1、 中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 目 录 前 言 .1 第一章 紧急避险系统建设分析 .3 第一节 矿井基本情况 3 第二节 建立紧急避险系统必要性 6 第三节 井下紧急避险系统建设基本要求 7 第四节 井下避难所位置及型式的确定 12 第二章 井下避难所及生命保障系统的组成和主要技术参数 .16 第一节 系统简介 .16 第二节 认证资质 .17 第三节 结构特点 .17 第四节 供氧系统 .19 第五节 过滤降温除湿系统 .25 第六节 气幕洗气系统 .28 第七节 井下避难所环境监测装置 .30 第八节 井下避难所供电系统 .40 第九节 救灾通信系统 .45 第十
2、节 个体防护装备 .53 第十一节 辅助设施 .54 第三章 避难所维护管理 .56 第一节 日常维护管理 56 第二节 避难所救援应急管理措施 58 第四章 工程投资估算 .59 中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 前 言 一 .矿井概述 龙滩矿井位于四川省广安市东约40km处，行政区划属四川省广安市广安区的龙滩、小井、桂兴，大竹县的欧家和邻 水县的柑子。地理坐标为东经10656151070117，北纬302808303400。井田南北走向长 11.3km，东西平均宽 2.8km，井田面积 30.26km2。矿井有可采和局部可采煤层 2 层，全井田地质储量 94155kt，
3、可采储量 75324kt。襄渝铁路从井田西侧通过，地面工业广场距襄 渝铁路的观阁车站约0.7km，该站至广安站 9km，北至达州 106km，南至重庆 149km。汉渝公路、渝渠公路均通过矿区，矿井交通方便。本井田经四川省国土资源厅 审查批准，颁发采矿许可证，生产规模为150 万 t/a。 二 .设计的主要依据1、设计委托书； 2、煤矿井下避难所试点建设基本要求 （试行） ； 煤安监司函办 200934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 ； 3、安监总煤装 2010-146 号文件的通知， 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
4、安全避险 “六大系统” 的通知 ； 4、 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 ； 5、煤矿井下安全避险“六大系统 ”建设完善基本规范（试行） ； 6、 煤矿矿井井底车场硐室设计规范 （MTT 5026 -2009 ）； 7、 煤炭工业矿井设计规范 ； 8、 煤矿安全规程国家安全生产监督管理总局颁布， 2010 年 1 月 21日实施； 1中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 9、 煤矿安全工程设计 ； 10、煤炭科学研究总院沈阳研究院井下可移动分体避难所配置系统鉴定材料 ； 11、龙滩煤矿提供的地质资料和生产实测资料。 三.设计的指导思想 1、坚持“安全第一、预防为主”的方
5、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、煤尘爆炸、 瓦斯爆炸等灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功避险或等待救援，保障职工生命安全； 2、紧急避险设施实现“三防一隔” ，防毒、防火、防震、隔爆； 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
6、的巷道、不增加开拓费用； 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、紧急避险设施的设置与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施设置清晰、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、本次方案设计是按照矿方所提出的开采第一水平(+310m 以上)煤层时的基本情况做的，其他煤层暂未考虑。 四.井下紧急避险系统工程设计简介 2中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 本次设计主要包括井下紧急避险设施工程实
7、施方案 。本工程实施方案只做原则性的简要说明，由于具体方案未定 ，本方案中设备只提供了部分图纸及照片。设计的具体内容为： 1、龙滩煤矿灾害情况分析、建立井下紧急避险系统的必要性、井下避难所位置确定、紧急避险设施规模、 型式等的确定等进行阐述； 2、井下紧急避险系统的生命保障系统组成及主要技术参数；包括： 1）结构特点 2）供氧系统 3）压风系统 4）空气幕洗气系统 5）降温除湿系统 6）监测监控系统 7）供电系统 8）通讯系统 3、井下紧急避险设施所需设备、仪器、仪 表及附属装置、个体防护装备选型及安装设计； 4、井下紧急避险设施管理及安全措施； 5、工程投资概算； 第一章 紧急避险设施建设分
8、析 第一节 矿井基本情况 1、 矿井综合生产能力 矿井投产时布置一个采区、一个综采工作面；矿井达产时布置一个采区一个综采回采工作面，一个综采备 用工作面，三个掘进工作面。 矿井各主要系统的生产能力分别为： 矿井采掘工作面年生产能力：1524.81kt/a 矿井大巷运输年生产能力： 2112kt/a 矿井排矸年生产能力： 1612.5kt/a 矿井通风年生产能力： 1524.81kt/a 矿井供电年生产能力： 2620kt/a 3中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 矿井排水年生产能力： 6553.86kt/a 2、煤矿地质情况 据邻近生产矿井调查：绿水洞煤矿从1981年至今，从
9、未发生过瓦斯突出，广安煤矿在主平硐揭煤前，经煤科院 重庆分院测试，将主平硐揭煤处列入有煤与瓦斯突出危险范畴。本矿井煤 层厚度、煤岩特征、变质程度均与上述两矿井相近，(精查)中间地质报 告将矿井列入高瓦斯突出矿井，是否有突出未明确定论。根据国家煤安监监察200654号文件 “井田地质勘查报告认为井田内存在突出危险性煤 层的，按煤与瓦斯突出矿井设计”的要求，该矿井为煤与瓦斯突出矿井， 经鉴定，该矿为突出矿井。 经鉴定矿井有煤尘爆炸危险性。 经测试，K1煤层自然发火倾向性均为二类，即属自然发火煤层，自然发火期 26个月。 本井田恒温带深度因受地形、海拔标高等因素的影响。恒温带温度14.516.5，平
10、均15.6。 3、井下安全监测 龙滩矿井装备有KJ-73N型煤矿综合监控系统，按煤矿安全规程的规定对采掘工作面，回风巷及相关地点的瓦斯 、风速、风压、一氧化碳、温度、局部通风机开停、风门开关、瓦斯抽采 、火灾预警等参数及状态进行地面集中遥测遥控。当这些参量及状态超过规定的警戒或不符合要求时，可实现就地声光报警、断电等，以确保矿井安 全。同时，井下采掘工作面配齐专职瓦斯检查员和巡回瓦斯检查员，配备 有光瓦、多参数便携仪、红外测温仪等，按规定检查瓦斯等有害气体，与 集中监测系统相结合形成多重监测体系。 4、井下人员定位系统 本矿井已经建立了井下人员定位管理系统。井下人员定位管理系统采用与监测监控系
11、统配套的矿井人员跟踪定位及 考勤管理系统，系统主站与4中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 监测监控系统合用，主干传输线路利用监测监 控系统系统的传输线路，在其传输线路上接井下人员定位管理系统监控分 站，实现对井下人员的跟踪定位。 5、 井下供电系统 矿井双回路供电系统于 2008 年 9 月正式形成。分别是从绿水洞 35kV变电所至龙滩矿井 35kV 变电所线路和代市 220kV 变电站至龙滩矿井 35kV变电所线路。目前，矿井井下供电电压为 10KV、1140V、660V、127V 四种电压等级，下井的高压电缆为二回，其中两回由地面 35KV/10KV 变电所引出，经主平硐
12、引至井下+450m 中央(采区)变电所，下井电缆型号为MYJV22-10KV 3150mm2长度为5.34km。 已于2005年7月安装投入使用。瓦斯抽放、通风机等均采用双电源供电，完全符合矿井安全生产要求。 6、井下压风系统 目前矿井供压风系统分为井下和地面两部分，井下所有生产用风点的压风由各区域的移动压风机提供；地面固定压 风机负责向井下各避难硐室和压风自救站供风。 各掘进头采用单螺杆式移动空气压缩机(MLGF-20/8-132G)，排气量为20m3/min、压力为 0.8MPa。主平硐井口外车间内采用单螺杆式移动空气压缩机(MLGF-12.3/8G)，排气量为20m3/min、压力为0.
13、8MPa的压风机2台作为自救系统用风。 7、井下供水系统 井下工作面用水，全部采用+450m 水平“10.4”原透水点涌入+450 挡墙内的水，采用一趟 DN100 主管道去 3116 北及 3114 南综采面，一趟 DN50管道去掘进工作面，一趟DN50去主平硐。利用相对标高差形成静压供给井下防尘消防和设备冷却用水。井下消防洒水管 路的最远、最高点(311 回风上山 1 段上车场位置)采用 ISG100-350B 型防爆管道加压泵(电机功率55kW)1台加压供水。 5中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 8、井下通讯系统 .生产调度通信 目前在工业场地调度室内设置 DDK-6
14、 型数字程控调度交换机一台，最大容量 192 门，主要供井下和地面各生产部门使用，在调度室设两台话务台进行生产调度。工业场地数字程控调度交换 机与电信局交换机之间设四对中继线，利用引至工业场地的通信电缆。 .井下移动通信 为便于井下电机车运输调度，在主平硐设置了无线电漏泄通信系统，系统基地站设于地面运输调度站。基地站与移 动台间采用异频双工通话，移动台间通话采用单工方式。 井下有线电话 井下通信电缆选用矿用阻燃通信电缆，电缆沿巷道壁吊挂敷设。在井底车场、人车场、变电所、上下山绞车房、行 人上山上下驱动室、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室、各采 掘工作面地点均安装了防爆电话，能与矿调度室
15、等部门直接联系。 第二节 建立紧急避险设施必要性 为进一步提高煤矿安全防护能力和应 急救援水平，保障矿工生命安全，减少因煤矿事故造成的人员伤亡，促进煤矿安全生产，借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功的经验和做法，国家把建设煤矿井下避难所（救生舱）应用试点已列入2010年煤矿安全改造项目重点支持方向。 国家煤矿安全监察局办公室发布了煤安监司函办【2009】34号文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，要求神华、中煤、开滦、阳泉、晋城、潞安、铁法、龙煤、淮南、平顶山、兖矿等11个煤矿企业开展避难所（救生舱） 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
16、设置避难所（救生舱） 。 6中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 为促进和规范煤矿井下紧急避险系统的建设完善和管理工作，国家煤矿安全监察局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） ，制定了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） 。煤矿企业必须按照 煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行） （安监总煤装201133号）建设完善紧急避险系统。 第三节 井下紧急避险系统建设基本要求 （一）井下紧急避险系统设置的基本要求 煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井 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、
17、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。 1. 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。 矿井可根据自身的特点自主选择，并以满足矿井灾变条件下矿工应急避险 需要，安全、实用、救生为基本原则。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
18、能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素。优先建设避难硐室。 2.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，突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时，应在距离工作面500米范围内建设临时避难硐室或设置可移动式救 生舱。其他矿井应在距离采7中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 掘工作面 1000米范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。井下避难所的设置要与矿井避灾路线相结合。 3. 各紧急避险设施的 总容量应满足突发紧急情况下所
19、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 难硐室的人员备用系数不低于1.2，临时避难硐室和可移动式救生舱的人员备用系数不低于1.1。 4.避难所应设置在无异常应力、顶板完整、支护完好的地点，前后20m范围内应采用不燃性材料支护，符合安全出口 的相关要求。存放在巷道中的可移动式救生舱，应保证巷道畅通，安全间 距、风速等符合煤矿安全规程及相关标准的规定，并有预防 爆炸冲击破坏的相关措施。 5.避难所应有清晰、醒目的标识。矿井避灾线路图中应明确标注避难所位置和规格、种类，井巷中应有避难所方位 的明显标示，以方便灾变时遇险人员能够迅
20、速到达避难所。 6.避难所应有简明、易懂的使用说明和操作步骤，指导遇险矿工正确使用避难设施，安全避险、 7.建立相应管理制度，确定专人负责避难所的管理和维护，保证其始终处于正常待用状态。 8.将正确、安全使用避难所作为入井人员安全培训和定期应急救援演练的重要内容，提高矿工应急救援能力。 （二）井下避难所的通用技术要求 1.井下避难所应具备安全防护、氧气供给、有害气体处理、温湿度控制、通讯、照明及指示、基本生存保障等功能 ，保证在无任何外部支持的情况下维持避难所内额定避险人员生存 （即避难所额定防护时间） 96h以上。 2.井下避难所应配备矿井灾变期间的 氧气供给装置或设施，在额定防护时间内具备
21、自备氧供氧系统。供氧量不低于 0.5升/分钟人。在整个额定防护时间内，紧急避险设施内部环境中氧气含量应在 18.5%23.0%之8中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 间。采用高压气瓶供气系统的应有减压措施，以保证安全使用。同时，应接入矿井压风管路，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴（如果避难所具备直通地面的大直径钻孔，可不接入）。为使避难所防护失效后避难人员能够逃生，避难所内应配备隔绝式氧气自救器，自救器使用时间不低于45min，配备数量不低于额定人数的 1.2倍。 3.井下避难所应具备有害气体去除设施，对有毒有害气体的处理能力和空气调节控制能力，处理二氧化碳的能力不低于 0
22、.5 升/ 分钟人，处理一氧化碳的能力应能保证在 20 分钟内将一氧化碳浓度由 0.04%降到0.0024%以下，保证在额定防护时间内，二氧化碳浓度不大于 1.0%，甲烷浓度不大于 1.0%，一氧化碳浓度不大于 0.0024%，温度不高于 35 摄氏度，湿度不大于 85%，并保证紧急避险设施内始终处于不低于 100 帕的正压状态，以防有毒有害气体渗入。所使用 的各种化学药剂应做真空包装。 4. 井下避难所应配备独立的内外环境参数检测或监测仪器，在突发紧急情况下人员避险时，能够对避险设施过渡室 （舱）内的氧气、一氧化碳，生存室（舱）内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度和避险设施外的氧气
23、、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。 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。 矿井安全监测监控系统应对紧急避险 设施外和避难硐室内的甲烷、一氧化碳等环境参数进行实时监测。 矿井人员定位系统应能实时监测井下 人员分布和进出紧急避险设施的情况。 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0.10.3兆帕之间，供风量不低于0.3m3/分钟人，连续噪声不大于70 分贝。 9中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 矿井供水施救系统
24、应能在紧急情况下 为避险人员供水，并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。 矿井通信联络系统应延伸至井下紧急 避险设施，紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。 5.井下避难所应设有与矿（井）调度室直通的电话，并有通讯方式失效的情况下的信息交流方法，宜采取特殊措施 ，最大限度保证灾变期间的正常联系。 6.井下避难所应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。配备的自救器应为隔绝式，有效防护时间应不低于45 分钟（如
25、果避难所具备直通地面的大直径钻孔，可以通过钻孔输送空气及流体食品。食品和饮用水，可不配备）。 7.可移动式救生舱应符合相关规定， 并取得煤矿矿用产品安全标志。避难所用电气设备、高压容器、仪器仪表、化学药剂等紧急避险设施，应符合相关产品标准的规定和国家有关管理要求，纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。 8.所有煤与瓦斯突出矿井都应建设井下紧急避险设施。 其他矿井在突发紧急情况时，凡井下 人员在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面的，应建设井下紧急避险设施。 9.煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难 硐室。突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过 500m时，应在距离工作面500m
26、范围内建设临时避难硐室或设置可移动式救生舱。 其他矿井应在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。 10中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 10.紧急避险系统应有整体设计。设计方案应 符合国家有关规定要求，经过企业技术负责人批准后，报属地煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构备案。 新建、改扩建煤矿建设项目安全设施 设计专篇中应包含煤矿井下紧急避险系统的设计，并符合本规定有关要求。 11. 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。矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类，井巷中应有紧急避险设施方
27、位的明显标识，以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施。 （三）可移动式救生舱的基本要求 可移动式救生舱（以下简称救生舱）一般为舱体式结构，配备必要的设备设施和食物，用于煤矿灾害事故遇险人员无法撤离灾区或矿井时的应急避难空间，既可固定设置，也可随采掘工程而移动。选用的救生舱应符合有关标准规定，其适用范围和适用条件应符合所服务区域的特点，数量和总容量应满足所服务区域人员紧急避险的需要。 救生舱除应满足井下避难所的通用技术要求外，还应符合以下基本要求： 1.救生舱应有明确具体的适用范围和适用条件。包括适用的灾情、灾种、灾区及海拔高度、环境条件、井巷空间尺 寸等，并在产品标准、使用说明书、产品的永久
28、性安全使用须知中注明。 2. 救生舱提供的生存空间不应低于每人0.8m3，应设有观察窗和不少于2个单向排气阀，且总有效容积不低于8m3。 3. 救生舱应具有足够的强度和气密性。舱体抗冲击压力不低于 0.3 兆帕。在 +50020 帕压力下，泄压速率应不大于 35020 帕/ 小时；舱内气压应始终保持高于外界气压 100500 帕， 且能根据实际情况进行调节。 同时，应设置过渡舱，不设过渡舱时，应有防止避险 人员进入救生舱时有害气体11中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 侵入的技术措施。过渡舱的净容积应不小于 1.2m3，内设压缩空气幕、压气喷淋装置及单向排气阀。 4.救生舱应
29、有足够的强度和防护能力。适用于在火区及其影响范围内使用的救生舱，应能在环境温度 55条件下安全使用；适用于存在较大煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸危险的环境中使用 的救生舱，应能承受不小于2MPa 的爆炸压力；适用于在水灾环境中使用的救生舱，应明确能够承受的最大水压力。 5.救生舱应具有内部空气循环系统，流量宜在 20L/min以上。 6.救生舱应选用抗高温老化，无腐蚀性、无公害的环保材料。救生舱外体颜色在煤矿井下照明条件下应醒目，宜采用 黄色或红色。同时，应设置明显的安全荧光条码。 7.救生舱的设置地点和安装应有设计 和作业规程，并严格按照产品说明书进行。在安装救生舱的位置前后 20m范围内煤（岩
30、）层稳定，采用不燃性材料支护，通风良好，无积水和杂物堆积，满足安全出口的要求，不得影响矿井正常生产和通风。 8. 接入救生舱的矿井压风管路、供水管路及通讯线路应采取防护措施，具有抗冲击破坏能力，管路与救生舱应采用软联接。 9救生舱安装完成后应进行系统性的功能测 试和试运行，满足要求后方可通过验收。 10拆装、运输和移动救生舱时应有 保护措施，编制操作规程和安全技术措施，保证拆装、运输和移动过程中不损坏救生舱。救生舱移动后应进行一次系统检查和功能测试。 第四节 井下避难所位置及型式的确定 根据通过对 龙滩 煤矿灾害危险分析可知，该矿井为高瓦斯突出矿井、煤层自燃、有煤尘爆炸危险性，矿井可能出现 的
31、灾害为火灾、瓦斯、冒顶12中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 等灾变情况，试点建设以采掘工作面移动式救 生舱为主，人员相对集中或主要的采区建设避难硐室为辅，更加符合避难 逃生的实际需要，在灾变情况下使井下有人工作的地点均有避难所为其服 务，实现矿工在应急避难装置的掩护下避险或等待救援，保障职工生命安 全，因此龙滩煤矿建立井下避难所很有必要。 煤矿井下避难所试点建设基本要求还包括避难所应设置在无异常应力，顶板完整、支护完好的地点，前后20m范围内应采用不燃性材料支护，符合安全出口的相关要求；避难所应设置在地 质构造简单，围岩稳定的进风巷道、尽可能设置在岩层中，必须设置在煤 层中
32、时，应有防瓦斯涌出、煤层自然发火的安全技术措施。 根据国家对井下避难所建设试点项目提出的要求和该矿相关资料，我院设计该矿距离超过 1000m 的掘进工作面和回采工作面，在掘进巷道（回采工作面）距工作面迎头不超过500m的位置设置移动式救生舱。 根据煤矿 2010年生产情况，井下工作人员的分布情况，结合该矿未来的采掘计划，我院初步确定龙滩煤矿井下应设 7 个避难所，其中包括 6 个移动式救生舱和1 个永久避难硐室， 用以组成该矿的紧急避险系统。 1、依据文件要求“煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难硐室。突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时，应在距离工作面500米范围内建设临时避难
33、硐室或设置可移动式救 生舱；其他矿井应在距离采掘工作面 1000 米范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱” ，考虑到该矿实际情况及工作效率，我院在回采工作面和 掘进工作面紧急避险设施设置如下： .2011年全矿布置1个回采工作面， 每个回采工作面最大班工作人数为 32（每小班）人，应设置救生舱 ，根据暂行规定要求“可移动式救生舱的人员备用系数不低于 1.1” ，建议选用 2 个 10 人和 1 个 16 人的移动式分体救生舱。因此需2 个 10人和1 个16人的移动式分体救生舱。 13中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 143114 回采工作面救生舱布置示意图 2011年全
34、矿共布置3个掘进工作面， 每个最大班工作人数为 12 （每小班）人，根据暂行规定要求“可移动式 救生舱的人员备用系数不低于1.1” ， 拟各选用1个16人的移动式分体救生舱。因此需3 个16人的移动式分体救生舱。 3114 北中巷救生舱布置示意 图（其余两个掘进面救生舱布置位置类似） 以上可移动分体式救生舱应放置在在距离采掘工作面 500 米范围内，并随采掘工作移动。 2、依据文件“避难所距工作地点的 距离，以矿工在灾害事故应急避险条件下，佩戴随身携带的自救器能够安全到达为确定原则，不超过1000m” ， 我院在该矿永久避难硐室设置如下： .该矿井 311 采区距离井底车场最远距离超过 200
35、0 米，我院设计在中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 6#石门联络巷以东 50m处的+450m运输石门南侧，与+450m运输石门平行位置，建一个80人永久固定硐室为此采区井下人员服务。因此需 1个固定避难硐室。 永久硐室布置示意图 备注：以上图示中 表示紧急避险设施 永久硐室平面布置示意图 按照矿方提供的井下工作人员共计140人，我院设计由一个80 人永久避难硐室、两台 10 台和四台 16 人可移动式救生舱相结合组成现阶段龙滩煤矿完整的紧急避险设施。本紧急避险系统所 有井下紧急避险设施均由煤炭科学研究总院沈阳研究院选配并负责安装施 工。随着以后矿方采掘工作15中中国国煤煤炭
36、炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 的变化和人员增加，相应避难设施也应增加。 第二章 井下避难所及生命保障系统的组成和主要技术参数 图2-1.1 可移动分体式救生舱平面图 图2-1.2 可移动分体式救生舱分解图 第一节 系统简介 KJYF 系列可移动分体式避难所配置 系统是一个密封式避险避难室，可供灾变时期井下人员避险用，是一种与外界隔 离、提供维持生命的安全环境空间，意在为井下的矿工在逃生成为不可能 的情况下避难，以便让他们脱险或等待救援。该产品能提供避难人员至 少 96小时所需的氧气、水、食物以及所需的急救包、卫生设施、通信设备、 环境气体监测设备等。为了保证避难所内人员的健康生存，它
37、具有氧气供 给装置、一氧化碳和二氧化16中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 碳吸收装置、除湿降温空调系统。 该避难所配置系统属于逃生避难的一种先进的高新技术装备，主要应用于煤矿井下，同时也可用于非煤矿山、核电 站、地铁、地下停车场等场所，具有拆装方便，操作简单等特点。 第二节 认证资质 可移动式救生舱由中国煤炭科工集团沈阳研究院独立研发。 1、KJYF系列煤矿应急救生舱成功地通过了真人入舱测试。多项权威测试表明，该救生舱可以应对各种复杂恶劣的井 下环境，同时也为外部救援争取到宝贵的时间。 2、我国安全标志办公室于 2011 年 1 月下发 KJYF10/96 移动救生舱安标证
38、，KJYF20（16、12）/96移动救生舱以通过安标的现场评审，于近期下发安标证。 第三节 结构特点 KJYF系列可移动分体式避难所配置系统是由过渡舱、生存舱、辅助舱、过滤降温除湿集成装置、供氧装置、环境气体 监测监控与报警系统、不间断电源装置、无线通讯装置等部分组成。采用 分体组合式结构，拆装、运输方便，密封式钢结构外壳给避难人员提供了 安全生存空间。可根据用户不同的需求利用过渡舱、辅助舱和井下避难硐 室组成固定式井下避难所，也可组成移动式救生舱。 1、过渡舱： 配备的密封过渡舱可以容纳 4 人，舱内配 有医用氧气供应系统、压风供给系统、洗气系统、生物技术型卫厕及流量 、压力等控制显示仪表
39、。洗气系统仅一键控制，操作十分简单方便。 17中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 图2-2 过渡舱 2、生存舱： 生存舱内部两侧均配置符合人体工程学原理的座位，座位下方有宽敞的储物空间，内外舱壁之间采用特殊的隔热材 料，使之隔绝舱外产生的高温。舱外安装有过滤降温除湿集成装置，舱壁安装CO、CO2、O2、CH4传感器和数据采集监视器，对舱外环境气体实时监测。 图2-3 生存舱 18中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 3、辅助舱： 辅助舱内配有为生存舱内过滤降温除湿集成装置提供动力驱动的高压液态二氧化碳钢瓶，通过可拆分式钢瓶架固定 ；外部正面板右上角处配有CO、
40、CO2、O2、CH4、温度、压力传感器，对舱外环境气体实时监测，通过电缆将监测数据传输到生存舱数据采集监视器。 图2-4 辅助舱 第四节 供氧系统 一、供氧系统的主要功能及要求 由于煤矿井下发生瓦斯、煤尘、爆炸、突出、火灾、坍塌等灾害性事故时，都会致使避难所周围环境伴有缺氧、有 毒有害气体出现。因此，必须在避难所内部设置具有向避险人员提供氧气 以保证避险人员能够维持正常呼吸的供氧装置。供氧装置必须满足： （1） 避险人员在救生舱（避难所）生存舱内能够呼吸到纯净的氧气，氧气浓度在18.5%23.0%； 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人数时不少于 96小时
41、的生存时间； 19中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响 ，保证能够及时、可靠供氧并不会存在不安全隐患。 二、供氧方案的选择 对于煤矿个体呼吸防护装备，目前有 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都有“使用时间短”的共同特点：正压氧气呼吸器最长的防护时间 为 4 小时；压缩氧自救器、化学氧自救器最长的防护时间为45 分钟。 由于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，因此上述个 体呼吸防护装备只能放在煤矿井下避难所内作为备用或离开避难所逃生时 的供氧设备使用。经研究分析，避难所供氧方案采
42、用压风系统供 氧和压缩氧气供氧两种方式。 三、压风系统供氧装置 由于沈阳研究院移动式救生舱有按相关标准设置的标准配置，故以下所有计算均为永久避难硐室而进行 1、可行性研究 由于人体是依靠呼吸空气进行生存，因此对于呼吸系统而言首选气源为空气。如果以储存在气瓶中的压缩空气作为 气源，按照国家煤矿安全监察局办公室【2011】15 号文件“井 下紧急避险设施应配备矿井灾变期间的空气供给装置或设施，在额定防护时间内提供 避险人员人均供风量不低于J=0.3m3/min”要求，则需要钢瓶空气数量为： 避险人员 N=80人、避险时间 T=96h=5760min计算，所需空气体积为： V=JTN=0.35760
43、80=138240m3=13824104L 若选空气瓶水容积为V1=80升，每支气瓶内可用空气体积为： V2=PV1=10980=8720 L 式中： P气体可用压力差， P=(13-2)MPa=(128-19)大气压=109 大气压 空气瓶数量为： 20中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 Z=V/ V2=15853(支) 如此多的空气瓶在避难硐室或救生舱内没有足够的空间容纳，显然不切合实际。 国家安全监管总局、国家煤矿安监局曾下发文件（安监总煤行2007167号） ， 关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知 。因此本方案首先选择利用煤矿压风系统
44、作为供氧装置。 按人均供风量不低于Q1=0.3m3/min的要求，当避险人员 N=80人时，所需总供风量：Q= Q1N =0.380=24（m3/min） ； 由于压风系统流量一般在 20m3/min 以上，两趟压风管的流量大于所需总供风量。因此以空气作为供氧气源的供氧方式压风系统供氧装置方案可行。此方案便于日常对装置的压力、供风 性能等指标进行检查、对装置的组成部件进行维护及保养。 2、压风系统供氧原理 压风系统供氧装置利用地面压缩空气通过管路（地面压风系统）作为气源，经过阀门后进入过渡舱内设置的水、灰 尘、油的三级过滤，经过预先设置的减压器、浮子流量计、管路进入气体 输出端。为紧急避险设施
45、内避险人员提供更加新鲜、舒适的空气质量。 压风系统供氧原理见图2-5所示。 21中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 22图2-5 压风系统供氧原理图 3、主要技术参数 人均供风量0.3m3/min； 紧急避险设施内氧气浓度18.523.0%； 减压器入口压力0.8MPa、出口压力 00.6 MPa（可调节） 、输出流量不小于20 m3/min； 浮子流量计量程08 m3/min、分度值0.3m3/min。 中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 4、布置方式 在生存硐室内座椅两侧布置 4 套压风系统 供氧装置，装置的入口通过管路与压风系统管路连接。 四、压缩氧气
46、供氧装置 1、可行性研究 在煤矿发生瓦斯爆炸等灾害时，有时地面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地供氧。当氧气浓度小于 18.5%时，该情况称为缺氧。缺氧可致人失去知觉甚至死亡。当氧气浓度大于32%时，被称为肺氧中毒。当氧气浓度大于 95%时，被称为高氧（高浓度氧） 。较长时间的高浓度氧气不仅损坏中枢神经系统和呼吸系统，还可能导致高可燃 环境。因此应对压缩氧气进行调节控制。 据资料介绍，人体在平静坐姿时潮气量为 500ml， 生理无效腔体积为300 ml，呼吸频率为 1218 次/ min，肺每分通气量为 69 L/min。由于
47、呼吸系统生理无效腔的存在，潮气量中的新鲜 空气不能全部与肺泡中血液进行气体交换。因此应将与肺泡血液进行气体 交换的空气量作为确定氧气消耗量的基准。 平静坐姿时对氧气的消耗量为： （潮气量-生理无效腔）呼吸频率氧气浓度=（500-300）ml（1218）次/min21%=（0.5040.756）L/min； 美国矿山和健康管理局（ MSHA）要求紧 急避险设施内氧气消耗量按人均0.62 L/min计算。据资料介绍并根据我国人群身体状况及遇险时人体生理状态，可以确定人体对氧气的消耗量为 Q1=0.5 L/min。则需要氧气钢瓶数量为： 按照避险人数N =80人、避险时间T=96h=5760 min
48、计算，所需氧气体积： 23中中国国煤煤炭炭科科工工集集团团沈沈阳阳研研究究院院 V= Q1NT=0.5805760=230400 L 若采用压缩氧气作为供氧气源,氧气瓶水容积为 V1=80 升，每支气瓶内可用氧气体积为： V2=PV1=10980=8720 L 式中：P气体可用压力差，P= (13-2)MPa=(128-19)大气压=109 大气压 氧气瓶数量为： Z=V/ V2=26.4(支) 根据安监总煤装【2011】15 号文件 要求，永久避难硐室的备用系数不低于1.2，确定气瓶数量为 32个。 这样的压缩氧钢瓶数量在紧急避险设施内完全可以容纳，因此选用以贮存在钢瓶中的压缩氧气作为供氧气
49、源的供氧方式压缩氧气供氧装置方案可行。此方案便于日常对装置的压力、供 氧性能等指标进行检查，对装置的组成部件进行维护及保养。 由于在灾变期间进入救生舱内避险人数随时变化，按人体对氧气的消耗量Q1=0.5 L/min考虑，避险人数N=80时单位时间总供氧量： Q= Q1N=0.580=40（L/min） 为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，选择可调节流量计。 2、工作原理 该装置是利用储存在钢瓶中的医用压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。在入风侧过渡硐 室内放置的钢瓶，出口经高压管路并联后集中至减压器，减压器将来自于 氧气瓶中的医用压缩氧气压力进行减压并输出稳定的压力至可调节浮子流 量计。浮子流量计的氧气输出量根据避险人员数量进行手动调节，在静坐 状态下每人的氧气消耗量大约为 0.5L/
