瓦斯隧道施工灾害案例.doc

一、 瓦斯隧道施工时, 可能发生7种灾难:
（1） 煤与瓦斯突出——在地应力和瓦斯压力共同作用下, 很短时间中破碎煤、 岩和瓦斯从洞壁忽然抛出, 伴有猛烈声响和巨大动能, 同时释放出大量瓦斯。有时伴随瓦斯爆炸, 造成二次破坏。“突出”事故伤亡和损失通常都是很渗重。
（2） 煤忽然倾出——在重力作用下松软煤层忽然坍下, 同时有大量瓦斯释放, 坍下煤以煤块形式堆积。
（3） 煤忽然压出——一部分煤在结构应力或放炮振动影响下, 整体抛出, 但位移距离不大, 压出煤或呈小块状, 或呈有大量裂隙大块状。
（4） 岩石与瓦斯突出——原因与煤与瓦斯突出相同, 还加上掘进放炮振动作用。放炮时, 发生岩石破坏, 抛出现象。
（5） 瓦斯爆炸——达成爆炸浓度瓦斯（通常在5%~16%之间）与火源接触（通常需要512℃以上）, 而且坑道内有氧气存在（含量12%以上）, 就会发生猛烈爆炸, 有时会造成大量伤亡。
（6） 煤尘爆炸——当煤质中挥发物占总可燃物10%以上, 且形成小颗粒煤尘悬浮在空气中, 当空气中煤尘含量较多（30g/m3以上）, 遇700℃以上火源, 即会发生煤尘爆炸。
（7） 隧道坍塌——多数情况下, 煤系地层强度很低, 尤其是煤中软分层, 用手即可捻碎, 所以隧道稳定性差, 易产生坍塌事故。
二、 瓦斯隧道与煤矿巷道不一样特点
相同点
（1） 都是地下工程;
（2） 都进行钻爆作业;
（3） 巷道中有煤或瓦斯存在, 都有危险性。
不一样点
（1）工程目不一样。
铁路和公路隧道修建是形成通道, 而煤矿建设目是进入煤体采煤。
（2）工程范围内煤与瓦斯数量不一样
煤与瓦斯是不良地质现象, 所以交通隧道定线时都是尽可能避绕煤层, 避不开一定要穿过煤层时, 尽可能使隧道轴线垂直于煤层, 以最短长度穿越。所以, 很多瓦斯隧道洞身只有极小长度有煤, 有时只是很薄煤层（煤线或鸡窝煤）, 隧道长度绝大部分是岩石, 煤层只占极小百分比, 而且有时煤质低劣, 无开采价值, 含瓦斯也不多; 而煤矿则不一样, 不是避绕而是哪儿有煤往哪开巷道; 很多巷道直接在煤层中, 而且煤质通常很好, 所以煤矿瓦斯含量通常都比较大。比如: 低瓦斯矿标准是瓦斯涌出量小于40m3/min, 而低瓦斯隧道标准是0.5 m3/min, 一样都是属于低瓦斯等级, 煤矿瓦斯涌出量是交通隧道80倍。
（3）煤层巷道灵活性大, 而交通隧道一旦线路位置确定以后, 隧道平面位置和标高都基于固定, 不能随便移动。
煤矿运输大巷多在岩石中, 但它位置灵活, 能够选择最有利位置和方向; 而交通隧道不一样, 有时位置很不利, 如南昆线家竹箐隧道, 隧道与煤层夹角只14°, 既使不厚煤层, 隧道穿煤长度也很大, 如17#煤层真厚度10.7 m, 但隧道穿煤长度84.8 m, 增加了施工难度。
（4）交通隧道断面大, 煤矿巷道断面小。公路隧道可达100多m2, 则煤矿巷道大多数很小, 只多个m2, 既使经过架线机车运输大巷道也只有20多m2。
（5）交通隧道有支护, 有衬砌, 能封闭瓦斯, 而煤矿巷道大多数不支护, 许可长久放出瓦斯。
（6）交通隧道施工时严防坍塌, 一旦坍方处理代价高、 时间长; 煤矿巷道施工时也避免坍方, 但一旦坍方, 断面小, 处理代价也小。煤矿有时还人工制造小坍方, 比如揭露瓦斯压力大煤层时, 采取震动放炮, 加大药量, 人工诱导小型突出。
（7）通风系统不一样
煤矿通风系统很复杂, 煤矿巷道多, 而且不在一个平面上, 煤矿通风是网路通风, 而交通隧道只是一根管道, 通风较为简单。
（8）瓦斯防灾经验和施工装备不一样
煤炭部门有多年预防瓦斯灾难经验, 规章制度比较健全, 正规煤矿施工设备都是防爆。在组织机构上, 配置通风专业人员和机电专业人员、 有矿山救护队, 这些都有利于防灾救灾。而铁路和公路施工单位大多是多数临时组建综合性建筑单位, 相关瓦斯经验不多、 设备不完善, 组织机构不固定（项目经理部人员改变大）。这些, 不利于瓦斯防灾。
总而言之, 交通隧道有利之处是大多数隧道经过煤层少、 瓦斯涌出量相对小, 而且衬砌立刻, 能够封闭瓦斯降低逸出, 通风巷道管路也比较简单。但不利之处也不少, 如开挖断面大, 隧道与煤层相对关系不许可随意改变, 施工装备防爆性能差, 无专门化施工队伍, 技术管理和技术教育不够等等。

三、 瓦斯隧道施工灾难案例
3.1 中国经典案例
① 贵昆线岩脚寨铁路隧道。
隧道长2 714 m, 铁道兵六师施工, 穿过7层煤, 薄者0.1 m, 厚者8.92 m, 瓦斯涌出强度150 m3/h, 压力0.4 MPa。
1959年1月27日下导坑掘进距洞口242 m处, 火雷管点火及电灯接线引发二次瓦斯爆炸, 并形成坍方, 共死34人, 伤65人; 同年6月26日, 电闸拉火又引发瓦斯爆炸, 坑道坍方7处。从1月27日~6月26日六个月中, 共发生瓦斯爆炸6次, 因为处理不妥, 死伤惨重（总计死伤220人）。

② 达成铁路炮台山隧道。
全长3078 m, 位于成都郊区金堂县境内, 铁15局施工, 全隧道不经过煤层, 但隧道下方2 000~3 000 m处有煤, 瓦斯沿地层裂隙上升到地表浅层, 形成储气结构。1994年4月3日平导掘进到距洞口808 m处, 灯炮爆裂引发瓦斯燃烧, 死1人, 伤3人。次日, 汽车进洞运风管, 因为汽车打火, 又引发瓦斯爆炸, 死12人。事故后实测, 隧道瓦斯逸出强度为3.54 m3/h。
③ 都汶高速公路董家山隧道。
董家山隧道工程“12.22”尤其重大瓦斯爆炸事故。
董家山隧道是都汶公路都江堰～眏秀段双洞隧道, 右洞长4081m, 左洞长4111m, 左右线隧道中心间隔39m。中铁一局施工进口, 中铁二局施工出口。该隧道数次经过煤层, 但煤层都很薄, 瓦斯压力0.172~0.67 MPa, 勘测资料认定为低瓦斯隧道, 施工中又委托煤炭专业单位判定, 仍定为低瓦斯隧道。所以施工中许可使用非防爆设备, 采取汽车进洞出碴、 进料。
12月上旬, 隧道右洞进口掌子面发生坍方。因为该处位于背斜核部、 裂隙发育、 裂隙中含有煤层瓦斯, 坍方又促进瓦斯大量涌出。12月22日, 衬砌台车上不防爆插座打火, 引发瓦斯爆炸, 当场死44人, 伤11人。爆炸气流充满1500巷道并冲出洞口, 并将洞口（距爆源1450m）七十吨重台车推进四十多米。
④ 湖北恩施1号隧道。
2月16日9时30分许, 野三河电站一号隧道衬砌施工现场发生瓦斯爆炸, 爆炸使现场施工7名工人受伤。1名工人因抢救无效死亡, 其它6名工人现已恢复意识。
湖北恩施野三河电站一号隧道, 全长1400米, 曾在隧道内发觉了煤层。经过检测, 煤层并未超标。事发时已基础完工, 事发地点距离隧道洞口约900米, 正在进行二次衬砌施工。
3.2 国外经典案例
（1）美国San Fernando 隧道
1971 年6 月24 日, 美国加利福尼亚州SanFernando 隧道发生瓦斯爆炸, 造成17人死亡, 1人幸存。事故前一天, 负责运输废石工人在掘进机后面闻到有异味气体, 随即发生了火灾使得多个工人受伤。施工方停止施工, 开始增加通风设施。6 月24 日晚11点, 夜班工人乘坐小火车抵达掌子面时发生瓦斯爆炸。事故原因是地震产生断层带使得瓦斯气体大量溢出, 隧道内设施成为点火源造成爆炸发生。这是加州历史上最严重一次隧道事故, 直接促进美国出台了最严格隧道和矿井安全要求。
（2）美国Port Huron 隧道
1971年12月11日, 美国密执根州Huron 湖直径5m、 长10km隧道发生瓦斯爆炸事故, 造成22 人死亡。此隧道内页岩蕴藏有瓦斯气体, 因为通风设计不合理, 瓦斯气体在通风不畅部分聚集, 并被点火源引爆, 造成发生了地下大爆炸。当初隧道内共有43人, 当日死亡21 人, 还有1人在10个月后死亡。
（3）意大利Great Apennine 隧道
1913~1934 年, 意大利人开始建造这条连接博洛尼亚和佛罗伦萨长约12km 铁路隧道。隧道内含碳页岩内储存有瓦斯, 发生过4次爆炸, 一度造成长久停工。除爆炸外, 火灾也常发生。距离隧道北出口4km 处于爆破作业后, 可燃气体涌出, 引燃了木支撑。第二天此处发生了一次大爆炸, 造成400m长通风设施被破坏, 风房被毁、 仰拱坍塌, 造成停工7个月。加上其她事故( 如: 涌水), 有97人为这条隧道献出了生命。
（4）加纳Akosombo 水坝引水隧道
此水坝位于Volta 河, 在封闭引水隧道施工过程中, 发生瓦斯爆炸, 事故造成11人死亡。隧道上游为泥岩, 深水腐化有机物产生沼气是甲烷源头, 因为施工中有焊接操作, 造成这次事故发生。
（5）瑞士Hongrin 引水隧道
此隧道长2km、 直径2m, 即使事先监测到隧道内存在甲烷可燃气体, 而且也采取了通风方法。但因为通风设备故障, 造成爆炸事故发生, 共5人死亡。
（6）哥伦比亚Chingaza 引水隧道
此工程建造于1975～1980 年间, 隧道开挖过程中碰到无烟煤层和页岩, 其中蕴藏甲烷大量涌出, 发生爆炸事故, 造成人员死伤( 具体数字不详) 。
（7）哥伦比亚EI Colegio 隧道
隧道长8km, 隧道开挖时经过沥青页岩时, 涌出大量甲烷, 发生爆炸事故。此隧道在建设过程中, 最少发生了5 次爆炸。