六大系统设计标准

9/9六大系统设计标准矿井“六大系统”设计规范及标准化

1）监测监控系统

矿井监测监控系统是人们根据矿山自然灾害规律，为预防矿山瓦斯、一氧化碳、煤尘、火灾事故，改善矿山安全生产状况，实现矿山安全生产所采取的一项重要措施。

监测监控系统由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成的系统。具有模拟量、开关量、累积量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。用于监测瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、实现瓦斯超限声光报警、断电和瓦斯风电闭锁控制。

主要应用有以下两个方面：

生产方面应用：工业电视系统、主井皮带监测系统、副井提升监测系统、井下人员安全管理系统等；

辅助生产自动化、管理控制一体化方面应用：风机监控、变电所监控系统、井下主排水自动控制系统、消防控制系统等。

2）井下人员定位系统

井下人员定位系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品，该产品是通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。

井下安全生产事关人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视井下安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作，井下人员定位系统的成功推出必将为我国矿山的安全生产和事故后的抢险救灾发挥积极作用。

3）紧急避险系统

井下紧急避险系统是在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。紧急避险设施是指在井下发生火灾、爆炸、突出等灾害事故时，为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有

毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间。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。

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，服务于整个矿山、水平或采区，服务年限一般不低于5年的避难硐室。

临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，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年的避难硐室。

4）压风自救系统

压缩空气自救装置由空气压缩机、井下压风管路及固定式永久性自救装备组成，是一种固定在生产场所附近的固定自救装置，当发生有毒气体灾害时，工作人员就近进入自救装置，打开压气阀避灾。它的气源来自于生产动力系统——压缩空气管路系统。由于管路内的压缩空气具有较高的压力和流量，不能直接用于呼吸，必须经过减压、节流使其达到适宜人体呼吸的压力和流量值，并要同时解决消声(由于减压引起)和空气净化问题。通过可调式气流阀调节节流面积，以适应不同供风压力下的流量要求，按平均每人供气量不低于0.3m3/min的标准确定压风自救装置的供风量。

5）供水施救系统

供水施救系统要求除了日常在采掘作业地点及灾变时人员集中场所能够提供水源的要求，当发生事故时，系统要为被困人员在井下各作业地点及避灾硐室（场所）提供正常供水，为救援创造时间。

6）井下通信联络系统

井下通信联络系统是建立井上、井下联系的桥梁，由地面调度室统一控制，通过电缆与井下通讯终端相连接，通常通讯电缆设两条，从不同的井筒进入井下配线设备，其中任何一条通讯电缆发生故障，另一条通讯电缆的容量应能担负井下各通讯终端的通讯能力。地面调度室应配备熔断器和防雷电装置，井下通讯终端应具有防水、防腐、防尘等功能。

另外，采用无线通信联络系统的地下矿山企业，通讯信号应覆盖有人员流动的竖井、斜井、运输巷道、生产巷道和主要采掘工作面。

13.1.2矿井监测监控系统设计

该矿在地面设置1个中心站（KJ90NA型），设2台监控主机(1个使用，1个备

用)。根据该煤矿对信息监测的要求，每个分站的测点数以8～16个左右较为适宜。本着这一原则，该矿在地面设置2台监控主机(1个使用，1个备用)。全矿共设5个大分站（KJ90NA-F16型）和3个中型分站（KJ90NA-F8型），其中：地面监控机房内设1个大型分站，地面抽风机房内设1个中型分站。井下共设4个大型分站和2个中型分站。

分站安装地点电源

1#KJ90-F16安设在采面运输巷内采煤工作面运输巷总开关电源侧

2#KJ90-F16安设在采面回风巷风门后采煤工作面回风巷总开关电源侧

3#KJ90-F8安设在1302运输巷风门后运输巷掘进工作面局扇总开关电源侧4#KJ90-F8安设在1302回风巷风门后回风巷掘进工作面局扇总开关电源侧5#KJ90-F16安设在永久避难硐室内

6#KJ90-F16安设在水泵房内

7#KJ90-F16安设在监控机房内监控机房总开关电源侧

8#KJ90-F8地面抽风机房内抽风机房总开关电源侧

各分站设置地点及监测监控内容详见本设计10章、“矿井安全监测传感器布置图”和“矿井安全监测监控系统图”。

13.1.3井下人员定位系统

KJ278(B)煤矿人员定位考勤管理系统设备配备表

序号名称型号单位数量备注

1主机KJ128B-J台

2（1备1用，均含两个避雷器）

2管理分站KJ128B-F台11含KDW17电源

3识别卡KJ128B-K张260

4考勤定位软件KJ128B软件套1

5矿用阻燃通信线缆MHJYV1×4×7/0.52米4000

该矿配置一台KJ278(B)型人员定位系统主机，井下安装14台KJ128B-F型分站，每人配带一个KJ128B-K型电子识别卡。KJ128B-J型主机与KJ90NA型监测监控主机相连，KJ128B-K型电子识别卡的信号通过通讯电缆传输至KJ128B-F分站，分站传输至KJ128B-J主机，主机传输至KJ90NA型监测监控主机，在KJ90NA型监测监控主机的屏幕上显示人员的位置。

13.1.4井下紧急避险系统

煤矿井下紧急避险系统是在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。

紧急避险设施是指在井下发生火灾、爆炸、突出等灾害事故时，为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间。

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，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走向长度超过500米时，必须在距离工作面500米范围内建设避难硐室；其他矿井应在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室。

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，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年的避难硐室。临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，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年的避难硐室。

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，临时避难硐室的备用系数不低于1.1。紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善，包括紧急避险设施、配套系统、避灾路线和应急预案等。

1、避难硐室的设置

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，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500m时，应在距工作面500m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1000m范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。根据煤监〔2007〕345号文，长湾煤矿不属于煤与瓦斯突出范围，按无突出危险性设计与管理，且煤层无爆炸性、不易自燃，设计在联络大巷设置永久避难硐室，该避难硐室设置在距离采掘工作面1000m的范围以内，额定避险人数50人，长18m，宽3.4m，高2.7m。采用全负压通风、拱形断面、砌碹支护。

避难硐室平面图、断面图如下图所示。

避难硐室断面图

2、避难硐室的设置要求

①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20m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。采区避难硐室应确保在服务期间不受采动影响，工作面避难硐室应在服务期间避免受采动损害。

②避难硐室应采用向外开启的两道门结构。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。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0m2；临时避难硐室不小于2.0m2。

生存室的宽度不得小于2.0m，长度根据设计的额定避险人数以及内配装备情况确定。生存室内设置不少于两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。

采区避难硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积，设计额定避险人数不少于20人，宜不多于100人。临时避难硐室生存室的净高不低于1.85m，每人应有不低于0.9m2的有效使用面积，设计额定避险人数不少于10人，不多于40人。

③避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕，应有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽，深度不小于0.2m，墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。

④采用锚喷、砌碹等方式支护，支护材料应阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀，顶板和墙壁的颜色宜为浅色。硐室地面高于巷道底板不小于0.2m。

⑤有条件的矿井宜为永久避难硐室布置由地表直达硐室的钻孔，钻孔直径应不小于200毫米。通过钻孔设置水管和电缆时，水管应有减压装置；钻孔地表出口应有必要的保护装置并储备自带动力压风机，数量不少于2台。避难硐室还

应配备自备氧供氧系统，供氧量不小于24小时。

⑥接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。

⑦避难硐室施工前，应有专门的施工设计，报企业技术负责人批准后方可实施。

⑧避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制，确保施工质量。

避难硐室施工、安装完成后，应进行各种功能测试和联合试运行，并严格按设计要求组织验收。

3、避难硐室布置

避难硐室布置示意图见下图。

1、隔离门

2、喷淋系统

3、药品食品柜

4、供水管

5、压风管

6、人员管理系统终端

7、压风自救器箱

8、座椅

9、压缩氧供气系统10、担架11、环境参数监测仪器12、矿用荧光灯13、空气过滤系统14、防爆空调15、电源箱16、矿用红外摄像仪17、集便器18、排水管19、排气管20、自救器及工具柜

避难硐室布置示意图

4、避难硐室设备设施配备

难硐室基本装备配置表

序号产品名称型号主要技术参数备注

1矿用隔爆型

备用电池箱KDDxxxx定制

2矿用隔爆兼

本安直流稳压电源KDWxxxx定制

3矿用隔爆型

空气循环净化装置FBFN0xxx定制压缩氧供气

时选用

4矿用防爆空调装置ZSK-xx/380定制压缩氧供气

时选用

5压缩氧供气系统定制压缩氧供气

时选用

6红外甲烷传感器GJG100H（A）测量范围：0～100%

7氧气传感器GHY25测量范围0～25%

8一氧化碳传感器GTH500（B）测量范围0～500PPm

9温度传感器GW50(A)测量范围0～50℃

10红外二氧化碳

传感器GRG5H测量范围0～5%

11作业人员管理

系统终端KJ251

12矿用红外摄像仪SBT127/220G

13矿用电话符合MT/T289的有关规定。

14自动苏生器MZS-30自动肺换气量调整范围：12～25L/min,

呼吸阀供气量：＞15L/min,

吸痰器吸引压力(-60～-3)kPa

15隔绝式压缩

氧自救器ZY45额定保护时间45分钟

16压风自救器ZY-J输出压力调整范围：0.09Mpa,

单个装置耗气量150～200L/min

17隔绝式正压

氧气呼吸器HYC120或HY4正压式有效防护时间2～4h

18集便器自带集便箱，脚踏式打包，

材质不锈钢

19矿用防爆日光灯符合GB3836-2000,

IEC-60079S标准要求

20矿灯KL2M（A）

21食品及饮用水符合食品卫生有关规定

22急救箱、担架、工具箱

5、井下避难硐室与矿井其它系统的联系

井下避难硐室应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统有机联系，形成井下整体安全避险系统。

①矿井安全监测监控系统应对紧急避险设施的环境参数进行监测。

②矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况。

③矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量压气。接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.1～0.3兆帕之间，供风量不低于0.3m3/min?人，连续噪声不大于70分贝。

④矿井供水施救系统应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。

⑤矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施，紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施应有清晰、醒目的标示。

6、避险系统的维护与管理

煤矿企业应建立紧急避险系统管理制度，指派专门机构和人员对紧急避险系统进行维护和管理，保证其始终处于正常待用状态。紧急避险设施应有简明、易懂的使用说明，指导避险矿工正确使用。应定期对避险设施及配套设备进行维护和检查，并按期更换产品说明书规定需要定期更换的部件及设备。应保证储存的食品、水、药品等始终处于保质期内，外包装应明确标示保质日期和下次更换时间。应每3个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8兆帕时，应及时补气。应每10天对设备电源(包括备用电源)进行1次检查和测试。每年对避险设施进行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，应及时维护处理。采掘区域的避险设施不能正常使用时，应停止采掘作业。煤矿企业按规定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应包含紧急避险系统的相关内容。煤矿企业应建立紧急避险设施的技术档案，准确记录紧急避险设施安装、使用、维护、配件配品更换等相关信息。

煤矿企业每年应将紧急避险系统建设和运行情况，向县级以上煤矿安全监管部门书面报告一次。避难硐室应专门设计并编制施工措施，报矿井总工程师审批后施工；竣工后由安全副矿长组织通风、安全及生产部门相关人员进行验收，合格后才能投入使用。

矿井建立避难硐室管理制度，设专人管理，每周检查一次。按相关规定对其配套设施、设备进行维护、保养或调校，发现问题及时处理，确保设施完好可靠。避难硐室配备的食品和急救药品，过期或失效的必须及时更换。避难硐室保持

常开状态，确保灾变时人员可以及时进入。矿井应对入井人员进行避难硐室使用的培训，每年组织一次避难硐室使用演练，确保每位入井员工都能正确使用避难硐室及其配套设施。

7、培训与应急演练

煤矿企业应将正确使用紧急避险设施作为入井人员安全培训的重要内容，确保所有入井人员熟悉井下紧急避险系统，掌握紧急避险设施的使用方法，具备安全避险基本知识。在发生灾害时根据情况紧急程度按避灾路线就近进入紧急避险设施或其他安全地点。

煤矿企业对紧急避险系统进行调整后，应及时对入井人员进行再培训，确保所有入井人员准确掌握紧急避险系统的实际状况。

煤矿企业应每年开展一次紧急避险应急演练，建立应急演练档案，并将应急演练情况书面报告县级以上煤矿安全监管部门。

13.1.5压风自救系统

1、压风自救系统设置要求

1、煤矿企业在按照《煤矿安全规程》要求建立压风系统的基础上，必须满足在灾变期间能够向所有采掘作业地点提供压风供气的要求，进一步建设完善压风自救系统。

2、压风自救系统的管路规格应按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定，但主管路直径不小于100mm，采掘工作面管路直径不小于50mm。

3、所有矿井采区避灾路线上均应敷设压风管路，并设置供气阀门，间隔不大于200m。有条件的矿井可设置压风自救装置。

4、主送气管路应装集水放水器。在供气管路与自救装置连接处，要加装开关和汽水分离器。压风自救系统阀门应安装齐全，阀门扳手要在同一方向，以保证系统正常使用。

5、压风自救装置应具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能，零部件的连接应牢固、可靠，不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过5mm的现象。

6、压风自救装置的操作应简单、快捷、可靠。避灾人员在使用压风自救装置时，应感到舒适、无刺痛和压迫感。压风自救系统适用的压风管道供气压力为0.3～0.7MPa；在0.3MPa压力时，压风自救装置的供气量应在100～150L/min范围内。压风自救装置工作时的噪声应小于85分贝。

7、压风自救装置安装在采掘工作面巷道内的压缩空气管道上，设置在宽敞、支护良好、水沟盖板齐全、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.5m以上，管路敷设高度应便于现场人员自救应用。

8、压风管路应接入避难硐室并设置供气阀门，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.1～0.3MPa之间，供风量不低于0.3m3/min?人，连续噪声不大于70分贝。

9、井下压风管路应敷设牢固平直，采取保护措施，防止灾变破坏。进入避难硐室前20m的管路应采取保护措施（如在底板埋管或采用高压软管等）。

2、空压机的选型

选用空压机型号为LG-16/8G风冷式螺杆压缩机一台、LG110A-8一台（一台工作，一台备用），主要技术数据如下表所示。

压缩机技术数据

空气压缩机风冷式螺杆压缩机LG-16/8G型风冷式螺杆压缩机LG110A-8型

电机功率（kw）90110

供风量（m3/min）1621

排气压力(MPa)0.70.7

主要优点占地面积小，噪声较小，控制先进占地面积小，噪声较小，控制先进

压风主管路选用：Φ108×4，PN=0.8MPa，长800m。管道沿副斜井安装至井下，各个巷道分岔口留设一组出口闸阀及减压阀，采掘工作面运输巷、回风巷每50m设置一组出口闸阀及减压阀，其他巷道每200m设置一组出口闸阀及减压阀。

具体设计及计算详见本设计9.5.1节。

13.1.6供水施救系统

1、供水水源

地面生活用水为一供水系统，井下消防、防尘用水为另一供水系统。

生活用水引自工业场地附近约800m左右的附近泉水，经管径150mm的管路输送至工业场地+1560m标高构建1座容量为300m3的生活用水水池（简称生活用水池），然后再以静压方式输水至各用水地点。

2、井下避难硐室供水

从生活水池接一趟管路与井下消防供水管路相连，当井下发生灾害时，关闭井下消防水池的供水，井下避难硐室饮用水水源引自工业场地+1560m标高容量为300m3的生活水池，设计利用副斜井内敷设的DN100×4的无缝钢管以静压方式向井下避难硐室供水。

避难硐室内按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施；配备的食品发热量不少于5000千焦/天?人，饮用水不少于1.5升/天?人；配备的自救器应为