井下紧急避险系统建设相关问题探讨(PPT)

井下紧急避险系统建设相关问题探讨安标国家中心

杨大明

博士/研究员Tel84264266-803Web:Email:ydm601@Add.北京市和平里青年沟路5号，1000132012.12.11山东·泰安主要内容1

紧急避险系统建设目的与意义2

紧急避险系统建设的重点问题3

值得关注的重要问题4

结语主要内容1

紧急避险系统建设目的与意义2

紧急避险系统建设的重点问题3

值得关注的重要问题4

结语事故的惨痛教训，安全生产的客观需求加拿大1928年Hollinger矿火灾(39人死亡)后出现

避险设施，压缩空气通过面罩提供O2南非1986年Kinross金矿矿难(

177人死亡)后，

井工矿山开始建设井下避险设施美国

2006.1.2西弗萨戈煤矿矿难(12死1重伤)

2006.5.20达比公司1号矿矿难(

5死1伤)后

开始重视和推广井下紧急避险设施中国

灾害事故造成的人员死亡中，瓦斯煤尘爆炸

的70％以上，火灾、水灾的90％以上是在

应急避险过程中遇难2005，坎博尔达Leviathan金矿，因遥控装运机火灾，9人被困，躲避至避险设施中，成功获救2006，一千米深井矿难，2名矿工被困13d后获救原因是在避险设施中找到了维持生命的必需品2007.10，巴瑞克KanownaBelle金矿发生车辆火灾，54人被困，躲入避险设施后全部成功获救2009.06，必和必拓公司在澳西部的帕赛佛伦斯镍矿发生冒顶，1人被困，躲入救生舱16h后获救

国内外成功经验的分析总结澳大利亚1990.10.06，北马尼托巴湖Rutta矿，井下皮带走廊着火，火区有38名工人。由于井下设置了避难硐室，救护队在4.5h内把遇险人员全部救出1990，Ontario铜矿，机车着火，当班工人及时进入井下避难硐室，后被救护队员安全救出2006.01.29，萨斯喀彻温省一座盐矿发生火灾，72名矿工被困，矿工成功躲进避难所内，26h后全部获救

国内外成功经验的分析总结加拿大2003，一座金矿发生停电事故，井下3400多人中仅死亡9人，有280人是救护队从井下各个避难硐室内救出2004，一座金矿发生火灾事故，2600人返回地面后发现52人失踪，2d后在井下避难硐室内找到，全部安然无恙2007.10.04，埃兰兹兰金矿因断裂坠落的钢管砸坏提升系统的电力供应，3200余名矿工被困井下2200m深处，经30多小时救援，全部安全脱险国内外成功经验的分析总结南非智利时间13日晚21时55分，圣何塞铜矿最后一名受困矿工路易斯·乌尔苏亚安全升井，该铜矿33名矿工被困井下69d后全部获救最后一名被困矿工路易斯·乌尔苏亚成功升井后同智利总统皮涅拉一同庆祝矿工JimmySanchez从“胶囊”救生舱中出来国内外成功经验的分析总结智利1980s江西丰城建新矿发生煤与瓦斯突出事故，

36人利用压风自救装置，成功获救2007辽宁抚顺老虎台矿发生煤与瓦斯突出事

故，16人利用压风自救装置，成功获救2008.08.01，河南平禹煤电发生突出，2名矿工

及时躲进20m外避难硐室，成功获救国内外成功经验的分析总结中国2007.07.29，河南陕县支建煤矿水灾，69人被困，畅通的井下电话成为希望热线，压风管道成为生命线，经过75h多的紧急营救，全部安全脱险2010.03.28，山西王家岭水灾，115名矿工被困近9d后获救国外成功做法的借鉴，与国际接轨美国《2006矿工法》

2008.12MSHA《救生舱最终规定》南非

《矿产法》、《矿山安全健康法》《突发事故应急处理强制性执行准则》

澳大利亚主要产煤省安全要求加拿大《采矿安全规程》、部分省安全标准

印度、英国、德国、法国等早期用于金属矿山，煤矿应用很少，认为煤矿在灾变时期容易发生火灾或爆炸，人员应尽可能撤离。目前越来越多国家规定煤矿井下必须设立紧急避险设施国家安全生产法律法规的强制性要求1980

煤矿安全规程王省身主编，《矿井灾害防治理论与技术》中国矿业学院出版社，1986，P2051995

防治煤与瓦斯突出细则2008

防治煤与瓦斯突出规定2010

国务院23号文件、总局146、152号文件2011

国务院40号文件、总局15、33号文件2012

总局【2012】15号文件总局【2012】129号文件《开展煤矿井下

安全避险“六大系统”专项检查的通知》以人为本，完善安全生产保障体系煤矿安全生产保障体系保障遇险人员生命安全减轻影响控制范围预防为主超前防范防灾避灾减灾灾害预测、监测、预警防范、控制安全逃生紧急避险自救互救抢险救灾应急救援目标功效重点内容安全生产立足事故防范；突发紧急情况下保证人员安全逃生；在逃生路径被阻和逃生不能的情况下保证人员安全避险；加强应急救援主要内容1

紧急避险系统建设目的与意义2

紧急避险系统建设的重点问题3

值得关注的重要问题4

结语先逃生、后避险

2.2

功能定位紧急避险系统：为遇险人员安全逃生、紧急避险

提供支持和保障紧急避险设施：井下突发紧急情况时，在逃生路径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的遇险人员提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体；对内能够供给氧气、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2.1

基本理念MSHA认为，紧急避险设施是突发紧急情况下井下人员无法逃脱时的最后保护方式，为被困矿工提供维持生命环境，使其与救援人员联络获得逃生方式，或等待救护队到达，促进获救的成功率科学合理在系统的安全风险分析、科学的设计计算、综合比对和试验验证的基础上进行因地制宜、简单实用尽可能利用已有设施进行建设；力求简单实用，避免系统的复杂性增加失效点和失效概率；避免功能多样化、装修高档化带来新的不安全因素，以满足紧急避险基本安全需求为目的安全可靠生命工程，应以安全性和高可靠性为首选2.2

基本原则÷国外矿山÷中国煤矿在煤矿井下突发紧急情况下，为遇险人员紧急避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体管理体系与制度紧急避险系统避灾路线应急逃生系统与装备避险设施应急预案2.3

基本内容具备资质的单位进行整体设计；安全专篇中包含相关内容系统分析矿井内外部环境条件和安全风险的基础上有针对性的进行，并经充分的技术论证主要内容紧急避险系统布局应急逃生系统紧急避险设施类型、位置、功能实现措施避灾路线、应急预案的调整完善人员培训与应急演练管理体系、规章制度2.4

系统设计煤与瓦斯突出矿井应设置井下紧急避险设施采区：应建设采区避难硐室采掘面：距离工作面500m范围内应设置其他矿井在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面的应设置井下紧急避险设施采掘面：距离采掘工作面1000m范围内应设置其他地点？2.5

系统布局建设有采区永久避难硐室时，采掘工作面临时避难硐室可以按《防治煤与瓦斯突出规定》(总局令第19号)第102条和2012年15号文的要求建设

总局原则同意福建局“为入井人员提供自救器(防护时间不低于45min)、合理设置避灾路线、建设井下临时避难硐室和科学制定应急预案”的布局方案

平硐或斜井开拓，且瓦斯、自然发火等灾害不严重的矿井，遇险人员在自救器额定防护时间内靠步行不能够安全撤至地面的，可建设自救器接力站，提高依靠自救器逃生的续航能力（其井底车场及其附近是否必设紧急避险设施？）2.5

系统布局1738.5>1.65，直立13421.27~1.65，低头走1006.51.02~1.27，鸭步走671<1.02，爬行自救器存放柜布置地点间最大距离，m巷道平均高度，mMSHA自救器存放柜布置地点间最大距离参考值

自救器

+（接力站+）避灾路线+应急预案永久避难硐室

+自救器

+避灾路线+应急预案临时避难硐室

+自救器

+避灾路线+应急预案永久避难硐室

+临时避难硐室

+自救器

+避灾路线+应急预案永久避难硐室

+可移动式救生舱+自救器

+避灾路线+应急预案可移动式救生舱+自救器

+避灾路线+应急预案专用管线

+（避险设施+）自救器+避灾路线2.5

系统布局专用管线+避险设施+自救器+避灾路线专用管线与避难硐室结合专用管线与躲避硐结合专用管线与救生舱结合自救器随身携带、固定放置、中继站存放，潜水呼吸器2.6

应急逃生系统应急通讯、应急广播应急指示

逃生路线声、光、路标指示，应急自动生成生命绳

物理引导及指示中继站（过渡站）

硐室、移动式舱状结构自救器

中装有储物架，可容纳50个备用自救器（包）

有一个进口门和一个出口门，以供矿工通过

每个门上装有厚重塑料门帘，减少污染物进入主舱逃生中继站（过渡站）350bar储气瓶5接口充气面板60min空气呼吸器

充气时间45～75s空气呼吸器逃生快速加气站生命绳上串接的各种标记物避难硐室钻孔通风自备氧可移动式救生舱硬体式软体式分节组装式一体式为硐室开凿直通地表或两个水平以上的大直径钻孔自备供氧设施软体式组合式紧急避险设施提供紧急避险空间，并可通过牵引、吊装等方式实现移动，以适应采掘工作要求永久硐室临时硐室自备供氧设施管路供氧为硐室布置有效保护的供风管路2.7

避险设施类型根据自身条件自主选择，以满足紧急情况下矿工应急避险需要为原则选择时应考虑的因素：所服务区域的特征，巷道布置、巷道特征，可能发生的灾害类型及特点，人员分布，其他制约因素优先建设避难硐室：安全性，经济性，可维护性充分利用已有硐室、两条巷道间的联络巷等建立永久或临时避难硐室2.7

避险设施类型由矿井根据自身的特点自主选择澳大利亚、加拿大、南非煤矿以避难硐室为主美国煤矿目前以软体救生舱为主，考虑了自身的特点（短壁开采比重大，开采深度浅，井巷断面大，灾害危险程度相对较低，不考虑二次爆炸等），有些理念和规定也在不得更新国内外煤矿灾害事故应急救援历史中，避难硐室发挥的作用更为突出2.7

避险设施类型-国外情况在正常避灾路线上，遇险人员、救护队员均易到达遇险人员进入避险设施所需时间应在自救器的维持时间内，并有富余远离潜在岩崩、淹井、火灾、爆炸等危险的区域，如变电站、火药库、燃料存贮设施或停车场等岩体安全，支护良好，附近无杂物堆积保证备用状态下的通风、安全考虑人员避险过程中的心理安全2.8

避险设施位置基本结构airlock2.9

避险设施结构与功能强度0.3MPa，气密性<350Pa/h，正压维持能力>100Pa宽度：≮2.0m净高：≮2.00m（永久）≮1.85m（临时）有效面积：≮1.0m2/人(永久)≮0.9m2/人(临时)额定人数：20~100人(永久)

10~40人

(临时)生存室过渡室净面积：≮3.0m2(永久)≮2.0m2(临时)内设压缩空气幕和压气喷淋装置

防护密闭门密闭门

避难硐室净容积≮1.2m3

内设压缩空气幕和压气喷淋装置

净容积≮0.8m3/人2个单向排气阀、气密、正压生存舱过渡舱设备舱腔体强度≮0.3MPa

应急逃生口

观察窗

救生舱强度>0.3MPa，气密性<350Pa/h，正压维持能力100~500Pa

基本功能要求

安全防护、氧气供给、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障、辅助

实现这些功能有不同的技术手段，应根据需要与可能，在充分的分析、计算与试验的基础上确定通风是有害气体去除、温湿度调节的有效措施在一些矿井条件下可以利用围岩降温根据具体条件和需要，进行方案比较和具体设计由具备井巷工程设计资质的机构进行技术指标额定容量：20~100人额定防护时间：不低于96h，考虑1.2的备用系数强度：抗爆炸冲击能力不低于0.3MPa气密性：正压维持能力应对的主要灾害类型使用年限：不低于5a2.10

永久避难硐室可以采用的结构形式结构避难硐室避难硐室避难硐室避难硐室避难硐室具备应急逃生出口或采用两个安全出入口方式采区避难硐室应按永久避难硐室的标准建设有多个出口时，每个出口均应采用过渡室结构条件许可情况下，两道门应错开布置容量较大、需配备较多气瓶时，宜开掘单独小硐室存放；机电设备较多时不宜直接布置在生存室采用液态CO2降温时，CO2气瓶应与生存室隔离备用状态下应处于常闭状态，应考虑日常通风设计额定容量较大时，应尽量加大过渡室面积结构矿井压风系统必须接入避难硐室钻孔供氧方式布置地面或井下大直径钻孔，通过该钻孔供给空气，并借助该钻孔实现通风、供电、通信等。钻孔供氧应在地面或至少在该硐室所在水平以上2个水平的进风巷道上开孔

专用管路供氧方式从地面通过井巷或钻孔布设有效保护的专用管路至避难硐室，为其供给空气，并实现通风、供电、通信等功能

自备氧供氧

储存足够氧气（空气）或设置自生氧装置

（压缩氧或化学氧）供氧Releaseof

2900litreofoxygen可以产生大约2900升的氧气3O2+2NaClThermalDecomposition:2NaClO3陶瓷金属整体催化剂氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化锂集中处置·电动风扇集中处置·气动风扇分散处置·帘有害气体去除通风集中处理：电动风扇+蓄电池（+手摇发电）气动风扇+高压空气（+人力）分散处理：药帘3.蓄冰制冷（压缩机蓄冰+蓄电池+电动风机）降温2.电制冷（压缩机制冷+蓄电池）以隔热设计为基础，与热负荷计算相匹配，对制冷系统进行综合设计5.制冷剂（CO2/其他制冷剂+气动风机）4.蓄冰制冷（压缩机蓄冰+压缩空气+气电动风机）6.相变材料降温1.通风降温、围岩吸热降温制冷系统设计热湿负荷计算保温隔热设计7.涡流管制冷

（采区布置有永久避难硐室时）符合《防治煤与瓦斯突出规定》第102条的要求硐室隔离门应当满足气密性要求门墙设单向排气管硐室内应当存放足量食品、急救用品及防护时间不小于45′的隔离式自救器接入矿井压风系统，安设压风自救装置配置环境检（监）测仪器仪表，能够对O2、CH4、CO2、CO等进行检测或监测2.11

临时避难硐室设计松藻打通一矿东区西翼避难硐室位置图松藻松藻打通一矿东区西翼避难硐室布置图松藻打通一矿东区西翼避难硐室装备配置表救生舱的类型材质：硬体、软体结构：一体式、组装式（内法兰、外法兰等）供氧：压缩氧、化学氧有害气体去除：集中、分散空调：蓄冰+电动风扇、蓄冰+气动风扇、液态CO2检测：自动连续监测、便携式仪表检测控制：自动、手动（供氧、正压维持）容量：6、8、10、12、16人电源：铅酸、镍氢、锂电池或无源2.12

救生舱根据救生舱的适用范围、适用对象进行选择运输、安装条件待用状态下的环境条件适应的灾害事故种类适应灾变条件下的环境条件救生舱的设置位置不能影响矿井正常生产和通风，并保证其抗灾能力

美国MSHA的相关标准规定，救生舱不能正面面对可能发生瓦斯煤尘爆炸的地点，避免受到可能发生的瓦斯煤尘爆炸的正面冲击2.12

救生舱主要内容1

紧急避险系统建设目的与意义2

紧急避险系统建设的重点问题3

值得关注的重要问题4

结语3.1救生舱在井下的布置大量高压气瓶（氧气瓶、CO2瓶