鹤煤三矿紧急避险系统设计研究报告

鹤煤三矿紧急避险系统的设计与研究

摘要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入井人员提供自救器、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。鹤煤三矿现有的安全避险“五大系统”已进行改造，系统相对比较完善，而紧急避险系统特别是紧急避险设施建设起步较晚，矿井现有避难硐室不符合要求，因此对三矿的紧急避险系统进行研究与设计，制定了符合要求的紧急避险系统，提高了鹤煤三矿的防灾抗灾的能力。

关键词紧急避险；避险设施；六大系统；研究设计；设计方案

1 矿井基本情况

三矿隶属煤化集团鹤煤公司，始建于1956年，设计生产能力

60万t/a，矿井2007年核定生产能力为135万t/a。本矿井开采二1煤，采用立井暗斜井多水平上下山开拓，分四个开采水平：一水平已采完；二水平主要为上山开采，开采基本完成；三水平目前主要开采区域；四水平为矿井主要开拓区域各水平均有完善的通风、供电、排水等系统。

鹤煤三矿现有的安全避险“五大系统”（监测监控系统、井下人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统）已由矿方进行改造，系统相对比较完善，而紧急避险系统特别是紧急避险设施建设起步较晚，目前矿井现有避难硐室不符合要求。

2 紧急避险系统的设计方案

2.1 紧急避险系统的概念

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入井人员提供自救器、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。

2.2 设计原则

矿井可根据自身的特点以满足矿井灾变条件下矿工避难需要为原则，其设计原则具体如下：

1）合理布置。救生舱或避难硐室的部署位置主要考虑如下因素：避难空间及其保护的人员可能面临的事故；矿工工作地点与避难空间的距离；避难空间外部维持设施（压风、供电、供水等系统）与避难空间的连接；矿井发生事故时避难空间邻近区域的状况。

2）满足所有人员。《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，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。

3）最短时间找到紧急避险设施。为保持人员在最短的时间进入避难空间，考虑人员分布状况不同，依据以下原则进行设计：

距离救生舱最近的人员向移生舱逃生；距离自供氧式避难硐室最近的人员向临时避难硐室逃；离地面钻孔避难硐室最近的人员向永久避难硐室逃生；距离井筒最近的作业人员尽快升井向地面逃生；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。

4）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。

2.3 自救器的选择

三矿于2010年12月被鉴定为突出矿井。全部采用zh-30型化学氧自救器，额定防护时间不低于30分钟。主要技术特征如下：

防护时间：中等劳动强度≥30min；静坐≥120 min；

吸气中的氧气浓度：≥21%；

呼气中的二氧化碳浓度：≤3%；

吸气温度≤55℃；

通气阻力：≤245 pa；

产品重量：携带≤2.3 kg；佩戴≤1.8 kg；

产品尺寸：168×86×162 mm；

产品有效期：携带3年，库存5年。

2.4 井下紧急避险设施的设计方案

三矿采用立井暗斜井多水平上下山开拓，目前共有四个采区，分别为31采区、41采区、42采区、32采区。31采区为生产采区，41采区、42采区、32采区正在开拓。

根据矿井开拓布置和国家安全监管总局、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[2011]15号），设计共布置三个永久避难硐室、一个临时避难硐室，暂不考虑可移动救生舱。其永久避难硐室分别位于41采区上车场附近、42采区上车场附近和32采区下车场附近，设计容纳人员80人，保护围为所在采区及附近巷道等500 m以的区域；临时避难硐室位于31采区的下部巷道，设计容纳人员30人，保护围为31采区500 m 以区域。

永久避难硐室：长度60 m，硐室均为直墙半圆拱型，硐室净宽为4.0 m，净高为3.3 m，净面积为11.5 m2。硐室设自救器储存硐室和蓄电池硐室各一座，均为直墙半圆拱型，硐室净宽为3.2 m，净高为2.8 m，净面积为7.9 m2，长4.5 m。硐室通道主要考虑设备运输的需要，呈直墙半圆拱断面，净宽×净高=3.2 m×3.0 m，净断面8.5 m2。临时避难硐室：长度28m，硐室均为直墙半圆拱型，硐室净宽为

4.0 m，净高为3.3 m，净面积为11.5 m2。硐室设自救器储存硐室和蓄电池硐室各一座，均为直墙半圆拱型，硐室净宽为3.2 m，净高为2.8 m，净面积为7.9 m2，长4 m。硐室通道主要考虑设备运输的需要，呈直墙半圆拱断面，净宽×净高=3.2 m×3.0 m，净断面8.5 m2。

2.5 避难硐室的支护方式

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，避难硐室应采用锚喷、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。

三矿避难硐室均布置在煤层底板砂质泥岩、泥岩及灰岩中，采用锚网喷加混凝土砌碹进行二次支护，喷射砼厚度为100 mm，砌碹砼厚度为300 mm，实际施工过程中，可根据围岩情况适当调整支护方式。

2.6 避难硐室的系统组成

为了保证避难硐室人员的生存和设备的正常运行，共设置了七大系统，分别为密闭空间系统、供氧系统、环境控制系统、监测监控系统、人员定位系统、通讯系统和附属系统。

1）密闭空间系统。避难硐室的密闭空间系统包括防护密闭门和防护密闭墙、密闭门和密闭墙，分别设置在避难硐室的两端，防护密闭门抗冲击压力不低于0.3 mpa。防护密闭门上设观察窗，门墙设单向排水管和单向排气管并加装手动阀门。过渡室设压缩空气幕和压气喷淋装置。

2）氧气供给保障系统。永久避难硐室按规定配备隔绝式自救器96台，自救器型号为：zyx-45，有效防护时间不低于45分钟。

三矿新增井下压风及自救管路：①41采区永久避难硐室（80人）敷设φ108×4 mm无缝钢管100 m；②42采区永久避难硐室（80人）敷设φ108×4 mm无缝钢管100 m；③32采区永久避难硐室（80人）敷设φ108×4 mm无缝钢管100 m；④31采区临时避难硐室（30人）敷设φ89×3.5 mm无缝钢管50 m。