高速铁路隧道施工煤与瓦斯突出防治技术研究

发布时间：2017-07-27 07:10

  本文关键词：高速铁路隧道施工煤与瓦斯突出防治技术研究

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【摘要】：本文以多个煤与瓦斯突出隧道为依托,结合煤矿方面已有的经验,运用UDEC 4.0软件和FLAC 3D 5.0软件建立隧道煤与瓦斯突出数值模型,分析了隧道揭煤前的力学状态以及石门揭煤的安全性。然后提出了如何在地质勘察阶段进行煤与瓦斯突出预测,以及如何在施工阶段进行煤与瓦斯突出预测预报。进而提出了隧道煤与瓦斯突出防治措施,并进行效果检验。研究了超前排放钻孔期间瓦斯涌出强度及涌出量,以及通风排放措施等。本文主要结论如下：(1)运用UDEC 4.0软件建立了急倾斜煤层的数值模型,对煤与瓦斯突出隧道揭煤前的力学状态进行分析,确认隧道煤与瓦斯突出的形成和发展是一系列力学变化过程。(2)运用FLAC 3D 5.0软件建立了与隧道轴线大角度斜交的急倾斜煤层的数值模型,分析煤与瓦斯突出隧道掌子面石门揭煤安全性,应在距离突出煤层2～5m的地方实施防突措施；发生突出后形成的空腔对隧道会造成影响。(3)煤与瓦斯突出隧道应按照瓦斯预测预报、揭煤防突技术实施、防突效果检验,最后进行石门揭煤。揭煤防突技术中的超前钻孔防治煤与瓦斯突出,关键在于钻孔的布置方式及施工,超前钻孔不仅可以探测前方的情况,还可以预排瓦斯,一孔多用。(4)研究了不同孔径的单孔、不同间距的多孔泄压效果,水平间距为0.7m时,竖直间距为2m时,泄压排放瓦斯效果较好。
【关键词】：煤与瓦斯突出 铁路隧道 突出预测预报 石门揭煤 瓦斯涌出强度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 问题的提出和研究意义11-14
• 1.1.1 问题的提出11
• 1.1.2 研究意义11-14
• 1.2 海内、外突出理论的研究成果及发展方向14-19
• 1.2.1 海内、外突出理论研究现实状况14-17
• 1.2.2 突出理论的发展状态17-19
• 1.3 隧道煤与瓦斯突出防治研究现状19-21
• 1.3.1 突出隧道预测预报研究现状20
• 1.3.2 突出隧道石门揭煤研究现状20
• 1.3.3 突出隧道通风与安全监测监控研究现状20-21
• 1.3.4 突出隧道电气设备与机械防爆研究现状21
• 1.4 依托工程及其重难点21-23
• 1.4.1 沪昆客专斗磨隧道21-23
• 1.4.2 成贵客专高坡隧道23
• 1.5 本文主要研究内容、方法及技术路线23-26
• 1.5.1 研究内容23-24
• 1.5.2 研究方法与技术路线24-26
• 第2章 煤与瓦斯突出原理26-45
• 2.1 煤与瓦斯突出的力学作用原理26-36
• 2.1.1 突出的力学分析26-30
• 2.1.2 掌子面揭煤模拟30-36
• 2.2 突出前后的瓦斯涌出规律36-38
• 2.2.1 突出过程中涌出瓦斯的来源36-37
• 2.2.2 突出时抛出煤的瓦斯涌出规律37-38
• 2.2.3 隧道瓦斯爆炸条件38
• 2.3 突出过程中的爆炸性粉尘规律38-39
• 2.3.1 瓦斯突出与粉尘39
• 2.3.2 粉尘与冲击波39
• 2.4 突出发生后对隧道的影响39-45
• 2.4.1 发生后的力学分析39-43
• 2.4.2 对隧道结构的影响43
• 2.4.3 伴随的其它灾害43-45
• 第3章 预测预报与揭煤防突45-67
• 3.1 煤与瓦斯突出预测预报45-53
• 3.1.1 地质勘察阶段煤与瓦斯突出预测45-49
• 3.1.2 隧道施工阶段煤与瓦斯突出预测49-53
• 3.2 揭煤防突技术53-59
• 3.2.1 掌子面防突措施53-59
• 3.2.2 防突措施联合优选59
• 3.3 防突效果检验59-60
• 3.4 石门揭煤60-67
• 3.4.1 揭煤段长度与开挖断面60-61
• 3.4.2 揭煤作业流程61-63
• 3.4.3 揭煤施工63-67
• 第4章 通风排放瓦斯与安全监测监控67-73
• 4.1 瓦斯量67-69
• 4.2 隧道通风排放瓦斯69-70
• 4.3 石门揭煤通风70
• 4.4 隧道施工安全监测监控70-73
• 4.4.1 安全监测监控系统70-71
• 4.4.2 人工巡检及巡检系统71-73
• 第5章 电气与机械设备防爆73-78
• 5.1 设备防爆原理及选择73-75
• 5.1.1 危险场所划分和爆炸性气体释放源等级73-74
• 5.1.2 防爆电气设备正确选择的方法74-75
• 5.2 供配电75
• 5.3 防爆的施工机械75-77
• 5.3.1 主动防爆与被动防爆75-76
• 5.3.2 电机防爆76
• 5.3.3 机械附属设施防爆76-77
• 5.4 照明设备及其它需要防爆的设备77-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78
• 6.2 展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科技工作成果88-89
• 学习及工作经历89

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