煤矿永久难硐室功能测试方案和测试报告.doc

某某煤矿永久难硐室测试方案根据安监总局煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定和煤矿井下紧急避险系统建设管理有关规定中，有关避难硐室施工、安装完成后，应进行功能测试和模拟综合防护性能试验的要求，结合某某煤矿紧急避险系统方案设计，编制本方案。1 依据标准煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定煤矿井下紧急避险系统建设管理有关规定某某煤矿紧急避险系统方案设计2 测试内容避难硐室容积、结构及装备安全性能检查。避难硐室装备功能检查和测试，硐室装备联合试运行。规定和设计中要求的其它相关技术内容。3 测试条件及测试用主要仪器3.1 测试条件：相对湿度：098%环境温度：1535大气压力：86kPa106kPa 3.2 测试用主要仪器：干湿温度计：测量范围: 0100 ；温度准确度： 0.5 ；相对湿度准确度：5%精密微压差计：量程范围： 1000Pa；分辨率：10 Pa（相对压差测量） 声级计：测量范围: 30130dB 准确度：1.5dB气相色谱仪：热导检测器常量分析线性范围：10-5；氢焰检测器常量分析线性范围：10-6混合标准气样：甲烷浓度：1.06% ；一氧化碳浓度：5010-6 ；二氧化碳浓度：1.53% ；氧气浓度：18% ；其余为氮气秒表：精确度：1s氧压表：量程范围： 025MPa（绝对） 分辨率：0.5 MPa钢尺：精确度1mm4 测试方法4.1 外观及结构检查对照避难硐室设计文件，检查硐室外20m范围巷道支护情况及压风、供水、供电和信号传输管线保护情况。使用钢卷尺测量硐室防护密闭门钢板厚度、硐室内容积尺寸，计算生存空间、总有效容积。查验硐室门强度的证明文件、硐室门墙浇筑作业规程和验收单。4.2 材料性能及电器防爆性能检查检查硐室防护密闭门透明观察窗冲击测试和热剧变试验报告。检查配备的电气设备的“防爆合格证”及“安全标志证”，检查关联配接设备是否取得关联审查检验合格证明。4.3 气密性和自动泄压试验（1）气密性试验在关闭防护密闭门和密闭门后，关闭单向排气阀，打开压风供氧控制阀门，通过精密微压差计测定硐室内外压差达到500Pa20Pa时记录压差值并关闭压风供氧阀门，等待30min后再次记录压力值；之后重复2次，取3次平均值为避难硐室卸压速率。（2）自动泄压试验打开单向排气阀，关闭防护密闭门和密闭门，缓慢打开压风供氧控制阀门，通过精密微压差计测定硐室内外压差，记录单向通排阀开始工作时的硐室内压力变化。试验3次，每次间隔半小时，取3次测量的平均值为测量结果。4.4 气幕和压风喷淋系统检测（1） 压缩空气幕检测在防护密闭门完全敞开和密闭门关闭状态下，打开压缩空气钢瓶阀门，按照操作说明书要求检查减压后管路压力值，使用钢尺测量气幕喷射气流的长度和宽度，对照防护密闭门框的长宽尺寸，判定气幕覆盖整个防护密闭门的情况。检测3次，每次间隔半小时，取3次测量的最小值为测量结果。（2） 压风气幕检测在防护密闭门关闭和密闭门完全敞开状态下，打开压风控制阀门，检查管路压力值，使用钢尺测量气幕喷射气流的长度和宽度，对照密闭门框的长宽尺寸，判定气幕覆盖整个密闭门的情况。检测3次，每次间隔半小时，取3次测量的最小值为测量结果。（3） 压风喷淋检测打开压风喷淋控制阀，检查喷头的雾化程度。4.5 高压管路承压检测拆除所有高压气瓶连接管路上井，使用增压泵对封闭管路加压，在22.5MPa压力下保压1小时后，检查管路压力。管路重新入井安装连接后，必须使用肥皂水在所有接头处进行漏气测试，发现漏气及时紧固或更换。4.6 空气供给系统检查（1）压风能力、噪声测定关闭防护密闭门和密闭门，逐步打开压风供氧控制阀门至最大位置，记录压风出口压力、供风量；当阀门开至最大位置时，使用声级计在距压风出口1.0m处测量噪声。试验3次每次间隔半小时，取3次测量的平均值为测量结果。（2）自备氧能力测定在每组高压氧气瓶连接处安设氧压表直接测定压力，检查高压氧气瓶的数量的完好状态，通过计算对自备氧能力进行测试。4.7 有害气体处理能力检测 试验条件：救护队员2名（含1名技术人员），气体采样工1名，预先准备二氧化碳吸收剂和一氧化碳吸收剂各6盒。（1）二氧化碳处理能力试验 关闭防护密闭门和密闭门，确认单向排气阀、压风供气和自备氧供氧阀门处于关闭状态。向生存硐室连续定量释放通入二氧化碳气体，利用二氧化碳传感器监测生存室内二氧化碳浓度，当硐室内二氧化碳浓度达到(1.50.1)%时，停止通气。由气体采样工抽取生存硐室内气样并编号保存，然后救护队员逐包打开二氧化碳吸收剂包装，并开始计时，直至二氧化碳浓度降低至1.0%时再次抽取气样并编号保存，并停止计时、检查吸附剂用量（以包为单位）。按照上述方法试验3次，每小时测定1次。二氧化碳初始浓度和停止试验时浓度均以色谱分析为准。二氧化碳处理能力用下式计算： Q=(L/分人)式中：M1-二氧化碳初始浓度值，% M2-计时停止时的浓度值,% V-生存硐室内容积，L t-二氧化碳浓度由(1.50.1)%降至1%以下时所用的时间，min N-额定人数，（2）一氧化碳处理能力测试关闭防护密闭门和密闭门，确认单向排气阀、压风供气和自备氧供氧阀门处于关闭状态。向生存硐室连续定量释放一氧化碳气体，利用一氧化碳传感器监测生存室内一氧化碳浓度，当硐室内一氧化碳浓度达到(0.040.0.002)%时，停止通气。由气体采样工抽取生存硐室内气样并编号保存，然后救护队员逐包打开一氧化碳吸收剂包装，并开始计时，直至一氧化碳浓度降低至0.0024%时再次抽取气样并编号保存，并停止计时、检查吸附剂用量（以包为单位）。按照上述方法试验3次，每小时测定1次。一氧化碳初始浓度和停止试验时浓度均以色谱分析为准。4.8 开启性能试验开用拉力计勾住硐室门开启手柄，直至开启位置，记录开启硐室门的最大有效拉力。从用手开始搬动硐室门开启手柄时起，到硐室门打开与硐室体的夹角大于90度为止，使用秒表记录开启时间。4.9 综合防护能力测试（1）测试条件在调度室成立地面测试指挥中心，测试开始前和结束时，必须汇报矿调度室，期间每半小时向矿调度室汇报测试情况。测试期间必须保证硐室与矿调度室的通信畅通，发现异常情况或联络中断立即停止测试。测试人数不少于硐室额定避险人数的50%，含救护队员3名，测定技术人员2名，专项观测人员2名。测试时间不小于48小时，其中压风供气系统停止时间不少于4小时，降温除湿系统运行不少于4小时。（2）测试方法当环境条件满足测试条件后，试验人员逐次进入生存硐室，并关闭防护密闭门、密闭门和回风侧防护密闭门（窗）。技术人员记录生存硐室关闭的时间，之后正常情况下每小时记录一次硐室内环境状况，异常情况下随时记录。试验人员进入后，由技术人员负责按避难硐室的操作程序开启压风供气阀门，并根据试验人数调节流量；关闭监控装备外供电，启用大容量不间断电源，试验人员安静就坐。安排专人观测干湿温度计读数，温度超过35时或湿度大于85%时开启降温除湿系统；安排专人观测各类传感器读数，发现CO浓度超过24ppm时使用CO吸收剂；CO2浓度超过1.0%时使用CO2吸收剂；如出现监控装备停电，由技术人员恢复监控外供电，保障正常检测。测试时间达到44小时后，打开压缩氧供氧装置，按测试人数调节输出量，并同时关闭压风供氧装置。启用降温除湿装置，逐一开启测试用液态二氧化碳钢瓶阀门，同时通过控制降温装置阀门维持硐室温度稳定在降温装置开启时的温度。（3）测试数据记录硐室内的温度、湿度、气压、O2、CO、CO2、CH4气体浓度、供氧量、空气净化剂使用量、硐室外的温度、气压。测试报告2011年3月1-3日，某某煤矿组织相关人员对避难硐室各性能进行测定，永久避难硐室联合试运行，测试地点为九采-350永久避难硐室。试验期间，项目工作组及矿跟班领导均全程跟踪、了解试验进程和硐室内的环境状况。一、测试过程1.单项功能测试记录表（1）气密性试验气密性试验记录表第一次第二次第三次初始压力（Pa）510490520结束压力（Pa）420410420卸压速率（Pa/h）180160200（2）自动泄压试验自动泄压试验记录表第一次第二次第三次测定数据（Pa）120130120（3） 压缩空气幕检测压缩空气幕检测记录表第一次第二次第三次最终压力（MPa）0.550.560.55门框长宽（m）1.801.101.801.101.801.10气幕长宽（m）2.201.532.201.542.201.53（4） 压风气幕检测压风气幕检测记录表第一次第二次第三次最终压力（MPa）0.700.710.69门框长宽（m）1.801.101.801.101.801.10气幕长宽（m）2.211.812.211.822.211.80（5）压风能力、噪声测定压风供气系统能力和噪声测定记录表第一次第二次第三次最终压力（MPa）0.210.200.21最大流量（m3/min）3131.531.6噪声（dB）5657.556（6）自备氧能力测定自备氧能力测定记录表氧气瓶压力（MPa）氧气瓶容积（L）每组数量（个）最大供氧能力（L）第一组13.88012132480第二组13.78011120560（7）二氧化碳处理能力测定二氧化碳吸收测试数据分析记录表计时开始计时结束硐室容积（m3）计时时间（min）二氧化碳吸收剂（盒）传感器显示浓度（%）1.52传感器显示浓度（%）0.97色谱分析浓度（%）1.53色谱分析浓度（%）0.96216.925.32（8）一氧化碳处理能力测定一氧化碳吸收测试数据分析记录表计时开始计时结束硐室容积（m3）计时时间（min）一氧化碳吸收剂（盒）传感器浓度（10-6）211传感器浓度(10-6）22色谱分析浓度（10-6）209色谱分析浓度（10-6）21216.915.71二、联合测试情况统计试验结束后系统情况CO（ppm）CO2（%）CH4（%）温度（）湿度（%）O2（%）O2钢瓶压力（MPa）液态CO2钢瓶使用数量液态CO2使用量（kg）10.680.06235420.113.33216.3避难硐室系统性能测试试验记录时间（h）O2（%）温度（）湿度（%）CO2（%）CO（ppm）CH4（%）人员状态记录人备注120.923460.0800.02良好220.823450.0700.02良好320.723.5470.0800.02良好420.623.5470.0900.02良好520.623.5470.0900.02良好620.524460.1000.02良好720.623.5460.1000.02良好820.623.5460.1900.02良好920.524470.2100.02良好1020.424480.2800.02良好1120.424480.3600.02良好1220.424480.3100.02良好1320.524490.2600.02良好1420.424.5490.3600.02良好1520.424490.4100.02良好1620.323.5490.4400.02良好1720.323.5490.4200.02良好1820.324490.4700.02良好1920.324490.4600.02良好2020.424490.3900.02良好2120.324480.4200.02良好2220.424.5480.3500.02良好2320.424.5480.3800.02良好2420.324.5480.4100.02良好2520.324490.4400.02良好2620.324490.4700.02良好2720.324490.5200.02良好2820.224490.5600.02良好2920.224.5490.5700.02良好3020.225490.5300.02良好3120.325480.4700.02良好3220.325480.4500.02良好3320.224.5480.5400.02良好3420.224.5480.5600.02良好3520.125480.6100.02良好3620.225.5490.5700.02良好3720.225.5490.5510.02良好3820.225500.4000.02良好3920.225.5480.5600.02良好4020.125490.6800.02良好4120.225500.6400.02良好4220.225.5480.6120.02良好4320.325.5490.6000.02良好4419.925520.7800.02良好开启空调4520.225510.6000.02良好4620.125.5500.6210.02良好4720.523.5460.3600.02良好4820.224460.4000.02良好三、测试分析1.单项性能分析（1）气密性通过3次测定卸压速率，平均值在180Pa/h，符合卸压速率不大于35020Pa/h的要求。（2）自动泄压情况通过3次测定单向排气阀工作状态，实测结果为123Pa，确保生产硐室内部压力满足始终高于外界压力100Pa以上的要求。（3） 压缩空气幕、压风气幕检测情况通过对压缩空气幕、压风气幕在操作要求压力下检测气幕覆盖范围，测得压缩空气幕覆盖范围为2.201.53m，压风气幕覆盖范围为2.211.82m，均大于门框范围（1.801.10m），能够满足覆盖整个防护密闭门的要求。（4）压风能力、噪声测定情况通过对最大压风流量、最低压风压力和压气噪声的测定，测得最低压风流量为31m3/min，按照每人每分钟供气量不得低于0.3的要求，该避难硐室额定避险人数为80人并在考虑备用系数的基础上，需压风流量28.8m3/min；测得3次平均最低压风压力为0.207MPa，大于0.1MPa的要求；噪声为56.5dB，小于70分贝的要求。（5）自备氧能力通过实际测定每组高压氧气瓶的压力，根据计算可得高压氧气瓶能够释放的氧气体积，参照最大避险人数，每人每分钟的供氧量为（132480+120560）/（24*60*96*4）=0.510.5的最低要求。（6）二氧化碳处理能力分析二氧化碳处理能力计算：Q CO2=（1.53-0.96）%216.91000（25.380）=0.61L/min人2.综合防护性能试验分析试验结束后，剩余氧气的压力为13.4MPa（两组氧气钢瓶分别并联投入，体积80L，压力15MPa），CO2吸收剂消耗1箱。消耗氧气体积为：（13.8-13.4）10.138023=7456L。消耗氧气占整个氧气的比值为：n = 7456/230400 0.032。剩余氧气能使用时间为：t1 = （1-0.032）4/0.0321.1 110h。用于制冷的CO2钢瓶试验后进行称重，消耗量为216.3Kg，由于液态CO2钢瓶在使用时总量10%不能使用，剩余能利用的液态CO2总量为：（6995-216.3）90%6100Kg，能使用的时间为t2=61004/216.3/1.1102h。四、测试结论在整个测试中，通信设施正常使用，仪器仪表参数平稳，温湿度较为舒适，所有试验人员精神状态良好。通过本次测试得出以下结论：1.根据试验使用、消耗的压缩氧、吸附剂、液态二氧化碳情况，通过剩余能力的计算，避难硐室的防护时间超过96小时；2.硐室内的温湿度较为适中，各类监测传感器无报警，通过抽取气样分析，各类传感器监测数值准确、可靠。紧急避险设