矿井重大灾害应急救援关键技术研究

矿井重大灾害应急救援关键技术研究

1瓦斯煤尘事故作为世界上最大的煤炭生产国，其矿难一直是中国矿产安全生产的阴影。每年我国矿难死亡人数占世界煤矿事故死亡人数的4/5。世界每发生20起煤矿灾难中,就有8起发生在中国。井下发生瓦斯煤尘事故时,人员伤亡的75%是由于有毒有害气体造成的;而当事故发生后,2009年以前世界各国的救助设备主要是自救器和救护队救援,不能使矿工得到及时、有效救助。为了从根本上解决矿井发生重大事故后,相关救援技术装备不能满足需要的问题,2006年科技部批准立项了国家“十一五”科技支撑计划“矿井重大灾害应急救援关键技术研究”项目(编号:2006BAK25B00-4),这一项目为矿山救援设备的发展提供了契机。2呼吸用氧较少我国目前98%以上的矿井在事故发生后的救援主要靠自救器供氧和救护队救援。自救器可以向矿工提供15至30分钟的呼吸用氧,这就要求矿工必须在这段时间内逃至安全区域才可以脱离生命危险。救护队救援首先是要了解矿工所在的具体位置、救护人员是否可以到达救援位置、救援地点是否安全、如何救出被困人员等,这些都限制了救援、逃生工作的进展,所以目前我国矿井救援体系需要大的发展。3矿山自恢复矿井救援工程的实践为了从根本上解决矿井发生重大事故后,相关救援技术装备不能满足需要的问题,2006年科技部批准立项了国家“十一五”科技支撑计划“矿井重大灾害应急救援关键技术研究”项目(编号:2006BAK25B00-4),此项目由刘仁生、金龙哲、朱军、张志钰、汪声、栗婧等相关科研人员共同努力,经过4年的苦心研究,经过无数次的失败,终于首先研究成果了世界上最先进的矿用可移动式救生舱和永久避难硐室,这个团队的精神理念是生命创造科技,科技再造生命。矿用可移动式救生舱和永久避难硐室的问世被誉为矿井救援史的里程碑和井下矿工的诺亚方舟,它具有防爆、防水、防毒、防冒顶和防火、防地震、环境检测、地面通讯功能,目前正在积极开展透地通讯设施的研发,努力打造功能强大、科技含量高、性能可靠的我国自主研发的新型矿井救援设备。该研究团队已经将科研成果突入到工业生产(山西某科技有限公司),使学科技术转变为救矿工于水火的救援设备。3.1由矿区移动可选移动储水室和庇护室的功能介绍以下根据山西某科技有限公司生产的矿用移动式救生舱和避难硐室详细介绍其二者的功能系统。3.1.1呼吸氧保障体系采用多级氧气供给保障系统:救生舱和避难硐室具备压风供氧、自备氧、化学氧多级供氧保障体系以及自救器等逃生保障系统,保障救生舱内人员呼吸氧气浓度在18.5%~23%之间。救生舱和避难硐室具有与矿井压风系统连接的压风系统供氧装置,可以在矿井压风系统未被破坏的情况下供氧,保证压风供氧速率完全满足人体需要。3.1.2气体监测系统矿用可移动式救生舱和避难硐室具有有效的空气净化与温湿度调节系统,在额定防护时间内保障内部空气质量达到人体需求(参数见下表),而且具有内部空气循环系统和对内部环境参数进行实时监测、显示,并超限报警的监测系统,并有对外部环境监测功能。3.1.3正压状态矿用可移动式救生舱和避难硐室具有整体气密性,正常使用时内部能保持正压状态(内部气压大于外部气压),防止外部有害气体进入舱内,且能根据实际情况进行实时调节。正常工作状态下内外压差在500Pa以上。3.1.4有害气体清洁系统有害气体洗涤系统安装在救生舱入口,主要是为了洗涤矿工在进入救生舱时衣物上所携带的有害气体,以免对救生舱内部的生存环境造成污染。3.1.5室内环境检测系统、空气系统以及通讯系统失去电源为了防止矿难发生时电力设施造成损坏进而造成舱内环境检测系统、空气净化系统以及通讯系统失去电源,舱内配备了容量大于96安时的备用电源。4大系统建设内容国务院2010年第23号文件明确提出,煤矿、非煤矿山到2013年上半年前,要完成六大系统建设。强制推行先进适用的技术装备,安装包括紧急避险等六大系统在内的技术装备(逾期未安装的,将依法暂扣安全生产许可证、生产许可证)。5形成新型的矿井安全防护体系紧急避险系统建设,在全省五大煤矿集团推广井下救生舱,其中7个试点矿井中有的已建成井下避难室和救生舱,有的已进入实质性操作阶段。潞安矿业集团常村煤矿于2010年5月率先安装山西某科技有限公司生产的8台矿用可移动式救生舱和1座可容纳100人的永久避难硐室,该硐室具有耗资200余万元的通向地面的钻孔,是目前我国建成的最完善的永久避难硐室。常村矿新型安全防护体系建设全部完成后,最终将实现覆盖井下当天当班全部970名作业人员的防护目标。潞安集团常村矿新型安全防护体系具有四个特点,一是全面对接、互联互通,所有井下避难空间(救生舱,永久或临时避难硐室)内装备的监测、监控、通讯、数据传输等设备能实现与矿井原有各系统的全面对接,救生舱和永久避难硐室之间可互联互通,每一个固定避难硐室都可成为井下的临时救援指挥中心。二是多级防护,独立运行。三是多点布置,全员覆盖。四是就近避难,迅速便捷。力争做到危急情况下通讯畅通、安全避险和长时间有效自救,实现“防得住、躲得开、救得快”。山西省长治市三元煤业、义煤集团积极响应国务院、安监总局的要求,积极上马救生舱和避难硐室建设,山西省长治市三元煤业目前已经安装3台山西某科技有限公司生产的矿用可移动式救生舱和一座永久避难硐室。义煤集团也已与山西钧生科技有限公司签订救生舱购买协议书,争取在2013年前完成六大防护体系建设的要求。山西加紧推进煤矿矿井监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统及矿井通信联络系统“六大系统”的建设。大同煤矿集团塔山煤矿首台救生舱已经入井,晋煤集团、阳煤集团和焦煤集团正在开展设备的购置工作。西山煤电、神华、平煤等煤碳企业已相继进行矿井六大防护体系的规划、设计、建设。6式救生舱的功能矿井救援设备的开发研制和推广表现了国家对矿工生命的重视,体现了我国以人为本的爱民政策。矿用可移动式救生舱所具有的防爆、防水、