【正文】 頭燈 只 28 安全帽 只 29 通信線纜 MHYV1*4* KM 20 30 接線盒 個 50 人員定位管理系統(tǒng) 生產(chǎn)安全的核心是人的安全。 傳感器為礦用本質(zhì)安全型設(shè)備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。 m/s 響應時間 小于 40s 顯示 三位 LED就地顯示 輸出信號 2001000Hz或 420mA 工作電壓 本安 DC8V21V 電 流 工作電流≤ 70mA 7） 設(shè)備開停狀態(tài)傳感器 設(shè)備開停狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井機電設(shè)備運行狀態(tài)，如礦井主扇、局 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 21 扇、鏈板運輸機、膠帶運輸機、水泵等的開停狀態(tài)。具有紅外遙控調(diào)校功能和調(diào)校簡單的特點。 2％ 響應時間 小于 40s 報警點 24ppm 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 20 報警方式 紅色 LED燈閃爍、蜂鳴器鳴叫 輸出信號 2001000Hz或 420mA 工作電壓 本安 DC8V21V 電 流 工作電流≤ 50mA；報警電流≤ 70mA 6） 風速傳感器 風速感器是采用超聲波測量原理。具有紅外遙控調(diào)校零點、靈敏度、報警點等功能。 % CH4 響應時間 小于 30s 報警點 % CH4可調(diào) 報警方式 紅色 LED燈閃爍、蜂鳴器鳴叫 輸出信號 2001000Hz 或 420mA 工作電壓 本安 DC8V22V 電 流 50Ma 5） 一氧化碳傳感器 一氧化碳傳感器是用于連續(xù)檢測礦井一氧化碳氣體濃度的高精度儀表。 % CH4 ~ % CH4， ?≤177。能與國內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)、風電瓦斯閉鎖裝置、斷電儀配套使用。它是一種智能型檢測儀表，具有自動穩(wěn)零、低功耗、軟啟動、環(huán)保電源、精度高、穩(wěn)定可靠等特點。 控制輸出：斷電繼電器接點容量 AC220V 5A； DC12V。 3） 通用監(jiān)控分站（小） 圖 6 通用監(jiān)控分站（?。? 主要技術(shù)指標： 容量：模擬量輸入 4 個；開關(guān)量輸入 4 個；控制量輸出 4 個。 (9） 控制量輸出信號：高低電平，高電平時不小于 5V（負載電流 3mA），低電平時不大于 。 (7）模擬量的轉(zhuǎn)換誤差不大于 1%。 (5）輸入輸出信號制 模擬量輸入信號：頻率型模擬量輸入： 200Hz～ 1000Hz，電流型模擬量輸入：1mA～ 5mA 或 4mA～ 20mA，頻率型和電流型通過跳線互換，其中開關(guān)量和模擬量可互換。 如圖 5。當監(jiān)控系統(tǒng)故障或數(shù)據(jù)傳輸線斷線時，分站可獨立工作。 通用監(jiān)控分站（ 8 模 8 開）是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，具有數(shù)據(jù)采集、控 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 17 制輸出、遙控輸入、液晶顯示等功能。除具備采集、顯示井下各種安全參數(shù)數(shù)值、設(shè)備運行狀態(tài)以及接受主機命令傳送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息以外，還具有如下功能： 具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能。 2） 監(jiān)控分站（大） 監(jiān)控分站內(nèi)含本質(zhì)安全電源，省去了向傳感器供電的電源 箱，結(jié)構(gòu)緊湊，便于在井下安裝使用。 如圖 4。 圖 3 監(jiān)控系統(tǒng)的主界面 系統(tǒng)主要設(shè)備 1） 傳輸接口裝置 傳輸接口裝置是用于監(jiān)控分站和地面監(jiān)控主機之間進行通訊的智能型接口裝置。系統(tǒng)向外提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，便于聯(lián)網(wǎng)和其它數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。監(jiān)測終端采用 JAVA 語言，終端監(jiān)測用戶只輸入 IP地址或網(wǎng)址可完成數(shù)據(jù)、圖形監(jiān)測。不同的用戶具有不同的操作權(quán)限。系統(tǒng)能將報警數(shù)據(jù)發(fā)送到主管領(lǐng)導的手機中，以便及時處理各種危險事故。以圖標變化、數(shù)值顏色變化、聲音等多種方式報警。 數(shù)據(jù)存儲采用變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成的方式，使數(shù)據(jù)的存儲容量只和計算機的硬盤容量有關(guān)系，如果硬盤容量足夠大，監(jiān)測數(shù)據(jù)可無限期保存。 動態(tài)圖形顯示功能。數(shù)據(jù)調(diào)用、查詢功能齊全，可查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、各種曲線、報警、斷電以及操作記錄，便于管理人員分析處理。 以各種表格、曲線形式顯示各測點實時數(shù)據(jù)，包括監(jiān)測參數(shù)、測點位置、數(shù)值、狀態(tài)、報警值、斷電值等。 系統(tǒng)自檢功能，包括分站、傳感器故障診斷，報警提示。 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 14 圖 2 瓦斯自動 監(jiān)控系統(tǒng)電纜傳輸方式結(jié)構(gòu)示意圖 監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要功能 系統(tǒng)應用軟件運行在 Microsoft Windows98/2021/XP 中文操作平臺上，采用VisualC++、 Microsoft Access2021 或 SQL Server2021 數(shù)據(jù)庫編制，采用多進程、多線 程技術(shù)實時并發(fā)處理多任務，軟件功能豐富。 圖 1 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測與管理系統(tǒng)設(shè)計示意圖 瓦斯自動監(jiān)測系統(tǒng) 瓦斯自動 監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)接口裝置 (調(diào)制解調(diào)器 )、洞內(nèi) 智能分站、各種礦用傳感器及控制執(zhí)行器組成。 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 13 智能廣播系統(tǒng) 管理 主要功能：在 掌子面、下導坑作業(yè)面、二襯施工等區(qū)域設(shè)計安 裝 智能廣播機站， 在瓦斯超標、突水、突泥等重大事故發(fā)生時，及時通過 廣播 發(fā)出撤離指令，避免人員傷亡。 人員定位系統(tǒng) 管理 主要功能：在 掌子面、下導坑作業(yè)面、二襯施工等區(qū)域設(shè)計安裝人員定位分站和讀卡天線，對區(qū)域內(nèi)的作業(yè)人員進行實時動態(tài)跟 蹤定位管理，對每天進入巷道作業(yè)的人員進行數(shù)量統(tǒng)計，考勤管理。對局部通風機和主通風機進行在線式運行監(jiān)測，一但風機停止運行或有故障時監(jiān)控中心同步聲光報警提示。所以，必須加強瓦斯監(jiān)測工作和施工管理。監(jiān)測目的具體為： 1） 通過對掌子面 24 小時實時監(jiān)測，及時掌握隧道掘進造成的瓦斯涌入而導 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 12 致的瓦斯超標，及時報警，保證人員安全撤離，避免瓦斯爆炸等重大災害； 2） 通過對隧道中段的監(jiān)測，及時了解因隧道通風不良而導致的隧道局部瓦斯富集，消除隱患，保證施工正常進行； 3） 通過隧道洞內(nèi)風速監(jiān)測，及時掌握隧道通風情況，結(jié)合瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測結(jié)果，對 隧道內(nèi)瓦斯含量進行主動干預與控制； 4） 通過設(shè)備瓦斯閉鎖裝置，及時停止瓦斯含量超標狀態(tài)下設(shè)備的運轉(zhuǎn)，排除引起瓦斯爆炸的隱患，實施安全控制。所以，必須加強施工全過 程的瓦斯監(jiān)控并做好瓦斯災害防治工作。另外該報告指出，礦井開采的煤層有自燃傾向，屬易自燃及較易自燃煤層，發(fā)火期 1～ 3 個月，本礦曾多次發(fā)生過采空區(qū)煤層自然發(fā)火事故。 表 3 瓦斯檢驗報告統(tǒng)計表（劉家壩溝煤礦） 2021 年度 2021 年度 2021 年度 2021 年度 相對瓦斯涌出量（ m3/t） 絕對瓦斯涌出量（ m3/min） 相對 CO2涌出量（ m3/t） 根據(jù)對原劉家溝煤礦的調(diào)查，劉家溝煤礦自建礦以來共發(fā)生煤與瓦斯突出 30 余次，突出煤量達 1 萬余噸，最大突出強度為 5488t/次 (1990 年 8 月 3 日開采 +70m水平木蓮傘煤柱以北區(qū)域的 K2煤層時 )，最大涌出瓦斯量為 105m3。隧洞穿過 P2l 煤層段為高瓦斯區(qū)段。統(tǒng)計見下表 2 瓦斯檢驗報告統(tǒng)計表。 4） 有毒有害氣體 據(jù)收集的隧址區(qū)附近大壩溝煤礦的瓦斯鑒定報告：該煤礦開采 T3xj 地層中的煤，瓦斯鑒定報告表明該煤礦為低瓦斯礦井。其中須家河組一段含 1 層可采煤，三段含 1 層可采煤，五段含 2 層可采煤，煤層厚 ，龍?zhí)督M可采煤主要為 K K K6 及 K8，煤層厚度約 。由煤層分布里程可見，煤層幾乎分布于整個隧道的始終。 隧道開挖可能產(chǎn)生塌陷和采空區(qū)突水，在龍?zhí)督M地層采空區(qū)可能揭露采空區(qū)內(nèi)聚集的瓦斯氣體。其中榮泰煤礦、白嶺煤礦及新木煤礦開采的為須家河地層的煤，其余煤礦則開采龍?zhí)督M地層的煤。 1） 煤礦采空區(qū) 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 10 華鎣山隧址區(qū)有悠久的采煤歷史，分布多處 煤礦，且主要分布在觀音峽背斜西翼和軸部區(qū)域，東翼分布較少。其中須家河組煤層屬低瓦斯煤，發(fā)生瓦斯突出、煤塵爆炸及煤層自燃的可能性小，而龍?zhí)督M煤層屬高瓦斯煤，易發(fā)生瓦斯突出、煤塵爆炸及煤層自燃現(xiàn)象。在背斜核部區(qū)域龍?zhí)督M地層分布多層可采煤，厚度一般在 左右，由于構(gòu)造復雜，煤層傾角變化較大，但總體一般在 65176。 三、 工程特點與 監(jiān)測目的 隧道穿越煤層瓦斯地質(zhì)特點 根據(jù)勘察報告，華鎣山隧道穿越觀音峽背斜兩翼及核部含煤地層三疊系須家河組和二疊系龍?zhí)督M，背斜兩翼 須家河組地層中的煤層均為可采煤層，煤層厚一般 ，洞身段背斜西翼煤層傾角 68～ 72186。 主要技術(shù)標準 1）道路等級： 六 車道高速公路； 2）設(shè)計車速： 100km/h； 3）隧道型式：雙向 六 車道； 4）路基寬度： ； 5）設(shè)計荷載：公路 I 級； 6）設(shè)計基準期： 100 年 7）地震基本烈度： Ⅵ 度 8）隧道建筑限界：一般地段隧道建筑限界凈寬 ，凈高 ； 緊急停車帶段隧道建筑限界凈寬 ，凈高 人行橫通道建筑限界凈寬 2m，凈高 車行橫通道建筑限界凈寬 ，凈高 5m 9） 隧道防水等級：二級，二次襯砌混凝土抗?jié)B等級不小于 P6。本標段隧道內(nèi)路面縱坡 進口端 為 %的上坡 ，出口端為 %的上坡 ， 進口 路面橫坡 2%，出口路面橫坡 3%。地表植被發(fā)育，生態(tài)環(huán)境較好。受構(gòu)造控制，地表兩翼主河流由 NE 流向 SW，與背斜軸線一致。 本隧址區(qū) 屬長江一級支流嘉陵江水系。全區(qū)多年平均降雨量 毫米，最大日降雨量達 毫米，一般集中在 5～ 9 月，并常有雷陣暴雨，占年降雨量的 70%。預測華鎣山隧道總的平均正常涌水量為60201m3/d，總的最大涌水量為 190819 m3/d。 本隧道在可溶巖段及可溶巖和非可溶巖接觸帶發(fā)生涌水突泥的可能性較大。局部受溝谷切割，向溝谷排泄，最終匯入嘉陵江。而在非可溶巖地區(qū)，地下水的排泄主要是溝谷控制，淺表部地下水向溝谷排泄。徑流方式有巖溶管道和巖溶裂隙兩種徑流，地下 水大部分集中在與構(gòu)造線方向一致的管道中徑流。在 非可溶巖地區(qū)，入滲系數(shù)較小，大氣降雨大多沿地表斜坡向溪溝匯流，少部分入滲補給地下水。根據(jù)初勘的調(diào)查：金馬煤礦、劉家溝煤礦及磨心坡煤礦的揭露情況表明，采煤平硐在揭露該斷層時均出現(xiàn)過涌水情況，涌水量約 1000~，擬建隧道在穿越該斷層時可能出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。 天府逆斷層（ F1）發(fā)育于觀音峽背斜東翼近軸部， 斷層面近直立，該斷層斷開的底層分別有龍譚組、長興組及飛仙關(guān)組地層。 綜述，碳酸鹽巖類溶洞裂隙含水巖組在不同巖性接觸帶是巖溶最發(fā)育的地段，隧址區(qū)的可溶巖類及不同的層序組合，巖溶發(fā)育有較大差異。由于該地層處于山頂、坡陡的特殊位置，不利雨水充分入滲 ，決定了該地層巖溶不甚發(fā)育。而其它組段的巖溶發(fā)育程度相對較低，地表出露的泉流量相比也較小，其富水性相對稍弱。經(jīng)地表調(diào)查，該類型巖組巖深強烈發(fā)育 ~發(fā)育，地表多形成溝槽或者洼地，出露眾多落水洞、漏斗、溶洞、暗河等巖溶現(xiàn)象，且分布復雜，為地下水補給提供了較好的條件。地下水主要儲存在采空區(qū)內(nèi)，受采空區(qū)影響較大。巖透水性差，為相對隔水層，地下水貧乏。 飛仙關(guān)組二、四段（ T1f T1f4）含水巖系：該巖系分布于背斜兩翼靠核部，主要由頁巖，泥巖夾泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成。此外，在隧址區(qū)附近分布有煤窯多處，石門、煤巷和采空區(qū)為地下水儲存、運移提供較大的集水空間和廓道，據(jù)調(diào)查老窯坑口流量 10L/s 以上。整個砂巖構(gòu)成主要含水巖層，受構(gòu)造和地形影響，地下水上部具潛水性，深部具承壓性，調(diào)查地下水多沿砂泥巖接觸帶以泉形式出露，流量一般 ~3L/s。裂隙和孔隙，特別是層間裂隙為地下水的儲存、運移空間。T3xj T3xj T3xj2 為細 ~中粒，薄 ~厚層狀砂巖段。 須家河組（ T3xj）含水巖系：該巖系分布于背斜兩翼，由砂巖與泥巖不等厚互層組成，總厚度：東翼約 352m，西翼約 620m。泥巖和頁巖屬軟質(zhì)巖，地表風化裂隙發(fā)育透水性弱，為相對隔水層；砂巖單層厚度一般小于 10m，且層厚不穩(wěn)定，其孔隙較發(fā)育，滲透性較好，具備地下水儲備條件。 （ 2）隧址區(qū)含水巖組富水特征 華鎣山隧道瓦斯監(jiān)測方案 6 1. 碎屑巖類裂隙孔隙水 侏羅系紅層含水巖系：該巖系由新田溝組（ J2x）、自流井組（ J12z）和珍珠沖組（ J1z）地層組成，主要分布于隧道進出口兩端斜坡，進口段厚度約800m，出口段 149m。根據(jù)各地層巖性差異和含水特征不同，將隧址區(qū)地下含水巖組劃分為：碎屑巖類裂隙孔隙含水巖組、可溶性巖類溶洞溶隙含水巖組，但對隧道影響較大的為碳酸鹽類裂隙溶洞水為主。區(qū)內(nèi)較大泉（井）點 66 個，流量 ~15 L/s，標高 300~700m，總流量 190 L/s。主要分布在觀音峽背斜的南東翼，北西翼由于受煤礦開采的影響分布少。區(qū)內(nèi)出露的地表水體主要為地下水的徑流排泄點，以朱及暗河出口的形式出露。 （ 2）隧址區(qū)地表水分布及特征 隧址區(qū)樹枝狀支溝發(fā)育及巖溶作用形成較多的落水洞、洼地、槽谷，并有地下暗河分 布，故地表基本無大的地表水體分布。背斜南東翼地表水匯入黑