高速铁路隧道施工煤与瓦斯突出防治技术研究

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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。
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