煤矿山安全避险六大系统设计方案

1 煤矿山安全避险六大系统设计方案 系统设计原则 及依据 计原则 （ 1）科学合理性原则 井下安全避险 “六大 ”系统监测监控位置、方法选取应科学合理，符合相关安全规程和规定；系统管理软件操作界面具有合理性，符合技术人员操作习惯。 （ 2）经济实用性原则 系统方案设计时在满足系统要求的前提下，考虑经济实用性原则，优化设计方案，做到 “无重复、不缺少 ”，保证系统稳定运行；充分利用现有资源，根据现场情况制定不同的系统配置方案，降低系统造价，完善系统功能，提高系统档次，使系统具有较高的性能价格比；凡是原系统已具备的功能或结构装 置，只要准确有效，都采用系统整合的方法加以利用，不作重复建设；对监测系统所涉及的技术方法，在保证长期可靠有效的前提下，采用最经济的方案。 （ 3）系统可扩展性原则 在系统方案要求改进时，本次投入的软硬件设备能够继续使用，最大限度减少重复投入；系统输出的数据信息采用国际或国内通用的标准格式，便于系统功能扩充和监测成果的开发；系统预留接口，为系统升级与改造做铺垫，使系统具有可扩展性。 （ 4）可靠性和可维护性原则 能够保障在恶劣环境下可靠工作，同时，硬件设备稳定可靠，免维护或维护量小；系统设备均采取良好的接地保护装 置，结合防雷模块，具备良好的防雷、防浪涌和抗干扰能力。系统本身应符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不影响设备正常工作；系统具有自诊断功能，能够有效判别外界对于监管系统的恶意破坏和系统自身故障，并给出报警提示。 （ 5）先进性与实用性原则 系统所采用技术与设备代表该领域先进产品，代表技术发展方向，具有先进性；系统所使用设备性价比高，技术成熟，实用性强。 （ 6）施工便捷原则 2 由于项目周期短，工作量较大，任务紧，项目实施时需要采用快速建设原则，确保项目按时完成；方案设计采用系统集成方法，达到快速施工、调试、验收 。 （ 7）技术成熟原则 系统技术方案为长期研究内容和领域，具有研发基础，技术方案成熟；由于具备成熟的解决方案，无需长时间开发即可应用。 （ 8）安全性原则 为保障信息安全，安防监管系统的通信中，要考虑高可靠的信息加密方式；在权限管理中，软件系统设计对系统管理和维护人员进行多级权限分级，以区分、限制各级别用户对系统的访问和操作能力，防止越级操作，保证系统操作的安全性；系统核心设备选用具有矿用安全标志的产品，保证系统安全性。 计依据 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） 金 属非金属矿山安全规程 6423金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范 金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范 金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范 金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范 金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范 金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统检测 工程测量规范 0026视频安防监控系统工程设计规范 0395民用闭路监视电视系统工程技术规范 0198矿山安全标志 4161安全防范工程技术规范 0348 人员定位 系统 井下人员定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统。井下定位考勤系统能够及时、准确的将 井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位考勤系统 3 所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。 根据相关要求，在井下建立人员定位系统时， 主要考虑以下几个方面 ： 1）人员定位系统主机应安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示终端。 2）人员出入井口和重点区域进出口等地点应安装分站（读卡器），重点区 域是指各生产中段和分段进出巷道及主要分叉巷道、井下爆破器材库、紧急避险设施等区域。 3）分站（读卡器）应安装在便于读卡、观察、调试、检验，且围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物、不容易受到损害的位置。 4）电缆和光缆敷设应符合 相关规定。 统概述 井下人员定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统。井下定位考勤系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿 工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位考勤系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。 员定位系统建设现状 目前， 广西滕县大黎镇南村冲力法矿区 井下 人数不足 30 人，按照 根据 属非金属地下矿山监测监控系统建设规范的 要求 ，只 用建立完善人员出入井信息管理制度即可，准确掌握井下各个区域作业人员的数量。 3 通信联络 系统 通信联络系统主要包括有线通信联络系统和无线通信联络系统，其中有线通信联络 系统是指通过线缆进行信息交互的通信联络系统，而无线通信联络系统是指通过自由空间进行信息交互的通信联络系统。 通信联络系统建成后能够及时把处理信息以短信方式发到各级人员手机上，平时也可以作为短信通知平台，及时发布各类通知和公告。保证在灾变期间能够及时通知人员撤离和实现与避险人员通话。 西滕县大黎镇南村冲力法矿区通信 系统 建设内容 广西滕县大黎镇南村冲力法矿区 本次拟建设有线通信联络系统，具体内容为： 4 在监控中心安装有南京北路公司的 度交换机 1 台，触摸一体机 1 台， 8 口语音接入模块 2 台分别安装在调度中心连接井下 12 台 话。 电话机具体分布如下：南村冲矿段共有 12 个平硐，本次有线调度通信系统拟在每个平硐口处安装一部有线电话，共计 12 部 安型电话机。建成后的有线通信网络系统，采用一根通信电缆从风井口下井，型号为 02下通信电缆敷设采用沿镀锌钢绞线吊挂的方式，后期 拟在各硐室、采区、变电硐室、装卸矿点等处均预留有有线电话。 图 1信联络示意图 信联络 系统功能 （ 1）调度管理 一体化调度功能 实现井上井下通讯一体化、有线无线一体化、调度通讯 行政通讯一体化。 强插、强拆功能 具备调度强插、强拆、组 呼 、群呼、会议、录音、 通话记录查询功能 、呼叫转移功能、用户状态语音提示。 （ 2） 遗漏电话通知 功能 手机关机或不在服务区，所有来电留有记录，一旦手机开机或到达服务区时，以短信形式通知，包括来电号码、拨打时间等信息 。 （ 3） 绑定 功能功能 5 可实现手机与手机，手机与固话之间的绑定，拨打任一终端时，同时振铃。 信系统主要设备 参数名称 说明 接入方式 4个模拟接口， 网口 两个百兆自适应网口（一个 个 操作系统 嵌入式 作系统 注册数 100 配套终端 标准的 标准的 议系列网关 机： 协议 支持 语音编码 真 箱尺寸 机架安装式机箱 :19寸 14千克 电源 触摸一体机 触摸屏调度台 是调度机系统的操作终端之一，它采用以太网口与调度主机连接，用以完成调度机系统特别需要的功能，如一键到位呼叫用户、强插、强拆、录音等。 触摸大屏，简单易用的图形化界面， 实时显示系统用户状态，尽可能得将更多的通信调度信息显示在调度员面前。 8 线电阻式触摸屏 线电阻屏，操作高效、精准的操作过程设计，极大地提高调度员处理事务的速度。 主要功能： 1、调度操作：呼叫、强插、强拆、代接、监听、组呼、群呼、会议、夜服。 2、监控功能：能够通过图标颜色和文字指示出用户状态：呼叫、振铃、通话。 6 3、呼叫及通话：拨号呼叫、来电 接听、多线路切换。 4、管理功能：系统管理、分组管理、帐号管理、权限管理。 4 监测监控系统 根据南村冲力法矿区的实际情况，本次拟建设新的监测监控系统。系统结构采用 线方式，将各传感器通过 线方式上传至地面监控中心。 毒有害气体监测 体浓度 检测 为了防止在采区工作面正常生产特别是放炮作业后，井下工作人员中毒，需要利用便携式多参数测量仪对放炮后的气体成分进行测量。便携式测量仪应该至少能够同时测量一氧化碳、氧气、一氧化氮及二氧化氮，并能进行报警参数设置和声光报警。 在采掘工作面放炮后，正常通风情况下 ，布置在相应的中段的回风联络巷的一氧化碳或二氧化氮传感器不再报警后，由工作人员携带多参数测量仪从上风流方向进入采区，一旦测量仪发生报警，人员立即撤离采区，直至测量仪不再报警，人员方可进入采区进行工作。便携式多参数测量仪各种气体的报警浓度一般设置如下：一氧化碳为 24气为低于 18%，一氧化氮为 14二氧化氮的报警浓度设置为 目前，广西滕县大黎镇南村冲力法矿区共有 12 个 生产水平 ；经与矿方沟通与科学分析，本次拟增加 12 台一氧化碳传感器、 12 台风速传感器、 12 台开停传感器。 体浓度在 线监测 广西滕县大黎镇南村冲力法矿区 井下炮烟产生的 有毒有害气体主要为 一氧化碳 ， 因此主要 布置 一氧化碳 传感器 即可。 安装地点如下图所示： 7 图 1境检测采集分布示意图 根据实际勘察，广西滕县大黎镇南村冲力法矿区井下共需要安装 12 个一氧化碳传感器 。 装的地点如 下表所示： 序号 位置 数量 备注 1 和平 1#窿 1 2 和平 3#窿 1 3 通风窿 1 4 富银窿 1 5 新棒窿 1 6 大联 1#窿 1 7 大联 2#窿 1 8 大联 3#窿 1 9 大联 4#窿 1 10 黄枝窿 1 11 青山窿 1 12 铁轨窿 1 合计 12 表 1传感器的安装 要求： 1）传感器应垂直悬挂。 8 2）一氧化碳传感器距顶板不得大于 300巷壁不得小于 200装维护方便，不影响行人和行车。 3）一氧化碳报警浓度应设定为 24 风系统监测 速监测 （ 1）风速监测现状 目前，广西滕县大黎镇南村冲力法矿区井下 尚未 安装风速 传感器，本次拟在每个平硐回风井口处安装一台风速传感器，共计 12 台 。 （ 2）风速监测布置原则 结合广西滕县大黎镇南村冲力法矿区的实际，在 进行通风系统监测系统设计时，主要考虑以下几个方面： （ 1）矿山的总回风巷应安装风速传感器。 （ 2）各个 生产 中段 和分段 回风巷应安装风速传感器。 （ 3）应根据 定每个中段（中段、分段）的风量、风速报警值。 根据上述风速传感器布置原则， 结合广西滕县大黎镇南村冲力法矿区的实际情况 ，主要的风速和风压传感器安装的地点如 下表所示： 序号 位置 数量 备注 1 和平 1#窿 1 2 和平 3#窿 1 3 通风窿 1 4 富银窿 1 5 新棒窿 1 6 大联 1#窿 1 7 大联 2#窿 1 8 大联 3#窿 1 9 大联 4#窿 1 10 黄枝窿 1 11 青山窿 1 12 铁轨窿 1 合计 12 表 1速和风压传感器安装地点 （ 3）风速传感器的安装 9 1）风速传感器应垂直悬挂，风速传感器距顶板不得小于 300感器距巷壁不得小于200应安装维护方便，不影响行人和行车。 2）风速传感器应设置在巷道前后 10m 内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。 3）各个点的风速根据金属非金属矿山安全规程确定风速报警值（包括上限和下限）。 机监测 根据相关要求，矿山的主扇 、辅扇 和局扇应安装开停传感器。目前广西滕县大黎镇南村冲力法矿区共有 12 台主扇 ，因此井下 共需安装 12 台 风机开停传感器。 频监测 根据相关标准和规范，结合广西滕县大黎镇南村冲力法矿区的实际情况， 视频监测系统 在进行设计时主要考虑以下几个方面 ： 1）应对井口提升绞车房以及井口、井底、中段马头门、调车场等提升人员进出场所进行视频监控。 2）应对火工库、油库、变电所、泵房等主要硐室进行视频监测，安装在火工库和油库的视频设备应是本质防爆设备。 3）视频监测系统的功能与性能设计、设备选型 与设置、传输方式、供电应符合 0395 的相关规定。 统设计 南村冲矿段共有 12 个水平中段，本次 设计 在每个平硐内安装 3 台摄像仪，对矿区的安全生产进行有效监督，共计新建 36 台摄像机。摄像仪使用视频线缆统一连接至平硐口处的视频光端机进行光电转换，然后通过主干光缆将数据传输至地面调度中心的硬盘录像机中进行存储和查看。 10 图 1频分布示意图 4）视频监控系统组网方式 视频监控系统统一采用视频线缆进行传输。 测监控系统部分设备情况介绍 速传感器 主要技术指标 工作电压： 9工作电流： 85 红色 光 (暂未启用 ) 工作条件：温度： 0 相对湿度： 98% 大气风速风量 86输出信号： 数字串行码格式 脉冲频率方式： 200模拟电流方式： 1感器 2芯电缆）分布电感 1m 主要技术参数 测量范围： 000 1000量误差： 0 100 4对误差） 100测量值的 5%（相对误差） 显示分辨率： 作电流： 85 红色 光 输出信号： 脉冲频率方式： 20012 传感器 2芯电缆） 分布电感 1m 分布电容 ： 6m 仪器重量： 开停传感器 主要技术参数 工作电压： 9工作电流： 100爆型式：矿用本质安全型 防爆标志： 测电缆电流载量：不小于 5A； 输出信号： 线； 1备停止 1备启动时 5感器故障 0 可靠性：平均无故障工作时间应不小于 4000h； 抗误操作性能：相邻电缆流过不小于 5 倍相应动作值电流时，传感器不应误动作； 仪器重量： 主要参数 13 产品类型： 模拟摄像机 产品功能： 红外灯 ， 日夜转换 ， 防水 产品外形： 枪式 成像器件： 1/3 英寸 头参数： 126816选） 最低照度： N）， 0R N）， 0R 水平清晰度： 540子快门： 1/50（ 1/60）秒至 1/100000 秒 信噪比：大于 48它参数：信号系统： 头接口类型： 夜转换模式：电子彩转黑 同步方式：内同步 红外照射距离： 30 分辨率： 52（水平） 582（垂直） 68（水平） 494（垂直） 视频输出： 175/ 防护等级： 源电压： 0% 电源功率： 6W 产品尺寸： 3160品重量： 1000g 环境温度： 环境湿度：小于 90%（无凝结） 5 监测数据传输 测数据传输 平台 矿井监测监控及安全管理信息系统是矿山持续发展的基础，其主要内容是安全信息的采集、信息的传输、信息的处理、信息的应用与集成。实时、准确、全面的安全信息管理和响应是矿山安全管理的核心。矿井监测预警系统应是集分析、预防、监测、应急全方位、一体化的 14 系统工程。尤其应注重预防和应急处理模块，转被动为主动，利用通信、计算机、自动化等多项技术的紧密融合，有效地管理矿山安全工作，保障矿山的安全有效建设。 系统的总体架构包括三大部分：基础设施、信息资 源、应用系统，系统的总体架构如 下 图所示。 统一应用访问平台 ( 包括无线网络 ) 标 准 化 与 业 务 规 范 安 全 控 制 体 系 应用系统 信息发布 决策分析 应急救援 信息资源 数据加工 数据整合 监测信息 预警分析 历史数据 基本信息 基础设施 网络系统 人员定位 系统 通讯 系统 环境 监测 系统 图 1统架构 （ 1）基础设施 基础设施主要是数据采集系统，如人员定位系统、环境监测系统、视频监测系统等。 数据采集系统负责从矿山监控系统中读取数据，通过建立的数据传输网络链路，向安全生产监控中心发送获得的实时数据。系统由以下功能模块组成： 1）实时数据采集 从矿井监控系统中实时读取监控设备和仪器仪表所检测到的人员所在位置、生产现场环境数据，以及主通风机等设备的运行状况数据。 2）数据发送 将采集得到的数据按照设定的 时间间隔，通过 P 通讯协议或 议向上发送至中央监控中心的数据接收服务器。在数据发送模块中，需要配置数据接收服务器的 址、网络通讯协议，并能够根据需要灵活设置数据发送的时间周期。 （ 2）信息资源 该部分主要是建立数据平台，包括实时监测数据和日常安全管理数据。实时监测系统的对象是监测数据，实时数据库的核心就是管理实时监测数据，它采集并存储与生产过程相关的各种数据。 15 数据平台不仅能将分散在矿井的实时信息集成起来，虚拟成一个大系统，为管理者全面地实时监控所辖范围内企业的生产过程提供一个集成化的平台 ，而且能够通过对生产过程数据的再次加工处理，提炼出真正对安全生产决策有用的数据，从而在生产经营管理和实时过程控制之间架起一座桥梁，达到两者之间的信息交换和紧密集成。 在数据平台中，完成以下功能： 1）数据接收：将所有矿井数据采集系统通过 送上来的实时数据包进行解析、整理和优化，存入数据接收服务器内存数据结构中，以便于其它应用模块的调用，用以进行数据的展示和进行实时数据的分析。 2）接收异常报警：监视系统内定义的所有矿井数据采集系统发送数据的情况，对未按数据发送周期进行数据发送的矿井，系统立刻 发出报警，尽早发现和排除矿井数据发送端可能存在的问题。针对每个矿井可以设置个性化的异常报警规则，以便于对一些需要重点监控的矿井加强监控力度。 3）数据存储：对存在数据接收服务器内存数据库中的数据进行压缩处理后，按照一定的数据格式存入历史数据库中。系统具有海量数据存储能力，由于进行了数据压缩处理，因而能够大大节约硬盘存储的空间。 测监控软件系统 统功能 系统主要功能包括： （ 1）地理信息管理 地理信息系统的基本定位是矿山安全监测预警系统的一个基本支撑系统，综合来说，地理信息技术在其中起着以下作用： 提供整 个信息系统的底层技术支撑平台，维护地理数据库，维护业务数据库和地理数据库的关系，给整个安全生产信息系统提供所需要的信息资源和基础地理服务。对与地理环境有关的各类空间数据进行采集、输入、编辑、存储、管理、分析、处理与显示等。 提供专业的应用。通过对业务流程和业务对象进行地理建模，将整个操作流程用地理信息可视化技术直观地展示给用户，实现快速准确的决策。 与现有 统结合，在传统 统的业务功能和流程的操作里加入基于地理信息的可视化的信息展示和分析能力，以提高业务系统的信息表达效果和分析能力。如对安全生产 事故的原始数据及其各种统计分析数据进行基于专网的远程信息发布；为事故报警和处理提供及时准确的远距离应急预案信息，为事故后的分析提供多种必要的数据资料等。 地理信息管理主要功能包括： 1）地图操作 16 包括范围设定、地图缓存、放大、缩小、平移等功能。 2）地图配置 包括地图颜色配置、符号配置、线型配置、背景配置、图层配置等。 3）地图查询 支持列表选取、音头查询、直接点取、任意区域空间查询等方式；具有图形和数据的双向查询、模糊查询、定位和统计功能。 4）专题图制作与输出 从不同角度提供了空间数据的专题图表示方式， 包括灰度图、直方图、饼图、立体图等多种形式的专题图显示和打印输出功能，同时支持实时显示信息动态创建，便于用户实时信息变更与扩充。 5）其他功能 包括标尺功能、地图标注、地图保存、地图计算、地图打印、屏幕地图打印、影像图叠加显示等。 （ 2）环境参数监测功能 1）监测参数显示预警 可以在图上实时展现各个位移点的实时监测数据，可以以曲线、表格等形式显示历史监测数据，通过模拟分析确定各个位移监测点的预警数值，并以声光等形式对监测数据进行智能预警。 2）监测参数设置 根据各种规程，设置监测预警等各种参数。 （ 3）视频 监测 1）前端接入 最多可同时并发接入 8 路 像质量的 模拟信号，并可外接显示器进行视频的输出查看 。 2）历史图像检索和录像备份 支持客户端用户按摄像机、按时间、按事件进行录像查询检索，检索后录像可立即进行录像回放，并支持将录像备份到光盘等其它存储介质。 3）录像内容智能检索 系统具有可选的录像内容智能检索功能模块，可对系统已经存在的录像进行视频内容的检索分析。录像内容智能检索功能可检索历史录像的关键特征目标（如人、车等）、关键特征活动（如出现、消失、移动、聚集）等类型，可供录像查询快速定位使用。 4）全视 频监控业务提供 实时监控，录像点播，本地存储，云镜控制， 图服务以及数字子矩阵功能。 17 5）预警处置 在出现预警情况下，监测人员需进行相应的处置，并记录处置的过程和最后处置的结果。 6）用户管理 提供专业管理平台。实现策略可定制的用户管理，权限管理，设备管理，简易设备配置功能。为前期系统搭建、后期维护提供强有力的支持。 6 紧急避险系统 南村冲力法矿区的井下紧急避险系统已经由矿方自建，本方案根据矿方提供信息进行简要介绍。 紧急避险系统是突发紧急情况井下人员无法逃脱时的最后保护方式， 为被困矿工提供维持生命环 境， 使其与救援人员联络获得逃生方式， 或等待救护队到达，提高获救的成功率。紧急避险系统建设的内容包括：为入井人员提供自救器、建设紧急避险设施（主要包括避灾硐室、移动式救生舱） 、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。 急避险系统设计思路 按规范要求紧急避险设施的设置应遵守以下要求： （ 1）应为入井人员配备额定防护时间不少于 30自救器，并按入井总人数的 10%配备备用自救器。 （ 2）所有入井人员必须随身携带自救器。 （ 3）在自救器额定防护时间内不能到达安全地点或及时升井时，避灾人 员应就近撤到紧急避险设施内，紧急避险设施的额定防护时间应不低于 96h。 18 （ 4）每个矿井至少要有两个独立的直达地面的安全出口，安全出口间距不小于 30m； 每个生产中段必须要有至少两个便于行人的安全通道， 并要和通往地面的安全出口相通；每个采区必须有两个便于行人的安全出口，并经上、下巷道与通往地面的安全出口相通。 （ 5）紧急避险设施的设置应遵守以下要求： 水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山， 应至少在最 低生产 中段设置紧急避险设施； 生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过 300m 的矿山，应在最 低生产中段设置紧急避险设施； 距中段安全出口实际距离超过 2000m 的生产中段，应设置紧急避险设 施； 应优先选择避灾硐室。 有紧急避险系统介绍 救器 矿区总人数 30 人，按规范要求按 1 0 % 备用系数为入井人员配备自救器 30 台，自救器选用防爆电器隔绝式压缩氧气自救器（安标证号： M L A 0 7 0 0 0 5 ） ，防护时间为 4 5 分钟。 绝式压 缩氧自救器是一种隔绝闭路循环式呼吸器，配戴后人体呼吸系统与外界隔绝，可以防止各种有毒有害气体进入人体。 采用循环呼吸方式，呼出的气体通过清净罐中的 C 收剂，将 C 收，余下的氧气和减压器输出的氧气进入气囊通过口具吸入人体。 与往复呼吸方式 （指呼吸气流皆通过吸收剂）的自救器相比，具有呼吸阻力小，无粉尘吸 入，不呛人，吸气温度低，呼吸舒适等优点。 具有三种供氧方式（定量、自动、手动补给 供氧） ，有效地提高了呼吸保护的安全可靠性。 先进的减压原理，具有体积小，重量轻，性能稳定等特点。 急避险设施 矿区的最低生产中段距离地面安全出口均超过 300m，按规范要求应在最低生产中段设置紧急避险设施。 紧急避险设施主要包括避灾硐室、移动式救生舱。根据矿井井下作业人数情况及优先选择避灾硐室原则，选择在风井与一中段口处设置一个 3 0 人避灾硐室（避灾硐室这少应容纳 3 0 人以上） 。 19 灾硐室结构设计 避灾硐室额定人数为 3 0 人。设计防护时间为 9 6 小时避险，硐室型号： B Z D S - 9 6 / 3 0 。 （ 1 ）避灾硐室由过渡室和生存室等构成，采用向外开启的两道隔离门结构。 两道隔离门之间为过渡室，第二道隔离门以内为生存室。过渡室净面积不得小于 3 . 0 ，设计过渡室面积为 4 . 6 ，其长 * 宽 * 高 = 2 m * 2 . 3 m * 2 . 8 m ，过渡室内设压风喷淋装置。第一道隔离门上设观察窗，靠近底板附近设单向排水管和单向排气管。 （ 2 ）按照规定，生存室每人应有不低于 1 . 0 的有效使用面积，设计硐室生存室要能容纳下 3 0 人， 备用系数按 1 . 2 计算， 人员占有面积为： 3 0 * 1 . 0 * 1 . 2 = 3 6 。设备设施占地总面积为 1 2 ，硐室面积为： 4 8 ，设计硐室长 * 宽 * 高 = 1 6 m * 3 m * 2 . 8 m , 硐室采用三心拱断面，混凝土支护。 室功能设计 避灾硐室设计型号为： 0，防护时间大于 96 小时，内设过渡室、生存室、医疗室、设备室，并配备满足人员生存 96 小时所需要的饮水、食品、药品；配备双重防护系统、医用氧供氧系统、空气净化制冷系统、环境参数监测系统、电力系统、压风自救系统 、供水施救系统、生命保障系统八大系统，全面保障井下人员生命安全。 图 双重防护系统 20 双重防护系统为两道隔离门组成的过渡室，过渡室由一道向外开启的 1000水密圆门和一扇 700*1600气密方门组成。 其中水密圆门能承受 水压，抵御一定强度的爆炸冲击；气密门具有很好的气密性。设置压风喷淋系统，开启压风喷淋系统可以阻挡外界的烟雾、毒气冲进生存室。两道隔离门形成的空间有效阻隔了高温传进生存室，营造良好的生存环境。 图 隔离 门采用船级社认证钢板，自主专利设计快开式结构，能承受 计、制造参照了船舶行业 压水密圆门和国军标 190舰船用门通用规范的相关标准，并通过了船级社一级检验师检测。 避灾硐室高于底板 500掘进， 硐室铺 石混凝土地面， 与入口联络道长度形成不小于 10的倾斜坡度；隔离门墙周边掏槽，深度为 ，水密圆门墙厚 密方门墙厚 体用强度不低于 混凝土浇筑，并与岩体接实，保证足够的气密性，保证墙体与门同样防护 等级（如图所示：硐室入口剖面图） 气幕喷淋装置 21 气幕喷淋装置由气幕装置和喷淋装置组成， 采用矿井高压风和压缩空气瓶两种供气方式，气幕流量大于 1 0 0 L / 人 m i n ，喷淋流量大于 1 0 0 L / 人 m i n 。 压风系统通过球阀和单向阀引入硐室后分两路，一路为气幕装置供气，一路为喷淋装置供气。 若压风系统气路损坏无法工作，可关闭压风开关，打开压缩空气瓶开关，通过自备的压缩空气进行供气。 图 - 示气幕喷淋装置原理图 气幕装置是通过高压气体产生一定厚 度的幕状气流 ，形成一面无形的门帘，既不影响人员出入，又能阻止室内外空气对流。同时，强大气流还可以吹散附着在人体衣物上的有害气体。硐室打开时，机械阀控制气幕自行启动，关门时，空气幕自行停止。 （右图：气幕装置） 避险人员进入避难硐室时，若带入了室外的有毒有害气体， 可以在过渡室内打开喷淋装置对有毒有害气体进行清洗和置换。 喷淋装置是使大流量的清洁空气，充入过渡室内，在室内形成正压环境，再通过单向排气阀将室内的有毒有害气体排出避难硐室。 22 医用氧供氧系统 为保证避险人员安全，需要时刻给以足够的氧气，这要求硐室中氧含 量不低于 23%， 而氧含量的危险限度为 17%。 正常情况下通过井上压缩空气 （压风自救系统）供给新鲜空气，避灾硐室可以无限得到外部供氧；若在供风管道受阻断时，避灾硐室内有限空气将不能长时间维持避灾人员的呼吸，此时供氧系统将及时启用，以保证氧气供给。 供氧系统由高压氧气源、汇流排、减压箱、氧气呼吸带、氧气呼吸终端、氧气面罩组成。供氧系统：采用双组气瓶，双路控制，一组使用，另一组备用，人员使用椅子上方的氧气面罩进行吸氧；当一组的氧气压力使用到低于设定的值时，由人工切换到另一组，系统可以连续供氧 。 （如图所示：供氧系统原理图） 图 图 空气净化冷却系统 23 避灾硐室除了要考虑供氧的问题，需要解决空气净化、降温除湿等问题，当空气中二氧化碳达到 3%时，人员就会丧失活动能力。在密闭空间内 ,人体要消化食物 ,就会产生各种异味、臭味 ,排出的气体一旦积聚到相当程度并弥漫开来 ,都会引起人体不适。 （ 1）空气净化系统搭载公司发明专利一种用于密闭环境生命维持系统的空气净化装置，装置主要吸收空气中二氧化碳，还能产生少量氧气供给呼吸，并去除空中的异味，起到空气净化和内部供氧双重 功能。装置内置了风机，风量为 1600m /h，并配备风量调节开关，以确保反应速度，装置对 吸收能力达到每人 空气净化装置由特定的化学药品封装在不锈钢柜制成的反应堆。 将经过特别配比制成的药盘 , 组装在独立的专用箱内。废气经下部孔口进入箱体 , 经药盘反应后 , 由上部孔口排出。 图 （ 2）与厦门大学合作研发的一氧化碳催化剂获得国家发明专利，一氧化碳催化剂以三氧化二铝为载体，金为催化剂，对 吸收能力能在 20 分钟内将 度由 到 性能。 （ 3）系统的化学反应过程会吸收大量的水分，对避灾硐室起到除湿作用。反应产生的热量已经人体呼吸升温的空气都将被送入地热冷凝装置， 地热冷凝装置利用大地恒温效应，将 U 型冷凝管组成的超导散热器深埋在有泉水的地板中，热空气通入冷凝管流出后温度将降至 20 24，保证了避灾硐室温度低于 30以下。 环境参数监测系统 24 为保证硐室内氧气含量在 23 %之间，二氧化碳浓度不大于 一氧化碳浓度不大于 温度不高于 35，湿度不大于 85%，并保证硐室内始终处于不低于 100正压状态。需要一套环境参数检测系统，来时时监测各个参数是否正常，异常报警提示开启供风供氧系统、空气净化系统等。 生存环境参数监测系统是由黑匣子 （集成温度、 湿度、 氧气浓度、 大气压强、一氧化碳和二氧化碳浓度传感器于一体的信号采集设备） 、 监控系统和 示器组成。 它将记录避灾硐室实时情景， 包括视频、 音频以及环境监测数据的采集。并在 示屏上显示这些数据，同时通过光纤传输到井上调度中心。地面应急救援人员可以实时了解到避灾硐室内人员状 况， 为地面救援提供了第一手现场资料。 图 为了防止避灾硐室缺氧后供氧系统不能及时打开，而发生窒息中毒事件，我们设计的生存空间安全参数监测系统，能准确检测空气中氧气、一氧化碳和二氧化碳的浓度，当检测到氧气浓度下降到 ，系统发出报警，提示相关人员加大避灾硐室的供风量，或者启动相应的供氧系统以提升氧气浓度。当检测到一氧化碳浓度超过 二氧化碳浓度超过 1%以上时，提示加大空气净化装置的进风量，以降低一氧化碳和二氧化碳含量，确保避险人员的生命安全。 生命保障系统 25 避灾硐室内按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于 5000 千焦 /天人，饮用水不少于 /天人。 硐室内配备有急救箱、应急矿灯、工具箱、灭火器等辅助设施和隔绝式自救器，自救器有效防护时间 45 分钟。 图 - 示座便器、矿灯、自救器、急救 心理救援功能 考虑到发生灾变时人员的恐惧、失望、 不安等心理压力 , 我们在设计室内涂层颜色时，休息座椅、天花板、四周墙壁都做了特别的研究。 休息座椅选用银色，五座连体，在人员疲倦时可以躺着休息；室内照明选用节能灯， 能达到很好的照明强度； 硐室顶部喷绘蓝天白云色营造一个使人安心的、明亮的、稳定的、干净的避灾环境。 图 - 示蓝天白云温馨设计 26 考虑“精神救援”方面我们可以通过工控主机来播放音乐，并可以通过光纤网络收看节目，配备直通地面调度电话，可以第一时间和地面取得联系，保证救援的及时准确的同时，让所困人员可以和家人语音和视频联络。 六大系统接入 硐室应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。 矿井压风自救系统应能为硐室供给足量氧气，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 间，供风量大于 方米 /分钟人，连续噪声不大于 70 分贝。 图 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，接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。 27 图 矿井通信联络系统应延伸至井下避灾硐室，硐室内设置直通矿调度室的电话。 硐室生存环境参数检测的气体。 视频。 语音等信息通过通信系统传输至井上，便于地面人员了解硐室情况，同时，硐室内人员可以了解硐室外灾害情况。 灾硐室性能参数 （ 1 ） 防护性能：耐压、抗冲击、防火、防毒、隔热。 （ 2 ） 生存环境参数监测系统：能够对室内外 C O 、 C 度、湿度、大气压强进行监测， 并有自动报警提醒功能。 （ 3 ） 氧气系统：配备压风自救供氧系统和医用氧中心供氧系统，保持氧气含量在 1 8 . 5 % 2 3 . 0 % 之间。 （ 4 ） 有毒有害气体处理：保持环境 C O 小于 2 4 P P M ， C 于 1 % 。 （ 5 ） 温、湿度控制：保持环境温度 3 5 ，湿度小于 8 5 % 。 （ 6 ） 生命物资储备：配备不少于 5 0 0 0 千焦 / 天人的发热量食品，不少于 1 . 5 升 / 天人的饮用水。 （ 7 ） 应急物资储备：不少于额定人数的防护时间不低于 4 5 分钟的自救器和医疗药品、逃生用矿灯、工具箱、直通地面调度电话、排泄物处理设施。 （ 8 ） 电力系统： 9 6 小时 U P S 不间断供电。 （ 9） 额定防护时间： 9 6 小时。 灾路线设计 在发生灾情后，人员受各种不利因素的影响不能及时的撤离危险区域，不能准确的选址逃生路线，因此需要对逃生路线做详细设计，以正确引导人员安全撤离和迅速寻找到避灾硐室、救生舱。 最佳的救避灾路线例，不仅要安全可靠，还要求路径最短。灾变时期的避灾路线选择必须遵守以下原则： （ 1）正确判定发生灾变的地点，并 分析灾变可能影响的区域，迅速组织、指挥人员的安全撤离。 （ 2）正确确定人员所在的位置、人员撤退的目的地；当不能直接撤出地面时，应首先进入避灾设施内，等待外部救援。 （ 3 ）避灾路线应选择安全条件最好、距离最短的行动路线。 28 （ 4 ）对于可能发生灾变的地点，在危险源管理制度中，应相应提供明确的避灾路线，并让该区域的人员牢记于心。 （ 5 ）为使在出现意外情况时，井下人员能够有效开展自救互救行动，必须分别规定各类事故的避灾路线，避灾路线体系由引导绳、指示牌、声光引导设施组成。水灾避灾路线人员要撤离至井下最高 处，火、瓦斯灾害的避灾路线，人员从发生灾害相反方向撤退至进风流中， 冒顶或塌方灾害沿地面或避灾硐室最近线路的撤离。 （ 6 ）在巷道的出入口或交岔点处应标明避灾线路。 7 压风自救系统 风自救系统作用 南村冲力法矿区的压风自救系统已经由矿方自建，本方案根据矿方提供的信息进行简要介绍。 压风自救系统利用矿井的压风风源，在矿井发生灾变情况时，利用风压自救装备及时向灾区提供新鲜空气，使受灾害威胁的人员达到安全自救的目的。矿井 压风自救系统主要适用于下列方面： （ 1 ）当井下发生 C O 、炮烟中毒等事故， 自救器失效或人员来不及使用自救器。 （ 2 ）采掘工作面突然停风、停电，有毒有害气体及粉尘浓度升高，巷道较长，人员不能迅速安全地撤出，充分利用压风系统为井下工作人员提供充分的氧气。 （ 3 ）掘进工作面发生冒顶，且冒顶量大，冒落矿岩堵塞巷道全断面，风筒被压埋，冒顶区以内无风。 （ 4 ）与自救器配合使用，作用相同，互为补充。 （ 5 ）遇到其他事故或灾害时紧急自救使用。 风自救系统 介绍 压风自救系统主要由空气压缩机、井下压风管路（送气管路、三通及阀门、油水分离器等） 、矿井压风自救装置（包括减压、节流 、消噪声、过滤、开关等部件及防护袋或面罩）等组成。 统现状 本次设计矿区总人数 30 人， 根据井下最大当班作业人数人及供风量每人不低于 0 . 3 m / m i n 的设计要求，区空压机排气量必须大于 5 7 m / m i n ，现有空压机 5 m 六台， 9 m 二台，空压机型号 3，空压机总风量可以满足供风要求，需要主压风管路至各段为 5 寸无缝钢管，各中段进入工作区为 2 寸无缝钢管，因此管道满足送风要求。 29 统设计 按规范要求“ 1、各主要生产中段和分段进风巷道的压 风管道上每隔 200300m 应安设一组三通及阀门。 2、独头掘进巷道距掘进工作面不大于 100m 处的压风管道上应安设一组三通及阀门，向外每隔 200300m 应安设一组三通及阀门。有毒有害气体涌出的独头掘进巷道距掘进工作面不大于 100m 处的压风管道上应安设压风自救装置。 3、爆破时撤离人员集中地点的压风管道上应安设一组三通及阀门；压风管道应接入紧急避险设施内。 ” 因此，压风自救系统需完善，在各中段相应位置安装三通阀门和矿井压风自救装置。 统布点 按规范要求在各中段采场、掘进工作面、进 风巷的压风管道上共安设 Z Y J ( A ) 型矿井压风自救装置，共 12套。 井压风自救装置 龙安科技矿井压风自救装置（安标证号： 一种灾变防护自救装备，安装在压风管道上，通过面罩向使用人员提供新鲜空气的装置。具有稳定调压、手动节流、油水分离、过滤、消音、防尘等六种功能。 矿井压风自救装置接入压风管道，当矿山井下出现毒气溢出等灾变时，遇险人员立即赶到附近的矿井压风自救装置处，戴上呼吸器，打开球阀开关。呼吸器内部形成正压力，外界