浅述水利工程隧洞施工瓦斯监测方法和注意事项

浅述水利工程隧洞施工瓦斯监测方法和注意事项

李伟

长江水利委员会工程建设监理中心（湖北）湖北武汉430000

摘要：近几年，我国水利基础设施建设投资力度较大，发展速度较快，尤其是在西部地区，各项民生引水、调水工程相继展开。西部地区蕴藏煤量丰富，喀斯特地貌显著，隧洞施工过程极易遇瓦斯施工洞段，给安全生产带来安全隐患和风险。为此，及时监测、预防、控制瓦斯洞段的施工显得尤为重要。结合近期发生的多起瓦斯爆炸事故深刻教训，浅述水利工程隧洞施工瓦斯监测的方法和注意事项。

关键词：隧洞瓦斯；监测方法；注意事项

1.自动监控系统的选型与管理

根据现场实地调查及勘察成果资料，全面了解隧洞施工过程中穿越煤层的洞段，此种地层内富含瓦斯等多种有害气体，因此需引起重视。这些气体构成复杂，储存状态不明确，因此危害性极大。结合工程的实际特点，选用适用于施工现场地形、电力布置，满足隧洞特性的瓦斯监控系统设备。该系统由工业主机、监控分站、打印机、数据通讯接口、通讯电缆、传感器组成。根据各个隧洞进出口工作面展开情况，配备瓦斯监控系统。

1.1瓦斯监控系统面布设

瓦斯监控地面中心站布置在隧洞口外大于20m以外的活动板房（板房面积：60m2）内，每个地面中心站内设工业主机1台、打印机1台、数据通讯接口1台。1台KJF86N（08/16）型监控分站、1台KJ306-F（08/16）型通用分站及1台隔爆本质安全电源，分站通过数据传输线与数据通讯接口连接，分站与各地点传感器通过通讯电缆连接。如下图所示。

1.3瓦斯监控系统报警点设置

根据《煤矿安全规程》，参考其他隧洞的瓦斯监控系统设置，报警瓦斯浓度为1%；断电瓦斯浓度设置为1.5%；复电瓦斯浓度设置为1.0%。

1.4有关管理制度及注意事项

对于富含瓦斯的隧洞建立瓦斯检测、监控专业组，分别配备1名工程技术人员担任组长，隧洞配置传感器维修、调试专职人员，中心站、分站作业人员由专职技术员担任，所有工作人员必须明白传感器的安装地点，报警及断电范围，并能熟练地进行监测系统各种功能的调用。

（1）中心站的管理

①中心站的操作人员必须经过培训，方能上岗操作。

②对中心站的日常操作，如报表的打印、查看洞内各作业点的瓦斯及设备的开停等，可由调度室的调度员进行操作。

③对中心站的各种参数设置或改变隧洞安全监控系统的安装需进行重新调试，只能由专职监测工进行操作，其它人员不得进行操作和调试。

4进入安全监控系统进行调试的人员必须严格按《煤矿安全规程》和相关的技术要求进行设置和调试各传感器的报警、断电、复电值，不得违规操作。

5当值班人员发现安全监控系统的设备出现故障时，必须立即向相关的部门汇报，及时进行处理，并作好记录备查。

6严禁任何时候关闭主机电源，使系统不能实时收集各传感器的数据。任何人员操作中心站的主机后必须填好操作记录，且接受调度室的监督。

（2）分站的管理

①与分站连接的所有电路和电器设备必须是本质安全电路或本质安全型电气设备。

②必须按说明书规定的要求来连接电路和设备，分站各种未用的接口和插座不得随意占用。

③每次使用前必须检查分站，板上所有的IC芯片和继电器的安装方向要正确，接线插头无误。

4检查分站连接插头座连接电缆是否正确。检查分站拨号是否正确。在做了上述检查无误后，方可开启电源。不得随意拧动主板上的各个电位器。

5检修分站时，不得改动原电路参数及条件，不得改动电气元件的规格和型号。

（3）控制主机

①主机操作人员必须经过培训，方能上岗操作。

②日常操作，如查看洞内各作业点的瓦斯、及设备的开停等，可由现场管理人员进行操作。

③对总站的各种参数设置或改变隧洞安全监控系统的安装需进行重新调试，只能由专业人员进行操作，其它人员不得进行操作和调试。

4进入安全监控系统进行调试的人员必须严格按《煤矿安全规程》和相关的技术要求进行设置和调试各传感器的报警、断电、复电值，不得违规操作。

5当值班人员发现安全监控系统的设备出现故障时，必须立即向相关的部门汇报，及时进行处理，并作好记录备查。

6严禁任何时候关闭主机电源，使系统不能实时收集各传感器的数据。专职人员操作中心站的主机后必须填好操作记录，且接受调度室的监督。

⑦洞口安排专职监控人员6人，每班2人（一人操作，一人记录），分3班，每班8小时。

（4）传感器的管理

①仪器应固定专人使用，严格按照使用说明书进行操作，非专职人员禁止随便拆开仪器，按动按键等。在使用中避免摔打、碰撞。

②对仪器的零点、测试精度要定期调校，一般为三周一次，若未超差时可继续使用，此外，应及时擦拭、清扫仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。

（4）监控系统使用注意事项

①除监测工外，其他人员不得拆开、摔打监控系统的任何设备。

②电缆按要求吊挂整齐，出现破损及时更换。

③工作面瓦斯浓度传感器距工作面距离不得超过5m，在隧洞施工过程中及时延接电缆；传感器吊挂在距顶板约250mm左右的隧洞中线位置；每次放炮时应对工作面传感器加强保护或临时移动至后巷安全位置、放炮后及时恢复原位。

4二次衬砌台车前方的瓦斯浓度传感器距离二衬台车前缘0~5m，传感器吊挂在距顶板约250mm左右的隧洞中线位置；每次前移台车时应同时前移传感器。

5回风瓦斯浓度传感器吊挂于距隧洞口10~15m处的隧洞拱顶中线位置，距离隧洞拱顶250mm左右。

6瓦斯监控系统通讯电缆应吊挂整齐，距动力电缆间距不得小于0.2m。

7隧洞长度如果超出1000m时，在掘进巷道中部必须设置甲烷传感器进行监控。

2.人工检测瓦斯

2.1瓦斯监测仪器配置及方法

瓦斯检测采用便携式智能光干涉甲烷测定器、便携式甲烷检测报警仪和安全监测监控系统三种方式进行。便携式智能光干涉甲烷测定器由专职瓦检员佩带并按操作规程检测瓦斯，从事隧洞施工的工班长及特殊工作人员进洞时，必须携带便携式甲烷检测报警仪，随机检测瓦斯浓度。

人工巡检，目前还是瓦斯检测中的一种主要方式。它具有测定数据准确、可靠、检测方式灵活等优点。因此，每个掘进工作面均应配备专职瓦斯检查员。利用光学瓦斯检定器进行定时、定点巡检。

每个瓦斯隧洞工作面成立瓦斯检测班，设专职瓦检员4人，分2班，每班2人，对隧洞进行全天候交叉巡查。由洞外到洞内，重点选择电器设备集中的地点、二次衬砌作业面、开挖工作面作为检测端面。

根据隧洞断面尺寸，隧洞每个断面应检查4个点，即隧洞拱顶、两侧拱腰、断面中心，每次均应测定风流中的瓦斯和二氧化碳。在有硫化氢涌出的地点，还需用比长式检知管测定硫化氢。并填写瓦斯日报表。

对爆破作业采取装药前，放炮前、放炮后“一炮三检制”进行检测，爆破必须坚持“三人连锁放炮制”。专职瓦检员配备斯达光学瓦斯检定仪。为确保施工安全，所有进洞人员应配备便携式瓦斯报警仪及积压缩氧自救器。

2.2瓦斯检测地点

①开挖工作面和回风流中，爆破地点附近20m内的风流及局部垮帮冒顶处；

②坑道总回风中；

③各种作业平台和机械附近20m内的风流中；

④电动机及其开关附近20m内的风流中；

⑤避险洞及其它硐室中；

⑥煤层或接近地质构造破坏带，裂隙瓦斯、硫化氢及油气异常涌出地点。

瓦斯检查员应将每次检测结果及时填写在瓦斯记录本和记录牌上，出洞后应及时向值班领导汇报。在检测中如发现瓦斯超限或其它异常情况，应即时通知工作面作业人员停止作业，将人员撤到安全地点，并向上级领导汇报。

工作面作业班组、通风管理人员、干部及流动作业人员，应配带便携式瓦斯警报仪，以便瓦斯超限时能及时报警。

2.3瓦斯检测管理规定

（1）基本规定

1从事隧洞施工的所有人员进洞时，必须在洞口接受安全检查，领班、安全员或专业瓦检员携带便携式气体测定器。

2开挖作业面处、开挖和衬砌变截面处和使用中的机电设备的设置地点、有人员作业的地点都应纳入检查范围。

3有瓦斯突出或喷出危险的开挖作业面和瓦斯涌出较大、变化异常的开挖作业面，必须有专人经常检查。

4瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查记录。每次检查结果必须记入瓦斯检查班记录表和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过有关规定时，瓦斯检查工有权责令现场人员停止工作，并撤到安全地点。

（2）相关规定

1开挖作业面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止钻孔；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。

2开挖作业面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

3开挖作业面及其它地点，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。

4对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开动。

5开挖作业面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。

6隧洞施工必须有因停电和检修通风机停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后，所有受到停风影响的地点，都必须经过通风、瓦斯检查人员检查，证实无危险后，方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的范围内，都必须检查瓦斯，只有瓦斯浓度不超过1.0%时，方可开启。

7临时停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3.0%或其他有害气体浓度超过规定不能立即处理时，必须咨询有关专家，制定安全技术措施后，方可进行排放。

8停风区中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%，最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0%时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。

9停风区中瓦斯浓度或瓦斯浓度超过3.0%时，必须制定安全排瓦斯措施。

10在排放瓦斯过程中，排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯浓度都不得超过0.75%，超过限值则立即停电撤人，停电撤人范围应在措施中明确规定。只有恢复通风的隧洞风流中瓦斯浓度不超过1.0%和二氧化碳浓度不超过1.5%时，方可人工恢复局部通风机供风隧洞内电气设备的供电。

开挖作业面接近地质破碎带时，必须有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯，发现瓦斯大量增加或其它异状时，必须停止施工，撤出人员，进行处理。

施工钻爆孔过程中瓦检员随时检查瓦斯浓度。

风机24小时持续开机运行，爆破过程中也同样通风，爆破结束1小时后，由班长及瓦检员进入隧洞检查瓦斯浓度，达到标准后通通知下道工序施工。同时更换破损风筒。