杉林矿紧急避险系统设计方案.doc

前 言根据国办发201023号、安监总煤装201115号等文件精神，所有井工煤矿应按照规定要求建设完善煤矿井下紧急避险系统,并符合“系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效”的要求。2012年6月底前,所有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井,中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯、开采容易自燃煤层的矿井,要完成紧急避险系统的建设完善工作。2013年6月底前,其他所有煤矿要完成紧急避险系统的建设完善工作。杉林煤矿是江西八景煤业公司的主力生产矿井，根据上级要求杉林煤矿属“双突”矿井必须在2012年6月底前完成矿井紧急避险系统建设。经八景煤业公司研究决定，选择杉林煤矿-450m水平建立永久性避难硐室及相关设施。现按照国家相关规范要求，结合杉林煤矿的实际情况，特编制本设计方案。一、设计依据紧急避险系统的设计应符合国家有关规范和标准，并适应井下现场条件。本次设计方案参考了以下依据： 1、 煤矿安全规程2011版2、 煤炭工业矿井设计规范2005版3、 煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)安监总煤装2010146号4、 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定安监总煤装201115号5、 矿井防灭火规范6、 矿井通风及安全装备标准7、 煤炭建设井巷工程概算定额(2007基价)8、 杉林煤矿提供的地质资料及其他资料2、 矿井概况杉林煤矿位于高安市城140方位的独城镇境内，距独城镇约4km，东距丰城约32km，北距高安市约40km。煤矿有县级水泥公路连接丰城高安、320国道、浙赣铁路及赣江水运码头，交通较便利。杉林煤矿属国有企业，隶属江西新余矿业有限责任公司八景煤业公司。杉林煤矿1985年10月建井，1992年12月投产，设计能力为210kt/a，江西省煤炭行业管理办公室关于核准下达省煤炭集团公司2006年煤矿生产能力复核结果的通知(赣煤行管字200742号)，核定生产能力90kt/a。江西省煤炭行业管理办公室关于对省煤炭集团公司2011年度煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果的批复（赣煤行管字2011355号），2011年度杉林煤矿瓦斯等级鉴定结果：矿井相对瓦斯涌出量为23.37m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.62m3/min，矿井二氧化碳相对涌出量11.5m3/t，二氧化碳绝对涌出量2.77m3/t，为煤与瓦斯突出矿井，煤尘有爆炸性，煤层自燃倾向性为容易自燃。杉林煤矿采用斜井开拓方式，两翼对角式通风，多水平上下山开采，采煤方法为走向长壁、放炮落煤，顶板管理为全部冒落法。矿井分为三个水平，一、二、三水平标高分别为-185m、-320m、-450m，另有-385m辅助水平。其中一水平（-185m）、二水平（-320m）（除部分井筒、大巷煤柱外）已开采完毕，一、二水平除保留的主要通风系统巷道外，其他巷道已报废并进行了封闭。现主要生产水平为三水平（-450m）和-385m辅助水平，回风水平-320m。三水平（-450m）现有2个采区，分别为东翼采区、西翼采区，目前东翼采区为生产采区，西翼采区正在准备。目前布置有3111采煤工作面、3112采煤工作面、-320西大巷掘进面、3113掘进面等作业点。矿井目前在册职工453人，井下生产职工284人（含生产、通风、机电、运输等人员）,为井下三班制工人。3、 煤矿井下安全 “六大系统”1、压风系统（含压风自救系统）杉林煤矿地面安装有1台OGFD-19.8/8（20m3，110kw）和1台DRS-125A（16m3，90kw）型的螺杆式压风机，井筒布置了150mm的压风管路（钢管），主要运输大巷、主要上下山布置了50mm的压风管路（钢管），采掘工作面均布置了25mm的压风管路（钢管）。井下所有采煤工作面顺槽、所有煤巷掘进工作全部按新余公司相关规定每隔40m施工一个压风自救峒室或装有一组（5个）压风自救装置。在离压风自救峒室超过40m的刮板运输机和皮带司机操作处、绞车房等地点均安装有单个压风自救装置（点）。各个采区避难峒室、放炮峒室都安装有压风自救装置。2、防尘供水系统（含供水施救系统）副斜井井口建有一水池，水池容量200m3。井筒内布置了50mm的水管（钢管），大巷布置了50mm的水管（钢管），采掘工作面布置了25mm的水管（钢管）。所有的采区避难峒室、放炮峒室和上下山、采掘工作面均按要求布置了25mm的水管和三通闸阀。矿井在主要运输巷、采面回风巷、掘进工作面、溜煤眼、放煤口、转载点等地点已按要求安装防尘管路和喷雾装置，基本可以满足防尘、消防的要求。-450m西大巷、3111两道、-320m运输巷各设置了一组防尘水幕。3、监测监控系统杉林煤矿使用南昌煤矿仪器设备厂生产的KJ65N型监测监控系统，有煤安标志，符合相关标准要求。按要求安装了相应的传感器，目前井下共安装监控分站10台，甲烷传感器26台，管道甲烷传感器3台，CO传感器4台，温度传感器2台，管道温度传感器3台，管道负压传感器3台，管道流量传感器3台，风速传感器3台，负压传感器2台，6个风门开关传感器，5个设备开停传感器，4个馈电状态传感器。4、人员管理系统杉林煤矿使用南昌东维电子有限公司生产的KJ393型人员管理系统，有煤安标志，符合相关标准要求，共装有5台系统分站、24台采集分站、500个识别卡，该人员管理系统基本能满足井下安全生产的需要。5、通信联络系统杉林煤矿井下安全生产通信联络系统采用的是DDK-6数字程控调度交换系统，使用正常。井下安装有20台KTH3型电话机（本安型电气）。井下各个作业点、井下各个机房和各个峒室均安装有电话机，基本满足井下安全生产的需要。6、避灾系统杉林煤矿在-320m东大巷、-385m改造大巷车场、-450m井底车场、-450m皮带道、-450m轨道下山、3112溜子道、3111措施巷等地点设置了临时避灾峒室或压风自救峒室，每个临时避灾峒室均有直通矿调度室的电话和水源，峒室安装了反向防突铁风门，室面积约8m2，安装压风自救装置12套，化学氧自救器12个，临时避灾峒室的设计基本符合国家有关规范和标准。四、紧急避险设施的选择紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。1、 永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年。2、 临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年。3、 可移动式救生舱是指可通过牵引、吊装等方式实现移动，适应井下采掘作业地点变化要求的避险设施。杉林煤矿选择紧急避险设施的依据：1、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定第11条规定：煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难硐室；突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时,应在距离工作面500米范围内建设临时避难硐室或设置可移动式救生舱；其他矿井应在距离采掘工作面1000米范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。2、根据国家煤矿安监局8月25日全国煤矿井下安全避险“六大系统”建设工作会议精神，特别明确将避难硐室作为煤矿井下紧急避险系统的首选。3、杉林煤矿现主要生产水平为三水平（-450m）和-385辅助水平。三水平（-450m）现有2个采区，分别为东翼采区、西翼采区，目前东翼采区为生产采区，西翼采区正在开拓。由于东翼采区地质条件极其复杂，煤炭储量极不稳定和工作面向深部延伸，-385m辅助水平即将结束，2013年杉林煤矿主要生产水平为三水平（-450m水平）。根据上述依据，选择杉林煤矿-450m水平大巷建设永久避难硐室及相关设施。（随着-450m西翼采区掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时，在距离工作面500米范围内再建设临时避难硐室） 五、避难硐室位置的选择根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的要求，避难硐室的位置至少应满足以下两个条件：1、 避难硐室位置能满足现有生产区域需要煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定第11条规定：煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难硐室；突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时,应在距离工作面500米范围内建设临时避难硐室或设置可移动式救生舱；其他矿井应在距离采掘工作面1000米范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。杉林煤矿为煤与瓦斯突出矿井。因此避难硐室可在生产作业区域内500米范围内建设永久避难硐室。杉林煤矿目前正在生产的-450m东翼采区预计服务年限剩余2年左右，-450m西翼采区正在准备之中，根据目前生产现状，我们认为选在-450m西大巷与-450m皮带道联络巷交叉点附近较为合理(见附图)。-450东翼现有各作业面与该处避难硐室的距离分别为：距3111回采面360m，距3113回风措施巷掘进工作面290米，距3113溜子道掘进工作面150m；距-450西翼采区-450m轨道上山掘进工作面270m，均能满足避险设施距离工作面不大于500m规定。2、避难硐室位置的地质条件良好煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定第17条规定：避难硐室应布置在稳定的岩层中,避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护,且顶板完整、支护完好,符合安全出口的要求。特殊情况下确需布置在煤层中时,应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯积聚、煤层自燃的措施。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响,临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。根据杉林煤矿提供的地质资料(-450m西大巷及19线钻孔等资料)，避难硐室的选址区域属B4煤层底板，以细砂岩为主，岩层较稳定，无地质构造和应力异常以及透水危险，f值在56左右，因此该位置的地质条件良好，符合建设避难硐室的地质条件，且在服务期间不受采动影响。 因此，避难硐室位置选在-450m西大巷与-450m皮带道联络巷交叉点附近。 六、避难硐室容量的确定煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定第9条规定：各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要,包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员,并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2,临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于1.1。杉林煤矿三水平（-450m）现有2个采区，分别为-450m东翼采区、-450m西翼采区，根据近期生产布置安排东翼为生产采区，西翼采区正在准备。东翼采区共布置1个采煤工作面和2个掘进工作面，分别为3111采煤工作面、3113回风掘进工作面、3113溜子道掘进工作面，西翼采区布置一个工作面即-450轨道上山掘进工作面。东翼采区3111采煤工作面最大班作业人员为20人，3113回风掘进工作面巷7人、3113溜子道掘进工作面7人、西翼采区轨道上山掘进工作面最大班作业人员均为7人，生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员9人，-450m水平生产区域内最大班作业人员数为50人，本次设计为永久避难硐室，避险硐室设计容量为64人，备用系数大于1.2。-450m水平大巷人员分布情况序号工种出 勤 人 数 及 分 布早班中班晚班分布地点1采煤作业人员2020203111工作面2掘一区作业人员7773113溜子道3巷修区作业人员7773113回风道4开拓区作业人员777-450西翼轨道上山5电机车司机111-450大巷内6皮带司机222-450皮带道7配电工、水泵工111-450中央变电所8信号工111-450井底车场9把钩工111-450井底车场10临时人员333-450大巷内合计505050 七、避难硐室的平面布置及支护方式本次设计，避难硐室选址在-450m西大巷与-450m皮带道联络巷交叉点附近，采用“7”字型布置。避难硐室通道与西大巷相连，通道长10米，净宽1.8米，净高2.4米，人员经西大巷进入避难硐室，入口1.5米处设置2道密闭门，2道密闭门之间为过渡室。避难硐室采用直墙半圆拱，净宽3.8米，净高3.4米，其中墙高1.5米；避难硐室长17米，共布置4排座位，每排16个座位，最大可同时容纳64人避险；避难硐室净面积为64.6米2，人均面积为1.01米2，符合人均面积应不低于1米2的国家永久避难硐室标准要求。各类避险设施放置在避难硐室两头及硐室上部横钢梁之上。避难硐室回风通道与皮带道联巷相连，通道长10米，净宽1.8米，净高2.4米，入口1.5米处设置2道密闭门，2道密闭门之间为过渡室。避灾硐室具备2个安全出入口，且分别布置在两条不同的巷道中，符合关于加快推进江西省属国有煤矿井下紧急避险系统建设的通知（赣煤集团安字201248号）规定要求。根据杉林煤矿提供的地质资料，避难硐室建设区域属B4煤层底板，以细砂岩为主，岩层较稳定，无地质构造和应力异常以及透水危险，f值在56左右，因此采用直墙半圆拱的断面形式，支护方式采用锚杆、锚网和喷浆联合支护方式，并且采用锚索和壁后注浆的形式进行加强支护。锚杆采用树脂锚杆，锚杆长度为2000mm，锚杆布置一般为400 mm400mm,锚网大小为2000mm1000mm，网孔大小100mm100mm，喷厚为120mm。密闭门处的施工采用混凝土浇筑，其强度不小于C30，并与岩体接实。八、避难硐室功能系统的组成为了保证避难硐室内人员的生存和设备的正常运行，共设置了13大系统，分叙如下：1、防火防爆隔离系统避难硐室的两个安全出入口分别设置防火防爆隔离系统，主要由两道向外开启的防火防爆密闭门组成，门高2m、宽0.9m，承压0.98MPa。门框周围的密封材料采用塑料材质，确保密封可靠。隔离门墙体周边必须掏槽，掏槽深度不小于0.2m，墙体采用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩体接实。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。 防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。两道防火防爆密闭门之间的过渡室，过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置，防止毒害气体伴随避难人员的进入而污染避难硐室内部的空气。避难硐室过渡室的净面积不小于3.0米2。2、氧气供给系统避难硐室内氧气供给保障系统由压风供气系统和压缩氧供气系统组成，其作用是提供稳定、可靠的空气，供进入室内避难人员呼吸。（1）压风供气系统：避难硐室内的压风管路与井下的主压风管路相联接。压缩空气经过总开关（常开式球阀），一路提供气幕流和喷淋气流，另一路则进入油水分离器（减压、除油和除雾），然后通过压力表显示压风压力，最后经消声器后向硐室内供气，供气流量不低于300L/min/人，满足避难硐室内人员的氧气需求，同时形成内外正压，防止毒害气体的渗入。压风供气系统需购置供气控制箱（压风管、油水分离器、压力表、消声器）4套。（2）压缩供氧系统：采用氧气钢瓶供氧方式，通过保存在氧气钢瓶内的压缩氧气释放给避难人员使用，需购置压缩氧供气装置（氧气瓶、连接管）1套。两种供氧方式的启动原则是：优先采用井下压风供氧，若井下压风系统中断或破坏，立即开启氧气瓶向硐室供氧。3、供水系统将井下供水管路接入，一路提供喷淋系统，另一路通过水净化器共避难硐室内人员饮用。若井下供水系统中断或破坏，饮用水用矿泉水代替，按不少于1.5L/人天配置。4、通信系统硐室内安装有直通调度室的电话1门，能保证事故状态下硐室与调度室的联系及时汇报避难硐室内情况，等待救援的到来。5、人员定位系统安装KJ393型人员定位系统接收器1套，并与井上监测平台对接，能清楚的知道避难硐室内的人员构成。6、环境参数监测系统硐室内外由5种传感器和机械式湿度计组成，可实时监测、显示硐室内外的CO2、CO、CH4、O2和温度，机械式湿度计实时测量湿度。设置数据接口，与井上监测平台对接，将检测到的硐室内外的气体环境参数传输到井上。各项环境参数标准如下表所示。环境参数标准环境参数安全范围O218.5%23%CO21%CO24ppmCH41%温度35湿度85%气压较硐室外气压100Pa若硐室内外环境参数超限，则自动声光报警，声级强度不大于85dB（A）。7、照明系统照明装置由KL4LM(A)型锂电矿灯64盏和矿用隔爆型LED巷道灯DGS20/127（A）共6盏组成。在避险状态下室内优先使用矿灯照明。8、动力保障系统硐室内部设有矿用隔爆型备用电池箱，矿用隔爆兼本安直流稳压器，当外部电源切断时，可保证用电设备运行96小时。9、生存保障系统避难硐室内应备有担架2套、急救药品4箱，配有体温计、包扎带、止痛药等紧急医疗用品，可对伤员进行简单的救护。避难硐室内应备有MZS30型自动苏生器20台、2h正压氧气呼吸器4台。装备ZY45型压缩氧自救器82只，额定防护时间 45min，便于紧急情况下转移。食品、饮用水配置：避难硐室内应备有90压缩饼干17件（每件16盒，净重250克，热量5050千焦耳，保持期4年）；矿泉饮用水34件(每件24瓶，每瓶550毫升，保质期日之内)。所有食品、器具和设备都放置于专用架上。10、污物收集系统硐室内配置了1台集便器，采用机械打包式马桶，可对人体排泄物打包密封。11、有毒有害气体处理硐室内的有毒有害气体的处理采用矿用隔爆型空气循环净化系统1套。12、温湿度控制硐室内的温湿度控制采用矿用防爆空调系统1套。13、排水系统为了保证室内排水畅通，所以施工时硐室地板就有3的坡度，使进门口处处于最低点，且门口处的地面高于大巷巷道底板0.2m，确保硐室内不积水。硐室内排水设施采用的管状反水装置，保证硐室内的水只能往外泄。九、避难硐室的辅助设施1、排气设施为便于避难硐室的日常管理，硐室应采用全负压通风，即在硐室回风通道安装2个150mm铁管，室内安装控制闸门，用于硐室的正常通风。当遇灾害时立即关闭控制闸门，此时灾害后的硐室排气靠进门口正上方的2组单向排气装置来完成。2、吊装辅助装置避难硐室内安装有5根起重梁，起重梁的高度在2m，供承载重物和吊装用。3、压风、供水及信号传输管线保护措施压风、供水及信号传输管线在进入避难硐室前应埋设于巷道底板内，采用管线沟方式，管线沟断面为500mm300mm，加厚盖板，厚度100mm，盖板上再用厚100mm的矿碴压实，确保所有管缆线的埋设深度不少于0.2m，保护距离不少于200m。4、指示牌在井下通往避难硐室的入口应有“避难硐室”的反光显示标志，同时在硐室内的设备、设施都有标识牌和使用说明。 十、紧急避险维护与管理1、建立管理制度杉林煤矿在建立和完善紧急避险系统的同时出台紧急避险系统管理制度，机电科和通风工区负责安排人员定期对紧急避险系统进行维护、保养或调校，发现问题及时处理，保证其始终处于正常待用状态。配备的各项紧急避险设施上配备有简明易懂的使用说明，并且组织员工对各项紧急避险设施的使用说明进行学习，确保员工在遇到突发事件时能够正确、顺利的使用各项紧急避险设施。2、 定期维护和检查杉林煤矿由安全科牵头，机电科、通风工区、技术科配合，定期对避险设施及配套设备进行维护和检查，并且按期更换产品说明书规定需要定期更换的部件及设备。保证储存的食品、水、药品等始终处于保质期内，外包装要明确标示保质日期和下次更换的时间。通风工区每月对配备的气瓶进行1次余量检查及系统调试，气瓶内压力低于额定压力的95%时，应及时更换，每3年对高压气瓶进行1次强制性检测，每年对压力表进行1次强制性检验。机电科每10天对配备的设备电源（包括备用电源）进行1次检查和测试，确保各机电设备完好。各专业部室每年在安监科牵头下对避险设施进行1次系统性的功能测试，包括气密性、电源、供氧、有害气体处理等。经检查发现避险设施不能正常使用时，相关部室要及时维护处理，安全科负责复查。若采掘区域的避险设施不能正常使用，安全科责令其立即停止采掘作业。3、建立紧急避险设施技术档案技术科编制的矿井灾害预防与处理计划、重大事故应急预案、采区设计及作业规程中要包含紧急避险系统的相关内容。机电科和通风工区要建立紧急避险设施的技术档案，准确的记录紧急避险设施安装、使用、维护、配件配品更换的相关信息。十一、紧急避险预案与演练针对新型的矿井安全紧急避险系统及煤矿实际生产条件，在原有应急预案的基础上编写新预案，将井下避难硐室作为新的防护救援点。事故发生后，在危险的环境内提供一个密闭的避难空间，从而实现第一时间避难和自救，减少事故伤害；事故救援时，可根据井下避难硐室的位置直接到达救援目的地，提高救援效率。相关维生系统由井上控制指挥中心调遣，实现硐室救援。应急预案演练需遵循以下几点：1、井下各单位负责组织本单位职工学习应急预案，工作地点发生变化后或有新工人调入时，都必须进行学习，考试合格后，方可上岗；2、所有井下人员必须学习并掌握井下避难硐室的使用方法及操作规定，经考试合格方可上岗；3、按应急预案每年组织一次演习，对演习中发现的问题，由演习单位通知应急预案编写单位，对预案中的内容进行相应的修改，并保存记录。十二、工程量、设施设备及概算1、工程量概算表本次设计，主要井巷工程量为：避难硐室通道10米，避难硐室17米，避难硐室回风道10米，管线保护地沟200米，断面尺寸见附图，以煤炭建设井巷工程概算定额(2007基价) 为经济计算依据(见工程量及概算表)。工程量及概算表序号工程名称巷道技术特征支护形式工程量(米/米3)单价(元)金额(元)1避难硐室通道S净=3.97m2, S掘=5.11m2,d=200mm锚网喷103466.35346632避难硐室S净=11.37m2, S掘=13.3m2,d=200mm锚网喷178472.041440243避难硐室回风道S净=3.97m2, S掘=5.11m2,d=200mm锚网喷10925.97346634管线保护地沟S净=0.15m2, S掘=0.3m2,d=50mm混凝土浇筑200/60170.4410226地沟盖板砼砖200/48657.631565小计244916、设施设备估算表避难硐室应配备的设施设备参考了花鼓山煤业公司山南煤矿的建设经验，并以中煤科工集团重庆研究院提供的资料为参照。紧急避险配套的安全设施设备序号名称组成部分数量单价合计1隔离两道隔离门4道420001680002供风风管350m4014000控制闸门2个300600单向排气装置DSPQ1102个