10月17日,經中國鐵建十八局集團隧道公司渝黔鐵路土建7標項目部全體人員的艱苦奮戰,新涼風埡隧道出口瓦斯突出工區煤係地層段揭煤工作順利進入攻堅階段——瓦斯抽排階段。
現場HTB500型水力壓裂泵組
現場瓦斯抽排管道
渝黔鐵路土建7標新涼風埡隧道按設計需要穿越二疊係龍潭組頁岩、砂岩夾煤層,共9層煤,總長度175m,工期12個月。根據K9煤層頂板20m垂距初探和10m垂距精探結果,結合附近相鄰煤礦地質資料綜合分析,新涼風埡隧道的煤層產狀與設計存在較大偏差,特別是煤層走向與隧道走向之間的夾角,與設計偏差達21度(設計夾角65度,實際44度);同時,煤係中存在隱伏斷層F1(H=3.5m);另外,煤層瓦斯含量、厚度及層間距與設計偏差亦較大。為確保瓦斯抽排達到預期效果,徹底消滅煤與瓦斯突出危險,項目部揭煤領導小組及時調整施工方案,計劃分兩次揭煤,從K9煤層頂板(裏程DK155+616.7)處開始,第一次僅對K9~K5煤層進行瓦斯抽排並揭煤,第二對K4~K1煤層進行瓦斯抽排並揭煤。
移動式瓦斯抽放泵站
避難垌室
根據在該處的取芯鑽探成果分析,煤層原始瓦斯含量K9~K5分別為11.11m3/t、4.896m3/t、6.347m3/t、15.01m3/t、9m3/t。其中K6煤層由原不可采煤層變為現可采煤層並具有瓦斯突出性。瓦斯儲量K9~K5分別為36686.6m3、16988.5m3、17748.9m3、138700.9m3、62220.8 m3,總計27.2萬方,抽排目標為將煤層瓦斯含量降到8m3/t以下,經計算總計要抽排12.7萬方,預計需要30.4天完成抽排工作。
監控室
瓦斯抽放鑽孔施工
為順利通過瓦斯突出工區煤係地層段,項目部做了大量的準備工作,首先製定並落實了各項瓦斯管理製度;並安裝洞口門禁係統、瓦斯監控係統、人員定位係統、視頻監控係統、通信係統、通風係統、應急避難係統、壓風自救供水施救係統等安全係統;並對所有進洞作業設備采取“MA”準入製度;洞內通風采取巷道式通風;於9月5日進行了瓦斯事故救援應急演練工作等。
巷道式通風
瓦斯突出應急演練現場
由於地質複雜且不確定因素多,本項目工期風險大,為節約工期,項目部主動出擊,與重慶能源投資集團科技公司合作,采用“壓裂增透,集中處理”先進施工方案,加大資源投入,實施此方案比“常規抽排,逐層處理”方案可節約工期198天。采取水力壓裂增透措施目的是增加煤層透氣性,提高瓦斯抽排效果,從而縮短抽排時間及減少鑽孔工程量,2014年9月14日至15日,對K5~K9煤層實施了分層水力壓裂增透措施。為提高抽排鑽孔施工的效率,2014年9月15日起,采用三台ZDY-1000型煤礦專用鑽機施鑽抽排孔,每台鑽機三班人員同時施工。為確保瓦斯抽排期間,不因設備問題耽誤工期,排放泵站安裝兩套水環真空泵(備用1套)。
礦山救護隊到達現場救援
經過大量細致的準備工作,瓦斯抽排工作於2014年10月14日試運行,並於2014年10月15日正式抽排。目前瓦斯抽排係統運行順利,每日抽排純瓦斯量約3250m3,抽排瓦斯平均濃度達20.2%。
瓦斯抽排工作在揭煤施工中,可以將煤層中的瓦斯含量及瓦斯壓力降低到安全範圍,可有效防止隧道瓦斯突出事故的發生,意義重大,目前瓦斯抽排工作進入正常階段。(本文來自中國鐵建十八局集團隧道公司)