西沟一矿避难硐室设计.docx

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西沟一矿避难硐室设计

阜康市西沟煤焦有限责任公司煤矿

永久避难硐室

设计说明书

新疆东银能源有限责任公司

二〇一二年十二月

阜康市西沟煤焦有限责任公司煤矿

永久避难硐室

设计说明书

编制：

校核：

审核：

总工程师：

新疆东银能源有限责任公司

二〇一二年十二月

前言

阜康市西沟煤焦公司煤矿是新疆东银能源有限责任公司下属公司的煤矿，位于阜康市以东，距阜康市60km，距乌鲁木齐12km。

井田南北长3.32km，东西宽1.31km，面积约4.31km2。

该矿井于2012年1月通过改扩建工程验收，设计生产能力15万t/a，预备通过生产能力核定达到45万t/a产能。

一、永久避难硐室建设的必要性

永久避难硐室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。

硐室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。

西沟煤焦公司煤矿为高瓦斯矿井，灾害较多。

现井下有两个水平，一个采区。

设计主要开采A3、A5、A7煤层三个煤层，三个煤层均为自燃及易自燃煤层，煤尘具有强爆炸性。

根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知的要求，西沟煤焦公司按照东银公司统一部署，结合矿井具体情况，确定一采区820运输巷建立永久避难硐室。

建设永久避难硐室能实现在井下发生灾害时为无法及时撤离的遇险人员创造生存条件，提高煤矿安全防护和应急救援水平，提高矿井防灾抗灾救灾的能力，因此，建设采区永久避难硐室十分必要。

二、设计的主要依据

1、《煤矿安全规程》（2011版），国家安全生产监督管理总局；

2、《煤炭工业设计规范》（GB50215-2005）；

3、《煤矿井底车场硐室设计规范》（GB50416-2007）；

4、《煤矿安全工程设计》；

5、《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》；

6、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，国家安全监管总局、国家煤矿安监局（安监总煤装[2011]15号文）；

7、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》，国家安全监管总局、国家煤矿安监局（安监总煤装[2011]33号文）；

8、西沟煤焦公司煤矿的现状。

三、设计的指导思想

1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，结合矿区安全生产实际情况，围绕煤矿井下出现矿井火灾、煤尘爆炸、瓦斯突出或爆炸等灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全；

2、实现“三防一隔”，防毒、防火、防水、隔爆；

3、实现井下各避难硐室与井上指挥中心平台双向信号传输；

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、永久避难硐室及各系统设备能力留有余地，能充分满足区域内避难人员数量的需求。

四、永久避难硐室设计要点

1、位置及规模

设计永久避难硐室位于一采区820分层A5煤层西翼运输巷道与回风巷之间，位于轨道上山保护煤柱中。

利用原有的煤门，将之改建成永久避难硐室，硐室规模30人，满足一采区当班所有人员紧急避险需要。

2、硐室结构

西沟煤焦公司煤矿现开采水平为+770水平一采区开采区域埋深200左右矿压不大，硐室整体采取锚喷支护。

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（2个钢瓶硐室、1个机电硐室和1个卫生间）组成。

永久避难硐室过渡室、生存室全长24m，每个钢瓶硐室长5m，硐室前后3.5m加强支护，生存室及辅助硐室采用直墙半圆拱断面。

过渡室采用向外开启两道门结构，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。

防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa。

两过渡室之间为生存室，生存室设置2趟单向排气管和一趟单向排水管与硐室外联系。

同时还通过电缆、管路等与矿井监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通讯联络等系统相互连接。

4、生命保证系统

永久避难硐室生命保证系统主要由供氧系统、过滤降温除湿系统、气幕洗气系统、环境监测监控系统、供电系统、救灾通信系统、个体防护装备及辅助设施组成。

（1）供氧系统

供氧系统由压风供氧装置及压缩氧气供氧装置组成。

（2）过滤降温除湿系统

过滤降温除湿装置是利用储存在钢瓶中的液态CO2作为动力源和制冷介质，通过管路输送至空调中，配备规定数量的CO2和CO吸收剂同时完成过滤、降温、除湿功能。

（3）气幕洗气系统

气幕洗气系统主要功能是将压风管路（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。

正常情况下，气幕洗气系统由压风系统供风。

若压风系统遭到破坏，则由压缩空气钢瓶供风。

（4）环境监测监控系统

环境监测装置由隔爆兼本质安全型多路电源箱、通信电缆及永久避难硐室内外的CH4传感器、CO传感器、CO2传感器、O2传感器、压力传感器，湿度表等组成。

在避难硐室内设置监测监控系统分站，并接入矿井正在使用KJ90NA型安全监测监控系统，对避难硐室内、外的CH4、CO、CO2、O2等环境参数进行实时监测。

（5）供电系统

避难硐室日常供电为AC660V，由真空电磁起动器提供；遇险避难时的应急供电为DC12V，本安电源，由KJFY-1隔爆兼本质安全型多路电源箱提供；应急照明由布置在硐室两侧的荧光棒提供。

（6）救灾通信系统

设计将矿井的调度通讯系统、无线通讯系统、井下广播系统接入永久避难硐室。

设一部直通调度室的调度电话，并安设一部矿用本质安全电话机与井上程控交换机相连，接入矿井原有的电话网。

5、投资概算

永久避难硐室整体工程总投资预计199.265万元。

第一章矿井概况

阜康市西沟煤焦公司煤矿是新疆东银能源有限责任公司下属公司的煤矿，位于阜康市以东，距阜康市60km，距乌鲁木齐12km。

井田南北长3.32km，东西宽1.31km，面积约4.31km2。

该矿井于2012年1月通过改扩建工程验收，设计生产能力15万t/a，预备通过生产能力核定达到45万t/a产能。

矿井为立斜井综合开拓方式，在主立井、副斜井、斜风井分别设置了工业广场，中央分列抽出式通风，为高瓦斯矿井，现生产水平为+770水平，主井采用箕斗提升，副斜井采用串车提升，风井为专用回风斜井，各主要生产系统在技术上先进，安全可靠，经济合理。

采用走向短壁后退式轻型支架放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。

一采区是矿井现有的唯一采区，所有井下工作人员大部分都在此区域工作，距掘进工作面不超过1000米。

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，国家安全监管总局、国家煤矿安监局（安监总煤装[2011]15号文）第11条规定：

“……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”的规定选择建造避难硐室位置合适。

第一节煤层赋存条件

本井田内煤层赋存于侏罗系下统八道湾组地层中，八道湾组（J1b）地层在垂向上含煤性不均一，自下而上含煤快速变薄可划分三个含煤段：

下含煤段（J1b1）、中含煤段（J1b2）和上含煤段（J1b3），现分述如下：

八道湾组下含煤段（J1b1）：

为井田内主要含煤层段，该段控制地层厚度160.63m，含煤层7层,平均纯煤厚度40.74m，含煤系数25.76%，可采煤层厚40.41m，占煤层累计厚度的99.19%。

为主要含煤段。

八道湾组中含煤段（J1b2）：

位于含主要煤层段之上，含煤性比下含煤段（J1b1）明显变差，该段控制地层厚度211.75m，含煤层7层，平均纯煤厚度6.64m，含煤系数3.14%。

可采煤层厚5.86m，占煤层累计厚度的88.25%。

八道湾组上含煤段（J1b3）：

位于八道湾组中段（J1b2）之上，分布于井田中、南部，该段控制地层厚度大于463.09m，含煤层13层，平均纯煤厚10.33m，含煤系数为2.23%。

可采煤层厚9.07m，占煤层累计厚度的87.80%。

采区设计主要开采3层煤，埋深在200m左右。

全区可采，结构简单，一般含夹石2-3层，属稳定～较稳定煤层。

区内煤层倾角较大，一般52～57°左右；

根据新疆煤炭工业管理局（新煤行管发【2009】140）号文及矿瓦斯鉴定报告，2009年度矿井相对瓦斯涌出量40.55m3/t，绝对瓦斯涌出量7.51m3/t，相对二氧化碳涌出量13.23m3/t，绝对二氧化碳涌出量2.45m3/。

矿井为高瓦斯矿井。

根据地质报告提供资料，3层煤层采集煤尘爆炸性试验样，测试成果均具有爆炸性。

第二节矿井开采情况

矿井西翼布置一采区，东翼布置二采区（尚未动工）。

目前矿井布置1个采煤工作面，2个掘进工作面，回采工作面为一采区东翼A5煤层+820分层综采面现已推进80m。

掘进面位于一采区西翼A5煤层+820分层运输巷，一采区东翼A5煤层+807分层运输巷。

第三节矿井通风

该矿井为中央分列式通风，副斜井主进风，主立井辅助进风，斜风井回风，风井安装FBCDZNO-22/2*160号对旋式风机二台，电机YBFe355m-6，2×160kW。

采区位于副斜井西部，回采工作面采用全风压通风，掘进工作面采用局部通风机通风。

第四节矿井自然灾害情况

西沟煤焦公司煤矿是各类自然灾害比较齐全的矿井，突水、煤层自然发火、瓦斯、煤尘、冒顶等灾害都存在发生的可能性，在深部有瓦斯突出的可能性。

1、瓦斯

根据新疆煤炭工业管理局（新煤行管发【2009】140）号文及矿瓦斯鉴定报告，2009年度矿井相对瓦斯涌出量40.55m3/t，绝对瓦斯涌出量7.51m3/t，相对二氧化碳涌出量13.23m3/t，绝对二氧化碳涌出量2.45m3/。

矿井为高瓦斯矿井。

2、煤尘与煤的自燃

煤尘煤样所有煤层火焰长度均大于400毫米，各煤层的煤尘均具有爆炸性。

A5煤层属易自燃的煤，A3煤层部分不易自燃，部分易自燃。

自燃发火期5—6个月。

3、水文地质条件

（1）、井田处于低山丘陵区，地势总体南高北低，地形有利于自然排水。

西沟河由南向北贯穿井田中部，平水期流量0.02米3/日。

区内北部基岩部分出露，中、南部基本为第四系所覆盖。

有所处具体条件综合分析，井田为水文地质条件中等的矿床。

（2）、井田主要含水层为侏罗系八道湾组中段含水岩组，为具微承压性的单斜储水构造单元。

主要接受上覆第四系松散层潜水的补给。

（3）、井田中南部分布有较大面积的烧变岩，且火烧深度较大，其中所含大量的地下水，是矿床突水的重要因素。

4、地温

通过矿井实测，温度、水温正常。

对钻孔进行了简易井温测量，地温随着深度增加而缓慢升高，地温梯度为1.2℃/百米，地温梯度正常。

孔内未发现地热异常现象。

根据新疆地矿局昌吉地质大队1959～1961年白杨河煤矿区的详查报告资料显示，本区为地温正常区。

第二章紧急避难系统建设的必要性

第一节矿井灾害危险分析

一、火灾

矿井火灾是一种危害性很大的灾害性事故，该事故可造成很大的经济损失和人员伤亡。

矿井火灾分为外因火灾和内因火灾，外因火灾是由于外界引火源引起的火灾，内因火灾是煤炭在一定环境条件下自身的物理化学作用引起的火灾。

1、矿井火灾的危害

（1）初期火灾时，会产生大量一氧化碳，严重时，一氧化碳急剧增加，并出现窒息性烟雾，还可形成火风压，造成风流逆转，严重威胁井下人员的生命安全和健康。

（2）在有瓦斯的矿井，当出现自燃发火时，容易引起瓦斯爆炸，从而扩大灾害的影响范围。

（3）煤炭自燃火灾的发生会损失大量煤炭资源，并影响矿井正常的生产接替。

（4）当火势发展迅速时，采区和工作面的大量机电设备材料工具等都来不及撤除、搬运，会被长期封闭在火区内，造成重大经济损失。

（5）扑灭火灾要消耗大量人力、物力、财力，人身安全时刻受到威胁。

2、外因火灾

（1）一般火灾

能够引发火灾的井下易燃物主要有各类油脂、橡胶制品、棉纱、纸制品、木材等，如管理不当引发火灾。

易发生外因火灾的地点主要有皮带机、各类油脂存放地点、机电硐室等。

引起外因火灾的热源主要有电气焊、不合格的爆破作业、油冷变压器、非阻燃型电缆过负荷运行、连接不良、机械摩擦、电气火花、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等。

（2）皮带火灾

①带式输送机托辊的非金属材料零部件，包胶滚筒的胶料的阻燃性和抗静电性不符合规定。

堆煤、防滑、防跑偏、温度、烟雾和自动洒水等保护装置缺少或失效，当出现皮带机打滑时，使输送带与滚筒产生摩擦，托辊不转，皮带与托辊产生摩擦，都可能引起输送带着火。

②液力偶合器使用可燃性传动介质，同时易熔塞和防爆片又不符合要求，在过负荷或充液量不当的情况下，可使充填液喷出，造成人员灼伤和输送带着火。

③皮带巷道四清差，岩石（或其它杂物）堆积，皮带与堆积物磨擦，可能引起输送带着火。

（3）可能导致外因火灾的其他原因

材料场、矸石山、炉灰场的布置不符合《煤矿安全规程》规定。

永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑所使用的建筑材料不符合有关规定。

未建立符合要求的地面消防水池和井下消防管路系统。

井口房和主要通风机房附近20m内防火不严，存在有烟火或用火炉取暖的现象。

井筒与各水平的连接处及井底车场、主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处、井下机电设备硐室、井下炸药库未按规定使用不燃性材料支护。

3、内因火灾

由煤层自燃引发的火灾。

煤层自燃是一个缓慢的过程，其危险性不会突发。

煤炭自燃过程是隐蔽性的，煤层自燃过程中会产生大量一氧化碳和其他有毒、有害气体，可使人中毒。

另外，煤层自燃会造成资源和财产损失，特别是采煤工作面采空区、已封闭采空区遗煤自燃，将给灭火工作造成很大的困难。

更为严重的是火区将成为采空区瓦斯事故的引爆火源。

本矿现开采3个煤层，经鉴定都属自燃煤层，有自然发火倾向。

二、水灾

井田处于低山丘陵区，地势总体南高北低，地形有利于自然排水。

西沟河由南向北贯穿井田中部。

区内北部基岩部分出露，中、南部基本为第四系所覆盖。

有所处具体条件综合分析，井田为水文地质条件中等的矿床。

井田主要含水层为侏罗系八道湾组中段含水岩组，为具微承压性的单斜储水构造单元。

主要接受上覆第四系松散层潜水的补给。

井田中南部分布有较大面积的烧变岩，且火烧深度较大，其中所含大量的地下水，是矿床突水的重要因素。

采煤工作面在推进前必须进行探放水工作，避免上部采空区积水下来造成突水事故。

在掘进工作面施工时必须先探后掘。

三、瓦斯

瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。

甲烷是无色、无味、无臭，可以燃烧和爆炸的气体。

从煤体和围岩涌入矿井空气内的有害气体中，除甲烷（CH4）以外，还有二氧化碳（CO2）、氮气（N2），另外还有不同数量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8），硫化氢（H2S），二氧化硫（SO2），氢气（H2）等。

瓦斯的主要危害有：

（1）瓦斯窒息：

当甲烷浓度达到43％时，相应的氧气浓度降低到12％，使人感到呼吸困难急促；当甲烷浓度达到57％时，氧气浓度降低到9％，人即处于昏迷状态，时间长将导致死亡。

（2）瓦斯爆炸：

甲烷浓度按体积计算在5～16％时，遇火源爆炸，最大爆炸压力可达0.7MPa以上，温度可达1850℃以上，爆炸形成的冲击波以每秒几百至上千米的速度向四周传播，对设备、设施和人员造成毁灭性的破坏。

（3）瓦斯煤尘爆炸：

瓦斯爆炸的冲击波可使沉积的煤尘扬起，引起煤尘爆炸，产生冲击波和大量有毒气体，大大增强爆炸的威力和破坏性，造成人员大量伤亡，生产系统和装备毁灭性地破坏。

西沟煤焦公司煤矿是高瓦斯矿井，曾经发生过多次瓦斯爆炸，现在虽改进了采煤方法和优化了通风系统，但是瓦斯爆炸的危险性没有消失，瓦斯防治是今后工作的重中之重。

四、煤尘

煤尘可以造成两种危害因素：

职业病及煤尘爆炸，这两种危害因素都会危及人身健康和生命安全。

由于煤尘爆炸的特殊性，如果没有煤尘云（空气中煤尘的浓度达到或超过40g/m3），往往不会发生爆炸。

一般是瓦斯爆炸后，产生煤尘云而引起煤尘爆炸。

西沟煤焦公司煤矿所开采的煤层都有煤尘爆炸倾向性，需要做好防治工作。

第二节建立井下紧急避难设施的必要性

为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，提高矿井安全保障能力，促进煤矿安全生产，借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功经验和做法，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。

安监总煤装【2011】33号文，国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知，确保2011年底前，所有煤矿都要完成监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统和通讯联络系统的建设完善工作；2012年6月底前，所有煤岩与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯矿井、开采容易自燃煤层的矿井，都要完成“六大系统”建设完善工作；2013年6月底前，所有煤矿全部完成“六大系统”建设完善工作。

通过对西沟煤焦公司煤矿的灾害危险分析，该矿井下煤层自然发火、瓦斯、煤尘等灾害较为突出，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成功逃生或等待救援，保障遇险职工生命安全，因此建立紧急避险系统很有必要。

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。

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，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置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。

《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》中规定“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。

优先建设避难硐室。

”因此设计西沟煤焦公司煤矿一采区设立一永久避难硐室。

第三章永久避难硐室生命保障系统

永久避难硐室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。

硐室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。

永久避难硐室生命保证系统主要由供氧系统、过滤降温除湿系统、气幕洗气体统、环境监测监控系统、避难硐室供电系统、救灾通信系统、个体防护装备及辅助设施组成。

第一节供氧系统

由于煤矿井下发生瓦斯爆炸、火灾、坍塌等灾害性事故时，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，必须在避难硐室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、避险人员在避难硐室内能够呼吸到纯净的氧气，氧气浓度在18.5%～23.0%；

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人数时不少于96小时的生存时间；

4、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。

一、供氧方式

由于人一生中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，则需要钢瓶空气数量为：

永久避难硐室避险人员N=30人，避险时间T=96h=5760min计算，所需空气体积：

V=J•T•N=0.3×5760×30=51840m3=5184×104L。

若选空气瓶水容积为V1=80L，每支气瓶内可用空气体积为：

V2=△P•V1=109×80=8720L，

式中：

△P—气瓶可用压力差，△P=（13-2）MPa=（128-19）大气压=109大气压

空气瓶数量Z=V/V2=594.5（支）

如此多的空气瓶在永久避难硐室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下发文件（安监总煤行〔2007〕167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》。

矿井具备压风自救系统，同时按照《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提供足量氧气，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/分钟·人，连续噪声不大于70分贝。

因此本方案首先选择矿井压风系统作为供氧装置。

但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的供氧。

设计采用压缩氧气作为永久避难硐室的备用供氧装置。

综上所述，避难硐室供氧采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种供氧方式。

二、压风系统供氧装置

1、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Φ108管路接入矿井压风系统作为气源，经过阀门后进入生存室内设置的水、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。

为硐室内避险人员提供符合正常生存环境要求的空气质量。

其原理如图3-1-1所示。

图3-1-1压风系统供氧原理图

2、主要技术参数

人均供风量≥0.3m3/min；

硐室内氧气浓度18.5～23.0%；

减压器入口压力≥0.5MPa、出口压力0～0.6MPa（可调节）、输出流量不小于20m3/min；

浮子流量计量程0～10m3/min，分度值0.3m3/min。

3、布置方式：

在生存室内座椅两侧布置5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。

三、压缩氧气供氧装置

1、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。

在钢瓶硐室内放置的O2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流量计。

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/min。

由于减压器输出稳定的压力，因此在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着氧气瓶中的压力变化而变化。

医用压缩氧气供氧装置配置及原理见图3-1-2所示。

钢瓶硐室

图3-1-2医用压缩氧气供氧装置原理

2、供氧钢瓶数量确定

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。

按人均供氧量0.5L/min，永久避难硐室避险人数N=30人，避险时间T=96h=5760min计算，所需氧气体积：

V=Q1•N•T=0.5×30×5760=86400L。

设计选用工作压力为15MPa、水容积为80L的氧气瓶作为供氧钢瓶，每支气瓶内可用氧气体积V2=△P•V1=109×80=8720L，

式中：

△P—气体可用压力差，△P=（13-2）MPa=（128-19）大气压=109大气压

故氧气瓶数量为：

Z=V/V2=86400/8720≈10（支），增加20%的富裕系数共需12支。

设计按人均供氧量0.5L/min，避险人数30人计算，单位时间内总供氧量为：

0.5×30=15L/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