项国家实用新型专利、1项全国QC小组成果二等奖,形成了系统的长大高瓦斯公路隧道施工管控成果。
    目前,华蓥山隧道进出口端均已进入观音峡背斜核部施工的最后攻坚阶段,地质构造复杂,存在F1、F2和F4三条20至40米压扭性斜冲逆断层、新旧采空区及龙潭组具有煤与瓦斯突出危险性煤系地层,施工难度高、安全风险大,渝广总承包部将砥砺前行,攻坚克难,严格遵循各项规章制度的要求,努力提高超前地质预报及监控量测的精度,进一步夯实现场管控力度,不断完善方案机制,持续优化设计变更,继续落实各项安全技术和安全管理措施,全面推进生产精益化管理和安全标准化建设,坚持不懈、持之以恒,努力实现华蓥山隧道早日顺利贯通!    

瓦斯抽放泵房

瓦斯抽排现场

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