煤矿紧急避险硐室设计说明书.doc

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，根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）精神和安监总煤装【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精神，2010年6月底前，所有煤与瓦斯突出矿井，要完成紧急避险系统的建设完善工作。结合里王庙煤矿实际情况，受红卫矿业有限公司委托，我矿承担了里王庙煤矿避难硐室的设计任务。设计依据：1、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定2、采矿工程设计手册3、煤矿安全规程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、照明、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。1 矿井概括里王庙煤矿隶属湖南省煤业集团红卫矿业有限公司，位于耒阳市东南17km处的泗门洲镇与小水镇境内。属白沙向斜南段西翼，井田北部以枫树下断层为界与龙家山井田相连，南部以39勘探线以南300m人为边界与坦家冲井田相连，西起6煤露头线，东至6煤-250m等高线在平面上的投影。地理坐标为东经112530154,北纬2817081848。南北走向长3.2km，东西倾向宽0.78km，面积约2.4107km2。煤系地层及煤层情况：里王庙井田内煤系地层为二叠系龙潭组上段，由中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成，平均厚度约202.55m。地层由老到新划分6个煤组即7煤组、6煤组、5煤组、3煤组、2煤组、1煤组。1、7煤组：层组厚约55.30m，共分四小层。（1）砂质泥岩：深灰灰黑色，薄层状，水平层理。含菱铁质结核夹细砂岩条带，产植物化石，下部夹一三层粉砂岩，本层厚约7.30m。（2）中细粒砂岩：灰色，薄中厚层状，致密坚硬，水平层理为主，石英含量高。局部过渡为粉砂岩或砂质泥岩，厚约17.0 m，顶部为7煤层。（3）砂质泥岩及粉砂岩：深灰色灰黑色，薄层状，水平层理。含少量菱铁质结核，本层厚约23.0 m。（4）砂质泥岩、泥岩：深灰色灰黑色，薄层状，水平层理及斜层理。偶夹炭质泥岩，局部过渡为粉砂岩或细砂岩，产植物化石，本层厚8.0m左右。2、6煤组：层组厚21.5847.78m，平均34.94m。（1）6煤层：黑色，以粉煤为主少量块煤，似金属光泽，半光亮型，粒状结构，条带状构造。常呈“煤包”形态产出。结构较简单，偶见夹矸一三层，夹矸厚度0.010.35m。6煤层为主要可采煤层，厚035.20m，平均4.86m。6煤层在该区域内厚0.0711.5m,平均厚2.47m。（2）砂质泥岩：深灰色、灰黑色，薄至中厚层状，水平层理及缓波状层理，局部见小型斜交层理。含菱铁质结核及厚度小于0.41m的一层极不稳定煤层或煤线、炭质泥岩。夹灰深灰色中厚层状的中细粒砂岩及粉砂岩，局部过渡为粉砂岩，产植物及碎屑化石，本层厚20.9044.70m，平均30.08m。3、5煤组：层组厚11.3933.41m，平均20.64m。分以下几层：（1）5煤层：灰黑色，块状为主，少量粉末状，偶见条带状，半金属光泽，半光亮型。硬度较大，结构简单，局部可采，厚02.01m，平均0.60m。在该区域内，5煤层为不可采。（2）砂质泥岩：深灰色灰黑色，薄中厚层状，水平层理及缓波状层理。含菱铁质结核夹炭质泥岩及一层极不稳定煤层，本层局部过渡为粉砂岩或中细粒砂岩，产植物及碎屑化石，本层厚026.50m，平均10.50m。（3）中细粒砂岩：浅灰色、灰色，中厚层状，小型斜层理及缓波状层理。成分以石英为主，长石次之。有时见石英脉穿插，岩性坚硬。局部过渡为粉砂岩或砂质泥岩，本层有时尖灭，厚017.18m，平均5.0m。（4）砂质泥岩：深灰色，薄中厚层状，水平层理及缓波状层理。含透镜状菱铁质结核，夹不稳定煤一层或煤线、炭质泥岩。局部过渡为粉砂岩或中细粒砂岩，产植物及碎屑化石，本层厚021.71m，平均4.54m。4、3煤组：层组厚16.6046.90m，平均33.94m。分以下几层：（1）3煤层：灰黑色、钢灰色，条带状、性脆易碎。上部以块煤为主，下部为粉煤，结构简单，本井田较发育，厚01.33m，平均0.50m。（2）砂质泥岩：深灰灰黑色，薄中厚层状，水平层理及缓波状层理。含少量菱铁质结核，局部过渡为粉砂岩，产植物及碎屑化石。本层厚027.83 m，平均5.0 m。（3）中细粒砂岩：浅灰色、灰色，中厚层状，斜层理及缓波状层理。石英含量高，硅质胶结，致密坚硬。夹砂质泥岩及极不稳定二层煤，厚00.80 m，局部过渡为砂质泥岩。本层厚047.0 m，平均22.50 m。（4）砂质泥岩：深灰色，薄层状，水平层理及缓波状层理。含少量菱铁质结核，局部过渡为细砂岩，产植物及碎屑化石，本层厚016.50 m，平均5.94 m。5、2煤组：层组厚18.0951.10 m，平均28.36 m。分以下几层：（1）2煤层：灰黑色，粉末状为主，块状次之，结构简单，含硫量高，常见星点状黄铁矿，不甚发育，有时为炭质泥岩，厚01.31 m，平均0.27 m。（2）泥岩、砂质泥岩：俗称“2煤结核泥岩”，深灰色、灰黑色，薄层状，水平层理。偶夹细砂岩或粉砂岩，含较多的透镜状菱铁质结核，并有较多的星点状、团块状黄铁矿。产瓣鳃类、螺类动物化石，且多被黄铁矿交代，俗称“金瓣”、“金螺”，本层厚17.8050.10 m，平均28.09 m。6、1煤组：层组厚20.3646.30 m，平均29.37 m。1煤层在本井田不发育。该煤组分以下几层：（1）细砂岩：俗称“薄层砂岩”，灰色、浅灰色，薄层状，水平层理及缓波状层理。成分以石英为主，硅质胶结，岩性坚硬。层面常见蠕虫状及坑点状象形印模，局部夹粉砂岩及砂质泥岩，本层厚029.50 m，平均22.75 m。（2）砂质泥岩：深灰色，薄层状，缓波状层理及水平层理，含透镜状菱铁质结核及瘤状、星点状黄铁矿。底部夹一层极不稳定薄煤层，厚00.90 m，平均厚0.40m即为1煤层，本层厚017.43m，平均6.62m。 可采煤层情况里王庙矿区域内主采6煤层厚度变化大，煤厚为 0.0712.5米，平均煤厚为2.6米。煤层结构较简单，偶尔有1-2层夹矸，夹矸厚0.20.4m，煤层可采性指数（Km）为0.83，变异系数（）113.7，属于不稳定至极不稳定煤层。里王庙矿井5煤层0底板等高线以上，煤层厚度在0.72.0m之间，煤层基本上都可采。5煤层0底板等高线以下，由于煤系地层深部延伸，地质构造力加剧，煤层变薄且不稳定，煤厚一般都在0.7m及以下。因此，矿目前未对其进行开采。矿井地层构造里王庙井田位于白沙向斜南段西翼，井田内地层为一单斜构造。矿井南边煤层的走向为大致为010，北边煤层走向大致为020。矿井地层倾向东，倾角为2058，平均倾角为26。井田内地层未出现大的褶皱构造，只有局部地段存在小的褶曲。在井田的北边有两条断层，一条正断层位于矿井北部的226与246采区之间，从现有的地质资料可知该断层一直从地表延伸到煤层-100米底板等高线位置。另外一条断层（枫树下正断层）位于里王庙矿井的北边界，其北盘下降、南盘上升，倾向北东，水平断距100160m，垂直断距100m,倾角60左右，走向为北西至东南，直向长约1100m。由于存在井田边界上，因此对矿井的生产无大的影响。1.1矿井开采技术条件1.1.1 水文地质 一、井田内主要水系为满洲小溪及麒麟山水库。1、满洲小溪：发源于井田西南侧，由西南向东北流经整个井田，最后流入龙家山井田区域。补给水源主要是山间溶滤潜水，小溪流经的地区全为煤系地层，部分地段经过老窖及生产煤井采空区，对煤系地层水补给关系极为密切。该小溪为季节性小溪，旱季干涸，雨季、洪水期水量较大。 2、麒麟山水库：位于井田东部-250m井田边界线处，该水库主要补给水为大气降水，库容量为4.8万m3。二、岩层的含水性： 里王庙煤矿出露的地层为第四系、三叠系下统大冶组、二叠系上统大隆组、龙潭组。第四系地层为坡积物、残积物，分布在山坡或山沟，厚度011.3m,其潜水位线随地形和季节变化而变化，为弱含水层。 三叠系下统大冶组由薄层泥灰岩组成，厚度大于134m。地表出露面积广，裂隙溶洞不发育，其单位涌水量为0.00010140.000228L/s.m，为弱含水层。三叠系上统大隆组由灰黑色硅质岩、硅质泥岩及硅质灰岩组成。单位涌水量为0.0000160.000037L/s.m，渗透系数为0.00009290.000111m/d,为弱含水层。二叠系龙潭组上段由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成。勘探阶段在3002孔煤系地层进行了混合抽水，其单位涌水量为0.01750.0196L/s.m，为弱含水层。二叠系龙潭组下段由粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹细中粒砂岩组成，为弱含水层。三、断层含水性和导水性枫树下断层（F1），位于井田北端，为井田的北部边界，属北盘下降、南盘上升、倾向北东的正断层，水平断距100-160米，垂直断距100米，倾角60左右，走向为北西至南东，走向长约1100米。矿井未开采到北部边界，且目前有防水煤柱，因此该断层对矿井的水文地质无影响。F4断层，为一走向逆断层，倾向东，基本上位于深部的坦里井田，仅在浅部至露头有小部分位于本井田，对矿井的水文地质无影响。四、矿井充水条件1、矿井涌水主要来源：矿井涌水的主要来源有三个因素。1）第一个因素是煤系地层中的岩层水，里王庙煤矿井所有巷道及回采工作面都在龙潭组上段煤系地层之中，并且岩层为微弱含水层。我矿大量井巷工程都在6煤层及其底板数十米范围之内，开采后的裂隙及地面塌陷影响范围较大。从历年矿井涌水量观测分析，水量浅部稍大，向深部逐渐减少，而且水量还比较稳定，虽然受季节降雨量影响，但不会突然剧变而对矿井构成威胁。2）第二个因素是矿井及小煤窑采空区，它是一个储水罐，地面形成的塌陷及裂隙又是水流动的通道，当雨季期间大气降雨充沛，地表水可以沿着这些通道渗入矿井，涌水量季节性变化明显，旱季水量很小，雨季水量较大。虽然，在矿井开采历史上有2次因为小煤窑穿水而影响生产，但由于近几年我矿做了大量防治水工程和小煤窑调查工作。经过对资料的分析可知：里王庙煤矿现不存在淹水平、淹井的危险。3）第三因素是废弃老窖积水。据老窖调查资料，本区光绪年间就有小煤窑采煤，开采历史已百余年，地面老窖遍布。6煤层厚度比较大，6煤层中小窖特别多。矿井开采历史上1次老窑突水，发生在我矿2264-1采面，平均突水量75 m/h，突水对本矿生产无大大影响。目前，我矿以采至深部水平，因此已不存在废弃老窖积水淹井的情况。里王庙煤矿涌水的水源是大气降水、小煤窑开采用水与岩层自身的裂隙水，其通道主要是老窖及小煤窑采空区，其次是矿井采后的导水裂隙。涌水量的变化随大气降水量的变化而变化。1.1.2煤层顶底板本矿井开采的6煤层顶板为深灰色砂质泥岩，局部地段夹粉砂岩、中细粒砂岩和泥岩，一般厚30.08m，为中等冒落性顶板。属I级顶板。底板为深灰色砂质泥岩，局部地段为细砂岩和泥岩，一般厚8m，岩石硬度中等，稳固性较好。本矿井工程地质构造复杂程度属简单类型。1.1.3其他开采技术条件据2008年8月湖南省煤安检测检验中心分析鉴定（煤检字第08407号），6煤层挥发分VDa为19.16%，VDaf为6.98%。6煤层煤尘无爆炸危险，自燃倾向性为不易自燃。湖南省煤炭工业局湘煤行20109号文关于2009年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复，里王庙煤矿6煤层无爆炸危险性，自燃倾向性为不易自燃。根据湖南省煤炭工业局湘煤行20109号文关于2009年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复，里王庙煤矿为煤与瓦斯突出矿井。2008年3月煤炭科学研究总院重庆研究院对该矿6煤层进行了瓦斯基本参数测定结果：埋深351.2m区域瓦斯压力为1.22Mpa，平均瓦斯含量为14 .21m3/t。煤层透气性系数介于0.0150.224m2/MPa2d，区域6煤层具有瓦斯含量高、压力大、煤层透气性差的特点，具有严重的煤与瓦斯突出危险。该矿井地温正常。1.2 矿井灾害分析从上述的开采条件上看矿井的主要灾害的煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸，煤层自燃及突水灾害。1.3 矿井主要安全生产系统1.3.1通风系统情况采用分区式通风。主、副井为进风井，各风井主扇采用抽出式通风方式，南翼有南一和南二两个风井，其中南一风井风机型号为：BD-11-6-13型，功率230kw，南二风井机型号为：BD-11-6-14型，功率为245 kw，北翼有北风井，型号为：BD-11-6-14型，功率为237kw。1.3.2安全监控系统情况采用矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套信号软电缆。型号为MHYVR或MHYVP。设备类型：KJ101N安全监控系统。1.3.3通信联络系统情况采用矿用通讯电缆，其型号为MHYVP。设备类型：DDK-6M交换机和HAK-2井下防爆电话机。1.3.4压风系统情况在地面安装了2台型号为STF175-8A型喷油螺杆式压缩机，其电机型号为NAD44525D-4型，功率为132kw。主管采用4寸钢管，分管采用3寸钢管，支管采用1寸钢管。1.3.5消防、防尘系统情况利用地面防尘水池作为供水源，主水管采用4寸钢管，分管采用3寸钢管，支管采用1寸钢管。主管上每50米均设置了三通闸阀，各采区、采掘工作面的进、回风流均设置了净化风流装置，各转载点安装了喷雾洒水装置。1.3.6人员定位系统采用矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套信号软电缆。型号为MHYVR或MHYVP。设备类型：KJ251煤矿人员管理系统。1.3.7供电系统井下分为-125水平和-250水平两个中央变电所。高压电缆采用聚氯乙烯电缆，型号为：YJV22 3*35低压电缆采用橡套阻燃，型号为MU35-252 采掘工作面分布情况矿井采用斜井多水平开拓方式，共划分为三个水平：分别为-0水平、-125水平、-250水平。-0水平现已开采完毕。目前生产水平为-125水平、-250水平，生产采区是-125水平的23采区；-250水平的31采区、33采区和32采区，准备采区为-125水平的26采区。主、副井位于井田的中央，各水平运输大巷、总回风巷布置在6煤层底板岩层中。各采区布置方式：23采区三条轨道上山，三条回风上山；31采区一条轨道上山，二条回风上山；33采区三条轨道上山，三条回风上山，32采区三条轨道上山，三条回风上山，26采区（-90-125）采用石门结合两条回风上山布置。每隔30m垂高划分为一区段，每个采区分为4个区段，每个区段布置底板巷或者石门与回风上山联通。采煤工作面的布置方式：沿煤层走向跟顶板布置溜子道和回风巷，沿倾斜方向布置开切眼，采煤工作面走向长度一般在100m，倾向长度为60m左右。采煤方法为倾斜分层、走向长壁后退式采煤方法，爆破落煤，全部垮落法管理顶板，一个循环推进距离0.8m。2 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3.1.1、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；另外考虑到避难硐室不宜设置在变电所、火药库或者停车点，因为它们存在火灾隐患；避难硐室还应该远离各种地质构造区域，如断层、岩层断裂碎带，大的地下位移如地震有可能破坏避难硐室及其内部设备；避难硐室的位置还要考虑不能设置在井下容易积水的地点，避免水患，要选择在足够强度的煤层或者岩层中，并且要有足够的非燃物保护厚度。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 -125水平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111 主井底2运输工111 主井底 3电机车司机222 大巷中4把钩工111 216-50车场5 绞车司机111 216-50绞车房6 把钩工111 236-50车场7 绞车司机111 236-50绞车房8 把钩工111 226-50车场9 绞车司机111 226-50绞车房10司泵工111 -50变电所11 临时员工272 -50水平大巷内合计131813表2 -150m水平大巷人员分布情况 序 号 工种出勤人数及分布0点班8点班4点半分布地点1电机车司机111-150水平大巷2把钩工111-150副井底3机掘工作面666-150南大巷4瓦斯检查员111-150南大巷5配电工、水泵工222-150中央变电所6防突工作人员444-150水平北大巷7临时人员141-150水平大巷内合计161916表3 216采区区域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工作面作业人员6662163-1采面2把钩工111216-113车场3溜子司机1112163-1下顺槽4接斗、推车工333216-113底板巷5瓦斯检查员1112163-1采面6临时人员121216采区区域内合计131413表4 236采区区域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防突作业人员444236-80抽采巷2把钩工111236-80车场3瓦斯检查员111236-80抽采巷4临时人员121236采区区域内合计787表5 226采区区域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工作面作业人员6662264-1采面2把钩工111226-113车场3溜子司机1112264-1下顺槽4接斗、推车工444226-113底板巷5瓦斯检查员1112264-1采面6掘进面作业人员333226-113南二石门7接斗、推车工222226-113底板巷8瓦斯检查员111226-113南二石门面9临时人员242226采区区域内合计212321表6 106采区区域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工作面作业人员6661065-2采面2溜子司机3331065-2下顺槽3接斗、推车工333106-50石门4瓦斯检查员1111065-2采面5临时人员111106采区区域内合计141414从表1表6可以看出，-50m水平大巷分布人数为18人，-150m水平大巷分布人数为19人，216采区采掘区域内目前作业人员总数最多时为14人，236采区采掘区域内目前作业人员总数最多时为8人，226采区采掘区域内目前作业人员总数最多时为23人，106采区采掘区域内目前作业人员总数最多时为14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、一人一位的原则和应避开应力异常区以及有透水威胁区规定：在-50m水平井底车场附近布置1个永久不难硐室（30人）；-150m水平副井底大巷附近布置1个永久避难硐室（30人）；236采区区域内布置一个永久避难硐室（30人）；226采区区域内布置1个永久避难硐室（30）；216采区从开采情况上看，不宜设永久避难硐室，考虑建设临时避难硐室（30人）；106采区从采区位置及采掘的情况来看，可以考虑到-50m水平井底车场永久避难硐室避难；236采区上部车场考虑到要满足236采区第一区段生产时距离下部车场避难硐室超过500m，需要设置一个30人的临时避难硐室；22采区的上部车场考虑到作业人员少，应建设临时避难硐室（10人）。3.2 紧急避险设施数量及分布地点根据煤矿井下紧急不限系统建设管理暂行规定的要求及该矿各作业地点的人员分布情况，设计全矿井紧急避险设施共布置4个永久避难硐室，3个临时避难硐室，详见坦家冲煤矿井下紧急避险系统设计平面布置图。-50m水平大巷永久避难硐室设置在-50m主井车场以北75米处大巷底板中，-150m水平大巷永久避难硐室设置在副井井底车场以南40米处大巷底板中，236-150m永久避难硐室设置在236采区轨道上山下部车场以南20米处大巷底板中，226-150m永久避难硐室设置在226采区轨道上山下部车场以北35米处大巷底板中，216-150m临时避难硐室设置在216采区轨道上山下部车场以北10处大巷底板中，236-50m临时避难硐室设置在236采区轨道上山上部车场以南10米处大巷底板中，226-50m临时避难硐室设置在226采区绞车房风道以北5米处大巷底板中，施工时根据该处的围岩可适当的调整开门位置。具体位置见图1图74 紧急避险设施类型及规格4.1 永久避难硐室4.1.1永久避难硐室规格1、永久避难硐室生存室内按避难人数30人考虑，每人应不小于1.0m，过渡室的净面积应不小于3.0 m的使用面积计算：S生=1.030=30 mS过=3.0 m2、永久避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m。生存室分两个小室：一个设备室，一个生活室。过渡室的设计宽度为2.4m，生存室容量的备用系数为1.2，计算其长度：L生=301.24.0=9m；L过=3.02.4=1.25m；L设=2m （设备室占用长度）L=L生+L过+L设=9+1.25+2=12.25m3、根据永久避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为4.0m和过渡室的设计宽度为2.4m时，生存室长度不得小于11m和硐室总长度不得小于12.25m可满足要求。4.1.2永久避难硐室系统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。防护密闭门及防护密闭墙设计按该矿井存在的灾害分成两类：第一类只考虑防止不少于0.3Mpa的冲击压（-50m水平）；第二类考虑既要防止不少于0.3Mpa的冲击压，又要防止矿井突水淹水水平的水压（-150m水平）。一、 第一类-50m水平的避难硐室考虑能抵抗0.3Mpa的冲击压1、 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。门体要求能够抵御瞬时1000高温和0.3Mpa的冲击压力及有毒有害气体对人体的伤害。门采用自制研发的防护密闭门，依据水利水电工程钢闸门设计规范、薄壳（板）理论设计。1）门框：采用铸钢或Q235钢板制作，厚度为20mm，门框上焊接两根18#工字钢（该梁伸入巷道壁内150mm以上）。与门页接合处采用宽80mm厚30mm钢板，上开了环形槽（深10mm），供镶嵌密封用环形橡胶密封条（截面尺寸为宽30mm，高20mm）。2）门页：采用薄壳结构以减轻门页的重量，门页总体厚度90mm，板厚20mm，内侧布有8条加强筋（厚20mm，高约60mm），以增强门页的刚度和强度。门上设有以观察孔（直径为120mm）,采用直径150mm厚度为15mm的钢化玻璃。门页正中安装开关密闭门操作机构（手轮），其密封采用J型橡胶密封圈（三个并装）。门页所有密封面（处）的表面粗糙度为1.6m。3）开启关闭机构：锁定门页的方式采用斜面原理，在门页正中开有轴的安装孔，轴上装有操作手轮（内外均装，直径600mm），开关十字架。根据钢与钢的摩擦系数（=0.15），其摩擦角为8.5设计斜面角度为1.8348.5（行程312mm，升高10mm）。4）防腐：由于避险硐室在实际存在期间，常处于备用状态，设计考虑采用表面喷砂+二道防锈漆+二道面漆，表面采用银灰色，标明门的开启标志。5）制作完成后，由于是第一次全新设计，因此，须进行下列实验，实验合格后方可进行安装。抗静压试验：设计额定压力位1Mpa，试验压力为不小于1.5倍的额定压力，且5min内不得有渗水现象。抗瞬间高温试验：耐瞬间高温1200，门上橡胶制品不得失效。密闭性试验：水密封性试验：在1Mpa下24h内渗水量100ml。气密封性试验：在0.3Mpa下不漏风（可采用水压试验方式进行）。耐温试验：在55温度下120h内橡胶制品不得出现失效现象。6）门页及门框具体见图S1001-301-1S1001-301-32、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0.3Mpa的冲击压力。参考煤炭工业部通用设计T86-FH25/918-J1等系列设计及类似硐室墙的取值，抗冲击波密闭门硐室门框混凝土厚度为350650mm，本次设计墙采用C40强度的混凝土厚度为600mm。为了加强其抗冲击波能力，墙体周边掏槽，深度不小于0.5m，门前设不小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。二、第二类如-150m水平的避难硐室考虑既能抵抗0.3Mpa的冲击压又能承受淹水平的水压（假设淹到-50m水平，则有1Mpa的水压）1、防护密闭门通第一类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、0.3Mpa的冲击压力和1Mpa的水压。参考人防工程设计及煤炭工业部通用设计T86-FH25/918-J1等系列设计，抗冲击波密闭门硐室门框混凝土厚度为350650mm，但是否能够满足抵抗1Mpa的水压则需要验证。参照采矿工程设计手册防水闸门硐室设计，按C40混凝土强度经计算墙厚为660mm，本次设计墙采用C40强度的混凝土厚度为700mm，并配24H型工字钢。为了加强其抗冲击波能及抗水压，墙体周边掏槽，深度不小于0.5m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。三、第二道密闭门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门（同第一道自制研发防护密闭门）。四、防护密闭门及密闭门上设有观察外面情况的小窗口。五、空气循环系统永久避难硐室内部供氧方式为两种：压风供氧方式，高压氧气瓶供氧方式。进风系统将压风管路从井下压风管送入到永久避难硐室内。在避难硐室内部布置成弥撒式和防护罩相结合的布气系统，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100Pma的正压，防止有毒有害气体的渗入，在无压风的情况下，可采用高压氧气瓶供氧方式。利用空气再生与净化系统对避难硐室内有毒有害气体进行处理和空气调节控制。该系统用于救生舱、避难硐室内的供氧以及有害气体的清除，可清除人体夹带和人体活动产生二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢、挥发性有机物等。该系统已通过救生舱实舱试验，各项指标完全满足使用要求，并得到行业内专家的一致认可。空气再生与净化系统的特性：（1）装置设计体积小，结构紧凑严谨，而且阻力小，操作简单，需要很少的动力就可以达到空气再生与净化的目的。（2）采用新型的空气再生与净化材料，所用材料均能在常温下使用，性能稳定，能保障避险环境舒适，安全可靠，可以实现超过120h的避险。六、空气幕系统空气幕系统安装在防护密闭门处，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。空气幕系统的动力采用高压风管或高压空气瓶，系统的启动与硐室密闭门相连动，使得在密闭门打开后，在门口形成气幕门。高压风管正常时，采用高压风管作空气幕系统的动力。高压风管受到损坏后，采用高压空气瓶作空气幕系统的动力。计算时按每一次喷淋用气为1000L，按每四个小时观察一次，则96小时观察24次，为了保证喷气压力，本次设计存放12瓶15Mpa 40L高压空气。七、附属系统附属系统包括人员定位系统、检测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等，附属系统的各安装一套，-150m水平的避难硐室考虑淹水平时排气困难问题增设一条，附属设施在进入硐室前200米内需要采取深埋（深埋500m）、密封措施，保证气密性及保护好管路。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5.2章节，紧急避险系统整体性设计。4.2 临时避难硐室根据所建设的两类人数不同的临时硐室，分别设计其规格。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30人考虑，每人应不小于0.9m，过渡室的净面积应不小于2.0 m的使用面积计算：S生=0.930=27S生避难硐室生存室平面面积，；S过=2.02、临时避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m，生存室分两个小室，一个设备室，一个生活室，过渡室的设计宽度为2.4m，生存室容量的备用系数为1.1，计算其长度：L生=271.14.0=7.43m；L过=2.02.4=0.83m；L设=2m （设备占用长度）L=L生+L过+L设=7.43+0.83+2=10.26m3、临时避难硐室规格：根据临时避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为4.0m和过渡室是设计宽度为2.4m时，生存室长度不得小于9.43m和硐室总长度不得小于10.26m可满足要求。二、10人临时避难硐室规格1、临时避难定时生存室内按避难人数10人考虑，每人应不小于0.9，过渡室的净面积应不小于2.0的使用面积计算：S生=0.910=9S生避难硐室生存室平面面积，；S过=2.02、临时避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m，生存室分两个小室：一个设备室，一个生活室。过渡室的设计宽度为2.4m，生存室容量的备用系数为1.1，计算其长度：L生=91.14.0=2.48m；L过=2.02.4=0.83m；L设=2m （设备占用长度）L=L生+L过+L设=2.48+0.83+2=5.31m3、临时避难硐室规格：根据临时避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为4.0m和过渡室的设计宽度为2.4m时，生存室长度不得小于4.48m和硐室总长度不得小于5.31m可满足要求。4.2.2临时避难硐室系统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、第一道防爆密闭门、第二道密闭门、空气循环系统、空气幕系统及其附属系统。4.3 硐室的规格及质量1、根据冲击压力对直线方向破坏最大的规律，硐室均采用T型布置，即在大巷内选岩石较好的地方开门掘2米，然后加宽掘硐室。硐室内各种系统及设施布置，考虑到硐室内避难人员的舒适度：30人永久避难硐室设计长度为14.7m（未包括外接巷道2m）12.25m；30人临时避难硐室设计选30永久避难硐室标准；10人临时避难硐室设计长度为6.7m（未包括外接巷道2m）5.31；设计硐室满足避难人员地需要。具体布置见图S1001-142-1S1001-142-62、根据暂行规定及红卫矿业公司提供的坦家冲煤矿地质资料，本工程巷道断面采用半圆拱锚网喷支护方式。锚杆规格：182000mm，正方形布置：800800mm，锚网8# 1600800mm。喷浆厚度为200mm。过渡室、防护室闭门及密门门硐采用C40混凝土浇筑，并向周围掏槽500m，浇注要严密与岩体结实，以保证有足够的气密性。3、浇注钱应先铺设好深埋线管（供水管32mm、两趟食物管（-150m水平需要埋设一趟排气管），防护密闭墙及密闭墙靠底板处预埋两趟四根L=800mm的ND40镀锌钢的单向排水管，两趟四根L=800mm的ND40镀锌钢的单向排气管。浇筑时防护密闭墙要预留一个30mm监测监控线管孔，密闭墙要预留30mm的压风管及一个30mm监测监控线、通讯线管孔，带集便器的卫生间埋设L=1500mm的ND40镀锌钢的单向排气管和单向排水管各一根。防护密闭门及密闭门门框要同其墙体一起浇注，一同施工。5 紧急避险设施基本功能及整体性设计5.1 紧急避险设施基本功能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、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96h。5.1.1自备氧供氧系统和有害气体去除设施一、自备氧供氧不低于0.5升/分钟人，处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟人，处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04降到0.0024以下。1、30人避难硐室供氧量计算：Q=AtB1.2=3096600.51.2=103680LQ需配备的总氧量，L；A用户就避难硐室按最大人数30计算，人；T供氧量不小于96h计算，min；B供氧量不低于0.5L/min人；1.2备用系数2、10临时避难硐室供氧量计算：Q=AtB1.1=1096600.51.1=31680LQ需配备的总氧气量，L；A临时避难硐室按最大人数10人计算；T供氧量不小于96h计算，min；B供氧量不低于0.5L/min人；1.1备用系数；3、氧气选用40L，15Mpa的高压瓶。高压瓶规格：外径219mm，高度1276mm。该瓶能装6000L氧气，常压下能释放5600L氧气。30人避难硐室需要103680LN=1036805600=18.5=19个N高压氧气瓶个数。10人避难硐室需要31680LN=316805600=5.7=6个N高压氧气瓶个数。经计算30人的避难硐室高压氧气瓶不得少于19个，10人的避难硐室高压氧气瓶不得少于6个。二、有害气体去除设施采用空气净化与再生系统装置对生存室内的有害气体进行去除。5.1.2环境监测紧急避险设施内部环境中氧气含量应在18.523.0之间，二氧化碳浓度不大于1.0，甲烷浓度不大于1.0，一氧化碳浓度不大于0.0024，温度不高于35摄氏度，湿度不大于85，并保证紧急避险设施内始终不低于100pa的正压状态。在避难硐室建2个的监控分站，在过渡室安装氧气、一氧化碳传感器各1个，在生存室安装氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度传感器各1个；在突发紧急情况下人员避险时，能够对避险设施过渡室内的氧气、一氧化碳，生存室内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度个避险设施外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。5.1.3供电照明为确保各紧急避险设施内的正常供电，对避难硐室内供电系统方案设计如下：考虑避难硐室内照明电源，视频监控电源及其他设备电源，根据避难硐室的设置位置，设计在就近的变电所安装2台KBZ型低爆开关作为避难硐室电源控制开关。从避难硐室入口处敷设2趟MY-1000 310+16型矿用电缆，通过穿钢管深埋（500mm）方式进入避难硐室的生存室，实现避难硐室内部双回路供电。在避难硐室安装一台ZBZ-2.5型照明综保控制照明，并安装矿用隔爆型备用电池箱、矿用隔爆兼本安直流稳压电源，当发生事故断电后采用备用电池箱做为备用电源。敷设电源均能保证供电的可靠性，同时在避难硐室内设计配备不少于额定人数25的一体式矿灯。在30人避难硐室内巷道顶板安装10盏防爆节能荧光照明灯，在10人的避难硐室内巷道顶板安装6盏防爆节能荧光照明灯，当发生事故断电后，为了节约能源，各避难硐室照明灯具只开一半的数量。5.1.4人员生存保障紧急避险设施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。所配备的配备食品、饮用水、自救器、一体式矿灯及其他生活用品按不少于个人96小时的量配备在专位的多功能座椅下。配备的食品发热量不少于5000千焦/天人，饮用水不少于1.5升/天人。1、饮用水配备量计算：V=AtB=30（96/24）1.5=6LV单座的多功能座椅内需配备的饮水量，L；A永久避难硐室按30人计算，人；t按额定防护时间不低于96h计算，天；B饮用水不少于1.5L/d人；2、食物配备考虑井下空气湿度大，采用配备热量密度高、存贮时间长的压缩干粮。该类型干粮每500g发热量为10496千焦耳。30人硐室：3650009624=720000千焦耳，则配备该类型干粮34.3kg，分布在多能座椅内。10人硐室则5.21kg。3、矿用自救器坦家冲煤矿全部采用ZH-45D隔绝式化学氧自救器，该自救器主要在矿井或其他环境空气发生有毒气体污染及缺氧窒息性灾害时，现场人员及时佩戴，敖征人员正常呼吸并逃离灾区。该自救器正常工作时间能保持30min，是目前矿山企业普遍采用的自救器材，参数如下表所示：ZH-45D隔绝式化学氧自救器参数额定防护时间min携带质量Kg佩戴质量Kg外形尺寸mm（长宽高）吸气温度吸气阻力Pa中等运动静坐301201.81.31608516855245避难硐室内配备的自救器为隔绝式，有效防护书剑不低于45分钟。按单座座椅配备一个，则需要36个ZH-45D隔绝式化学氧自救器。4、专用液态食物供应管为了提高避难硐室人员生存保障功能，本设计专门安装1根从地面接入的液态食物供应管，采用DN25的钢管，管路设计在想到入口处，深埋（500mm）在想到底板中，直接进入生存室。5.1.5永久避难硐室基本功能装置配备情况、临时避难硐室基本功能装置配备情况（见附表一表二）。表一 30人避难硐室基本功能装置配备情况表序号产品名称技术参数与功能数量其他1避难硐室空气再生与净化系统清除人体夹带和人体活动产生二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢、挥发性有机物等1套2煤矿用空调机浇封型压缩机制冷压缩机1个3避难硐室防爆门1.66m1.01m20mm钢板2扇4高压氧气瓶40L 15Mpa22瓶5空气过滤器（SKQ型）空气（氧气、氮气）过滤器用于洁净、祛水、祛油的压缩空气、氧气、氮气等的除尘、除菌过滤。1个6食物8箱国家质检总局（CIQ）认证。7甲烷传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器各两台8氧气、空气减压器各一个9消声器消除井下压风管声音1个10矿用本质安全型信号灯硐室指示灯1个11饮用水216L12集便器2个13急救箱1个序号产品名称技术参数与功能数量其他14防爆节能荧光照明灯硐室照明10个15隔绝式自救器防护时间不低于45min36个16工具箱1个17手提式干粉灭火器4个18矿用隔爆型备用电池箱1台19矿用隔爆兼本安直流稳压电源1台20自动苏生器MZS-302个21监控分站2台22人员定位系统分站1台23本安型电话机KTH8本质安全型2台24人员定位系统读卡机2台25压气喷淋装置1套26照明综保ZBZ-2.51台27一体矿灯36个表二 10人避难硐室基本功能装置配备情况表序号产品名称技术参数与功能数量其他1避难硐室空气再生与净化系统清除人体夹带和人体活动产生二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢、挥发性有机物等1套2煤矿用空调浇封型压缩机制冷压缩机1个序