压风自救及供水施救系统设计方案1.doc

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压风自救及供水施救系统设计方案

压风自救系统设计方案

压风自救系统是利用矿井的压风系统为压风自救装置提供安

全可靠的气源，为井下避难人员实现自救的供气系统。

1、压风自救管道

（1）所有矿井采区避灾路线均应敷设压风管道，并设置供气阀门、间隔不大于100m。

（2）压风自救系统的管路：

主管道直径不大于100mm，采掘工作面管道直径不小于50mm。

2、压风自救装置的配置

压风自救装置的单体数量必须满足掘进工作面作业人员每人1个（套），并有不低于作业人员总数的20%的余量，每组压风自救装置内安装的单体自救装置个数一般为5～8个，每个单体自救装置充气量100～150L/min。

掘进距离大于500m时，必须增设1组同等数量的压风自救装置。

压风自救装置应安装在掘进巷道前进方向的靠边帮，不得影响工作面的安全通行，不受掘进机械、爆破、人员走动等影响。

要求支护良好，顶板光整稳定，周边没有杂物堆积，且呼吸自救装置下面不得有盖板、水沟或积水现象，不得有顶板淋水，人行道宽度要保持在0.5m，管路高度距底板1.2～1.3m。

3、井下压风自救系统用风对环境的要求

（1）供气装置的要求

压气管道供气压力为0.3～0.7MPa时，每个装置的排气量应在100～150L/min范围内，应满足剧烈运动后和紧张下正常人吸入60～80L/min的标准。

（2）管路固定的要求

管线敷设要牢固平直，压风管路每隔3m吊挂固定一次，岩巷段采用金属托管配合卡子固定，煤巷段采用钢丝绳吊挂，支管应不少于一处固定，阀门扳手要在同一方向且平行于巷道。

（3）汽水分离器安装的要求

在主送气管路中要装集中防水器，在供气管路进入与自救系统连接处时，要加装开关，后边紧接着安装汽水分离器。

（4）连接方式的要求

系统最好采用同时与进风巷、回风巷压风管路连接的连环方式。

（5）阀门安装的要求

不得存在缺少阀门、阀门损坏或不起作用，无减压阀的现象，也不得存在出气量大小不一的现象。

进入采掘工作面巷口的进风侧要有总阀门。

（6）管线材料的要求

压风干管选用无缝钢管，并采取防范措施，防止因灾变而被破环。

4、输气管道的铺设与配置

（1）输送管道是连接空气压缩机站与终端用气装置的枢纽，其铺设质量的好坏、管件配置是否齐全合格直接关系到矿井发生灾害时能否完成压缩空气输送任务。

针对不同地质条件、开采深度、可能发生灾害的类型、管理条件、矿井产能力等对管道铺设的不同要求，只有做到针对性与普遍性，才能真正起到安全保障与抢险救灾的作用。

（2）输气管道的铺设条件

煤矿生产过程的主要灾害有火灾、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、水灾、煤与瓦斯突出、顶板事故等。

管道铺设可能遇到的生产条件有裸岩（煤）岩、料石砌碹、工字钢棚支护、锚杆（索）喷浆、锚（杆）网等。

管道铺设可能遇到的地质条件有：

①巷道底板为石灰岩、砂岩、页岩、泥质页岩、铝质泥岩、煤等；顶板为煤、石灰岩、砂岩、页岩、泥质页岩、铝质泥岩等。

②无矿压显现（不明显、明显）、缩帮、片帮等。

③无地鼓、地鼓不明显、明显、具有破坏性等。

④顶板完整、有碎石掉落、大面积垮落、具有冒顶可能等。

总之矿井的地质条件分为：

简单、较简单、较复杂、复杂4类

综上所述，管道铺设必须符合地质条件、灾害类型及生产条件3个方面的要求。

5、管路铺设分类铺设要求

（1）瓦斯爆炸、煤尘爆炸条件下管理铺设的要求

瓦斯爆炸、煤尘爆炸作为煤矿生产过程的主要灾害之一，它的主要危害是冲击波、高温与有害气体，特点是时间很短，为瞬间破坏性很强的矿井灾害，对压风管道及管道铺设的主要要求是:

①能够承受巨大外部气体剧烈膨胀。

冲击波等管道及附近的破坏。

②能够承受高温气体，管道不会引起变形、破裂。

③管道附近与密封件能够承受高温气体，不会产生因热膨胀、燃烧引起漏风、卡死等破坏。

④压缩气体管道及附件具有一定的隔热性能，不会因热传导引起压缩气体温度升高。

所有煤矿的输气管道及管道铺设必须具有抗冲击，耐高温、隔热等性能。

（2）水灾条件下管道铺设的要求

水灾为煤矿生产过程中的主要灾害之一。

它的发生具有一定的突发性，其种类较多，有废弃巷道积水、采空区积水、地表水体、承压水体等。

其危害性质也不相同。

废弃巷道积水可能积水不多，危害性不大，突发时往往对作业人员或地势较低的作业人员造成淹水事故，一般没有预兆；采空区积水变化不大，受地表降水、地表水体、上部含水层，隔水层及采空年代等影响，其水量可能会达几十万立方米，一般都有透水预兆，如煤体挂汗吐红。

作业地点变得湿冷，水雾汽增加，对矿井具有极大破坏性；地表水体主要是河流、水库及塌陷坑积水，受地表降水、开采深度、地层岩性等影响。

一般有一定的透水预兆，作业地点出现流水黄泥色、腐殖物等，对矿井的破坏性非常大，往往造成淹井事故；承压水体为底层中奥陶纪石灰岩受地层水的侵蚀溶解后形成的溶洞积水，水量很大，承受上部岩体重量，不同地区其储存深度不一样，承压程度也不一样，一般都有一个不变的水位。

水灾事故对矿井的破坏性非常大。

针对上述分析，对压风管道及管道铺设的主要要求是：

①由于管道输送的是气体，其比重远远小于水的重量，必须承受浮力对管道的破坏。

②能够承受水体冲击作用。

③水位较高时输气管道及附近必须承受一定的水压，不至于压风管路灌入水体。

（3）裸岩巷和料石砌碹巷中管道铺设的要求

裸岩巷一般是岩性较好，矿压小，无采动影响的岩体巷道。

料石砌碹巷道一般为矿井永久巷道，其支撑强度高，使用寿命长。

上述两种巷道一般不会出现顶板塌陷、片帮、地鼓等事故，对输气管路及管道铺设的要求有：

①管道铺设不得影响矿井运输，行人等要求。

②管道及附件应尽量离开地表、水沟等，做好防腐工作。

（4）工字钢棚支护条件下管道铺设的要求

在采区上下巷道中采用工字钢棚支护，服务期与采区服务期相同，受一定的采动影响，会出现顶板漏岩、塌陷、片帮等事故影响，特别是开采后期巷道的维护和维修工作量明显增加。

对输气管道及管道铺设的要求有：

①能够承受煤（岩）体的压、砸。

②管道附件经顶板岩石、煤体的压砸不会造成漏气、卡死等现象。

③管道的铺设不得影响巷道维修、人员通过及材料、原煤运输等要求。

（5）锚杆（索）喷浆巷道中管道铺设的要求

锚杆（索）喷浆巷道为大型矿井大巷沿底板岩石布置，且巷道围岩岩性较好，采用一次爆破成巷技术，对输气管路及管道铺设的要求与料石砌碹巷道一样。

对输气管路及管道铺设的要求是：

①输气管道必须能够适应巷道的起伏变化。

②输气管道应在巷道低洼处安设自动排水（油）装置，能够及时排空管道中的积水、积油。

（6）锚网支护条件下管道铺设的要求

锚网支护为采区上下山、采煤工作面顺槽等巷道的常用支护方式，受采动影响较大，经常会出现顶板冒顶、煤墙片帮、缩帮、地鼓等现象，特别是矿压显现明显，底板岩性为铝质泥岩的巷道，地鼓缩帮现象非常严重。

对输气管理及管道铺设的要求是：

①能够承受煤（岩）体的压、砸。

②管道附近经顶板岩石、煤体的压砸不会造成漏气、卡死等现象。

③能够承受或消除因缩帮、地鼓等地质现象产生的应力。

6、井下压风自救系统终端呼吸装置

压风自救装置是在不具备装设临时避难硐室移动救生舱的情况下，增设的一种简易救灾装置。

①压风自救装置的单体数量必须满足掘进工作面作业人员每人1个（套），并有不低于作业人员总数的20%的余量。

②回采工作面回风巷在距安全出口以外20～40m范围内设置一压风三通阀门装置，回风巷有人固定作业地点安装一组压风三通阀门装置；进风巷在安全出口以外50～100m范围内设置一组压风三通阀门装置。

③煤巷掘进工作面自掘进面回风口开始，距迎头25～40m的距离设置一压风三通阀门装置，然后每500m设置一组压风三通阀门装置；岩巷掘进工作面距迎头50～100m安装一组压风三通阀门装置；迎头向外每隔500m和放炮警戒地点各安装一组压风三通阀门装置。

7、技术管理要求

①制定压风自救系统管理制度，制定维护维修人员岗位责任制、操作规程、设备检查检修制度，明确负责压风泵站、管路和自救装置等设施维护、维修的部门和人员。

②压风泵站必须有专人值班，维护、维修人员必须每天对空气压缩机、管路及其附属设施进行检查，发现问题及时处理，并建立设备台账、设备故障记录表、巡查和检修记录。

③绘制压风自救管路布置图，并根据实际生产作业区域的变化及时修改、调整和审批，需要时能随时打印出图。

④每天至少要对压风自救系统进行1次供气试验，每次试验时间不少于30min，保证系统各环节正常使用，并做好相关记录。

⑤防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能，检查合格并签发入井合格证后，方准入井。

供水施救系统设计方案

供水施救系统是为保证矿井在建设及正常生产时期，能够满足矿井生产、防尘、打钻等用水的需要；矿井发生灾害时，能起到消防灭火效果，并能发挥向被困区域人员输送饮用水和营养液的功能。

有效遏制煤矿重特大事故，有效降低矿井瓦斯、煤尘、火灾事故危害程度的综合治理体系；根据安检总煤装〔2011〕33号文件明确要求煤矿企业必须结合自身安全避险的需求，建设完善供水施救系统。

结合矿井实际情况，特编制合盛公司基建期间供水施救系统设计方案。

1、供水施救系统的组成

（1）矿井供水施救系统的建设方式

矿井供水施救系统主要由水处理系统、输送管道、营养液入口、阀门、净化过滤装置、井下饮水装置等组成。

根据矿井供水系统的现状，采用以下建设方式：

地面建立水处理系统，将达到生活饮用水标准的饮用水通过专用管道输送至井下使用。

这种方式需要铺设较高标准的管理系统。

（2）井下供水施救系统的组成

供水施救系统井下部分主要由以下部分构成：

①管路系统。

主要由各种不同管径的管道、阀门、增减压装置、压力表、流量表、三通阀等组成，还必须配备符合国家标准的消防接头。

②饮水装置。

井下大巷、采取大巷、主要采掘面入口处的管路上应设置营养液入口。

井下各个硐室和采掘工作面以及重要区域的人员集中地点，必须设置能够用人员饮用的饮水终端装置，并符合相关的卫生标准。

饮水终端装置要有保护装置，防止损坏和发生在还是被砸坏。

2、供水施救系统的建设原则

（1）结合自身安全避险的需求，建设完善的供水施救系统。

（2）供水水源应引自消防水池或专用水池。

有井下水源的，井下水源应与地面么供水管网形成系统。

地面水池应采取防冻和防护措施。

（3）供水施救管道

①所有矿井采区避灾路线上（采掘工作面范围内）应敷设供水管道，压风自救装置处和供压气阀门附近应安装供水阀门。

②供水施救管道宜使用井下消防洒水管道。

对于有些矿井因设备需要才通用纯净水冷却系统的，可独立设置纯净水管道并兼做供水施救管道。

③供水系统应保证供水管道及每个用水设备和器具均在允许的压力范围内工作，在必要时应设置加压或减压设施以满足最不利供水点的要求。

④当供水系统采用井下水源或井下管道延伸后出现压力不足时，在井下宜设置加压泵，给水加压设施宜按固定加压泵站要求设计。

⑤需减压的井下管道宜采用减压阀降低下游管道的压力，在减压阀前的管道上应设过滤器。

⑥供水施救管道可采用枝状管网，有条件是宜形成环状管网；在干管直线段应每隔一段距离设一个检修阀。

管道的规格应保证在计算流量下各用点的水压均能满足用水的需要。

⑦矿井供水施救管道应介入紧急避险设施，并设置供水阀，水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要，接入避难硐室和救生舱前的20m供水管道要采取保护措施。

（4）供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。

（5）供水施救系统应有完善的监测控制系统，保证供水施救系统的可靠性。

3、供水施救系统建设

（1）供水施救系统运送管路的建设

根据供水施救系统的建设宗旨和目的，井下输送管路要达到以下要求：

①管道敷设要全面，布满整个井下巷道网络，矿井所有避灾路线上应敷设供水管路，供水管路应接入紧急避险设施，并设置供水阀，水量和水压应满足额定数量人员避险时的需求，压风自救装置处和供压气阀门附近应安装人员饮水装置。

②管道要采用钢管，敷设方式合理，强度要达到能有效避免爆炸冲击、巷道冒顶时岩石砸落等灾害的冲击。

特别是接入避难硐室和救生舱前20m供水管路，要采取埋设或外保护等强化保护措施。

采取埋设的，以埋入底板以下10cm为宜。

③管道直径、阻力满足供水能力的要求，卫生条件符合要求。

④管道的敷设要做好防腐处理。

（2）管道的类型

国家安全生产监督管理局《关于印发金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定的通知》（安检总监一〔2010〕168号）中明确规定：

行下供水管路采用钢管材料，并加强维护，保证正常供水。

根据相关规定和矿井井下环境以及抗灾的需要，选用钢制材料作为井下供水管道。

钢管种类很多，适宜井下使用的主要有无缝钢管、焊接钢管和复合钢管。

①无缝钢管

无缝钢管按制造方法分为热轧管和冷轧（拔）管。

冷轧（拔）管的最大公称直径为200mm，热轧管最大公称直径为600mm。

在管道工程中，管径超过57mm时，常选用热轧管，管径小雨57mm时常用冷轧（拔）管。

无缝钢管一般用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造，用于制作输送液体管道。

无缝管在同一外径下游多种壁厚，承受的压力范围较大。

通常钢管长度，热轧管为3～12.5m，冷轧（拔）管为1.5～9m。

②焊接钢管

焊接钢管一般有碳素软钢制造，是管道工程中最常用的一种小直径管材。

适用于输送水、煤气、蒸汽等介质。

③复合钢管

复合钢管是以焊接钢管为中间层，内外层聚乙（丙）烯塑料，采用砖头用热熔胶，通过挤压成型方法复合成一体的管材。

实际使用中主要哟钢塑复合管、涂塑钢管两种。

钢塑复合管由于其优越的性能，在各行业普遍推广。

其优点主要有：

①耐高压

②双面防腐，耐腐蚀、耐高温。

③导热系数低，冬季不需要保温，夏季不结露。

内壁光洁，不洁垢，水头损失比钢管低30%。

④质量轻、运输及施工方便。

⑤50年使用寿命无需更换，可大幅度降低维修费用。

⑥中间层可100%隔绝气体、液体的渗漏，使管子同时具备有金属管和塑料管的优点，剔除了各自的缺点。

符合国家饮用水管道卫生标准，永久性防止管道生锈腐蚀，保证水质卫生，使用安全可靠。

目前可用于矿井供水的复合材料钢管为金属基复合材料管。

因增强体不同又有不同品种，其特点是既有钢管的强度，又有塑料的防腐性能。

（3）管道水压要求

井下用水、设备的供水水压应根据用水设备的要求确定，应符合下列要求：

①供水阀处及接入一般用水设备处的水压应不低于0.3Mpa。

②接入凿岩机及湿式煤电钻的水压应不低于0.2Mpa,且不高于压缩空气的压力。

③接入加压泵站水箱或水池进水口的水压应不低于0.2Mpa。

④接入上述设施的水压不宜高于1.6Mpa，否则应采取减压措施。

⑤采掘工作面采用水压达到0.4～10Mpa的高压喷雾时，宜由高压喷雾泵提供。

⑥井下饮水装置水嘴最低工作压力不得小于0.03Mpa。

供水系统应保证供水管道及每个用水设备和器具均在允许的压力范围内工作，必要时应设置加压或减压设施，以满足最不利供水点的水压要求。

4、管道敷设

（1）管道敷设的原则

①布置管路，应综合考虑井下巷道的布置、地面水处理站的位置以及矿井的发展规划等因素。

②尽量避免或减少主干管路系统运行过程中进行频繁改动。

③管路应敷设在曲线段最少、距离最短的巷道中。

④设置在运输巷道内的管路，应将管路加设在一定高度并加以固定，防止矿车撞坏管子。

⑤管路布置应方便运输、安装、维修和日常检查。

（2）管道敷设的要求

供水管道一般采用吊挂方式敷设，供水施救管道吊挂要充分考虑矿井抗灾能力和巷道情况。

一般矿井的灾害中只有顶板冒顶、透水、瓦斯突出和瓦斯爆炸可能形成封闭受困区域，而这些灾害大多发生在采掘工作面的顺槽。

因此管路一般考虑敷设在服务年限长或永久性的矿井大巷、采区主要巷道。

采掘工作面顺槽内管道的敷设应根据不同的情况采取不同的敷设方式。

①管道系统可采用枝状管网；有条件时宜设计成环状管网。

②管网进水口位置的选择及管网的布置应使管道中水的流向与巷道中的风向一直或火灾时能够临时改变成一致。

③井下管网应在每个支管起点附近位置设控制阀。

④在干管的直线管段应每隔一段距离设一个检修阀。

两个检修阀中间的干管、供水阀或其他洒水点的总数不宜超过10个，且两阀中间的距离不宜超过500m。

⑤管道的规格应保证在计算流量下各用水点的水压均能满足用水点中各用水项的需要，且经济合理。

⑥阀门、管件的规格宜与相关的管道一致，但在需减压的管道上安装的阀门规格可适当缩小。

5、供水阀的设置位置

（1）设有供水管道的上下山、顺槽每隔100m（带式输送机巷道为50m）宜设置规格为DN25的供水阀。

（2）掘进巷道中岩巷每100m、煤巷每50m宜设置规格为DN25的供水阀。

（3）溜煤眼、翻车机、转载点等需要冲洗巷道的位置。

（4）湿式凿岩及湿式煤电钻的引水管或分水器的引水管、注浆泵、喷雾泵及吸水桶的进水管，宜通过软管与供水系统的供水阀连接。

供水阀的规格必须与用水点的最大流量匹配。

（5）重点保护区域及井下交通枢纽的15m以内：

①主、副井筒。

②采区各上下山口。

③变电所等机电硐室入口。

④检修硐室、材料硐室入口。

⑤掘进巷道迎头。

⑥带式输送机机头。

（6）有火灾危险的巷道内：

①斜井井筒、井底车场、带式输送机大巷每隔50m处。

②用可燃性材料支护的巷道每隔50m处。

③岩石大巷、石门每隔300m处。

（7）应急避险硐室和移动救生舱处都应设置供水阀。

6、供水阀的安装要求

（1）供水阀应由带阀门的三通支管及水龙带接口组成

（2）供水阀门安装高度可根据巷道情况确定，但宜设置在距巷道地面0.8～1.6m的范围之内。

（3）供水阀设置应标志明显、使用方便，不妨碍井下其他设备的工作，且不易因物体碰撞而受损坏

（4）在设有专用消防加压泵或电动消防切换阀且井下条件允许时，应在供水阀附近设置启动按钮。

7、供水施救装置安装要求

（1）主要巷道及采区大巷，内每隔500m增加一处闸阀并设立供水阀。

（2）采掘工作面每隔200m安装一组供水阀门。

（3）主要机电硐室安装一组供水阀门。

（4）采区安全硐室主装1组。

（5）特殊情况或特殊需要时，按要求的地点及数量进行安装。

宜考虑在压风自救就地供水。

四、附图

压风自救系统、供水施救系统布置示意图

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审批

编制：

年月日

技术科长：

年月日

通防科长：

年月日

机电科长：

年月日

机电矿长：

年月日

总工程师：

年月日

审批意见：