煤矿安全避险六大系统设计.doc

矿产品有限责任公司矿安全避险“六大系统”设计工程编号：-006工程设计有限公司二一二年五月矿产品有限责任公司矿安全避险“六大系统”设计工程编号：-006经 理：总 工：项目负责人：工程设计有限公司二一二年五月矿产品有限责任公司矿安全避险“六大系统”设计设计人员姓 名专 业职 称签 名采矿工程高级工程师机械设备高级工程师机 电高级工程师地 质高级工程师安全工程工程师排 水工程师通 风工程师土 建助理工程师目 录第一章概述11.1项目概况11.2设计指导思想21.3建设完善六大系统的必要性21.4设计范围31.5设计依据31.6投资概算5第二章矿山概况62.1交通、位置62.2矿产资源概况72.3矿床开采技术条件82.4矿区资源储量102.5生产能力与工作制度112.6劳动组织112.7生产开拓系统介绍11第三章矿井主要灾害163.1重大危险源辨识163.2危险有害因素17第四章安全避险“六大系统”设计204.1安全避险“六大系统”的作用204.2紧急避险系统设计204.3监测监控系统234.4人员定位系统284.5压风自救系统294.6供水施救系统324.7通信联络系统344.8培训364.9“六大系统”管理37第五章投资预算395.1紧急避险系统395.2监测监控系统395.3压风自救系统395.4供水施救系统405.5通信联络系统41附 件：1、委托书2、营业执照3、采矿许可证4、安全生产许可证42第一章概述1.1项目概况矿产品有限责任公司，位于小区，法人代表，主用经营工矿物资、矿产品购销。该企业2008年8月取得有工商行政管理局颁发的企业法人营业执照，营业执照注册号：411233。该公司于2006年9月取得了矿的采矿权，采矿证号：41110，有效期至2012年3月。开采矿种：；生产规模：1万吨/年。2007年7月有限公司编制了,并通过了评审。2009年6月河南有限公司编制了矿产品有限责任公司矿建设项目安全验收评价报告，并进行了备案。2009年7月该公司取得了安全生产许可证，许可证编号：（豫m）fm安许证字【2009】xmjc304，有效期至2012年7月。2010年12月该公司换发了新的采矿证，采矿许可证号：c411110099704，有效期至2013年3月。根据2011年7月13日国家安全生产监督管理总局关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知（安监总管一【2011】108号文）文件要求，将“六大系统”建设情况纳入安全监督管理执法计划。现矿产品有限责任公司委托工程设计有限公司编制矿产品有限责任公司矿安全避险“六大系统”设计。1.2设计指导思想我国矿产资源丰富，然而由于历史原因和现实因素，矿难时有发生，严重威胁着矿井安全生产。先进科学技术的普及及应用无疑是降低遇险人员伤亡率的有效途径。建立、完善井下安全避险“六大系统”，着力构建设施完备、系统可靠、管理到位、运转有序的安全避险“六大系统”,是提高矿井安全保障能力，实现矿井安全的长治久安。1.3建设完善六大系统的必要性1、根据国家的强制性要求，依照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）、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（安监总管一【2011】168号）、国家安全监管总局关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知（安监总管一【2011】108号）等文件精神，建设、完善井下安全避险“六大系统”以提升矿山安全保障能力。安全避险“六大系统”即：（1）通过建立健全监测监控系统，实现对井下co浓度、温度、风速的动态监控，完善紧急情况下及时断电撤人制度，为矿井安全管理和避险救援提供决策、调度和指挥依据；（2）建立健全人员定位系统，实现对入井人员的动态管理，准确掌握各个区域作业人员的情况，加强对人员的安全管理和及时有效避险；（3）建立救生舱或避灾硐室等紧急避险系统，实现井下灾害突发紧急情况下的安全避险，为井下作业人员提供应急的生存空间；（4）通过完善压风自救系统，确保在井下发生灾变时，现场作业人员有充分的氧气供应，防止发生窒息事故；（5）通过完善供水施救系统，在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液；（6）通过完善通信联络系统，实现井上下和各个作业地点通信联络，为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确的信息；2、建立完善井下安全避险“六大系统”，是安全发展理念在矿山安全生产中的重要体现，是保障职工生命安全的重大举措，是以人为本、安全发展理念的重要体现。1.4设计范围由于前期进行了开采，2号矿体已开采完毕，原有pd3平硐以及+570m、+m中段回采结束，并进行了封堵。现在主要开拓系统有pd1平硐、pd2平硐、以及+m、+m、+530m三个中段。所以本次设计范围为矿生产开拓系统中的pd1平硐、pd2平硐、以及+m、+m、+530m三个中段安全避险“六大系统”设计。1.5设计依据1.5.1依据的法律法规（1）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）；（2）国家安全监管总局关于进一步切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知（安监总管一【2011】108号）；（3）金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安全使用和监督检查暂行规定(安监总管一【2010】168号)；（4）金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范（aq2031-2011）；（5）金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范（aq2032-2011）；（6）金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范（aq2033-2011）；（7）金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范（aq2034-2011）；（8）金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范（aq2035-2011）；（9）金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范（aq2036-2011）；（10）金属非金属矿山安全规程（gb16423-2006）；（11）工程测量规范（gb26-2007）；（12）民用闭路监视电视系统工程技术规范（gb50198-1994）；（13）视频安防监控系统工程设计规范（gb50395-2007）；（14）金属非金属地下矿山通风技术规范通风系统（aq2013.1）；（15）金属非金属地下矿山通风技术规范通风系统检测（aq2013.3）；（16）矿山安全标志（gb14161-20080。1.5.2其他依据（1）委托书；（2）营业执照；（3）采矿证；（4）(有限公司，2007年7月)；（5）矿产品有限责任公司矿建设项目安全验收评价报告（河南有限公司，2009年6月）；（6）该矿提供的矿山地质、设计及生产现状有关资料；（7）计人员现场调查情况和测得的数据。1.6投资概算“六大系统”设备设施投资估算合计421640.6元。第二章矿山概况2.1交通、位置2.1.1矿区交通位置矿，位于乡村东约3km，行政隶属乡管辖，矿区南距城35km，有简易运矿公路与南村-闫庄公路（g247国道）相连。矿区向北6km可到达南村，再向东可到达小浪底水库，走水路可通往新安、孟津，再向北可通往山西恒曲，同时g310国道及陇海铁路从县城通过，交通较为方便。2.1.2矿区范围、坐标矿区由4个拐点坐标圈定，各拐点坐标分别为：（80坐标）x1 3879.76 y1 37561.49x2 3879.77 y2 378161.50x3 38789.77 y3 379426.50x4 38799.71 y4 379426.50矿区面积2.3403km2，采矿证开采深度+680m到+400m，设计开采深度为+680m到m。2.1.3自然地理矿区地处低山区，区内海拔标高446.2-790.5m，相对高差344.3m，区内山峦重叠，沟壑纵横。该区属大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，年平均气温12.4。最低气温-18，最高气温41.6。冬季冰冻期月三个月。年平均降雨量662mmm，多集中在7、8、9月份，多以地表径流方式，通过矿区的河沟排泄至涧河，向北汇入黄河。矿区附近经济以农业为主，农产品有玉米、小麦、土豆等，基本可以自给。经济作物有核桃、柿子、烟叶等。-西关10kv高压输电路线经过矿区，电力充足、方便。区域矿业开发发达，主要矿产品为矿、铁矿、铝土矿等。2.2矿产资源概况2.2.1矿区地质矿区出露地层为中元古界长城系熊耳群马家河组和第四系。一、地层l、中元古界长城系熊耳群马家河组(chm)本组为熊耳群最上一组，分布于矿区及外围。主要岩性为辉石安山岩、安山岩夹数层紫红色泥岩、凝灰岩，厚1746m，由辉石安山岩一安山岩一泥岩组成喷发沉积韵律。辉石安山岩：灰绿色、暗紫红色，致密块状，其中含大量不规则状，或大小不等的圆形、椭圆形杏仁状，其物质多由硅质(玉髓、石英)及绿泥石组成。安山岩：一般出现在辉绿岩之上，呈紫红色，个别为浅紫灰绿色，性脆，解理发育，具有杏仁状。致密块状及斑状构造，其中杏仁状含量较多，个体大，多呈不规则的云朵状。泥岩：砖红色，呈夹层状产出于安山岩中，可见数层，厚度不等，最大厚度78m，易风化破碎。第四系(q)该组不整合覆于马家河组之上，主要分布于山顶及沟槽之中。为黄土及腐殖层。二、构造矿区位于黛嵋寨背斜的南翼，矿区内断裂发育，控矿断裂走向nnessw向，是本区最主要的控矿及含矿构造，地层出露长度可达1000m左右，倾向280290，倾角7590。断裂破碎带宽1-5m，构造岩为碎裂蚀变的安山岩等，主要矿化有化、硅化、碳酸盐化等。2.2.2矿体地质特征矿体沿断裂蚀变带呈nnessw向展布，倾向280一290，倾角7590，出露长度850m，延伸100m(已控制)。矿脉厚0.81.36m，平均厚度110m，岩走向有左右摇摆和膨缩、减灭再现、分支复合现象。矿脉多以单脉状产出，局部有复脉和夹层。2.2.3矿石的质量特征矿脉的主要矿物成分为。多呈现白色或肉红色结晶完好的粗大板柱状晶体，也有呈细粒状或粒状充填于较大晶体颗粒的中间。脉石矿物主要为石英，也有两种产出形态，一种呈脉状，分布于的边缘，另一种呈细粒状分布于颗粒之间，矿脉中次要矿物有方解石、萤石、赤铁矿、褐铁矿、毒重石等。矿体稳定连续性好，呈板状产出含矿率高。矿石主要有自形一他形粒状结构、碎裂结构。矿石构造主要为块状构造。2.2.4矿床成因本矿床的成因类型为低温热液裂隙充填型矿床。2.3矿床开采技术条件2.3.1水文地质本区属黄河流域，地形切割强烈，山势陡峭，相对高差344.3m，沟谷发育，有利于大气降水的自然排泄。矿脉的围岩为蚀变安山岩，蚀变安山岩由于脉的侵入而发生蚀变碎裂，裂隙发育，为透水层，含水性差，对矿井生产不造成威胁，但在雨季会影响生产。由于近矿围岩均为透水而不含水岩层，矿脉与围岩之间不存在隔水层。通过矿山矿山生产实测记录，矿井正常井下涌水量1-2td，雨季涌水量可达10td以上，实测最大40td。根据本区水文特征及矿床充水因素，结合坑内水文地质观察，认为矿区水文地质条件属简单类型。2.3.2工程地质该矿为脉状矿床，急倾斜矿体，矿体赋存于断裂带中，断裂带中的破碎岩石不论构造角砾或胶结物均受到不同程度的蚀变，致密坚硬。近矿围岩为蚀变安山岩，强度高，一般为80一90mpa，矿脉较薄，采空区有限，不易出现大面积塌方，工程地质条件属于简单类型。坑道施工中一般无需支护，仅在局部构造破碎带处采取支护措施即可。2.3.3环境地质一、环境现状本区属于地震烈度vi度区。矿区地处中低山区，人口密度小，以农业为主，经济欠发达，矿山规模小，生产能力有限，生产出的矿石及时运往选厂，坑口几乎不存矿石，废石也很少，对地表生态的破坏影响甚微。矿区水文地质条件简单，区域稳定性好，风化作用微弱，工程地质条件良好。总之，矿区及附近以自然环境和地质环境质量现状尚好。二、矿床开采环境影响预测随着采矿工程进展，相应产生的废石、废水排放量日益增加，应当采取必要措施，执行国家环境保护法，尽可能减少矿山开采中对环境的影响。1、废石处理采矿产生的废石均运到坑口以外定点堆放在沟谷中，随着生产规模的扩大。废石较多时，还要在沟底砌坝，防止洪水造成泥石流危害。2、废水排放坑道排出的废水可建设蓄水池进行沉淀净化处理，以免造成地表水体污染，给当地居民生活用水带来不便。综上所述，矿山在进行矿业开发过程的同时，应当做好矿山地质环境的保护工作。矿区水文地质条件简单，附近无水污染，地表水、地下水质量基本良好，区域稳定性好，工程地质条件中等。矿岩中有害组分的解离对地下水造成的影响轻微，据此评价，矿区地质环境质量良好。2.3.4矿石加工技术性能该区的矿矿物成分主要为、石英，矿脉厚大较纯者，基本为纯。根据矿石收购单位某化工厂的反馈意见看，本区矿石加工技术性能良好。2.4矿区资源储量2.4.1工业指标该矿为矿，参照、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范的要求，结合本矿情况，确定的工业指标如下：1、边界品位：w(bas04)30；2、最低工业品位：w(bas04)50；3、最低可采厚度：0.8m；4、夹石剔出厚度：2.0m。2.4.2储量计算结果本区查明二个矿体，提交矿体(332)+(333)级矿石量9.0928万吨，其中(332)级储量4.4579万吨，(333)级储量4.6349万吨，baso4平均含量86.38。2.4.3设计利用储量由于该矿地质工作程度较低，根据该区矿石特征以及矿体的变化特征，在设计时，将（332）级储量按照0.7的可信度进行考虑，将（333）级储量按照0.6的可信度进行考虑，计算设计利用储量，设计利用储量为5.9014万吨。2.5生产能力与工作制度根据矿区内矿体资源储量规模，开采技术经济条件以及国土资源部门批准的开采规模，确定该矿生产能力为1万吨/年，日生产矿石35-45吨/天。工作制度：年工作300天，每天3班，每班8小时。2.6劳动组织全矿劳动定员人，采矿人，辅助生产人，管理人员人，矿山地质测量、矿机及电气等13人。2.7生产开拓系统介绍2.7.1矿体开拓方式原初步设计采用平硐溜井开拓，设计pd1、pd2、pd3三个平硐，pd1为主运平硐进风，标高为+470m，pd2回风平硐，标高为+570m，pd3进风行人，标高为+m。设计建设：+470m、+m、+530m、+570m、+m五个中段，各中段之间通过天井或人行上山贯通。2009年5月由于平硐征地问题，设计470主运平硐平硐口标高变更为+m。矿山现状采用平硐溜井开拓，开拓建设工程基本按照初步设计进行，建成pd1、pd2、pd3三个平硐，+m、+m、+530m、+570m、+m五个中段，以及各中段之间通过天井或人行上山等。由于前期进行了开采，2号矿体已开采完毕，原有pd3平硐以及+570m、+m中段回采结束，并进行了封堵。现在主要开拓系统有pd1平硐、pd2平硐、+m、+m、+530m三个中段，以及中段间的溜井、人行上山等构成。pd1平硐作为主运平硐，pd2平硐作为通风和安全通道。安全出口：各中段之间通过人行上山贯通，安装梯子及扶手。2.7.2采矿方法根据矿体开采技术条件，矿体顶、底板围岩中等以上稳固，埋藏较浅，该矿开采采用了浅孔留矿法。2.7.3运输2.7.3.1坑内运输原初步设计在各平巷采用人推矿车运输，经溜井至pd1平硐，主运平硐采用有轨矿车。2009年5月主运平硐轨道运输变更为无轨人力架子车运输。现状情况为+m以上通过溜井下放到+m中段装车外运，主运平硐使用人力架子车运输。2.7.3.2坑外运输矿石运至坑口矿石堆场后，采用7吨自卸汽车运出矿区。2.7.4通风系统初步设计矿井机械通风，采用对角抽出式通风，在pd2坑口配置k55-10型主扇风机，新鲜风流通过pd1、pd3平硐进入经中段运输巷、采掘工作面、中段回风巷，从pd2平硐排出地面。在每个掘进巷道工作面使用局扇风机，采用压入式辅助通风。2009年5月设计同意风机变更为bk54-10型风机。矿山现状采对角式通风，pd1平硐进风，pd2平硐出风，在pd2平硐口安装有bk54-10型主扇风机。掘进工作面采用局扇风机，压入式通风。矿井系统总负压156.13pa,风量12.65m3/s。矿井通风系统选择bk54-10型风机，功率15kw，风机总风量为15.2-45.9m3/s,全压为172-630pa.2.7.5供、排水2.7.5.1供水方案矿井设计供水量：20t/d。原设计在pd3平硐附近设置一个200m3的高位水池，采用静压式向井下供水，管网采用枝状管网，管路由人行天井引入井下，分别接至各工作面。管路选用内径径25的pvc管。2009年5月设计变更，高位水池改建在pd2平硐口附近。目前在pd2平硐附近设立有一个200m3的高位水池，负责向井下供水。2.7.5.2排水方案根据水文地质条件，本矿区地下水补给以大气降水为主，由于地形条件较好，大部分降水已地表径流方式排入沟谷，少量风化裂隙渗入地下，矿床充水因素主要为构造破碎带裂隙水，涌水量不大，不影响矿床开采。矿井前期探矿及试生产时，实测正常涌水量10m3/d，最大涌水量40m3/d。原初部设计在设计矿体开采时，各中段内的积水通过水沟，自流排出地表，排水沟采用梯形断面，上宽310mm,下宽280mm,深度200mm，水沟坡度3-7，或与井巷工程坡度相同。目前该矿pd1平硐最低，巷道底部建有水沟，矿井所有涌水汇集到pd1平硐排出地表。2.7.6压风系统原设计选用l2-10/8型电动空压机2台，布置于pd2、pd3坑口，配用1.5m3储气罐。采用单树枝状管网供气系统，由空压机站沿地面、平硐、中段、人行上山、中段平巷到各中段需风点。压气干管选用753.5mm的无缝钢管，分支管采用323mm的无缝钢管。目前在pd1平硐建设压风机房，安装了10m3和3m3压风机各一台，主风管使用75mm塑料管。2.7.7供电系统初步设计供电系统由村10kv农网上“t”接，矿山安设两台变压器，一台s9-150-10，一台s9-50，分别向主扇、压风机和井上下照明供电。矿山井下采用380v供电，矿山备用30kw发电机组2台。2009年5月设计变更为安装一台s9-160-10变压器（中性点接地），向矿山地面压风机、主扇风机、机修、生活及照明供电。使用30kw发电机（中性点不接地），向井下局扇和照明供电。目前供电系统从10kv高压线上“t”接到矿区，在pd1北侧山坡安装一台s9-150-10变压器，在风机房处建配电房，安装配电柜3台，30kw发电机组2台，一台向井下供电（中性点不接地）。2.7.8通信系统原设计通讯采用矿区外部联系通过网通公司直通电话或手机进行联系，井口值班室配置人工电话交换机，通过通讯电缆与各工作点电话联系。目前现状情况，外部采用移动和联通网络进行联系，各工作面及设备房安装有电话直通井口值班室。2.7.9总图布置原设计工业场地：pd1硐口标高470m，pd2硐口标高570m，pd3硐口标高m。风井场地位于pd2硐口，排土场设在pd2井口南侧沟谷，生活区设在pd2硐口附近，设计在pd3坑口建造蓄水池。2009年5月设计470主运平硐平硐口标高变更为+m，高位水池改建在pd2平硐口附近。目前工业场地：pd1硐口标高m，pd2硐口标高570m，pd3硐口标高m。风井场地位于pd2硐口，排土场设在pd1硐口西北侧沟谷，生活区设在pd1硐口附近，蓄水池位于pd2硐口附近。第三章矿井主要灾害3.1重大危险源辨识1、根据国家安全生产监督管理局关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见，库区（库）构成重大危险源的临界量为：工业炸药临界量标准为5吨，起爆器材存储的临界量为0.5吨。设计对爆破器材库采用地面平房型爆破器材库。但库房设计存放量有限（1000kg）,同时，地方派出所批准限量存储，一般几百公斤，小于1000kg,火线及雷管量与炸药相当，因此，该矿的爆破材料库不属于重大危险源。2、爆破器材使用场所：民用爆破器材生产使用场所的重大危险源中，工业炸药临界量标准为5吨，起爆器材临界量为0.1吨。上述每天爆破器材使用量不超过临界量，而且使用爆破器材的作业面分散，单个工作面的使用量更少，古本矿山使用爆破器材场所不属于重大危险源。3、按照关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见安监管协调字200456号附件1对压力容器构成重大危险源的界定，该公司所用储气罐主要用于储存压缩空气，调节生产用气，不符合以下条件：（1）介质毒性程度为极度、高度或中度危害的三类压力容器；（2）易燃介质，最高工作压力0.1mpa，且pv100 mpam3的压力容器(群)。因此，金属非金属矿山采掘施工作业中使用的压力容器不构成重大危险源。4、该矿山建设项目属于地下开采矿山，针对重大危险源申报范围，只要符合下列条件之一的矿井即为重大危险源：瓦斯矿井、水文地质条件复杂的矿井、有自燃发火危险的矿井、有冲击地压危险的矿井。根据该矿山矿床地质、水文地质、工程地质及开采技术条件：该矿山属无瓦斯、无自然发火危险、无冲击低压危险矿井。根据以上分析结果并对照相关重大危险源有关规定可知：该建设项目不构成重大危险源。3.2危险有害因素3.2.1主要危险因素3.2.1.1冒顶和片帮由于掘进、采矿过程中的开采造成矿岩赋存条件的变化，矿、岩体周边暴露于空气中，在爆破震动、水蚀、风化等因素的作用下，使矿、岩体产生应力部平衡，结构发生变化，从而引起冒顶、片帮、塌方等危及工作人员生命和设备财产安全的危险因素。3.2.1.2火药爆炸及爆破伤害炸药、雷管等爆破器材在运输、贮存和爆破操作过程中，因违章或人为失误及其他原因引起爆炸，危及人员生命和设备财产安全。3.2.1.3中毒、窒息爆破产生大量的co、nox、h2s等有毒气体，人体吸入有中毒危险。作业过程中如果通风不足，会造成人员窒息，甚至危及生命。预防中毒和窒息的有效方法就是对有职业危害的场所进行定期检测，加强监控，使用必要的防护用品、保证通风和降低接触时间。3.2.1.4透水因地下含水丰富或探、采工程与大水体连通，造成井下大量涌水或突水，不能有效排水从而引起的淹井事故，造成人员伤亡和财产损失。严重的透水可导致冒顶、片帮等事故的发生。3.2.1.5触电由于使用的电气、照明设备，很多情况下电缆敷设距离远，作业环境恶劣、经常性地运输，很容易使设备绝缘损坏，如果防护措施不完善，容易引发触电事故。3.2.1.6火灾井下设备检修场所，供电电缆，厂房等处因接触火源、热源或电缆短路着火等原因可能造成火灾。井下发生火灾时，往往因为通道狭窄，空气按方向性流动，而引起下风侧人员中毒窒息，甚至死亡；地面火灾首先是财产损失，也可能造成人员死亡。3.2.1.7机械伤害在操作机器、移动设备、用机械运输、在机械周围工作时间可能发生人员伤害事故。3.2.1.8车辆伤害在各类运输设备上可能发生的伤害。对工人进行必要的运输安全知识培训，保证设备安全防护装置的有效性，运输保持必要的安全距离等是控制这类事故所必要的。3.2.1.9物体打击作业人员在巷道的碰撞，岩石、设备、工具等坠落物的砸伤，以及岩石、管道、金属突出物的刺伤和扎伤。3.2.1.10高出坠落风井、矿石溜井等，由于防护设施不完备或损坏、操作者失误以及在电线杆上修理电线时，从电线杆上掉下来等造成坠落，危及工作人员身体损伤和生命安全的危险因素。3.2.2主要有害因素分析3.2.2.1粉尘产生于凿岩、爆破、装矿（岩）与卸矿（岩）作业过程中，从环境空气浓度分，以凿岩、爆破作业为最高；按粉尘危害性质分，以sio2含量超过40%后最为严重。3.2.2.2噪声噪声产生于凿岩作业的始终、爆破瞬间和空压机、风机与局扇的运转以及装卸矿过程中。凿岩作业产生的噪声强度较大（90db以上），时间长、距人近，危害性大，应采取除、防措施。3.2.2.3震动物体振动可以产生强烈的噪声，振动与噪声往往并存，振动对人体具有损伤作用。振动的作用不仅可以引起机械效应，更重要的是可以引起生理和心理的效应，振动可直接作用于人体，也可以间接于人体。人体接受振动后，振动波在组织内传播，由于各组织内结构不同，传导的程度不同。第四章安全避险“六大系统”设计4.1安全避险“六大系统”的作用矿山重大灾害为瓦斯爆炸和透水淹井、火灾、冒顶片帮、中毒窒息。如何在“关键一小时”内逃离灾区或躲避在安全区域是最终决定矿工生死存亡的关键问题。目前，我国大中型矿山井筒深、运距长，一般都有多个中段生产，每个中段走向都较长，采场多。当安全事故发生时，这些都给人员撤离带来一定困难。突发紧急情况井下人员无法逃脱时，为被困矿工提供维持生命的环境，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，必须在井下建立安全紧急避险系统，用于井下发生灾变时为遇险人员提供安全避险空间、水源、氧气、通信和路线。安全避险“六大系统”包括“紧急避险系统、监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统。4.2紧急避险系统设计按照金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范(aq2033-2011),井下紧急避险系统是在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施（主要包括避难所、移动式救生舱）、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。4.2.1紧急避险系统设置应符合：1、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；每个生产中段必须有至少两个便于行人的安全出口。并和通往地面的安全出口相通。2、编制事故应急预案，制定各种灾害的避灾路线，绘制井下避灾线路图。4.2.2紧急避险设施的设置应符合条件：1、水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山，至少在最低生产中段设置紧急避险设施；2、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；4.2.3本矿山紧急避险系统构成本矿山有两个矿体，1、2号矿体联合开拓，采用平硐溜井开拓。pd1平硐口到pd2平硐口的距离全长924m，远远小于2000m。根据紧急避险系统设施设置条件，本矿山不设置避难硐室或救生舱。本矿山pd1平硐作为第一个通往地表的安全出口，pd2平硐为风井，作为第二个通往地表的安全出口。1、矿体避灾路线避水灾路线：+中段：采掘工作面人行天井pd2安全出口地表；+中段：采掘工作面人行天井pd2安全出口地表；+530中段：采掘工作面人行天井pd2安全出口地表；2、避火灾、有害气体路线：+中段：采掘工作面pd1安全出口地表；+中段：采掘工作面上山天井pd1安全出口地表；+530中段：采掘工作面上山天井pd1安全出口地表；矿井制定了避灾路线，绘制了井下避灾线路图，并按照gb14161-2008的规定，在井下巷道、分道口悬挂避灾路线的标识。井巷的所有分道口要有醒目的路标，注明其所在地点及通往地面出口的方向，并定期检查维护避灾路线，保持器畅通。自救器：为井下人员每人配备一台zh30型自救器，自救器台数为55台，含10%备用。4.2.4逃生路线选择在发生灾情后，人员受各种不利因素的影响不能及时的撤离危险区域，不能准确的选择逃生路线，因此需要对逃生路线作详细设计，以正确引导人员安全撤离和迅速寻找到避灾硐室。最佳的避灾路线，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、距离最短的的行动路线；（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心中；（5）为使在出现意外情况下时，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；火灾、瓦斯灾害的避灾路线，人员从发生灾害地点向风流反方向撤退至进风流中；冒顶或塌方灾害沿离地面或避灾硐室最近的线路撤离。（6）在巷道的出入口和交叉点应标明避灾线路。确定了避灾路线后，应保持避灾路线的畅通，不能随意变更避灾路线。对井下人员进行必要的安全避灾知识的教育，使其熟悉所在工作区域的避灾系统路线。4.2.5维护与管理1、应指定人员负责紧急避险系统的日常检查和维护；2、应定期对紧急避险系统进行巡视和检查，发现问题及时处理；3、应对入井人员进行紧急设施使用和紧急情况下逃生避灾的培训，确保每位入井人员均能正确使用紧急避险设施和选择正确的避灾路线逃生；4、图纸、技术资料应归档保存。4.3监测监控系统4.3.1监测监控系统的构成按照金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范（aq2031-2011）,监测监控系统是由主机、传输口、传输线缆、分站、传感器、视频监控等设备及管理软件组成的系统，具有信息采集、传输、存储、处理、显示、打印和声光报警功能，用于监测金属非金属地下矿山有毒有害气体浓度，以及风速、风压、温度、烟雾、通风机开停状态、地压等。本矿山为地下开采，平硐溜井开拓，不属于高硫、自燃发火危险、放射性元素矿床，不属于需要保护的建筑物、构筑物、铁路、水体下面开采的地下矿山，不属于存在工程地质复杂、有严重地压活动的地下矿山。按照建设规范要求，本矿山监测监控系统包括：监测监控中心、有毒有害气体监（检）测、通风系统监测、视频监控。监测监控设备包括：主机、监控分站、co传感器、风速传感器、开停传感器、风压传感器、通信电缆、显示器、视频摄像头、视频线、便携式气体检测报警仪。4.3.2设备选型设备的选型要求：要选择与设计的设备使用功能相同的设备，选择设备的性能要良好，设备要具有矿用产品安全标志。4.3.2.1安全监控系统设计选用kj90nb型安全监测监控系统。该系统集环境安全、生产监控、信息管理、网络运用、工业电视以及兼容火灾监测、电网监测、顶板动态监测、主扇风机在线监测等多种子系统为一体的新型矿井综合监控系统。该系统能够实时显示各个监测点的监测数据，并可以图表等形式显示历史监测数据；可以设计预警参数，并能实现声光预警；传感器的数据或状态通过分站能够传输到主机；主机和分站以及视频监控的备用电源应能保证连续工作2h以上；设备具有矿用产品安全标志。4.3.2.2监控分站监控分站选用kj90-f16型，该型分站是以89c60单片机为核心的多通道、多制式信号采集、通讯系统，可挂接瓦斯、一氧化碳、风速、负压、设备开停等最多16种传感器来对矿井环境及生产参数连续监测，并能通过工业以太网或rs485总线方式将监测参数传送到地面中心站，还可接收执行中心站发来的各种命令，并及时发出报警和断电控制信号。表4-1 kj90-f16分站信号端口端口名称分站kj90-f16分站kj90-f8信号采集端口模拟信号/开关量信号输入口16路8路智能输入口1路1路脉冲量输入口1路1路断电控制端口近程断电输出口4路1路远程断电输出口4路4路通讯端口rs-485通讯口1路4路10/100mbps自适应以太网口1路1路4.3.2.3一氧化碳传感器根据监测监控系统建设规范，设计选用gth型一氧化碳传感器，用来在线监测采掘工作面炮烟中的一氧化碳，设置一氧化碳报警浓度20ppm,不高于24ppm。4.3.2.4风速传感器根据监测监控系统建设规范，设计在井下总回风巷、各个生产中的回风巷设置风速传感器，型号为kgf15。风速传感器报警调设数值：监测位置 最高风速（m/s） 最低风速（m/s）回采进路 4 0.15采切工作面 4 0.25主进风道 8 1.8主回风巷 15 7.24.3.2.5风压传感器根据监测监控系统建设规范，主要通风机应设置风压传感器，设计选用gf5f型风压传感器。4.3.2.6开停传感器根据监测监控系统建设规范，主要通风机、局扇风机应安装开停传感器。设计选用kgt8型开停传感器。4.3.2.7视频监控根据监测监控系统建设规范，设计井口、空压机、风机房、装矿点要安装视频监控探头，坑口值班室安装视频显示终端。4.3.2.8有毒有害气体监（检）测根据金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范要求，设计为该矿山配置4台rbbj-t型便携式气体检测报警仪，每班1台，1台备用。rbbj-t型便携式气体检测报警仪应能测量一氧化碳、二氧化氮浓度，并实现报警功能。4.3.3设备安装位置、数量及要求主机安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示终端。主机和分站的备用电源应能保证连续工作2小时以上。监测分站安装在便于人员观察、调试、检验，且围岩稳固、支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安装时应垫支架或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于0.3m。一氧化碳传感器垂直悬挂，距巷道壁应不小于0.2m，距顶板应不大于0.3m。风速传感器安装在各生产中段回风巷、总回风巷能准确计算风量的地点。以距离主扇风机硐室10m安装风压传感器，实现对矿井风压的连续监测，防止跑风，漏风现象发生。主扇和局扇风机旁安装开停传感器。在坑口值班室设一台tcl视频监控显示终端，用于显示井口、装矿点、空压机、风机房等场所的视频监控图像。在井口、空压机、风机房、装矿点安装视频监控探头。4.3.3.1矿区监测监控系统矿体pd1平硐口安装监控分站一台；+中段运输巷两端各安装一氧化碳传感器、风速传感器各一台；+中段运输巷两端各安装一氧化碳传感器、风速传感器各一台；+530中段运输巷两端各安装一氧化碳传感器、风速传感器各一台；pd2平硐口主扇风机硐室处安装开停传感器、风压传感器各一台；局扇风机旁安装开停传感器一台。在坑口值班室设一台tcl视频监控显示终端，井口、空压机、风机房、装矿点各设一视频监控探头。表4-2设备数量见下表序号名称型号数量单位备注1主机kj90nb套12数据分站kj90nb-f16台13一氧化碳传感器gth台64风速传感器kgf15台65开停传感器kgt8台36风压传感器gf5f台17信号电缆puyvr-147米20008视频显示器tcl台19摄像头高清540台510便携式气体检测报警仪rbbj-t型台411合计4.3.4维护与管理1、矿山应制定监测监控系统运行维护管理制度及监测监控人员岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度；2、矿山应指定人员负责监测监控系统的日常检查与维护工作；3、监测监控设备应定期进行校核，传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，应立即更换；4、系统发出报警信息时，监测监控中心值班人员应按规定程序及时处置，处置结果应记录备案；5、应建立以下台账报表：（1）监测监控设备台账；（2）监测监控设备故障登记、检修表；（3）监测监控设备巡查记录；（4）传感器调校记录表（5）报警记录月报表。4.4人员定位系统本矿山总人数为49人，采矿26人，辅助生产13人，管理人员2人，矿山地质测量、矿机及电气等13人。工作制度：年工作300天，每天三班每班8小时。每班最大入井人数为20人，根据人员定位系统建设规范要求，井下最多同时作业人数不少于30人的金属非金属地下矿山应建立完善人员定位系统；井下最多同时作业人数少于30人的金属非金属地下矿山应建立完善人员出入信息管理制度，准确掌握井下个区域作业人员数量。因此本矿山各个生产系统可不设计人员定位系统，但应建立完善人员出入井信息管理制度。制度内容如下：1、所有出入坑人员必须认真填写出入坑登记表。任何人不准代签，必须有硐口检身工负责登记。交班时必须向接班人交待请当班出入坑人数情况；2、严禁单人入坑，两人以上集体作业人员出入坑时必须由带班长带领集体出入；3、作业人员因事出坑，必须经带班长批准，持证明在坑口进行登记；4、考勤人员凭出入坑登记表进行考勤（出入坑登记、并填写时间）;5、交接班必须在井内进行，严格执行交接班时间；6、外单位人员因工作需要出入坑时，须由安全科负责人批准后，并排专人办理出入坑手续，安全科为其准备必要的防护用品，安全教育后陪同出入坑；7、人员出入坑由矿山安全生产调度室负责管理，生产科、安全科、调度科值班人员负责具体监督管理；8、如由一个硐口进从另一个口出，人员出坑后检身工向入口检身工电话通知出入坑人员姓名，核实消退。4.5压风自救系统4.5.1矿山压风系统压风自救系统是指在矿山发生灾变时，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、三通及阀门、油水分离器、压风自救装置等。4.5.2本矿山压风自救系统4.5.2.1本矿山压风自救系统的构成设计选用两台10m3空压机，一台使用，一台备用。采用单树枝状管网供气系统，干管选用754的无缝钢管，分支管采用外接504的无缝钢管，铺设一趟。由中段压气支管向各采掘作业地点架设压风管路，并在各作业地点压气管路上安装三通及阀门、压风自救装置，压风自救装置型号为zyj，通过防护袋或面罩向使用人员提供新鲜空气的装置。接入矿井的压风管路油水分离器、减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.1-0.3mpa之间，单个出口供风量不低于0.3m3/min，连续噪声不大于70db。4.5.2.2压风自救装置压风自救装置具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能，零部件的连接应牢固、可靠，不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过5mm的现象。压风自救装置的操作应简单、快捷、可靠。避灾人员在使用压风自救装置时，应感到舒适、无刺痛和压迫感。压风自救系统使用的压风管道供气压力为0.3-0.7mpa；在0.3mpa时，压风自救装置的供气量应在100-150l/min范围内。压风自救装置工作时的噪声应小于85db。压风自救袋的安装高度以减压阀下口为标准，应在1.3-1.6m，开关位置要便于操作。4.5.2.3压风设备能力校核根据压风自救系统安装区域工作人员数量，并考虑输气管路的漏风量和一定的富裕量按下式确定供风量。按照最多人数20人计算，设计每人需风量为0.3m3/min，则避灾时需风量为：q总=kk1总q自=1.21.2200.3=8.64m3/minq总:所需风量m3/min；k：压风管路漏风系数，取1.2；k1：压风自救器安装区域工作人员不均衡系数，取1.2；总：压风自救安装区域工作的最多人数；q自：压缩空气供风量，每人按0.3m3/min。空压机的供风量为10m3/min，能够满足需要。4.5.3压风自救装置安装按照压风自救系统建设规范，各主要生产中段进风巷道的压风管道每隔200-300m应安设一组三通及阀门；独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道应安设一组三通及阀门，向外每隔200-300m应安设一组三通及阀门。爆破时撤离人员集中地点的压风管道应安设一组三通及阀门。压风管道敷设应牢固平直，并延伸到井下采掘作业场所、紧急避险设施、爆破时撤离人员集中地点等主要地点。压风自救装置、三通及阀门安装地点应宽敞