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成贵铁路白杨林高瓦斯隧道施工安全关键技术研究
| 论文题名： | 成贵铁路白杨林高瓦斯隧道施工安全关键技术研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;高瓦斯隧道;施工安全;压入式通风;瓦斯抽排;防爆改装;机械性能 |
| 摘要： | 我国西南部多为山区，煤炭资源丰富，煤层分布较多。当隧道穿越煤层地区时，由于煤质岩层作为围岩的条件太差，而且常常伴随瓦斯的突出，导致隧道的修建难度和成本大大增加。瓦斯隧道的施工具有较大的施工风险，事故发生后果严重。为保证瓦斯隧道的施工安全，穿越煤层过程中必须采取有效的防突措施，降低煤层内瓦斯压力;选择合理的通风方式，防止瓦斯浓度过高，同时需要对隧道内的设备进行防爆改装。本文以白杨林高瓦斯隧道为依托工程，研究高瓦斯隧道施工通风中的流场规律以及瓦斯浓度分布，对现场的通风方式进行优化，并通过现场测试对通风效果进行评估。同时对防爆改装机械和非防爆改装机械进行了动力性能试验，得出防爆改装对施工机械动力性能影响程度。本文主要结论如下: (1)施工通风风管位于拱腰，风管末端距掌子面为5m～13m时，瓦斯的最大浓度出现在右侧，小于0.5％，掌子面负压区所占比例超过掌子面面积的60％，瓦斯能够顺利排出。因此，供风量不变的情况下，风管末端距离掌子面为5m～13m时通风效果和瓦斯稀释效果理想。 (2)钻孔直径、进煤深度、抽排压力均影响煤层瓦斯的抽排效果。增大钻孔直径、增长进煤深度、增大抽排压力均可以使瓦斯抽排的有效半径增大，影响范围增大，抽排量增多。经过不同工况下的研究，结合现场实际情况，得出钻孔直径在75～100mm，抽排压力为-20～-30kPa，进煤深度在1.5～2.5 m之间时，瓦斯抽排效果最好。 (3)随着钻孔孔底之间距离的增加，钻孔之间的相互影响作用减弱。以抽排率作为判断标准，得出抽排工期与孔底间距之间的关系。建议白杨林隧道DK474+138～188处煤层孔底间距为取2m，抽排工期为70d。 (4)防爆改装对于工程机械的动力性能影响明显。同型号的改装机械与非改装机械，在相同测试条件下，对于运输类机械来说，达到相同速度时，改装机械的耗时约为非改装机械的2倍，加速性能降低，平均加速度下降15％，功率下降15％～30％。对于液压类机械来说，防爆改装后输出功率下降15％～20％，机械臂的平均移动速度下降33％。 |
| 作者： | 张云龙 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郭春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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