煤系地层隧道石门揭煤爆破掏槽优化研究

针对目前煤系地层隧道石门揭煤爆破掏槽技术最优参数确定复杂的难题,以西藏拉泽公路圭嘎拉隧道为研究对象,采用理论分析确定该隧道石门揭煤断面掏槽形式采用中空孔直眼掏槽,并分析了其中空孔的三种空孔力学效应;采用数值模拟试验方法建立了隧道石门揭煤直眼掏槽计算模型,从石门揭煤掏槽效率、揭煤深度和煤层动力响应等方面对不同掏槽参数展开分析。结果表明:随着掏槽关键参数a=24 cm增加到a=32 cm时,槽腔岩石破碎程度降低,煤体破碎程度相当,炮孔与空孔间未贯通的岩石厚度增加,降低了掏槽效率;a=28 cm时,局部揭煤深度过大,增大了突出风险;a=32 cm时,煤体深部出现松动区,使深部煤体应力强度降低,不同a对大断面煤系地层隧道石门揭煤煤层顶板动力作用影响较小。并获得了该煤系地层隧道石门揭煤爆破中空孔直眼掏槽掏关键参数最优值,其中炮孔与空孔间距建议值为24 cm、空孔半径建议值为100 mm;最后完成了现场爆破试验,爆破后岩体破碎程度均匀,掏槽效果好,揭煤深度适宜,其测试结果与理论研究成果较接近,验证了研究成果的可靠性。

煤系地层隧道施工方案和安全措施

由于瓦斯易积聚于结构松散的岩层与煤系地层,在煤系地层隧道施工开挖中,必须采取可靠的施工方案和安全技术措施,以防止瓦斯大量积聚而发生安全事故。

公路煤系地层隧道揭煤全岩断面爆破掏槽优化研究

全岩断面爆破掏槽好坏直接决定公路煤系地层隧道揭煤全岩断面爆破效果。通过理论分析确定了公路煤系地层隧道揭煤全岩断面掏槽形式为二阶二段掏槽,并分析了其爆破成腔力学机理。以某高速公路隧道为研究对象,基于理论计算,给出了煤系地层隧道揭煤全岩断面二阶二段掏槽技术参数。采用数值分析方法,建立了公路煤系地层隧道揭煤全岩断面二阶二段掏槽计算模型,对不同掏槽参数的掏槽效率和爆破振动效应进行了分析,得到了揭煤全岩断面最优掏槽参数为:中心孔装药直径32 mm,一阶孔垂深1.2 m,一阶孔倾角70°,二阶孔垂深2.4 m和二阶孔倾角75°。在其他掏槽参数不变的情况下,进行了一阶掏槽孔参数的现场爆破试验与测试,其结果为:一阶孔装药直径由32 mm增大到35 mm时,槽腔岩石破碎程度增大不明显,约为3.5%,但爆破振动速度增大显著,约为27.5%,不利于振动控制;一阶孔深度为由1.2 m增大到1.4 m时,爆破槽腔体积减小,约为12.5%,不利于槽腔形成;一阶掏槽孔倾角由70°增至75°后,掏槽效率降低,约为8.2%,不利于掏槽。现场爆破试验结果与理论研究结论一致。研究结果为该隧道全岩断面掏槽爆破设计提供了重要依据。

煤系地层瓦斯隧道综合超前地质预报技术的应用

在煤系地层隧道施工过程中,采空区失稳、瓦斯突出已经成为隧道施工的重大关键灾害。对采空区和瓦斯进行准确及时的超前地质预报,是当前煤系地层隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。根据各种物探方法的优缺点和对瓦斯预报的敏感性,结合综合超前地质预报方法、原则,优化了综合超前地质预报的预报方案,提高了采空区和瓦斯位置探查的准确性,并在沪蓉西高速公路乌池坝隧道予以实施。通过实施地质分析法、地质雷达法和高密度电阻率法的综合超前地质预报方案,成功预报了隧道掌子面前方的采空区和瓦斯,证实了该方案的科学性和可行性。

煤系地层软弱围岩隧道大变形施工控制技术

隧道工程建设期间,极易被现场地质条件所影响,不良地质的存在,不仅会增加施工难度,更可能埋下安全隐患,煤系地层本身就属于不良地质,施工控制不当会直接增加软弱围岩隧道的变形几率,而这也是煤系地层中常见的一类缺陷性问题。本文先对煤系地层软弱围岩大变形的特点加以阐述,通过分析变形原因,提出了施工控制技术的应用措施。

南山隧道不良地质的设计与处理

主要介绍对煤系地层隧道（南山隧道）存在的瓦斯、采空区等不良地质条件和地下水的腐蚀性现象，进行勘察、分析、评价以及设计和处理的方案。