煤层燃气是隧道建设中极高的风险源之一，容易引起燃气、燃气爆炸等事故。通过煤层暴露煤炭时排出气体已成为暴露煤炭前的重要环节，基于此，结合某隧道工程项目，分析了气体阶段煤层的特点，提出了阶段性多孔排出方案，总结了气体隧道工程要点，供同类隧道工程参考。

1工程概况

峨汉高速是四川省高速公路网规划的重要组成部分，建成后与雅西、乐雅、成乐、乐宜、乐自等高速一体形成完善的高速公路网。金口河隧道全长8130m，隧道最大埋深1317m，是峨汉高速控制性工程之一，位于四川省西南部乐山市峨边彝族自治县和金口河区交界处，位于大渡河、官材河和多个断层包围的地区，属于深切高中山峡谷地形。隧道地区的地质结构条件极其复杂，被多个断层包围，隧道的不良地质突出了断层破碎带、溶解孔、溶解区、软岩大变形、岩爆、煤层瓦斯、有害气体等特殊地质。

2煤层瓦斯状况

隧道K63+720-K68+820段通过前震旦系峨边群第二段地层，该段地层以碳板岩为主，而且碳板岩局部存在石墨化现象，具有生烃条件，根据金隧SZK03的钻孔，可以看出碳板岩有石墨化现象，局部含有劣质煤。目前正在开展相关测试工作，出口端深孔也正在钻头，因此该隧道的瓦斯等级需要在钻头和相关测试完成后进行正确判定，经初步分析，隧道暂定为低瓦斯隧道，由高瓦斯隧道管理，具体的瓦斯等级和揭煤方案在相关测试完成后进一步确定。据专家地质资料报道，线路通过前震旦系峨边群的第二段地层，煤层厚度不同，隧道附近有可采煤层，隧道施工需要斯突然防治、瓦斯排放、揭煤等制定相关预案。

利用先进的地质预报物长距离探索煤层的位置，通过先进的地质探索孔正确定位煤层，采样判定瓦斯，根据煤矿石门揭开煤的四位一体测定瓦斯含量等参数。根据相关规定，煤层厚度≤0.3m，可以直接远程炮击打开煤层。否则，煤层厚度>0.3m必须采取本措施。对瓦斯的涌动量超过警戒值，设计了通过富含瓦斯地面过程中瓦斯排放施工方案和参数[2]。

3低瓦斯抽出方案

瓦斯突出危险性预测结果突出危险，贷款煤方案流程进入下一个工作步骤:工作面瓦斯排出。

3.1煤层燃气排放孔设计

3.1.1设计参数在工作面预测为突出危险工作面时，必须采取工作面预防措施。结合揭煤方案，工作面防突措施为钻孔气体排放方式。

3.1.2排孔设计排孔采用台阶式设置，控制范围为隧道拱墙轮廓线外5m，仰拱下2m，排孔φ75mm，孔底间距2m，行距2m，孔深跨煤层≥0.5m。为了加快排出孔的施工进度，将手掌面的上台阶挖到距煤层5m法线的位置后，上下台阶同时孔排出。

3.1.3排放孔施工采用ZY1250钻机进行施工，施钻时钻孔采用梅花形布置，分两批间隔施钻，第一批排放孔施工后观测排放效果，进而优化第二批钻孔参数。

3.2揭煤掌子面防突措施效果检验

3.2.1检验方法采用钻孔钻屑瓦斯解析指标法进行效果检验。检测K1值时，检测值小于临界值0.4ml/gmin1/2时，钻头时没有喷孔、钻头或其他突出现象，即没有突出现危险的手掌面，否则仍为突出现危险的手掌面，必须采取补充排放措施，再次检测措施效果

3.2.2施工时，手掌面距煤层法线最小5m时，施工手掌面煤层的突出预防措施进行效果检查，检查孔5个，φ75mm，分别位于手掌面上、下、中、两侧。采用ZY-1250钻头施工，进入煤层每1m采集孔口排出的粒径1~3mm煤层钻头，测试K1。

3.2.3最后验证手掌面挖掘到煤层2m法线位置时，打开煤掌面挖掘到煤层最小法线距离1.5m时，开始手掌面挖掘煤流程。

4燃气隧道施工控制要点

燃气爆炸需要同时具备三个条件，限制其中一个必要条件，避免燃气爆炸，加强通风是最有效的方法。瓦斯隧道采用强化通风系统配置和管理为主的施工组织方案，既能保证高燃气隧道的安全施工[3]，又能达到节约投资的目的。

4.1科学通风设计

为保证瓦斯隧道施工安全，建立可靠的通风系统，通过风速风量淡化高瓦斯，降低稀释瓦斯浓度，实现无通风死角。塌陷的空腔应防止气体聚集，设置专用风筒稀释气体，尽快堵塞，不得在其下方进行带电作业。在包括气体工程区域的施工中，通风机必须设置三专(变压器、开关、线路)两个关闭(风力发电、瓦电关闭)设施。隧道内电气设备实行风、瓦、电阻，当隧道内气体浓度超限时，可立即自动切断设备电源。建立配置科学、经济合理，高效稳定的通风系统。

4.2通风系统的配置

（1）通风方式选择：通风方式受制于隧道独头掘进长度，故不再区分非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区和瓦斯突出工区，而根据瓦斯地段距离洞口的长度以及通风系统的有效通风长度确定采用压入式、混合式、巷道式或联合采用不同的通风方式。通风方案根据施工进度动态调整，各阶段衔接有序纳入工序管理。(2)鼓风机必须设置两个电源、管道和风力发电闭锁装置。常用电源故障时，备用电源必须在15min以内连接，以确保鼓风机正常工作。双电源建设困难时，必须设置备用发电机，其发电量满足通风机的需要。(3)瓦斯隧道应配置同等性能的备用风扇，保持良好的使用状态。(4)对于瓦斯容易积累的崩溃室、模板台车附近、断面变化的空间、模板台车附近的区域，配置防爆型空气风扇和局部风扇等设备，实施局部换气的方法，消除瓦斯的积累。

4.3加强通风管理

加强通风管理在防范燃气事故中具有重要作用，通过规范通风检测和管理工作，通过通风速度、燃气浓度两个指标进行双控管理，使掌面具有足够的供风量，尽快稀释溢出燃气，降低燃气浓度，保证施工安全。(1)从管道口挖掘工作面的距离<5m，管道应立即安装，保证直接和接头密封，损坏的管道应立即更换、修理，管道100米的漏风率≤2%。(2)全断面挖掘时风速≥0.15m/s，分部挖掘风速≥0.25m/s；采用提高风速法消除气体积聚时，风速应保证≥0.5m/s。(3)瓦斯隧道应保证连续通风。没有特别的理由，不能停止风。如果气体浓度在规定的限制值以内，就不能恢复正常作业。

4.4燃气检测与监测

加强燃气检测、防火工作。隧道开挖过程中，设立专职瓦斯检查人员(必须持证上岗)，配备便携式瓦斯报警器、微型瓦斯检查报警器等专业瓦斯检查设备，不定期随时检查隧道各危险点和风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超过1%时或瓦电闭锁系统停电时，必须立即停止隧道施工，作业人员必须立即撤离隧道，查明原因后采取措施隧道内所有作业人员严禁吸烟饮酒，禁止携带所有明火和火花，爆破器材必须采用安全炸药和雷管，使用毫秒雷管时总延迟不得超过130ms，不得跳跃使用。

4.5机电防爆配置

关于防爆设备的问题，《铁路燃气隧道技术规范》(TB10120-2021)中低燃气隧道可以使用非防爆电气设备，但实际上只要是燃气隧道，燃气就有局部流出和聚集的问题(1)对于低气隧道，采用非防爆机电设备配置方案，加强通风检测和管理，避免气体积聚，将洞内各处气体浓度控制在0.5%以下。(2)对于高气隧道，采用半防爆机电设备配置方案，在孔内固定铺设的电缆、照明、通信、信号、变压器、局部风扇、电机、配电箱、开关等采用防爆型，加强通风，将孔内各地气浓度降低到0.5%以下，移动机械和电气设备采用非防爆型

5结语

煤层煤气隧道揭开煤炭的关键是降低煤层煤气浓度，隧道受空间制约布置排放孔时掌面的钻孔间隔接近，容易堵塞掌面附近的孔，或者受煤层和隧道角的影响钻孔长，增加施工成本，分阶段排放