井下避难硐室设计.docx

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井下避难硐室设计

井下避难硐室设计

二〇一三年五月

井下避难硐室设计

1矿井概况

湘潭电化集团科技股份有限公司矿业分公司下辖先锋和红旗两对矿井，两对矿井主要延续了以前湘潭锰矿的生产、通风、排水、运输等系统。

现主要生产范围：

先锋集中在-170m以上，红旗-260m以上;其中先锋-50m以上为残采，正采集中在-50m中段至-170m中段;红旗-230m以上主要是残采，正采主要集中在中-260m中段，-290m及以下主要是探矿掘进。

矿业分公司主要生产集中在正采方面，生产相对集中，残采主要是收采以前留下的残矿及矿柱，生产相较分散。

2设计内容

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。

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。

根据矿业公司生产布局情况，先锋井在-140东车场设置避难硐室，红旗井在-290水平西车场设置避难硐室，按永久避难硐室的标准进行设计。

3设计依据

（1）《金属及非金属矿山安全规程》，GB16423-2006；

（2）国家安全监管总局《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》（AQ2033—2011）；

（3）国家安全监管总局《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》；

（3）矿业分公司采掘工程平面图。

4避难硐室设计

4.1避难硐室位置选择

根据《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》，紧急避险设施应设置在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方，高于巷道底板0.5m以上，前后20m范围内应采用非可燃性材料支护。

紧急避险设施的设置应遵守以下要求：

──水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山，应至少在最低生产中段设置紧急避险设施；

──生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山，应在最低生产中段设置紧急避险设施；

──距中段安全出口实际距离超过2000m的生产中段，应设置紧急避险设施；

──应优先选择避灾硐室。

考虑到矿业分公司及今后一段时间的采掘布局，先锋井在-140东车场设置避难硐室，红旗井在-290水平西车场设置避难硐室，按永久避难硐室的标准进行设计。

4.2避难硐室设计基本参数

◆服务区域：

先锋井-140水平，红旗井-290水平

◆额定人数：

30人

◆额定防护时间：

96h

◆生存室净长度：

10m

◆避难硐室净高：

2.8m

◆避难硐室净宽：

3.0m

◆避难硐室形式：

拱形

◆过渡室净长度：

2m

◆防爆密闭门尺寸：

1600×800

◆供氧方式

（1）：

压缩空气供氧，采用压缩空气供氧，供风量0.3m3/人.min

◆供氧方式

（2）：

高压氧气瓶供氧，供氧量0.5升/人.min

◆避难硐室地面：

高出大巷顶板300mm

图1先锋井-140水平30人避难硐室相对位置

图2红旗井-290水平30人避难硐室相对位置

4.3功能设计及配置

避难硐室由过渡室和生存室构成，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96小时。

4.3.1密闭门

避难硐室设计了两端入口，避难时可以从两端进入。

过渡室需设置向外开启的两道门：

（1）外侧第一道门为防爆密闭门（带观察窗）。

设计净尺寸1600mm×800mm，16Mn钢材料，要求抗冲击压力不低于0.3兆帕，门墙周边掏槽，深度0.5米，墙体厚度0.8m，用强度C30的混凝土浇筑，并与岩体接实，保证足够的气密性。

（2）第二道门为能阻挡有毒有害气体的防毒密闭门（带观察窗）。

门墙周边掏槽，深度0.2米，墙体厚度0.5m，用强度C30的混凝土浇筑，并与岩体接实，保证足够的气密性。

两道门之间为过渡室，密闭门之内为避险生存室。

4.3.2氧气供给保障

避难硐室采用两种氧气供给方式：

（1）压缩空气供氧。

按供风量不低于0.3米3/分钟·人配备压缩空气，每个避难硐室需压缩空气9米3/分钟；本设计未考虑设计空压机，由矿方结合压风自救系统配置，将压风管路设置到避难硐室，接入的矿井压风管路应设减压、消音、三级过滤装置和控制阀，过滤装置具备油水分离功能，压风出口压力在0.1~0.3兆帕之间，经减压、过滤后的压缩空气用总管设置在生存舱内，并用短支管消音后均匀送入生存室空间，连续噪声不大于70分贝。

生存室室内的正压值设计为200~500Pa，生存室内设置1趟单向排气管，过渡室设置1趟单向排气管，生存室排气管采用DN250的镀锌钢管，过渡室排气管采用DN150的镀锌钢管，管道上装手动蝶阀，管道出口装单向阀，单向阀在生存室内压力大于500Pa时自动开启，排除生存室和过渡室多余的空气，当生存室内压力低于200Pa时能自动关闭。

（2）高压氧气瓶供氧。

在管路压缩空气遭到破坏，不能实现压缩空气供氧时，须采取高压氧气瓶供氧方式供氧；供氧量标准为0.5升/分钟·人，采用规格型号WZA267-68-15高压氧气瓶，充气压力15Mpa，每个避难硐室需高压氧气瓶11支；每个氧气瓶需先减压再汇流集中供氧，集中供氧管路上需装置浮子流量计，用于调节生存室内的氧气浓度在18.5%～23.0%之间。

采用压缩氧气瓶供氧的同时，需对生存室内的有害气体进行处理，因此，需同时启动空气过滤系统，集中供氧管路直接接入生存室内的空气过滤系统，然后将氧气送入生存室。

4.3.3空气过滤系统

采用高压氧气瓶供氧时，生存室内人员产生的CO、CO2等有害气体必须去除，因此需设置空气过滤系统。

空气过滤系统由风机、CO去除剂、CO2去除剂、送风管及风口组成，保证生存室内CO2浓度不大于1.0%，CO浓度不大于0.0024%，并且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。

避难硐室需CO2去除剂分别为800Kg，需CO去除剂分别为40Kg。

生存室内空间的CO、CO2由循环风机吸入，经过滤后去除空气中的CO、CO2，送入生存室空间。

4.3.4空气喷淋系统

为阻止开门过程中避难硐室外的有害气体进入硐室以及吹淋进入硐室的人体表面携带的有害气体，在过渡室设空气喷淋系统。

空气喷淋系统设置两道，即第一道防爆隔离门后和第二道密闭门前。

喷淋空气的来源于管道压缩空气或高压空气瓶，若管道压缩空气正常，空气喷淋系统使用管道压缩空气；若管道压缩空气系统被破坏，空气喷淋系统使用高压空气瓶的空气。

高压空气瓶设置在两端过渡室内，一方面与压缩空气管道并联为空气喷淋系统提供空气；另一方面，高压空气瓶作为在使用高压氧气瓶供氧过程中补充生存室内的空气和换气，维持生存室内不低于200Pa的正压要求。

4.3.5空气调节系统

考虑人员集中避难时会出现湿度较大，使生存室内体感温度升高，设计采取除湿剂除湿方式降低体感温度。

经计算，每个避难硐室需硅胶干燥剂900Kg，需要时分批将硅胶干燥剂均与撒在生存室地面上即可。

4.3.6监测监控系统

（1）硐室内外分别设置环境参数检测或监测仪器，能够对避险设施过渡室内的氧气、一氧化碳，生存室内的氧气、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度和避险设施外的氧气、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。

本设计过渡室、生存室均采用传感器实时监测，同时配备2台手持式多参数气体检测仪和温湿度表。

配备监控分站，要求传感器具备报警和数据上传地面功能，报警阀值为：

氧气<18.5%或>23.0%；一氧化碳高于0.0024%；二氧化碳高于1%。

（2）生存室内配备监控摄像头，并将视频传输到地面；

（3）避难硐室配备人员定位基站1台，并能传输到地面。

（4）硐室入口处和内部应分别安设直通矿调度室的固定电话。

（5）避难硐室空气净化系统风机、监控及照明等设备需配备80kWh的备用电源。

4.3.7生存保障系统

生存保障系统配备了如下设施设备：

自救器（保护时间不低于45min，数量按1.2台/人配置）、矿灯、苏生器、急救箱、工具箱、便携式马桶、伤病员床、食品、饮用水、LCD照明灯（3W）、座椅、灭火器等，具体数量参见设备表。

4.3.8环境要求

（1）避难硐室壁面刷成白色；

（2）所有仪器、设备、开关、需动作的阀件等需贴标示牌；（3）避难硐室内外醒目位置需悬挂操作指南和进入避难硐室须知；（4）避难硐室两侧入口应有荧光反射标识，井下避灾线路上需设置标识，标明避难硐室的位置和距离。

5避难硐室的日常维护与管理

（1）应建立避难硐室管理制度，确定专门机构和人员对避难硐室进行维护和管理，保证其始终处于正常待用状态。

（2）避难硐室内应悬挂或张贴简明、易懂的使用说明，指导避险矿工正确使用。

（3）应定期对避难硐室及配套设备进行维护和检查，并按产品说明书要求定期更换部件或设备。

（4）应保证储存的食品、水、药品等始终处于保质期内，外包装应明确标示保质日期和下次更换时间。

（5）每天应对避难硐室进行1次巡检，设置巡检牌板，做好巡检记录。

煤矿负责人应对避难硐室的日常巡检情况进行检查。

（6）每月对配备的高压气瓶进行1次余量检查及系统调试，气瓶内压力低于额定压力的95%时，应及时更换。

每3年对高压气瓶进行1次强制性检测，每年对压力表进行1次强制性检验。

（7）每10天应对设备电源进行1次检查和测试。

（8）每年对避难硐室进行1次系统性的功能测试，包括气密性、电源、供氧、有害气体处理等。

（9）经检查发现避难硐室不能正常使用时，应及时维护处理。

采掘区域的避难硐室不能正常使用时，应停止采掘作业。

（10）矿井灾害预防与处理计划、重大事故应急预案、采区设计及作业规程中应包含避难硐室的相关内容。

（11）应建立避难硐室的技术档案，准确记录避难硐室设计、安装、使用、维护、配件配品更换等相关信息。

6避难硐室使用说明

6.1进入避难硐室须知

（1）避难硐室是一种应急设施，当矿井发生灾害后，第一时间是直接升井逃生，若逃生线路不能正常逃生或在自救器有效时间内不能到达安全地点，则就近进入避难硐室等待救援。

（2）避难硐室是能提供生命保障的密闭空间，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，保障生存96小时。

（3）一旦进入避难硐室后，要放平心态，不要激动，相互关爱，等待救援。

（4）进入避难硐室的人员需熟悉操作指南，严格按操作指南进行操作和调节，并保持与外界联络。

6.2操作指南

（1）避险人员到达避难硐室后，按照避难硐室防爆门上的标示方向，打开避难硐室防爆门，进入过渡室。

第一个进入过渡室的避险人员应打开井下压缩空气管上的进气阀，检查管道压缩空气是否供应正常。

在井下压缩空气正常的情况下，过渡室的进门空气幕喷淋系统会自动开启喷淋空气。

如果发现井下管道压缩空气供气不正常时，应立即关闭井下压缩空管道上的进气阀，并立即开启过渡室内的瓶装压缩空气，并打开瓶装压缩空气管道上的供气阀门。

开启位于生存室内的电源及监测监控、人员定位系统。

（2）组织尽可能多的避险人员进入过渡室，关紧防爆密闭门，打开过渡室内空气洗涤装置管道上的阀门，对过渡室空气进行洗涤，并检查单向排气管上的手动排气阀是否打开并能正常排气。

用手持式多气体检测传感器检查过渡室内的气体浓度，直到各种有害气体浓度都满足安全要求。

（3）打开生存室的密闭门，让过渡室内的避险人员进入生存室，将手持式多气体检测传感器放回过渡室，并关紧防毒密闭门，等待下一批避险人员进入过渡室。

（4）进入生存室后，如果管道压缩空气供应正常，应立即打开生存室内管道压缩空气管上的阀门，为生存室内补充空气，并检查单向排气管能否正常排气。

如果管道压缩空气供应不正常，则应立即开启生存室内空气过滤净化系统。

（5）空气过滤净化系统包括CO去除、CO2去除、氧气供给。

在开启空气过滤净化系统循环风机之前，按照相关标识，找到CO去除剂存放区、CO2去除剂存放区，取规定数量的CO去除剂和CO2去除剂放入空气过滤净化装置的相应搁架内（CO去除剂存放搁架在上，CO2去除剂存放搁架在下）。

注意，CO去除剂和CO2去除剂都是密封包装的，在放入搁架之前，请去除密封包装袋。

打开循环风机，开启空气过滤净化。

打开压缩氧气瓶及相应管道上的阀门，为室内补充氧气，并根据室内人员的多少，及时调整氧气供应流量。

（6）随时检测生存室内气体浓度，直到室内各种气体浓度都达到要求时（氧气浓度在18.5%~23.0%之间，一氧化碳浓度低于0.0024%；甲烷浓度低于1%；二氧化碳浓度低于1%），方可取下自救器，留备后用。

特备注意，进入避难硐室之后，在生存室内空气条件达到要求之前，为了您的安全，请一定不要取下自救器。

（7）为了避免室外有毒有害气体进入室内，应保持室内200~500Pa的正压，当室内正压低于这个要求时，可打开压缩空气管道上的阀门，给室内补充压力，当室内压力高于500Pa时，应立即关闭该阀门，减少压缩空气的消耗。

（8）待生存室内气体浓度达到规定的安全要求时，组织避险人员在室内相应的位置上坐好，休息等待。

请保持良好的心态，避免紧张，并尽可能减少运动，减少体能的消耗。

对于受伤或者遇到其他紧急情况的的避险人员，生存室内准备了苏生器和急救箱，请按标示标牌找到相应设施，并予以施救。

室内为伤病员准备了伤病员床，供伤病员休息。

（9）在避险过程中，请随时检测或观察室内气体浓度，当室内气体条件超出范围时，相应传感器会自动报警，请不要慌张，沉着应对。

及时更换CO2去除剂、调整氧气流量、补充室内压力，当气体条件满足要求时，报警会自动消失。

当室内CO浓度达标后，可将CO去除剂连同搁架一起取下，并调小风机，以节省电力消耗。

待CO浓度超标后，再将CO去除剂连同搁架一起放上，调大风机。

更换后的CO2去除剂仍具有一定的CO2去除能力，可将其倒在室内一些角落或座椅下，继续吸收室内的CO2，同时具有一定的吸湿能力。

（10）室内为避险人员准备了必要的食品和饮用水，请按照要求，按时、按量发放给每一个避险人员，以维持正常生存的需要。

在过渡室内，安装了井下给水管路，在没被破坏的情况下，可通过该管道补充饮水或营养液。

（11）避难硐室内安装了与地面相连的固定电话和监控摄像头，请随时保持与地面的通信联络。

室内还装有监测室内外环境参数的各种传感器，请留意观察室内外环境参数的变化，并及时报告地面。

室内准备了灭火器、工具箱、自救器、矿灯等相关设备，请在需要时根据标示牌取用。

（12）当感到生存室内湿度大而闷热时，可将存放在生存室内的干燥剂均匀地洒在地面上进行吸湿，CO2去除剂也具有一定的吸湿能力。

当室内集水坑内的积水满溢时，打开集水坑内的排水阀，排出室内积水，积水排完后，关闭排水阀，避免室外有毒气体通过排水管进入室内。