盖州紧急避险系统.docx
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盖州紧急避险系统
山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司
矿井井下紧急避险系统安全设计
说明书
煤炭工业太原设计研究院
二○一一年四月
山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司
矿井井下紧急避险系统安全设计
说明书
工程编号：
C1825BX
建设规模：
0.90Mt/a
院长：
贺天才
总工程师：
耿建平（兼）
项目负责人：
付金强
煤炭工业太原设计研究院
二○一一年四月
编制人员名单
专业
姓名（签字）
职务
职称
采矿
付金强
工程师
机电
李慧平
室主任
高级工程师
给排水
王晓燕
室主任
工程师
通讯
王宏云
高级工程师
经济
张旭东
工程师
目录
第一章概述1
第一节前言1
第二节设计概况4
第三节安全避险“六大系统”概述9
第二章井下监测监控系统10
第一节概述10
第二节紧急避险设施的监测13
第三节使用和维护14
第三章井下人员定位系统18
第一节简述18
第二节紧急避险设施的定位监测19
第三节安装、使用和维护19
第四章井下紧急避险系统21
第一节紧急避难系统及管理措施标准21
第二节、井下紧急避险设施23
第三节、避灾路线及安全措施33
第四节、紧急避险应急预案35
第五章井下压风自救系统37
第一节概述37
第二节压风自救系统的设置及技术要求38
第三节压风自救系统安全防范措施42
第六章井下供水施救系统45
第一节矿井供水水源45
第二节矿井供水系统46
第三节井下消防、洒水供水系统46
第四节矿井井下供水施救系统48
第七章井下通讯联络系统53
第一节概述53
第二节紧急避险设施的通信联络54
第八章技术经济56
第九章存在问题及建议58
附录：
1、高平市煤炭工业管理局文件《转发山西煤矿安全监察局晋城监察分局<关于编制煤矿井下紧急避险系统安全设计通知>的通知》（高煤发[2011]342号文）。
2、山西省煤炭工业厅晋煤办基发【2010】1650号《关于山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计的批复》。
3、山西省煤炭工业厅文件晋煤规发[2010]923号《关于山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复》。
4、《关于山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司兼并重组整合初步设计安全专篇的批复》。
5、煤尘爆炸性及自燃倾向性检测报告。
6、山西省煤炭工业厅文件“晋煤瓦发[2010]1316号《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司9号煤层矿井瓦斯涌出量预测的批复》。
附件一：
机电设备目录
附件二：
概算书
图纸目录
第一章概述
第一节前言
一、简述
山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司位于高平市米山镇司家庄村东侧，距高平市区东南7.0km，行政区划隶属高平市米山镇管辖。
该公司隶属于山西煤炭运销集团有限公司。
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]44号《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》，山西高平青龙山煤业有限公司、山西高平东南煤业有限公司和山西高平董庄煤业有限公司（已关闭）三矿被划为14号整合区，兼并重组整合后的煤矿企业名称为山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司。
根据山西省国土资源厅于2009年11月29日颁发的采矿许可证，批准开采3～15号煤层，井田面积为16.2329km2，开采深度由+1030m～+800m标高，生产规模0.90Mt/a。
，兼并重组整合主体企业为山西煤炭运销集团有限公司。
2010年11月我院编制完成了《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计》，初步设计已通过山西省煤炭工程项目咨询评审中心审查通过。
2010年12月15日，山西煤矿安全监察局晋城分局组织相关专家对我院编制的《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计安全专篇》进行审查并批复。
在此基础上，根据高平市煤炭工业管理局文件《转发山西煤矿安全监察局晋城监察分局<关于编制煤矿井下紧急避险系统安全设计通知>的通知》（高煤发[2011]342号文）文件精神，已批复安全专篇的矿井要严格按照《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》要求，补充完善紧急避险系统的安全设计。
受业主委托，我院编制完成了《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司煤矿井下紧急避灾系统设计》。
二、编制设计的依据
1、2010年11月我院编制的《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计》及其批复。
2、2010年12月我院编制的《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计安全专篇》及其批复。
3、高平市煤炭工业管理局文件《转发山西煤矿安全监察局晋城监察分局<关于编制煤矿井下紧急避险系统安全设计通知>的通知》（高煤发[2011]342号文）。
4、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》（安监总煤装[2011]15号）。
5、《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[2011]33号）。
6、山西省煤炭工业厅文件“晋煤瓦发[2010]1316号《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司9号煤层矿井瓦斯涌出量预测的批复》。
7、煤尘爆炸性及自燃倾向性检测报告。
8、、《煤矿安全规程》。
9、国家及地方有关煤矿安全生产的规程、规范、标准、条例、规定等。
10、2010年6月晋城市煤田地质勘探队编制的《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》及其批复（晋煤规发[2010]923号文）。
三、设计的指导思想
认真贯彻执行国家、山西省和晋城市有关煤矿井下安全避险“六大系统”政策法规，以《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿安全规程》以及《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》为依据，结合本井田的实际情况进行设计。
四、主要技术特征、经济指标
1、井下设置KJ95N监控系统，并在避险设施内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，发挥安全监测系统在避险和应急救援中的作用。
2、井下设置KT195N人员定位监控系统，可对下井人员进行实时监测，在避难硐室的入口和出口处安装读卡器，在救生舱的入口处安装读卡器，可随时查询进入避险设施内人员的身份、数量，充分发挥其安全避险的应急救助作用。
3、井下设置井下紧急避险系统，井底车场布置永远避难硐室一个，长55m，宽4.0m，容纳80人。
设置临时避难硐室一个，长45m，净宽4.0m，容纳40人。
在工作面两侧的胶带顺槽和辅助运输顺槽中各布置JFY-96/12型救生舱一组，每组容纳12人。
4、井下设置压风自救系统，选用2台SRC-330SA螺杆式空气压缩机，沿主斜井井筒敷设Φ159×4.5无缝钢管作为主干管至井下胶带大巷；在回采工作面顺槽和掘进工作面布置Φ108×4无缝钢管支管。
在井下各作业地点及避灾硐室（场所）处设置设置压风自救装置及供气阀门。
避难硐室及移动救生舱用压缩空气就近引自井下压风管网，接入避难硐室、救生舱的矿井压风管路在接入硐室前采取保护措施，压缩空气入口与管网压风管道采用高压胶管软连接。
5、井下设置供水施救系统，水源取自深井水，从避难硐室附近的供水管路接管，引入避难硐室，供避难硐室生活间用水及饮用水。
6、煤矿设计256门KT195型数字程控交换机，担负矿井调度用户通信，并与矿500门ZXD型行政交换机联网，为矿山救护队配备专用的地面无线对讲系统，并在消防站、救护队设置与调度室直通的电话。
7、预计安全避险系统造价2938.25万元。
第二节设计概况
一、地理概况
1、位置与交通
山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司井田位于高平市米山镇司家庄村一带，西北距高平市区约7.0km，行政区划隶属高平市米山镇管辖。
其地理坐标为：
东经113°00′25″～113°03′51″
北纬35°44′54″～35°46′57″。
井田西北距高平市约7.0km处，西距长（治）～晋（城）高速公路6.0km，距太（原）～焦（作）铁路米山集运站3.0km，米山～北诗的乡级公路贯穿井田东西，交通十分便利。
交通位置详见图1-2-1。
2、地形地貌
井田位于沁水煤田南部。
井田内沟谷纵横，梁峁绵延，地形较复杂，属中低山丘陵地貌。
井田内总的地势为中部高，东部及西部较低，地形最高点位于井田中南部山梁上，标高1167.03m，地形最低点位于井田西北部（6号拐点处），标高873.95m，地形最大相对高差293.08m。
3、水系
本区属黄河流域沁河水系丹河支流，丹河支流大东仓河从井田西部边界外7km处流过，井田内无常年地表径流和大的地表水体，主要水源为大气降水，雨季时节沟谷流水径流不长，大气降水沿沟谷自然排泄至西部丹河。
4、气象及地震情况
本区属大陆性温带半干旱气候，受冬夏季风影响，年内干冷、湿热交替明显，冬长夏短，四季分明。
春季干燥，少雨多风；夏季炎热，雨量集中；秋季天气凉爽；冬季寒冷少雪。
据高平市（1967—2007）年的气象资料统计：
年平均气温10.2℃，最高气温38.5℃（1978年6月30日），最低气温-23.1℃（1972年1月2日），无霜期191天。
年最大降水量870.7mm（2003年），最小305.9mm（1997年），日最大降水量136.1mm（1980年6月29日），时最大降水量90mm，年平均降水量567.1mm，年平均蒸发量1827.8mm，超过降水量的三倍；最大冻土深度54cm。
结冰与降雪期为11月至次年3月底。
风向春、秋、冬季多为西北风，夏季多为东南风，夏季最大风速17.0m/s，冬季最大风速18.4m/s。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》GS（2001）060号及《中国地震动反应谱特征周期区划图》GS（2001）060号，该地区地震动峰值加速度为0.05g地震动反应谱周期为0.45s。
本区地震烈度为Ⅵ度。
二、井田开拓开采
1、井田境界
根据山西省国土资源厅2009年11月29日为该矿换发的《采矿许可证》，证号C140000************5725，批准开采3—15号煤层，井田范围由8个拐点连线圈定，开采深度由1030m～800m标高。
井田范围拐点坐标见表1-2-1。
表1-2-1整合后井田范围拐点坐标一览表
拐点号
北京54坐标系（6°带）
西安80坐标系（6°带）
X
Y
X
Y
3号～15号
煤层
1
3963500
19686700
3963451.03
19686631.61
2
3959690
19686700
3959640.97
19686631.61
3
3959690
19683400
3959640.96
19683331.56
4
3960300
19683400
3960250.97
19683331.56
5
3960300
19681600
3960250.97
19681531.54
6
3962400
19681600
3962351.00
19681531.53
7
3962400
19683500
3962351.00
19683431.56
8
3963500
19683500
3963451.02
19683431.56
井田呈不规则多边形，面积为16.2329km2，东西最长约5.1km，南北最宽约3.8km。
2、储量及服务年限
根据《山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》，全井田共有资源/储量106440kt。
其中3号煤层现保有资源/储量为10190kt，9号煤层现保有资源/储量为27490kt，15号煤层现保有资源/储量为68760kt。
经过计算矿井设计可采储量为57548.21kt，其中9号煤16157.87kt，15号煤41390.34kt。
根据山西省国土资源厅颁发的《采矿许可证》，确定矿井设计生产能力0.90Mt/a。
全矿井服务年限为49.19a，全井田采用两个水平开发整个井田，第一水平标高为+905m，服务年限13.81a。
第二水平标高为+870m，服务年限35.38a。
3、井田开拓
（1）、工业场地位置及井口
将矿井的主场地设置在原青龙山煤矿工业场地，在原场地的基础上将场地向南向东扩展，与原青龙山煤矿场地统筹考虑。
该场地标高大约+930m，高于周边的沟谷河道，对井口防洪也比较有利。
盖州煤矿副斜井井口附近的百年一遇洪水位H1/100=921.2m,副斜井井口标高为922.2m，工业场地标高为921.87m，均高于百年一遇洪水位，场地标高、副斜井口标高均满足规范要求。
为了集中生产，设计推荐将主井、副井和风井场地布置在同一个场地内。
（2）、开拓方案
矿井采用斜井开拓，新打主、副斜井，刷大改造原青龙山矿副斜井作为回风斜井。
在青龙山煤矿的工业场地东侧，新打主斜井和副斜井两个斜井，主斜井井筒倾角13°，斜长278m，净宽4.5m，净断面14.65m2。
井口标高+932.50m，主斜井落底于15号煤层+870.00m，井下设井底煤仓。
井筒内装备1000mm的胶带输送机，并敷设检修轨。
输送机担负全矿井的煤炭提升任务，并作为矿井的一个安全出口和进风井。
副斜井井筒布置在主斜井井筒西侧250m左右，副斜井净宽5.2m，净断面18.41m2，斜长159m，倾角6.5°。
井口标高+922.00m，井筒初期落底9号煤层底板+908.00m处，与9号煤层辅助运输大巷连通。
副斜井采用无轨胶轮车运输，担负全矿井的设备、矸石、材料及人员上下等辅助提升任务。
并作为矿井的一个安全出口和进风井。
刷大改造原青龙山煤矿的副斜井为回风斜井，刷大后净宽5.2m，净断面18.41m2，斜长60m，倾角19°。
井口标高+918.63m，井筒落底于9号煤层底板+905.00m处，与集中回风大巷沟通，井筒内设台阶扶手，担负矿井前期的回风任务，并作为矿井的一个安全出口。
先期开采9号煤层，在井田中部沿9号煤层东西方向布置辅助运输大巷、胶带大巷和回风大巷三条大巷。
大巷送至井田东部的西山村和野沟村附近，沿南北方向布置一组二采区开拓大巷，三条大巷均沿9号煤层布置。
在主斜井落地点东侧280m处，向北布置三条一组三采区开拓大巷，用来回采井田西北部司家庄村附近的三采区煤炭资源，三条大巷均沿9号煤层布置。
矿井大巷煤炭运输采用胶带运输方式，带宽1000mm；大巷辅助运输方式采用无轨胶轮车运输。
矿井采用中央并列式通风系统，采用机械抽出式通风方式。
在副斜井井底的15号煤层设井下主排水泵房、水仓、主变电所。
4、井下开采
（1）采区布置
矿井移交生产和达到设计生产能力时，共布置一个生产采区即一采区。
一采区位于井田南部井筒西侧，一采区采用双翼布置，一采区开拓大巷即为采区准备巷道。
在一采区开拓大巷的两侧，垂直开拓大巷布置回采工作面，回采面采用倾斜长壁开采。
回采工作面设胶带和轨道两条顺槽，两条顺槽均沿9号煤层顶板布置。
（2）采掘工艺
采煤工艺采用一次采全高综合机械化采煤方法，全部跨落法管理顶板。
在9号煤层中布置一个综采工作面保证矿井设计规模；综采工作面长度180m。
根据首采区内的钻孔资料，确定首采区工作面采高为1.62m。
工作面年推进度1901m。
矿井移交生产时，井下共布置一个综采工作面和两个综掘工作面（一个顺槽综掘，一个大巷综掘），采掘比1：
2。
投产时，大巷综掘采用锚杆+钢丝网+锚索+混凝土的支护方式，顺槽巷道采用锚杆+钢丝网+钢带+锚索的支护方式。
5、建井工期
根据井巷工程施工进度安排结果，预计矿井施工准备期5个月，施工工期为27个月，安装试运转3个月，工程建设总工期为35个月。
6、技术经济
（1）劳动定员及劳动生产率
该矿井设计生产能力900kt／a，全员效率7t／工，年工作日按330天计算，井下采用“四六制”，每天三班生产，一班检修，地面采用“三八制”，每天两班生产，一班检修。
根据排岗并结合《煤炭工业矿井设计规范》，计算矿井在籍人数为588人。
劳动配备见表1-4-9。
表1-4-9劳动配备表
序号
工种
出勤人数
在籍系数
在籍人数
第一班
第二班
第三班
第四班
小计
一
生产工人
103
103
103
50
359
514
1
井下生产工人
85
85
85
50
305
1.45
442
2
地面生产工人
18
18
18
54
1.35
72
二
管理及技术人员
10
10
11
31
31
生产人员小计
113
113
114
50
390
545
三
服务人员
9
9
8
26
26
四
其他人员
5
6
6
17
17
小计
128
129
128
50
433
588
（2）项目总投资及效益情况
项目建设总造价为51611.40万元，吨煤投资为573.46元。
项目建设总资金为52420.40万元，其中：
井巷工程投资为9288.94万元；土建工程投资为13003.66万元；设备及工器具购置投资为13371.06万元；安装工程投资为6532.90万元；工程建设其他费用投资为9414.84万元；基本预备费投资为3228.54万元；建设期采矿权价款为30195.93万元；建设期贷款利息为2260.94万元；铺底流动资金为809.00万元。
第三节安全避险“六大系统”概述
根据《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[2011]33号）。
为煤矿井下遇险人员安全避险提供生命保障，建设完善井下紧急避险系统。
紧急避险系设施应与矿井安全监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等系统相连接，形成井下整体的安全避险系统，安全避险系统又称“六大系统”。
六大系统包括井下监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络。
井下紧急避险系统应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统有机联系，以形成全矿井井下整体安全避险系统。
矿井安全监测监控系统应对紧急避险设施的环境参数进行监测。
矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况。
矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量压气。
矿井供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。
矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施，紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。
第二章井下监测监控系统
第一节概述
一、监测监控系统选择
1、目前盖州煤矿已设计有1套KJ90NA矿用安全监控系统，对全矿井上、下环境及主要生产环节运行状况进行连续监测和监控，实现数据的采集、处理、上传，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施，充分发挥其安全避险的预警作用。
2、KJ90NA监控系统具有煤矿矿用产品安全标志，并且符合AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》。
煤矿新建紧急避险设施后，设计将对避险设施内、外环境参数进行监测。
二、系统中心站
1、地面中心站设在调度控制中心，中心站设备采用双回路供电，并设有可靠的接地装置和防雷装置，中心站配有备用电源设备，保证不小于2h在线式不间断供电，监控主机选用高性能、高稳定的工控机2台，采用双机热备份，确保系统24小时不间断运行。
中心站应使用录音电话。
2、监控系统必须与矿调度信息中心以及矿井的信息网络兼容共享。
当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。
中心站执行24小时值班制度，以确保及时做好应急处置工作。
三、分站及传输电缆设置
1、分站：
在地面通风机房、主井口、地面1号筛分间、2号筛分间、井下主变电所、采区变电所、胶带机头硐室、永久避难硐室、采、掘工作面的进风巷道中，设有分站，分站安装在附近机电硐室，无机电硐室吊挂在进风巷道壁上有动力电源的地方，分站电源取至主馈电电源侧。
掘进面分站应具有风电瓦斯闭锁功能及异地断电功能。
2、传输电缆：
传输电缆采用已取得“MA标志准用证”的矿用信号电缆，主信号电缆MHYBV由工业场地管网引出，沿主斜井引入井下后，沿大巷、顺槽敷设。
四、甲烷传感器的设置
依照AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》的要求，对监控系统传感器进行设置，甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
1、回采工作面甲烷传感器的设置
（1）在回采工作面上隅角及回风顺槽距工作面不超过10m处设甲烷传感器，当瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。
≥1.0%CH4报警≥1.5%CH4断电＜1.0%CH4复电
断电范围：
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。
（2）在回采工作面回风顺槽靠近回风大巷10-15m处安装甲烷传感器，当瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。
≥1.0%CH4报警≥1.0%CH4断电＜1.0%CH4复电
断电范围：
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
2、掘进工作面甲烷传感器的设置
（1）在距掘进工作面＜5m处设甲烷传感器，当瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。
≥1.0%CH4报警≥1.5%CH4断电＜1.0%CH4复电
断电范围：
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
（2）在掘进顺槽靠近采区回风巷10-15m的范围内设甲烷传感器，当瓦斯浓度达以下值时,分别进行报警、断电、复电。
≥1.0%CH4报警≥1.0%CH4断电＜1.0%CH4复电
断电范围：
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备电源
3、测风站内甲烷传感器的设置
（1）在采区回风巷测风站内设有甲烷传感器，当瓦斯浓度达到以下值时,分别进行报警、断电、复电。
≥1.0%CH4报警≥1.0%CH4断电＜1.0%CH4复电
断电范围：
采区回风巷内全部非本质安全型电气设备。
（2）在总回风巷测风站内设有甲烷传感器，当瓦斯浓度≥0.70%CH4报警
4、采、掘机上甲烷检测报警仪的设置
在采煤机、掘进机上设置便携式甲烷检测报警仪，当瓦斯浓度≥1.0%CH4时进行报警。
5、煤仓上方甲烷传感器的设置
在井上、井下煤仓上设有甲烷传感器，当瓦斯浓度达到以下值时,分别进行报警、断电、复电。
≥1.5%CH4报警≥1.5%CH4断电＜1.5%CH4复电
断电范围：
贮煤仓运煤的各类运输设备及其他非本质安全型电源。
6、地面封闭式输送机走廊内甲烷传感器的设置
封闭的带式输送机地面走廊内、带式输送机滚筒上方设有甲烷传感器，当瓦斯浓度达到以下值时,分别进行报警、断电、复电。
≥1.5%CH4报警≥1.5%CH4断电＜1.5%CH4复电
断电范围：
带式输送机地面走廊内全部电气设备
五、其它传感器的设置
1、在回采工作面设置温度及一氧化碳传感器，当温度达到260C时报警，超过300C时停止工作，一氧化碳的报
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