煤矿井下紧急避险设施工程实施方案

煤矿井下紧急避险设施工程实施方案内容摘要：

沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 12 图 21 在 3405 采面的回风顺槽和 进风 顺槽各设置一台可移动式救生舱，服务于采面作业人员，救生舱距离工作面小于 1000m，在运输顺槽可设置与采面移动变电站同时移动，每 950m 移动一次。 （如图 21 所示） 3407 进风掘进工作面，回风掘进工作面，尾巷掘进工作面 移动式救生舱设置 分别在 各 掘进巷道距工作面 100m 处各建立 1 台移动式救生舱， 服务于掘面作业人员， 救生舱随工作面推进 900m 向前移动一次。 （如图 22 所示） 图 22 永久避难硐室 设置 2 台 永久 避难硐室 一处建立在 七五二水平皮带运输大巷 与 七五二水平 轨道 运输大巷之间的 7 号联络巷，服务于七五二水平巷道的人员。 另一处建立在 四盘区轨道运输大巷与 四盘区皮带运输大巷 之间并 2 号与 3 号联络巷之间，服务于四盘区的人员避险。 （如图 23 所示） 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 13 图 23 第五节 井下 紧急避险设施 建设规模的确定 根据 唐安 煤矿作业人员分布情况， 设置 2处 100人 永久避难硐室避难； 3405 采煤工作面设置两台 16 人 移动式救生舱，其余 三 个掘进工作面设置 两台 10 人移动救生舱 ，一台 16 人 救生舱。 （如图 21， 22， 23） 以上紧急避险设施共可提供 96 人紧急避险，可满足全矿井 265 人的 需要。 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 14 第三章 永久 避难硐室 的结构及井巷工程 第 一 节 永久 避难硐室 井巷工程 避难硐室由过渡硐室、 CO2 钢瓶硐室、 生存 硐室、卫生间及 机电 硐室等组成 ， 硐室有效长度 32m。 其中过渡硐室两个 ， 每个净长 ， 净宽 2m， 净高 2m；该硐室为 矩形。 生存 硐室一个 ， 净长 18m， 净宽 3m， 净高 3m， 该硐室为半圆拱形。 CO2钢瓶硐室两个 ，净长 4m， 净宽 ， 净高 3m；该硐室为圆弧拱形。 卫生间一个 ， 净长 ， 净宽 ，净高 ；该硐室为半圆拱形。 机电 硐室一个 ， 净长 ， 净宽 ， 净高 3m；该硐室为半圆拱形。 CO2钢瓶硐室 采用 防暴密封门与生存硐室隔开， 避难硐室通过压风系统、供电电缆、监控信号与外界连通 ， 在墙体内预埋管线。 硐室建设标准不低于井下炸药库施工标准。 第 二 节 永久 避难硐室 的装修 硐室、门框采用 C30 混凝土砌碹。 所有硐室内表面用 10mm 厚白水泥沙浆抹面 (抹面厚度可根据实际情况进行适当调整 )， 所有硐室底板敷设防滑大理石板。 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 15 第四章 井下 紧急避险设施 及生命保障系统的组成和主要技术参 数 图 41 分体式 紧急避险设施 第一节 系统简介 移动分体式 救生舱 配置系统是一个密封式逃生避难室 ， 可供灾变时期井下人员避险用 ， 是一种与外界隔离、提供维持生命的安全环境空间 ， 意在为井下的矿工在逃生成为不可能的情况下避难 ， 以便让他们脱险或等待救援。 该产品能提供避难人员至少 96 小时所需的氧气、水、食物以及所需的急救包、卫生设施、通信设备、环境气体监测设备等。 为了保证 紧急避险设施 内人员的健康生存 ， 它具有氧气供给装置、一氧化碳和二氧化碳吸收装置、除湿降温空调系统。 该 紧急避险设施 配置系统属于逃生避难的一种先进的高新 技术装备 ， 主要应用于煤矿井下 ， 同时也可用于非煤矿山、核电站、地铁、地下停车场等场所 ， 具有拆装方便 ， 操作简单等特点。 第二节 认证资质 多项权威机构的认证和检测结果表明 ， MineARC174。 应急救生舱是目前世界上最先进的达到最严格质量标准的救生舱产品。 MineARC174。 煤矿应急救生舱是世界上唯一获得美国西弗吉尼亚州矿工健康和安全办公室认证 ， 同时达到美国矿工安全及健康管理局（ MSHA）标准的救生舱产品。 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 16 MineARC174。 独创世界上最先进的、无需电力驱动的 ， 集 CO/CO2 气体滤清和空调降温于一体的本质安全 型生产技术。 MineARC174。 煤矿应急救生舱成功地通过了真人入舱测试。 多项权威测试表明 ， 该救生舱可以应对各种复杂恶劣的井下环境 ， 同时也为外部救援争取到宝贵的时间。 MineARC174。 非煤矿山应急救生舱是世界上唯一达到西澳大利亚州消费者与职业保护部制定的行业标准的产品 ， 该标准是目前全球业界普遍认可的非煤矿山用救生舱的最高标准。 欧盟权威 CE 认证及澳大利亚 CTick 认证。 第三节 结构特点 可移动分体式 救生舱 由过渡舱、主舱、辅助舱、过滤降温除湿集成装置、供氧装置、环境气体监测监 控 与报警系统、不间断电源装 置、无线通讯装置等部分组成。 采用分体组合式结构 ， 拆装、运输方便 ， 密封式钢结构外壳给避难人员提供了安全生存空间。 可根据用户不同的需求利用过渡舱、辅助舱和井下避难硐室组成 永久 井下 紧急避险设施。 过渡舱： 配备的密封过渡舱可以容纳 4 人 ， 舱内配有医用氧气供应系统、压风供给系统、洗气系统、生物技术型卫厕及流量、压力等控制显示仪表。 洗气系统仅一键控制 ， 操作十分简单方便。 图 42 过渡舱 主舱： 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 17 主舱内部两侧均配置符合人体工程学原理的座位 ， 座位下方有宽敞的储物空间 ， 内外舱壁之间采用特殊的隔热材料 ， 使之隔 绝舱外产生的高温。 舱 内 安装有过滤降温除湿集成装置 ， 舱壁安装 CO、 CO O CH温度、湿度传 感器和数据采集监视器 ， 对舱外环境气体实时监测。 图 43 主舱 辅助舱： 辅助舱内配有为主舱内过滤降温除湿集成装置提供动力驱动的高压液态二氧化碳钢瓶 ， 通过可拆分式钢瓶架固定；外部正面板右上角处配有 CO、 CO O CH4传感器 ，对舱外环境气体实时监测 ， 通过电缆将监测数据传输到主舱数据采集监视器。 图 44 辅助舱 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 18 第四节 供氧系统 图 45 供氧系统 一、 供氧系统的主要功能及要求 由于煤矿 井下发生瓦斯爆炸、火灾、坍塌等灾害性事故时 ， 都会致使 紧急避险设施周围环境伴有缺氧、有毒有害气体出现。 因此 ， 必须在 紧急避险设施 内部设置具有向避险人员提供氧气以保证避险人员能够维持正常呼吸的供氧装置。 供氧装置必须满足： ⑴ 避险人员在救生舱（ 紧急避险设施 ）主舱内能够呼吸到纯净的氧气 ， 氧气浓度在 %～ %； ⑵ 氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点； ⑶ 氧气供给时间必须满足额定人数时不少于 96 小时的生存时间； ⑷ 供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响 ， 保证能够及时、可靠供氧并不会存在不安全隐患。 二、供氧方案的选择 对于煤矿个体呼吸防护装备 ， 目前有正压氧气呼吸器、压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器。 这些个体呼吸防护装备 都有“使用时间短” 的 共同特点 ： 正压氧气呼吸器最长的防护时间为 4小时 ； 压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器最长的防护时间为 45分钟 ， 而且过滤式自救器对环境的氧气浓度要求大于 17%。 由于上述个体呼吸防护装备防护时间短 ， 有些需要经常检查维护 ， 因此上述个体呼吸防护装备只能放在煤矿井下 紧急避险设施 内作为备用或离开 紧急避险设施 逃生时的供氧设备使用。 经研究分析 ， 紧急避险设施 供氧方案采用 压风系统供氧 和 压缩氧气供氧 两种方式。 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 19 三、压风系统供氧装置 由于沈阳研究院移动式救生舱有按相关标准设置的标准配置，故以下所有计算均为永久避难硐室而 进行。 可行性研究 由于人体 是 依靠呼吸空气进行生存 ， 因此对于呼吸系统而言首选气源为空气。 如果以储存在气瓶中的压缩空气作为气源 ， 按照国家煤矿安全监察局办公室【 2020】 15 号文件“井下 紧急避险设施 应配备矿井灾变期间的空气供给装置或设施 ， 在额定防护时间内提供避险人员人均供风量不低于 J=”要求 ， 则需要钢瓶空气数量为： 避险人员 N=100 人、避险时间 T=96h=5760min 计算 ， 所需空气体积为： V=J178。 T178。 N=179。 5760179。 100=172800（ m3） =17280179。 104 L 若选空气瓶水容积为 V1=80 升 ， 每支气瓶内可用空气体积为： V2=△ P178。 V1=109179。 80=8720（ L） 式中：△ P— 气体可用压力差 ， △ P=(132)MPa=(12819)大气压 =109 大气压 空气瓶数量为： Z=V/V2=199816（ 支 ） 如此多的空气瓶在 避难 硐室 或救生舱 内没有足够的空间容纳 ， 显然不切合实际。 国家安全监管总局 、 国家煤矿安监局曾下发文件（安监 总煤行〔 2020〕 167 号） ， 《关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知》。 因此本方案首先选择利用煤矿压风系统作为供氧装置。 按人均供风量不低于 Q1=， 当避险人员 N=100人时 ， 所需总供风量：Q= Q1178。 N =179。 100=30（ m3/min）； 由于压风系统流量一般在 20m3/min 以上 ， 两趟压风管 的 流量大于所需总供风量。 因此以空气作为供氧气源的供氧方式 —— 压风系统供氧装置方案可行。 此方案便于日常对装置的压力、供风性能等指标进行检查、对装置的组成部件进 行维护及保养。 压风系统供氧原理 压风系统供氧装置利用地面压缩空气通过管路（地面压风系统）作为气源，经过阀门后进入过渡舱内设置的水、灰尘、油的三级过滤，经过预先设置的减压器、浮子流量计、管路进入气体输出端。 为 紧急避险设施 内避险人员提供更加新鲜、舒适的空气质量。 压风系统供氧 原理见 图 46所示。 中中 国国 煤煤 炭炭 科科 工工 集集 团团 沈沈 阳阳 研研 究究 院院 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈唐安煤矿井下紧急避险设施工程实施方案 20 图 46 压风系统供氧原理图 主要技术参数 人均供风量≥ ； 紧急避险设施 内氧气 浓度 ～ %； 减压器入口压力≥ 、出口压力 0～ MPa（可调节）、输出流量不小于 20 m3/min； 浮子流量计量程 0～ 8 m3/min、 分度值。 布置方式 在主硐室内座椅两侧布置 4套压风系统供氧装置 ， 装置的入口通过管路与压风系统管路连接。 四、压缩氧气供氧装置 可行性研究 在煤矿发生瓦斯爆炸等灾害时 ， 有时地面压风系统在井。