山区隧道中煤系地层隧道较为常见，煤系地层隧道地层条件复杂，施工过程中瓦斯气体泄露、爆炸以及煤层突出、挤出、压出等地质灾害对人员及设备安全造成了潜在的威胁，增大了施工风险。因而制定安全可靠的煤系地层隧道掘进爆破施工技术方案，避免爆破作业引起煤与瓦斯突出等事故，对确保施工安全高效地进行具有实际的经济意义。
　　本文以西藏拉萨至泽当快速路S5线圭嘎拉隧道工程为依托，运用岩石力学、爆炸动力学、结构力学、弹性力学、煤与瓦斯突出理论、矿山压力理论、控制爆破理论、现场试验和数值分析方法对煤系地层隧道开挖控制爆破技术进行了研究，得到以下研究成果：
　　隧道石门揭煤突出的主导因素为爆破动载下煤层与岩层裂隙增生、煤层顶底板被压缩和预留岩柱发生蠕变断裂破坏；计算分析不同直径三级煤矿许用乳化炸药在Ⅳ级围岩与煤体中的爆破区域，确定掏槽眼和崩落眼选择较小不耦合系数，光爆眼及煤层中炮眼选择较大不耦合系数。所有炮眼均采用正向起爆装药结构，水炮泥数量为1节；对二阶二段掏槽不同参数的掏槽效率和爆破振动效应进行研究，得到揭煤前全岩断面掏槽中心孔装药直径为32mm、一阶孔垂深为1.2m、一阶孔倾角为70?；对石门揭煤直眼掏槽不同参数的石门掏槽效率、煤层揭煤深度与煤层及顶板受扰动程度进行研究，得到石门揭煤断面掏槽空孔半径为60mm、炮孔与空孔间距为24cm；针对全岩断面，分析光爆层破碎情况、残存眼痕数和轮廓线外岩体损伤深度，确定周边眼采用切缝药包且其眼距为70cm；针对半煤岩与全煤层断面，考虑瓦斯压力对煤体力学参数的弱化影响，并将其应用于隧道煤层周边眼参数设计，通过数值算例比对分析光爆层破碎情况、周边平整度和轮廓线外煤体损伤深度，得到周边眼间距为40cm、轮廓线偏移距离为20cm、光爆层厚度为50cm，且瓦斯压力为1MPa、2MPa时，煤层爆破损伤深度依次增加19.5％、35.5％。
　　针对圭嘎拉隧道石门揭煤爆破作业，通过数值算例得到预留岩柱爆破损伤深度为0.86m，并运用结构力学推导地应力与煤层瓦斯压力作用下预留最小岩柱安全厚度，得到不同煤层倾角隧道爆破揭煤的预留最小安全岩柱厚度计算式为?h3=hDsinθ+max{h2,[h]}；对隧道石门揭煤直眼掏槽爆破微差间隔时间对急倾斜、倾斜和缓倾斜煤层及其顶底板的动力响应进行研究，得到最佳微差间隔时间均为35ms；随着煤层倾角增大，煤层与顶底板振速、加速度和有效应力峰值衰减速度加快，底板动力响应程度大幅提升，煤层与顶板受扰动程度增幅较小，且大倾角煤层与顶底度最为显著；针对揭穿煤板受扰动程层后爆破作业，分析进尺与单段最大起爆药量对隧道衬砌煤层段爆破振动的影响，得到进尺为2m，单段起爆药量不超过27.9kg。
　　给出了圭嘎拉隧道穿煤段全岩断面、石门揭煤断面、半煤岩与全煤层断面爆破孔网参数，并在全岩断面区段进行爆破试验验证了研究成果的合理性；在全岩断面区段进行爆破振动监测，利用最小二乘法对监测数据进行回归分析，得到隧道场地系数K为43.46，振动衰减系数?为1.089；基于HHT法，运用MATLAB对振动信号进行频谱分析，得出爆破振动能量主要集中于10～75Hz。