兴田公司皂塘煤矿避难硐室设计9.12.doc

前言 建立并完善煤矿井下安全避险“六大系统”是国家安全发展的需要,煤矿井下紧急避险系统是国家强制推行的先进适用技术装备,为规范和促进皂塘矿井下紧急避险系统的建设、完善和管理工作,根据国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国发[2010]23号、安监总煤装[2011]15号文件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2012‟15号文件关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知、安监总煤装2013‟10号文件关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知等文件和有关规定,结合皂塘煤矿实际情况,特编本方案设计。 本设计中的紧急避险设施建设主要为永久避难硐室。紧急避险系统建设的主要内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设臵避灾路线、科学制定应急预案等。紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能。建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”是指建设完善紧急避险系统与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接,形成井下整体性的安全避险系统。 一、概述 皂塘煤矿位于湖南省耒阳市南阳镇境内,距耒阳市约19.4km,中心点坐标东经11341′36″,北纬2715′53″,矿区公路交通便利,有水泥公路与S320公路接通,再直通107国道和京珠高速,交通十分便利详见插图1-1-1。 皂塘煤矿交通位臵图图1-1-1 皂塘煤矿为私营煤矿,始建于1995年5月,在2013年4月成立耒阳市兴田煤业有限公司,皂塘煤矿成为该公司下属矿井,矿井设计生产能力6万t/a,矿井现有在职职工160人,资产总额为6000多万元,2011年生产原煤5.87万t。 目前一水平已开采结束,矿井生产及开拓主要集中在-200m水平。 采用走向长壁后退式采煤方法,全部垮落法管理顶板。 皂塘煤矿井下存在发生水灾、火灾、瓦斯爆炸等灾害事故的可能性,对井下矿工生命安全造成潜在危害。 为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平,确保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,根据国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国发[2010]23号以及煤矿井下避难所试点建设基本要求试行;煤安监司函办[2009]34号,国家煤矿安监局办公室关于做好煤矿井下避难所救生舱建设试点项目申报工作的通知等相关文件 要求,结合皂塘煤矿实际情况,我公司受兴田煤业公司有限公司委托,编制完成了皂塘煤矿井下紧急避险系统设计。 二、编制设计主要依据 1、国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国发[2010]23号; 2、煤矿井下避难所试点建设基本要求试行煤安监司函办[2009]34号; 3、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知安监总煤装[2010]146号; 4、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定安监总煤装[2011]15号; 5、关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知安监总煤装[2012]15号; 6、湘煤安监[2012]27号文; 7、煤矿矿井井底车场硐室设计规范MTT 5026 -2009; 8、煤炭工业小型矿井设计规范GB50399 -2006;; 9、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[2013]10号; 10、煤矿安全规程2011版; 11、皂塘煤矿相关技术资料。 三、设计指导思想 1、坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,结合矿区安全生产实际情况,围绕煤矿井下可能出现矿井火灾、水灾、瓦斯爆炸等灾变情况,使矿工在应急避难装臵的掩护下成功避险或等待救援,保障职工生命安全; 2、根据矿井采掘期间实际及可能发生的灾变情况,合理建设紧急避险设施,合理设臵避灾路线,科学编制应急预案。 3、紧急避险系统与煤矿原有监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相互连接,在紧急避险系统安全防护功能基础上,依靠 其他避险系统的支持,提升紧急避险系统的安全防护能力,实现井下各避难所与井上指挥中心平台实现双向信号传输; 4、在符合相关要求,满足使用的前提下,尽可能降低成本,节省工程投资; 5、因地制宜地采用新技术、新工艺、新装备、新材料; 6、尽量利用原有的巷道、减少开拓费用; 7、避难所及各系统设备选型留有余地,能充分满足区域内避难人员数量的需求,包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员,按规定留有一定的备用系数。 8、紧急避险设施的设臵与矿井避灾路线相结合,紧急避险设施设臵清晰、醒目的标识。紧急避险系统并随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善,包括紧急避险设施、配套系统、避灾路线和应急预案等。 9、本设计是按照矿井现布臵开采6煤层时的基本情况编制,其他煤层暂未考虑。 第一章矿井基本情况 第一节矿井概况 皂塘煤矿位于耒阳市南阳矿区田兴井田内,地理坐标为东经11256′07″,北纬2618′47″。其南与群心煤矿相邻,东接金源煤矿。其走向长0.75km,倾斜宽0.76km,矿井面积0.573km2,开采深度150m-250m。 矿井始建于1995年,2009年整合后设计年产量6万吨/年。矿井主采6、7煤,采煤方法为走向长壁开采,全部垮落法管理顶板。 矿井采用斜井分区式上下山开拓,设有主井、副井、风井。矿井共分二个水平、一水平为-85m水平,二水平为-200m水平,-200m水平以下为下山开采。 第二节地质条件 一、地层 井田内出露的地层由新至老为第四系Q、三迭系下统大冶组T 2 d、 二迭系上统大隆组P 2d和龙潭组P 2 l。二迭系上统龙潭组P 2 l为本区 含煤地层。 二、构造 矿区地层走向近似北西,倾向北东,区内构造为二叠系上统大隆组、龙潭组及二叠系下统大冶组组成的复式向背斜,以较密集断层将向斜割切为较多不连续断块而呈现不同程度的叠覆构造。向背斜褶曲发育,断层以走向阶梯状正断层为主,逆断层也占极重要地位。 矿井构造线走向北西,倾向北东,倾角30左右,基本上为一单斜构造,次级褶曲较为发育,地表有瓦屋冲向斜,瓦屋冲背斜,在深部以褶曲表现不甚明显,逐渐消失。F11、F13逆断层,在剖面线上两者互相平行,走向北西,倾向北东,倾角6070,断距80100m,对深部煤层有较大的破坏性,F10 逆断层,走向南东,倾向北东,倾角6070,断距4050m,对深部煤层破坏性较小,对开采6煤层无影响。属构造中等偏复杂类型。 三、煤系地层及可采煤层情况 皂塘矿井龙潭组上段厚约220.97m,龙潭组上段含煤6层,其中5、7煤层为局部可采煤层,6煤层是矿井主要可采煤层。6煤层黑色,粒状或粉末状,属半光亮型,煤层不稳定但全区发育,煤厚06.23m/1.5m,该煤层时有厚“煤包”产出,局部出现分叉现象。5煤层下距6煤层3090m/60m,平均间距50.68m。 四、煤质 5、6、7煤层为低灰、低硫、特高热值的无烟煤。有害杂质少,熔点较高,可作为动力用煤与民用煤。 五、开采技术条件 1、瓦斯、煤尘及自燃 矿井历年瓦斯鉴定为瓦斯矿井,煤层不易自燃,无煤尘爆炸危险性。 本区属地温正常区,无热害现象。 本区井下湿度正常。 2、水文地质 矿井水文地质中等类型。 该矿井地处于低山丘陵地带,山势较陡,冲沟发育,地表标高在81.5 287.6m之间,相对高差206.1m,一般高差80140m。地表水泾流条件好,地表水系发育,井田内有朱家桥水库及其他小山塘。井田内开采历史悠久,老窿分布范围广,积水甚多,由于年代久远,老窿已塌陷堵塞而形迹不清,据访问调查资料,老窿的开采深度约在20m水平左右,分布在低洼地带的老窿,已形成地下迳流,常年有老窿水外溢,一般流量5.67lm3/s。老窿水的来源主要是大气降水补给,其补给水量随季节变化而变化。皂塘矿地处田心矿区最北端,是田心矿区各煤矿的汇水中心,因与周边煤矿相互连通,田心 矿区南部各井下水大部分汇入皂塘煤矿,矿井涌水量主要补给源是老窑水及周边煤矿水。矿井最大涌水量700m3/h,正常涌水量140.8m3/h。 3、煤层及顶底板 煤层顶板为深灰色粉砂岩,层厚3.0615.68m,平均9.96m,随采随落,抗压强度中等,属Ⅱ级顶板。底板为深灰色细砂岩,致密坚硬,厚1.00 13.30m,平均厚8.50m,其顶、底板均易于管理。 4、地震烈度 根据我国煤矿区地震烈度分布图,矿区地震烈度小于6度。 第三节矿井开采现状及生产规划 一、生产能力 皂塘煤矿整合后的设计生产能力为6万吨/年,最高年产量5.88万吨,平均年产量5.25万吨。 二、开拓系统及采煤方法 皂塘矿井采用顶板斜井开拓,共划分为二个水平开采,即一水平-85m水平开采完毕、二水平-200m水平现开采水平。主、副井位于井田的中央,水平运输大巷、总回风巷均布臵在5煤层顶板岩层中。 采煤方法为走向长壁后退式采煤方法,全部垮落法管理顶板。 三、提升运输系统 主斜井井口标高127m,落底标高-85.0m,井筒坡度28,斜长451m,装备JTP1.61.2型提升绞车,担任提人、提煤、排矸、下放材料,副井井口标高116m,落底标高-82.3m,井筒坡度28,斜长422m,担任排水任务。 四、通风系统 矿井采用中央分列式通风方式,抽出式通风方法。矿井西翼边界设一风井,风井井口标高133m,落底标高-24m,井筒坡度28,斜长334m,装备FBCZ-№10/22kW型风机2台,担任通风任务,并作为安全出口之一。 五、排水系统 采用二级排水-200m水平泵房排水到-85m水平水仓,再由-85m水平水仓排到地面;-85中央水泵房装备了三台水泵一台D280-656,二台150D-307。-200泵房装备了一台80D-306水泵。 六、压风系统 地面建有压风系统,安装有型号为LG-10/8G压风机三台,主压风管路型号为Φ102mm,已敷设至-85m和-200m大巷,支压风管路已到井下各采掘工作面。 七、供电系统 1、地面供电矿井供电电源回路为双回路、10kV电源供电。陈田线规格为10kV,长度为2km;夏田线高压架空线规格为10kV,长度为1.5km。 2、井下供电电源直接由地面10kV降压站供至-85水平泵房,再由-85水平泵房以660V供至各采区。 八、防灭火系统 矿井所采的煤层无自燃倾向,但为了防止其它火灾,矿井建立了防灭火系统地面建有2个容量分别为100m3消防水池,井下消防、防尘共用一趟管路,消防防尘管路已延伸到各采掘工作面。井下和地面主要机房硐室都配备有灭火器和灭火砂箱。 九、防尘系统 地面两个防尘水池与消防水池共用,容量分别为100m3,井下防尘、消防共用一趟管路,并延伸到各采掘工作面。井下大巷和采掘工作面及各装车点都安装了防尘喷雾装臵。 十、安全避险“六大系统”现状 1、压风自救系统矿井地面建有压风机房,已安装三台型号为LG-10/8G 压风机,一用一备一检修。空气压缩机电源取自皂塘矿区地面变电所,压风管路已敷设到井下各个作业地点。 2、供水施救系统矿井井下供水,是由地面2个消防防尘水池供水,容量分别为100m3,供水管路已敷设到井下各个作业地点。 3、通信联络系统在调度室内设臵了TC-424B数字程控交换机,井下各工作面、斗口、车场、硐室都安装有直通调度室的KTH121本安型防爆电话。地面机房、各办公室、安全生产管理人员设臵了程控电话。 4、安全监测监控系统矿井目前使用的安全监控系统为KJ102N型煤矿监控系统,该系统能够实时监测井下各地区的瓦斯、一氧化碳、温度、氧气、二氧化碳等空气参数的情况。 5、人员定位系统矿井调度室内安装了KJ128A型人员定位系统,该系统能够对井下所有人员分布情况进行实时监控。 6、紧急避险设施矿井暂未设臵。 第二章煤矿安全风险及避灾分析 第一节矿井主要安全风险分析 一、瓦斯爆炸 根据矿井历年矿井瓦斯鉴定矿井属瓦斯矿井。但在生产过程中应加强瓦斯管理,以防瓦斯聚集,发生瓦斯爆炸事故。 瓦斯爆炸的危害性一旦发生瓦斯爆炸,会造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故,必须重点防范。 瓦斯灾害形式主要有瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯窒息。在矿井进入深部开采后,瓦斯涌出量有可能增加,应加强通风管理和瓦斯管理,杜绝引火源。 二、火灾 外因火灾可以发生在矿井的任何地点,多发生在井口、井筒、井底车场、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内。 造成外因火灾的主要原因为存在可燃物和助燃物;存在着火源,主要有明火、化学反应热、物质的分解自燃、热辐射、高温表面、撞击或摩擦、电气火花、静电放电、雷电等;使用非阻燃胶带、非阻燃电缆;管理缺陷,违章指挥、违章操作。 外因火灾的主要危害为产生明火,形成火灾,烧毁设备、设施,造成系统损坏,财产损失和人员伤亡;产生大量的一氧化碳等有毒、有害气体,造成人员中毒、窒息;引起瓦斯或煤尘爆炸,造成人员重大伤亡和财产损失。 内因火灾的主要原因为1、煤层自燃;2、电气火花,电气设备失爆、电缆不阻燃、短路或电火花等;3、撞击火花,设备或工具撞击产生火花。4、静电火花,设备或工具表面电阻超过300MΩ;5、管理缺陷,违章指挥、违章操作。 内因火灾的危害产生明火,形成火灾;烧毁设备、设施,造成系统损坏,财产损失和人员伤亡;产生大量的一氧化碳等有毒、有害气体,造成人员中毒、窒息;引起瓦斯爆炸,对矿井的安全和生产造成严重威胁。 三、水灾 皂塘矿井采掘范围内存在老窿,同时周边现正在生产的几个煤矿与之相连,因此生产受地表水和大气降水的影响,矿井主要水害威胁为老空水。 因采掘后废巷及采空区积水,采掘工作面接近或沟通时,积水可能进入巷道或工作面。矿井附近有几个煤矿在开采,煤矿开采后因部分巷道没有完全垮落,都存有少量积水,一水平开采时存在老空水水害。若老空、老巷积水排查处理不及时,长期积聚形成大量积水即有可能冲破隔离煤柱或密闭墙突然释放,从而对采掘工作面或巷道构成水害威胁。 水灾的危害极大,不仅可能淹没工作面、巷道,甚至可能淹没整个矿井,造成伤亡事故和财产损失。 第二节井下避灾方式分析 矿井现有的避灾方式是井下一旦发生瓦斯、火、水灾时,都是将人员撤到安全地点,但撤人过程中有时路线太长,人员一时难以撤到安全地点。因此在井下设臵紧急避险设施是最有效的办法。 第三章井下紧急避险系统 第一节紧急避险系统的构成 一、紧急避险系统概述 井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时,为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物、水,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间。紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。 当井下发生灾变后,危险地点人员应该迅速戴好自救器,按避灾路线及时撤离危险区域。如果避灾路线被阻断,应按照就近原则迅速进入可移动救生舱、临时避难硐室或者位于附近区域的永久避难硐室内,以等待矿山救护队的救援。此时,紧急避险设施应该发挥其应有的作用,包括提供简单治疗、氧气、食品和水等。自救器、救生舱、避难硐室与避灾路线及科学的应急预案相结合就构成了井下紧急避险系统。 紧急避险系统建设包括为井下人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设臵避灾路线、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。 二、自救器 1、自救器配备 根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定,第6条规定“所有井工煤矿应为入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器,入井人 员应随身携带。” 目前,皂塘煤矿劳动定员人数为160人,其中下井人数为125人。所有入井人员均配备了一台ZH30D型化学氧隔绝式自救器,根据矿井通风安全装备标准,备用数量按10考虑,矿井现配备有138台ZH30D型化学氧隔绝式自救器。 ZH30D型化学氧自救器是一种利用化学生氧药剂与人呼出的CO 2 和水汽 发生化学反应而生成O 2产生O 2 的同时,呼气中的CO 2 也被吸收来供给人 呼吸的个人呼吸保护装臵。适用于瓦斯、高瓦斯、煤尘突出、瓦斯及煤尘爆炸矿井,该类产品采用与环境隔离、自生氧、呼吸系统内部循环的结构设计,在事故环境中不受氧气和毒气浓度限制,可满足遇险人员逃生需要的救护装臵,是矿工随身携带和井下避难硐室救生舱存放的首选产品。 其主要技术参数如下 工作原理 ZH30D隔绝式化学氧自救器为循环式闭路呼吸系统,当人呼气时,呼出 的气体经口具进入生氧药罐,呼气中的CO 2和水汽与生氧药罐中的生氧剂KO 2 发生反应生成氧气产生氧气的同时,呼气中的CO 2 也被药品吸收进入气囊,吸气时,气囊中的富氧空气经口具吸进人体,完成一个呼吸循环。气流在呼吸系统中绕行一周,与外界空气完全隔绝。 呼吸路径呼气→口具→呼吸软管→组合阀→呼气软管→生氧药罐→呼 气中的水汽和CO 2与药罐体内的生氧药剂反应产生大量O 2 →气囊 吸气路径气囊中氧气混合气→吸气阀→呼吸软管→人体肺部 当生氧剂产生的氧气超出人体的耗氧量时,气囊内压力逐渐增大,达到排气阀排气压力时,排气阀的阀门打开,排除多于气体,保证呼吸正常进行。当气囊内压力小于排气压力时,排气阀自动关闭。 2、化学氧隔绝式自救器的使用、管理 1携带待用时,任何场所不准随意打开自救器上壳;如自救器外壳已意外开启,应立即停止携带,作报废处理。 2在井下工作时,一旦发现事故征兆,就应立即佩戴自救器,马上撤离现场。佩戴自救器要求操作准确迅速。因此,使用者事前必须经过专门培训和考试。 3佩戴自救器撤离灾区时,要冷静、沉着,最好匀速行走。 4在整个逃生过程中,要注意把口具、鼻夹戴好,保持不漏气,绝不可以从嘴中取下口具说话。万一碰掉鼻夹时,要控制不用鼻孔吸气,迅速再夹上鼻夹。 5吸气时,比吸外界正常大气干热一点,这表明自救器在正常工作,对人无害,千万不可取下自救器。有时在佩戴时,感到呼吸气体中有轻微的盐味或碱味,也不要取下口具,这是由于少量药粉从药层中被呼吸气流带来而产生的,没有危害。 6当发现呼气时,气囊瘪而不鼓,并渐渐缩小时,表明自救器的使用时间已接近终点。 7本自救器属一次性佩戴使用产品。 8过期和已使用过的自救器,不允许修复使用。 9在佩戴过程中,万一启动装臵失灵,同样可以使用,只需向气囊深呼一口气,仪器照样工作。 3、化学氧隔绝式自救器的维护保养 1携带自救器应避免碰撞,跌落;不许当坐垫用;不允许用尖锐的器具猛砸外壳和药罐;不能接触带电体或浸泡水中。 2长期存放处应避免日光直射,自救器应远离热源;不要与易燃易爆和腐蚀物品接触和同放一室,存放室应尽量保持空气清新干燥。 3每班携带时,要检查自救器外壳有无损伤,有无松动,如发现不 正常现象应及时送自救器发放室检查效验。每班携带后,应将自救器外表面擦干净。 4自救器由矿井集中管理,实行专人专用。各矿井应建立自救器发 放室,发放室不应有易燃、易爆和腐蚀性物品,其温度应在045范围内,自救器发放室应配备气密检查仪、自救器专用称重仪等。 5至少每季度进行一次气密检查,发现气密破坏的要作报废处理; 受到剧烈撞击有漏气可能的自救器,应随时进行检查和作相应处理。 6过期和已报废的化学氧自救器,由专业管理人员打开外壳,卸下 气囊组件,用水冲洗净内部的生氧药品,然后才能处理,切不可乱丢药罐和药品,以免引起火灾和其它意外事故。 7保护带为易损件,如损坏可向厂方购买。 三、紧急避险设施 紧急避险设施是指在井下发生火灾、爆炸、突出等灾害事故时,为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间,对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物、水,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,并为应急救援创造条件、赢得时间。 紧急避险设施一般在发生以下情况下可发挥作用。 1、自救器在有效的时间内不能到达安全地点或及时升井; 2、撤退路线无法通过; 3、缺乏自救器或有害气体浓度较高自救器不起作用。 紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。 永久避难硐室是指设臵在井底车场、水平大巷、采区避灾路线上,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。永久避难硐室应布臵在稳定的岩层中,避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水威胁区,确保在服务期间不受采动影响。前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护,且项板完整、支护完好,符合安全出口的要求。特殊情况下布臵在煤层中时应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯集聚、煤层自燃的措施。永久避难硐室应由过渡室和生存室等构成,采用向外开启的两道隔离门结构。第一 道为防护密闭门,第二道为密闭门,两道隔离门之间为过渡室,第二道密闭门以内为生存室。 临时避难硐室是指设臵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。临时避难硐室一般是利用独头巷道、机电硐室或两道风门间的一段巷道,供事故发生后由遇难人员临时避难。在充当临时避难硐室的巷道壁上,设2层相距0.51.0m 的遮断物,以保证硐室严密。硐室外部应留明显标志,以便救护队及时发现得到救援。若无建筑材料,避难人可用衣服和身边现有的笆片、坑木、刮板输送机底槽等材料构筑。 可移动式救生舱是在井下发生灾变事故时,为遇险矿工提供应急避险空间和生存条件,并可通过牵引、吊装等方式实现移动,适应井下采掘作业要求的避险设施。根据舱体材质,可分为硬体式救生舱和软体式救生舱。硬体式救生舱采用钢铁等硬质材料制成;软体式救生舱采用阻燃、耐高温帆布等软质材料制造,依靠快速自动充气膨胀架设。 四、避灾路线 紧急避险设施的布臵依托于避灾路线沿巷道布臵,研究结果表明矿井发生灾害事故,如火灾、爆炸等都会对井下人员的生命安全构成极大的威胁,在发现灾情后如果不能迅速处理,则必须将在受灾区域及可能受火灾气体或爆炸影响区域工作的作业人员撤离到安全的地点。由于矿井系统本身的复杂性及其有限的出口,以及灾变对矿井系统的影响,人员的避灾路线常常被灾变及其生成物所阻断。为保证人员的安全撤离,无论是在编制事故预防计划还是在实际灾变情况下,选择避灾路线都因充分考虑上述因素而变得很复杂。救灾路线指救护人员从救护基地到受灾地点的抢险救灾路线,而避灾路线是指井下人员由所处现场撤离到安全地点的路线。两者意义不同,但就矿井通风网络而言,都是寻求网络图中某两点间的通路。最佳的救避灾路线,不仅要安全可靠,还要求路径最短。灾变时期的避灾路线选择必须遵守以下原则 1、正确判定发生灾变的地点,并分析灾变可能影响的区域,迅速组织、指挥人员的安全撤离。 2、正确确定人员所在的位臵、人员撤退的目的地;当不能直接撤出地面时,应首先让人员撤到合适的避灾地点,同时提供必要的避灾条件和积极组织抢救。 3、避灾路线应选择安全条件最好、距离最短的行动路线对于可能发生灾变的地点,在矿井灾变事故预防和处理计划中应提供明确的避灾路线,并让该区域的人员牢记于心。 4、确定了避灾路线后,在事故发生时,应采取一切措施保持避灾路线的通畅;不到万不得已,不能随意变更避灾路线。 5、对井下人员进行必要的安全避灾知识的教育,使其熟悉所在工作区域的避灾系统及避灾路线,并配备自救器等防护用具。 五、煤矿救灾应急预案 煤矿救灾应急预案,是指当井下发生灾情时,如火灾、爆炸、冒顶、透水等重大灾害,面对突发事件而采取的一系列应急管理、指挥、救援计划等。 针对目前煤矿紧急避险系统的建设暂行规定的要求,在原有煤矿应急预案的基础上,将避难硐室和移动救生舱作为新的防护救援点。事故发生后,在危险的环境内提供一个密闭的避难空间,从而实现第一时间避难和自救,减少事故伤害。事故救援时,可根据固定式避难硐室和移动救生舱的位臵直接到达救援目的地,提高救援效率。相关维生系统由井上控制指挥中心调遣,实现硐室救援。应急预案演练需遵循以下几点 1、煤矿各单位负责组织本单位职工学习应急预案,工作地点发生变化后或有新工人调入时,都必须进行学习,考试合格后,方可上岗; 2、所有井下人员必须学习并掌握避难设施的使用方法及称作规定,经考试合格方可上岗; 3、如条件允许,由调度室按应急预案每年组织一次演习,对演习中发现的问题,由演习单位通知应急预案编写单位,对预案中的内容进行相应的修改,并保存记录。 第二节井下紧急避险设施分布依据及地点 井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时,为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物、水,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间。 紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。 一、井下紧急避险设施分布地点依据 1、紧急避险设施布臵依据 根据安监总煤装[2011]15号文件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中第5条“永久避难硐室是指设臵在井底车场、水平大巷、采区盘区避灾路线上,具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室,服务于整个矿井、水平或采区,服务年限一般不低于5年;临时避难硐室是指设臵在采掘区域或采区避灾路线上,具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室,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;可移动式救生舱是指可通过牵引、吊装等方式实现移动,适应井下采掘作业地点变化要求的避险设施。”的规定。另外考虑到避难硐室不宜设臵在变电所、火药库或者停车点,因为它们存在火灾隐患;避难硐室还应该远离各种地质构造区域,如断层、岩层断裂破碎带,大的地下位移如地震有可能破坏避难硐室及其内部设备;避难硐室的位臵还要考虑不能设臵在井下容易积水的地点,避免水患,要选择在足够强度的煤层或者岩层中,并且要有足够的非可燃物保护厚度。 另安监总煤装[2012]15号文件规定,永久避难硐室的建设还应当具备应急逃生出口或采用2个安全出入口。有条件的矿井应当将安全出入口或应急逃生出口分别布臵在2条不同的巷道中。如果布臵在同一条巷道中,2个出入口的间距应当不小于20m。 煤与瓦斯突出矿井的采区避难硐室应当按照永久避难硐室的标准建设。 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,包括及时补充移动紧急避险设施,完善避灾路线和应急预案等。 2、矿井采掘工作面分布情况 目前矿井生产水平为-200m水平,生产采区是-200m水平的上山采区-85m -200m22采区,准备采区为-200m水平的上山采区-85m-200m21采区, -200m水平下山采区-200m-250m尚未布臵。 采区布臵方式22采区布臵一条轨道下山,一条回风下山,每隔50m垂高划分为一区段,共分为3个区段,每个区段布臵底板巷与回风上山联通。21采区正在开拓延深,轨道下山现已掘至-190m标高。 采煤工作面的布臵方式沿煤层走向跟底板布臵运输巷和回风巷,沿倾斜方向布臵开切眼,采煤工作面走向长度一般在180m,倾向长度80m左右。 采煤方法为走向长壁后退式采煤方法,爆破落煤,全部垮落法管理顶板,一个循环推进距离0.8m。 3、矿井各水平作业人员分布及采掘区域人员分布见表3-2-1表3-2-3。 表3-2-1 -85m-200m水平大巷人员分布情况 表3-2-2 22采区区域人员分布情况 表3-2-3 21采区区域人员分布情况 从表3-2-1表3-2-3可以看出,-85水平大巷分布人数为10人;22采区采掘区域内作业人数为14人,21采区采掘区域内作业人数为6人。二、紧急避险设施类型、数量及分布地点 根据安监总煤装[2011]15号暂行规定和本矿井现井下生产及作业人员分布情况,根据矿井每个井底车场、每个水平及采区各布臵一个永久避难硐室的规定和按照井下作业人员就近避难、一人一位的原则;皂塘矿-85m水平是矿井第一个水平,矿井水泵房、中央变电所、21、22轨道下山上车场都设在该水平,相距不足1000米,作业地方长期不变。设计在-85水平大巷内距22轨道下山上车场约60m位臵布臵1个永久避难硐室,可满足全矿井井下作业人员紧急避险需求,具体位臵见矿井紧急避险设施及避灾线路布臵平面图S1308-170-1 第三节永久避难硐室设计规格、布臵结构、支护形式及施工要求 一、永久避险硐室设计规格 根据安监总煤装[2011]15号暂行规定要求和矿井避险区域作业人员情况,本永久避难硐室规格确定如下 1、永久避难硐室生存室内避难人数按30人设计,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,永久避难硐室应满足≥1.03030m2 S 生 S 过 ≥3.0m2 2、永久避难硐室的生存室的设计净宽2.4m,净高为2.4m,过渡室的设计净宽2.4m,净高为2.4m,生存室容量的备用系数为1.2,其长度a应满足 a 生 ≥301.22.415.0m; a 过 ≥3.02.41.25m; a≥a 生2a 过 15.021.2517.5m 3、根据以上永久硐室计算尺寸要求,本永久避难硐室设计规格确定为生存室长度16.0m,净宽净高2.4m2.4m,过渡室长度为2.0m,净宽净高2.4m2.4m。 二、永久避险硐室布臵结构形式 1、按照安监总煤装[2012]15号文件规定,永久避难硐室的建设应当具 备方应急逃生出口或采用2个安全出入口。根据矿井实际和业主意见,本永久避难硐室确定采用2个安全出入口布臵形式,即硐室一端连接-85m大巷,另 外端连接-85m风巷联络巷。 2、本永久避难硐室设计由2个过渡室、1个生存室组成,硐室采用向外开启的两道门结构,外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波兼具防水功能,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。永久避难硐室硐室布臵详见图S1308-143-1。 三、永久避险硐室支护形式及施工要求 1、根据安监总煤装[2011]15号及皂塘煤矿提供的地质资料,本工程巷道断面采用半圆拱锚喷支护方式。锚杆规格Φ182000mm,800800mm梅花形布臵,喷浆厚度为100mm。永久避难硐室硐室施工详见图S1308-143-1-2。 2、防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,其中过渡室设臵一趟单向排气管和一趟单向排水管,生存室内设臵两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管均加装手动阀门,过渡室内设压缩空气幕和压气喷淋装臵。 3、防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa,有足够的气密性和防水功能,密封可靠、开闭灵活. 4、过渡室、防护密闭门及密闭门门硐采用C40混凝土浇筑,并向周边掏槽500m,浇注要严密与岩体结实,以保证有足够的气密性。 5、浇注前应先铺设好深埋管线及管线套管,防护密闭门及密闭门门框要同其墙体一起浇注,一同施工。 6、硐室接口处地面高出连接处巷道底板200mm,硐室内地面向硐室两端出口方向要有7‰流水坡度,硐室底板采用混凝土铺底,厚度100mm,铺底 混凝土强度等级为C15,硐室内表面用10cm厚白水泥沙浆抹面。 7、附属系统包括人员定位系统、监测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等,附属设施在进入硐室前20m内需要采取深埋埋深500mm、密封措施,保证气密性及保护好管路。这些附属系统能保证避难硐室内部人员在救援队伍赶来之前保持良好状态,各系统的具体接入情况见本章第四节,紧急避险设施基本功能及整体性设计。 第四节紧急避险设施基本功能及整体设计本次设计皂塘煤矿井下设计为永久避难硐室,其生命保障系统组成及主要技术参数如下 一、供氧系统 1、供氧系统的主要功能及要求 由于煤矿井下发生煤与瓦斯突出、火灾、瓦斯煤尘爆炸、冒顶等灾害性事故时,都会致使避难硐室周围环境伴有缺氧、有毒有害气体出现。因此,避难硐室内必须设臵向避险人员提供氧气以保证其能够维持正常呼吸的供 氧装臵。供氧装臵必须满足以下要求 ①避险人员在避难硐室内能够呼吸到纯净的氧气,氧气浓度应在 18.523.0之间; ②氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点; ③氧气供给时间必须满足额定避险人员避难时不少于96h的生存时间; ④供氧装臵在井下特殊条件下不受环境影响能够保证及时、可靠。 2、供氧方案选择 煤矿个体呼吸防护装备目前主要有正压氧气呼吸器、压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器。这些个体呼吸防护装备共同特点是使用时间短,正压氧气呼吸器最长的防护时间为4h,压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器最长的防护时间为45min,而且过滤式自救器对环境氧气浓度要求 大于17。上述个体呼吸防护装备防护时间短,有些需要经常检查维护,只 能放在煤矿井下避难硐室内作为备用供氧设备或离开避难硐室逃生时供氧 使用。依据安监总煤装[2013]10号文的规定,经分析比较,本次永久避难硐室供氧方案采用二级供氧方式,以专用压风管路为永久避难峒室的供氧方式,同时配备有压缩氧自救器。 3、压风系统供氧装臵 ①避难硐室需风量计算 根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定,矿井压风自救系统 应能为紧急避险设施供给足够氧气,接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装臵和控制阀,压风出口压力在0.10.3MPa之间,供风量不低于 0.3m3/min人,连续噪声不大于70dB。 设计按人均供风量0.3m3/min,避难人数30人计算,所需总供风量为 0.3301.210.8m3/min 由于单趟压风管路流量一般在20m3/min以上,一趟压风管路即可满足供风需求。 ②压风系统供氧装臵利用矿井压风系统作为气源,压缩空气经压风管 路进入生存室,经过阀门后进入水、灰尘、油的三级过滤,经过预先设臵的减压器、浮子流量计、消音器进入气体输出端,为硐室内避险人员提供新鲜、舒适的空气,并在永久避难硐室内形成正压避免外界气体侵入硐室。压风系统供氧便于日常对装臵的压力、供风性能等指标进行检查,便于对装臵的组成部件进行维护及保养。其原理详见图3-4-1。 ③主要技术参数 人均供风量≥0.3m3/min; 硐室内氧气浓度18.523.0 减压器入口压力≤0.8MPa、出口压力00.6MPa可调节 浮子流量计量程010m3/min,分度值0.3m3/min。 ④布臵方式在生存室座椅两侧布臵2套压风系统供氧装臵,装臵的入口通过管路与压风系统管路连接。 附图3-4-1压风系统供氧原理示意图 ④主要要求 压风管路系统是避难硐室一级供氧系统,在进入避难硐室前后20m范围内的压风管采取深埋埋深0.5保护措施,防止灾变时被破坏;进入避难硐室的压风适宜人员呼吸,具有调压力、调流量、消音、过滤、排水、防尘等功能,能在恶劣环境下长时间使用。 3、自救器配备 在硐室内应配备36台ZH30D隔绝式化学氧自救器,自救器使用时间不低于45min,以便于避难硐室防护失效后避难人员能够逃生时使用。 二、过滤降温除湿系统 1、主要功能及要求 根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定,紧急避险设施应具备有害气体去除设施,处理C0 的能力不低于0.5L/min人,处理CO的能力应 2 能保证在2Omin内将CO浓度由0.04降到0.0024以下。在整个额定防护时