[发明专利]一种高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法

权利要求书

1.一种高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法，该方法综合利用如下步骤进行：

隧道节能通风步骤，

隧道煤层及瓦斯超前预报步骤，

瓦斯突出煤层瓦斯抽放防突处理步骤，

瓦斯突出隧道揭煤施工步骤，

瓦斯涌出量预测及控制步骤，

隧道施工瓦斯监测监控步骤，

以及根据隧道施工瓦斯监测监控步骤所得信号进行的瓦斯隧道瓦车闭锁步骤；

所述的瓦斯突出隧道揭煤施工是按照“超前地质钻探→前期突出危险性预测→方案设计→超前支护→揭煤前三次钻探与突出危险性预测→揭煤开挖→初期支护→水气排放→二次衬砌”程序进行施工，安全揭开隧道煤层；

其中，水气排放包括在瓦斯突出地段前后两端各延伸100m 为瓦斯防护延长地段，在瓦斯突出及防护延长地段设置水气排放系统进行，水气排放系统包括：

（1）降压管

初期支护完成后，在平导靠正洞一侧边沟向上3m 位置每处布置3 根降压管，每处间距10m；降压管采用φ70mmPVC 管，每根长度9m，周边钻5mm 孔，间距10cm×10cm，梅花形布置，管端连入φ150mm 纵向透水盲管，经过水气分离室和φ200mm瓦斯排放镀锌钢管沿横洞排出洞外；

（2）平导及正洞盲管系统

采用全封闭复合衬砌封闭地层中的水和瓦斯，同时采用独立的排水和瓦斯排放系统，即洞内边沟排水系统和衬砌外盲管排水、排瓦斯系统；正洞地下水排放路径：透水纵向盲管→不透水纵向盲管→水气分离室→洞内侧沟；瓦斯等有害气体的排放路径：透水纵向盲管→不透水纵向盲管→水气分离室→瓦斯排放管排入大气；平导地下水排放路径：透水纵向盲管→不透水纵向盲管→水气分离室→洞内侧沟；平导瓦斯等有害气体排放路径：透水纵向盲管→不透水纵向盲管→水气分离室→瓦斯排放管排入大气；

（3）水气分离室

隧道正洞内水气混合体经分离后，瓦斯气体经洞内布置的φ200mm 瓦斯排放镀锌钢管从横洞内引至地表集中排入大气。

2.根据权利要求1所述的高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法，其特征在于：所述的隧道煤层及瓦斯超前预报包括非煤系地层瓦斯超前预报；所述的非煤系地层瓦斯超前预报具体是：

通过分析区域地质资料，掌握含气地层发育规律，并根据断层、背斜对含气地层影响，确定隧道穿越含气地层位置，结合超前地质钻探进行超前探测瓦斯发育位置；

从地质角度，根据岩层层序、层厚、产状及其与隧道正线、辅助坑道的空间位置关系，计算出含气地层在隧道洞身线路位置的发育里程；

根据设计地勘资料和已开挖揭示逸出瓦斯岩层长度及岩层产状计算出气地层真实厚度，根据设计地勘资料和已开挖段岩层地质情况判断出预测段岩层产状及重要标志层位置；

根据出气地层岩层真实厚度、预报段岩层产状及重要标志层位置计算出未开挖地段逸出地层位置。

3.根据权利要求1所述的高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法，其特征在于：所述的隧道煤层及瓦斯超前预报包括煤层瓦斯超前预报；所述的煤层瓦斯超前预报具体是：首先利用地质调查与地质素描手段，确定隧道揭露煤系地层的大致里程，再通过TSP进一步确定煤层发育的位置，然后采用掌子面素描、超前地质钻探更加准确地预报煤层的位置及厚度，同时进行瓦斯监测。

4.根据权利要求1所述的高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法，其特征在于：所述的瓦斯突出煤层瓦斯抽放防突处理具体是：在隧道揭开煤层之前，将钻场设在掘进的岩石巷道中或者开挖工作面内，在岩壁或开挖面上布设网格状钻孔，由钻场通过岩壁或开挖面向煤层打钻并贯穿煤层全厚，然后通过钻孔预先抽放煤系地层中的瓦斯。

5.根据权利要求1所述的高瓦斯及瓦斯突出隧道非防爆无轨运输方法，其特征在于：所述的瓦斯涌出量预测及控制具体是：根据煤层瓦斯流动的基本规律和现场实测瓦斯参数，得出煤壁和落煤瓦斯涌出量涌出规律，并根据瓦斯涌出规律及其影响因素确定的控制瓦斯涌出量的综合措施，并将无轨运输出碴期间，瓦斯浓度控制在0.3%以下，并将瓦斯涌出量控制在0.35 m³/min以下。