避难硐室方案-有源.doc

固定式避难硐室固定式避难硐室 BOSSUN 西安博深煤矿安全科技有限公司西安博深煤矿安全科技有限公司 XI AN BOSSUN MINING SAFETY TECHNOLOGY CO LTD 目目 录录 1避难硐室建设要求与依据避难硐室建设要求与依据 1 2新型井下避险系统建设新型井下避险系统建设 1 3固定式避难硐室固定式避难硐室 3 3 1避难硐室的技术参数及建设要求 3 3 1 1避难硐室要求 4 3 1 2避难硐室尺寸 4 3 2避难硐室的系统组成及要求 5 3 2 1供氧系统 6 3 2 2通讯系统 7 3 2 3环境监测系统 7 3 2 4环境控制系统 8 3 2 5密闭空间系统 防爆密闭门 墙 10 3 2 6空气幕 喷淋装置 排水管和排气管 11 3 2 7避难硐室压风 供水 监测监控 人员定位 13 3 2 8生存保障 13 3 3避难硐室的支护和施工 14 3 3 1支护 14 3 3 2管线保护措施 17 3 3 3地面钻孔的设计 17 4西安博深煤矿安全科技有限公司避难硐室规格西安博深煤矿安全科技有限公司避难硐室规格 18 5日常管理 维护及培训日常管理 维护及培训 18 5 1日常管理 18 5 2日常维护 19 5 3培训 20 5 4应急演练 20 西安博深煤矿安全科技有限公司 1 1避难硐室建设要求与依据避难硐室建设要求与依据 1 1 煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 2005 1 2 煤矿安全规程 2010 年版 1 3 MTT 5026 2009 煤矿矿井井底车场硐室设计规范 1 4 国家煤矿安全监察局 煤矿井下避难所试点建设基本要求 煤安监司办 2010 第 9 号 1 5 国家安全监管总局国家煤矿安监局关于 建设完善煤矿井下安全避险 六大 系统 的通知 安监总煤装 修 2010 146 号 1 7 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 1 8 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 安监总煤装 2011 15 号 2新型井下避险系统建设新型井下避险系统建设 新型井下避险系统在矿井需要的地点设置足够数量的应急避难空间 具体 装备根据现场生产作业条件 救援需求 成本等因素来确定 在矿井处于正常状况下 所有避难空间内电源与矿山井下电源相联接 对 不间断电源等设备保持充电状态 同时维持舱内监测 通信设备运行 使其配 合矿井监测 通信网络正常工作 对避难空间内及外部一定范围环境实施监测 并向井上传递信息 协同管理 有能力对救生舱周边区域内的部分事故做出预 警 在矿井发生事故的紧急情况下 井下工作人员遭遇险情无法撤离现场 或 疏散到安全地带的距离相对过远 这时井下工作人员可以佩带氧气自救器进入 距离最近的避难空间 启动内部生命维持系统 关闭入口处防爆气密门 与外 界有害气体环境完全隔绝 应急避难空间内生命维持系统能够为被困人员提供 氧气 食物和水 并能处理 CO CO2 等有害气体 保证其在空间中的生存 等待救援 空间内设备在断电情况下可自动转换为内部电池供电 继续维持舱 内外环境监测功能 并对井上进行主动呼叫联络 引导救援 新型井下避险系统旨在更好的完善煤矿及非煤矿山企业的避险系统 从而 更好地为从业人员提供更好地安全保障措施 保障了矿工的生命安全及身心健 康 保证了企业正常的安全生产活动 得到了从业人员的广泛认可和好评 并 西安博深煤矿安全科技有限公司 2 已经在部分矿山企业得到推广和使用 图图 2 1 山西省某煤矿避难硐室 可移动救生舱布置图山西省某煤矿避难硐室 可移动救生舱布置图 注浆管 注浆管 注浆管 4000 AA 室外巷道地板 室内地板 40井底车场永久避难硐室设计图 厕所 氧 气 瓶 存 储 室 宽 高 深 3000 2600 3000 4 42000 35005000300019000300050003500 2000 2500 2000 3000 300 1600 1000 1000300 密闭门过渡室 防爆门 通 道 C C 密闭门 过渡室 防爆门 通 道 2500 500090005000 生 存 室 100 200 250 50 15001500 300 300 200 100 4200 3000600600 350 350 4500 6003000900 直径20mm螺纹钢 C C断面图 B B断面图 B B 直径20mm螺纹钢 4500 100 200 250 50 20001000 300 300 6003000900 5200 6004000600 R 2100 R 2600 350 350 A A剖面图 300 600 3000 300 300 1600 1000300 35005000 锚杆 2500050003500 锚杆 1500 1600 800 300 钻孔供给系统硐 1500 1600 300 1600 1000 300 1600 42000 100 200 注浆管 注浆管 注浆管 注 浆 管 说明 1 硐室四周围岩采用水泥注浆的方法进行加固 2 三次支护均已完成后再铺设地板 3 锚杆布置在巷道四周 规格为 800mm 800mm 锚杆锚杆长2400mm 4 防爆门 密闭门由厂家提供 5 硐室内的各种装备布置均由通风部 机电部负责安装 6 硐室内的钻孔位置仅供参考 待有关部门和技术人员设计后待定 运 输 巷 40 井 底 联 络 巷 s掘 17 s净 8 9 s掘 20 5 s净 11 5 2000 2600 2500 图图 2 2 河南省某煤矿井底车场避难硐室设计图河南省某煤矿井底车场避难硐室设计图 西安博深煤矿安全科技有限公司 3 图图 2 3 煤矿工人正在使用避难硐室进行避灾演练煤矿工人正在使用避难硐室进行避灾演练 随着我国经济快速发展 煤矿行业队伍化 科技化水平的不断提高 为了更 好的保障矿工的生命安全 建立新型紧急避险系统势在必行 近年来 国家安全生产总局 国家煤矿安全监察局等有关单位对矿井建设 避难场所 完善新型紧急避险系统都给予了很高的关注 相继发布了 煤矿井 下避难所试点建设基本要求 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 关于的通知 等指导性文件 说明 国家主管部门相当重视紧急避险系统建设工作 在 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 以下简称 暂行规定 中 对紧急避险系统的相关组成和基本要求 都做了详细的解释 根据暂行规 定 紧急避险系统由可移动式救生舱 永久避难硐室和临时避难硐室组成 矿 山企业可根据要求建设避险系统 3固定式避难硐室固定式避难硐室 3 1避难硐室的避难硐室的技术参数及建设要求技术参数及建设要求 图图 3 1 避难硐室三维模型示意图避难硐室三维模型示意图 避难硐室技术参数详见下表 表表 3 1 避难硐室技术参数表避难硐室技术参数表 序号要求参数 1额定防护人数 10 100 人 2额定防护时间 96h 西安博深煤矿安全科技有限公司 4 序号要求参数 3防护密闭门抗冲击力 0 3 MPa 4压风出口压力 0 1 0 3 MPa 5硐室内 O2浓度 18 5 23 6硐室内 CO2浓度 1 7硐室内 CO 浓度 24ppm 8硐室内温度 35 9硐室内湿度 85 RH 10空间尺寸 固定避难硐室生存室的净高不 低于 2 0 米 每人应有不低于 1 0 米 2的有效使用面积 3 1 1 避难硐室要求避难硐室要求 固定式避难硐室 以下简称避难硐室 是在井下适当位置开凿的硐室 配 备维持人员生存所必须的相关设备设施和食物 用于矿井灾害遇险人员无法撤 离灾区或矿井时的应急避难空间 避难硐室应设置在地质构造简单 围岩稳定的进风巷道 尽可能设置在岩 层中 必须设置在煤层中时 应有防瓦斯涌出 煤层自然发火的安全技术措施 避难硐室应采用阻燃 抗静电 耐高温 耐腐蚀的材料支护 净高不低于 2m 深度满足无灾害状态下扩散通风的要求 如果避难硐室具备直通地面的大直径 钻孔或有其它通风措施 可不按此要求 长度根据额定避难人数确定 且每 人使用面积不得少于 1m2 采用向外开启的两道隔离门结构 以形成风障 两道隔离门之间为过渡室 第二道隔离门以内为生存室 隔离门不低于反向风门的标准 隔离门墙不低于 火药库防爆墙的标准 且具备足够的气密性 在整个额定防护时间 96 h 时内 避难硐室内部环境中氧气含量应保持在 18 5 23 0 之间 CO2 1 0 CH4 1 0 CO 24 10 6 温度 35 湿度 85 并保证避难硐室内始终处于 100 500 帕的正压状态 3 1 2 避难硐室尺寸避难硐室尺寸 避难硐室应由过渡室 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 生存室净高不低于 西安博深煤矿安全科技有限公司 5 2 0m 宽度不低于 2 0m 长度根据设计的额定避险人数以及内部装备情况确定 每人应有不低于 1 0m2的有效使用面积 并考虑 1 2 的备用系数 设计额定避险 人数满足该硐室服务区域内全部人员紧急避险的需要 图图 3 2 避难硐室平面布置图避难硐室平面布置图 图图 3 3 避难硐室正立面图避难硐室正立面图 3 2避难硐室的系统组成避难硐室的系统组成及要求及要求 井下避难硐室由以下各系统组成 图图 3 4 避难硐室系统组成避难硐室系统组成 西安博深煤矿安全科技有限公司 6 3 2 1供氧系统 供氧系统 表表 3 2 避难硐室供养系统避难硐室供养系统 启动顺序启动顺序供氧方式供氧方式主要内容主要内容 1压风管路供氧通过与矿井压风系统相连的压风管路向避难硐室供氧 2压缩氧气供氧当压风系统故障时 通过瓶装氧气向避难硐室供氧 3地面钻孔供氧 当地面钻孔打开后 压风管路 瓶装氧气关闭 通过 地面钻孔向避难硐室压风供氧 第一级供氧 压风管路供氧 井下压风系统通过球阀 单向阀 过滤调 压器 消音器引入硐室 供气压力 0 1 0 3MPa 供气流量 2 5L 人 min 连续噪 声不大于 70dB A 图图 3 5 压风供氧系统原理图压风供氧系统原理图 第二级供氧 压缩氧气供氧 自备氧供氧流量 0 5L 人 min 连续噪声 不大于 70 dB A 图图 3 6 压缩氧气供氧示意图压缩氧气供氧示意图 第三级供氧 地面钻孔供氧 在条件允许的情况下在固定避难硐室的设 备室开挖一个直接通向地面的钻孔 通过孔内的压风管路向避难硐室供氧 详 见 地面钻孔设计 西安博深煤矿安全科技有限公司 7 3 2 2通讯系统 通讯系统 表表 3 3 避难硐室通讯系统避难硐室通讯系统 通讯方式通讯方式说明说明 实埋通信电缆实埋通信电缆通过深埋方式进入避难硐室 地面通信电缆地面通信电缆由地面钻孔进入避难硐室的 7 芯电缆 井下小灵通井下小灵通通信信号通过井下中继站到达地面 扩音群呼电话扩音群呼电话 硐室内 外的监测参数通过矿井现有的监控系统传达到地面 使用的有线电话 井下小灵通应防爆 符合 煤矿安全规程 和 GB3836 2 2000 要求 与矿井主通讯联网 视频监控接到地面 可直观了解硐室内待救人员情况 3 2 3环境监测系统 环境监测系统 避难硐室应配备独立的内外环境参数检测或监测仪器 实现突发紧急情况 下人员避险时对硐室内的 O2 CO2 CO CH4 温度 湿度和硐室外的 O2 CO2 CO CH4的检测或监测 表表 3 4 避难硐室环境监测系统避难硐室环境监测系统 系统构成系统构成说明说明 内部环境监测系统内部环境监测系统包括CO2 O2 CO CH4 温度检测仪 外部环境监测系统外部环境监测系统包括CO2 CO O2 CH4传感器 避难硐室外监控使用密闭的结构 通过采样泵将室外空气吸入气体采样装 置中 读数后再将气体排出 避险人员无须出门 也可随时监测室外的环境参 数 图图 3 7 室外空气检测仪室外空气检测仪 过渡室监控使用手持式仪表 在进入避难硐室时对过渡室的环境进行监测 西安博深煤矿安全科技有限公司 8 图图 3 8 CD4B 多参数气体测定器多参数气体测定器 生存室设置一个监控箱 可对室内的 CO CO2 CH O2 温度进行实时 监测 通过室内的湿度表 可以随时监测室内的湿度参数 图图 3 9 气体检测仪气体检测仪 3 2 4环境控制系统 环境控制系统 表表 3 5 避难硐室环境控制系统避难硐室环境控制系统 系统构成系统构成说明说明 温度控制温度控制采用各种空调调节温度 湿度控制湿度控制通过循环风和吸附剂控制湿度 空气净化空气净化化学吸附剂 氧气控制氧气控制氧气瓶控制氧气浓度 避难硐室内是一个密闭空间 室内温度会因人体新陈代谢产生的热量而逐 渐升高 因此 硐室内必须配备安全 有效的制冷装置 西安博深煤矿安全科技有限公司 9 图图 3 10 温度调节系统的工作原理图温度调节系统的工作原理图 避难硐室采用蓄冰制冷技术 通过风道将冷风向硐室内均匀的吹出 图图 3 11 制冰机示意图制冰机示意图 空调装置和控制箱设置在硐室外 平时为制冰柜制冷蓄冰 遇突发情况时 即使空调装置断电不能工作 也对避难硐室内的制冷系统工作无任何影响 图图 3 12 空调装置外箱及防爆控制箱空调装置外箱及防爆控制箱 空气净化系统通过风扇将空气吸入净化柜 空气经过柜内的吸收药剂 有 害气体被充分吸收后从出风口吹出 西安博深煤矿安全科技有限公司 10 图图 3 13 空气净化柜空气净化柜 吸收药剂进行真空模块化包装 使用时拆开外包装直接放入空气净化柜中 即可 操作方便 无粉尘 图图 3 14 空气净化系统原理图空气净化系统原理图 空气净化风扇可进行无极调速 操作时只需旋转按钮即可按需调整风量 空气净化柜处理二氧化碳的能力不低于 0 5 升 分钟 人 处理 CO 的能力能 使浓度 400ppm 在 20min 内降低到浓度 24ppm 3 2 5密闭空间系统 防爆密闭门 墙 密闭空间系统 防爆密闭门 墙 采用防爆隔离门和防爆隔离墙 隔离门抗爆要求 0 3 MPa 隔离门墙形状 为楔形 周边掏槽 深度不小于 0 2m 墙体用强度不低于 C30 的混凝土浇筑 并与岩体接实 保证足够的气密性 使避难硐室形成一个密闭空间 阻止避难 所外部的有毒有害气体进入避难硐室 损害避难人员的身体健康 西安博深煤矿安全科技有限公司 11 图图 3 15 防爆密闭墙防爆密闭墙 图图 3 16 防爆密闭门防爆密闭门 3 2 6空气幕 喷淋装置 排水管和排气管空气幕 喷淋装置 排水管和排气管 过渡室内设压缩空气幕和压气喷淋装置 第一道隔离门墙上设观察窗 设 单向排水管和单向排气管 空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 图图 3 17 空气幕装置空气幕装置 西安博深煤矿安全科技有限公司 12 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 图图 3 18 喷淋装置原理图喷淋装置原理图 喷淋装置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 图图 3 19 喷淋装置喷淋装置 气幕及喷淋装置采用压风引入和压缩空气瓶两种供气方式 气幕流量大于 100L 人 min 喷淋流量大于 100L 人 min 进入硐室时应为每组 10 人 气幕流量应大于 1000L min 喷淋流量大于 1000L min 压风系统通过球阀和单向阀引入硐室后分两路 一路为供氧系统供气 一 路为喷淋系统供气 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喷淋 生存室设置不少于两趟的单向排水管和单向排气管 西安博深煤矿安全科技有限公司 13 图图 3 20 空气幕 喷淋装置控制阀空气幕 喷淋装置控制阀 3 2 7避难硐室压风 供水 监测监控 人员定位避难硐室压风 供水 监测监控 人员定位 接入的矿井压风管路 应设减压 消音 过滤装置和带有阀门控制的呼吸 嘴 压风出口压力在 0 1 0 3MPa 之间 供风量不低于 2 5L min 人 连续噪声 不大于 70 分贝 过滤装置具备油水分离功能 若有条件压风系统可与现有的压 风供气分开 单独成为一套系统 由地面直接供给 接入的矿井供水管路 应有专用接口和供水阀 水量和水压满足额定避险 人员避险时的需要 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 硐室内部和外部应分别设置安全监测监控系统 对硐室内环境参数进行实 时监测 对硐室外的环境参数根据需要进行监测 硐室出入口处应设置人员定位基站 实时监测人员进出紧急避险设施的情 况 3 2 8生存保障生存保障 避难硐室应按设计的额定避险人数配备供氧和有害气体去除设施 食品和 饮用水 以及自救器 急救箱 照明 工具箱 灭火器 人体排泄物收集处理 装置等辅助设施 备用系数不低于 1 2 自备氧供气系统供氧量不低于 0 5L min 人 压风供气量不低于 2 5L min 人 采用高压气瓶供气系统时应有减压措施 以保证安全使用 有害气体去除设施处理 CO2的能力应不低于 0 5L min 人 处理 CO 的能力 应能保证 20 分钟内将 CO 浓度由 0 04 降到 0 0024 配备的食品不少于 5000 KJ 天 人 饮用水不少于 1 5L 天 人 配备的自救器应为隔离式 连续使用时间 西安博深煤矿安全科技有限公司 14 不低于 45 分钟 生物性卫生洁具 应急医疗救助箱 工具箱 矿用防爆型 LED 照明 灯 3 3避难硐室的支护和施工避难硐室的支护和施工 3 3 1支护支护 采用锚喷等方式支护 支护材料应阻燃 抗静电 耐高温 耐腐蚀 顶板 和墙壁的颜色宜为浅色 硐室地面高于巷道底板 图图 3 21 避难硐室断面示意图避难硐室断面示意图 本公司通过对煤矿地质条件 煤体性质的研究 结合避难硐室施工中的具 体情况 分析得到了影响支护方式的主要因素有以下几点 1 煤体的性质 根据现场实测资料考虑 2 支护荷载 西安博深煤矿安全科技有限公司 15 在选择支护方式时 需要对有关煤矿地质情况的历史资料进行充分考虑 通过对原岩应力和围岩变形阻力的计算来确定避难硐室的支护荷载和断面形状 从而选择合理的支护方式 3 避难硐室的断面尺寸 在满足暂行规定中关于避难硐室的断面尺寸基本要求的前提下 结合煤矿 的具体条件选择与之相符合的支护方式 4 避难硐室的支护形式 避难硐室的支护形式通常情况下包含了锚喷 锚杆 锚索 锚网 砌碹 金属支架 钢筋格栅联合支护等 5 避难硐室的支护材料 在选择支护材料时 本公司考虑了设计的各项指标要求 并结合煤矿的具 体情况 遵循了 在满足避难硐室强度 密闭性 稳定性的前提下 尽可能就地 取材 的原则 支护材料应具有阻燃 抗静电 耐高温 耐腐蚀等特性 通常情 况 支护材料选择钢筋砼 充填 密闭材料等 避难硐室采取三次全支护 1 初始支护采用锚喷 锚索 钢筋格栅联合支护结构方式 锚杆 拱部锚杆采用 20 2400mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆 帮部采用 20 2400mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆 锚杆间排距 800 800mm 托板采用拱形 高强度托板 规格为 长 宽 高 200 200 10mm 钢号为 Q235 锚杆锚固采 用树脂药卷锚固剂 顶板采用三支树脂锚固药卷 其中一支规格为 K2335 另 外两支规格为 Z2360 帮部采用两支树脂锚固药卷 其中一支为 K2335 另一 支规格为 Z2360 锚索 采用 17 8 8300mm 钢绞线锚索 间排距 1600 1600mm 采用拱 西安博深煤矿安全科技有限公司 16 部高强度托板 规格为 长 宽 高 300 300 16mm 采用树脂药卷端头锚固 三支树脂药卷 一支规格为 K2335 另一支规格为 Z2360 初喷 喷射砼强度等级为 C25 采用 R42 5 普通硅酸盐水泥 中粗砂 加速凝剂 掺加量为水泥用量的 3 5 水泥 砂子 石子 1 2 2 水灰 比为 0 4 初喷厚度为 50mm 钢筋格栅 喷射砼支护结束后 再进行钢筋格栅支护 格栅选用 22mm 钢筋 网格栅为 150 150mm 的长方体钢筋组合体 格栅布置排距为 500mm 复喷 钢筋格栅安设完毕后 再进行复喷砼 厚度为 100mm 2 二次支护采用钢筋砼砌碹永久支护 墙部厚度 300mm 拱部厚度 300mm 双层钢筋 主筋 20 300 辅筋 10 300 砌碹强度为 C30 图图 3 22 二次支护工艺流程图二次支护工艺流程图 三次支护采用聚氨酯发泡填充物进行让压支护 支护厚度 150mm 聚氨酯发泡填充物施工需要分段进行 每段的长度为 500mm 在井下使 用空压机从注浆预留孔处注入发泡填充物 等待八小时后 方可用高强混凝土 将注浆孔封闭 三次支护总厚度 600mm 图图 3 23 避难硐室支护施工示意图避难硐室支护施工示意图 西安博深煤矿安全科技有限公司 17 3 3 2管线保护措施管线保护措施 压风 供水 监测监控 人员定位 通讯 供电等管线在接入硐室前应采 取保护措施 应埋设于巷底或巷壁 或采取其他如采用高强度厚壁管掩护等保 护措施 确保在灾变发生时不被破坏 压风 电力 供水及信号传输管线在进入避难硐室前应埋设于巷底 并将 沟槽进行砌碹支护 由通道与大巷交接处向安全出口方向延伸 保护距离不得 低于 200 米 1 填 沙 2 电 力 管 线 3 沟 槽 支 护 4 通 讯 线 路 5 压 风 管 路 6 硐 室 底 板 图图 3 24 沟槽示意图沟槽示意图 沟槽采取砌碹方式进行支护 支护墙体厚度不低于 240mm 净宽不低于 500mm 净深不低于 500mm 沟槽内填砂 3 3 3地面钻孔的设计地面钻孔的设计 为了防止发生灾变后 由于井下电力和通讯的中断带来的固定避难硐室无 法正常工作 在条件允许的情况下 可以从地面向固定避难硐室开挖一个钻孔 通过地面钻孔 将压风管路 通讯管路和其他相关管路输送到避难硐室内 实 现硐室内部与地面的连通 其工作原理如下图 3 25 钻孔及内部管线尺寸如图 3 26 图图 3 25 地面钻孔工作原理图地面钻孔工作原理图 西安博深煤矿安全科技有限公司 18 图图 3 26 避难硐室地面钻孔示意图避难硐室地面钻孔示意图 4西安博深煤矿安全科技有限公司避难硐室规格西安博深煤矿安全科技有限公司避难硐室规格 本公司根据避难硐室额定避险人数以及矿山企业井下作业人员的具体分布 情况 设计了以下规格的避难硐室供矿山企业选择 以满足不同类型 不同规 模矿山企业对于紧急避险的具体需要 1 额定人数 25 人的 KBDY96 25 型避难硐室 2 额定人数 40 人的 KBDY96 40 型避难硐室 3 额定人数 50 人的 KBDY96 50 型避难硐室 4 额定人数 60 人的 KBDY96 60 型避难硐室 5 额定人数 80 人的 KBDY96 80 型避难硐室 6 额定