紧急避险系统建设实例

常村煤矿是潞安集团首次利用世界银行贷款建设的特大型矿井，目前生产能力768万吨/年。1996年建成投产，瓦斯绝对涌出量71m3/min，相对涌出量5.3m3/t，属高瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性。采用中央立井多水平盘区式开拓方式。常村煤矿简介（一）潞安集团常村煤矿、N3采区简介2/5/20231云南煤矿安全监察局安全技术中心

N3采区位于常村井田北部，可采储量1800万吨，共设计有10个回采工作面，目前回采350万吨，采区剩余可采储量1450万吨，现布置有一个采煤工作面(N3-8工作面)，两个掘进工作面(N3-3轨顺、N3-3皮顺)，N3-3准备工作面走向长1565m，倾向长252m，平均煤厚5.9m，可采储量299万吨。N3采区简介（一）潞安集团常村煤矿、N3采区简介2/5/20232云南煤矿安全监察局安全技术中心（二）紧急避险核心设备钧生科技公司众生洲科技中心常村煤矿矿用可移动式救生舱由钧生科技公司提供常村煤矿安全防护体系（包括救生舱和避难硐室）设计、选址、设备安装等成套服务由众生洲科技中心提供2/5/20233云南煤矿安全监察局安全技术中心（三）井下应用实践1、防护设施的布置选址设备名称设置位置隔绝式化学氧自救器井下人员人手一台，随身携带，为遇险人员提供第一时间的自救。可移动式救生舱设置在工作面的皮带顺槽内，可以移动，为综采、掘进和安装回撤工作面人员提供避难空间临时避难硐室设置位置：距离采掘工作地点较近；两道风门之间；可以利用原有的车场、水泵房、原有的支护、不变形的硐室。为工作面辅助工种和巷道工作人员提供避难空间。永久避难硐室设置位置：主运输巷；通风巷；回风巷；上下（山）巷道。为采区、主巷及井底车场人员提供避难空间。说明火药库、燃油存储设施附近区域；采动变化大区域；容易积水、低洼区域不宜设置避险设施2/5/20234云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区防护设施布置选址图永久避难硐室可移动式救生舱2/5/20235云南煤矿安全监察局安全技术中心2/5/20236云南煤矿安全监察局安全技术中心2、避难硐室布气方式图永久避难硐室布气方式（三）井下应用实践2/5/20237云南煤矿安全监察局安全技术中心2/5/20238云南煤矿安全监察局安全技术中心临时避难硐室布气方式方案一：集中布气示意图方案二：面罩布气示意图（三）井下应用实践2/5/20239云南煤矿安全监察局安全技术中心永久避难硐室内部布置示意图4、避难硐室内部布置示意图（三）井下应用实践2/5/202310云南煤矿安全监察局安全技术中心临时避难硐室硐室内部布置图2/5/202311云南煤矿安全监察局安全技术中心2/5/202312云南煤矿安全监察局安全技术中心5、重新设计后的井下逃生路线灾变时，按照地面指挥部安排的撤退路线撤离灾区。在不具备向地面撤离时，可迅速向就近的避险设施内撤离。采掘工作面人员及救生舱往巷道口方向200m范围内人员向救生舱撤离。采掘工作面顺槽内的其他人员向临时避难硐室、永久避难硐室撤离。N3采区临时避难硐室200米范围内的皮带司机、巡回安全员、瓦斯检查员、水泵司机、机车司机、矿各级巡查人员及其他零散作业人员向临时避难硐室撤离。除上述作业人员以外的其他人员向永久避难硐室撤离。N3采区1#变电所以北作业人员向永久避难硐室撤离，以南作业人员向地面撤离。具体撤退路线见《N3采区逃生路线图》及避灾路线标志牌。（三）井下应用实践2/5/202313云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区逃生路线图2/5/202314云南煤矿安全监察局安全技术中心(四)防护装备系统设置和性能对照永久避难硐室临时避难硐室可移动式救生舱防护灾害类型瓦斯爆炸、顶板事故矿井火灾、瓦斯突出同左同左救护能力100人50人8人空间尺寸39m×3.5m×3.05m5.5m×5m×3.8m6.3m×1.4m×1.8m支护类型一次支护：锚网喷支护；二次支护：钢筋混凝土支护；壁后充填瑞米Ⅰ号锚网喷支护，喷涂瑞米Ⅱ号材料钢结构内部分区缓冲区、避难区、救护区、卫生区、氧源供应区和动力供应区缓冲区、避难区、卫生区缓冲区，避难区和设备舱类型功能不同安全防护设施性能对照表2/5/202315云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室的操作使用规范(1)进入永久避难硐室。①紧急状态下，员工接到灾害信息，带好自救器，有序、快速撤离。在无法及时安全升井时，进入永久避难硐室进行避险。②进入永久避难硐室，防护门两侧的空气幕将自动打开，阻挡有毒有害气体的进入。③关闭防护门，打开第二道防护门并进入硐室内部。④进入硐室内仓后，锁紧防护门，最后卸下自救器。2/5/202316云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室的操作使用规范(2)正确使用、操作硐室内部各种系统、设备。①压风、供氧系统：a．进入永久安全硐室第一道密闭门以后，要认真观察巷道内压风管路上的压力表度数，当度数大于、等于0．5MPa时，打开压风管路阀门，向硐室供风、供氧；当压力表度数低于0．5MPa时，打开氧气汇流架上的阀门，利用氧气瓶向硐室供氧。b．当与矿井原有压风系统相通的空气压力表度数低于0．5MP时，与地面直接沟通的垂直钻孔内的压风管路接通后，可以直接打开其压风管路阀门，直接获得由地面压风机提供的氧气，同时关闭氧气汇流架上的阀门，停止用氧气瓶向硐室供氧。C．在矿井压风系统、与地面直通钻孔压风系统同时中断的情况下，开启压缩氧气钢瓶，为避难硐室提供所需氧气。②监测监控系统：按下监测监控“三合一”传感器左侧按钮，观察传感器，显示读数即为打开。其他传感器为常开状态。2/5/202317云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室的操作使用规范③空气温度控制系统：a．打开门内侧压风控制柜，进行硐室布气。b．当CO2传感器报警时，开启一体净化器开关，启动风机进行空气净化和循环。④在第一时间利用硐室内部的各种通信联络、监测监控设备，及时与地面急救指挥中心取得并随时保持联系。⑤食品、饮水供应系统：a．硐室内储存的食物和纯净水，在与地面钻孔内的食物输送管没有投入使用的情况下，严格按照《潞安集团常村煤矿N3采区永久避难硐室应急响应流程》的规定，进行分配使用。b．与地面钻孔内的食物输送管投用以后，可按照该设备操作规程直接获取从地面供应的流体食品。(3)应急系统：在有毒、有害气体侵人、缺氧，或接到地面救援指挥部指令时，打开、携带压缩氧自救器，实现有序撤离。2/5/202318云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室应急响应组织流程(1)快速、有序进入永久安全硐室。①当发生各种灾害时，相关地点的作业人员，按照《常村煤矿灾害防治计划》规定的避灾路线，进入永久避难硐室。②有序，以防治拥挤事件。③及时清点人数，检查、及时掌握本人员的健康情况。(2)有序、高效组织施救。①由矿当班值班矿领导、业务科室科长担任硐室现场的第一负责人；如果上述人员不在现场，由安全经验丰富、熟练掌握煤矿各种事故应急救援知识、对周边巷道环境熟悉的跟班队干、班组长或者安全生产骨干担任硐室现场的第一负责人。2/5/202319云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室应急响应组织流程②在最短时间尽快与地面急救指挥中心取得联系，及时、准确汇报事故及人员情况，并接受地面救援指挥中心的指挥。③现场第一负责人进一步明确责任、分解工作，成立临时急救指挥体系，实现统一指挥、统一行动。安排专人具体负责与地面急救指挥中心保持联系，对硐室内部各种系统、设备运行情况进行检查控制，对硐室空气环境进行检测等。④避难人员要保持冷静有序，尽量减少体力消耗。⑤现场负责人组织对受伤人员，进行必要、及时的急救。⑥现场第一负责人要加强对硐室内部各种资源的管理，做到统一管理、伤员优先、合理使用。⑦指挥人员要贯彻执行地面急救指挥中心的指令，认真组织好现场施救工作。2/5/202320云南煤矿安全监察局安全技术中心N3采区永久避难硐室应急响应组织流程(3)迅速、有序组织撤离。在接到地面急救指挥中心的指令或者硐室无法保证人员安全生存的特殊情况下，现场指挥人员必须按照指令、根据现场情况，认真组织，确保确保有序、快速撤离。(4)紧急情况处置。遇到各种紧急、特殊情况，必须由现场指挥人员统一指挥，按照《常村煤矿灾害防治计划》有关规定，进行组织处置。在N3成功试点基础上，常村煤矿今年将在全矿建设避难硐室7个(其中包括避难能力为8O～100人的永久避难硐室2个，避难能力为40人左右的临时避难硐室5个)，引进矿用可移动式救生舱62台，加快井下救生舱与避难硐室建设应用。2/5/202321云南煤矿安全监察局安全技术中心与永久避难硐室建设配套的工作一是完成了救生舱等避险设施与矿井原有系统的融合对接。完成了救生舱和避难硐室与原有供电、供水、压风、通信、监测监控等系统的对接。特别是在永久避难硐室，完成了与之配套的地面钻孔施工，动力、通信、压风、监测监控各种管线布置。调整避灾路线。根据救生舱和避难硐室的位置，考虑巷道长度及作业人员的分布地点、数量，重新规定了各工作面发生各种事故的避灾路线，并在所有巷道沿线设置了明确的指示标志。调整规章制度。结合救生舱和避难硐室的建设应用，对N3采区各队组的作业规程、操作规程、应急机制等管理制度进行了及时、必要调整，并完成了干部员工的培训、考试等工作。2/5/202322云南煤矿安全监察局安全技术中心与永久避难硐室建设配套的工作二是狠抓救生舱等避险设施的技术培训演练。重点培训：先由相关科研院所、制造厂家培训一批技术人员，作为全矿救生舱等避险设施技术培训的教师；再以科队为单位，分批组织培训；最后完成了全矿干部员工的技术培训。全员培训：对所有井下作业人员进行全面集中教育培训，做到所有井下作业人员都熟知避灾路线和各种灾害的标示图标，了解救生舱、避难硐室的结构、功能、操作标准和操作程序。专业培训：对井下移动救生舱与永久避难硐室的专业维护人员进行专业培训，考试合格，持证上岗，做到了专业化维护管理。结合救生舱等避险设施的建设应用，对矿井原有的应急救援响应预案、特别是N3采区各基层队组应对各种灾害的应急响应机制，进行了必要调整和进一步完善，组织完成了实战演练。2/5/202323云南煤矿安全监察局安全技术中心与永久避难硐室建设配套的工作三是完善了救生舱等避险设施建设应用的制度、标准。包括移动救生舱的检查验收、装车运输、安装调试、日常维护、物资更换、移动回撤，永久避难硐室的建设施工、安装调试、日常维护等制度，配备专业维护人员，强化资金物资保障，保证了移动救生舱与永久避难硐室始终处于可靠、完好的状态。与此同时，常村煤矿还成功研制了矿山移动抢险车辆。该设备集发电、变电、压风、移动通信、监测监控各种功能为一体，移动方便、先进实用，实现了应急救援的机动化、一体化、快捷化，保证了在第一时间、以最快速度实施应急救援。2/5/202324云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例建立井下紧急避险系统，适合员工逃生的井下三级紧急避险条件。建立井下第一级紧急避险，将入井人员随身携带的15分钟隔离式自救器全部更换为30分钟隔离式自救器；建立井下第二级紧急避险，在采掘工作面安装三台移动式救生舱；建立井下第三级紧急避险，在矿井中央-730m水平井底车场，建立一处可容纳50人的固定式避难硐室。2/5/202325云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例1、老虎台矿概况老虎台矿位于抚顺煤田中部，开采于1907年，主采煤层为单一特厚煤层、平均厚度58米。矿井采用斜竖井结合阶段水平大巷开拓方式，井田内共布置10条斜井和1条竖井。采用分层下行走向长壁综合机械化放顶煤采煤法。采用综掘和炮掘两种方式。矿井采用两翼对角机械抽出式通风方式。2006年核定生产能力335万吨/年。2/5/202326云南煤矿安全监察局安全技术中心2、老虎台自然灾害情况老虎台矿是一座火、瓦斯、煤尘、冲击地压及煤与瓦斯突出、水各灾害俱全的矿井，瓦斯绝对涌出量212m3/min、相对涌出量44m3/t，煤层自然发火等级为一类容易自燃，最短自然发火期14天，煤尘具有强烈爆炸危险，自然涌水量最大12m3/min。老虎台矿1978年首次发生煤与瓦斯突出，至今累计突出17次。最大突出强度是1997年的“10.3”事故，突出煤量1017吨，瓦斯10.25万m3。随着开采深度的增加，冲击地压显现频繁，震级不大的煤炮发生较为频繁；浅部冲击危害大，多数突然发作，瞬间煤尘飞扬，一片漆黑，发出雷鸣般的响声，并伴有强烈震动和冲击波。抚顺老虎台矿建设实例2/5/202327云南煤矿安全监察局安全技术中心3、老虎台矿现采掘面情况老虎台矿目前布置两个回采工作面及三个掘进工作面，回采工作面是55002（面长200m）和38003（面长70m），掘进工作面是73004专用回风巷、63005运输石门及回风石门。每个回采工作面每小班作业人员10～12人，每个掘进工作面10～12人。抚顺老虎台矿建设实例2/5/202328云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例4、监测监控系统安装的KJ2000N型安全监测监控系统，设置了6台环网交换机、37台监测分站、176个监测传感器，实现了对甲烷、一氧化碳、温度、风速的动态监测，对风门、馈电状态、主扇、局扇和注水泵运行状态在线监测，符合国家AQ1029-2007标准，达到了井下无线通讯和人员定位监测的目的。2/5/202329云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例5、人员定位系统完善井下人员定位系统，在矿井配置了300部小灵通手机和1000台定位卡的基础上，加大投资力度，再购入1套主机配件、120台小灵通手机、660台定位卡及线缆等设备设施，进一步增加井下基站的数量，将信号向矿井偏远岗位和地点延伸。2/5/202330云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例6、通讯联络系统建立矿井通讯联络系统，在KT23型井下无线通讯和人员定位管理系统的基础上，在井下建立8组扩播系统，每组设扩播电话或音箱5～6台，形成紧急呼叫和正常通话系统，以此达到国家规定的“一旦井下发生灾变时，矿总调度室要在第一时间同时向井下各个生产地点发出事故紧急通报”的要求。2/5/202331云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例7、压风自救系统完善压风自救系统，在原有压风自救系统的基础上，在-580m水平再建立一套压风自救系统，安装5台32m3/min防爆空压机，以此保证风量需求。8、供水施救系统完善供水施救系统，目前该矿已经建立起完善可靠的供水施救系统，今后将加大维护和检测力量，确保管线畅通，保证采掘工作面供水需要。2/5/202332云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例9、避难所配置设计方案（55002#）55002#回采工作面巷道布置及避灾路线如下图所示。当采面发生火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故时，采面人员要避开火源点，由运输煤门和回风煤门分别向-630m55002#高压和-580m回风煤门以西流水巷撤退；-580m回风侧和-540m水平人员向-580m回风煤门以西流水巷、东第四以西和东排气以东皮带巷撤退；-430m和-330m东西排气人员向本水平车场以外大巷撤退。当采面发生冲击地压时，采面人员有运输煤门和回风煤门，分别向-630m55002#高压和-580m回风煤门以西流水巷撤退。当采面发生水灾事故时，采面人员由回风道→回风煤门→-580m流水巷→专用回风道→-540m水平→西排气斜井至地面2/5/202333云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例9、避难所配置设计方案（55002#）避难所设置：结合避灾路线和人员分布，在55002#采面的回风顺槽和运输顺槽各设置一个可移动式救生舱（12人），服务于采面作业人员，救生舱距离采面小于150m，在运输顺槽可设置与采面移动变电站同时移动；在-580回风煤门与运输大巷连接处附近设置一个固定避难硐室（30人），服务于55002#采面的其他辅助人员。各主要硐室避难所设置：结合避灾路线和人员分布，在-430m、-580m、-630m、-680m、-730、-830m各水平的中央车场或中继人车车场设置固定式避难硐室（24人），服务于各硐室等作业人员。2/5/202334云南煤矿安全监察局安全技术中心抚顺老虎台矿建设实例救生舱避难硐室2/5/202335云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例1矿井概况七台河矿业精煤(集团)有限责任公司建设煤矿始建于1997年12月,于2001年12月投产。共有九个生产井口,矿井设计生产能力83万吨/年,现实际生产能力45万吨/年。2/5/202336云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例2

井下避难硐室的设计2.1

人员安排一采区每天入井人员为140人,其中大班入井人员为60人,考虑大班与零点交接班时避难要求,并按1.5倍系数考虑,井下避难所最多人员为150人,则考虑人员安排应有150台化学氧自救器。2.2

风量需要以150人计算,按每人2.4L/min呼吸氧气(12L空气)计算,则150人每分钟需要氧气360L(1800L空气);按避难人员最多避难时间来考虑,所需空气为108m3/h,井下避难人员在无供风情况下巷道内保持的空气量不得低于432m3(按4小时计算),避难硐室的长度应为100m,断面为4.4m2

以上,以满足24小时供风的需要(在不使用化学氧自救器的情况下)。2/5/202337云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例2

井下避难硐室的设计井下避难硐室(见下图),有两个立眼,一个用于入风，上口与JBT52-2型局扇相连接。用于入、回风的孔径分别为600mm、800mm。入风管内设照明电缆一条,通讯电缆一条,监测线一条,一寸饮水管一条,上述管线均固定在φ18.5mm钢丝绳上,钢丝绳必须固定好。回风孔上口设一台JD-25型调度绞车,必要时回风孔可以用于食物输送、紧急运送伤员及人员。硐室内存放一钢瓶氧气、呼吸机,用于抢救危重伤员。(1)避难所入口处经三次折反,以减少瓦斯、煤尘爆炸后的冲击波。设置两道正反向密闭门。人员进入后立即关闭安密闭门,保证绝对安全。2/5/202338云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例2/5/202339云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例(2)建设费用：硐室及通道总长200m,按全岩巷道(锚喷)每米1200元计算,则共计需24万元;4道密闭门按每道门5000元计算,则共计需2万元;150台自救器,共计需9万元;372m立眼,共计需74.4万元;通讯电缆、照明电缆、饮水管路等共计需3万元;地面一台局扇,需要0.75万元,调度绞车一台,2万元;其它费用5万元合计120.15万元。2/5/202340云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例3避难硐室具体情况及管理制度(1)日常供风供风量为20m3/分,三片车场→石门→硐室通道→避难硐室→硐室回风道→风井。(2)避难时供风地面压风→入风孔→硐室→回风孔→地面(见下图)。(3)供氧系统灾害发生可能使避难硐室内的氧气暂时不符合空气质量要求,此时应使用硐室内存放的自救器,数量150台,型号ZH-40,维持时间40分钟。是否使用贮存的自救器,应以硐室内的监控探头为准。(4)防火系统为防止井下火灾烧毁密闭门,采取向密闭门内洒水冷却的办法,一寸钢管距密闭门里侧10cm,按巷道内轮廓,每20cm设一个喷头,向密闭门喷水,水源来自从回风井立眼下来的饮用水,硐室通道两端外部门的里侧均设喷水防火系统。4道密闭门的外墙体均设置防火观察孔,平时用于通风,急救时用于观测灾情。2/5/202341云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例2/5/202342云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例(5)供电系统图供电系统(见下图)电源来自地面,专为硐室照明用,电缆从回风口进入。此线路为专用线路,只供电给避难硐室有关的设备,禁止携带其他负荷。(6)通讯系统硐室内设有电话,直通矿调度室和采区调度室,该线路为专用线路不允许接其他分机。(7)空气检测系统专用监测系统用于避难硐室,内设瓦斯传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、烟雾传感器。避难人员进入硐室是否使用贮存的化学氧自救器,必须首先观察这四个传感器显示的数值,及现场的具体情况做出判断。2/5/202343云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例2/5/202344云南煤矿安全监察局安全技术中心2/5/202345云南煤矿安全监察局安全技术中心七煤集团建设煤矿一采区避难硐室设计实例(8)生活系统设一个卫生间。卫生间排污口通过一根6寸钢管插入水仓中。钢管上部有一个蛇形弯管,起密封作用,用来防止水仓空仓时有度有害气体经水仓卫生间硐室内,危及人员安全。卫生间用水来自饮用水。饮水。通过回风立眼设一个专用的饮水管路。下部有减压阀门。井下贮存20套饮水器具。食物。如果避难时间较长,人员