本发明涉及一种瓦斯隧道安全高效施工方法。
背景技术：
1、近年来，我国隧道及地下工程建设事业有了较快发展，隧道数量和总里程呈逐年增长趋势，截止2022年底，我国隧道总里程达到48762公里，较2021年增长3008.1公里。其中，公路隧道里程占全国隧道总里程的54.93％；铁路隧道里程占全国隧道总里程的45.07％，而且不仅在隧道数量和长度上有所突破，在隧道建设技术和工艺上也在不断提升。但是，道瓦斯超限和瓦斯爆炸安全事故仍是时有发生，做好瓦斯的监测和排放工作是保证隧道安全施工的重要保障。
技术实现思路
1、为了研究瓦斯隧道在爆破后瓦斯扩散运移特征及扩散规律，进而根据研究结论优化通风方案，实现瓦斯隧道安全通风，本发明提供一种瓦斯隧道安全高效施工方法。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果。本发明通过以下技术方案实现：
3、一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、(a)瓦斯地质段爆破方案优化；
5、(b)爆后瓦斯涌出量计算；
6、(c)瓦斯运移规律及时-空分布特征；
7、(d)通风网络优化和通风量调整。
8、优选地，所述步骤(a)瓦斯地质段爆破方案优化，具体为：在常规爆破方案的基础上利用正交试验法对炮孔间距、排距、孔深、钻孔角度及不耦合装药系数进行优化，形成适用于瓦斯地质段的爆破方案。
9、优选地，所述步骤(b)的爆后瓦斯涌出量按照下式进行计算：
10、
11、其中为隧道内瓦斯绝对涌出量(m3/min)；q为总施工通风量(m3/min)；ω为瓦斯平均浓度(％)；k为瓦斯涌出不均匀系数，取1.5～2.0。
12、优选地，上述总施工通风量按照以下情况进行计算并选取最大值作为控制设计通风量即：
13、q＝max{q1,q2,q3,q4} (2)
14、式(2)中q1按洞内同时工作的最多人数计算：
15、q1＝q·k·m (3)
16、式(3)中，q为每人每分种需要的新鲜空气，m3/min；k为风量备用系数，k≥1；m为洞内同时工作的最多人数；
17、式(2)中q2按爆破排烟计算：
18、
19、式(4)中，t为通风时间，一般为20～30min；a为每循环爆破的炸药用量，kg；s为隧道断面面积，m2；l为隧道长度或临界长度，m；p为漏风系数，根据风筒性能及相关规范选取；b为1kg炸药爆炸时生成的有害气体量，l/kg；k为淋水系数；c为co允许浓度；
20、式(2)中q3按最小风速计算：
21、q3＝v·s·60 (5)
22、式(5)中，v为洞内允许最小风速，m/s；s为隧道断面面积，m2；
23、式(2)中q4按内燃机作业计算：
24、
25、式(6)中，k为内燃机械单位功率供风量，m3/(min·kw)；为洞内同时作业的内燃设备的总功率(kw)；ni为每种内燃设备的额定功率(kw)。
26、优选地，所述步骤(c)在实测的基础上通过数值模拟揭示在未通风和通风状态下瓦斯运移规律及时-空分布特征。
27、优选地，所述步骤(c)中的数值模拟是在步骤(a)优化后的爆破方案基础上进行。
28、优选地，所述步骤(d)根据步骤(c)结论及现场监测结果综合确定。
29、本发明具有如下有益效果：
30、(1)本发明目标明确，流程简洁。有效解决了爆破对围岩扰动过大，瓦斯扩散运移规律不明确，通风效果不佳的问题。
31、(2)利用本发明可精准划定瓦斯积聚盲区，实现瓦斯安全高效治理。
32、(3)本发明在数值模拟研究结论的基础上进一步优化通风网络和调整通风量，使通风方案针对性更强，通风效果更佳。
1.一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，所述步骤(a)瓦斯地质段爆破方案优化，具体为：在常规爆破方案的基础上利用正交试验法对炮孔间距、排距、孔深、钻孔角度及不耦合装药系数进行优化，形成适用于瓦斯地质段的爆破方案。
3.根据权利要求1所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，所述步骤(b)中的爆后瓦斯涌出量按照下式进行计算：
4.根据权利要求3所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，所述总施工通风量按照以下情况进行计算并选取最大值作为控制设计通风量即：
5.根据权利要求1所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，所述步骤(c)在实测的基础上通过数值模拟揭示爆后在未通风和通风状态下瓦斯运移规律及时-空分布特征。
6.根据权利要求5所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，所述步骤(c)中的数值模拟是在步骤(a)优化后的爆破方案基础上进行。
7.根据权利要求1所述的一种瓦斯隧道安全高效施工方法，其特征在于，所述步骤(d)根据步骤(c)结论及现场监测结果综合确定。
