一种大断面隧道快速揭煤工艺及防突方法

摘要

本发明公开一种高速公路、铁路大断面隧道快速揭煤工艺及防突方法，具体步骤为在高速公路、铁路大断面隧道掘进过程中，接近突出煤层前施工超前钻孔，对煤层位置进行粗略探测，大体掌握煤层赋存状况；在接近突出煤层时，施工穿层钻孔对煤层进行精确探测，并利用钻孔测定煤层的瓦斯压力和取样快速测定瓦斯含量、工业分析等参数，实现多指标预测煤层的突出危险性；其次采取针对性的煤岩体固化措施，使大断面隧道揭煤工作面完全消突，围岩稳固，实现了快速隧道揭煤。本发明采用多指标预测煤层的突出危险性，保证预测结果的准确性，确保安全揭煤，使预测不突出准确率达到100％。该方法操作简便，施工安全、揭煤整体时间短且防突效果好，具有广泛实用性。

主权项

一种高速公路、铁路大断面隧道快速揭煤工艺及防突方法，其特征在于，包括如下步骤：a.第一步：在隧道施工至距煤层法线距离20m位置，在掌子面沿隧道中线左右各2米的地方施工2个前探水平钻孔，根据孔内钻杆长度、钻屑初探煤层位置；b.第二步：在隧道施工至煤层法线距离10m的位置，钻孔沿隧道中线布置1个，隧道的上、下、左、右各布置1个钻孔施工5个前探钻孔，所述钻孔沿隧道中线布置1个，隧道的上、下、左、右各布置1个，所述钻孔的控制范围均为隧道工作面隧道轮廓线外8m；利用前探钻孔，取芯测定煤层瓦斯含量，取煤粉测定钻屑瓦斯解吸指标K₁或Δh₂；瓦斯含量和钻屑瓦斯解吸指标测定结束后，采用主动式测压法，利用前探钻孔测定煤层瓦斯压力；c.第三步：根据预测指标测定结果，判断是否有危险，若预测有危险性时，施工至距煤层法线距离7m处，采取穿层抽采钻孔或超前排放钻孔措施，抽采或排放煤层的瓦斯；d.第四步：采取抽采或排放措施一定时间后，将瓦斯浓度降至安全范围内，再次施工钻孔，取煤样，测定效果检验指标，对措施效果进行检验和评价；当检验无危险时，将隧道掘至煤层法线距离2m；否则，应采取补充抽、排放钻孔消除危险；在隧道距煤层法线距离2m处，再次对煤层瓦斯突出危险性进行验证；若无危险，则采取安全防护措施后揭开煤层；否则，应采取补充抽、排放钻孔消除揭煤工作面突出危险；e.第五步：揭开煤层前，采用煤岩体注浆固化的方法来提高煤体强度，将固化液注入煤体进行固化加固；揭开煤层后，在过隧道门坎的半煤巷及煤巷掘进期间，工作面掘进循环进尺控制在0.8～1.6m。