河南煤化集团安阳鑫龙主焦煤矿井下紧急避险系统建设方案设计(定稿)

河南煤化集团安阳鑫龙主焦煤矿井下紧急避险系统建设方案设计(定稿)内容摘要：

数为 ，计算其长度： a 生 =80 247。 =24 m； a 过 =247。 =； a=a 生 ＋ 2a 过 =24＋ 2=26 m 根据永久避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为 和过渡室的设计宽度为 时，生存室长度不得小于 24 m 和硐室总长度不得小于 26 m 可满足要求。 具体参数见各永久避难硐室设计图。 永久避难硐室系统设计 永久避难硐室采用向外开启的两道门结构。 外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。 两道门之间为过渡室，密闭门之内为避险生存室。 防护密闭门上设观察窗，门墙设单向排水管和单向排气管，排水管和排气管加装手动阀门。 过渡室内设压缩空气幕和压气喷淋装置。 永久避难硐室的系统主要组成包括第一道防护密闭门、第一道防爆密闭墙、第二道密闭门、空气循环系统、压缩空气幕系统及其附属系统。 第一道防护密闭门 防护密闭门的设计遵循灵活、快捷、手动、密闭性良好等原则。 门体要求能够抵御瞬时 1000℃高温、 MPa 的爆炸冲击波、有毒有害气体对人体的伤害。 门体的结构设计采用绕流和分流技术，防护密闭门上设观察窗。 第一道防爆密闭墙 防爆密闭墙同样要求能够抵抗瞬时 1000℃高温和 的爆炸冲击波。 通过采用 C40强度的混凝土并配筋来实现要求。 为了加强其抗冲击波能力，墙体周边掏槽，深度不小于 ，墙体设计施工成楔形，门前设不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管应加装手动阀门。 第二道密闭门 采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。 空气循环系统 永久避难硐室内部的空气循环是通过与地面贯通的钻孔实现的。 进风系统将压风管路从地面钻孔中直接送入到永久避难硐室内。 在避难硐室内部布置成弥撒式和防护罩式相结合的布气系统，最后通过单向排气管路实现避难硐室内的空气循环，整个避难硐室内始终保持不低于 100Pa 的正压，防止毒害气体的渗入，在无压风的情况下，可采用高压氧气瓶供氧方式。 空气幕系统 空气幕系统安装在两端防护密闭门处，目的是阻隔逃生人员进入避难硐室时有毒有害气体的进入。 空气幕系统的 动力采用高压空气，系统的启动与硐室密闭门相连动，使得在密闭门打开后，在门口形成气幕门。 附属系统 附属系统包括人员定位系统、监测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等，附属系统的安装不得少于 2 套，这些附属系统能保证避难硐室内部人员在救援队伍赶来之前保持良好状态，各系统的具体接入情况见“ 性设计”。 临时避难硐室 临时避难硐室规格 临时避难硐室生存室内按避难人数 40人考虑，每人应不小于 ，过渡室的净面积应不小于 ： S 生 = 40=36 m2 S 生 —— 避难硐室生存室平面面积， m2； S 过 = m2 临时避难硐室的生存室的设计宽度为 ，过渡室的设计宽度为 ，生存室容量的备用系数为 ，计算其长度： a 生 =36 247。 =； a 过 =247。 =； a=a 生 ＋ 2a 过 =＋ = 临时避难硐室规格： 根据临时避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为 和过渡室的设计宽度为 时，生存室长度不得小于 和硐室总长度不得小于 m 可满足要求。 具体参数见临时避避难硐室设计图。 、临时避难硐室系统设计 临时避难硐室的建设标准同永久避难硐室，临时避难硐室的系统组成包括第一道防护密闭门、第一道防爆密闭墙、第二道密闭门、空气循环系统、空气幕系统及其附属系统。 第一道防护密闭门 临时避难硐室防护密闭门能够抵御瞬时 1000℃高温、 的爆炸冲击波、 有毒有害气体对人体的 伤害。 第一道防爆密闭墙 防爆密闭墙能够抵御瞬时 1000℃高温和 的爆炸冲击波，墙体材料的设计同永久避难硐室。 第二道密闭门 采用能阻挡有毒 有害气体的密闭门。 空气循环系统 临时避难硐室内部供氧方式分为两种：压风供氧方式，高压氧气瓶供氧方式，空气循环系统同永久避难硐室。 空气幕系统 空气幕系统安装在两端防护密闭门处，目的是阻隔逃生人员进入避难硐室时有毒有害气体的进入。 空气幕系统的动力采用高压空气，系统的启动与硐室密闭门相连动，使得在密闭门打开后，在门口形成气幕门。 附属系统 临时避难硐室的附属系统包括人员定位系统、监测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等，附属系统的安装不得少于 2 套，能够为避难人员等待救援人员到来赢得 时间，各系统的具体接入情况见“ ”。 矿用可移动式救生舱 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。 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； 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： 14006501800mm ； 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。 救生舱的系统组成 矿用可移动式救生舱研究目的在于适应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。 舱体结构 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。 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。 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。 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。 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，供氧量不小于 24 小时；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影响救生舱救援效果的可能性几乎不会出现。 有毒有害气体处理 矿用可移动式救生舱中空气净化器的净化性能经检验，已经完全满足了密闭空间内气体环境控制要求，能有效地将舱内二氧化碳、一氧化碳及其它微量污染物含量控制在标准容许范围内。 空气净化器拥有能相互切换的普通风道和与制冷设备连通的制冷风道，在净化空气的同时还能够实现制冷除湿功能，这种特殊设计简化了舱内设备体积，降低了设备能耗，提高了电力应用效率，具有相 当的创新性。 舱内温湿度控制 可移动式救生舱中采用专门设计的蓄冷空调控制舱内温湿度，依靠舱内冷量储存有效地解决了舱外持续高温环境下的舱内制冷除湿问题。 正常情况下，救生舱的外部煤矿专用防爆制冷机组可依靠矿井电力维持运行，完成舱内冷量储备后，以较低的电能消耗维持蓄冷设备运行；当矿井发生事故造成电力供应中断或外部机组受损停止运行时，舱内可以通过蓄冷设备释放储存冷量来平衡人体散热、设备放热甚至外部传热，完全不存在灾变时期需要外部动力维持或向外传热的问题，是目前矿井外部恶劣环境下救生舱内温湿度控制的最可靠手段。 动力供应 救生舱主要的动力供应系统是专用隔爆电源箱，内部采用镍氢蓄电池组。 此防爆电源具有单位体积容量大、安全可靠、智能充电管理等优点，平时依靠矿内电源充电维持，在外部电力供应突然中断的情况下，完全满足救援时间内救生舱的电力消耗，且在使用过程中，能够向外传输电池工作状况，使矿井监测部门或救援部门能实时掌握救生舱内电源工作状态，预测电池工作时间。 安全监测监控系统 采用救生舱专用传感器对舱内、外氧气、一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、温度和湿度等舱内大气环境的主要特征参数进行实时监测，为舱内人员提供生命维持设备 操作指导依据，并能通过矿井监测监控分站将舱内、外环境特征参数传输地面监控中心。 线缆悬挂在所有巷道规定地点；工作面、巷道回风口、皮带机头、测风站、进风井口、回风井口等地都安装有相应的环境传感器；各采区变电所对应的掘进及回采工作面都安有断电及馈电传感器；分站大都安装在进风大巷轨道上下山，顺槽进风巷；电源取自各附近的采区变电所；主机设置在矿调度室。 通讯 联络 系统 救生舱内的通讯系统采用有线通讯和无线通讯两种方式。 救生舱预留了有线电话线路安装孔位，可在下井后根据具体的矿井设置有线电话。 同时设置无线通讯方式，采 用超低频透地通信系统，以大地为传播媒介，通过无线电波透过大地来实现地面与井下通信的一种方式。 附属设备 包括舱内和舱外两部分。 舱内附属包括食物、水、便携式气体检测仪、垃圾桶、急救箱、工具箱、使用说明书、自救指南、用于缓解压力的读物；舱外包括救生舱附近区域的荧光标识、导向绳、灭火器、状态指示灯等。 22101 上顺槽临时避难硐室置舱位置尺寸 根据可移动救生舱规格，设计 22101 上顺槽置舱位置处的巷道规格为下净宽净高 = ，共设计 3 个可移动式救生舱，长度 30m。 具体参数见 22101上顺槽可移动式救生舱设计图。 第五章 紧急避险设施基本功能及整体性设计 紧急避险设施基本功能 紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于 96 h。 自备氧供氧系统和有害气体去除设施 供氧量不低于 升 /分钟人，处理二氧化碳的能力不低于 /分钟人，处理一氧化碳的能力应能保证在 20分钟内将一氧化碳浓度由 %降到 %以下。 永久避难硐室供氧量计算： Q=A t B =80 24 60 =57600 L Q—— 需配备的总氧气量， L； A—— 永久避难硐室按最大人数 80人计算，人； t—— 供氧量不小于 24h计算， min； B—— 供氧量不低于 人； 临时避难硐室供氧量计算： Q=A t B =40 24 60 =28800 L Q—— 需配备的总氧气量， L； A—— 临时避难硐室按最大人数 40人计算，人； t—— 供氧量不小于 24h计算， min； B—— 供氧量不低于 人； 环境监测 紧急避险设施内部环境 中氧气含量应在 %～ %之间，二氧化碳浓度不大于 %，甲烷浓度不大于 %，一氧化碳浓度不大于 %，温度不高于 35 摄氏度，湿度不大于 85%，并保证紧急避险设施内始终不低于 100pa的正压状态。 配备独立的内外环境参数检测或监测仪器，在突发紧急情况下人员避险时，能够对避险设施过渡室内的氧气、一氧化碳，生存室内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度和避险设施外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。 供电照明 为确保各紧急避险设施内的正常供电，对避难硐室内 供电系统方案设计如下：。