xxx井下紧急避险系统方案设计

xxx井下紧急避险系统方案设计内容摘要：

，必须在距离采掘 工作面 1000m范围内建设避难硐室。 、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。 ，紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。 ，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。 前后 20m 范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。 特殊情况下确需布置在煤层中时，应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯积聚、煤层自燃的措施。 永久避难硐室应确保 在服务期间不受采动影响，临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。 二、永久避难硐室 （一）永久避难硐室数量、位置及规模 1．数量及位置 采掘工作面发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸等灾害事故时，采掘作业人员应尽快进入采区准备巷道或矿井开拓巷道的新鲜风流中，并循避灾路线尽快撤至地面。 经过对 XXX 煤矿近年来灾害事故 的统计分析，采区准备巷道或矿井开拓巷道中未曾发生过瓦斯、煤尘爆炸或火灾、冒顶等事故，也未出现过安全出口被堵或新鲜风流中断等情况，设计认为 XXX煤矿可以不建永久避难硐室。 但作为兖矿集团井下避难硐室的建设试点项目 ，设计在 XXX煤矿设置 1个永久避难硐室。 经分析， 目前 XXX 煤矿上组煤开采主要集中在九采区，九采区面积大，煤层埋藏深， 部分区域自然发火较为严重， 设计永久避难硐室设置于九采区。 结合采区巷道布置及围岩情况，设计永久避难硐室位于 九采区 350m 水平主轨下山上部车场与九采区 350m 水平回风巷之间，距九采区 350m水平主轨下山上变坡点 210m。 永久避难硐室设置于 3 下 煤层底板岩层中， 3 下 煤层底板为较坚硬的粉砂岩与细砂岩互层，岩层稳定， 满足永久避难硐室的建设要求。 永久避难硐室位置详见图 321。 图 321 九采区永久避难硐室位置示意图 2．规模 九采区永久避难硐室为该采区的采掘作业、辅助运输队组、瓦斯巡回检查、附近零散作业以及各级安全检查等人员提供避险场所，根据 XXX 煤矿的实际情况，上述各工种同时工作的人数总和最多时不超过 60人。 根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，永久避难硐室的额定人数，应满足所服务区域同时工作的最多人员的紧急避险需要，并考虑不低于 的备用系数，设计九采区永久避难硐室额定避险人数为 80人。 （二）永久避难硐室结构及井 巷工程 设计永久避难硐室由 2 个过渡室、 1 个生存室和 4 个辅助硐室组成，辅助硐室包括 2 个 CO2钢瓶硐室、 1个电源硐室和 1个卫生间，详见图 322。 各硐室规格参数详见表 321。 表 321 永久避难硐室内各硐室规格参数表 规格 参数 硐室 名称 净长（ m） 净宽（ m） 净高（ m） 断面形状 净断面 （ m2） 净体积 （ m3） 掘进断面（ m2） 支护方式 有效使用面积（ m2） 额定避险人数（人） 过渡室 (单个 ) 3 3 半圆拱形 钢筋砼碹 生存室 27 3 3 半圆拱形 钢筋砼碹 81 80 辅 助硐室 CO2钢瓶硐室 (单个 ) 4 矩形 钢筋砼碹 电源 硐室 矩形 钢筋砼碹 卫生间 矩形 钢筋砼碹 永久避难硐室设计采用钢筋混凝土砌碹支护，混凝土强度等级为 C35。 硐室内表面用 10mm厚白水泥沙浆抹面，硐室底板采用混凝土地面，厚 100mm，硐室地面高于相 邻巷道底板不小于 200mm。 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，生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管均加装手动阀门。 防护密闭门抗冲击压力不低于 ，有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活；门墙周边掏槽，深度不小于 200mm，墙体为钢筋混凝土结构，门墙与岩（煤）体接实 ，保证足够的气密性。 除防护密闭门外，永久避难硐室还通过压风系统、供电电缆等与外界连通，在墙体内应预埋管线。 （三）永久避难硐室生命保障系统组成及主要技术参数 永久避难硐室各生命保障系统布置详见图 322。 1．供氧系统 （ 1）供氧系统的主要功能及要求 由于煤矿井下发生火灾、瓦斯煤尘爆炸、 冒顶等灾害性事故时，都会 致使避难硐室周围环境伴有 缺氧、有毒有害气体出现。 因此，避难硐室内必须设置向避险人员提供氧气以保证其能够维持正常呼吸的供氧装置。 供氧装置必须满足以下要求： ①避险人员在避难硐室内能够呼吸到纯净的氧气 ，氧气浓度应在 %～ %之间； ②氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点； ③氧气供给时间必须满足额定避险人数避难时不少于 96h的生存时间； ④供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响能够保证及时、可靠。 （ 2）供氧方案的选择 煤矿个体呼吸防护装备目前主要有正压氧气呼吸器、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共同特点是使用时间短，正压氧气呼吸器最长的防护时间为 4h，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 45min，而且过滤式自救器对环境的氧气浓度要求 大于 17%。 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，只能放在煤矿井下避难硐室内作为备用供氧设备或离开避难硐室逃生时供氧使用。 经分析比较，永久避难硐室供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种方式。 （ 3）压风系统供氧装置 ①避难硐室需风量计算 根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量氧气，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在 ～ ，供风量不低于 ? 人，连续噪声不大于 70 分贝。 设计按 人均供风量 ，避险人数 80 人计算，所需总供风量为： 80=24 m3/min 由于单趟压风管路流量一般在 20m3/min 以上，两趟压风管路即可满足供风需求。 ②压风系统供氧原理 压风系统供氧装置利用矿井压风系统作为气源，压缩空气经压风管路进入生存室，经过阀门后进入水、灰尘、油的三级过滤，经过预先设置的减压器、浮子流量计、消音器进入气体输出端，为硐室内避险人员提供新鲜、舒适的空气，并在永久避难硐室内形成正压避免外界气体侵入硐室。 压风系统供氧便于日常对装置的压力、供风性能等指标进行检查，便 于对装置的组成部件进行维护及保养。 其原理详见图 323。 ③主要技术参数 人均供风量≥ ； 硐室内氧气浓度 ～ %； 减压器入口压力≥ 、出口压力 0～ MPa（可调节）； 浮子流量计量程 0～ 8m3/min，分度值。 ④布置方式：在生存室座椅两侧布置 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。 图 323 压风系统 供氧原理示意图 （ 4）压缩氧气供氧装置 ①避难硐室需氧量计算 煤矿发生瓦斯、煤尘爆炸等灾害事故时，有时矿井压风系统在井下的管路会遭到严重破坏，因此必须有备用的供氧装置，以应对地面压风系统遭到破坏时仍能有效的供氧。 根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，紧急避险设施应具备自备氧供氧系统，人均供氧量不低于。 设计按人均供氧量 ，避险人数 80人，避险时间 96h计算，所需氧气体积为： 80 96 60=230400 L 设计选择工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的氧气瓶 作为供氧气源，每支氧气瓶内可用氧气体积为： △ P 80=128 80=10240 L 式中：△ P为气体可用压力差，△ P=()MPa=(1291)大气压 =128 大气压 故需氧气瓶数量为： 23040010240 =23 支 设计按人均供氧量 ，避险人数 80人计算，单位时间内总供氧量为： 80=40 L/min 由于灾变期间进入永久避难硐室避险人数可能随时变化，为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，设计选择可调节流量计。 ② 工作原理 压 缩氧气供氧装置配置及原理详见图 324，该装置是利用储存在钢瓶中的压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。 在进风侧和回风侧过渡室内放置的钢瓶出口经高压管路并联后集中至减压器，减压器将来自于氧气瓶中的压缩氧气进行减压并输出稳定的压力至可调节浮子流量计，氧气输出量可根据避险人员数量进行手动调节。 由于减压器输出稳定的压力，因此浮子流量计调节值一定时，通过浮子流量计的氧气输出量不会随氧气瓶中的压力变化而变化。 压缩氧气供氧便于日常对装置的压力、供氧性能等指标进行检查，便于对装置的组成部件进行维护及保 养。 ③主要技术参数 人均供氧量≥ L/min； 硐室内氧气浓度 ～ %； 供氧系统用的减压器入口压力≥ 15MPa、出口压力 0～ MPa（可调节）； 最大流量不小于 60L/min； 浮子流量计量程 0～ 60L/min，分度值。 ④布置方式：在进风侧和回风侧的过渡室内分别放置工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的氧气钢瓶 12支、 11支（共计 23支）。 两侧的氧气钢瓶经高压管路并联与减压器输入口连接，减压器及浮子流量计放置在生存室墙壁上，方便避险人员调节、观察压力及供氧流量数 值。