避难硐室方案(80人) 最新

1、_煤矿井下紧急避险系统永久避难硐室技术方案河南省济源市矿用电器有限责任公司中科院武汉岩土力学研究所联合研制一、设计依据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装2010146号）、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知（安监总煤装201115号）、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知（安监总煤装201133号）。二、紧急避险设施分布依据及地点根据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知（安监总煤装201115

2、号文件）中第5条“永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避难路线上，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；临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避难路线上，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；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。”的规定。另外考虑到避难硐室不宜设置在变电所、火药库或者停车点，因为它们存在火灾隐患；避难硐室还应该远离各种地质构造区域，如断层、岩层断裂破碎带，大的地下位移如地震有可能破坏避难硐室及其内部设备；

3、避难硐室的位置还要考虑不能设置在井下容易积水的地点，避免水患，要选择在足够强度的煤层或者岩层中，并且要有足够的非可燃物保护厚度。三、避难硐室的技术要求1、避难硐室主要技术参数及技术要求：永久避难硐室可容纳人数： 80人；有效防护时间(h)：96；生存硐室CO浓度(ppm):24；生存硐室CO2平均浓度(%)：1；生存硐室O2平均浓度(%)18.523；生存硐室CH4平均浓度(%)：1；生存硐室内外的压差(pa)：100500（正压）；生存硐室内部最高温度：35；生存硐室内部最高湿度(%)：85；压风供氧量0.3m³/分钟人；压缩氧供氧量0.5L/分钟人；CO2吸收能力不低于0.5L/

4、分钟人；CO处理能力20分钟内将CO浓度由0.04%降到0.0024%以下；2、避难硐室规格避难硐室生存室内按避难人数80人计算，每人的有效使用面积应不小于1.0m2，过渡室的净面积应不小于3.0m2的使用面积计算。3、避难硐室系统设计要求和系统组成部分避难硐室采用2套向外开启的防爆门结构。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避难硐室用防爆门；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，排水管和排气管加装手动阀门。过渡室内设压缩空气幕和压气喷淋装置。避难硐室的系统主要组成包括

5、安全防护系统、压缩空气幕和喷淋装置、供氧系统、空气净化及循环系统、制冷系统、环境监控系统、动力保障系统及其附属系统等。<1>安全防护系统：a)第一道防爆门：防爆门的设计遵循灵活、快捷、手动、密闭性良好等原则。门体要求能够抵御瞬时1260的高温、1.70 MPa的爆炸冲击力。为了加强其抗冲击波能力，安装时在门框上整体灌注混凝土墙体，四周掏槽深度不小于0.3m，门前设不少于五趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管应加装手动阀门。门体的结构设计采用绕流和分流技术，防爆门上设观察窗。避难硐室用防爆门示意图b) 第二道密闭门：采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。c) 压缩空气幕和喷淋装置：

6、空气幕系统安装在两端防护密闭门处，由于避险人员在开启硐室第一道防爆门的过程会带入一定浓度的CO及其它有毒有害气体，极易造成对避险人员的二次伤害。气幕洗气系统的功能是将压缩空气通过喷气气幕释放大量的气流将有毒气体驱之门外，目的是阻隔逃生人员进入避难硐室时有毒有害气体的进入。空气幕系统的动力采用高压空气瓶，系统的启动与硐室用防爆门相连动，使得在防爆门打开后，在门口形成气幕门。硐室用防爆门开启时，压缩空气幕自动打开喷淋，关闭硐室用防爆门后，压缩空气幕自动关闭，打开压缩空气喷淋装置5S后过渡室压力大于200Pa（打开压风管道喷淋装置2S后过渡室压力大于200Pa）;过渡舱每次能容纳20人（按80人硐室

7、设计），需要开启4次舱门，每次空气幕和喷淋装置的开启时间为30S。气幕装置用过渡室内自备的压缩空气瓶供气，压缩空气瓶经减压汇流后，连接流量计和机械阀。气路用机械阀控制，打开避难硐室的防护密闭门时，气幕装置自动开始运行。关闭防护密闭门，气幕装置自动停止运行。喷淋系统采用两路供气，一路用矿井压风。另一路采用自备压缩空气瓶供气。矿井压风系统引入避难硐室后，分流一路减压至0.30.6MPa，为喷淋系统供气。压缩空气瓶经减压后汇流，也接入气幕喷淋系统作为气源。两路供气分别用一个球阀控制，使用时优先使用压风系统供气，当压风系统损坏或压力不足时，确认关闭压风供气阀门后打开自备的压缩空气控制阀门供气。气幕洗气

8、系统气路原理如下图所示。图10 气幕洗气系统气路原理图压缩气幕和喷淋装置所需高压空气瓶数量的计算：根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定，在过渡舱的主舱门内侧设置有空气喷淋洗气装置。喷淋时间不得低于2min/组，喷淋气幕流量不小于500L/min.人。80人规格硐室分为4组，每组20人进行计算。 采用容量为60L,压力为13MPa的高压钢瓶空气作为喷淋洗气装置的气源。经过计算，1瓶高压空气的释放的空气量为7200L，80人需要16瓶60L，13MPa的高压空气瓶。<2>供氧系统：a)通过矿内压缩空气管线供氧（灾变时期矿井压风系统完好无损时，首选矿井压风系统对避难硐室提供新鲜空气）

9、；外部装有接入矿井压风系统的接口，通过三级过滤（过滤精度达到0.01 mm）、活性炭除异味、减压消音为硐室内提供新鲜空气。 压风供氧系统的设计将矿井压风自救系统和紧急避险系统有机的结合成一个整体，使矿井压风自救系统能够持续的为硐室内的避险人员提供呼吸用空气。压风自救系统的接入还可为硐室内的气动设备提供动力，较大的供气流量设计还可以有效的置换硐室内的有毒有害气体。压风系统引入采用预埋管路的方式，引入避难硐室后进行分流。其中一路引入过渡室中，为气幕洗气系统提供气源。另外一路引入生存室中，为避险人员提供呼吸用气，同时为生存室内的气动设备提供动力。压风引入管路可根据避难硐室设置的位置和矿井的现场情况，

10、从硐室的某一端引入或从两边过渡室均引入一条压风管路。引入过渡室的压风气路，经减压至0.30.6MPa后，用一个球阀控制。避险人员使用气幕洗气系统时，若减压阀的入口压力达到指标，说明压风系统可用，可以打开这一路的球阀，调节流量进行喷淋。在压风系统不可用时，使用过渡室内自备的压缩空气瓶进行喷淋。引入生存室的压风气路，经减压、消音及过滤后，分为两路。一路将出气口平均分布至生存室内部各处，提供避险人员呼吸需要。另一路分流连接至各气动设备的供气口，为设备提供动力。引入生存室内的压风管路，先连接一个总控制球阀，然后按照管路及过滤器、流量计等气动配件的流量要求经计算后分为二到四条供风管路。每条管路经过减压器

11、降压至0.10.3MPa，将管路引至各个出气口处。在出气口处安装消音器，降低出气噪声。避难硐室压风控制装置示意图b)自备供氧系统为压缩氧气瓶供气。压缩氧气减压至0.3MPa，连接至氧气汇流装置，然后通至各个出气口，供避险人员呼吸。所有供氧管路和阀件应按相关规定进行脱脂处理。硐室内按照避险人数配置使用时间为45分钟的隔绝式压缩氧气自救器，所选用的产品应取得矿用安全标志。气体汇流装置示意图c) 供氧量不低于0.5升/分钟人.d) 供氧量（需要氧气瓶数量）的计算1、根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定，自备氧供气系统供氧量应不低于0.5L/min.人。设计供氧量取q=0.5L/min.人工作时间

12、：t=96小时安全系数：k=1.2硐室内人数：N=80人则80人在标准状态下，需要的总的氧气量Qx 2、氧气钢瓶数量的确定：采用60L标准高压氧气钢瓶，钢瓶内压为13MPa。通过计算，60L标准高压气瓶在标准状态下所释放的氧气为7660L,计算时取7200L。高压氧气瓶的数量为：m=276480/7200=38.4瓶。设计时按40瓶氧气计算<3>环境净化系统 :由隔爆型风扇调速器和矿用浇封型电动风扇（必须有安标证）、净化箱和处理药剂等组成。a)环境净化系统净化效率高，更换方便；由气体净化剂层、木炭层、风道和驱动装置组成，能去除有毒有害气体并有效清除人体夹带和人体活动产生的二氧化碳、

13、一氧化碳、氨气、硫化氢、挥发性有机物等；b)各种化学药剂应真空包装，粉尘率小于2%；c) 舱内空气循环系统流量在60L/min以上，为被困人员提供一个安全、舒适的环境；d) 处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟人，处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下。e) CO、CO2药剂使用量计算<1> CO2吸附剂煤矿井下紧急避险系统建设管理规定：CO2的能力应不低于每人0.5L/min。（1）计算参数硐室内人数n：80人内人均产生的CO2量q：0.5L/min.人 80人每天产生的CO2量Q80.day为: 在标准状态下，二氧化碳的密度=1

14、.977g/L 80人每天产生的CO2质量Wday为 二氧化碳药剂的吸收率取为30%； 二氧化碳的利用率，一般来说， 二氧化碳药剂的并不能完全100%的参与反应，因此，二氧化碳的利用率取为90%； 二氧化碳药剂的使用时间的安全系数k取为1.2；硐室内80人每天需要的二氧化碳药剂使用量WCO2.day为 106小时的二氧化碳药剂使用量WCO2为 WCO2= WCO2.day×4=506kg×4=2024kg CO2吸附剂采用真空包装，3kg/包，共675包。可以放置在座椅下面，不占用硐室内的面积。<1> 一氧化碳吸附剂：（1）计算依据煤矿井下紧急避险系统建设管理规

15、定：CO处理的能力应应能保证20分钟内将CO浓度由400ppm降到24ppm。（2）计算参数根据不同厂家提供的一氧化碳催化药剂的无人试验，选定非贵重金属氧化铜和氧化锰混合物为原料的两种类型的催化剂最为硐室内快处理大量一氧化碳的催化剂。采用非贵金属氧化铜和氧化锰混合物为原料的一氧化碳催化剂，经过大量的试验研究，使用162Kg的一氧化碳催化剂，能在20分钟内将CO浓度由400ppm降到24ppm。CO催化剂采用真空包装，3kg/包，共54包。CO放置在硐室内座椅的下方，不占用硐室内的面积。<4>制冷除湿（温湿度调节）系统：由煤矿救生舱用防爆空调装置、蓄冰箱、隔爆型风扇调速器和矿用浇封型

16、电动风扇组成。温湿度调节系统采用蓄冰制冷的方式。制冷装置采用矿用防爆空调装置，连接蓄冰柜。防爆空调装置平时处于常开状态，将蓄冰柜内储存的水冻结成冰，并维持在-15左右。遇灾变状况，避难硐室开始使用时：若矿井电力系统仍能正常供电，则温湿度系统可以无限时的为生存室提供制冷；若矿井电力系统瘫痪，则蓄冰柜内储存的冰所提供的制冷量，足够额定人数的避险人员在硐室内生存96h以上。由于矿用防爆空调装置开启时，需要持续散热，因此须布置在避难硐室外部靠近门墙的位置，并采取防积尘、防砸的防护措施。蓄冰柜放置在生存室内，根据硐室的长度分布在硐室的两端或一端。将蓄冰柜内的冷量带出的驱动装置采用矿用浇封型电动风扇驱动装

17、置，驱动装置依靠电力提供动力。使用时，打开蓄冰柜风道的风门，开启驱动装置，使生存室内的热空气进入蓄冰柜。热空气在蓄冰柜内经过循环风道冷却后，冷气循环进入生存室内。温湿度调节系统在为环境制冷时，会将室内的水汽凝结成水滴，通过蓄冰柜上的排水管排出。温湿度调节系统运行时，排出的冷凝水可能会较多，这是正常现象，应将冷凝水引入排水沟内排至生存室一侧的蓄水槽内，待蓄水槽储水量较多时，再通过排水泵将水排出室外。另外在避难硐室内配备一定数量的干燥剂，使用时直接打开外层包装，分布在生存室内各处，作为辅助除湿的方式。1） 蓄冰制冷需求量计算：设冰块的初始温度为-4，则冰块从-4上升到28，其吸热量Qi为： 式中：

18、m需要的蓄冰制冷箱的冰的质量，kg Ci冰的比热容，C i1=2100 J/(kg.) Cw水的比热容，Cw2=4200 J/(kg.) r冰的溶解热，r=33500 J/(kg.) T1水的温度，28 T2冰的温度，-4根据热力学原理，计算所得到的救生舱内所释放的热量Q等于冰所吸收的热量Qi。通过进行大量的试验，满足120小时所需冰量为8m3,蓄冰箱上下叠放，大冰箱的外形尺寸为：下冰箱的尺寸为： 2.4m（长）×0.8m（宽）×1m（高）上冰箱的尺寸为： 2.2m（长）×0.8m（宽）×0.8m（高）满足80人120小时，需要3套蓄冰装置。（包括：煤矿

19、救生舱用防爆空调装置3台，电气控制箱3台，蓄冰柜6个）温湿度调节系统示意图<5> 环境监测系统(传感器、电源控制箱和监视器必须进行本安关联试验)：a)多种检测手段齐备：高精度传感器、四合一多气体检测仪、气体检测管；b)内置本安型监视器，大屏幕实时显示硐室内外的温度、湿度、气体（O2、CO2、CO、CH4、H2S以及救生舱所在煤矿曾经出现过的其它有毒气体）浓度；c)通过监视器（监控分站）自动把数据上传到地面调度室，图表显示并保存；d)友好的中文界面，柔美语音报警；并具有语音提示生存室内环境状况，指导入舱人员进行必要的操作；e）采用抽取气体方法检测避难硐室外部环境参数检测，应有可靠的安

20、全措施，检测气体应直接排放到硐室外。避难硐室生存室环境检测系统示意图<6> 通讯系统：a)设置有直通调度室的固定电话；b)具备与井下无线通讯网连接的接口及设备；c)在每个避难硐室的入口处放置人员定位系统-动态目标识别器，和矿方的人员定位管理系统对接，对硐室的人员进行管理。<7> 硐室照明及室外指示系统：a)室内采用本质安全型LED灯照明，为入室人员提供一个柔和的环境；b)室内应配备额定人数的矿灯和自救器，以供能安全出舱逃生时使用；配备的矿灯和自救器示意图c)室内外采用反光标志作为硐室在黑暗环境下的逃生指示，指引硐室的位置所在；d) 室外放置两个本质安全型的频闪灯，具有超

21、高亮度和高穿透性，为遇险人员提供逃生指示；<8>动力保障系统：a)动力保障系统由矿用隔爆兼本质安全型电源箱、外接电源和备用电源组成。外接电源作为煤矿正常生产时降温系统制冰、视频信号采集、传感器监测、备用电池充电等的动力。当灾害发生后外部电源中断时，备用电源自动启动；b)舱体内置先进可靠的隔爆兼本安型型锂离子蓄电池为救生舱内的设备提供至少120h的动力支持，总容量达1500Ah(单台容量60 Ah)；c)备用电源具备自动充电、电量显示、均衡充电、均衡放电等电源管理和过充、过放等安全保护功能；e)硐室内动力系统的计算本计算主要考虑外部电力完全中断的情况下，蓄电池提供舱内各用电设备的电力

22、计算，计算时间取120小时。硐室内的主要电气设备包括气体监测监控传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、分站、显示器、空气净化处理与降温除湿空调系统用的风机。主要电气设备参见下表：硐室内主要电气设备及其耗电量计算表设备名称数量（台）工作电流（mA）工作电压（V）功率（W）耗电量（Ah）CO2传感器265182.3416.0CH4传感器2138184.9732.0CO传感器338182.0921.3O2传感器334181.8413.3温度传感器126180.943.2分站1347186.2540.3监视器1195183.5122.6照明灯4150127.2113.6风机422002443.2

23、1015合计：（考虑到环境和温度的变化，硐室内的蓄电池运行的不均匀等原因，取蓄电池的安全储备系数1.126）1277.3按120小时计算 备用电池电量在 1500 Ah按单台60Ah计算需要25台备用电源（需要根据矿方接入的系统用电量再计算确定）。<9>供水系统：永久避难硐室内的供水系统与矿井供水施救系统相对接，能在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。由于避难硐室内存有足够量的饮用水，若矿井供水施救系统遭到灾变破坏，逃生人员依然有饮用水等待救援。<10>生存保障和附属系统：根据国家煤矿安全监察总局

24、的煤矿井下紧急避险系统建设管理规定规定，救生舱内的储备的生存保障物资的总体要求包括：(1) 食品配备不少于5000kJ/人.天, 食用水1500ml/人.天 (2) 应急救助所需要医疗设备，包括急救箱、苏生器等 (3) 应急维修所需工具箱灭火工具等 。(4) 人体排泄物处理功能。 这些设施（包括食品和饮用水以及自救器、急救箱、照明、工具箱、灭火器、人体排泄物收集处理装置等辅助设施）的备用系数不小于5。1） 食品食品配备不少于5000kJ/人.天，压缩饼干的热量为5960kJ/盒，所以80人满足96h共需要：80×1×4×1.2=384盒。2）饮用水：正常人每天平均

25、耗水量为20002500毫升，体内物质氧化可产生水300毫升，故每日应补充水分2200毫升，包括饮食中的含水量。夏天每日补充水分在3000毫升左右，才能满足人体需要。如果人没有水，正常情况下只能活3天。饮用水的质量应该符合国家的相关技术标准，可以采用瓶装矿泉水或者桶装矿泉水。根据国家煤矿安全监察总局的煤矿井下紧急避险系统建设管理规定规定，井下遇险避难人员每人每天至少需要配备1500ml的水。考虑1.2的备用系数后，配备的饮用水的总量为576000ml。1500 ml规格的瓶装矿泉水384瓶。3）其他物资a) 说明书：硐室内备有若干份各设备的使用说明书，这些说明书详细介绍了硐室内所有设备的使用方

26、法、注意事项，以及紧急情况下的应急处理措施。b) 灭火设施：在硐室内外各配置有灭火器2台。c) 医药箱：医药箱内应准备止痛药、退烧药、创可贴、脱脂棉、硌合碘(外伤用)、消毒棉纤、消毒纱御、压脉带(外伤止血)、胶布等能处理常见伤病的物品，并有详细的使用指导手册。d) 工具箱：工具箱中配备与硐室内可能需要检查、维修的仪器设备配套的工具。如万用表、起子、扳手、钳子，电笔、电工胶布等。e) 娱乐设施：为缓而是解硐室内避难人员心理压力，舒缓其紧张情绪，硐室内应备有书籍、扑克牌、中国象棋等活动强度较低的娱乐工具。避难硐室内设备配置生产单位河南省济源市矿用电器有限责任公司和中科院武汉岩土力学研究所联合研制硐

27、室型号KDD-80额定防护时间96h额定人数80人项目序号名称规格型号数量单位生产厂家技术参数备注80人一、安全防护系统1避难峒室用防爆门KYG-1002座河南省济源市矿用电器有限责任公司抗冲击爆炸1.7 Mpa气密性：泄压速率每小时100 Pa附：重庆检测报告2防护密闭门KDD-FH-1002座气密性：泄压速率每小时100Pa/3压缩空气幕装置KDD-QM-1002套/4喷淋洗气装置KDD-PL-1002套/5高压空气钢质气瓶WGA267-60-1516瓶北京天海有限公司60L,15MPa/6空气减压器YQY-0716台上海减压器厂/含高压软管7气瓶固定装置KDD-GD16套河南省济源市矿用

28、电器有限责任公司/8单向排气阀4”12个意大利/9泄压管路DN100120m河南省济源市矿用电器有限责任公司公称直径为100mm二、压风、供氧系统1三级过滤装置A1263套英国诺冠凝聚式0.01m：压力8Kg/cm2流量8m3/mi n2减压阀YQK-3523个3消音器3个4流量计/3个/5无缝钢管DN50100m河南省济源市矿用电器有限责任公司公称直径为50mm/6球阀1'3个7减压阀2'3个8不锈钢管1'32m9压风管路其他管路配件1套10隔绝式压缩氧自救器ZY-4596个华瑞抚顺煤矿安全设备有限公司使用时间不低于45min附：安标、防爆证11氧气控制装置KDY-Y

29、G2套河南省济源市矿用电器有限责任公司根据人数，可以调节氧气流量，控制氧气浓度在18.5-23.0%之间/12高压氧气钢质气瓶WGA267-60-1538瓶北京天海工业有限公司60L,15MPa/13氧气减压器YQY-638个上海减压器厂/含高压软管14气瓶固定装置KDD-GD38套河南省济源市矿用电器有限责任公司/15氧气汇流排KDD-HL4套/16不锈钢管850m17氧气供氧系统管路配件1套三环境净化系统统1空气净化装置KDD-JH3套河南省济源市矿用电器有限责任公司/2矿用浇封型电动风扇ZFE120/243套DC24V 120W附：安标、防爆证3矿用隔爆型风扇调速器KDF24C3套DC2

30、4V ,额定功率： 120W附：安标、防爆证4CO催化剂3kg/包54包5CO2吸附剂3kg/包675包每人0.5L/min/6干燥剂3kg/包320包/四、制冷系统1煤矿救生舱用防爆空调装置ZSK-4.0/3801套3套 河南省济源市矿用电器有限责任公司制冷量：4000W附：安标、防爆证2煤矿用浇封型空调压缩机ZSK-4.0/380-Y1套AC380V 5A附：安标、防爆证3矿用浇封型电磁阀DFE4/3.51套AC220V 0.05A附：安标、防爆证4蓄冰箱KDD-XB2个有效容积：1.5 m35煤矿救生舱用空调装置隔爆兼本质安全型电气控制箱KXJ-15/3801个附：安标、防爆证6干式变压

31、器KBSG-102台1煤矿救生舱用本安型监视器JHC18C1台河南省济源市矿用电器有限责任公司Ui:18V DC,Ii: 300 mA;Ci: 0Nf,Li:0MhUi:18V DC,Ii:170 mA;Ci: 0Nf,Li:0Mh附:安标、防爆证2差压传感器GPD51个重庆梅安森科技股份有限责任公司0-5KPa附：安标、防爆证3温度传感器GW50/GWD1002个050°C/0100°C附：安标、防爆证五、环境监测系统及通讯系统4干湿温度计2个湿度：20-98%RH/5煤矿用氧气传感器GYH303个郑州创威煤安科技有限公司(030)% O2附：安标、防爆证6甲烷传感器KGJ28A2个重庆梅安森科技股份有限责任公司(0.004.00)%CH4附：安标、防爆证7一氧化碳传感器GT500A3个0500ppm CO附：安标、防爆证8红二氧化碳传感器GRG5H2个江苏三恒科技0.000.50% CO2附：安标、防爆证9本安型光纤摄像仪KBA1532台徐州科尔玛科技有限公司供电电源：直流12V；额定工作电压：DC12V；工作电流：500mA附：安标、防爆证10矿用隔爆兼本质安全型电源KDW660/12B11矿用本安型电话机KTH171部阜新中安防爆电器有限公司Ui:DC60V/AC90V,Ii:DC22mA/AC22 mA;Ci:1.45Nf,Li:0mH附