井下紧急避险系统设计方案.docx

1、井下紧急避险系统设计方案峨眉山市八益煤业有限公司苗圃井井下紧急避险系统设计方案说 明 书四川省安全监管局（四川煤监局）安全技术中心二一二年六月前言峨眉山市八益煤业有限公司苗圃井（以下简称苗圃井）位于峨眉山市南西217方向，距离峨眉山26.5km的龙池镇。地理坐标东经10319501032130，北纬292450292650。主井口坐标X=3255370m，Y=34630328m，Z=+829m。现有职工450人。矿井始建于1958年，投改后矿井生产能力由90kt/a提高到150kt/a。成乐(成都乐山)高速公路，乐西(乐山西昌)二级公路通过矿区两侧，北连峨眉、乐山、夹江、成都，南接峨边、美姑等

2、地。龙池镇距成昆铁路峨眉山火车站36km，交通方便。 根据2011年瓦斯鉴定情况，矿井瓦斯绝对涌出量为13.48m3/min，矿井瓦斯相对涌出量为43.33m3/min，属于高瓦斯矿井。但由于2012年5月5日苗圃井在+580米东翼采掘面发生一起煤与瓦斯突出事故，为突出矿井。故本次设计按照突出矿井来设计。根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建立完善煤矿井下避险“六大系统”者征求意见稿的通知以及防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程的规定，为了有效预防矿井安全事故或者在发生安全事故时，能够对井下员工的生命安全进行紧急避险。苗圃井结合矿井井田地层、地质实际情况和煤矿自身安全发展的需要，委托四川省安

3、全监管局（四川煤监局）安全技术中心（以下简称安全技术中心）进行井下紧急避险系统方案的编制。安全技术中心接受委托后在2012年6月成立项目组前往苗圃井，与苗圃井领导及相关工程技术人员一起，对煤矿进行了现场井上下调研，通过对井下的实际考察、资料的收集整理和与苗圃井技术人员的交流座谈，对苗圃井井下紧急避险方面情况有了较全面的了解和掌握。安全技术中心组织有关工程技术人员经过认真分析研究后，编制了峨眉山市八益煤业有限公司苗圃井井下紧急避险系统设计方案。一、设计的主要依据1、国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发201023号)；2、国家煤矿安全监察局煤矿井下避难所试点建设基本要求(煤安监司办2

4、010第9号)；3、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装2010146号)；4、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知 (安监总煤装201133号)5、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定安监总煤装201115号)；6、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知(安监总煤装201215号)；7、四川省安全监管局 四川煤监局转发国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知的通知（川安监2011244号

5、）；8、四川省安全监管局 四川煤监局关于进一步加强煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作的通知（川安监2012105号）9、关于印发四川省煤矿井下紧急避险系统验收评分暂行办法的通知（川安监201276号）；10、 煤矿井下供水施救系统安全技术规范DB51/T14102011；11、煤矿紧急避险系统安全技术规范DB51/T14112011；12、煤矿井下人员定位系统安全技术规范DB51/T14122011；13、煤矿压风自救系统安全技术规范DB51/ T14132011；14、煤矿井下通信联络系统安全技术规范DB51/ T14142011；15、煤矿安全监控系统安全技术规范DB51/ T141

6、52011；16、煤炭工业矿井设计规范GB 502152005；17、煤矿安全规程2011年版；18、防治煤与瓦斯突出规定2009年版；19、矿山救护规程2009年版；20、煤矿井下安全标志 AQ1017-2005；21、苗圃井提供的地质资料和生产实测资料。二、设计的指导思想1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，结合矿区安全生产实际情况，围绕煤矿井下可能出现矿井火灾、煤尘爆炸、瓦斯爆炸等灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功避险或等待救援，保障职工生命安全；2、紧急避险设施实现“三防一隔”，防毒、防火、防震、隔爆；3、紧急避险系统与煤矿原有监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等

7、系统相互连接，在紧急避险系统安全防护功能基础上，依靠其他避险系统的支持，提升紧急避险系统的安全防护能力，实现井下各避难所与井上指挥中心平台实现双向信号传输；4、在符合相关要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；5、因地制宜地采用新技术、新工艺、新装备、新材料；6、尽量利用原有的巷道、不增加开拓费用；7、避难所及各系统设备选型留有余地，能充分满足区域内避难人员数量的需求，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，按规定留有一定的备用系数。8、紧急避险设施的设置与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施设置清晰、醒目的标识。紧急避险系统并随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善，包括紧急

8、避险设施、配套系统、避灾路线和应急预案等。9、本次方案设计是按照矿方所提出的开采+518m水平煤层时的基本情况做的，其他水平暂未考虑。三、设计原则1.多点布置根据工作面、掘进头人员分布情况，合理设置临时避难硐室。永久避难硐室为整个矿井或区域避灾人员提供避难空间，为其提供灾变时的基本生存条件，如通风、水、食物、氧气、电力及通讯。2一人一位本着“安全为天”的原则，通过设置临时避难硐室、永久避难硐室保证入井人员在灾害发生时都有自己的避难空间。3就近避险（1）距离临时避难硐室最近的人员向临时避难硐室内逃生（主要是工作面、掘进头作业人员）。（2）距离永久避难硐室最近的人员向永久避难硐室内逃生（主要是工作

9、面、掘进头作业人员及井下其他零散作业人员）。（3）距离井筒最近的作业人员尽快升井，向地面逃生。4入舱便捷为方便避灾人员快速地进入避难空间，应在紧急出口处、避灾路线上放置明显的标识牌，标识避险设施的位置。根据矿井的需要，在井下布置1个50人的永久避难硐室，布置1个50人的临时避难硐室等紧急避险设施。四、主要特点矿井紧急避险系统是以避难硐室为核心系统化的安全体系，通过分布在矿井各个区域的避难硐室，构建覆盖全矿井的安全防护网，确保每位井下工作人员都有避难的空间。紧急避险系统化是指该系统的各个组成部分不是相互独立的，而是相互依赖相互补充的，有机结合的一体。矿井下根据不同工作区域的人员分布、瓦斯涌出量和

10、配风情况，合理的安排永久避难硐室和临时避难硐室，使得事故发生后各个区域的井下作业人员在较短的时间内到达避难空间。井下避难空间与矿井的电力、通讯、信号传输和通风系统相互协调，并设立统一的指挥平台，建立系统的应急救援指挥中心。信息化是指井下的各个避难空间可独立的与井上的指挥平台进行双向通讯，指挥平台可实现井下避难空间和井下人员的定位，并实时监测避难空间的各项参数。由于在井下的避难空间可以在96小时内保证遇险人员的生命安全，使得井上的救援工作可有序的开展，可根据井下的灾害情况进行积极有效的组织和安排救护队员。峨眉山市八益煤业有限公司苗圃井井下紧急避险系统设计方案的编制工作，得到了公司领导、矿长、工程

11、技术及管理人员的大力协助和支持。在此，深表感谢！ 第一章 矿井基本概况第一节 矿井筒介1、交通位置峨眉山市八益煤业有限公司苗圃井（以下简称苗圃井）位于峨眉山市南西217方向，距离峨眉山26.5km的龙池镇。地理坐标东经10319501032130，北纬292450292650。主井口坐标X=3255370m，Y=34630328m，Z=+829m。现有职工450人。矿井始建于1958年，投改后矿井生产能力由90kt/a提高到150kt/a。成乐(成都乐山)高速公路，乐西(乐山西昌)二级公路通过矿区两侧，北连峨眉、乐山、夹江、成都，南接峨边、美姑等地。龙池镇距成昆铁路峨眉山火车站36km，交通方

12、便，见图1-1-1。图1-1-1 苗甫井交通位置图2、矿井证照情况矿井有关证照见表1-1-1。表1-1-1矿井证照情况序号证照名称证照号有效截止日期1工商营业执照5111000000079112013.2.142采矿许可证C510000*22842022.4.223煤炭生产许可证2051118130022022.4.124安全生产许可证川MK安许证20105111810150A2013.12.65矿长资格证煤（A）110510001129452014.11.296矿长安全资格证煤（A）1105100011294562014.11.293、开拓系统苗圃煤矿为斜井开拓，其井筒有三个：其中包括主斜井

13、、行人斜井、回风斜井。4、水平划分矿井共分三个水平，分别为+750m水平、+680m水平、+580m水平，其中，+750m水平已回采完，+680m水平K4-A煤层已进入残采煤柱阶段，矿井可采煤层为K2、K4-A 、K5。现开采K2、K4-A，K5煤层未进行回采。5、采区划分矿井+580m水平靠近井田东翼边界布置一采区（4310采区），西翼边界布置二采区（4320采区）、三采区（4330采区），井田西翼边界布置四采区（2310采区），矿井现生产采区为4310采区、2310采区、4330采区。采区开采顺序，东翼为水平后退式开采，西翼从主井筒向边界再向深部开采，所有采区内工作面均采用后退式开采。6、

14、作业点布置矿井现生产采面3个，分别为43108对拉采面、2314采面、4337采面；掘进作业面4个，4336平巷、2316平巷、43110下山东平巷、43111下山；巷道维修作业点5个，三水平配风巷、4210回风巷、43109上山、2312回风巷、43109回风巷。7、作业工艺及支护方式回采工艺及支护方式：矿井现有三个采煤工作面，采煤工作面全部采用单体液压加金属绞梁支护。三台面均采用放炮落煤、人工攉煤，人工回柱，用SGWD-30型可弯曲刮板输送机运输（43108结合皮带运输机运输），条带砂充填处理采空区，支柱排距0.9m1.0m，最大控顶距4.2m，最小控顶距3.2m。掘进工作面工艺及支护方式

15、：对于新掘进的半煤巷，全部按照设计要求，采用锚网支护。全岩巷采用锚杆支护。8、矿井通风矿井采用中央边界抽出式通风,主通风机房安装风机型号为：4-72-11NO20B /2110KW（一台工作，一台备用），矿井等积孔1.16m2。现总进风量 2360 m3/ min,总回风量 2578m3/min。9、“三个煤量”矿井现有开拓煤量79万吨，准备煤量18.7万吨，回采煤量14.06万吨，能满足正常的采掘接替。第二节 矿井灾害情况1、瓦斯苗圃煤矿属突出矿井，现苗圃煤矿井下有三个采煤工作面和四个掘进工作面。采煤工作面放炮，不通风的盲巷、隅角、掘进工作面放炮后，瓦斯异常涌出均可导致瓦斯浓度超限，如因管理

16、不善，容易发生瓦斯爆炸事故。2、煤尘煤尘不仅影响职工身体健康，而且在一定条件下能够爆炸。它一般是在生产过程中，如钻眼、爆破、截割、冒顶以及运输和提升中产生。其中以采掘工作面最高，其次是运输环节中的各转载点。苗圃煤矿的煤尘爆炸指数为25.85%，具有煤尘爆炸危险倾向性。3、火由于矿井所开采的煤层无自燃发火倾向，所以矿井内因火灾不会发生。但因明火、放炮、瓦斯（煤尘）爆炸、机电设备运转不良、机械摩擦、电流短路、乱存乱放可燃油类等原因造成的外因火灾则有可能发生。火灾可能在井筒、机电硐室、绞车硐室以及安装有机电设备的巷道或工作面、皮带运输机巷内发生。4、水矿井水灾是煤矿建设和生产中的主要灾害之一，苗圃煤

17、矿水源主要来自矿井周围原小煤窑老窑渗水。如乱挖乱采残留煤柱，与原小煤窑、老窑贯通，易发生透水事故。5、顶板冒落冒顶是煤矿生产中最频繁的事故，多发生在采掘和巷道维修工作面。苗圃煤矿的顶板比较破碎，矿山压力大，如因管理不善，作业人员违章操作，很容易发生冒顶伤人事故。6、提升运输提升运输是煤矿生产中多发事故之一。苗圃煤矿矿压比较大，底鼓帮压严重，易导致井下巷道断面狭小，轨道高低不平，如因管理不到位，工人违章赶车、提升运输中的安全设施不用，极易发生运输伤人事故。第三节 安全避险“六大系统”现状1、矿井安全监控系统苗甫煤矿井下安装了KJ90NA瓦斯监控系统，现有主机两台（1备1用）,井下中分站12个,负

18、压传感器1个, 风速传感器3个,风门传感器9个, 瓦斯传感器30个（另备用7台）,远程断电仪8个,设备开停传感器8个，风筒传感器5个。矿井现有专职瓦斯检查员37人，做到每班每面都有瓦斯检查员检查瓦斯，并实行现场手上交接班；矿井每10天对瓦斯传感器、便携式瓦检仪、瓦斯断电仪断电功能调校一次。监测中心室24小时有监测工监测，并严格执行瓦斯超限报警登记处理制度和监控系统故障登记处理制度，确保监控系统的正常运行。2、井下人员定位系统矿井现安装KJ138井下人员管理系统。KJ138井下人员管理系统采用先进的433M无线有源射频技术，能够很好的适应井下恶劣环境，具有读取距离远、绕射性能强、读取效果可靠、支

19、持双向呼叫、三级联网、紧急报警等特点。3、井下紧急避险系统紧急避险系统正在设计中。4、矿井压风自救系统目前矿井在地面安装有LG-20/8G型电动螺杆式空气压缩机2台，于2011年4月投入运行，并向井下供风。各采掘头面还未配备压风自救器。5、矿井供水施救系统苗甫煤矿井下供水系统采用静压给水系统，在地面设有1个300 t水池，正常情况下，用水池向井下供水，供井下生产、消防、防尘用水；入井主管直径DN50mm，进入采区的干管为DN40mm,其余支管为DN20mm。矿井所有采掘地点、运输机道、大巷、硐室均按煤矿井下消防、洒水设计规范设置有供水管道、喷雾装置等。6、矿井通信联络系统井下通信系统由数字程控

20、交换机和井下通讯线路组成。数字程控交换机是2007年LX-2102型数字程控交换机，配置总容量60门，现地面和井下各配置了24门。苗甫煤矿通讯系统较为完善，但仍按“三条线”工程的要求在进行排查整改。第四节 避难硐室总体概述避难硐室底板高于大巷底0.4m，两端设置进出口，便于避难人员快速进入避难硐室。避难硐室建在全岩中，岩层稳定，无高温带，无透水危险。避难硐室内部可分为过渡室和生存室。过渡室的功能是防止有毒有害气体伴随避难人员的进入而污染硐室内部的空气，过渡室内设有气幕隔离系统。生存室的功能是为避难人员提供氧气、水、食物和卫生设施等维持生存所必须的物质及配套系统，营造出一个可以提供96小时需要的

21、生存环境，等待救援。为确保避难硐室的可靠性，除了利用井下已有的安全监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统外，还在硐室内配备了环境控制和生命保障系统。当矿难发生而井下压风系统还未启动或因异常不能工作时，避难硐室依靠硐室内配备的环控生保系统保持避难人员生存条件。当井下压风能正常工作时，两套系统在硐室内控制系统的参数控制下联合工作，达到长期维持硐室内避难人员生存所需。因此避难硐室由硐室结构系统、环境控制和生命保障系统（环境检测及监控系统、自动控制系统、气体成分控制及通风净化系统、供气调压系统、温湿度控制系统、生活保障系统）、通讯照明系统、供配电系统以及硐室和外部的接口等构成

22、。避难硐室结构组成如图2-4-1所示。 图2-4-1 避难硐室组成结构图第三章 永久避难硐室设计方案第一节 系统概述1、设置避难硐室的必要性和数量根据本矿井实际，拟在+580m水平水仓处附近建一永久避难硐室。永久避难硐室位置设置主要考虑2314采面、4337采面和2316平巷掘进、4336平巷掘进人员及其它辅助人员，同时作业人数约为40人，考虑1.2倍的备用系数，拟建设永久避难硐室额定避难人数为50人。拟建设的避难硐室由一个生存室和两端的过渡室组成。生存室净空间为长19.0m，断面为宽4m，高2.93m的拱形，过渡室位于生存室、钢瓶储藏室的前端，详见附图：永久避难硐室平、剖面图。当井下灾变事故

23、发生时，避难人员可从过渡室进入生存室中避险。避难硐室能为50人提供不小于96小时的额定防护时间。2、避难硐室各系统功能介绍根据避难硐室的功能，拟将其划分为如下几大系统，各系统及其实现的功能分别为：a)硐室结构系统。避难硐室主体结构，能抗爆炸冲击、耐压、耐高温、防巷道有害气体渗入，为避难人员提供安全防护。b)环境控制和生命保障系统。为避难硐室提供足量氧气（当压风系统供氧出现故障无法工作或压风供氧量不够时），调节室内压力；对硐室内外环境进行监测监控；防止外部有毒有害气体进入硐室内部，处理生存室中的二氧化碳、一氧化碳等有害气体，对生存室内的温湿度进行调节；能对硐室内所有电器设备进行自动控制，实现硐室

24、的智能化管理，并将井下压风系统、硐室内环控生保系统进行融合和综合控制，极大的方便人员进行操作和使用；实现食品、水等生活必须品的保障，满足避难人员个人卫生需求和急救需求。该系统由包括环境监测监控系统、自动控制系统、气体成分控制通风净化系统、供气调压系统、温湿度控制系统及生活保障系统组成。c)供配电系统。实现井下电源、硐室内电源的供电转换和管理，同时满足紧急情况下所有电器设备的供应需求。d)通讯照明系统。实现避难硐室对外的通讯和数据传输，满足硐室内外照明以及逃生照明的需求。e)接口。提供井下的供水接口、供电接口、人员定位接口、视频接口、通讯和数据传输接口、供风接口。第二节 主要技术指标避难硐室的主

25、要技术指标要求如表3-2-1所示。表3-2-1 避难硐室主要技术指标项目参数额定人数50额定防护时间(h)96，且有1.2倍备用系数额定抗冲击力(MPa)1.5制冷要求保证室内温度35气密要求过渡室和生存室在+50020Pa压力下，泄压速率不大于30020Pa/h。避难硐室有效面积1/人过渡室有效面积3接口外界电源、压风系统、供水系统、单向排气接口、外界通讯接口、人员定位接口、视频接口、供风、供水接口压风供氧供风量0.3m3/min人压缩氧供氧0.5 L/min人氧气浓度18.5%23%二氧化碳浓度1%一氧化碳浓度24ppm相对湿度85%温度35过渡室环境压力+100Pa生存室环境压力+100

26、Pa检测要求过渡室内的氧气、一氧化碳、压力；生存室内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温湿度、压力；硐室外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳防爆要求配套用电器设备均应符合GB3836中相关要求，纳入安标管理的应取得安全标志照明要求配备不少于0.25倍人数一体化矿灯，同时需对过渡室、生存室、及室外指示照明通讯要求实现和外界的通讯及数据传输食物要求食物不少于5000KJ/(人.天)饮用水要求不少于1.5L/(人.天)自救器不少于额定人数的1.5倍，原则上要求隔绝式压缩氧类别，使用时间不小于45min第三节 硐室结构系统1、硐室结构避难硐室底板高出大巷底板0.4米，前、后端设置进出口，分别与进回风巷相

27、联，便于避难人员快速进入避难硐室。避难硐室建在全砂岩中，岩层稳定，无高温带，无透水危险。避难硐室墙体用大于C30的混凝土浇筑，门墙周边掏槽，深度为0.6米，保证足够的气密性。在进行混凝土浇筑时预留管道和电缆孔，管线安装好后进行严密的封堵，确保气密性。硐室门选用防火防爆隔离系统，包括防火防爆密闭门和防火防爆密闭墙，分别设置在避难硐室的两侧，矿用防火防爆隔离门，主要用于煤矿井下避难硐室外面与过渡室之间，向外开启，起到能防水、防火、防冲击波的作用，防火防爆隔离门选择MGL 800(宽)1600(高)型，最大承受压力 1Mpa，抗冲击波超压能力 2500Kpa，观察窗 410220 mm，门体厚度 2

28、40mm。防火防爆密闭门选择BMB-800X1500型防爆密闭门，主要用于煤矿井下避难硐室生存室与过渡室之间，保障有害气体不能进入避难硐室内部，真正起到了避难硐室封闭效果。隔离门上设置观察窗，可观察外面情况，BMB-800X1500型防爆门其密封结构形式如图3-3-1所示。门框的结构为长方形的整体式，门框纵横方向各设计有加强筋板，使门板能有足够的抵抗压力变形的能力，采用单扇向外开启方式，具体要求可根据附图：永久避难硐室平、剖面图来定制。该门能有效阻止有毒有害气体进入生存室。图3-3-2 门密封结构形式图接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电管线在接入硐室前采用穿管防护并埋

29、入地下，埋设长度不小于200m。生存室在设备安装完成后，用阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀的材料进行装饰，顶板和墙壁颜色采用白色。避难硐室两端入口设置“避难硐室”反光标志，标志醒目。第四节 环境控制及生命保障系统1 供气调压系统供气调压系统包括供气和调压，其中供气主要是指氧气供应，氧气供应包括压风供氧、压缩氧供应系统两种供氧模式。压风供氧主要是利用现有的井下压风救援系统。两种供氧方式既可单独对避难硐室进行供氧，同时可在自动控制系统协同下联合供氧。充分保证了供氧的可靠。调压主要通过压缩空气供应保持硐室内空气组分中氧气分压量及舱内正压。维持过渡舱压力保持在+100+500Pa之间。同时，当硐室内压力大

30、于+200Pa时，能自动泄压。1.1 压缩氧供氧当矿井发生事故时，井下压风系统有可能受损无法正常工作，因此必须有备用的供氧系统，以确保压风系统遭到破坏时仍能有效供氧。而且当压风系统由于供风速率不够或不稳定等情况下，压缩氧供氧系统能在自动控制系统的控制下进行补充供氧，维持硐室内氧气含量始终在适合避险人员呼吸范围内。1.1.1 功能当井下压风系统无法正常工作时，能为避难人员提供足量氧气，保证人均供氧量不小于0.5L/min，且氧气浓度为18.5%23%。该系统工作时间不小于96h，且有1.2倍备用系数。1.1.2 设计方案供氧方式采用医用高压氧气瓶供氧。氧气瓶采用15MPa的钢瓶，符合GB5099

31、和压力容器安全技术监察规程的规定，钢瓶中存储13.5Mpa的高压氧，经金属软管、分阀串联，分阀供氧气瓶日常维护使用，并汇总于总阀。总阀输出的高压氧经双级减压器减压到1MPa，再经过手动阀减压至0.2MPa后排放至生存室。该装置是利用储存在钢瓶中的医用压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。硐室内放置的钢瓶，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医用压缩氧气压力进行减压并输出稳定的压力至可调节浮子流量计。浮子流量计的氧气输出量根据避险人员数量进行手动调节，在静坐状态下每人的氧气消耗量大约为0.5L/min。由于减压器输出稳定的压力，因此在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着氧气瓶中的压力变化而变化。选用的压力表符合GB/T1226的有关规定。工作原理如图3-4-