瓦斯隧道施工、監(jiān)控、管理(技術(shù)措施)及辦法內(nèi)容介紹
第一節(jié) 煤田、瓦斯地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
一、本項(xiàng)目瓦斯隧道施工監(jiān)控應(yīng)掌握的瓦斯地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):
1、XX高速公路最主要的兩大瓦斯隧道(XX山隧道和XX隧道)主要穿越白堊系、侏羅系和三疊系地層,巖性以炭質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖為主,裂隙發(fā)育,屬內(nèi)陸盆地型含煤地層。
煤系地層中含有瓦斯,是其最突出的特點(diǎn)之一。
2、瓦斯的物理性質(zhì):
(1)瓦斯是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒的氣體,也稱沼氣,它的主要成份是甲烷(CH4),比重為0.554,不易溶于水。
(2)瓦斯本身并不助燃,但在空氣中混合一定濃度的瓦斯時(shí),遇火能燃燒也能爆炸。
(3)瓦斯雖本身無(wú)毒,但空氣中瓦斯含量>40%時(shí),可使人嚴(yán)重缺氧而窒息。
3、煤系地層中瓦斯的賦存狀態(tài):歸結(jié)起來(lái),瓦斯在煤系地層中的賦存狀態(tài)主要有:有游離、吸附和吸收三種形式。
4、煤系地層中瓦斯的解吸:
瓦斯解吸是由于外界壓力或溫度升高或給予沖擊或振蕩時(shí),由吸附瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x瓦斯的現(xiàn)象。吸附狀態(tài)不能形成瓦斯內(nèi)能,只有通過(guò)解吸變?yōu)橛坞x瓦斯,方可形成瓦斯內(nèi)能。
5、煤系地層中瓦斯的遷移方式:
有滲濾和擴(kuò)散兩種方式,此兩種方式是相互兼容和同時(shí)進(jìn)行的。
遷移動(dòng)力主要是巖層靜壓力和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,也有地下水對(duì)瓦斯的浮力和拖力等。
6、煤系地層含瓦斯的特點(diǎn):
影響瓦斯含量的地質(zhì)因素主要有煤的變質(zhì)程度、圍巖和煤層本身的滲透性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水活動(dòng)。在通常情況下,煤變質(zhì)程度高、圍巖透氣差、壓沖逆斷層下盤和地下水活動(dòng)差是有利于瓦斯含量增高的地質(zhì)因素;反之,則瓦斯含量低。一般規(guī)律是:
瓦斯含量及壓力基本上隨埋深成正比增加;
煤層厚、傾角緩,其瓦斯含量大;
煤層本身及圍巖透氣性大時(shí),瓦斯不易保存,則含量??;
地下水活躍地區(qū),瓦斯含量小;
如斷層、褶皺是受張力作用產(chǎn)生的,該區(qū)域內(nèi)瓦斯含量小,反之,其受壓區(qū)瓦斯含量大。
7、瓦斯涌出:
(1)瓦斯涌出量:是指洞內(nèi)在施工過(guò)程中,單位時(shí)間內(nèi)涌入坑道的瓦斯量,其表示方法可分為絕對(duì)涌出量和相對(duì)涌出量?jī)煞N。
①瓦斯絕對(duì)涌出量——單位為m3/d或m3/min,即在一定時(shí)間內(nèi)所涌出的瓦斯量。
②瓦斯相對(duì)涌出量——單位用m3/t,它是以產(chǎn)量為基礎(chǔ)的。
(2)瓦斯的涌出形式:
①普通涌出:在掌子面或其他暴露面上緩慢、均勻、經(jīng)常性的涌出。圍巖暴露的時(shí)間越長(zhǎng),煤巖越破碎,瓦斯涌出量越大;反之越小。
②瓦斯噴出:高量、高壓瓦斯從煤或巖層空洞、裂隙、破碎帶中大量、突然涌出的現(xiàn)象。涌出量自幾萬(wàn)m3~幾十萬(wàn)m3,持續(xù)時(shí)間短則幾天,多則幾年。常伴有嘶嘶聲,有時(shí)還噴出水柱。
③煤與瓦斯突出:煤與高量、高瓦斯在很短時(shí)間內(nèi)(幾分鐘~幾秒鐘)突然大量噴出,伴隨巨大聲響和強(qiáng)大的沖擊波。噴出的粉煤、碎煤可由幾噸到幾千噸。這是一種特殊的、危害性極大的瓦斯涌出形式,其危害性巨大。