煤矿井下紧急避险系统建设方案设计(定稿)1.doc
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水城县蟠龙店子煤矿
井下紧急避险系统建设方案设计
编制单位：
店子煤矿
编制日期：
二O一二年六月
前言 -1-
第一章矿井概况 -2-
第二章采掘地区分布情况 -8-
第三章紧急避险设施分布依据及地点 -9-
第四章紧急避险设施类型及容积 -13-
第五章紧急避险设施基本功能及整体性设计 -18-
第六章施工工期 -28-
第七章紧急避险系统建设项目投资估算 -29-
-37-
前言
建立并完善煤矿井下安全避险“六大系统”是国家安全发展的需要，煤矿井下紧急避险系统是国家强制推行的先进适用技术装备，为规范和促进我矿井下紧急避险系统的建设、完善和管理工作，根据《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〔2012〕15号）、（安监总煤装〔2011〕15号）精神和《贵州省关于加强煤矿井下紧急避险系统建设管理工作的通知》黔安监规划〔2012〕111号）文件精神，结合我矿实际情况，特编本方案设计。
本设计中的紧急避险设施建设主要包括永久避难硐室和临时避难硐室建设。
紧急避险系统建设的主要内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。
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、人员生存保障等基本功能。
建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”是指建设完善紧急避险系统与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。
第一章矿井概况
蟠龙店子煤矿位于六盘水市南东,属水城县蟠龙乡管辖。
距六盘水市中心区约30km，矿区面积0.3410km2。
矿区交通方便，有一乡级公路在矿区西边穿过，且北至蟠龙乡，南至猴场乡；距水（城）-蟠（龙）公路及新建的水-黄高等级公路入口约5km，距双水开发区约20km，距（六盘水市货站）水城东站约25km。
交通较为方便。
主斜井井口坐标为：
X=2911359，Y=35512340，Z=+932m，倾角25°，总长174m。
副平硐井口坐标为：
X=291379，Y=35512334，Z=+935m，方位角α=204°，倾角ß=3‰，
回风平硐井口坐标为：
X=2911550，Y=3551269，Z=+962m，方位角α=240°，倾角ß=3‰。
矿井地层有：
上二叠统峨嵋山玄武岩（P2β）、龙潭组（P2L）、长兴组－大隆组（P2c-d）及下三叠统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1yn）及第四系（Q）。
现按地层由新至老的层序分述如下：
第四系（Q）：
厚度0～10m，为浮土、粘土、砂质粘土，表层为腐植层。
与下伏地层不整合接触。
下三叠统永宁镇组（T1yn）：
该组厚度出露不全，岩性为灰色薄至中层泥灰岩和灰白色中层石灰岩及鲕状灰岩，局部夹粉红色厚层白云质灰岩。
与下伏地层整合接触。
下三叠统飞仙关组（T1f）:
区域厚度60～547m，矿区厚度100m，主要为一套滨海至浅海相泥岩及砂岩的岩性组合。
顶部主要为黄绿色泥岩、砂质泥岩、页岩，夹灰绿、黄绿色中厚层粉砂岩、细砂岩、钙质砂岩；中部为紫、暗紫色中厚层细粒钙质砂岩、粉砂岩，夹较多紫色泥岩、页岩；底部为褐紫、紫灰色薄至厚层细粒砂岩、钙质砂岩、砂岩和页岩。
有时呈互层出现。
与下伏地层整合接触。
上二叠统长兴—大隆组（P2c-d）：
区域厚度75～100m，矿区厚约80m。
在本区长兴组和大隆组未分，该组与龙潭组为连续过渡关系，为一套海陆交替相含煤砂页岩，偶夹泥灰岩沉积。
主要岩性为：
上部为灰色粉砂质泥岩夹钙质泥岩透镜体；中部为灰绿色、褐黄色薄层泥岩及泥质页岩及粉砂岩、泥质粉砂岩；下部为灰色钙质粉砂质砂岩。
与下伏地层整合接触。
上二叠统龙潭组（P2L）：
为一套以陆相为主的海陆交替相含煤砂页岩，区域厚度147—360m，矿区厚度215m。
该组底部多以灰、灰绿色鲕状铝土质页岩或富含菱铁矿团块、角砾状的泥质岩与下伏玄武岩接触；顶部常为一层较为稳定的低硫低灰优质煤，并以此与上伏长兴—大隆组分界，两者连续沉积。
按含煤程度、岩石类型、沉积韵律及旋回结构诸方面特征，大致分为下、中、上三段或称下、中、上含煤组。
与下伏地层假整合接触。
上含煤组（P2L3）：
厚55m，岩性以褐灰至深灰色粉砂岩、粉砂质粘土岩为主，夹灰黄褐色细砂岩、页岩、薄层菱铁岩及煤层。
本煤组含可采煤层二层，煤层编号为K15、K1，间距约30m。
其中K15位于本煤组中下部，平均厚2.06m；K1煤层位于本煤组顶部，平均厚1.435m。
中含煤组（P2L2）：
厚80m，岩性灰色及灰绿色细砂岩、砂岩、粉砂质粘土岩、灰色及紫灰色菱铁质鲕状粘土岩、页岩。
该组底部常以灰、灰绿色粉砂岩、细砂岩与下含煤组分界。
本含煤组厚度比较稳定，矿区含煤二层，一般无高岭石夹矸，属低灰份煤，硫份含量为中硫份煤。
本组含可采煤层一层，位于本含煤组中部，距K15煤层约35m，煤层编号为K19，一般厚5～5.5m，平均厚5.25m。
下含煤组（P2L1）：
厚约60m，岩性为灰褐色及灰色粘土岩、
粉砂岩、粉砂质页岩、炭质页岩及灰色～绿灰色屑砂岩为主，夹菱铁矿及煤层。
含煤组近顶部常有一、二层较厚而稳定的砂岩，含煤组底部一般均为一层厚6～10m的黄褐、灰色厚层砂岩，质地疏松，斜层理发育，常具球状风化，且横向比较稳定，与下伏玄武岩呈假整合接触。
本组含可采煤层一层，煤层编号K21，距K19煤层约85m，一般厚4.9～5.3m，平均厚5.10m。
上二叠统峨嵋山玄武岩（P2β）：
为一套火山喷发岩系。
据岩性分为上、中、下三段，矿区只出露上段，其岩性为暗绿色至灰黑色拉斑玄武岩，具气孔状、杏仁状构造。
厚度大于82m。
1.1瓦斯等级情况
根据贵州省能源局文件：
黔能源发[2010]802号《对六盘水市煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》；矿井绝对瓦斯涌出量为3.96m3/min，相对瓦斯涌出量为37.52m3/t。
鉴定结论为煤与瓦斯突出矿井。
贵州省煤炭地质局实验室2006年4月提交的K1、K21、K19、K15煤层的《煤炭爆炸性性鉴定报告》。
煤尘具有爆炸性。
故按煤尘具有爆炸性进行设计和管理。
贵州省煤炭地质局实验室2006年4月提交的K1、K21、K19、K15煤层的《煤炭自燃倾向性鉴定报告》，K1、K15煤层属Ⅱ类自燃倾向，K19、K21煤层属Ⅲ类不易自燃煤层。
1.2通风系统情况
矿井采用分列式通风，通风方法为机械抽出式通风。
地面抽风机房安装有两FBCZNQ14-2×75型轴流式主通风机；矿井总回风量为1487m3/min。
矿井抽、掘、采接替正常，矿井采用分列式通风，主井进风，回风井回风，通风路线短通风阻力小，有利于矿井通风。
采掘作业面设计为独立通风，采煤工作面采用全风压“U”型后退式通风，可减少采空区漏风；采煤工作面的进风和回风均不经过采空区或冒顶区，符合《煤矿安全规程》规定。
掘进工作面采用压入式通风，局部通风机及其附属电器设备均处于新鲜风流中，安全性好，风筒出口风速和有效射程较大，可防止工作面瓦斯积聚。
按照要求设置了采区专用回风巷，矿井采掘工作面和各硐室的风量分配合理，能够满足安全生产的要求；不存在无风、微风、不合理串联通风现象。
局部通风机按照要求实现“三专两闭锁”。
1.3安全监控系统情况
我矿安装一套KJ90NA型瓦斯监测监控系统井下共安装了4台监测分站（KG3088）、15台瓦斯传感器（KG900lC）、3台风速传感器（KG3088）、5台CO传感器（GT500）、3台温度传感器（GWD50（A）、5台馈电传感器GKT-L、5台局部风机开停传感器，主扇、井下主要排水泵安装3台设备开停传感器；按照《煤矿安全规程》要求安装、使用、维护矿井安全监控系统，安全监控系统按照要求配备井下维修人员以及地面监控中心值班人员，实行24小时值班制度，装备齐全，数据准确，系统能实现声光报警，曲线、报表打印，瓦斯电闭锁、故障闭锁、风电闭锁等功能齐全，断电灵敏可靠，监控系统运行稳定可靠。
1.4排水系统情况
我矿安装MD85-45×3型水泵3台，流量100m3/h，扬程135m。
正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修，最大涌水时2台工作，配套电动机为55kW矿用防爆电动机，矿井水通过两趟Φ129排水管路直接排至主井地面，经矿井水处理设施处理后利用或排放。
1.5通信联络系统情况
⑴行政及调度通信
设计选用矿井利用现有通信线路，设生产调度交换机1台，其型号为KTJ4H-30型，调度交换机设在地面调度室内，井下通过安全栅成为本安型通信，井下和地面的重要部门可设置成直通用户。
⑵信道
信道均为音频电话输送，下井的通讯干线选用两根MJHY20—20×2×0.8型通讯矿用电缆，沿主斜井引入井下；接至电话机的支线，选用MHYA1×2×0.8型通讯矿用电缆。
工业场地通信线网与动力照明网同杆架设。
1.6提升运输系统情况
提升系统：
矿井为斜井提升系统，主井绞车型号为JTP1.2×1.2-24型，通过使用串车进行提升。
轨道运输系统：
21153运输巷由矿车运输到862车场，由绞车提升到地面。
1.7压风系统情况
根据井下各生产地区分布及需气量，店子煤矿地面安装有三台LG-13/8G型空气压缩机，一台工作，一台备用，一台检修。
单台空气压缩机供风量13m³/min，排气压力0.8Mpa，配套电机功率750KW，电压380V，转速1460r/min。
矿井压风管路沿主井井筒敷设到+862井底车场→21153运输巷；副平硐→21153回风一21153采面回风巷；井底车场→掘进工作面。
各段管径根据相应的输气量及输送距离确定。
其规格分别为：
地面空压机站至主井井筒采用Φ108mm无缝钢管，长174m。
我矿井下压风自救系统能够满足井下各生产地区压风自救的需要。
1.8消防、防尘系统情况
矿井按照《煤矿安全规程》要求建立有完善的防尘洒水管路系统，按照要求主管使用Ф108mm钢管,干管和支管使用Ф75mm钢管，矿井地面水池在生活广场上建有200m3供水池，地面供水系统在副井内布置一趟Ф150mm钢管与井下连通，供水施救系统做到所有巷道“有巷有水，有管有水”，井下铺设供水管路为3250余米。
按照《煤矿安全规程》规定距离设置三通阀门。
在工业场地+930m标高构建50m3矿井水调节池及60m3矿井水沉淀处理池及生产用水池水源泵房，根据矿井每天生产消防用水量，在工业场地+1000m标高构建1座容量为300m3的生产、消防、洒水用水水池（简称生产用水池），然后利用管路静压向地面及井下各用水地点供水
矿井生产用水及地面消防用水采用矿井水经井下水处理站处理达标后作为井下消防防尘洒水、地面消防用水。
①供水压力计算
井下最高用水点为矿井投产初期第一个采煤工作面，其风巷标高为+920m，供水高差为1000-920=80m。
井下最低用水点为采煤工作面运输巷，标高为+862m。
供水高差为138m，由于最低点供水水压为1.38Mpa，供水管选用无缝钢管。
②供水系统选择
根据以上计算设计选用静压方式树状向井下各用水地点供水。
满足井下消防洒水供水要求。
③供水主管管径计算
经计算主管内径选用内径100mm，壁厚4mm的无缝钢管，供水支管选用（φ57×3.5）的无缝钢管。
④生产、消防水池供水泵选择
生产、消防水由井下水经处理后供给。
根据计算的流量、扬程查表选择二台（一台工作，一台备用）D46-30×4型水泵，额定流量46m3/h，额定扬程120m，电机功率30kw，电压380V。
供水管内径选用100mm，壁厚4mm（Φ108×4）的焊接钢管一路。
供水泵选用DZ10-100型低压负荷开关控制，在生产用水池溢水标高下方200mm处安装水位自动报警装置。
当生产用水池水位高于溢水标高下方200mm时，水位自动报警断电装置报警及断电，水泵停止运行。
当生产用水池水位低于生产用水池200m3水位标高时，水位自动报警断电装置动作，水泵起动运行正常供水。
1.9人员定位系统
我矿人员定位系统按照相关规定正在安装过程，预计在7月20日完成。
1.10供电系统
地面变电所主要负荷为主通风机、瓦斯抽放泵及地面压风机。
矿井双回路电源供电，一回引自距矿区7km的水城县蟠龙乡10kv变电站，作供电电源，线路规格为LGJ-50；二回引自距矿区8km猴场10kv变电站，作备用电源，线路规格为LGJ-50。
矿区具备双回路供电已于2007年建成，为该矿生产、生活用电提供保障，矿井供电电源稳定、可靠。
第二章采掘地区分布情况
矿井已开采至+862水平，采掘布局为“两头一面”，目前21153采面工作面未回采，正在掘进的掘进工作面为21193运输巷、926水平专用回风巷。
21153采煤工作面开采方法为：
柔性掩护支架顶板控制跨落法，运输方式采用矿车运输。
21193运输巷、926水平专用回风巷采用炮掘，预计到2012年8月31日前能够完成21193运输巷、926水平专用回风巷掘进工程量。
第三章紧急避险设施分布依据及地点
3.1紧急避险设施分布地点依据
1、紧急避险设施布置依据
根据安监总煤装【2011】15号文件《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》中第5条“永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年；临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年。
2、矿井各水平作业人员分布及采掘区域人员分布见表1～表6。
表1+862水平集中大巷人员分布情况
序
号
工种
出勤人数及分布
0点班
8点班
4点班
分布地点
1
把钩工
1
1
1
主井底
2
信号工
1
1
1
主井底
3
运输工
2
2
2
主井底
4
抽水工
1
1
1
主井底
5
临时人员
2
2
2
+862水平集中大巷内
合计
7
7
7
表2+862水平21153采面运输巷人员分布情况
序
号
工种
出勤人数及分布
0点班
8点班
4点班
分布地点
1
推车工
2
2
2
21153运输巷
2
维修工
2
2
2
21153运输巷
3
瓦检员
1
1
1
21153运输巷
4
电工
1
1
1
21153运输巷
5
临时人员
2
2
2
巡回
合计
6
6
6
表3+862水平21193运输巷掘进工作面人员分布情况
序
号
工种
出勤人数及分布
0点班
8点班
4点班
分布地点
1
打眼工
2
2
2
工作面
2
支护工
2
2
2
工作面
3
推车工
2
2
2
工作面
4
机电维修工
1
1
1
巡回
5
瓦检员
1
1
1
巡回
6
班长（安全员）
1
1
1
巡回
7
临时人员
2
2
2
巡回
合计
11
11
11
表431153采煤工作面人员分布情况
序
号
工种
出勤人数及分布
零点班
八点班
四点班
分布地点
1
采煤工
2
2
2
工作面
2
落架工
2
2
2
工作面
3
回架工
2
2
2
工作面
4
队长
1
1
1
巡回
5
瓦检员
1
1
1
巡回
6
安全员
1
1
1
巡回
7
注浆工
1
1
1
巷道中
7
临时人员
2
2
2
巡回
8
合计
12
12
12
表5926水平回风巷人员分布情况
序
号
工种
出勤人数及分布
0点班
8点班
4点班
分布地点
1
打眼工
2
2
2
工作面
2
支护工
2
2
2
工作面
3
推车工
2
2
2
工作面
4
机电维修工
1
1
1
巡回
5
瓦检员
1
1
1
巡回
6
班长（安全员）
1
1
1
巡回
7
临时人员
2
2
2
巡回
合计
11
11
11
从表1～表5可以看出，+862水平集中大巷分布人数为7人，+862水平21153运输巷分布人数为6人，井下采掘区域内作业人员总数目为47人，根据矿井每个井底车场、每个水平及采区各布置一个永久避难硐室的规定和按照井下作业人员就近避难、一人一位的原则，在+862水平井底车场布置1个永久避难硐室，+862水平31153运输巷附近布置1个临时避难硐室，+926水平域内布置1个临时避难硐室，能够满足各水平及采掘作业人员紧急避险需求。
3.2紧急避险设施数量及分布地点
据上，全矿井紧急避险设施共计划布置1个永久避难硐室，2个临时避难硐室。
在+862井底车场建设1个永久避难硐室，在+862水平运输巷建设一个临时避难硐室和在+926水平建立一个临时的避难硐室。
具体位置见图1～图3：
图1+862井底车场永久避难硐室平面布置示意图
图2+862水平21153临时避难硐室平面布置示意图
图321153回风系统临时避难硐室平面布置示意图
第四章紧急避险设施类型及容积
根据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于安监总煤装〔2011〕15号煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定，永久避难硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m²的有效使用面积，设计额定避险人数不少于20人，宜不多于100人。
临时避难硐室生存室的净高不低于1.85m，每人应有不低于0.9m2的有效使用面积，设计额定避险人数不少于10人，不多于40人。
各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。
永久避难硐室的备用系数不低于1.2，临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于1.1。
4.1永久避难硐室
4.1.1永久避难硐室规格
1、我矿根据实际情况永久避难硐室生存室内按最多避难人数50人考虑，每人应不小于1m2，生存室容量的备用系数为1.2，过渡室的净面积应不小于2.0m2的使用面积计算：
S生=1×50×1.2=60m2
S过=2.0m2
2、永久避难硐室生存室的设计宽度为2.8m、长度39.8m，过渡室的设计宽度为2.8m、长度2m，设施占用面积5㎡，计算其面积：
a生=39.8×2.8－5=106.44㎡
a过=2.0×2.8=5.6㎡；
3、根据永久避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为2.8m、长度39.8m和过渡室的设计宽度为2.8m、长度2.0m时，生存室的面积是106.44㎡大于60m2和过渡室的面积是5.6㎡大于2㎡，硐室设计满足相关规定。
具体参数见永久避难硐室设计平剖面图。
4.1.2永久避难硐室系统设计
据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）《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〔2012〕15号）、（安监总煤装〔2011〕15号）、《贵州省关于加强煤矿井下紧急避险系统建设管理工作的通知》黔安监规划〔2012〕111号）文件，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。
1、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。
防护门设计参照防突风门设计要求，我矿选用矿用11#工字钢作门框，门选用12槽钢做门套，然后采用6mm厚钢板两面焊接蒙面，其强度大于防突反向风门，并具有较高的防火性能。
2、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1.0MPa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0.3m，墙体设计施工成正方形，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。
3、第二道密闭门
采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。
4、空气循环系统
永久避难硐室内部的空气循环是通过压风系统实现的。
空气循环系统将压风管路从主井直接送入到永久避难硐室内。
在避难硐室内部布置压风自救箱，将压风系统安设在压风自救箱内，在压风管接头安设减压阀将压风进行开启，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。
5、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。
6、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1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设计图
4.2临时避难硐室
4.2.1临时避难硐室规格
1、临时避难硐室生存室内按避难人数20人考虑，每人应不小于0.9m2，生存室容量的备用系数为1.1，过渡室的净面积应不小于2.0m2的使用面积计算：
S生=0.9×20=18m2×1.1=19.8m2
S过=2.0m2
2、+862水平运输系统避难硐室生存室的设计宽度为2.0m、长度为33m，过渡室的设计宽度为2.0m、长度为3.0m，生存室设施占用面积是5.0㎡，计算其面积：
a生=33×2－5=61㎡；
a过=2.0×3.0=6㎡；
3、+926水平回风系统避难硐室生存室的设计宽度为2.0m、长度为30m，过渡室的设计宽度为2.0m、长度为2.0m，生存室设施占用面积是5.0㎡，计算其面积：
a生=30×2－5=55㎡；
a过=2.0×2.0=4㎡；
4、根据+862水平运输系统避难硐室生存室的设计宽度为2.0m、长度33m和过渡室的设计宽度为2.0m、长3.0m时，生存室的面积是61㎡大于19.8m2和过渡室的面积是6㎡大于2㎡，硐室设计满足相关规定。
5、根据+926水平回风系统避难硐室生存室的设计宽度为2.0m、长度30m和过渡室的设计宽度为2.0m、长2.0m时，生存室的面积是55㎡大于19.8m2和过渡室的面积是4㎡大于2㎡，硐室设计满足相关规定。
具体参数见临时避避难硐室设计图。
4.2.2、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。
防护门设计参照防突风门设计要求，我矿选用矿用11#工字钢作
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