神东逃生通道数量及紧急避险方式确定技术(LL)

1、神东井工煤矿逃生通道神东井工煤矿逃生通道及紧急避险技术及紧急避险技术研究研究2014年年07月月一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲矿井面积矿井面积： 井田面积大，长度和宽度一般井田面积大，长度和宽度一般大于大于10k

2、m10km；可采煤层可采煤层： 大多大多3 3层以上层以上; ;，煤层倾角，煤层倾角1-31-3之间之间，属近水平煤层；，属近水平煤层；矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级： 多为多为瓦斯矿井瓦斯矿井；开拓布置开拓布置： 开拓方式：采用开拓方式：采用平硐、斜井平硐、斜井开拓开拓，以及结合以及结合进、回风立井进、回风立井混合开拓混合开拓； 工业场地位置：工业场地位置： 多在多在井田边界井田边界；井下开采井下开采： 盘区式布置盘区式布置，多盘区、多水平开采，多盘区、多水平开采；采煤方法及工艺采煤方法及工艺：综合机械化综合机械化采煤，采煤，全部垮落法全部垮落法管理顶板；管理顶板；掘进工艺掘进工艺： 连续采煤机连

3、续采煤机或或综掘机；综掘机；大巷及顺槽长度大巷及顺槽长度：水平及盘区大巷平均水平及盘区大巷平均大于大于5km，顺槽，顺槽平均平均4km；井下运输井下运输： 主运输：主运输： 胶带输送机胶带输送机运输；运输； 辅助运输：辅助运输： 无轨胶轮车无轨胶轮车运输。运输。地表属于黄土丘陵山区，区内沟壑纵横地表属于黄土丘陵山区，区内沟壑纵横。1 1、神东矿区生产矿井特点、神东矿区生产矿井特点2、神东矿区生产矿井主要灾害、神东矿区生产矿井主要灾害 1、顶板灾害；、顶板灾害； 2、火灾（内部火灾和外部火灾）；、火灾（内部火灾和外部火灾）； 3、水害；、水害； 4、瓦斯和粉尘爆炸。、瓦斯和粉尘爆炸。o矿井顶板多

4、属于较稳定矿井顶板多属于较稳定-不稳定，当顶板有淋水时不稳定，有冒顶危险；不稳定，当顶板有淋水时不稳定，有冒顶危险；o煤层属于容易自燃煤层煤层属于容易自燃煤层，有煤层自燃危险，同时存在外因火灾危险，有煤层自燃危险，同时存在外因火灾危险;o部分矿井涌水量较大，部分矿井涌水量较大，存在水灾隐患存在水灾隐患；o矿井煤尘矿井煤尘多多具有爆炸危险性具有爆炸危险性，有粉尘爆炸危险。，有粉尘爆炸危险。3、神东矿区紧急避险系统建设现状、神东矿区紧急避险系统建设现状 1、避险设施、避险设施 永久避难硐室、临时避难硐室、救生舱。永久避难硐室、临时避难硐室、救生舱。 2、逃生设施、逃生设施 矿井井筒。矿井井筒。 3

5、、逃生设备、逃生设备 折返梯、无轨胶轮车、自救器、自救器存放箱（间折返梯、无轨胶轮车、自救器、自救器存放箱（间距距2km左右）。左右）。4、神东矿区目前紧急避险系统存在的问题、神东矿区目前紧急避险系统存在的问题6o逃生出口位置和数量布置不合理逃生出口位置和数量布置不合理（位置多集中在工业广场；井田面（位置多集中在工业广场；井田面积大，大巷长，保证及时逃生的出口数量有限）积大，大巷长，保证及时逃生的出口数量有限）；o永久避难硐室的数量不能满足水平和整个矿井井下人员避险的要求永久避难硐室的数量不能满足水平和整个矿井井下人员避险的要求（硐室一般（硐室一般12个，避险人数受限）个，避险人数受限）；迫切

6、需要研究简单实用的迫切需要研究简单实用的“井下逃生通道与紧急避险方式井下逃生通道与紧急避险方式”o顺槽逃生不能做到安全可靠顺槽逃生不能做到安全可靠（自救器存放点不能保证安全换戴）（自救器存放点不能保证安全换戴）；o避和逃不能有机结合避和逃不能有机结合（逃生出口离避难硐室和顺槽距较远，不能体（逃生出口离避难硐室和顺槽距较远，不能体现先逃后避原则）现先逃后避原则）；o永久避难硐室仅有避险功能，不能实现主动逃生永久避难硐室仅有避险功能，不能实现主动逃生。o逃生出口仅有井筒，设备有折返梯或无轨胶轮车，折返梯逃生困难。逃生出口仅有井筒，设备有折返梯或无轨胶轮车，折返梯逃生困难。5、主要研究内容、主要研究

7、内容 1、井下逃生通道数量及紧急避险方式的确定方法与适井下逃生通道数量及紧急避险方式的确定方法与适用条件；用条件； 2、逃生通道的合理位置的选择方法；逃生通道的合理位置的选择方法； 3、神东矿区逃生避险模式研究。神东矿区逃生避险模式研究。7一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模

8、式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲9 美国矿山安全健康局于美国矿山安全健康局于2008年年2月在月在其其“审批认证中心审批认证中心”首次展示了一种名首次展示了一种名为为“Great Escape“的新型救援装置。的新型救援装置。 逃生管道由直径逃生管道由直径42英寸的钢筋混凝土管道构建组成，沿管道设有一些英寸的钢筋混凝土管道构建组成，沿管道设有一些入口，在管道各个入口处和端盖上装有门和通气孔。逃生管道内可以装入口，在管道各个入口处和端盖上装有门和通气孔。逃生管道内可以装备通讯和追踪设施，采用蓄电池驱动的人车将矿工运至地面。地面的压备通讯和追踪设施，采用蓄电池驱动的人车将

9、矿工运至地面。地面的压风机通过向管道输送新鲜空气满足管道内对新鲜空气的需求。风机通过向管道输送新鲜空气满足管道内对新鲜空气的需求。1 1、美国、美国“逃生管道逃生管道”方式方式10澳大利亚煤矿使用澳大利亚煤矿使用“空气呼吸器加气站空气呼吸器加气站”的方式，通过快速加气站的方式，通过快速加气站实现接力逃生能力。实现接力逃生能力。空气呼吸器空气呼吸器逃生逃生快速加气站快速加气站 350bar储气瓶储气瓶 5接口充气面板接口充气面板 60min空气呼吸器充气时间空气呼吸器充气时间4575s2、澳大利亚、澳大利亚“接力逃生接力逃生”方式方式11自救器自救器 装有储物架，可容纳装有储物架，可容纳 50个

10、备用自救器（包）个备用自救器（包） 有一个进口门和一个出口门，以供矿工通过有一个进口门和一个出口门，以供矿工通过 每个门上装有厚重塑料门帘，减少污染物进入主舱每个门上装有厚重塑料门帘，减少污染物进入主舱逃生逃生中继站（过渡站）中继站（过渡站）自救器自救器澳大利亚煤矿使用澳大利亚煤矿使用“自救器过渡站自救器过渡站”的方式，通过过渡站提高接力的方式，通过过渡站提高接力逃生能力。逃生能力。3、澳大利亚澳大利亚“接力逃生接力逃生”方式方式124 4、智利、智利“钻孔钻孔+ +提升仓提升仓”逃生方式逃生方式智利时间智利时间13日晚日晚21时时55分，圣何塞铜矿分，圣何塞铜矿最后一名受困矿工路易斯最后一名

11、受困矿工路易斯乌尔苏亚安全乌尔苏亚安全升井，该铜矿升井，该铜矿33名矿工被困井下名矿工被困井下69d后后全部获救。全部获救。1320世纪世纪70年代初南非某金矿的工人在一次矿井火灾中碰巧逃到一个有压年代初南非某金矿的工人在一次矿井火灾中碰巧逃到一个有压缩空气的盲巷里，首次建立了缩空气的盲巷里，首次建立了简单的避灾酮室简单的避灾酮室，因而全部获救。后来，出，因而全部获救。后来，出现了空气清理系统用来清除空气中的一氧化碳和二氧化碳的危害。现了空气清理系统用来清除空气中的一氧化碳和二氧化碳的危害。自从自从1928年的年的Hollinger矿火灾矿火灾(造成造成39人死亡人死亡)后，加拿大就出现了后，

12、加拿大就出现了初级初级的避灾酮室的避灾酮室，利用压缩空气，通过面具提供呼吸氧气。目前，采用可移动，利用压缩空气，通过面具提供呼吸氧气。目前，采用可移动式避灾酮室己经成为加拿大金属矿安全的基本要求。式避灾酮室己经成为加拿大金属矿安全的基本要求。法国煤炭研究所提出了法国煤炭研究所提出了充气酮室充气酮室的设想，并进行了若干试验。充气酮室的设想，并进行了若干试验。充气酮室用柔性的材料作为酮室的挡帘，挡帘起到隔火、隔热、隔绝有毒气体的作用柔性的材料作为酮室的挡帘，挡帘起到隔火、隔热、隔绝有毒气体的作用，从而有效的保护人员。充气酮室里有压缩空气送入的新鲜空气，通讯用，从而有效的保护人员。充气酮室里有压缩空

13、气送入的新鲜空气，通讯电话及巷道平面图等。电话及巷道平面图等。5 5、南非、加拿大、法国、南非、加拿大、法国1)建设情况建设情况 大部分生产矿井已经建成井下避险设施，部分矿井正在建设大部分生产矿井已经建成井下避险设施，部分矿井正在建设井下避险设施。井下避险设施。 目前有目前有3种主要种主要紧急避险模式紧急避险模式：l逃生设施逃生设施+永久避难硐室永久避难硐室+临时避难硐室临时避难硐室l逃生设施逃生设施+永久避难硐室永久避难硐室+救生舱救生舱l逃生设施逃生设施+专用管路专用管路+避难硐室或救生舱避难硐室或救生舱 6、我国避险系统、我国避险系统152）国家关于紧急避险协调建设的现有规定）国家关于紧

14、急避险协调建设的现有规定20102010年年20112011年年20122012年年20132013年年总局总局 1010号文件号文件关于加快推进煤矿井下紧急避险系统关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知建设的通知 总局总局9 9号、号、146146、152152号文件号文件国务院国务院4040号文件号文件总局总局 1515号文件号文件暂行规定暂行规定总局总局 3333号文件号文件基本规范基本规范总局总局 1515号文件号文件关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知关事项的通知 煤安监司办煤安监司办201220123434号文号文国家煤矿安全监察局办

15、公室国家煤矿安全监察局办公室关于矿井使用可移动式救生过渡站式紧急避险系统请示的关于矿井使用可移动式救生过渡站式紧急避险系统请示的复函复函20062006年年安监总矿字安监总矿字2006216号号文件文件关于加强煤矿安全生产工关于加强煤矿安全生产工作规范企业劳动定员管理的若干指导意见作规范企业劳动定员管理的若干指导意见6、我国避险系统、我国避险系统安监总矿字安监总矿字2006216号号文件文件关于加强煤矿安全生产工作规范企关于加强煤矿安全生产工作规范企业劳动定员管理的若干指导意见业劳动定员管理的若干指导意见中：中：四、对煤矿企业劳动定员管理工作的基本要求四、对煤矿企业劳动定员管理工作的基本要求（

16、一）控制入井人数。国有重点煤矿原则上每个采区同时作业的（一）控制入井人数。国有重点煤矿原则上每个采区同时作业的采、掘人员每小班不得超过采、掘人员每小班不得超过100人。人。 特殊情况确需增加采区作业人数的，煤矿企业应制定专门的安特殊情况确需增加采区作业人数的，煤矿企业应制定专门的安全措施报省级煤炭行业管理部门批准，报省级煤矿安全监察机构备案。全措施报省级煤炭行业管理部门批准，报省级煤矿安全监察机构备案。2）国家关于紧急避险协调建设的现有规定）国家关于紧急避险协调建设的现有规定6、我国避险系统、我国避险系统2）国家关于紧急避险协调建设的现有规定）国家关于紧急避险协调建设的现有规定根据上述规定：神

17、东生产矿井多盘区同时生产时，目前永久避难根据上述规定：神东生产矿井多盘区同时生产时，目前永久避难硐室的数量不能满足整个矿井井下工作人员避险需要。硐室的数量不能满足整个矿井井下工作人员避险需要。6、我国避险系统、我国避险系统煤煤矿矿井井下下紧紧急急避避险险系系统统建建设设管管理理暂暂行行规规定定(安安监监总总煤煤装装201115号号)中中第九条：第九条：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

18、一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于时人员，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，临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于，临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于1.1。 一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避

19、险逃生模式确定方案提提 纲纲n1）先逃生、后避险先逃生、后避险1 1、基本理念、基本理念 当发生灾害威胁到生命安全时，逃生路线不被阻挡的情况当发生灾害威胁到生命安全时，逃生路线不被阻挡的情况下，优先选择借助自救器装备沿逃生路线逃到就近逃生出口，下，优先选择借助自救器装备沿逃生路线逃到就近逃生出口，借助逃生出口设备及时逃到地面。当发生灾害逃生路线被阻挡借助逃生出口设备及时逃到地面。当发生灾害逃生路线被阻挡不能安全逃生时，借助自救器选择逃进就近避险设施避险，等不能安全逃生时，借助自救器选择逃进就近避险设施避险，等待救援。待救援。 自救器是最重要、最有效、最经济的紧急避险逃生装备。自救器是最重要、最

20、有效、最经济的紧急避险逃生装备。煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定：入井人员必须戴安全帽、入井人员必须戴安全帽、随身携带随身携带自救器自救器和矿灯。和矿灯。n2）自救器是避险逃生的必要装备）自救器是避险逃生的必要装备孙继平孙继平-管理体系管理体系与制度与制度紧急避险系统紧急避险系统避灾路线避灾路线逃生设施与逃生设施与装备装备避险设施避险设施应急预案应急预案紧急避险系统：紧急避险系统：在煤矿井下突发紧急情况下，为遇险人员紧急避险提在煤矿井下突发紧急情况下，为遇险人员紧急避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。为遇险人员安全逃为遇险人员安全逃生

21、、紧急避险提供支持和保障。生、紧急避险提供支持和保障。2 2、紧急避险逃生系统组成、紧急避险逃生系统组成 避险设施：避险设施： 井下突发紧急情况时井下突发紧急情况时，在逃生路径被阻和逃生不能的情况，在逃生路径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的下，为无法及时撤离的遇险遇险人员提供一个安全的密闭空间，对外人员提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体；对内能对内能够供给够供给氧气、食氧气、食物、水，去除有毒有害气体，物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件；并为应急救援创造生存基本条件；并为应急救援创造条件、赢得时间。创造条件、赢得时间

22、。逃生设施逃生设施: : 井下突发紧急情况时井下突发紧急情况时，在逃生路径，在逃生路径不被阻塞不被阻塞情况下，情况下，利用利用逃生装备沿逃生路径逃生到地面的逃生通道。逃生装备沿逃生路径逃生到地面的逃生通道。3 3、功能定位、功能定位n科学合理、因地制宜、简单实用、安全可靠。科学合理、因地制宜、简单实用、安全可靠。矿井根据自身条件自主决定建设模式和类型。矿井根据自身条件自主决定建设模式和类型。科学合理科学合理 在系统的安全风险分析、科学的设计计算、综合比对和在系统的安全风险分析、科学的设计计算、综合比对和试验验证的基础上进行。试验验证的基础上进行。 因地制宜因地制宜 尽可能根据自身条件和利用已有

23、设施进行建设。尽可能根据自身条件和利用已有设施进行建设。简单实用简单实用 力求简单实用，以满足紧急避险基本安全需求为目的。力求简单实用，以满足紧急避险基本安全需求为目的。安全可靠安全可靠 生命工程，应以安全性和高可靠性为首选。生命工程，应以安全性和高可靠性为首选。4 4、建设原则、建设原则一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七

24、、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲241 1、安全出口服务半径影响因素、安全出口服务半径影响因素252 2、服务半径计算、服务半径计算o 不同环境因素影响下逃生人员速度样本统计不同环境因素影响下逃生人员速度样本统计影响因素通行状态行进速度/m.s-1行走姿势爬行0.30-0.50弯腰走0.60小跑3.00快跑6.00行走环境水中（没膝与没腰之间）0.30-0.70熟悉黑暗中0.70陌生黑暗中0.30烟尘中0.30-0.70 通过权值计算：通过权值计算：得到神东井下发生煤尘爆炸或火灾灾害下，逃生得到神东井下发生煤尘爆炸或火

25、灾灾害下，逃生人员在熟悉黑暗中的行进平均速度约为人员在熟悉黑暗中的行进平均速度约为1.0 m/s1.0 m/s； 对于对于发生发生水患的矿井，考虑水患的矿井，考虑取透水环境下取透水环境下没膝没膝水水中的行进速度为中的行进速度为0.7 m/s0.7 m/s，且沿着地势较高的逃生路线逃，且沿着地势较高的逃生路线逃生生。26o 灾变环境巷道影响系数灾变环境巷道影响系数主要影响因素主要影响因素基准基准影响因素实测值影响因素实测值巷道有效宽度b1.5mb每减少0.1m，1增加0.1；b0.5时，1=巷道有效高度h1.8mh每减少0.1m，2增加0.1；h0.8时，2=巷道内路障0每遇一道路障，3增加0.

26、05巷道坡度0每增减2，4增减0.1风门设施0每遇一道风门，5增加0.05巷道风速v4m/sv每增加1m/s，6增加0.1；v8时，6=巷道路面粘度0泥泞、水、打滑，7增加0.10.32 2、服务半径计算、服务半径计算273 3、确定最差逃生环境下的服务半径、确定最差逃生环境下的服务半径o 火灾火灾 R火灾火灾：安全出口服务半径，：安全出口服务半径，m； T额定额定：大容量自救器额定：大容量自救器额定120分钟，分钟，min； ：灾变环境巷道内影响系数，取值：灾变环境巷道内影响系数，取值0.6； V火灾火灾：火灾环境下逃生人员受环境影响速度，：火灾环境下逃生人员受环境影响速度，m/s；28o

27、水害水害3 3、确定最差逃生环境下的服务半径、确定最差逃生环境下的服务半径29o 冒顶冒顶3 3、确定最差逃生环境下的服务半径、确定最差逃生环境下的服务半径30n 辅助工具逃生与救援接应辅助工具逃生与救援接应3 3、确定最差逃生环境下的服务半径、确定最差逃生环境下的服务半径31煤安监司办煤安监司办201220123434号文号文国家煤矿安全监察局办公室关于矿井国家煤矿安全监察局办公室关于矿井使用可移动式救生过渡站式紧急避险系统请示的复函使用可移动式救生过渡站式紧急避险系统请示的复函中明确：中明确：高瓦斯和瓦斯矿井在建设采区（或区域）永久避难硐室的基础上，高瓦斯和瓦斯矿井在建设采区（或区域）永久

28、避难硐室的基础上，可用移动式救生过渡站替代采掘工作面临时避难硐室。可用移动式救生过渡站替代采掘工作面临时避难硐室。根据上述规定：神东生产矿井在建设了盘区永久避难硐室基础上根据上述规定：神东生产矿井在建设了盘区永久避难硐室基础上, ,工作面顺槽以及掘进工作面临时避难硐室可以用救生过渡站替代。工作面顺槽以及掘进工作面临时避难硐室可以用救生过渡站替代。4 4、系统布局、系统布局瓦斯矿井：瓦斯矿井：布局依据：布局依据： 1）在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面时应设置井）在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面时应设置井下紧急避险设施下紧急避险设施 。2）距采掘工作面）距采掘工作面1000

29、m范围内布设避险设施，用范围内布设避险设施，用自救器接力站代自救器接力站代 替临时避难硐室替临时避难硐室。3）长时压缩氧自救器逃生距离可达）长时压缩氧自救器逃生距离可达3000m。4）临时避险设施服务年限）临时避险设施服务年限小于小于5年年，永久避险设施服务，永久避险设施服务大于大于5年年。5）平硐或斜井开拓，且瓦斯、自然发火等灾害不严重的矿井，遇）平硐或斜井开拓，且瓦斯、自然发火等灾害不严重的矿井，遇 险人员在自救器额定防护时间内靠步行不能够安全撤至地面的，可险人员在自救器额定防护时间内靠步行不能够安全撤至地面的，可建设自救器接力站，提高依靠自救器逃生的续航能力。建设自救器接力站，提高依靠自

30、救器逃生的续航能力。4 4、系统布局、系统布局瓦斯矿井：瓦斯矿井：布局依据：布局依据：6）顺槽不宜布设永久避险设施，）顺槽不宜布设永久避险设施，3000m范围内布设范围内布设自救器接力站自救器接力站。7）永久避险设施应布置在）永久避险设施应布置在盘区大巷、水平大巷盘区大巷、水平大巷或或矿井大巷矿井大巷。8）逃生出口服务半径可达）逃生出口服务半径可达3000m，6000m范围内应布设安全出口。范围内应布设安全出口。9）盘区避险系统应布设永久避险设施，并满足）盘区避险系统应布设永久避险设施，并满足100人人的避险需求。的避险需求。10）每个水平紧急避险系统应能满足）每个水平紧急避险系统应能满足整个

31、水平井下人员整个水平井下人员逃生需要。逃生需要。11）合理利用已有逃生出口，优化、完善逃生出口的布置。）合理利用已有逃生出口，优化、完善逃生出口的布置。12）避和逃有机结合。）避和逃有机结合。13）地面应具备布设施工条件。）地面应具备布设施工条件。4 4、系统布局、系统布局一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主

32、要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲351 1、避险、避险+ +逃生新模式逃生新模式361 1、避险、避险+ +逃生新模式逃生新模式372 2、神东矿区逃生优先的避险理念、神东矿区逃生优先的避险理念1、神东避险模式、神东避险模式永久避难硐室永久避难硐室+ +可移动式救生过渡站可移动式救生过渡站+ +长时压缩氧自救器长时压缩氧自救器2、神东逃生模式、神东逃生模式逃生井筒逃生井筒+ +逃生大直径钻孔逃生大直径钻孔+ +逃生设备逃生设备3 3、神东矿区避险逃生模式确定、神东矿区避险逃生模式确定3、神东避险、神东避险+逃生模式逃生模式-避和逃的有

33、机统一避和逃的有机统一39安全出口安全出口4 4、避险逃生系统组成、避险逃生系统组成1、可移动式救生过渡站可移动式救生过渡站1）功能）功能短时在密闭空间避险、更短时在密闭空间避险、更换压缩氧自救器继续逃生。换压缩氧自救器继续逃生。2）特点）特点体积小，可复用，操作简单体积小，可复用，操作简单维护量低，移动方便无需拆维护量低，移动方便无需拆装，可与井下压风自救、供装，可与井下压风自救、供水施救、监测监控、人员定水施救、监测监控、人员定位、通讯联络等系统连接。位、通讯联络等系统连接。4 4、避险逃生系统组成、避险逃生系统组成411、可移动式救生过渡站可移动式救生过渡站-主要技术参数主要技术参数4

34、4、避险逃生系统组成、避险逃生系统组成1 1容纳人数容纳人数1515人同时更换自救器；人同时更换自救器；2 2规格尺寸规格尺寸6000 6000 1800 1800 2100mm2100mm（长（长宽宽高），可接入压风、照明、通讯、环高），可接入压风、照明、通讯、环境监测等系统；同时配备压缩供氧系统。境监测等系统；同时配备压缩供氧系统。3 3站内正压力站内正压力200200至至500Pa500Pa，站内设自动单向排气阀；，站内设自动单向排气阀；4 4适应温度范围适应温度范围 -40-40至至6060； 5 5站体整体防火等级站体整体防火等级 A60A60级；级； 6 6整体防爆炸冲击能力整体防

35、爆炸冲击能力 不低于不低于0.1Mpa0.1Mpa；7 7主要物品配置主要物品配置压缩氧自救器额定工作时间：压缩氧自救器额定工作时间：120min120min，可最大装备，可最大装备150150套；套；医疗箱（包含医疗箱（包含: :创可贴、无菌纱布、绷带、三角巾、夹板等止血器具）；创可贴、无菌纱布、绷带、三角巾、夹板等止血器具）；工具箱：铁锹、铁锤、撬棍等；工具箱：铁锹、铁锤、撬棍等；饮用水用量按照饮用水用量按照0.5L0.5L150150人人. .份配备。份配备。1 1、大容量压缩氧自救器、大容量压缩氧自救器4 4、避险逃生系统组成、避险逃生系统组成额定防护额定防护时间时间120min氧气瓶

36、容积氧气瓶容积1.2L气瓶充填压力气瓶充填压力20MPa储氧量储氧量240L供氧方式供氧方式定量供氧：定量供氧：1.2L/min手动补氧：手动补氧：60L/min自动补氧：自动补氧：60L/min自动排气压力自动排气压力150300 Pa质量质量4.2kg（包括氧气和二氧（包括氧气和二氧化碳吸收剂）化碳吸收剂）外型尺寸外型尺寸300200105(mm) ZYX-120隔绝式压缩氧气自救器主要技术参数隔绝式压缩氧气自救器主要技术参数43n 盘区顺槽走向长度小于盘区顺槽走向长度小于40004000米米5 5、不同适用条件避险逃生系统布局、不同适用条件避险逃生系统布局44n 盘区顺槽走向长度大于盘区

37、顺槽走向长度大于40004000米米5 5、不同适用条件避险逃生系统布局、不同适用条件避险逃生系统布局45自救器接力逃生自救器接力逃生一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲u井筒形式：立井、斜井、平硐井筒形式：立井、斜井

38、、平硐u井筒内逃生装备井筒内逃生装备l 专用逃生设备：直梯、旋梯、折返梯、胶囊专用逃生设备：直梯、旋梯、折返梯、胶囊式提升舱、人行台阶等式提升舱、人行台阶等l 生产用人员运输设备：无轨胶轮车、电机车生产用人员运输设备：无轨胶轮车、电机车、吊桶、罐笼、箕斗、架空人车、助力器、吊桶、罐笼、箕斗、架空人车、助力器u充分考虑矿井极端情况，即电气化设备充分考虑矿井极端情况，即电气化设备不能正常工作，井筒内必须设置非电气不能正常工作，井筒内必须设置非电气化的逃生装备化的逃生装备直梯 螺旋梯折返梯 提升舱架空人车 助力器井筒内典型逃生装备井筒内典型逃生装备1 1、不同型式的安全逃生出口、不同型式的安全逃生出

39、口48根据神东矿区根据神东矿区逃生方式逃生方式分析分析n 竖井梯子间竖井梯子间n 螺旋梯螺旋梯+ +大直径钻孔大直径钻孔n 提升舱提升舱+ +钻孔钻孔风井、竖井兼有逃生功能风井、竖井兼有逃生功能专有逃生功能的出口专有逃生功能的出口2 2、适合神东矿区的安全逃生出口、适合神东矿区的安全逃生出口49国内立风井梯子间普遍采用的方式，材质多以金属为主。国内立风井梯子间普遍采用的方式，材质多以金属为主。n优势优势n折返梯折返梯n弊端弊端1)1)结构简单；结构简单；2)2)安装工艺简单；安装工艺简单；1)1)爬行角度爬行角度70-8070-80度，安全系数低度，安全系数低且进风井风阻较大；且进风井风阻较大

40、；2)2)爬行方式易于使人疲劳；爬行方式易于使人疲劳；3)3)同时逃生人数不宜过多；同时逃生人数不宜过多；4)4)折返梯要求孔径较大，否则平折返梯要求孔径较大，否则平台周转空间过小；台周转空间过小；5)5)服务年限短；服务年限短；2 2、适合神东矿区的安全逃生出口、适合神东矿区的安全逃生出口50n优势优势1)1)结构简单合理；结构简单合理；2)2) 安全性大大提高；安全性大大提高；3)3)可满足同时多人主动逃生；可满足同时多人主动逃生；4)4)服务年限长；服务年限长；5 5）救护队可迅速到达灾变现场抢险）救护队可迅速到达灾变现场抢险救灾。救灾。硐室结合大直径钻孔，通向地表作为安全逃生出口。硐室

41、结合大直径钻孔，通向地表作为安全逃生出口。n螺旋梯钻孔螺旋梯钻孔n弊端弊端1)1)钻孔孔径大，受影响因素多；钻孔孔径大，受影响因素多；2)2)对于埋深较深的水平，逃生体力受对于埋深较深的水平，逃生体力受到考验。到考验。2 2、适合神东矿区的安全逃生出口、适合神东矿区的安全逃生出口51小孔径钻孔配合提升舱，作为安全出口。小孔径钻孔配合提升舱，作为安全出口。n提升钻孔提升钻孔n优势优势n弊端弊端1)1)采用撬装式结构，便于车载运采用撬装式结构，便于车载运输；输；2)2)采用液压传动，快速提升；采用液压传动，快速提升；3)3)配套监控监测、通讯、氧气供配套监控监测、通讯、氧气供给等。给等。1)1)同

42、时施救只能同时施救只能1 1人；人；2)2)只能被动等待救援，不能主动只能被动等待救援，不能主动逃生；逃生；3)3)一次性投资过大、维护费用高；一次性投资过大、维护费用高；2 2、适合神东矿区的安全逃生出口、适合神东矿区的安全逃生出口52n应用案例应用案例案例一：螺旋式梯子间结构已经在徐州地方煤矿和宣城地区煤矿建设，案例一：螺旋式梯子间结构已经在徐州地方煤矿和宣城地区煤矿建设，并得到地方安监局验收认可，在铜陵、广德等地区推广使用。并得到地方安监局验收认可，在铜陵、广德等地区推广使用。案例二：由中煤西安设计公司研发的案例二：由中煤西安设计公司研发的一种矿用拉一种矿用拉/压结构螺旋式梯子压结构螺旋

43、式梯子间间、一种支撑式螺旋梯子间一种支撑式螺旋梯子间两个实用新型专利已经通过国家知识产两个实用新型专利已经通过国家知识产权局认证。权局认证。案例三：案例三：中煤平朔集团井工三矿采用了中煤平朔集团井工三矿采用了100人永久避难硐室结合提升钻孔人永久避难硐室结合提升钻孔的设计，提升钻孔直径为的设计，提升钻孔直径为690mm，引进国外液压提升吊舱，每次提升，引进国外液压提升吊舱，每次提升1人，人，提升高度为提升高度为600m，投资成本约，投资成本约2000万元。万元。2 2、适合神东矿区的安全逃生出口、适合神东矿区的安全逃生出口u基于逃生时间的最大适用深度基于逃生时间的最大适用深度H大直径钻孔斜 井

44、 井 筒Lvh thvl tl地 面大直径钻孔、斜井逃生时间计算对比图l 斜井井筒内人员逃生时间为斜井井筒内人员逃生时间为sinvHvLtlll 大直径钻孔内人员逃生时间为大直径钻孔内人员逃生时间为)sin()0157. 0184. 1 (457. 3lhttl 两种方式逃生时间比例两种方式逃生时间比例大直径钻孔与斜井逃生时间对比曲线u结论结论l 从逃生时间考虑，不能将埋深作为大直从逃生时间考虑，不能将埋深作为大直径钻孔和斜井方式的依据。径钻孔和斜井方式的依据。l 倾角倾角19或或52 时，大直径逃生钻时，大直径逃生钻孔逃生时间较短，倾角孔逃生时间较短，倾角在在1952时，斜井逃生时间较短时，

45、斜井逃生时间较短3 3、临界适用深度提出及确定、临界适用深度提出及确定30sin30sin30vHvHthhu自救器等效防护时间自救器等效防护时间l 遇险人员的耗氧量计算公式为遇险人员的耗氧量计算公式为l 遇险人员登高过程中的等效防护时间为遇险人员登高过程中的等效防护时间为l 基于等效防护时间的大直径逃生钻孔基于等效防护时间的大直径逃生钻孔+螺旋梯最大适用深度为螺旋梯最大适用深度为320 t13.464 t469.26 t3943.17597.564- )(66ttyYmin29等效tm 005230vtHhl基于等效防护时间的斜井最大适用深度为基于等效防护时间的斜井最大适用深度为m634si

46、nvtHll提升舱内可以采用使用时间更长的供氧装置，其理论最大提升深度不受限制，提升舱内可以采用使用时间更长的供氧装置，其理论最大提升深度不受限制，可以适用于开采较深的矿井。可以适用于开采较深的矿井。3 3、临界适用深度提出及确定、临界适用深度提出及确定u基于成本估算的适用深度对比基于成本估算的适用深度对比l 斜井井筒的建设费用估算为斜井井筒的建设费用估算为l 大直径钻孔大直径钻孔+螺旋梯的建设费用估算为螺旋梯的建设费用估算为3002 . 1HWh大直径钻孔和斜井建设成本对比曲线u基于成本估算基于成本估算：l 不论任何深度斜井成本高于大直径不论任何深度斜井成本高于大直径逃生钻孔逃生钻孔+螺旋梯

47、，不适合作为安螺旋梯，不适合作为安全出口，大直径逃生钻孔全出口，大直径逃生钻孔+螺旋梯螺旋梯最大适用深度为最大适用深度为580m。3 3、临界适用深度提出及确定、临界适用深度提出及确定HhHhWl0.328+664. 1810000/ sin1016392)(sin1098061序号序号安全出口型式安全出口型式基于逃生基于逃生时间时间基于成本估基于成本估算算临界适用深度临界适用深度1 1斜井斜井634m634m不适合神东矿区采用不适合神东矿区采用2 2大直径钻孔大直径钻孔+ +螺旋梯螺旋梯500m500m580580适合神东矿区埋深适合神东矿区埋深500m500m3 3钻孔钻孔+ +提升舱提升

48、舱500m500m580580适合深部开采，埋深适合深部开采，埋深500m500m563 3、临界适用深度及条件、临界适用深度及条件u结合分析井筒形式及井筒内逃生装备形式，在比较分析各自适用条件，结合分析井筒形式及井筒内逃生装备形式，在比较分析各自适用条件，各自优缺点的情况下提出三种适合神东矿区的安全出口逃生方式：（各自优缺点的情况下提出三种适合神东矿区的安全出口逃生方式：（1）斜井）斜井+台阶（包括平硐）；（台阶（包括平硐）；（2）大直径钻孔）大直径钻孔+螺旋梯；（螺旋梯；（3）钻孔）钻孔+提提升舱。升舱。57矿井名称矿井名称已建成井筒已建成井筒新增安全新增安全出口数量出口数量新增安全新增安

49、全出口位置出口位置布尔台矿布尔台矿主斜井、副平硐、回风斜井、孙定霍洛进风立井（有梯子间）、主斜井、副平硐、回风斜井、孙定霍洛进风立井（有梯子间）、孙定霍洛回风立井孙定霍洛回风立井锦界矿锦界矿主斜井、新主斜井、副平硐、主斜井、新主斜井、副平硐、 进风斜井、进风斜井、1#进风立井、进风立井、1#回风立回风立井、井、2#回风立井回风立井1北部井田边界北部井田边界大柳塔井大柳塔井主平硐、辅运平硐、辅助平硐、双沟进风斜井、双沟回风斜井、主平硐、辅运平硐、辅助平硐、双沟进风斜井、双沟回风斜井、主斜井、副斜井、白家渠进风立井、白家渠回风立井主斜井、副斜井、白家渠进风立井、白家渠回风立井活鸡兔井活鸡兔井主平硐

50、、一号副平硐、二号副平硐、进风立井、主平硐、一号副平硐、二号副平硐、进风立井、12煤回风斜井、煤回风斜井、12煤回风立井煤回风立井1在在22煤南翼集中大煤南翼集中大巷延伸段巷延伸段37#联巷联巷处处补连塔矿补连塔矿新旧主斜井、副斜井、风井（斜井）、辅运平硐、南回风斜井、新旧主斜井、副斜井、风井（斜井）、辅运平硐、南回风斜井、煤液化主斜井、呼和乌素盘区进风立井（无梯子间）、北回风井煤液化主斜井、呼和乌素盘区进风立井（无梯子间）、北回风井榆家梁矿榆家梁矿主斜井、主斜井、52煤副平硐、煤副平硐、52煤回风斜井、煤回风斜井、42煤副平硐、煤副平硐、42煤回风平煤回风平硐、硐、43煤进风斜井、煤进风斜井

51、、43煤回风立井煤回风立井上湾煤矿上湾煤矿主斜井、主斜井、1#副斜井、副斜井、2#副斜井、平硐、北回风立井、南进风立井、副斜井、平硐、北回风立井、南进风立井、南回风立井南回风立井哈拉沟矿哈拉沟矿 主斜井、一号平硐、二号平硐、副斜井、进风立井、回风立井主斜井、一号平硐、二号平硐、副斜井、进风立井、回风立井1中央大巷北段中央大巷北段147#联巷处联巷处石圪台矿石圪台矿1#1#副平硐、副平硐、2#副平硐、副平硐、1#副斜井、副斜井、2#副斜井、主斜井、回风立井副斜井、主斜井、回风立井（有梯子间）、（有梯子间）、1#进风斜井、进风斜井、2#进风斜井进风斜井乌兰木伦乌兰木伦 主斜井、辅运平硐、原副井、进

52、风井、新进风立井、回风立井主斜井、辅运平硐、原副井、进风井、新进风立井、回风立井112煤四盘区大巷煤四盘区大巷60#联巷处联巷处4 4、神东、神东“九矿十井九矿十井”统计统计58n 硐室结合大直径逃生钻孔型式硐室结合大直径逃生钻孔型式o安全防护。在矿井灾害发生后，灾情沿巷道不断扩散，安全出口所建位安全防护。在矿井灾害发生后，灾情沿巷道不断扩散，安全出口所建位置将有可能处于灾情波及的范围内，而逃生人员要通过安全出口的逃生置将有可能处于灾情波及的范围内，而逃生人员要通过安全出口的逃生通道逃向地面。因此，有效保障逃生通道入口局部范围内的安全性尤为通道逃向地面。因此，有效保障逃生通道入口局部范围内的安

53、全性尤为重要。重要。o体能恢复。灾害发生后，逃生人员会产生极度的紧张甚至是恐惧感，同体能恢复。灾害发生后，逃生人员会产生极度的紧张甚至是恐惧感，同时携带自救装备奔跑几公里的路程到达大巷。体能过度消耗，此时避难时携带自救装备奔跑几公里的路程到达大巷。体能过度消耗，此时避难硐室为逃生人员提供了一个安全的休息空间。硐室为逃生人员提供了一个安全的休息空间。o救援中心。硐室与逃生钻孔相结合，将把在井下进行救援指挥与灾情抢救援中心。硐室与逃生钻孔相结合，将把在井下进行救援指挥与灾情抢险变为现实。大大提高了逃生人员的生存机会，同时也节省了宝贵的险变为现实。大大提高了逃生人员的生存机会，同时也节省了宝贵的“黄

54、金黄金”抢救时间。抢救时间。5 5、硐室结合大直径钻孔型式设计、硐室结合大直径钻孔型式设计序号序号子系统子系统配置配置1防护密闭系统防护密闭系统防爆门、气密门防爆门、气密门2压风供氧系统压风供氧系统压风管路双路供氧：井下压风管路和地表空压机压风管路双路供氧：井下压风管路和地表空压机3气幕喷淋系统气幕喷淋系统气幕及喷淋管路气幕及喷淋管路4通信系统通信系统防爆电话、通信分站防爆电话、通信分站5监控监测系统监控监测系统监测传感器、摄像仪监测传感器、摄像仪6人员定位系统人员定位系统人员定位分站人员定位分站7供电系统供电系统双路供电：井下线路供电和地表移动发电机双路供电：井下线路供电和地表移动发电机8基

55、本保障系统基本保障系统自救器、座椅、照明、高能食品及瓶装水等自救器、座椅、照明、高能食品及瓶装水等9除湿降温系统除湿降温系统不需配备不需配备10压缩供氧系统压缩供氧系统11毒害气体去除系统毒害气体去除系统59o根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于加快推进煤矿井下紧急避险系统国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知安监总煤装建设的通知安监总煤装201310号号中明确要求：采用专用钻孔或专用管路为避难硐室供氧（风）的，在满足人员避险需求的前提下，可以简化或补在配置避难硐室高压氧气瓶、有毒有害气体去除和温湿度调节装置。n 配置优化配置优化o同时根据煤矿井下紧急避

56、险系统建设管理暂行规定（安监总煤装煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定（安监总煤装201115号）号）中明确规定：按额定避险人数配备的自救器应为隔绝式，有效防护时间应不低于45分钟，备用系数不低于1.2。5 5、硐室结合大直径钻孔型式设计、硐室结合大直径钻孔型式设计60n新型螺旋梯设计新型螺旋梯设计螺旋梯由中立柱、踏步板、螺旋梯由中立柱、踏步板、平台板、栏杆及固定卡等构件平台板、栏杆及固定卡等构件组成，平面是以中立柱为圆心组成，平面是以中立柱为圆心的同心圆，外形呈螺旋型三维的同心圆，外形呈螺旋型三维空间曲线。空间曲线。5 5、硐室结合大直径钻孔型式设计、硐室结合大直径钻孔型式设计61n新型螺旋

57、梯设计新型螺旋梯设计螺旋梯前期设计参数表螺旋梯前期设计参数表项 目参 数中立柱直径/mm200mm楼梯外径/mm1400mm行走线直径/mm900mm 梯段宽度/mm600mm每一圈踏步数9踏面夹角/度40踏面宽度/mm314mm踏步高度/mm250mm楼 梯 外 径 1 4 0 02 5 0行 走 线 直 径 9 0 02 5 0中 立 柱 直 径 2 0 0梯 段 宽 度 6 0 0行 走 线踏 面 夹 角踏 面 宽 度4 0 5 5、硐室结合大直径钻孔型式设计、硐室结合大直径钻孔型式设计一、研究背景及内容一、研究背景及内容二、国内外避险系统研究现状二、国内外避险系统研究现状三、紧急逃生理

58、念和建设原则三、紧急逃生理念和建设原则四、安全出口位置及数量确定四、安全出口位置及数量确定五、神东矿区避险逃生模式确定五、神东矿区避险逃生模式确定六、安全出口逃生方式及适用条件六、安全出口逃生方式及适用条件七、主要结论七、主要结论八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案八、布尔台和锦界矿避险逃生模式确定方案提提 纲纲o提出由接力站提出由接力站+大容量自救器大容量自救器+带带安全出口安全出口的避难硐室，的避难硐室，三大设施组成的三大设施组成的神东矿区井工煤矿避险逃生体系；神东矿区井工煤矿避险逃生体系；o提出适用于不同顺槽长度的两种神东矿区井下安全逃生模式；提出适用于不同顺槽长度的两种神东矿区井下安

59、全逃生模式；o提出符合一定环境下水害、煤尘爆炸、火灾等灾害逃生要求的安全出口提出符合一定环境下水害、煤尘爆炸、火灾等灾害逃生要求的安全出口的合理服务半径（的合理服务半径（R）为）为3km；o提出安全出口建设选址所需要考虑的提出安全出口建设选址所需要考虑的五五个关键因素：大巷内布置、服务个关键因素：大巷内布置、服务年限、通风控制、现有安全出口的利用、结合矿井的地质环境等；年限、通风控制、现有安全出口的利用、结合矿井的地质环境等；o提出四种适合神东矿区的安全出口三种逃生方式：平硐、斜井提出四种适合神东矿区的安全出口三种逃生方式：平硐、斜井+台阶；大台阶；大直径钻孔直径钻孔+螺旋梯；钻孔螺旋梯；钻孔

60、+胶囊式提升舱；胶囊式提升舱；o得出煤层埋深得出煤层埋深H500 m时，时，较较适合采用大直径钻孔适合采用大直径钻孔+螺旋梯逃生方式螺旋梯逃生方式；煤层埋深；煤层埋深 H500m时，时，较较适合采用钻孔适合采用钻孔+提升舱逃生方式；提升舱逃生方式；o根据课题研究成果，针对神东矿区矿井，要应地制宜、简单实用地设计根据课题研究成果，针对神东矿区矿井，要应地制宜、简单实用地设计矿井的安全出口，制定相对安全、经济的避险逃生方案。矿井的安全出口，制定相对安全、经济的避险逃生方案。o选择神东矿区的选择神东矿区的“九矿十井九矿十井”的其中一个作为示范矿井进行避险逃生系统的其中一个作为示范矿井进行避险逃生系统