西沙河避难硐室安全避险模拟综合防护性能试验分析方案

1、西沙河煤矿永久避难硐室安全避险模拟 综 合 防 护 性 能 试 验 报 告 山西中煤西沙河煤业有限公司 中国矿业大学 2018年5月 避难硐室模拟综合防护性能实验是验证避难硐室设计思路的正确性、空间结构的合理 性、综合性能的可靠性、使用操作的方便性等各项功能指标的全面检验，是避难硐室 交付使用前的验证性实验。山西中煤西沙河煤矿井下9号层永久避难硐室，自2018年 9月硐室施工至2018年4月设备安装调试已初步竣工。根据国家安监总局、国家煤监 局印发的煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定对避难硐室的有关规定和由中 国矿业大学编制的山西中煤西沙河煤矿井下紧急避险系统设计说明书，并结合西 沙河煤矿的

2、实际情况，提出以下工业实验方案。 一、实验目的 本次载人演习实验目的有以下几点： 检验永久避难硐室的设计及施工质量是否符合煤矿安全监管总局煤矿井下紧急避 险系统建设管理暂行规定的要求。 检验在井下发生突发灾害情况下，避难硐室能否为躲避火灾、水灾、煤与瓦斯突 出、煤尘爆炸等提供可靠的安全环境。 检验记录在载人条件下，各种电气设备能否可靠运行。 通过载人实验，使井下工作人员熟悉救灾路线及永久避难硐室室使用规程。 发现现有避难硐室的不足，进一步完善永久避难硐室救灾系统。 二、实验地点 山西中煤西沙河煤矿井下9号层永久避难硐室内。 三、实验时间 2018年4月29日至2018年4月30日进行为期两天4

3、8小时）的避难硐室载人全员载 人实验100人48小时）。 四、实验人员 由西沙河煤矿机电安装队、综掘一队、综采二队等 80名矿工、安全员、瓦斯员、医 护人员以及有关科研院校和设计单位技术人员 25名组成的参与实验人员，总计105 人，其中5人为机动备用人员。 五、前期准备工作及负责人 1、组织工作 实验设领导小组，负责审定实验方案、协调实验中的重大问题。现场设总指挥、副总 指挥，负责现场组织、处置突发事件、确保后勤保障、新闻发布等。同时，为全力做 好工业性实验，成立三个工作小组，分别为技术组、联络协调组和后勤保障组。要求 所有参与人员要有组织、有纪律，服从指挥，听从安排。综合防护实验必须在指挥

4、部 的统一指挥下进行。 技术组职责：a负责培训工作；b负责避难硐室内部的检查；c负责各种仪器仪表的准 备、检查；d负责避难硐室与外部系统连接的监督；e负责实验过程中仪器仪表调整的 指导；f负责解决实验过程中出现的技术问题。 联络组职责：a负责联系实验方案的审批工作；b负责与各相关方的联络协调；c负责 协调培训工作；d负责各种会议的组织、记录；e负责实验数据的收集整理及实验后的 实验总结和实验报告的编制。 后勤组职责：a负责实验人员安顿工作；b负责医疗保障；c负责人员救护； d负责实验人员的生活保障。 2、身体状况 所有进硐室参试人员必须身体健康，无精神病、高血压、心脏病史，先接受医院体检 并出

5、具健康证明。体检内容为体重、血压、心率、情绪状况。有身体不适合参加实验 的，由备用人员参加。 3、事前培训 由工程组对所有参试人员 包括管理人员、后勤保障人员、参试人员）进行培训。培训 内容为国家有关政策、西沙河矿避险系统建设方案、主要系统使用、注意事项、应急 措施、心理辅导等，培训型式为课堂讲解演示及实际操作演练。 4、事前准备工作 检验永久避难硐室内的仪器设备是否工作正常；（中国矿业大学负责 检验井下压气系统是否正常； 西沙河矿与中国矿业大学共同负责） 检验井下供水系统是否正常； 西沙河矿与中国矿业大学共同负责） 检验检测系统是否正常； 西沙河矿与中国矿业大学共同负责） 检验人员定位系统是

6、否正常； 西沙河矿负责） 检验地面钻孔的空压机、空调、发电机 柴油机）、中心站和视频设备是否到位，是 否工作正常； 西沙河矿与中国矿业大学共同负责） 清除永久避难硐室内的所有杂物，并彻底清理打扫干净；西沙河矿负责） 食品、水、流食桶和集便器袋子在确定实验日期的前一天送到永久避难硐室内，并 排专人看管，防止失窃。 西沙河矿负责） 5、其他 预先准备实验期间硐室内人员的食品、饮水、常用药品 （感冒、腹泻等 、毛巾、吸水 海绵、眼罩、杂志及扑克牌等娱乐用品。 六、工业性实验内容 （1）自动空气幕的运行 自动空气幕是用来隔绝硐室内外空气，防止有毒有害气体进入硐室并清除进入人员身 上的有毒有害气体和粉尘

7、的设备。 在有接入地面压气或井下压气的情况下，防爆门打开，空气幕自动打开，关闭防 爆门空气幕自动关闭。 实验检测空气幕能否能按要求自动打开关闭，能否起到防止有毒有害气体进入硐 室并清除进入人员身上的有毒有害气体和粉尘作用。 （2）自动喷淋系统的运行 自动喷淋系统是用来冲除进入过渡室人员身上的有毒有害气体，冲淡过渡室内有 毒有害气体浓度并使过渡室保持正压状态。 在有接入地面压气或井下压气的情况下，防爆门打开喷淋系统自动启动，关闭防 爆门20分钟自动关闭。 实验检测喷淋系统能否自动启动和关闭，能否起到冲除进入过渡室人员身上的有 毒有害气体，冲淡过渡室内有毒有害气体浓度并使过渡室保持正压状态的作用。

8、 （3）井下压风系统供氧实验 井下压风供氧系统作用在于当两侧密闭门同时关闭时，为硐室内人员提供充足的 空气供以呼吸。并且为喷淋系统、空气循环系统提供动力与气源。 在井下压气系统未遭到破坏的情况下，当人员进入过渡区按下密闭门门框边悬挂 的系统启停控制箱的启动按钮，井下压气阀门会自动开启。在启动失效时亦可手动旋 转打开供气阀门。 实验主要检验在按下启动按键后，压气总阀门是否能够自动开启，以及检查管道 上压力传感器数值是否正常。 （4）空气循环系统实验 空气循环系统是以气动风机为动力源，使硐室生存区内的空气得以循环流动，且 不会遭到有毒有害气体污染。使硐室内有毒有害气体在最短时间内被相应吸附剂所吸

9、收。 开启空气循环系统，需打开进风侧过渡区内气动风机阀门，使气动风机得以启 动，随之生存区内空气会循环流动。 载人实验时主要检测：气动风机是否能够正常运行，风机运行时噪声分贝值是否 超过限制。风机运行时循环管路出口风量是否足够。 5）空气净化系统实验 空气净化系统由气体净化剂和空气驱动装置组成，主要用于对二氧化碳、一氧化 碳以及其他有毒有害气体进行净化，并对避难硐室内湿度进行有效控制。 在井下人员就位后，冲药品柜中取出100条除湿帘悬挂于指定位置，每 24小时更 换一次，从而有效地控制生存区内湿度。在生存区内一氧化碳、二氧化碳等气体含量 超标使空气净化机会自动启动运行直至有害气体浓度下降到规程

10、范围以内。 实验过程中检验，生存区空气湿度是否能控制在 85%以下。在二氧化碳或一氧化 碳浓度超标时空气净化剂能否自动运行，且在空气净化剂运行过程中有害气体浓度能 否下降。 6）呼吸面罩实验 当有毒有害气体侵入生存区内，浓度超过警戒值且空气净化系统无法迅速降低其 浓度时，避难人员呼吸受到威胁时可立即佩戴上呼吸面罩，通过呼吸面罩供气呼吸从 而免遭有毒有害气体侵袭。 在传感器检测到有毒有害气体浓度超过上限，且空气净化装置无法有效清除时， 手动打开两侧面罩供气管路阀门，迅速佩戴好呼吸面罩，调节减压阀直至压力达到适 宜值。 实验过程中主要检验呼吸面罩出口压力能否达到0.1MP以上，当100人同时佩戴

11、面罩呼吸时气量是否充足，连续分贝是否在 70分贝以下。 7）集便器实验 排泄物收集系统 集便器）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。 当避难人员如厕完毕仅需踏踩集便器右侧踏板，排泄物将会自动封装于集便袋 内，随之新的集便袋将会自动安装完毕 实验过程中检验集便器踏板是否可以正常运作，排泄物是否可以被集便袋紧密封 装，新的集便袋是否可以自动更换。 8）双电源切换系统实验 久避难硐室的外接电源由两路构成，一路是从较近的采区变电所供给，另一路由 地面钻孔供给。矿井正常生产时，由前者提供动力用电，一旦井下灾变断电时，自动 切换到地面供电。

12、外接电源作为煤矿正常生产时传感器监测、监控系统、空气净化系 统、空气循环系统、照明、通讯和备用电源充电等的动力。 当井下断电时，如果避难硐室需要使用电源，这时双电源切换系统会切换到地面 钻孔进行供电；而当地面钻孔断电时，如果避难硐室需要使用电源，这时双电源切换 系统会切换到井下电源进行供电。 本次实验主要检测双电源切换系统，在井下或地面钻孔断电时能否实现切换为避 难硐室提供电源。 9）硐室内供水实验 硐室供水系统为硐室内避难人员提供生活用水。 先打开避难硐室进风侧过渡室供水系统总阀，再打开生存区不锈钢水池上阀门， 即可。 实验检测供水系统能否稳定提供清洁用水。 10）地面钻孔空压机供风实验 地

13、面钻孔空压机通过地面钻孔向避难硐室供风，当发生灾害时井下供风管路往往 遭到破坏而无法向避难硐室提供稳定供风，地面钻孔空压机下避难硐室供风显得尤为 重要。 打开地面钻孔空压机，并打开地面钻孔储气罐出气口阀门，即通过钻孔向避难硐 室供风。 实验检验地面钻孔空压机是否能向避难硐室提供稳定供风，能否达到足够的风量 与风压保证避难硐室电气设备正常运转维持井下避难人员的需要。 11）地面钻孔空调实验 地面钻孔空调为井下提供热风与冷风，维持井下环境温度稳定。 当井下温度过高或者过低，可以在地面开启空调系统，选择制冷或者制热，为井 下送风。 实验检验地面空调系统能否正常为井下提供冷热风，维持井下温度正常。 1

14、2）地面钻孔流食实验 地面钻孔流食管道可以将牛奶等从地面直接送到井下，维持井下避难人员营养补 给。 在地面钻孔准备足够清洗用水，冲洗流食管道，冲洗干净之后，将流食倒入流食 管，流食将会流到井下避难硐室流食桶内。 实验检验流食管道能否正常将流食送到避难硐室流食桶，本实验可以使用水替 代。 13）地面钻孔电话通讯实验 在生存区安装了一部与地面钻孔相连的直通电话，可以实现井下与地面钻孔指挥 中心电话通讯。 拿起话筒按下红色按钮进行通讯呼叫，按下绿色按钮可以通话。 实验检验避难硐室直通电话通讯是否清晰稳定。 14）地面钻孔视频实验 井下避难硐室一共设置三路视频通讯，可实现井下与地面双向视频通讯。 避难

15、硐室生存区左右两端各安装防爆摄像仪一台，由光纤通讯将图像实时传输到 地面指挥中心，并在相应显示器显示出来。地面指挥中心也有一路视频传输到井下避 难硐室，在生存区防爆监视器显示。 视频实验可以检测视频通讯是否稳定清晰，指挥人员可以在地面很清楚地观测到 井下的状况。 15）地面钻孔监测系统实验 地面钻孔监测系统，由井下监测控制器、地面监测中心站、地面工控机等相关部 件组成，用于在地面指挥中心实时监测井下各部件参数，地面指挥人员可以很清晰的 看到井下的防爆门开启状态、环境气体浓度、温度等相关参数。 在地面指挥中心打开中心站监测程序，即可在监视器看到各类参数。 监测系统实验可以检验监测系统是否正常运行

16、，在地面直接读到井下各类参数。 井下人员通过井下监视器也可以直接看到。 16）地面钻孔供电实验 地面指挥中心供电总功率 150KW，可同时提供空压机、空调系统、地面其他设备 供电与井下供电。 当井下断电时，地面发电机运行时，可直接向井下避难硐室供电，接入到双电源 系统。 地面供电实验可以检验地面供电系统能否正常运行，稳定的给地面设备以及井下 设备提供电源。 17）硐室内噪声测试实验 避难硐室正常运行下，生存室内部噪声在人所接受的范围以内70分贝以下）。保 证避难人员不受噪声污染，避免急躁等不良情绪的产生。 18）硐室内自动泄压实验 避难硐室内电气设备和避难人员活动会造成气压升高，自动泄压系统保证硐室内 压力维持在正常稳定状态。 当硐室内压力升高到一定值，自动泄压自动打开降低硐室内气压。 实验检测自动泄压装置在压力过高时能够自动打开。 七、演习时间流程 整个演习流程按照硐室电气来源可分为四个阶段：第一阶段 井下供气供电阶段 第1-24小时），第二阶段 钻孔供气供电阶段 第25-37小时），第三阶段 呼吸面罩 供气阶段 第38-44小时）