荣华井下紧急避险系统建设方案设计

目 录前 言1第一章 矿井概况及安全条件8第一节矿井概况8第二节 矿井安全条件9第三节 矿井基本情况分析12第二章 紧急避险系统设计方案15第一节紧急避险系统的构成15第二节设计基本要求和原则17第三节 紧急避险设施设计19第四节自救器配备和避灾路线26第五节 应急预案27第三章 设备配备30第一节 防护系统30第二节 供氧系统32第三节 空气净化系统37第四节 制冷系统39第五节 正压系统41第六节 监测监控系统42第七节 人员定位系统44第八节 压风自救系统44第九节 供水施救系统45第十节 通讯联络系统46第十一节 电源及照明系统46第十二节 人员生存保障系统47第四章 紧急避险设施操作管理规定50第一节 操作规程50第二节 避难硐室管理维护55第五章 投资概算57附录：1、委托书2、采矿许可证3、瓦斯等级鉴定4、煤自燃倾向等级鉴定报告5、煤尘爆炸性鉴定报告附 图 目 录序号图纸名称图号比例备注1采掘工程平面图F1118-109-11:1000采用2永久避难硐室平、剖面图F1118-143-11:100新制3避灾线路图F1118-178-11:1000新制47前 言一、概述为提高煤矿安全防护能力和应急救援水平，减少因煤矿事故造成的人员伤亡，保障矿工生命安全，促进煤矿安全生产，加强煤矿技术管理，保证煤矿安全工程的投入，预防事故发生，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201023 号）、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2010146 号）、关于煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知（安监总煤装201115 号）、国家安监总局煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）（安监总煤装2011 33号）、河南省人民政府办公厅转发河南煤矿安全监察局关于加快推进全省煤矿井下安全避险六大系统建设完善、工作意见的通知（豫政办2010141号）、国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知（安监总煤装201215 号）的要求，以及其他有关安全生产法律法规的规定， 2012年6月底前,所有煤与瓦斯突出矿井、中央所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯矿井、开采易自燃煤层的矿井，都要完成井下安全避险“六大系统”建设完善工作；2013年6月底前,所有煤矿完成井下安全避险“六大系统”建设完善工作。其中紧急避险系统建设应包括为入井人员配备额定防护时间不低于30min的自救器、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。煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难硐室,突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面走向长度超过500m时,必须在距离工作面500m范围内建设临时避难硐室或设置救生舱。煤与瓦斯突出矿井以外的其他矿井,从采掘工作面步行,凡在自救器提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的,必须在距采掘工作面1000m范围内设置避难硐室或救生舱。紧急避险系统的建设可为井下工人提供可靠的安全保障，当井下发生火灾、瓦斯煤尘爆炸、突出等灾害事故时，可使人员安全地快速撤离到安全地点，为无法及时撤离的避险人员提供一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，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，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间，也是煤矿安全的最后一道防线。紧急避险系统建设可使煤矿安全管理由被动防御向积极预防转变，充分体现了“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产工作方针。郑新荣华（新密）煤业有限公司（简称“荣华煤业”）位于新密市岳村镇苇园村境内，河南省国土资源厅于2011年9月为该公司下发了采矿许可证，证号为C，有效期限自2011年9月至2015年7月。该矿主采二1煤层，设计年生产能力0.15Mt/a，为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层属类不易自燃煤层，水文地质条件中等。矿井开拓方式为一对立井单水平上下山开拓，在主井、副井井筒中均设有金属梯子间，满足至少两个安全出口的要求。井地面安装两台10 m螺杆式空压机，目前矿井两台空压机的流量小于所需总供风量，因此设计增加一台同型号空压机，以满足需求。配备有空压机自动保护装置，实现自动报警和自动停机；设有KJ95N型煤矿安全生产监控系统和KJ69N型人员定位系统；矿井设置网络光纤，调度室安装了64门程控调度电话机；两回路电源均来自卢沟变电站不同母线端芦十三、芦十六板6kv，专用架空线路两趟。该矿多年来十分重视安全工作，积极推进紧急避险系统建设，并委托我公司进行紧急避险系统初步设计，我公司组织有关设计人员深入现场调查研究，并充分听取矿方意见，根据矿井实际情况，设计在井底车场附近岩层中布置一个永久避难硐室，可为100人提供紧急避险服务，满足全矿井避险需要，有效防护时间均不低于96h。设计永久避难硐室总工程量为63.7 m，掘进工程量772.428m3，并配备了供氧、空气净化等设备，预计总投资333.61万元。本套设计包括设计说明书、概算清册及图纸。由于紧急避险系统的建设在我们国家刚刚起步，紧急避难硐室配套设备还不规范、不统一，可供选择的配套设备品种较少，设计中有可能出现一些不足之处，随着技术的进步，矿方在建设和使用过程中应不断完善更新，以达到最佳应用效果。二、编制设计的主要依据1、煤矿安全规程(2011版)；2、国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发201023号)： 3、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2010146号)；4、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(安监总煤装201115号)；5、国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知（安监总煤装201215 号）；6、河南煤矿安全监察局关于加快推进煤矿井下安全避险“六大系统”试点工程建设完善工作的通知(豫煤安监技装2010430号)；7、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQl029-2007)；8、煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)；9、煤矿井下作业人员管理系统使用规范(AQl048-2007)；10、煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件(AQ6210-2007)；11、煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法(征求意见稿)；12、郑煤集团芦沟煤矿三五井技术改造初步设计说明书；13、郑煤集团芦沟煤矿三五井提供的采掘工程平面图及有关文字资料；14、现场踏勘、调查收集到的有关资料；15、井下紧急避险系统初步设计委托书。三、设计的指导思想1、主动救援和被动救援相结合；2、原有救援设施和新型防护设施相结合；3、自救器、救生舱和避难硐室相结合；4、原有安全管理方法和新型安全防护措施相结合。四、主要技术面貌1、避险设施根据矿井生产实际情况及井下工作人员分布，设计考虑在全矿井内布置一个永久避难硐室，位置选在井田-42水平附近，按100人考虑。本设计永久避难硐室由生存室、壁龛、过渡室、防护门密闭门及密闭门、通道等6部分组成，总长度为63.7m，掘进总体积为772.428m3。生存室净宽5m，长度为33.5m；过渡室净宽4m，总长度8m（设2个过渡室，每个过渡室长度为4.0m）；壁龛净宽3m，总长度为16m（设4个壁龛，每个壁龛深度为4m）；通道净宽3m，总长度为3m；防护密闭门和密闭门硐室墙厚均为0.8m，共设2组防护密闭门和密闭门，墙体总厚度为3.2m。2、防护系统防护系统由防护密闭门、密闭门、隔爆墙体组成。永久避难硐室采用向外开启的两道门结构。外侧第一道防护密闭门能抵挡大于0.3MPa的冲击波及1000以上的高温，又能阻挡有毒有害气体；第二道密闭门能阻挡有毒有害气体。3、供氧系统避难所供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种方式。压风系统供氧：利用地面压风系统作为气源，经过管路进入避险设施，为紧急避险设施内避险人员提供新鲜、舒适的空气质量。压缩氧气供氧：避难硐室采用大流量管道管件及减压控制装置，氧气供应自控箱 1 套,气瓶减压器50只,管径为DN15的汇流排 1 套，共用监测系统的氧气浓度传感器；60L氧气瓶50个。4、空气净化系统避险设施内设空气净化处理机4套；一氧化碳催化处理采用CO催化剂用量200kg，CO陶瓷催化剂2箱；二氧化碳采用吸附处理，CO2吸附剂1200kg；空气除湿采用强力干燥剂200kg；空气除臭采用空气除臭剂40kg。5、制冷系统设计选用蓄冰制冷方式，避难硐室制冷采用煤矿用空调机蓄冰制冷，蓄冰箱平常处于制冰状态，险情发生时冰箱开始工作，并有循环风机促进冷气的循环，达到整体降温。6、正压系统通过压力传感器感受永久避难硐室生存室内压力的微小变化，实现对生存室内压力的自动检测与全自动控制；当室压低于某一设定值时（如100pa），系统自动打开电磁阀进行充气增压；当室压超过某一设定值时（如500pa），系统自动关闭电磁阀停止充气。设计采用自动增压系统1套，60L氮气瓶（根据需要确定数量），气幕吹淋系统2套，60L压缩空气瓶（根据需要确定数量），泄压组件一套。7、监测监控系统矿井现有一套KJ95N型安全监控系统，能够实时监测井下各种有害气体的变化、大型机电设备运转、馈电状态等各种参数。避险设施配备独立的内外环境参数检测或监测仪器，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、湿度和避险设施外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。8、人员定位系统矿井采用KJ69N人员定位系统，共有5个分站，配备有150张人员定位卡，满足现在生产需要。设计通讯电缆通过穿管预埋方式分别铺设在各避难硐室进、出口巷道底板下，在避难硐室内安装2台读卡器，可将采集的信息传输给监控分站，通过监控分站传送给交换机再传输至地面，两趟监测线路一用一备，防止发生事故后损坏通信线路而影响人员定位系统的正常工作。9、压风自救系统井地面安装两台10 m螺杆式空压机，目前矿井两台空压机的流量小于所需总供风量，因此设计增加一台同型号空压机，以满足需求。避险硐室内压风风源取自井下压风管网，管路分两趟别设置在巷道两侧的进、出口处，埋入巷道底板，提高管路的安全防护性能，满足压风系统的供风需求。10、供水施救系统避险硐室内水源就近取自矿井供水施救管路，将供水施救管路提前预埋巷道底板中，在埋入底板中的供水施救管路需要采取保护装置，保证供水施救管路安全性，将供水施救管路设置为单向供水管路，并在管路上安装手动阀门，保证供水施救系统使用过程中的安全。11、通信联络系统矿井设置网络光纤，调度室安装了64门程控调度电话机，井上下联系畅通，井下各工作地点全部安装到位。按安监总煤装201115号文件要求，矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施，紧急避险设施内设置直通矿调度室的电话。矿通讯电缆途径避难硐室的位置入口处。埋管进入避险设施，可直通矿调度室电话，同时为保证通讯联络系统的可靠性，在避难硐室内另外建设一套应急通讯设施，各安设一套直通矿调度室的固定电话，使各避难硐室内通信系统实现双线路、双通讯。12、电源及照明系统避险设施主供电源由中央变电所供电，在避难硐室巷道两侧进、出口处一侧分别敷设1趟MYJV42-3240+1120型煤矿用移动式阻燃电力电缆，通过穿管预埋进入避难硐室，实现避难硐室内部双回路供电。在避难硐室内巷道顶板安装5盏照明灯，同时安装一台BZZ-2.5型照明综保控制照明。设计选用400Ah的磷酸铁锂电池组（带电源管理系统）作为备用电源，当发生事故断电后采用备用电池箱做为备用电源。两种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。13、人员生存保障系统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。配备的食品发热量不少于5000kJ/d人，饮用水不少于1.5 L/d人。14、投资全矿井共设1个永久避难硐室，项目静态投资401.2万元。其中：井巷工程投资136.68万元，设备及工器具购置费199.06万元；安装费用50.00万元；工程预备费15.4万元。五、存在问题及建议1、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定提出，紧急避险设施应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。其它“五大系统”的完善可靠是紧急避险系统得以充分发挥其功能的重要条件。因此，矿井应及时按原安全专篇及相关政策规定建设完善各大系统。2、建立安全避险六大系统的管理制度，明确责任，加强安全避险六大系统的日常管理，整理完善各系统图纸等基础资料，并根据井下采掘系统变化情况，及时补充建设完善安全避险六大系统。3、维护人员定时检查、测试在用设施设备及附件的完好状态，定期进行调试、校正，及时升级、拓展系统功能和监控范围，确保设备性能完好，系统灵敏可靠。4、由于目前各厂家对避难硐室装备配置不统一，具体装备按中标单位设备配置进行安装施工。第一章 矿井概况及安全条件第一节矿井概况一、矿井基本情况郑新荣华（新密）煤业有限公司（简称“荣华煤业”）位于新密市岳村镇苇园村境内，河南省国土资源厅于2011年9月为该公司下发了采矿许可证，证号为C，有效期限自2011年9月至2015年7月。矿井生产能力0.15Mt/a。井田东西走向长0.50km，南北倾向宽0.35km，面积约0.0936km2，开采标高+108-137m。二、井田概况1、交通位置本区西南距新密市城区约14km，东北距郑州市30km，新密至郑州的公路从本矿区的北部2km处通过，并有乡村柏油公路与之相连，可通行大小车辆，另外，本矿南距芦沟矿铁路转运站1.5km，该站台与新密支线相连，新密支线在新郑市与京广线接轨。各乡镇及村庄间的简易公路纵横成网，交通极为便利，详见图1-1-1。2、地形地貌本矿区地表丘陵地形，区内地势北高南低，区内地形相对较平坦，煤系地层被第四系冲积层所覆盖，地表海拔标高在195.5214.3之间，最大相对高差18.8m。3、水系本矿区地表多为季节性农作物所覆盖，无水体、河流、雨季地表降雨多顺冲沟流走。属淮河水系。 4、气象本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干旱。据新密市气象站资料：降雨量在397.7973mm，平均624.35mm，日最大降雨量103.5mm，降雨多集中在每年的七、八、九三个月；平均年蒸发量为2083.3mm；年平均气温14.3，最高41.3，最低-17.8；最大积雪深度20cm，最大冻土带深度18cm；最大风速为22m/s，夏季多南风，冬季多西北风。第二节 矿井安全条件一、地质背景新密煤田属华北地层区嵩箕地层小区东部，区域地层从老到新发育有太古界元古界，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系，新生界第四系。在煤田的西部、南部有太古界元古界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系基岩出露，煤田内大部分地区被新生界覆盖。二、矿区地质特征1、地层本矿区为沉积岩地层，其中含煤地层为石炭系、二叠系，全部为第四系冲积层所覆盖。地质由老至新发育有：中奥陶统马家沟组、石炭系、二叠系和新生界第四系。2、构造本矿区位于新密煤田芦沟井田内，属新密复式向斜的北翼，地质构造简单，北部为二1煤层露头，从煤层底板等高线图及矿区地质剖面图上可以看出，本矿区是一个向东南倾斜的单斜构造，地层走向71,倾向161，倾角2224。区内断层不发育。本区地质构造简单。三、矿床地质特征含煤岩组由老至新依次为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、以及上统上石盒子组。依岩性和含煤性不同划分为九个煤（组）段。太原组习惯上称一煤段，山西组习惯上称二煤段，下石盒子组包括三、四、五、六计4个煤段，上石盒子组包括七、八、九计3个煤段。含煤地层总厚704.48，含煤16层，煤层部厚22.79m，含煤系数3.23%。可采煤层总厚15.43m可采含煤系数2.19%。赋存于二叠系山西组下部的二1煤层位稳定，厚度较大，大部可采；赋存于石炭系太原组底部的一1煤层位稳定，全区大部可采；其余煤层均不可采。四、水文地质一1煤层：顶板为上石炭统太原组下段灰岩含水层，底部为奥陶系、上寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层，考虑以其与一1煤层间隙隔水层不稳定，水头压力较高，将一1煤层水文地质勘查类型定为第三类第二亚类第三型，即以地表岩溶含水层为主的水文地质条件复杂充水矿床。二1煤层：本矿井处于芦沟井田的东北部，开采深度相对较小，加上原芦沟矿长期的开采，对二1煤顶地表直接充水含水层水已有较大的疏放，芦沟井田水文地质条件属复杂型，矿井直接充水含水层主要为顶板砂岩及地表灰岩裂隙含水层，参照芦沟矿抽水试验资料，单位涌水量满足；0.1q1L/s.m，根据新规范，本矿区开采二1煤层水文地质勘查类型划分为第二类第二型。五、工程地质根据矿井生产资料，二1煤层直接顶一般为深灰色或灰黑色粉砂岩、砂质泥岩和泥岩，有局部为细粒砂岩，平均厚4.00m，岩石级别为45级，普氏硬度系数23，岩石内摩擦角637130，垂直抗压强度为9771000kg/cm2，随工作面推进面自动垮落。二1煤层底板由黑色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩，平均厚5.00m，层理比较明显，开采时经常遇到基底不平现象。本区顶、底板抗压、抗拉强度相对较小，属豫西典型“三软”煤层，生产时应加强顶板管理，防止顶板事故发生。六、环境地质1、瓦斯河南省工业和信息化厅关于对郑煤集团公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复对郑新安新（新密）煤业有限公司瓦斯等级批复为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量3.49m3/t，绝对瓦斯涌出量1.04m3/min。2、煤尘爆炸危险性根据2004年10月31日平煤（集团）公司通风实验室对郑新荣华（新密）煤业有限公司二1煤层煤尘爆炸性鉴定报告：爆炸指数10.83%，无煤尘爆炸危险性。3、煤的自燃倾向性根据2004年10月31日平煤（集团）公司通风实验室对郑新荣华（新密）煤业有限公司二1煤层自燃倾向等级鉴定报告，自燃等级III级，不易自燃.。第三节 矿井基本情况分析一、开拓方式矿井采用一对立井单水平上下山开拓。1、主井井筒：净径3.6m，净断面10.2m2，井深244.2m，布置一对1.5t非标箕斗，钢轨罐道，金属梯子间，用做提煤、回风和安全出口。2、副井井筒：净径3.6m，净断面10.2 m2，井深包括井底水窝6m为236m，布置一个0.75t罐笼，钢丝绳罐道，敷设动力电缆和信号电缆，用做提矸、下料、升降人员和设备、进风和安全出口。二、 通风系统情况矿井通风方式为中央并列式，主、副井进风，风井回风。风井安装两台FBDCZ-14型防爆轴流式风机进行通风（一用一备），配套电机功率237KW。三、 排水系统情况矿井设计正常涌水量13m3/h，最大涌水量15m3/h。选用D46-506型水泵3台（一用一备一检修），单台水泵标称流量46m3/h，标注扬程300m，配电机功率75kw；铺设有两趟3寸排水管路，沿副井井筒敷设至地面，排水高度240.8m。矿井和采区排水系统能够满足安全生产需要。四、提升系统情况现主井绞车为2JTK-1.60.9型，主井提升容器为1.5t箕斗，担任提煤任务。副井为JTP-1.61.2P型绞车，提升容器为0.75t罐笼，担负提人、提矸、运料任务，各种保护齐全、可靠，分别担负全矿井提煤和上下人员及运料任务。五、供电系统1、地面供电系统矿井地面设6kv变电所一座，变电所位于矿井工业广场内。两回路电源均来自卢沟变电站不同母线端芦十三、芦十六板6kv，专用架空线路两趟。地面变电所高压侧接线为单母线分段，选用XGN型高压开关柜；低压侧为单母线分段接线，低压配电装置选用GGD型低压配电柜。变电所内设置S9-500/6，6/0.4kv,500kVa变压器2台，一用一备。2、井下供电系统井下中央变电所高压采用双电源单母线接线方式，低压侧也为单母线分段接线。中央变电所内安装两台KBSG-400/6、6/0.69干式变压器以660V电压向主排水泵和井下其它用电设备供电。六、粉尘灾害防治系统（1）井下设有完备的消防洒水系统，并配备消防器材，各煤炭转载点均设有喷雾装置，为了降低空气中煤尘含量，采用湿式打眼，放炮采用水炮泥封孔。（2）设计选用普通过滤防尘口罩，以对井上、下尘源地点的工作人员加强个体防护。（3）回采工作面是煤尘产生尘源地点，应采用煤层注水，利用钻孔向煤层注入压力水，使其沿煤层层理、节理和裂隙向四周扩散，渗入到煤的孔隙中，使煤层预先湿润，减少采掘时浮游煤尘的产生，降尘率可达6090%。七、防灭火系统井下消防洒水水源采用净化后的矿井排水。由设在地面的消防、洒水水池靠静压供给，管道沿副井井口进入井下。井下消防及洒水合用同一井下给水管道系统。在主井与井底车场连接处；机电硐室；材料库；采区各上、下山口；掘进巷道入口等处设置室内消火栓且井下各机电峒室均设置防火栅栏两用门，并配备足够的消防器材。（1）及时封闭采空区，防止工作面向采空区漏风，以防煤层自燃；（2）本矿井通风方式采用中央并列抽出式通风，漏风量少，通风管理比较容易；有完备的通风设施风门、调节风门，能保证各作业点有充足的风量。采区设有反风巷道，一旦发生火灾，可以立即反风。（3）井下设有消防洒水系统，能及时扑灭火灾；（4）井下设有安全生产监测系统，能及时发现隐患。八、安全避险“六大系统”（1）安全监测监控系统矿井地面中心站安装一套KJ95N型瓦斯监控系统，地面设2台监测监控分站，各类传感器12个，采集矿井提升、通风等重要设备的开停，风机风硐内负压、风速等参数。井下设4台监测监控分站，对采煤、掘进、运输、排水、通风等主要设备的开停，采煤及掘进工作面的瓦斯，煤仓煤位信号，水仓水位信号，主要风门的开关，工作面有采区回风巷、总回风巷的风速等参数进行采集处理、信息传输、超限报警断电、远方控制等。地面中心站将接收到的实时信号进行处理和存盘，满足矿井安全生产管理的需要。（2）人员定位系统安装有一套KJ69N人员定位系统，共有5个分站，识别卡150个，定位系统已覆盖井下各地点。在矿调度室调度大屏上实时显示井下人员定位信息，通过查询井下人员定为管理系统实现了对下井人员的轨迹查询、人员定位和搜寻，通过调用数据库中的数据，可以查询井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况并根据需要迅速进行人员调配，实现井下有限资源的优化配置。也充分发挥了人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。（3）压风自救系统矿井地面安装两台10m3螺杆式空压机，压风自救管路已铺设整个矿井巷道。（4）供水施救系统矿井地面设200m3静压水池。矿井供水施救、防尘、防灭火管路系统共用，安装有井下及平地消防、防尘用水专用管路。（5）通信联络系统矿井设置网络光纤，调度室安装了64门程控调度电话机，井上下联系畅通，井下各工作地点全部安装到位。（6）紧急避险系统该矿尚无紧急避险系统。目前，我公司根据有关技术要求和建设单位委托，正在进行紧急避险系统设计。第四节矿井安全风险分析矿 井开采二1煤层，为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层属类不易自燃煤层，水文地质条件中等。根据矿井实际开采技术条件，该矿井下存在主要安全风险有瓦斯爆炸、水害、火灾、冒顶、片帮、放炮、火药爆炸、机械伤害、起重伤害、触电、灼烫、高处坠落、坍塌、车辆伤害、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害等，除按规定要求配备设备并加强正常安全管理外，矿井井下紧急避险系统应重点防范的安全风险有瓦斯爆炸、煤尘爆炸、突水事故、有害气体中毒窒息等。第二章 紧急避险系统设计方案第一节紧急避险系统的构成一、紧急避险系统概述煤矿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井下人员提供自救器、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。紧急避险系统是煤矿井下安全避险“六大系统”的核心部分。当井下发生灾变后，危险地点人员应该迅速戴好自救器，按避灾路线及时撤离危险区域。如果避灾路线被阻断，应按照就近原则迅速进入可移动救生舱、临时避难硐室或者位于附近区域的永久避难硐室内，以等待矿山救护队的救援。此时，紧急避险设施应该发挥其应有的作用，包括提供简单治疗、氧气、食品和水等。自救器、救生舱、避难硐室与避灾路线及科学的应急预案相结合就构成了井下紧急避险系统。二、自救器2011年1月国家安全监管总局、国家煤矿安监局“关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第三批）的通知”（安监总煤装201117号）中已明确规定，“一氧化碳过滤式自救器使用条件非常有限，只能用于氧气浓度大于17%及一氧化碳浓度小于1%的灾害环境中；安全性较差，国外很少采用。应立即禁止使用。根据关于煤矿井下紧急避险系统建设管理车行规定的通知（安监总煤装201115 号）规定，“所有井工煤矿应为入井人员配备额定防护时间不低于30min的自救器，入井人员应随身携带”，“ 紧急避险设施内配备的自救器应为隔绝式，有效防护时间应不低于45min”。设计在永久避难硐室内配120台ZY45型隔绝式压缩氧自救器作为备用供氧装置。三、紧急避险设施紧急避险设施是指在井下发生火灾、爆炸、突出等灾害事故时，为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，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，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间。紧急避险设施一般在发生以下情况下可发挥作用。（一）自救器在有效的时间内不能到达安全地点或及时升井；（二）撤退路线无法通过；（三）缺乏自救器或有害气体浓度较高自救器不起作用。紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。本矿井布置1个永久避难硐室。永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区避灾路线上，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年的避难硐室。永久避难硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水威胁区，确保在服务期间不受采动影响。前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且项板完整、支护完好，符合安全出口的要求。特殊情况下布置在煤层中时应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯集聚、煤层自燃的措施。永久避难硐室应由过渡室和生存室等构成，采用向外开启的两道隔离门结构。第一道为防护密闭门，第二道为密闭门，两道隔离门之间为过渡室，第二道密闭门以内为生存室。四、避灾路线紧急避险设施的布置依托于避灾路线沿巷道布置，研究结果表明：矿井发生灾害事故，如火灾、爆炸等都会对井下人员的生命安全构成极大的威胁，在发现灾情后如果不能迅速处理，则必须将在受灾区域及可能受火灾气体或爆炸影响区域工作的作业人员撤离到安全的地点。由于矿井系统本身的复杂性及其有限的出口，以及灾变对矿井系统的影响，人员的避灾路线常常被灾变及其生成物所阻断。为保证人员的安全撤离，无论是在编制事故预防计划还是在实际灾变情况下，选择避灾路线都因充分考虑上述因素而变得很复杂。救灾路线指救护人员从救护基地到受灾地点的抢险救灾路线，而避灾路线是指井下人员由所处现场撤离到安全地点的路线。两者意义不同，但就矿井通风网络而言，都是寻求网络图中某两点间的通路。最佳的救避灾路线，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：（一）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。（二）正确确定人员所在的位置、人员撤退的目的地；当不能直接撤出地面时，应首先让人员撤到合适的避灾地点，同时提供必要的避灾条件和积极组织抢救。（三）避灾路线应选择安全条件最好、距离最短的行动路线：对于可能发生灾变的地点，在矿井灾变事故预防和处理计划中应提供明确的避灾路线，并让该区域的人员牢记于心。（四）确定了避灾路线后，在事故发生时，应采取一切措施保持避灾路线的通畅；不到万不得已，不能随意变更避灾路线。（五）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及避灾路线，并配备自救器等防护用具。五、煤矿救灾应急预案煤矿救灾应急预案，是指当井下发生灾情时，如火灾、爆炸、冒顶、透水等重大灾害，面对突发事件而采取的一系列应急管理、指挥、救援计划等。针对目前煤矿紧急避险系统的建设暂行规定的要求，在原有煤矿应急预案的基础上，将避难硐室作为新的防护救援点。事故发生后，在危险的环境内提供一个密闭的避难空间，从而实现第一时间避难和自救，减少事故伤害。事故救援时，可根据固定式避难硐室的位置直接到达救援目的地，提高救援效率。相关维生系统由井上控制指挥中心调遣，实现硐室救援。应急预案演练需遵循以下几点：（一）煤矿各单位负责组织本单位职工学习应急预案，工作地点发生变化后或有新工人调入时，都必须进行学习，考试合格后，方可上岗；（二）所有井下人员必须学习并掌握避难设施的使用方法及称作规定，经考试合格方可上岗；（四）如条件允许，由调度室按应急预案每年组织一次演习，对演习中发现的问题，由演习单位通知应急预案编写单位，对预案中的内容进行相应的修改，并保存记录。第二节设计基本要求和原则根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知（安监总煤装201215 号）要求，矿井紧急避险系统的整体设计和永久避难硐室设计，应当在煤矿企业和具备紧急避险系统研发经验的机构配合下，由具备煤炭行业专业（矿井）设计资质的机构完成。紧急避险系统设计中应当坚持科学合理、因地制宜、安全实用的原则，根据矿井具体条件和突发紧急情况下矿工安全避险实际需求，建设井下紧急避险系统，并与监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连结，确保在矿井突发紧急情况下遇险人员能够安全避险。紧急避险系统设计的基本内容，应当包括矿井基本情况分析、矿井安全风险分析、紧急避险设施设计、自救器配置、避灾路线优化与应急预案完善、管理体系与规章制度、安全培训与应急演练、设备选型与投资概算等。具体设计方案应当进行技术经济分析、方案优选和充分的论证。一、基本要求井下避难硐室应具备安全防护、氧气供给、有害气体处理、温及湿度控制、避难硐室内外环境参数监测、通讯、照明及指示、基本生存保障等功能，保证在无任何外部支持的情况下维持避难硐室内额定避险人员生存96h以上。二、设计原则矿井可根据自身的特点进行选择，以满足矿井灾变条件下矿工避难需要为原则，设计原则具体如下：（一）合理布置根据煤矿灾害事故的特点，以及采掘面和人员分布情况，永久避难硐室主要布置在井底车场、大巷或采区巷道附近，其容纳人数根据其周围人员的分布情况确定。（二）满足所有人员通过国内外矿井的相关经验，遵循“安全第一的原则，通过设置避难硐室必须保证井下每名矿工在灾害发生时都有自己的避难空间。确立井下工作人员与避难位置的一一对应关系。在编制劳动定员标准时，要将下井人数落实到井下采、掘、机、运、通等各个环节、各个岗位。煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定中规定：井下有人工作的地点均应有避难所为其服务，避难所距工作地点的距离，以矿工在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出或矿井火灾等灾害事故应急避险情况下，佩戴随身携带的自救器能够安全到达为确定原则，一般不超过1000m。井下避难设施的设置要与矿井避灾路线相结合，紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善。（三）最短时间内找到紧急避险设施为保持人员在最短的时间内进入避难空间，考虑人员分布状况不同，依据以下原则进行设计：1、当井下发生灾害时，人员首先通过副井罐笼升井，其次可借助于主、副井井筒内的梯子间自行到达地面，完全可以保证井下发生事故时人员能够迅速撤至地面。当遇到紧急情况无法及时撤离到地面时，应及时就近撤离到副井底车场附近永久避难硐室中。2、在救生撤离路线上设置清楚明晰的指路标识，让每个矿工都能通过指示路标找到最近的避难场所。（四）方便避难人员快速进入为有利于避灾人员方便快捷进入避难空间，在紧急出口处、避灾路线等地点都对救生舱或避难硐室位置进行了明显的标注，指引避难人员尽快到达避难所设置地点。三、设计依据该矿井开采二1煤层，设计生产能力0.15Mt/a，为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层属类不易自燃煤层，水文地质条件中等。矿井开拓方式为一对立井单水平上下山开拓，通风方式为中央并列抽出式，副井、主井进风，风井回风。主井和副井井筒中设有金属梯子间可作为矿井两个安全出口。根据技术改造初步设计规定，全矿井劳动定员244人，最大班入井人数76人。本矿井下11011工作面距副井井底最远距离约205m左右（小于规定的1000m要求），根据“煤与瓦斯突出矿井以外的其他矿井,从采掘工作面步行,凡在自救器提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的,必须在距采掘工作面1000m范围内设置避难硐室或救生舱。”，依据上述规定，全矿井设置一个永久避难硐室能满足要求。第三节 紧急避险设施设计一、紧急避险设施选择紧急避险设施是指在井下发生火灾、爆炸、突出等灾害事故时，为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，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，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间。紧急避险设施一般在发生以下情况下可发挥作用。1、自救器在有效的时间内不能到达安全地点或及时升井；2、撤退路线无法通过；3、缺乏自救器或有害气体浓度较高自救器不起作用。紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。本矿为低瓦斯矿井，矿井井田面积不大，设计年生产能力15万吨/年，矿井服务年限4.4年。矿井采用一对立井开拓，即主井，副井进风，风井回风，主、副井均设有梯子间，作为矿井两个安全出口。本矿井下21采区采掘工作面距副井井底最远距离约205m左右，小于1000m。根据矿井开拓方式、采区划分及井下巷道布置、工作面接替顺序、井下人员分布情况和避险距离等因素，综合考虑，全矿井布置一个永久避难硐室。永久硐室位置在在副井井筒东南侧-42m水平。二、永久避难硐室的建设基本要求1、避难硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。特殊情况下确需布置在煤层中时，应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯积聚、煤层自燃的措施。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响。永久避难硐室的建设，还应当具备应急逃生出口或采用2个安全出入口。有条件的矿井应当将安全出入口或应急逃生出口分别布置在2条不同巷道中。如果布置在同一条巷道中，2个出入口的间距应当不小于20m。煤与瓦斯突出矿井的采区避难硐室应当按照永久避难硐室的标准建。各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2。2、避难硐室应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，排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0m2。生存室的宽度不得小于2.0m，长度根据设计的额定避险人数以及内配装备情况确定。生存室内设置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。永久避难硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积，设计额定避险人数不少于20人，宜不多于100人。3、避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa，应有足够的气密性，密封可靠，开闭灵活。门墙周边掏槽，深度不小于0.2m，墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与煤（岩）体接实，保证足够的气密性。4、采用锚喷、砌碹等方式支护，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不小于0.2 m。5、有条件的矿井宜为永久避难硐室布置由地表直达硐室的钻孔，钻孔直径应不小于200毫米。通过钻孔设置水管和电缆时，水管应有减压装置；钻孔地表出口应有必要的保护装置并储备自带动力压风机，数量不少于2台。避难硐室还应配备自备氧供氧系统，供氧量不小于24小时。6、接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。7、避难硐室施工前，应有专门的施工设计，报企业技术负责人批准后方可实施。8、避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制，确保施工质量。9、避难硐室施工、安装完成后，应进行各种功能测试和联合试运行，并严格按设计要求组织验收。三、永久避难硐室选址位置结合矿井现有巷道布置、采区划分和永久避难硐室设置的相关标准。综合考虑，矿井布置一个永久避难硐室。永久硐室位置在井底绕巷和采区上车场之间。避难硐室布置在二1煤层顶板砂岩中，为岩巷。（详见附图1：采掘工程平面图）。四、永久避难硐室布置形式及与其他巷道的关系本次设计，根据井下现有巷道布置情况，避难硐室采用“U”型布置，避难硐室的进口分别与井底绕巷和采区上车场连接。详见附图1：采掘工程平面图。五、容纳避险人数规模按国家安全监管总局、国家煤矿安监局制定的煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定要求：永久避难硐室设计额定避险人数不少于20人，宜不多于100人。依据本矿井人员分布情况，设计永久避难硐室额定避险人数为100人。六、功能区划分永久避难硐室内部分为过渡室、生存室。过渡室是为去除逃生人员进入生存室时所带入的有毒有害气体；生存室是逃生人员进入避难硐室后的主要活动空间。七、永久避难硐室断面规格、支护方式及长度本设计永久避难硐室由生存室、壁龛、过渡室、防护门密闭门及密闭门、通道等6部分组成。（一）断面尺寸1、生存室：宽度5.0m，净墙高1.5m，硐室净高4.0m，半圆拱断面，净断面17.3m2；2、过渡室：宽度4.0m，净墙高1.5m，硐室净高3.0m，半圆拱断面，净断面10.3m2；3、壁龛：宽度3.0m，净墙高1.5m，硐室净高3.0m，半圆拱断面，净断面8.0m2。4、通道：宽度3.0m，净墙高1.5m，硐室净高3.0m，半圆拱断面，净断面8.0m2。（二）支护方式根据矿方提供资料，永久避难硐室布置在岩层中，因此，整个避难硐室截面形状初步设计成半圆拱形，根据截面形状和以往支护经验，避难硐室内部支护方式分别为锚杆挂网+砼联合支护。 具体支护参数是：一次支护采用锚杆挂网支护，18mm，L=2000mm等强树脂锚杆，间排距800800mm；二次支护采用砼（强度为C30）联合支护，厚度为250mm。（三）硐室面积及长度1、生存室面积及长度永久避难硐室内可容纳额定避险人数100人，生存室内每人使用面积1.00m2，则生存室需要的总面积100.00m2。生存室净宽5.00m，要求长度不小于20.00m。设计每人配1个箱式椅子，共需100个椅子，考虑1.2的备用，共需布置椅子120个，共布置4排，每排布置30个椅子。永久避难硐室生存室总长度为33.5m，净面积为167.5m2，远大于100.00m2，满足要求。2、壁龛考虑到压缩氧供气系统中氧气瓶、供电设备、食品、饮用水及急救箱、工具箱、灭火器等辅助设施的放置，在避难硐室两侧共设4个壁龛。壁龛宽度为3m，深度为4m。4个壁龛总长度为L壁龛=44=16m3、过渡室长度永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0m2，过渡室净宽3.00m，按净面积不小于3.00m2考虑，长度应不小于1.00m。单个过渡室长度4.00m。过渡室长度L过=24.00=8.00m4、防护密闭门及密闭门硐室按要求，避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa，应有足够的气密性，密封可靠，开闭灵活。门墙周边掏槽，深度不小于0.2m。本设计防护密闭门及密闭门硐室硐室墙厚均按0.8m考虑。永久避难硐室共设2道防护密闭门及密闭门，故防护密闭门及密闭门硐室墙体总墙厚为：L密闭门硐室=20.8=1.6mL防护密闭门硐室=20.8=1.6m5、通道长度本设计永久避难硐室有2个安全出口，即避难硐室有2个安全通道，根据避难硐室与井底绕巷、采区上车场的相对关系，避难硐室与井底绕巷连接的通道长度为1.15m，避难硐室与采区上车场连接的通道长度为1.85m，通道总长度为：L通道=1.15+1.85=3.00m。6、避难硐室总长度避难硐室总长度：L=L生+L壁龛+L过+ L密闭门硐室+L防护密闭门硐+:L通道 =33.50+16.00+8.00+1.6+1.6+3=63.7m具体参数详见附图2：:永久避难硐室平、断面图。七、硐室结构永久避难硐室两侧为过渡室，中部为生存室。过渡室外侧第一道门采用向外开启、带观察窗、既能抵挡强度0.3Mpa以上的冲击波，又能阻挡有毒有害气体渗入的防护密闭门，过渡室和生存室间的第二道门采用向外开启、带观察窗、能阻挡有毒有害气体渗入的密闭门。门体应有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活、防火、耐高温。门墙周边掏槽，深度0.60m，墙体用强度C30号的混凝土浇筑，与岩（煤）