六大系统-紧急避险系统4

1、煤矿井下紧急避险系统煤矿井下紧急避险系统 煤矿井下紧急避险系统 v紧急避险系统是井下安全避险六大系统的 核心内容 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 煤矿井下紧急避险系统 v避难所的基本类型 固定式 避难硐室 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，自备供氧设施无直通地表的钻孔，自备供氧设施 软体式 组合式 井 下 避 难 所 提供紧急避险空提供紧急避险空 间，并可通过牵间，并可通过

2、牵 引、吊装等方式引、吊装等方式 实现移动，以适实现移动，以适 应采掘工作要求应采掘工作要求 自备氧式 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 钻孔通风式避难硐室 避难所 备用风机 大 直 径 钻 孔 主 井 进 风 井 筒 井下大巷 地面 两道密闭门 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 自备氧式避难硐室 煤矿井下紧急避险系统 v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 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 用钢材等硬质材料制成 一体式、分节组装式等类型 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 救生舱在井

3、下的布置 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 软体式救生舱 Air, Water and Food Air Tanks Oxygen Tanks Packed Shelter 煤矿井下紧急避险系统 v国外情况 软体式救生舱 煤矿井下紧急避险系统 v国外井下紧急避险系统的发展 加拿大加拿大 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 南非南非 自1970就出现避难所；1986年Kinross金矿矿难（死亡 177人）后，法

4、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 煤矿井下紧急避险系统 v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

5、 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 煤矿井下紧急避险系统 v国内情况 目前有20多家单位从事相关产品研发，有的已 鉴定，有的已取得安标 软体式救生舱有3家单位研发 硬体式救生舱主要研发单位有14家 避难硐室用设备主要研发单位有4家 移动式救生舱 v结构 生存保障生存保障 系统系统 排泄物收集排泄物收集 系统系统 动力保障动力保障 系统系统 舱内照明和舱内照明和 指示系统指示系统 通讯系统通讯系统 环境监测环境监测 系统系统 降温降温 系统系统 气体净化气体净化 系统系统 氧气供给氧气供给 保障系统保障系

6、统 舱体舱体 矿用可移动式矿用可移动式 救生舱救生舱 v舱体 结构 舱体采用长方体斜顶结构。舱体采用分段式设计，每段舱体采用长方体斜顶结构。舱体采用分段式设计，每段 约约0.95m。采用螺栓法兰连接，连接处胶垫密封。采用螺栓法兰连接，连接处胶垫密封。 舱体分为缓冲区、避难区及辅助设施区三个部分。舱体分为缓冲区、避难区及辅助设施区三个部分。 因舱体正对爆炸源部位压力最大，前端部设计为锥台形因舱体正对爆炸源部位压力最大，前端部设计为锥台形 v舱体 抗爆性试验 舱体经过舱体经过2 2次瓦斯爆炸和次瓦斯爆炸和3 3次瓦次瓦 斯与煤尘爆炸后，舱体无变形、斯与煤尘爆炸后，舱体无变形、 无移动、内外完好、舱

7、内动物无移动、内外完好、舱内动物 （兔子）生命体征良好。（兔子）生命体征良好。 舱体后端视图舱体后端视图- -爆炸前爆炸前 舱体后端视图舱体后端视图- -爆炸后爆炸后 试验后舱内动物存活（兔子）试验后舱内动物存活（兔子） 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1923% 之间。 舱内舱内O2浓度变化曲线浓度变化曲线 v氧气供给保障系统 v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。

8、v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。 v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 于对二氧化碳、一氧化碳以及其他 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 气体净化除湿系统气体净化除湿系统 防爆风扇防爆风扇 v气体净化除湿系统 v避

9、难舱试验系统 舱内湿度变化曲线舱内湿度变化曲线 v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。 v降温系统 避难舱试验室系统 舱内温度变化曲线舱内温度变化曲线 v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

10、外传感器的数据也可通过观察窗 口在舱内观察。 v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。 一体式矿灯一体式矿灯 v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

11、理和过充、过放等安全保护功 能。 v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。 坐便马桶坐便马桶 v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。 食品食品压缩氧自救器压缩氧自救器 v建设标准 基本要求 突出煤层采区设置在反向风门外的进风流中，距采 掘面500m范围内 其他矿井，距采掘面1000m范围内 救生舱规格和数量满足服务区内最多人员需要 v建设标准 安放硐室要求 避开地质构造带、应力集中带、透水威胁区 尽量在岩层中，顶板完整、支护完好 u混凝土，厚度

12、200300mm 前后20m范围内应采用不燃性材料支护，符合安 全出口的相关要求 安全出口应保证道路畅通，安全间距、风速等 符合煤矿安全规程及相关标准的规定 v建设标准 安放硐室要求 形状 u宜采用半圆拱形 u高度大于2.6m u尺寸，根据救生舱的规格和通风要求 硐室地面 u高于巷道底板0.2m u水泥铺底厚150200mm u倾斜度不大于3 v建设标准 安放硐室要求 硐室顶板 u安装防水设施 u不得有滴水现象 硐室外20m范围内不应堆放易燃物品 压风、供水及信号管线 u进入硐室前应埋设于巷底或巷壁，或采取其 他措施保护 u埋设或保护距离至少不得低于200米 v建设标准 安放硐室要求 根据不同

13、岩性采用锚喷、砌碹等支护 支护材料 u阻燃、抗静电 u耐高温、耐腐蚀 硐室标识 矿井避灾路线图应包含井下所有避难硐室设置情况 硐室应有清晰、醒目的标识牌悬挂于硐室外，标识 牌中应有“救生舱”的反光标志(AQ1017-2005) 井巷中应有救生舱方位的明显标示 v建设标准 安放硐室要求 通风设施 u硐室设立在进风风流中，满足AQ1028-2006标 准要求 u压风供气应符合MT 3901995标准要求 u压风供气系统应专门配置，发生灾害时自动投 入运行 u保证风源稳定可靠，灾害应急时随时可用 u供气量不得少于0.1m3 /min.人 井下避难所设置 井下避难所设置的基本要求 v煤矿井下避难所 固

14、定式避难硐室 可移动式救生舱 自主选择 基本原则：满足应变条件下应急避险需要，安 全实用、救生、人性化 井下避难所设置的基本要求 v避难所设置 有人作业的地点 确定原则：灾害发生时，矿工佩戴自救器能安 全到达 一般不超过1000m 突出矿井井底车场固定式避难所 掘进距离超过500m的巷道工作面避难所 设置应与矿井避灾路线相结合 井下避难所设置的基本要求 v避难所设置 避难所额定人数 满足服务区内同时工作的最多人员 5%富裕系数 设置地点 无异常应力、顶板完整、支护完好 前后20m范围应用不燃性材料支护，符合安全出口 的相应要求 存放在巷道中的可移动式救生舱 u保证巷道畅通，安全间距、风速等符合

15、规程及 相关标准规定 u防爆炸冲击波的措施 井下避难所设置的基本要求 v避难所设置 有清晰、醒目的标示 矿井避灾路线图中应明确标注避难所位置、规 格、种类 井巷中应有避难所方位的明显指示 简明、易懂的使用说明和操作步骤 建立相应的维护、管理制度 安全培训和定期演练 井下避难所的通用技术要求 v基本功能 安全防护、氧气供给、有害气体处理、温度湿度控制、 通讯、照明、指示及基本生存保障 在无任何外部支持条件下，生存96h以上 v空气供给装置或设施 人均供风量不低于0.3m3/min O2浓度18.5%22.0%之间 舱内正压不低于200Pa 接入矿井压风管路并有减排装置、带有阀门控制的呼 吸嘴 隔

16、离式自救器(不低于45min),数量1.2倍额定人数 井下避难所的通用技术要求 v有毒有害气体处理和空气调节控制能力 对CO2吸收(排除)能力不低于0.5L/min.人 对CO吸收(排除)能力不低于400ppm/h 在额定防护时间内 CO2低于1.0% CO低于24PPm 温度不高于35 湿度不高于85% 各种化学药剂真空包装 井下避难所的通用技术要求 v环境检测 避难所内CO、CO2、O2、CH4 避难所外CO、CO2、O2、CH4、温度等 v直通调度室电话 通讯失效情况下的信息交流方法 采区特殊措施保证通讯安全可靠 井下避难所的通用技术要求 v食品、饮用水 食品配备不少于2000kJ/人.

17、天 饮用水不少于0.5L/人.天 v避难所外 清晰 醒目的标示 v避难所内 照明、急救箱、工具箱、灭火 器、排泄物收集处理装置 v避难所电气设备、高压容器、仪器仪表、化 学药剂等 符合相关产品标准的规定和国家有关管理要求 安全标志。 固定式避难硐室的基本要求 v除以上通用技术外，还应符合 设置地点 构造简单、围岩稳定的进风巷道 尽可能在岩层中 设在煤层中时，应有防瓦斯涌出、煤层自然发火的安 全技术措施 支护 采用阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀材料 深度 满足扩散通风要求 宽度按额定人数确定，且使用面积不少于0.5m2/ 人 固定式避难硐室的基本要求 v隔离门 向外开启的2道，中间形成风障 隔离门

18、标准不低于反向风门 隔离门墙不低于火药库防爆墙标准，且有足够 的气密性 井下固定式避难硐室 v组成与布局 井下固定式避难硐 主要由硐室主体、 氧气供给保障系统、 空气净化与温湿度 调节系统、环境监 测系统、通讯系统、 舱内照明和指示系 统、动力保障系统、 生存保障系统、备 用自救器等组成。 避难硐室布置示意图避难硐室布置示意图 1、隔离门 2、喷淋系统 3、药品食品柜 4、供水管 5、压风管 6、人 员管理系统终端 7、压风自救器箱8、座椅 9、压缩氧供气系统 10、 担架 11、环境参数监测仪器 12、矿用荧光灯13、空气过滤系统14、防 爆空调 15、电源箱 16、矿用红外摄像仪 17、集

19、便器 18、排水管 19、排气管 20、自救器及工具柜 井下固定式避难硐室 v主要技术参数 硐室规格 15m2.6m2m(可根据 人数变化) 额定避难时间 100 h 额定容纳人数 15人、30人、40人、50人 备用电池供电时间 100 h CO浓度 24PPm CO2浓度 1% O2浓度 18%23% 井下固定式避难硐室 v功能 供气方式多样 压风 压缩氧 空气净化 可隔热降温 硐室内外环境参数监测(CH4、CO、CO2、O2 浓度，温度等) 集便功能 风、水、通讯“三条线”保障 移动式救生舱验收标准 v设置位置及支护 矿井高瓦斯及突出矿井低瓦斯及非突出矿井 项目 采区采掘面采区采掘面 设

20、置位置 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。 设置距离距工作面距离500m 距工作面距离 1000m 支护支护材料为不然性材料，顶板完整，支护完好。 验收结果 移动式救生舱验收标准 v安放硐室工程 序号验收项目验收内容验收结果 1 救生舱安放硐室 大小 净高2.6m，深度和宽度根据选用的救生舱的型号和规格确 定。 2 救生舱安放硐室 形状 半圆拱形或梯形 3支护 救生舱硐室应根据不同岩性采用锚喷、砌碹等方式支护，支 护材料应阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀。 4地面 救生舱安放硐室内地面应高于巷道底板0.2m，水泥铺底厚 150200mm，倾斜度不大于3。 5供电供电安全、可靠。 6供风按救生舱额定人