六龙隧道高瓦斯施工监测监控方法

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中图分类号：U45文献标识码： A

一、工程概况

六龙隧道是贵州省黔西至大方高速公路第五合同段的一段,位于大方县六龙镇境内山王庙附近，隧道出口处于明华煤矿矿界北东角，隧道从明华煤矿采空区下方经过。为分离式隧道，左幅起讫桩号为：ZK39+975～ZK41+283，全长1308m；右幅起讫桩号为：YK39+985～YK41+263，全长1278m。隧道高瓦斯区段含煤5层，煤层厚度0.5-1.6米，为高瓦斯隧道，设计左洞高瓦斯区803米；右洞772米。

二、瓦斯监测监控方法

（一）监控方法总述

根据六龙隧道设计和设计施工方案，结合隧道施工特点，采用人工检控和自动监控系统组成监控体系，人工检控采用手持式移动检测仪，自动监控体系采用煤炭科学研究总院重庆分院KJ90NA煤矿安全监控系统。

（二）监控临界值

根据测定的工作面瓦斯含量值，判断工作面有无瓦斯突出危险性。

瓦斯有无突出危险临界值

限值 有无突出危险性

＞0.5% 突出危险

＜0.5% 无突出危险

当检测瓦斯含量超过突出危险指标限值时，必须撤离施工人员机械等，采取相应措施处理完毕后方可进行施工。

（三）瓦斯监控要求

1、瓦斯隧道施工期间，应建立瓦斯通风监控、检测的组织系统，测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。

2、压入式通风机必须装设在洞外或洞内新鲜风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源，并应装设风电闭锁装置。当一路电源停止供电时，另一路应在15min 内接通，保证风机正常运转。

3、含瓦斯工区每班应按规定检查，低瓦斯工区每班不少于2次， 不含瓦斯工区每班应检查2次，异常情况时应随时检测。 每个断面应检查 6 个点，即拱顶、两侧拱脚、两侧墙脚和仰拱底中点各距坑道周边 20cm 处。 在该 6 点对坑道风流中瓦斯和一氧化碳均应检查。

4、瓦斯传感器、风速传感器检测设置地点及范围应符合下列要求：

（1）开挖工作面风流、回风流中；

（2）爆破地点附近20m 内的风流中及局部塌方冒顶处；

（3）局扇附近10m 内的风流中；

（4）坑道总回风流中；

（5）各种作业台车和机械附近 20m 内的风流中；

（6）电动机及开关附近 20m 内的风流中；

（7）隧道洞室中，如变电所、水泵房、水仓、车洞、人洞等处；

（8）上、下台阶开挖作业面，仰拱及仰拱填充作业面，二衬作业面煤线或接近地质破碎带处。

（四）人工检测

1、人工检测设备

人工检测一般采用 AZJ-2000 型甲烷检测报警仪和光干涉式甲烷测定仪。

2、检测地点

固定检测监测点布置:采用断面6点法检测，即拱顶点、两拱脚点、两边墙脚点和仰拱底中点。

除固定检查点外，主要检测放炮地点附近20m内，紧急停车带， 横通道，仰拱混凝土施工、仰拱开挖、隧道内有明显凹陷的地点，电动机及开关附近，电缆接头，超前孔附近。

3、检测频率

（1）瓦斯检测实行 24 小时不间断轮流流动检测隧道内各处瓦斯浓度。

（2）瓦检员按《煤矿安全规程》(2004)要求进行各部位瓦斯浓度检测，作好记录，并在洞口瓦斯牌上公布，整理后送项目部，以上人员及设备应保持固定，不得随意更换。

（3）“一炮三检”指装药前、放炮前、放炮后，必须分别进行瓦斯检查。

4、检测范围：

（1）在安装瓦斯传感器、风速传感器等检测设置位置；

（2）随意性流动检测无气流的死角区域。

（五）KJ90NA自动监控系统工作原理、结构功能特点

1、工作原理：

KJ90NA煤矿安全监控系统是在隧道洞外安装监控主机（地面中心站），在洞内安装KJ90-F8/KJ90-F16型井下监控分站，监控分站是一种以89C60单片机为核心的微型计算机系统，在分站上挂接低浓度甲烷传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、风速传感器、开停传感器、风筒开关、二氧化碳传感器、馈电断电器、矿用本安型声光报警器，通过各种传感器对隧道内各种环境参数如甲烷、一氧化碳、温度、风速、馈电状态、风筒开关、风门开关、烟雾等进行连续监测，通过工业以太网或RS485总线方式及时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。

2、结构功能特点

KJ90NA煤矿安全监控系统采用先进的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。

（1）、地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据，监测信息可以在调度大屏上轮换显示。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；地面监控中心主要有主控机(备用机)、网络交换机、报表打印机、UPS电源、避雷器等设备；系统监控地面中心站采用全网络化结构，便于实时监测信息、图象信息及文件共享。网络构成为Ethernet以太局域网，通信协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。

（2）、系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等。

（3）、各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。

3、KJ90NA自动监控系统设备安装配置情况

六龙隧道左右洞之间横向距离20米。监控系统配置选用一套系统检测控制两个相邻隧道。在1号人行横洞、距离进洞口317米处安装监控分站。从监控分站，分线向左右隧道延伸进行监测监控。

4、系统日常维护注意事项

配置维护工，每天检查安全监控系统及电缆的运行情况，洞内使用的分站，传感器，电源及电缆等由专人负责。

安全监控系统设备发生故障时，必须及时处理，在更换和故障处理期间必须采用人工监控等安全措施，并填写故障记录。电网停电后，分站后备电源至少保证设备连续工作2小时以上，否则必须及时更换。使用中的分站、传感器，电源等必须经常擦拭，清除外表面积尘，保持设备清洁。设备进洞前必须仔细检查，不符合要求的禁止使用。

监控室应24h有人值班，应制定岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度，检测工和中心站操作员应培训合格，持证上岗。认真监视人员信息，详细记录系统运行状态，填写运行日志，打印检测日报表，报负责人审阅，接到报警及时上报领导。

三、结语

六龙隧道高瓦斯施工，采用人工检控和自动监控系统相结合，取得了切实显著的监控效果，有效防止了安全事故，为六龙隧道的顺利贯通提供了安全保障。