避难硐室、救生舱专业设备制造商货号s1670

系统实现目标及预期效果

4.1 提升煤矿抗灾变能力及救援手段

1）建设包括矿工携带自救器、可移动式救生舱、临时避难硐室及永久避难硐室的三级避险系统，提供多种手段，快速逃离灾区，多方面增加生存机会，最大限度降低灾害伤亡人数。按照矿井灾变期间，先安全撤离危险区域，后紧急避险的原则，在自救器有效防护时间内不能到达安全地点或升井、或者撤退路线受阻无法通过时，利用移动式救生舱和避难硐室，为避险人员及时躲避灾难赢得救援时间，挽救遇险人员生命。

2）改变煤矿灾后依赖地面救护队救援的单一性，通过建设煤矿井下紧急避险系统，变“被动待援”为“主动自救和外部救援相结合”，从而实现灾后“立体”救援，提升煤矿安全体系的效率与质量。

4.2 实现煤矿井下安全避险六大系统综合防护体系

煤矿井下紧急避险系统、煤矿安全监控系统、井下人员定位系统、矿井通信调度系统、供水施救系统和压风自救系统等六大系统在煤矿安全避险系统建设中互为关联、相互作用，完成井下三级安全避险系统建设将最终形成六大系统综合防护体系，对有效降低事故危害程度、防范遏制重特大事故将起重大作用。

5             实施方案

5.1       系统概述

1）        临时避难硐室

临时避难硐室应布置在稳定的岩（煤）层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区，确保服务期间受采动影响小。前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护，顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施。

临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年的避难硐室。

2）        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（盘区）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。

（1）换戴具有空气气源的待救呼吸装置，静等救援。

（2）在避难室内常设救护设备，主要是解决事故发生后救护装置的即时供应和补充，为逃生人员更换时间较长的自救器，以便继续走出较长的巷道脱险，为遇险人员安全逃生到地面续航。

（3）为矿山救护队建立临时救护基地，提供人员休息和对危难受伤人员进行抢救。

5.2       永久避难硐室建设

5.2.1   永久避难硐室的选址

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。

2) 前后20米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。

3) 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。

4) 尽量靠近辅运大巷，易于得到救援，快速撤离到地面。

5.2.2永久避难硐室的构建及设计

（1）区域划分

避难硐室内部分为过渡室和生存室。

过渡室的功能是防止有毒有害气体伴随避难人员的进入而污染硐室内部的空气，过渡室内设有气幕隔离系统和卫生设施。

生存室的功能是为避难人员提供氧气、水、食物等维持生存所必须的物质及配套系统，营造出一个可以提供96小时需要的生存环境，等待救援。

 

图5.3避难硐室结构示意图

（2）规模尺寸

1、永久避难硐室生存室内按避难人数80人考虑，每人应不小于1.0m²，过渡室的净面积应不小于3.0m²的使用面积计算：

S_生=1.0×80=80 m²

S_过=3.0m²

2、永久避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m，过渡室的设计宽度为3.0m，生存室容量的备用系数为1.2，计算其长度：

a_生=80×1.2÷4.0=24 m；

a_过=3.0÷3.0=1.0m；

a=a_生＋2a_过=24＋2=26 m

3、根据永久避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为4.0m和过渡室的设计宽度为3.0m时，生存室长度不得小于24 m和硐室总长度不得小于26 m可满足要求。

（3）支护方式

根据矿井实际情况，整个避难硐室截面形状初步设计成直墙半圆拱形，根据截面形状和以往支护经验，避难硐室由岩体向避难硐室内部支护方式分别为锚网（索）联合支护；喷浆层；充填材料层；钢筋混凝土层，具体支护如图5.2所示。

 

 

图5.2 永久避难硐室断面支护图

具体支护参数是：一次支护采用让压锚杆锚索＋双钢筋托梁＋金属网片＋喷射100mm厚砼联合支护，其中拱部顶锚杆尺寸为φ22×2600mm，间排距为800×800mm，帮锚杆尺寸为φ22×2400mm，间排距为800×800mm，锚索尺寸为φ17.8×8300mm，每排5根，排距取1.6m；二次支护采用钢筋混凝土（强度为C30）进行支护，厚度为300mm，φ8mm结构筋的间排距为250×250mm。

（4）永久避难硐室配套系统

为了保证避难硐室内人员的生存和设备的正常运行，共设置了如下子系统：防火密闭系统、气幕喷淋系统、空气净化及除湿系统、供氧系统、降温系统、生活保障系统、附属系统、压风系统、供水系统、监测监控系统、通讯系统、人员定位系统、视频监控系统、供电系统，备用系数为1.2。

5.3       子系统建设的基本要求

6             子系统概述

1)  防火密闭系统

防火防爆系统包括防火防爆密闭门和防火防爆密闭墙，分别设置在避难硐室的两侧，该系统能够抗冲击波1.0MPa。防爆密闭门具有开启灵活、快捷、手动、密闭性良好等特点，门的布置如图5.3所示：

图5.3 永久避难硐室防爆密闭门布置示意图

防火防爆密闭门尺寸为1054×1634mm，厚132mm。门框的结构为长方形的整体式，门框纵横方向各设计有加强筋板，使门板能有足够的抵抗压力变形的能力。采用门中门双向开启的方式，即在防爆门上设置应急门，防爆门向外开启，紧急门向内开启,防止出现意外时防爆门向外打不开。应急门上设有观察窗，可观察外面情况。5.1.1 自备氧供氧系统和有害气体去除设施

2)  气幕喷淋系统

在外层防护门入口内侧设置气幕喷淋系统，有效防止有毒有害气体伴随避难人员的进入而污染避难硐室内部的空气。

①结构形式

输送空气管采用冷拔结构，用无缝钢管φ16×1.5，喷气孔直径φ2，间距L=20。

发生灾变后，由第一个进入的人员打开空气瓶及气幕喷淋装置的开关，与密闭门一起形成联动，组成气幕喷淋系统。

②耗气量计算

每人通过防爆门的时间为：30s/人，人数：20人，备用系数1.2，总通过时间：720s.

WMA219-40-15型钢制无缝气瓶，储气量为：4.36m3/个

布孔数量：（1.6+1.6+1.2）/(0.020+0.002)=200

表1 气幕耗风量及气瓶数

 

方案	出风形式	出风速度（m/s）	气孔个数	气孔直径	单位耗风量（m3/s）	单气瓶理论供应时间（s）
┏┓形	间隔气孔	6	200	0.002	0.004	1090

因此仅需要1个40升压缩空气瓶即可满足。

③布置形式

气路气孔采用“┏┓”，即布置于防爆门框体的左右侧和上方，向中间吹气。开启装置位于门框上侧靠左100mm处，与门框外缘平齐。压缩空气先到开启装置，通过开启装置连接到气幕喷淋管路。具体布置如图5.5所示。

气幕喷淋系统布置示意图

3)  空气净化及除湿系统

利用氢氧化钙、霍基拉特化学药剂快速滤除硐室内的有毒有害气体，在20分钟内将一氧化碳从400ppm降到24ppm以下，保障可呼吸气体的安全。

4)  供氧系统

避难硐室采用“多种供氧”方式，保证硐室内部避难人员的呼吸需求，包括地面钻孔供风、井下压风供氧和压缩氧系统供氧。

供氧系统采用自主研发的恒流装置，稳定、可靠保障氧气的供给，确保氧气浓度在18.5%--23%之间，不需人工干预，如图5.7所示。

三种供氧方式的优先启动顺序是：井下压风＞地面钻孔供风＞压缩氧系统。

永久避难硐室供氧量计算：

Q=A·t·B =80×24×60×0.5=57600 L

Q——需配备的总氧气量，L；

A——永久避难硐室按最大人数80人计算，人；

t——供氧量不小于24h计算，min；

B——供氧量不低于0.5L/min·人；

5)  降温系统

当避难硐室内温度较高时，通过采用自主研发的蓄冰空调进行降温，使得避难硐室内温度不高于35℃

6)  生活保障系统

①按室内避险人数，96h要求，提供可饮用淡水及易储存的压缩食品。与矿井供水施救系统的管路相连接，提供紧急供水、流食需求。

②为了使伤员得到及时的救治，减少伤亡及痛苦，避难硐室内备有一定数量担架，急救包。急救包内有一定量的绷带、止血药及其它应急药品。

③设有卫生间。

④按设计人数配备座椅，保证避难人员的舒适度，如图所示。

 

硐室内部布置

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5000千焦/天·人，饮用水不少于1.5升/天·人。

1、永久避难硐室饮用水供给量计算：

V=A·t·B =80×（96/24）×1.5 =480 L

V——需供给的饮水量，L；

A——永久避难硐室按80人计算，人；

t——按额定防护时间不低于96h计算，天；

B——饮用水不少于1.5 L/d·人；

2、临时避难硐室饮用水供给量计算：

V=A·t·B =40×（96/24）×1.5 =240 L

V——需供给的饮水量，L；

A——临时避难硐室按40人计算，人；

t——按额定防护时间不低于96h计算，天；

B——饮用水不少于1.5 L/d·人；

3、矿用自救器

**煤矿全部采用ZH30隔绝式化学氧自救器，该自救器主要在矿井或其它环境空气发生有毒气体污染及缺氧窒息性灾害时，现场人员及时佩戴，保证人员正常呼吸并逃离灾区。根据**煤矿灾变演练试验，该自救器正常工作时间能保持30min，是目前矿山企业普遍采用的自救器材，参数如下表所示：

ZH30隔绝式化学氧自救器参数

（2）避难硐室内配备的自救器为隔绝式压缩氧自救器，选用北京天必达科技有限公司生产的ZYX120隔绝式压缩氧自救器，其有效防护时间不低于120分钟。

配备标准为配备数量不少于额定人数120%。

7)  压风自救系统

安监总煤装【2011】15号文件要求，矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量氧气，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.1—0.3MPa之间，供风量不低于0.3m3/min·人。压风管路采用Φ108mm无缝钢管1趟，经钻孔敷设至永久避难硐室内。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。

8)  排气系统

生存室内排气管路为两趟?108*10无缝钢管，在过渡室合成一趟排气管路，通到硐室外。在过渡室安装阀门，在过渡室和生存室内设单向逆止阀，防止气体倒流。

9)  供水施救系统

在过渡室安装阀门、减压装置、过滤装置、净水装置，为避难人员提供饮用水及流食。

根据安监总煤装【2011】15号文件要求，结合矿井目前供水施救情况，矿井供水施救系统应能为紧急避险情况下为避险人员供水，并能为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件，接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门，为满足井下紧急避险系统中对供水施救系统的要求，结合**煤矿供水施救实际情况，对矿井供水施救系统设计如下：

在供水施救管路上安装减压装置，保证安全使用供水施救装置。对于永久性避难硐室供水施救系统采取两套管路安装，一趟管路利用矿井现有供水系统，一趟管路利用钻孔的供水系统，提高避难硐室供水施救的安全防护系数，保证矿井供水施救系统的正常使用。

矿井供水施救系统应能为紧急避险情况下为避险人员供水，并能为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件，接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门，为了满足避难硐室供水施救系统的要求，在矿井供水施救管路上的三通阀门处连接到永久避难硐室内，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。

为了提高矿井供水施救系统的安全防护性能，永久避难硐室利用地面钻孔向井下避难硐室内铺设一趟Ф100mm无缝钢管，将供水管路设置为单向供水管路，在管路上安装手动阀门，在紧急情况下向避难硐室内输送液态营养物质，提高供水施救系统的安全防护系数。

10)           通信联络系统

通讯方式包括有线通讯、无线通讯及广播系统，接入煤矿相应系统，保证与井下人员通讯畅通，及时汇报避难硐室内的人员情况，听从指挥，等待救援的到来。

在施工永久、临时避难硐室时，提前分别在通讯电缆的主线道上分支出两趟通讯线路，并穿管后埋设在巷底。避难硐室建设完成后安装防爆电话机即可投入使用，可直通矿调度室电话，同时为保证通讯联络系统的可靠性，计划在各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。

 

11)           供电及照明系统

为避难硐室中的设备提供电源，保证设备正常工作。为避难硐室配备应急照明设施，满足各项用电设备工作96h需求。

供电系统

采用矿井变压器、矿用隔爆型备用电池箱、矿灯相结合的方式为避难硐室提供电力及照明保障。为确保各紧急避险设施内的正常供电，对避难硐室内供电系统方案设计如下：

在避难硐室巷道两侧进、出口处一侧分别敷设1趟MY3×10+1×10型电缆，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ZBZ-2.5型照明综保控制照明，并安装矿用隔爆型备用电池箱、矿用隔爆兼本安直流稳压电源，当发生事故断电后采用备用电池箱做为备用电源。铺设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。

12)           环境监测系统

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