1、井下紧急避险系统方案设计XX 煤 矿二一一年四月前 言XXX 煤矿井田东西长 10.5km，南北宽 3.6km，面积 35.2015 km2。矿井采用立井开拓，中央并列和一翼对角混合式通风，设-350m 和-432m 两个生产水平，-350m 水平服务于上组煤，-432m 水平服务于下组煤。矿井原设计生产能力为 1.5Mt/a，于 1966 年 9 月 1 日破土动工，1973 年 12 月 26 日移交生产， 1978 年达到矿井设计生产能力。1987 1991 年矿井进行了改扩建，扩建后矿井设计生产能力为 2.4Mt/a。2006 年矿井核定生产能力为 4.0Mt/a。目前矿井正在生产的采
2、区为上组煤七采区、九采区和下组煤十一采区。XXX 煤矿为低瓦斯矿井，无煤与瓦斯突出，但所开采煤层具有自燃发火倾向，煤尘具有爆炸危险性。矿井在过去开采中，曾出现过煤层自燃发火现象。随着矿井生产效率大幅度提高，特别是综采工作面开采强度的加大，导致绝对瓦斯涌出量增大，采空区瓦斯涌出加剧；矿井上组煤发火期短，综放开采方式不利于自燃发火防治，矿井存在自燃发火的隐患；下组煤厚 0.55m1.03m ，部分采用炮采工艺，如果防尘措施不力，发生煤尘爆炸的可能性也是存在的；另外矿井采空区被采区煤柱、孤岛煤柱、边角煤柱等不同形式的煤柱所分割，具有覆岩大面积悬空突然失稳的矿震隐患。综上所述，矿井井下存在火灾、瓦斯、
3、煤尘爆炸及矿震等灾变情况，危害波及井下职工的生命安全。为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，保障矿工生命安全，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201023 号）及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）的要求，XXX 煤矿在井下建设紧急避险系统是十分必要的。一、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 201023 号） ；2 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；3 国家煤矿安监局办公室关于做好煤矿井下避难所(救生硐室)建设试点
4、项目申报工作的通知煤安监司函办200934 号；4 XXX 有限公司井下避难硐室建设试点项目实施意见 ；5 煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005；6 煤矿安全规程2011 版；7 煤矿井底车场硐室设计规范GB50416-2007；8 煤矿采区车场和硐室设计规范GB50534-2009；9XXX 煤矿采掘工程平面图、通风系统图、采掘规划等资料。二、设计的指导思想1坚持 “安全第一，预防为主”的方针，结合矿井安全生产实际情况，围绕井下可能出现火灾或煤尘爆炸等灾变情况，使矿工在紧急避险系统的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全；2根据矿井采掘实际及可能发生灾变情况，合理确定避险设施，合
5、理设置避灾路线；3在符合规程、规范、规定等要求及满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；4因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料；5尽量利用原有的巷道、降低避险设施井巷工程投资；6避险设施及各系统设备选型留有余地，充分满足区域内避难人员数量的需求。第一章 矿井基本情况第一节 矿井概况及地质特征一、矿井概况XXX 井田位于 XXXXXXXXXXX 境内，现井田以国土资源部核发的采矿许可证所确定的坐标点连线为界，西部与 XXX 井田相邻，西北部与 XXX 井田相邻，东北部与 XXX 田相邻，南部与北宿井田相邻，井田东西长 10.5km，南北宽 3.6km，面积 35.2015 km2
6、。矿井设计生产能力1.5Mt/a，1966 年 9 月 1 日开始建设， 1973 年 12 月 26 日移交生产，1978 年达到设计生产能力，1986 年由江苏煤矿设计院设计改扩建工程，煤炭工业部以（86）煤生字第 726 号文批准XXX 煤矿改扩建工程初步设计，设计生产能力 2.4 Mt/a；2006 年核定生产能力 4.0Mt/a。 二、主要地质特征井田内含煤地层沉积比较稳定，厚度和岩性组合变化不大。山西组和太原组为主要含煤地层，平均总厚 248.06m，含煤 23 层，平均总厚 16.07m，含煤系数 6.47%；共含可采与局部可采煤层 7 层，煤层倾角 315，平均 7，平均煤层总
7、厚 12.27m，其中主采煤层为 3 上 、3 下 、16 上 、17 煤，累计厚度为 10.56m；3 上 、3 下 煤为全区稳定可采煤层，16 上 、17 煤为大部稳定可采煤层。XXX 煤矿为低瓦斯矿井，所开采煤层均具有自燃发火倾向，其中 3 上 、3 下 煤自燃发火期为36 个月；可采煤层煤尘爆炸指数最高达 61.37%，最低 44.48%，煤尘具有爆炸危险性。第二节 矿井开采现状及生产规划一、开采现状XXX 煤矿采用立井开拓，中央并列与一翼对角混合式通风，设-350m 和-432m 两个生产水平，-350m 水平服务于上组煤，-432m 水平服务于下组煤。XXX 煤矿现开采煤层为上组煤
8、 3 上 、3 下 煤和下组煤 16 上 、17 煤，生产采区为上组煤七采区、九采区和下组煤十一采区。矿井采用走向、倾斜长壁采煤方法，主要采煤工艺：3 上 厚煤层为综放， 3 下 中厚煤层为综采，16 上 、17 薄煤层为炮采或综采。二、2011 年矿井生产规划2011 年， XXX 煤矿计划原煤产量 320 万 t，计划掘进进尺 21000m。目前，XXX 煤矿有 3个采煤区队和 8 个掘进队。综采队主要采用综采采煤工艺回采 3 下 中厚煤层，综采准备队采用综放采煤工艺回采 3 上 厚煤层，薄煤层采煤队采用炮采或综采回采 16 上 、17 薄煤层。掘进区队分为 4 个煤巷掘进队（掘进二区、掘
9、进四区）和 4 个岩巷掘进队（掘进一区、掘进三区） 。采煤区队 2011 年的生产接续规划如下：综采队：93 下 05 工作面 73 下 21 工作面93 下 14 工作面综采准备队： 93 上 10 工作面 93 上 08 工作面薄煤层采煤队：1701 工作面 1602 工作面3601 工作面根据矿井生产接续计划，掘进二区和掘进四区担负煤巷施工任务，主要负责 73 下 21、93 上08、 93 下 14 等工作面煤巷和十采区探巷的掘进。掘进二区、掘进三区担负半煤岩巷施工任务，其中掘进二区主要负责十一采区、十三采区薄煤层工作面半煤岩巷的施工，掘进三区主要负责十三采区回风巷及-432m 水平深
10、部探巷施工。掘进一区和掘进三区担负岩巷施工任务，其中掘进一区主要负责各回采工作面联络巷的施工，掘进三区负责十三采区轨道巷的施工。第三节 矿井安全生产现状及主要灾害分析一、安全生产现状目前，矿井安全生产状况良好，各类安全隐患处于有效控制和及时处理状态，能够满足矿井安全生产要求。但是，矿井也存在火灾、煤尘瓦斯爆炸等灾害的威胁，应超前预防，及时治理，采取各种有效措施，确保矿井安全生产。二、主要灾害分析1.瓦斯爆炸矿井历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井。目前，通风系统稳定、简单、可靠，井下各巷道的风速、风量均符合规定要求。故在保证各地点风量情况下，一般不会出现瓦斯超限。但矿井存在局部停风的可能，有可能造成局部
11、瓦斯积聚；另外，矿井大面积采空区积存大量瓦斯，采空区存在自燃隐患，如措施不力，矿井仍存在瓦斯爆炸危险。2.煤尘爆炸XXX 煤矿目前开采的各煤层均具有煤尘爆炸危险性。根据矿井现场实际情况及测尘数据的分析，矿井产生煤尘的主要尘源有：采煤工作面机组割煤时的滚筒处，综放工作面的放煤口，采煤工作面放炮作业地点，综掘工作面掘进机割煤时的截割头附近，煤巷掘进工作面的放炮作业地点等。3.外因火灾外因火灾可以发生在矿井的任何地点，但多发生在井口、井筒、井底车场、机电硐室、火药库以及安有机电设备的巷道或工作面内。造成外因火灾的外因火源主要有：（1）电能热源。电流短路或导体过热；电弧电火花；烘烤（灯泡取暖） ；静电
12、等。（2）摩擦热源。胶带与滚筒摩擦；胶带与碎煤摩擦；机械设备之间的撞击；坚硬顶板冒落时的撞击；采掘机械截齿与坚硬岩石摩擦等。（3）放炮热源。放明炮、糊炮、装药密度过大或过小、钻孔内有水、炸药受潮以及封孔炮泥长度不够或用可燃物代替炮泥等违反爆破操作规程的操作都有可能发生爆燃。（4）明火（高温焊渣、吸烟） 。明火主要产生于加热器、喷灯、焊接和切割作业，烟头也有酿成火灾的可能。4.内因火灾（1）采煤工作面内因火灾XXX煤矿所开采煤层均为二类自燃煤层。采煤工作面煤层自燃主要发生在工作面开切眼、停采线、联络巷、老巷、上下顺槽至采空区20m 纵深范围内，尤其以停采线处最为普遍，主要是因为这些地方丢煤多、外
13、部漏风严重等造成的。矿井3 上 煤层主要采用综放无煤柱开采技术，容易引起巷道及采空区自然发火的主要因素有：煤层自然发火期短，最短只有18天；综放工作面开切眼、停采线及两顺槽顶煤冒落不充分，采空区内留有一定浮煤；顶部煤体松软，随采随冒，工作面推进速度较慢；采空区存在漏风现象，特别是沿空巷道沿底板一次掘进，巷道服务时间长，向相邻采空区漏风多。（2）掘进工作面内因火灾掘进工作面沿空、顶空掘进巷道的相邻采空区、切眼、停采线、溜煤眼、老硐室、老火区、巷道高冒处、断层处等地点也是内因火灾防治的重点。（3）XXX煤矿上组煤七、九采区内因火灾分析目前矿井上组煤正在生产的采区主要为七采区和九采区。由于开采形成的
14、采空区逐渐连成一片，七采区成为了大面积采空区相连的通风复杂采区。七采区深部开采过程中，综放工作面和边角煤、残留煤柱开采工作面的通风巷道被采空区、断层等包围，开采压力大、裂隙发育，与采空区联系广泛，漏风多，漏风规律复杂多变，使相邻采空区容易发生自燃火灾。九采区部分区域3 上 、3 下 煤层距离较近，3 上 、3 下 煤层之间仅存在02m的夹矸。3 上 煤层开采后，3 下 煤层顺槽掘进时，巷道顶板的夹矸破碎，局部直接沟通上部采空区，且工作面开采时两顺槽存在压差，掘进和开采时顺槽均会对3 上 煤层采空区形成较大的漏风。 3下 煤层开采时，老顶初次来压、垮落后，发生周期性来压、垮落，由于上下煤层间距较
15、小，使得3 上 、3 下 煤层采空区连成一体，也会对3 上 煤层采空区形成较大的漏风。由于3 上 煤层采用综放开采，采空区遗煤较多，而3 下 煤层开采时漏风严重，容易引起自燃火灾。第四节 矿井通风矿井通风方式为中央并列与一翼对角混合式，主井、副井、混合井进风，中央风井与白马河风井回风。目前，中央风井设有两台 2K60-5NO.28 轴流式风机，功率为 800kW，通风机排风量 8194m3/min，负压为 2076Pa，等积孔为 3.48m2，主扇效率为 60%；白马河风井设有两台2K60-4NO.24 轴流式通风机，功率为 380kW，通风机排风量为 7280m3/min，负压为1294Pa
16、，等积孔为 3.85m2，主扇效率为 50%；矿井需要总进风量为 14425 m3/min，实际进风量为 14453 m3/min，实际排风量为 15474m3/min，矿井负压为 1708 Pa，等积孔为 7.2 m2，属于通风容易矿井。目前，中央风井担负三采区部分、七采区东部和九采区的回风任务，白马河风井担负三采区、-432m 水平及七采区西部的回风任务。矿井各采区均有完善的通风系统，主要皮带巷全部实现了独立通风，矿井通风系统合理、稳定、可靠，增强了矿井的防灾抗灾能力，能够满足矿井安全生产的需要。矿井通风网络详见图 1-4-1。 矿井历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井，无高瓦斯区。2010 年鉴定
17、结果：矿井相对瓦斯涌出量为 0.29m3/t，小于 10m3/t；矿井绝对瓦斯涌出量 2.12m3/min，小于 40m3/min。矿井在正常生产条件下，采区最大相对瓦斯涌出量为 0.37m3/t；采煤工作面最大相对瓦斯涌出量为0.44m3/t。Q=829305工 作 面 Q=5649308下 顺上 顺Q=24310切 眼Q=40小 槽 煤 中 央 回 风 上 山Q=536721上 顺Q=47320工 作 面 九 采 三 分 区 轨 道Q=972310工 作 面Q=14370 Q=407321下 顺 东Q=432Q=12-90轨道 2泄 水 巷Q=6012工 作 面 Q=187Q=96环 改
18、皮 带 九 采 二 分 区 轨 道6火 药 库一 采 强 力 皮 带 87一 采 西 大 巷Q=51Q=564十 三 采 区 轨 道西 翼 总 回1-43炸药库 六 采 回 风 Q=7128回 风 石 门 九 采 一 分 区 回 风5256Q=26Q=180570Q=48Q=41871170工 作 面Q=6840 96Q=4956Q=1593Q=72Q=904Q=58436 Q=2640Q=491 3说 明 ： Q为 风 量 ， 单 位 m /in。北 翼 回 风 东 翼 回 风九 采 西 翼 煤 层 下 山 九 采 三 分 区 回 风中 央 风 井 轨 道 一 级 下 山矿 井 东 翼 皮
19、带 联 巷 东 大 巷白 马 河 风 井 -9回 风 东 总 回 风 2皮 带 巷 回 风 五 采 大 巷六采石门-4大巷一 采 辅 助 上 山 进 风 井图 1-4-1 XXX 煤矿通风网络示意图第二章 井下紧急避险系统建设的必要性为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，保障矿工生命安全，促进煤矿安全生产，国家把建设煤矿井下避难所（救生硐室）应用试点已列入煤矿安全改造项目重点支持方向。国家煤矿安全监察局发布了煤安监司函办200934 号文，关于做好煤矿井下避难所（救生硐室）建设试点项目申报工作的通知，要求兖矿、神华、中煤、开滦、阳泉、晋城、潞安、铁法、龙煤、淮南、平顶山等 11 个煤矿企业开
20、展避难所（救生硐室）建设试点。各煤矿企业要至少确定一个煤矿开展试点，按要求在井下不同地点设置避难所（避难硐室） 。兖矿集团根据所属矿井实际情况，确定在 XXX 煤矿试点建设井下避难所。XXX 煤矿为低瓦斯矿井，但所开采煤层具有自燃发火倾向，煤尘具有爆炸危险性。矿井在过去开采中，曾出现过煤层自然发火现象。随着矿井生产效率大幅度提高，特别是综采工作面开采强度的加大，导致绝对瓦斯涌出量增大，采空区瓦斯涌出加剧；矿井大面积采空区积存大量瓦斯，采空区存在自燃隐患，如措施不力，矿井仍存在瓦斯爆炸危险；矿井上组煤发火期短，综放开采不利于自燃发火防治，矿井存在自燃发火的隐患；下组煤厚 0.55m1.03m ，
21、部分采用炮采工艺，如果防尘措施不力，发生煤尘爆炸的可能性也是存在的；另外矿井采空区被采区煤柱、孤岛煤柱、边角煤柱等不同形式的煤柱所分割，具有覆岩大面积悬空突然失稳的矿震隐患。综上所述，矿井井下存在发生瓦斯煤尘爆炸、矿井火灾等灾害事故的可能性，对井下矿工生命安全造成潜在危害。为保障矿工生命安全，确保在井下发生灾难事故等紧急情况下，为遇难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201023 号）及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）的要求，XXX 煤矿建设井下紧急避险系统是十分必要的。第三章 井下紧急避险系统煤矿井下紧急避险系
22、统是指在煤矿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。第一节 自救器一、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 ，所有井工煤矿应为入井人员配备额定防护时间不低于 30min 的自救器，入井人员应随身携带。根据“兖矿集团有限公司关于建设完善煤矿井下安全避险六大系统的指导意见” ，各生产矿井要按照有关规定要求，为入井人员配备额定防护时间不低于 30min 的隔绝式自救器。目前，XXX 煤矿劳动定员为 8131 人，入井人数为 3300 人。设计为所
23、有入井人员均配备一台 ZH30 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，故矿井需配备 3630 台 ZH30 型化学氧隔绝式自救器。ZH30 型化学氧隔绝式自救器额定防护时间为 30min，该自救器与同类产品相比具有体积小、质量轻、生氧均匀充足、粉尘少、性能稳定、呼吸阻力小、吸气温度低等特点，其主要技术参数详见表 3-1-1。表 3-1-1 ZH30 型化学氧隔绝式自救器技术参数表质量 (kg) 防护时间(min)外形尺寸(mm) 携带 佩带 30L/min 静坐呼吸阻力(Pa)吸气温度()16216595 1.9 1.3 30 120 245 55二、化学
24、氧隔绝式自救器的使用、管理和维护1.自救器必须随身携带，要严防碰撞、敲砸或掉下，也不准将自救器解下当坐垫。2.不准随意打开自救器，防止失效。3.在携带自救器前，应检查外观有无损坏和碰撞凹痕，若发现不正常现象，应及时送交有关部门检查。4.戴上化学氧隔绝式自救器以后，壳体逐渐发热，吸气温度也逐渐升高，这证明自救器工作是正常的。行走时不要惊慌，呼吸要均匀，在没有到达安全地点前，不要取下鼻夹和口具。5.不要把自救器放在日光直射和离暖气、火炉等热源或易爆易燃及腐蚀物附近,应存放在通风干燥的箱、架上。6. 矿井新购置的自救器，必须在一个月内进行验收。7.化学氧隔绝式自救器的有效期，库存为 5 年，佩带使用
25、为 3 年。库存一定时间后，佩带使用的有效时间按下式折算：佩带使用有效时间=3库存时间/53 （年）。8.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。9.化学氧隔绝式自救器应每季度进行一次气密检查，要求在 5000Pa 压力以上保持 15s，压力下降值不大于 300Pa 为合格。气密不合格的自救器严禁使用。10.单位对自救器应建立台帐，记录自救器的出厂日期、编号、检查日期、检查内容、检查结果等，对于报废的自救器要及时注销。11.凡开启过的化学氧隔绝式自救器无论使用时
26、间长短，都应报废，不准重复使用。报废的隔绝式化学氧自救器应在地面浸水销毁，不允许修复。12.矿井通风部门和安全培训部门负责对下井人员进行自救器基本知识的教育与使用训练。新工人下井前，必须接受不少于 8h 的培训和训练，并达到在 30s 内完成佩用自救器的熟练程度。第二节 井下紧急避险设施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。井下紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室和可移动式救生舱。根据煤矿井下紧急避
27、险系统建设管理暂行规定，宜优先建设避难硐室。根据 XXX 煤矿采掘现状，设计在井下建设永久避难硐室和临时避难硐室，暂不设置可移动式救生舱。一、井下紧急避险设施建设原则及要求1.紧急避险设施的建设方案应综合考虑所服务区域的特征和巷道布置、可能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素。2.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，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于 96h。3.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时人员，并应有一定的备用系数。永久避难硐室的
28、备用系数不低于 1.2，临时避难硐室的备用系数不低于 1.1。4.从采掘工作面步行，凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的，必须在距离采掘工作面 1000m 范围内建设避难硐室。5.紧急避险设施应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。6.紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。7.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。前后 20m 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。特殊情况下确需布置在煤层中时，
29、应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯积聚、煤层自燃的措施。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响，临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。二、永久避难硐室（一）永久避难硐室数量、位置及规模1数量及位置采掘工作面发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸等灾害事故时，采掘作业人员应尽快进入采区准备巷道或矿井开拓巷道的新鲜风流中，并循避灾路线尽快撤至地面。经过对 XXX 煤矿近年来灾害事故的统计分析，采区准备巷道或矿井开拓巷道中未曾发生过瓦斯、煤尘爆炸或火灾、冒顶等事故，也未出现过安全出口被堵或新鲜风流中断等情况，设计认为 XXX 煤矿可以不建永久避难硐室。但作为兖矿集团井下避难硐室的建设试点项目，设计在 XXX 煤矿设置
30、 1 个永久避难硐室。经分析，目前 XXX 煤矿上组煤开采主要集中在九采区，九采区面积大，煤层埋藏深，部分区域自然发火较为严重，设计永久避难硐室设置于九采区。结合采区巷道布置及围岩情况，设计永久避难硐室位于九采区-350m 水平主轨下山上部车场与九采区-350m 水平回风巷之间，距九采区-350m 水平主轨下山上变坡点 210m。永久避难硐室设置于 3 下 煤层底板岩层中，3 下 煤层底板为较坚硬的粉砂岩与细砂岩互层，岩层稳定，满足永久避难硐室的建设要求。永久避难硐室位置详见图 3-2-1。图 3-2-1 九采区永久避难硐室位置示意图2规模九采区永久避难硐室为该采区的采掘作业、辅助运输队组、瓦
31、斯巡回检查、附近零散作业以及各级安全检查等人员提供避险场所，根据 XXX 煤矿的实际情况，上述各工种同时工作的人数总和最多时不超过 60 人。根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定，永久避难硐室的额定人数，应满足所服务区域同时工作的最多人员的紧急避险需要，并考虑不低于 1.2 的备用系数，设计九采区永久避难硐室额定避险人数为 80 人。（二）永久避难硐室结构及井巷工程设计永久避难硐室由 2 个过渡室、1 个生存室和 4 个辅助硐室组成，辅助硐室包括 2 个CO2 钢瓶硐室、 1 个电源硐室和 1 个卫生间，详见图 3-2-2。各硐室规格参数详见表 3-2-1。表 3-2-1 永久避难硐室内各
32、硐室规格参数表规格 净长 净宽 净高 断面 净断 净体 掘进 支护 有效 额定参数硐室名称（m）（m） （m） 形状 面（m 2）积（ m3）断面（ m2）方式 使用面积（ m2）避险人数（人）过渡室(单个) 3.9 3 3半圆拱形8.03 31.3 12.68钢筋砼碹生存室 27 3 3半圆拱形8.03 216.9 12.68钢筋砼碹81 80CO2 钢瓶硐室(单个)4 3.9 2.3 矩形 8.97 35.88 14.21钢筋砼碹电源硐室2.5 2.5 2.3 矩形 5.75 14.38 8.7钢筋砼碹辅助硐室卫生间 1.5 1.2 2.1 矩形 2.52 3.78 4.5钢筋砼碹永久避难
33、硐室设计采用钢筋混凝土砌碹支护，混凝土强度等级为 C35。硐室内表面用10mm 厚白水泥沙浆抹面，硐室底板采用混凝土地面，厚 100mm，硐室地面高于相邻巷道底板不小于 200mm。永久避难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，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，密闭门之内为生存室。防护密闭门上设观察窗，门墙设单向排水管和单向排气管，生存室内设置不少于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。防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa，有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活；门墙周边掏槽，深
34、度不小于 200mm，墙体为钢筋混凝土结构，门墙与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。除防护密闭门外，永久避难硐室还通过压风系统、供电电缆等与外界连通，在墙体内应预埋管线。（三）永久避难硐室生命保障系统组成及主要技术参数永久避难硐室各生命保障系统布置详见图 3-2-2。1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，避难硐室内必须设置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置。供氧装置必须满足以下要求：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 18.5%23.0%之间
35、；氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点；氧气供给时间必须满足额定避险人数避难时不少于 96h 的生存时间；供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响能够保证及时、可靠。（2）供氧方案的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的氧气浓度要求大于 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
36、。经分析比较，永久避难硐室供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种方式。（3）压风系统供氧装置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0.10.3MPa 之间，供风量不低于 0.3m3/min人，连续噪声不大于 70 分贝。设计按人均供风量 0.3m3/min，避险人数 80 人计算，所需总供风量为：0.380=24 m3/min由于单趟压风管路流量一般在 20m3/min 以上，两趟压风管路即可满足供风需求。 压风系统供氧原理压风系统供氧装置利用矿井压风系
37、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，经过预先设置的减压器、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置的压力、供风性能等指标进行检查，便于对装置的组成部件进行维护及保养。其原理详见图 3-2-3。主要技术参数人均供风量0.3m 3/min；硐室内氧气浓度 18.523.0%；减压器入口压力0.8MPa 、出口压力 00.6 MPa（可调节） ；浮子流量计量程 08m 3/min，分度值 0.3m3/min。布置方式：在生存室座椅两侧布置 4 套压风系
38、统供氧装置，装置的入口通过管路与压风系统管路连接。图 3-2-3 压风系统供氧原理示意图（4）压缩氧气供氧装置避难硐室需氧量计算煤矿发生瓦斯、煤尘爆炸等灾害事故时，有时矿井压风系统在井下的管路会遭到严重破坏，因此必须有备用的供氧装置，以应对地面压风系统遭到破坏时仍能有效的供氧。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自备氧供氧系统，人均供氧量不低于0.5L/min。设计按人均供氧量 0.5L/min，避险人数 80 人，避险时间 96h 计算，所需氧气体积为：0.5809660=230400 L设计选择工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的氧气瓶作为供氧气源，每支氧
39、气瓶内可用氧气体积为：P80=12880=10240 L式中：P 为气体可用压力差，P=(13-0.1)MPa=(129-1)大气压=128 大气压故需氧气瓶数量为：=23 支23041设计按人均供氧量 0.5L/min，避险人数 80 人计算，单位时间内总供氧量为：0.580=40 L/min由于灾变期间进入永久避难硐室避险人数可能随时变化，为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，设计选择可调节流量计。 工作原理压缩氧气供氧装置配置及原理详见图 3-2-4，该装置是利用储存在钢瓶中的压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。在进风侧和回风侧过渡室内放置的钢瓶出口经高压管路并
40、联后集中至减压器，减压器将来自于氧气瓶中的压缩氧气进行减压并输出稳定的压力至可调节浮子流量计，氧气输出量可根据避险人员数量进行手动调节。由于减压器输出稳定的压力，因此浮子流量计调节值一定时，通过浮子流量计的氧气输出量不会随氧气瓶中的压力变化而变化。压缩氧气供氧便于日常对装置的压力、供氧性能等指标进行检查，便于对装置的组成部件进行维护及保养。主要技术参数人均供氧量0.5 L/min；硐室内氧气浓度 18.523.0%；供氧系统用的减压器入口压力15MPa、出口压力 00.5 MPa（可调节） ；最大流量不小于 60L/min；浮子流量计量程 060L/min，分度值 0.5L/min。布置方式：
41、在进风侧和回风侧的过渡室内分别放置工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的氧气钢瓶 12 支、11 支（共计 23 支） 。两侧的氧气钢瓶经高压管路并联与减压器输入口连接，减压器及浮子流量计放置在生存室墙壁上，方便避险人员调节、观察压力及供氧流量数值。图 3-2-4 压缩氧气供氧装置原理示意图2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 CO2 的能力不低于 0.5L/min人，处理 CO 的能力应能保证在 20min 内将 CO 浓度由 0.04%降到 0.0024%以下。在整个额定防护时间内，紧急避险设施内部
42、环境中 CO2 浓度不大于1.0%， CO 浓度不大于 0.0024%，温度不高于 35 ，湿度不大于 85%。过滤降温除湿系统是对避险人员在密闭的避难硐室中长时间呼吸所产生的及避险人员由硐室外带入的 CO2、CO 有毒有害气体通过 CO2 和 CO 吸收剂进行吸收过滤，对由于人体散热及来自于外部空间的热源传入而导致的温升，以及由于人体呼出饱和湿度的气体及人体汗液蒸发的湿度进行控制和调节。（2）工作原理过滤降温除湿系统配置及原理详见图 3-2-5，该系统是利用储存在钢瓶中的液态 CO2 作为动力源和制冷介质，通过液态 CO2 汽化吸热对避难硐室内部环境进行温度和湿度控制，并通过配备规定数量的
43、CO2 和 CO 吸收剂对 CO2 和 CO 进行吸收过滤。液态 CO2 气瓶数量确定人在轻微活动的条件下，发热量约为 102 大卡/h人，而液态二氧化碳汽化吸收大量的热，汽化吸热量约为 112 大卡/Kg。设计按避险人数 80 人，避险时间 96h 计算，所需液态二氧化碳量为：= 6995 Kg 809612设计选择工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的液态 CO2 气瓶，根据气瓶安全监察规程 ，液态 CO2 充装系数为 0.6Kg/L，则需要的气瓶总数为：=146 个69580.考虑到充装时可能产生不均匀性，增加 1%的系数，确定气瓶数量为 148 个。空调（过滤降温除湿装置）数量确
44、定每套空调每小时可以产生的制冷量约为 4590 大卡，96h 总制冷量为：459096=440640 大卡永久避难硐室所需要的空调数量为：=1.78 台8096124因此设计选用 2 台空调。空调产生的冷凝水处理：在空调下方安装一个接水盒，或用管路引流，通过过渡室排出到外部。CO 2 吸收剂数量确定根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 ，有害气体去除设施处理 CO2 的能力不低于 0.5L/min人。设计按 CO2 吸收剂处理 CO2 量 0.5L/min人，避险人数 80 人，避险时间 96h 计算，共需处理 CO2 量为：0.5809660=230400 L每盒 CO2 吸收剂 15k
45、g，对应的 CO2 吸收量为 1400L，需要配备的 CO2 吸收剂数量为：=164.6 盒3041因此设计配备 165 盒 CO2 吸收剂。设计按 CO2 吸收剂处理 CO2 量 0.5L/min人，避险人数 80 人计算，单位时间内处理 CO2量为：0.580=40 L/min。CO 吸收剂数量确定根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定关于“有害气体去除设施处理一氧化碳的能力应能保证在 20min 内将一氧化碳浓度由 0.04%降到 0.0024%以下”的要求以及人体呼吸产生的 CO 量为 2mg/m3 为计算依据，并考虑灾害时期产生的 CO 气体可能进入避难硐室内，且每个空调需要配备
46、1 盒 CO 吸收剂，设计配备 3 盒 CO 吸收剂（其中 1 盒备用） 。（3）主要技术参数对 CO2 的吸收（排除）能力不低于 0.5L/min人；对 CO 的吸收（排除）能力应能保证在 20min 内将一氧化碳浓度由 0.04%降到 0.0024%以下；硐室内 CO2 浓度不大于 1.0%； 硐室内 CO 浓度不大于 0.0024%； 空气温度35、湿度85%。气 瓶 硐 室 生 存 硐 室图 3-2-5 过滤降温除湿装置原理示意图（4）布置方式液态 CO2 钢瓶分别放置在与两侧过渡室相连的 CO2 钢瓶硐室内，每个硐室放置工作压力为15MPa、水容积为 80L 的钢瓶 74 支（共计
47、148 支） 。在生存室两侧分别放置空调 1 台，其出风口与硐室主轴线角度为 3.5。液态 CO2 钢瓶硐室内的 CO2 钢瓶由铜管并联后与空调相连。CO2 和 CO 吸收剂放置于永久避难硐室座椅下的储物箱中，当发生灾害事故紧急避险时，管理人员应取出 CO2 和 CO 吸收剂，并打开暴露于生存室中。3压缩空气幕及压气喷淋系统（1）主要功能由于避险人员在开启避难硐室防护密闭门过程中会带入 CO 等有毒有害气体及烟尘，极易造成对避险人员的二次伤害。压缩空气幕的主要功能是将压缩空气钢瓶中的压缩空气通过喷气气幕释放大量的气流将有毒有害气体驱之门外，尽量避免有毒有害气体随着避险人员的进入而带入避难硐室内
48、。压气喷淋装置的主要功能是利用压缩空气与水的摩擦，产生非常均匀和细密的喷雾，以消除随避险人员进入而带入过渡室内的悬浮的烟尘，避免其进入生存室内。（2）工作原理压缩空气幕装置配置及原理详见图 3-2-6。储存在钢瓶中的压缩空气，通过减压器经防护密闭门联动开关至喷气气幕，当防护密闭门开启时，联动开关即刻开启，空气由气幕向外喷出，当防护密闭门关闭时，联动开关即刻关闭，阻止空气喷出。图 3-2-6 压缩空气幕装置配置及原理示意图压气喷淋装置配置及原理详见图 3-2-7。储存在水箱中的水与通过压风管路引入的压缩空气相互摩擦，产生非常均匀和细密的喷雾，以消除过渡室内悬浮的烟尘。图 3-2-7 压气喷淋装置
49、配置及原理示意图（3）主要技术参数压缩空气减压器入口压力15MPa、出口压力 02MPa（可调） 、流量4000L/min 。（4）布置方式设计在进风侧和回风侧的过渡室内分别放置工作压力为 15MPa、水容积为 80L 的空气钢瓶8 支。其中每 4 支钢瓶通过高压管路并联后与减压器输入口连接，减压器输出口与防护密闭门联动开关相连，两个防护密闭门联动开关经并联后与放置在密闭门上方的喷气气幕相连。压气喷淋装置水箱设于防护密闭门上方，压风管路接入水箱，水箱下方设有 2 个受温喷头。4环境监测装置（1）环境监测装置主要功能、组成及主要技术参数1）主要功能及组成永久避难硐室环境监测装置可用于采集和显示硐室内外气体（CO、CO 2、O 2、CH 4 等）浓度、温度、湿度、压力等，供硐室内避难人员掌握和判别灾害环境，并根据硐室内配套救生设备及时采取自救措施，最大限度地保证遇险人员的安全。永久避难硐室环境监测装置主要由 KDW1140/12J 矿
