探究隧道工程瓦斯监测及预警控制范文

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摘要:在隧道工程建设过程中，往往伴随着不同层面的安全隐患，由于施工过程中极容易引发瓦斯燃烧、瓦斯爆炸现象，为了避免该类事故的发生，在提出瓦斯有害气体预警浓度危害等级处理措施的同时，要出台一些较为可行的瓦斯监测方案。主要提出隧道工程瓦斯监测及预警控制措施，以供参考。

关键词:隧道工程;瓦斯检测;监测预警

1瓦斯隧道施工安全风险分析

某高速公路隧道工程，在一期土建阶段一共分为两个工区。根据地勘报告中显示穿越煤层较薄，瓦斯含量不高，属低瓦斯隧道。实际施工时监测数据报告中显示，本次掌子面一共部署5个钻孔，检测孔口甲烷浓度为6．8%～12．4%、瓦斯压力值正常、瓦斯涌出量为3．13m3/min，属高瓦斯工区。隧道掘进过程中易引发瓦斯燃烧或爆炸。(标准见表1)

2瓦斯检(监)测目的

在本次隧道工程瓦斯主要来源于裂隙瓦斯涌出、煤层直接解析瓦斯、采空区积聚瓦斯、岩石解析的少量瓦斯。两工区对低瓦斯隧道部分掌子面掘进期间，瓦检人员对于整个隧道中的瓦斯浓度进行反复的监测工作，特别是一些容易瓦斯聚集通风困难的范围，例如隧道的拱顶和机械设备台车的死角等。此时采用固定点实时自动瓦斯监测方法和不间断的人工移动瓦斯监测进行有效的管理。对各作业面和回风流中甲烷等有害气体浓度进行连续监测，在发生异常情况时，按照隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施中应有的科学程序进行一次的处理，从而保障施工安全的同时避免意外事故的发生。

3瓦斯检(监)测方案

在瓦斯监测过程中，首先要设置自动监测系统，利用风电闭锁装置功能来不断地更新基础系统数据，根据断电和馈电状态监测，做出报警和显示储存环节的预警状态。实现瓦斯声光报警的同时，也能够在瓦斯达到预警浓度时，所有设备都可以发出预警信号，进行及时的报警工作。如果瓦斯超过断电浓度，那么断电表会立即切断超县区的电源，此时的自动监测系统仍旧正常运行。另外，建立瓦斯监控中心的同时都需要配备专业的监控人员，采用24h轮班制度，人员应当熟悉设备性能，并且能够根据实际经验进行合理的操作，在设备运行过程中进行定时定点的记录，避免擅自离守脱岗的现象出现。

3．1自动监测系统

本次工程运用自动监测系统由监控中心进行分项组成，通过输入和输出设备更好地进行监控工作。在此可以和分站系统进行通信相关在接收各个分站点的信息，同时对于分站进行指令的发送作业。接收到分站信息后，中心站可以对信息进行分析和处理，显示报警工作。相关人员运用传感器将采集到的信息提供给主控计算机，在分析处理过程中对于隧道洞内的瓦斯情况进行实施的监测和控制。如果出现瓦斯超标情况，系统就会向监控中心发出警报声。此时监控中心会反馈到整个系统设备监控中进行。越级时的自动断电来达到安全管控的目的。在该系统中可以进行24h的全过程监控作业，实现安全预警的同时也能提供一些紧急预案来方便后期的生产安全管控。

3．2监控室设置、传感器布置

(1)监控室设置，在监测系统中心布置过程中，要设置科学的监控室，一般设置在隧道洞外的地面上，暂时内会配备监控中心的主机和大屏幕。监控值班人员可以通过屏幕来掌握整个隧道期间的系统运行情况。如果在发生异常情况时，例如分站无法应答断电和其他意外情况，就及时地向维护人员和上级报告。此时在监控室设置安全系统和人员地位，系统可以更好的满足于后期视频监控和洞内作业调控工作监控人员可以通过大屏幕对于隧道内的情况进行数据查询，方便施工人员对于现场进行全过程的管控作业，保障施工安全的同时，也能够运用独立的网络传输工作来确定人员的位置。另外，可以运用视频监控系统和网络传输系统相结合，在掌子面的延伸处设置光缆绞盘，保障主传输光缆延展的同时，也能够更好的稳定整个系统的运行状态。

(2)传感器布置，在布置传感器时，首先考虑掌子面迎头、距开挖工作面20m回风流处(二衬台车)、后段回风位置、横通道、局部通风机附近设置瓦斯传感器。其次根据现场施工环境，在容易出现瓦斯积聚的部位还需安设瓦斯传感器，如错车带、洞内变压器集中处、机电设备洞室等。另外还在煤层易自燃或有煤尘爆炸危险的瓦斯工区地段应设置一氧化碳传感器和温度传感器，在电源位置处安装瓦斯自动监测装置，在测定隧道有害气体含量的同时，可以自动的将数据传输到中心。通过光纤传输至地面来实现整个有害气体的在线监测工作。在监控中心收到指令后，瓦斯浓度监测数据再传至安全风险监控系统，可以更好地达到管控的目的。如果含量超标，系统会立即报警，作业人员会采取应急措施，避免安全事故的发生。

3.3人工检测

进行人工检测时，需要瓦斯检测人员采用便携式瓦检仪，对于作业区进行浓度检测，每隔2h检测一次，并且将数据及时的上报了，做好存档工作，瓦斯检测人员必须要经过专业的培训持证上岗才可进入作业区进行检测工作。工作人员在接受定期培训的同时，必须要进行严格的考核，如果不合格不能上岗就业，人工瓦斯检测实行24h跟班巡检作业制度。在检测过程中，人工检测结果与自动监控系统相应位置、时间的自动监控值进行比对，两种方式相互验证，发现异常应及时查明原因，并严格的按照浓度超限处理措施。如果瓦斯浓度达到0．5%时，自动断电仪在隧道内的电气设备会全部断电，此时应加大对隧道的通风;当瓦斯浓度达到1%，瓦斯检测人员应当立即停止工作，并组织其他人员撤出作业区域。同时也要及时的给上级报告实际情况，从而更好的提出科学措施来解决工作面的瓦斯问题。

3．4瓦斯浓度预警处理措施

进行瓦斯浓度预警处理时，可以通过人工和自动监控系统检测的不同浓度，依照实际情况采取不同的处理措施来保障施工作业的安全性。在施工作业现场管理中要进行反复的抽查工作。瓦斯检测人员必须依照作业区的实际岗位职责要求做好检测的数据记录，在收集相关信息的同时确保整个作业区瓦斯浓度数据的真实性。从而为瓦斯浓度数据提供重要可靠的决策依据时，能够更好的为系统提供相关的处理建议。

4结语

综上，对于瓦斯监测而言，在区间作业中可以运用自动监测系统和人工监测互相配合来确定整个瓦斯检测的重要程序。在此过程中，为了更好的保障检测质量，必须要在作业期间稳固系统的运行效率，做好人员的管理和约束。所有工作必须按照隧道内瓦斯浓度限制及超限处理措施程序来执行，一旦发生异常安全风险情况要及时的上报，做出预警处理，避免安全事故的发生。

参考文献:

［1］周少东，夏银飞，杜先照，等．地铁盾构隧道穿越瓦斯地层的施工技术［J］．城市轨道交通研究，2009，12(8):68－74．

［2］刘辉，张智超．定量改进HAZOP法在瓦斯隧道施工通风安全中的应用［J］．中国安全科学学报，2017，27(4):92－97．

［3］祝和意．高瓦斯盾构隧道施工控制关键技术分析［J］．隧道建设，2016，36(11):1366－1371

作者：黄星明 单位：贵州交通建设集团有限公司