煤矿安全改造项目可行性研究报告说明书

煤矿安全改造项目可行性研究报告说明书内容摘要：

0 0 0 0 根据矿井安全生产条件分析，安全工作仍需进一步加强管理，除尽量减少顶板、运输和机电事故外，必须加强通风、防治瓦斯、防尘灭火及井下胶带输送机等事故的预防。 随着矿井向深部发展，开采条件逐步恶化，仅靠 加强管理、 提高人员安全思想觉悟难以保证矿井生产，必须提高矿井安全装备水平，确保矿井安全生产。 山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 16 第二章 安全生产存在的主要问题 常村煤矿为国家重点煤矿，矿领导十分重视矿井的安全生产，每年对矿井的安全都投入大量的资金，但是随着矿井开采的深入，矿井的开采环境逐渐恶化，瓦斯涌出量变大，矿压升高，地质条件复杂，虽然矿井的安全设施以及安全监测监控已很完善，但在今后的生产中也极有可能发生事故，这就时刻考验着矿井的安全防护体系，目前矿井的安全防护体系还是采用传统的防护体系，在发生事故时很难保证矿工的生命安全。 因此建设新型安全防 护体系，用于被困人员的应急避难，保障职工的生命安全就显得尤为重要。 故本《潞安环保能源股份有限公司常村煤矿 2020 年煤矿安全改造项目可行性研究报告》 列出 常村煤矿 2020 年 建设新型安全防护体系急待解决的问题。 第一节 安全防护体系 存在的问题 常村煤矿是国有重点煤矿，井田范围比较大，井下采区距离长，巷道错综复杂， 在发生瓦斯爆炸等事故的情况下，井下工人转移、逃生就会比较困难 ，这就要求常村煤矿必须具备完善的安全防护体系。 由于前期安全投入少，常村煤矿在这一方面还有很大欠缺，避难硐室、救生舱等安全防护设备设施不完善， 因此 ，建设新型安全防护体系，用于被困人员的应急避难，保障其生命安全，赢得足够的救援时间，对改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力具有重大的意义。 山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 17 第三章 企业安全改造总体规划 根据国家及省、市发展和改革委员会文件精神，依据常村煤矿安全生产现状、安全改造工程紧迫程度及施工工期编制本企业 2020 年度的安全改造总体规划。 第一节 企业 安全改造总体规划 为改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力，北京科技大学与潞安矿业集团、陕西重生矿业科技有限公司合作，先后开展了 “ 矿用可移动式救生舱 ” 、 “ 矿用固定式避难 硐室 ” 项目的研究。 目前，潞安集团拟在常村煤矿 N3采区配备首批矿用可移动式救生舱，并配合在建的试验型固定避难硐室，组成井下大规模避难网络，探索并完善救生舱、避难硐室在煤矿井下的实际应用，逐步建成符合中国煤矿巷道条件的新型安全防护体系。 第二节 总体规划实施步骤及目标 一、总体规划实施步骤 根据本矿井安全改造总体规划和安全改造工程紧迫程度及施工工期制定总体规划的实施步骤。 总体规划实施的步骤分为 三 个阶段， 2020年 7 月底以前为实施总体规划的第一个阶段， 本阶段主要是在 N3 采区完成安全防护体系移动式救生舱的救生硐室 施工和救生舱安装、临时救生硐室、永久救生硐室的施山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 18 工、安装。 将 N3 采区建成示范采区。 第二阶段， 在 2020年 8 月以后 集中力 量按照设计完成全矿井的可移动式数生舱、临时救生峒室、永久救生峒室的施工和安装将常村矿建成新型矿井安全防护体系示范矿井。 第三个阶把潞安集团所有矿建成新型矿井安全防护体系使集团成为新型矿井安全防护体系的典型，为矿井安全做出更大贡献。 二、总体规划预计目标 常村煤矿新型安全防护体系的设计构建，以提高矿井安全防护和应急救援水平，保护矿工的生命安全为最终目标。 通过分析常村煤矿的安全生产条件，结合矿用救 生舱的技术特点，合理协调和组织防护体系的各个要素，构建起覆盖全矿井的安全防护网。 （ 1）在常村煤矿 N3 采区建立以避难硐室及 16 台矿用可移动式救生舱为基本避难单元的采区安全防护网。 后期将在全矿井设置固定避难硐室 8 个（其中包括避难能力为 100~200 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），矿用可移动式救生舱 62 个，每个移动式救生舱可容纳避难人员 8 人。 整个安全防护网构建完成后，可容纳避难人数 1200 人左右，覆盖井下各个作业地点，为井下职工营造一个安全的工作环境，实现矿井本质安全的宏伟目标。 （ 2）在常村煤矿建立以永久避难硐室、临时避难硐室、移动救生舱组成的覆盖全矿区的应急避难网络，保证所有下井作业人员均能获得紧急情况下的避难空间，并形成与之配套的操作规程、应急预案，完成新型安全防护体系软硬件的建立。 通过安全改造，使本矿具备基本安全生产条件，成为安全得到基本山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 19 保障的矿井，初步实现 “安全第一，预防为主 ”的安全方针。 山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 20 第四章 拟申请煤矿安全改造项目 的 技术方案 根据常村煤矿 2020年度安全改造的总体规划，就 2020 年安全改造项目 —新型安全防护体系建设进行技术方案设计。 第一节 安全改造的必要性 根据煤矿事故统计和救援经验，在矿井发生事故第一现场因爆炸、坍塌等伤害立刻遇难的人员仅占事故总死亡人数的 10%左右，绝大多数矿工的遇难是由于爆炸后其附近区域氧气耗尽、含有高浓度有毒有害气体、逃生路线被爆炸阻断而无法及时撤离到安全区域造成的。 因此，在煤矿事故中，无法及时转移、长时间暴露于有毒有害的气体环境中导致窒息是造成人员伤亡的最直接原因。 常村煤矿井田面积大，井下巷道错综复杂，在发生瓦斯爆炸等事故的情况下，井下工人转移、逃生就会比较困难。 基于以上考虑，若矿井中存在密闭空间，此类密闭空间具有以下特点：足够坚固 ，能够抵御一定的外部危害因素的冲击，如顶板冒落、爆炸冲击等；气密、隔热，能够将外部有害的气体环境、高温热环境隔绝；空间内部能在一定的时间内提供维持生命所必需的氧气、水、食物等；内部设备能够监测空间内外环境状况，并能依靠通讯设备向外主动传递井下信息。 在煤矿发生事故时，无法撤离到安全区域的矿工能够进入到此类密闭空间中，与外部有毒有害气体、高温环境隔离开，在安全的密山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 21 闭环境中赢得更多的生存时间，其间通过通讯设备联系、协助外部救援工作，就能大大提高井下被困人员的生还几率。 因此，建设新型安全防护体系，用于被困人员的应 急避难，保障其生命安全，赢得足够的救援时间，对改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力具有重大的意义。 第二节 安全改造项目技术方案的选择 根据常村煤矿 2020 年度安全改造的总体规划以及国内外新型安全防护体系的研究进展，对常村煤矿新型安全防护体系建设方案进行选择。 新型安全防护体系的构建以应急避难硐室和矿用可救生舱为核心，通过与矿井原有供风、供电和信息处理等系统的有效对接，构建与矿井生产环境相吻合的安全防护体系。 常村煤矿新型安全防护体系的构建是一个逐步完善的过程。 目前，主要以 N3 采区为示范基地，分阶段 完善 S S S6等采区防护体系的建设的工程，并逐渐建立覆盖全矿井的安全防护网。 常村煤矿新型安全防护体系的构成要素可分为两个部分：安全防护设备和设施；矿井现有安全生产系统。 安全防护设备和设施是该系统的核心组成部分，在应对矿井灾害和保证矿工生命安全中具有十分重要的作用。 主要的设备和设施有：隔绝式化学氧自救器、矿用可移动式救生舱和应急避难硐室。 在矿井事故造成的伤亡中大部分是由于事故发生后矿工过长时间的暴露于有害环境，如高温烟气、有毒有害气体等。 安全防护设备和设施在矿井下提供与外界环境相隔绝的密闭空间，使得 在事故发生后矿工可在较短的时间内和山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 22 外界危险的环境相隔绝。 同时这些设备和设施中具有能够维持矿工生命健康的系统，保证矿工的生命安全，为井上救援争取时间。 矿井安全生产系统是指目前整个矿井的供风、供电、信息传输、通风、通讯、中央控制和其它辅助系统，避难空间内的各个系统只有和矿井现有系统合理的对接，纳入矿井现有系统中才能充分的发挥作用。 第三节 申请安全改造项目的技术方案 一、安全防护设备和设施 矿用可移动式救生舱 2020 年科技部批准立项的国家“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，设 置了 “遇险人员快速救护关键技术与装备的研究” 专题。 2020 年 9 月完成了救生舱项目的调研工作，到 2020 年 10 月，首批救生舱在陕西重生公司下线，经检验，完全满足设计指标。 1）救生舱的性能、参数 陕西重生科技有限公司首批 J MAH96/8 A 型矿用可移动式救生舱为组装式钢结构，长 ，宽 ，高 ，全重。 额定救援人数8 人，能在外部动力供应中断时救援支持时间 96h。 舱体能阻隔外部有毒有害气体，气密性符合要求。 同时舱体结构能抵抗 以下的爆炸波冲击力。 可移动式救生舱主要技 术指标： 整体外形尺寸：长 6300mm 宽 1400mm 高 1800mm； 舱门尺寸： 高 850mm 宽 600mm； 山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 23 紧急逃生门尺寸：φ 600mm； 紧急逃生门离地高度： 900mm； 舱门离地距离： 300mm； 整体重量： 103 kg； 动力供应： 380V 或 220V； 隔离环境：密封； 防护等级：矿用防爆； 保护标准：空气气体密封隔离； 防护环境：非强腐蚀性气体或液体； 救生舱舱体抗爆炸冲击波能力：不超过 ； 标准防护温度：瞬时温度 1200℃， 260℃下持续 12h，舱内温度 30℃以下； 最大拆装尺寸： 1400 650 1800mm； 拖动方式：轨道车轮或滑靴拖动； 供氧方式：压缩空气、高压氧瓶、化学氧； 通讯联络：井下电话、主动或无线呼叫系统； 食物储存量：舱内备有足够最大承载人数天数的食物和水； 舱内装备最大功率： 60W。 2）救生舱的系统组成 “十一五”救生舱课题组经过全面、系统、深入的科学研究，使得煤矿用可移动式救生舱在救援技术先进性、可靠性及对中国煤矿矿井的适应性上达到了较高水平。 同时，作为国家项目，相比国内外其它救生舱生产企业，陕西重生科技有限公司在政 策、标准、推广等方面均具有山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 24 显著优势。 矿用可移动式救生舱研究目的在于适应中国复杂的煤矿作业环境，具备抗爆、防水、防毒、防火、耐高温等多种功能，足以满足我国大部分煤矿中可能存在的多种灾害的防护要求。 同时，由于煤矿开采属于危险程度较高的行业，使得可移动式救生舱也能够满足金属矿山、危化品生产、储存企业、公共场所应急避难等大多数救援场所的危险防护指标。 （ 1）舱体结构 ① 机械结构：矿用可移动式救生舱舱体创新性的采用了分体组装式设计，整舱采用统一规格的舱体单元连接组合而成。 在整体尺寸上，可移动式救生 舱充分考虑了煤矿矿井的复杂条件，整舱可拆卸成基本单元后进入煤矿井下，也能够采用单轨吊运输，最后在煤矿巷道中现场组装，并能满足舱体的密封性要求。 ② 防护设计：矿用可移动式救生舱不仅在气密性上满足了隔绝矿井有毒有害气体环境的要求，还充分考虑了煤矿矿井常见的瓦斯、煤尘爆炸、火灾等严重事故。 经过巷道模拟爆炸试验的检测，救生舱舱体外部钢结构有足够的强度抵御瓦斯甚至煤尘爆炸的直接冲击。 对于可能出现的高温环境，救生舱内填充了高性能的隔温材料，并且在整舱内外连接上，采用了特殊的设计，完全阻断了金属热桥，避免了热量直接通过金属等热传导性优良的介质传入而导致舱内升温过快，能有效阻隔外部高温环境对舱内人员的直接伤害。 ③ 使用材料：救生舱内部尽量地避免了使用可能分解产生有害物质的有机材料，将舱内可能出现微量污染物的材料种类降到了最低点，既能减少舱内未知污染源的种类，也能减轻有毒有害气体去除设备的负荷。 山西 潞安 环能股份有限 公司常村煤矿 安全改造项目可行性研究报告说明书 25 ④ 移动方式：矿用可移动式救生舱具备多种移动机构。 整舱、舱体单元均可通过顶部吊装孔吊装，也能采用叉车运输；整体救生舱底部可根据使用现场要求选装滚轮或者滑靴中的一种行进机构，能有效地适应不同的矿井巷道条件。 （ 2）氧气供应 矿用可移 动式救生舱采用供氧多级防护的设计，包括矿用压风管路、压缩氧气钢瓶、化学氧、压缩氧自救器四级防护，保证舱内可靠供氧。 救生舱设计有与矿用压风管路兼容的管路、接头，在煤矿压风输送正常时，采用压缩空气直接为舱内送风，此状态下能长时间保持良好的舱内空气质量；若压风系统中断，舱内压缩氧气钢瓶也能提供设计救援时间内所需全部氧气；特殊情况下，舱内的化学应急氧可以吸收二氧化碳提供氧气，继续维持舱内人员 8 小时以上的生存时间；舱内储备压缩氧自救器，供舱内气体环境恶化需撤离时使用；以上多级供氧防护技术使得因氧气供应出现问题而。