六大系统——紧急避险系统.ppt

煤矿井下紧急避险系统 煤矿职工安全培训课件 紧急避险系统 主要内容煤矿主要事故的危害国外研发及使用情况国内研发情况紧急避险系统避难硐室可移动式救生舱维护与管理培训与应急演练发挥 六大系统 整体效能和作用 煤矿主要事故的危害 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害窒息CH443 O212 呼吸非常短促CH457 O29 即刻昏迷 有死亡危险 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害爆炸三条件瓦斯浓度5 16 3 6 引爆火源空气氧含量 12 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害爆炸高压冲击波大于音速 最高1000m s以上波峰压力0 5 0 8MPa 最高2MPa0 04MPa 失去知觉 四肢脱臼 骨折0 06MPa 内脏受伤 严重脑震荡0 15MPa 人体完整性遭破坏0 3MPa 75 以上死亡0 4MPa 100 死亡传播几千米 甚至地面 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害爆炸高压冲击波摧毁井巷支架 设备 破坏通风系统扬起煤尘 产生新的瓦斯 煤尘爆炸源 引起二次爆炸二次反冲 破坏更为严重 容易产生二次爆炸 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害高温火焰锋面传播速度初期较慢 随后从100m s迅速增长到音速以上 最高2500m s传播几十米 几百米 少数可达几千米温度可达2150 2650oC人体皮肤 呼吸器官大面积烧伤烧坏井下电器设备 电缆 引燃井下可燃物 产生新的引爆火源 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害有毒有害气体CO2达到9 O2下降到6 人员窒息CO高达12 短时间即可致人死亡 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害引发煤尘爆炸产生大量CO 浓度2 3 有时高达7 8 最高14 18 致人死亡的主要原因 70 80 灾区瞬时气温达2300 2500oC连续爆炸 呈跳跃式增大 越远破坏力越强冲击波速度可达2340m s 沉积煤尘再次扬起火焰速度1120 1800m s 点燃扬起的浮沉产生二次 三次爆炸 爆炸压力每次都增加5 7倍摧毁整个矿井 煤矿主要事故的危害 瓦斯的危害突发性瓦斯突然喷出煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出主要危害突出冲击波摧毁巷道设施 人员伤亡破坏通风系统瓦斯逆流 几百米 上千米 甚至整个矿井人员窒息瓦斯爆炸煤流埋人 煤矿主要事故的危害 火灾的危害高温烟雾 有毒气体CO乙烯 乙炔 紧急避险系统国外研发及使用情况 紧急避险系统 国外情况钻孔通风式避难硐室 紧急避险系统 国外情况自备氧式避难硐室 紧急避险系统 国外情况避难硐室的设置方式 在巷道之间建立的避难硐室 预留专用煤柱建立的避难硐室 工作面之间建立的避难硐室 在巷道旁侧建立的避难硐室 紧急避险系统 国外情况硬体式用钢材等硬质材料制成一体式 分节组装式等类型 紧急避险系统 国外情况救生舱在井下的布置 紧急避险系统 国外情况软体式救生舱 Air WaterandFood AirTanks OxygenTanks PackedShelter 紧急避险系统 国外情况软体式救生舱 紧急避险系统 调研的基本情况避难所的类型 由矿井根据自身的特点自主选择 以满足矿工在突发紧急情况下的避险需要为原则南非煤矿以避难硐室为主美国目前煤矿井下配备避难所1193台 个 其中 软体式救生舱1000台 占80 以上 硬体式救生舱123台 避难硐室70个加拿大煤矿采用固定与可移动相结合的方式 可移动式救生舱以硬体为主 软体应用较少 避难硐室与救生舱的比例约为1 5 澳大利亚煤矿较多使用 空气呼吸器 加气站 的方式 通过快速加气站提高接力逃生能力 紧急避险系统 紧急避险系统 国外井下紧急避险系统的发展加拿大自1928年的Hollinger矿火灾 39人死亡 后 就出现初期避难所 利用压缩空气通过面罩提供O2 后来出现了有害气体处理系统 处理空气中的CO和CO2 自1980年后 在金属矿山得到广泛应用 现被法律强制建立南非自1970 就出现避难所 1986年Kinross金矿矿难 死亡177人 后 法律强制井工矿山必须设立避难所 南非煤矿开采深度浅 一般采用 硐室 大直径钻孔 方式澳大利亚 金矿自2000年一直使用可移动式救生舱 目前已是法律的基本要求印度 英国 德国 法国等也在研究和应用避难所 从使用情况看 早期主要用于金属矿山 煤矿应用很少 认为煤矿在灾变时期容易发生火灾或爆炸 人员应尽可能撤离 目前 越来越多的国家规定煤矿也必须设立避难所 紧急避险系统 国外救生舱研发情况南非Survivair RRC 硬体式美国STRATA 硬体舱 软体舱 中继站ChemBio 主要为软体舱澳大利亚MineARC 硬体舱加拿大RANA 硬体舱 空气供给与废气处理设备德国DREGER 硬体舱 快速充气站英国Molecular 有害气体处理设备 紧急避险系统 国外救生舱的基本特点基本功能 气密 隔热 防护 供氧 有害气体去除 环境监测 通讯指示等 但具体指标不同防护时间 24 48h MASH规定96h 但认证尚在进行舱体强度 未见抗爆 抗冲击具体指标 MASH规定15psi 电源 美国 澳洲倾向无源 非煤有源 南非用铅酸蓄电池供氧 南非多用化学氧 美国 澳洲 加拿大多用压缩氧空调 早期无 随着防护时间和环境适应性要求的提高 降温系统可能成为必要组件 主要4种方式 电力空调 蓄冰降温 液态CO2汽化 通风降温舱内空气流动 具备促进舱内空气流动的相关措施过渡仓结构 必要要求 紧急避险系统 对国外紧急避险系统发展的几点认识建立井下避险设施是各国的法律规定 通行做法 安全生产的客观需求 已经并正在发挥重要作用从矿井整体安全角度考虑避险设施布局 建设和管理 有整体设计 应对矿井全覆盖 井下所有人员均有避险空间避险设施类型 应考虑服务区域特点及可能发生灾害类型避险设施位置 应考虑服务区域特点 灾变时期人员抵达难易程度和所需时间 佩用自救器防护时间 岩体稳定性和支护有效性避险设施防护时间 36 96h 根据救援所需时间等确定建立规章 专人管理 始终完好 时刻能用将安全使用避险设施作为培训和演练重要内容 人皆会用 紧急避险系统国内研发情况 紧急避险系统 国内井下救生舱研发情况国家安全监管总局 国家煤矿安监局将救生舱研发列入国家 十一五 科技支撑计划目前超过20家单位从事相关产品研发通过专家鉴定3家 北科大 重生科技 煤科总院安全分院 上海鹏燕 煤科总院沈阳院 MineARC 取得安全标志 新产品 1家 北科大 重生科技 软体式救生舱主要研发单位 3家 煤科总院 上海鹏燕 中煤机械集团西安新竹防灾救生设备有限公司 紧急避险系统 国内井下救生舱研发情况硬体式救生舱主要研发单位 14家 北科大 重生科技 煤科总院沈阳院 MineARC 中煤机械集团中国矿大 无锡永神利 中煤电气集团 STRATA 煤科总院重庆院无锡信诺视听设备有限公司济宁恒泰矿业科技有限公司天津鸿绪工贸有限公司青岛华盾生命保障设备公司西安东风仪表厂西安新竹防灾救生设备公司武昌船舶重工有限公司中平能化机械制造有限公司避难硐室用设备主要研发单位 4家 北京众生洲矿业科技中心煤科总院沈阳院煤科总院重庆院北京凌天世纪自动化有限公司 紧急避险系统 国内井下救生舱研发基本特点起点高 在充分借鉴国外成功经验的基础上 将潜艇 船舶 高楼逃生等领域高新技术用于井下避险设施研发产学研紧密集合 相关领域单位积极参与积极开展国际合作 借鉴 吸纳国外先进技术处于研发初期救生舱是生命工程 应实用 安全 可靠 尽可能采用能够提高可靠性的高技术成果技术引进或相关领域技术采用尚处于组装 仿造 借用阶段大部分救生舱未经实践检验 需通过实用不断优化调整尚未建立产品标准和设计 安装 使用 维护 管理规范 紧急避险系统 值得注意的相关问题及建议避险设施发挥作用需要一定条件和保障措施遇险 幸存 人员有充足时间使用避险设施遇险 幸存 人员有必要条件使用避险设施遇险 幸存 人员有能力使用避险设施 人皆会用安全避险设施应时刻处于完好状态 随时能用设备配套 系统完整 与其他安全避险系统形成有机整体有完整救援计划NIOSH在关于救生舱的报告中指出 救生舱挽救生命的可能性 只有在煤矿经营者结合救生舱制定全面的逃生救援计划的情况下才会实现 紧急避险系统 值得注意的相关问题及建议矿井应根据自身的特点和可能发生的灾害事故类型 有完整的紧急避险系统设计避险设施类型 永久或临时 避难硐室或救生舱避难设施布局 整体性 与采掘工程的协调避难设施建设 建造标准 验收 试运行避难设施与其他系统的有机整合 监测监控 人员定位 压风自救 供水施救 通信联络 供电保障避难设施的维护 保养 配品更换 淘汰 保证始终完好 随时能用培训与演练 保证人皆会用救援计划 矿井灾害预防与处理计划 重特大事故应急预案 紧急避险系统 值得注意的相关问题及建议避险设施建造位置的选择应确保使用安全设置在正常避灾路线上 遇险人员 救护队员均容易到达遇险人员进入避险设施所需时间应在自救器的维持时间内 并有富余远离潜在危岩区 地质构造带 高温带 应力异常区及透水威胁区岩体稳定 支护良好 附近无杂物堆积保证备用状态下的通风 安全考虑人员避险过程中的心理安全在矿井相关图件中准确标注逃生路线和避险设施位置 并及时更新 紧急避险系统 值得注意的相关问题及建议救生舱研发应充分考虑矿井特点 紧急避险需求 在保证高可靠性的前提下力求实用 高技术含量明确救生舱的适用范围和适用对象必须经过详细的理论计算 试验验证 研发单位应具备相关知识储备 技术储备和必要的试验研究手段技术引进或相关领域技术的采用应根据中国煤矿的特点 借鉴 吸纳 再创新救生舱用设备 避难硐室用设备必须满足防爆安全要求 并尽可能采用较高等级的本质安全型设备关于电源 大容量铅酸蓄电池不能用于隔爆腔内关于空调 温度高于31 1 时 液态CO2汽化可能不起降温作用 紧急避险系统 紧急避险系统 建设要求系统可靠 设施完善 管理到位 运转有序建设内容隔离式自救器紧急避险设施避灾路线应急预案等 紧急避险系统 作用为避险人员提供生命保障的密闭空间对外抵御高温烟气隔绝有毒有害气体对内提供氧气 食物 水去除有毒有害气体保障生命生存条件 紧急避险系统 紧急避难设施 钻孔通风式 可移动式救生舱 硬体式 软体式 分节组装式 一体式 为硐室开凿直通地表的大直径钻孔 无直通地表的钻孔 自备供氧设施 软体式 组合式 提供紧急避险空间 并可通过牵引 吊装等方式实现移动 以适应采掘工作要求 自备氧式 避难硐室 紧急避险系统 紧急避险设施永久避难硐室临时避难硐室可移动式救生舱 紧急避险系统 永久避难硐室设置井底井场 水平大巷 采区 盘区 避灾路线上服务于整个矿井 水平或采区 不低于5年临时避难硐室设置采掘区域或采区避灾路线上服务于采掘工作面及其附近区域 不大于5年可移动式救生舱牵引 吊装等方式移动适应采掘面推进要求 紧急避险系统 紧急避险设施建设方案服务区的特征和巷道布置可能发生的灾害类型 特点人员分布等优先建设避难硐室 紧急避险系统 紧急避险设施基本功能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额定防护时间不低于96h 紧急避险系统 紧急避险设施基本功能自备氧供给系统和有害气体去除设施供O2不低于0 5L min 人在20min内 将CO浓度由0 04 降到0 0024 以下处理CO2能力不低于0 5L min 人 紧急避险系统 紧急避险设施基本功能在整个防护时间内O218 5 23 0 CO不大于0 0024 CO2不大于1 0 CH4不大于1 0 温度不高于35 湿度不大于85 正压状态 不低于100Pa 紧急避险系统 紧急避险设施基本功能环境参数监测过渡室 舱 内O2 CO生存室 舱 内O2 CH4 CO CO2 温度 湿度设施外O2 CH4 CO2 CO 紧急避险系统 紧急避险设施基本功能生存保障设施食品发热量不少于5000KJ d 人饮用水不少于1 5L d 人隔离式自救器不低于45min急救箱 照明设施 工具箱 灭火器排泄物收集处理装置等 紧急避险系统 紧急避险设施的总容量满足灾变情况下服务区内全部人员的需要 并有一定的备用系数永久避难硐室不低于1 2临时避难硐室和可移动式救生舱不低于1 1 紧急避险系统 紧急避险设施建设的规定所有煤与瓦斯突出矿井都应建设采区避难硐室采掘面推进长度超过500m时 应在500m范围内建临时避难硐室或可移动式救生舱其他矿井凡用自救器在额定防护时间内不能撤至地面的 应建设在距采掘工作面1000m范围内 应建避难硐室或可移动式救生舱 紧急避险系统 紧急避险系统是井下安全避险六大系统的核心内容相互连接 构成整体性的安全避险系统 煤矿井下安全避险六大系统 紧急避险 压风自救 供水施救 通信联络 监测监控 人员定位 紧急避险系统是矿工生命安全保障系统 生命工程 紧急避险系统 相互连接 有机整体 发挥整体功能监测监控系统对设施内外的CH4 CO O2 CO2等环境参数实时监测人员定位系统实时监测井下人员分布和进出设施的人员压风自救系统为设施供给足量氧气 供风量不低于0 3m3 min 人减压 消音 过滤装置和控制阀出口压力0 1 0 3MPa 噪声不大于70dB A 紧急避险系统 相互连接 有机整体功能供水施救系统为避险人员供水紧急情况下 输送液体营养物质接入供水管路应有专用接口和供水阀门通信联络系统应延伸至紧急避险设施应有直通调度室的电话 加配无线电话或应急通讯设施KTW无线岩体应急感应机感应通信 1000多m穿透煤岩体通信 500m左右 紧急避险系统 设施的设置应与矿井避灾路线相结合设施应有清晰 醒目 牢靠的标识避灾路线图中应明确标注设施的位置 规格和种类井巷中应有设施方位的明显标识紧急避险系统应随采掘系统的变化及时调整和补充完善及时补充和移动设施完善避灾路线和应急预案等 紧急避险系统 紧急避险设施可移动式救生舱应符合相关规定 并取得安标设施的配套设备应符合相关标准规定 并有安标 紧急避险系统避难硐室 避难硐室 设置地点稳定的岩层中避开地质构造带 应力异常区 透水危险区前后20m范围内用不燃材料支护 顶板完整 支护良好 符合安全出口要求设在煤层中有控制瓦斯涌出 防瓦斯积聚和煤层自燃的措施在服务期内 不受或避免受采动影响 结构布局 1 防护密闭门2 压缩空气幕3 压气喷淋装置4 矿井人员定位系统5 储物柜 食品 药品 水等6 进水管7 压风管路8 灭火器9 压风自救器10 压缩氧供给系统11 担架12 环境参数检测仪器13 照明系统14 矿用红外摄像仪15 温湿度调节系统16 空气净化系统17 电源箱18 环境参数集中显示系统19 通讯系统20 座椅21 单向排水管22 人体排泄物收集处理装置23 单向排气阀24 自救器及工具柜 避难硐室 避难硐室 建设标准 避难硐室 建设标准生存室内设置不少于两趟单向排气管一趟单向排水管都应加装手动阀门 避难硐室 防护密闭门要求抗冲击压力不低于0 3MPa足够的密闭性 密封可靠 开闭灵活门墙要求周边掏槽 深度不小于0 2m墙体用强度不低于C30混凝土浇筑与煤岩体接实 保证足够的气密性 避难硐室 支护锚喷 砌碹等支护材料阻燃 抗静电 耐高温 耐腐蚀顶板 墙壁为浅色地面高于巷道地板不小于0 2m 避难硐室 有条件的矿井宜布置钻孔通风式永久避难硐室钻孔直径不小于200mm钻孔地面出口保护装置自带动力的压风机不少于2台通过钻孔的水管应有减压装置硐室内配备自备氧供氧系统 供氧量不小于24h 避难硐室 保护配套的5大系统和供电系统的管线接入硐室前应采取保护措施避难硐室应有专门的施工设计 报企业技术负责人审批加强施工工程管理 过程控制 确保施工质量施工 安装完后多种功能测试 联合试运行按设计要求组织验收 紧急避险系统可移动式救生舱 可移动式救生舱 结构 KJYF96 08可移动式救生舱 舱体结构舱体采用长方体斜顶结构 舱体采用分段式设计 每段约0 95m 采用螺栓法兰连接 连接处胶垫密封 舱体分为过渡舱 生存舱及辅助设施舱三个部分 因舱体正对爆炸源部位压力最大 前端部设计为锥台形 可移动式救生舱 舱体抗爆性试验舱体经过2次瓦斯爆炸和3次瓦斯与煤尘爆炸后 舱体无变形 无移动 内外完好 舱内动物 兔子 生命体征良好 试验后舱内动物存活 兔子 可移动式救生舱 主要由压风供气系统和压缩氧供气系统组成 经过试验验证 在额定避难时间内舱内氧气浓度稳定在18 5 23 之间 舱内O2浓度变化曲线 氧气供给保障系统 可移动式救生舱 氧气供给保障系统压风供气系统由供气管路 气动控制阀 压力表 消音器 油水分离器等组成 压风供气的主要作用是供舱内待救人员呼吸 同时为舱门风障系统提供气源动力 可移动式救生舱 气体净化除湿系统净化除湿系统由气体净化剂层 除湿层和空气驱动装置组成 主要用于对CO2 CO以及其他有毒有害气体进行净化 并对舱内湿度进行有效控制 空气驱动装置采用电力风扇驱动舱内空气流动以提高净化效率 人力风扇 手摇鼓风机 作为空气流动净化的备用驱动力 根据舱内气体环境参数确定所需净化剂种类 净化剂层采用积木式结构 可移动式救生舱 氧气供给保障系统压缩氧供给系统压缩氧供气系统由医用氧气瓶 减压阀 压力表 供气管路 流量调节阀 开关等组成 静坐时每人耗氧量按0 5L min计 根据救生舱额定人数确定压缩氧气储量 可移动式救生舱 气体净化除湿系统避难舱试验系统 舱内湿度变化曲线 可移动式救生舱 降温系统救生舱采用无电力支持的冰降温系统来降低舱内温度 该系统在煤矿正常生产期间利用外部电源制冰储冷备用 当灾害发生后外部电源中断时 通过冰块融化吸收热量达到降低舱内温度的目的 可移动式救生舱 降温系统避难舱试验室系统 舱内温度变化曲线 可移动式救生舱 环境监测系统环境监测系统可监测舱内外的环境气体参数 舱内CO2 CH4 CO O2等气体参数可通过内部传感器实时监测 显示 并可实现超限报警 温度和湿度采取人工读数的方式进行监测 舱外CO2 CH4 CO O2等参数可通过外部传感器实时监测 并通过矿井现有的监控系统传达地面 舱外传感器的数据也可通过观察窗口在舱内观察 可移动式救生舱 舱内照明及指示系统舱内采用冷光源超高亮度LED的一体式矿灯照明 避难人员可选择主光源或辅助光源照明 舱外采用反光标志作为救生舱在黑暗环境下的逃生指示 指引救生舱的位置所在 一体式矿灯 可移动式救生舱 动力保障系统外接电源外接电源作为煤矿正常生产时降温系统制冰 传感器监测 备用电源充电等的动力 备用电源当灾害发生后外部电源中断时 备用电源自动启动 保证在额定防护时间内 96h 气体净化系统和环境监测系统的动力需求 备用电源由大容量的镍氢蓄电池组组成 是矿用隔爆兼本质安全型 具有自动充电 充电状态显示 均衡充放电等电源管理和过充 过放等安全保护功能 可移动式救生舱 排泄物收集系统排泄物收集系统采用坐便马桶收集排泄物 采用化学除臭剂去除异味 保障避难人员的正常代谢 保持舱内气体环境清洁无异味 坐便马桶 可移动式救生舱 生存保障系统舱内储有压缩氧自救器 食物 水和急救药品等备用物品 满足避难人员的生命供给 食品 压缩氧自救器 河南制造完成首台矿用可移动式救生舱 河南中平能化集团机械制造有限公司 可移动式救生舱 建设要求符合有关标准规定适应范围和条件符合服务区域的特点数量和总容量应满足服务区域人员紧急避险的需要建设标准过渡舱净容积不小于1 2m3内设压缩空气幕和压气喷淋装置 单向排气阀生存舱有效生存空间不小于0 8m3 人观察窗 至少2个单向排气阀 可移动式救生舱 建设标准具有足够的强度和气密性舱体抗冲击压力不低于0 3MPa在 500 20Pa压力下 泄压速率不大于350 Pa h舱内气压高于外界气压100 500Pa 可调选材抗高温老化 无腐蚀性 无公害环保材料颜色舱内浅色外体黄色或红色 醒目 可移动式救生舱 建设标准设置地点和安装设计和作业规程严格按产品说明书进行安装位置要求前后20m范围内煤 岩 层稳定采用不燃材料支护通风良好 不影响矿井正常生产和通风无积水和杂物堆积满足安全出口要求 可移动式救生舱 建设标准联接管线压风管 供水管 通讯线应有防护措施 具有抗冲击破坏能力管路与救生舱软联接安装后验收系统性功能测试和试运行满足要求后通过验收 可移动式救生舱 拆装 运输 移动要求编制作业规程和安全技术措施移动后应进行一次系统检查和功能测试 紧急避险系统维护与管理 维护与管理 组织管理确定专门机构和人员建立管理制度确保紧急避险设施始终处于正常待用状态 维护与管理 定期维护 检查和更换食品 水 药品等在保质期内每天一次巡检设置巡检牌板 做好记录煤矿负责人应对巡检情况进行检查每10天一次检查和测试设备电源每月一次调试高压气瓶余量检查及系统调试气压低于额定压力95 时 应更换 维护与管理 定期维护 检查和更换每年一次测试 检验对设施进行一次系统性功能测试气密性 电源 供氧 有