中柱煤矿紧急避险系统设计说明.docx

1、中柱煤矿紧急避险系统设计说明国电贵州安家寨中柱煤业有限公司井下紧急避险系统整体设计说 明 书 中煤科工集团重庆设计研究院二0一二年七月国电贵州安家寨中柱煤业有限公司井下紧急避险系统整体设计说 明 书院 长：总 工 程 师：项目负责人： 中煤科工集团重庆设计研究院二0一二年七月附 图1、避难硐室平、断面图。2、供电系统布置示意图。3、避难硐室压风、供水管路系统布置示意图。前 言六枝特区中柱煤矿为一整合矿井，由原来的大煤洞煤矿（3万t/a）与洒米陇煤矿（3万t/a）整合而成，整合后更名为中柱煤矿（15万t/a）。由国电贵州公司收购后更名为国电贵州安家寨中柱煤业有限公司（以下简称中柱煤矿）。中柱煤矿

2、位于贵州省六枝特区郎岱镇，行政隶属六枝特区郎岱镇管辖。矿区范围由4个拐点圈定，矿界东西长约1424m，南北宽约1361m，矿区面积0.7602km2，开采标高为+1607+1300m。生产规模为15万t/a。距六枝特区人民政府23.2，矿区经郎岱至水（城）黄（果树）高等级公路12，交通较方便。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紧急避险统建设管理暂行规定的通知安监总煤装【2011】15号、井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知安监总煤准【2011】33号、关于煤矿井下紧急避险统建设管理有关事项的通知安监总煤装【2012】15号和贵州省煤矿安全监管部门要求，本矿要

3、完成“六大系统”建设完善工作。拟定初期在+1500水平（一水平）井底车场主斜井下车场与+1500东石门之间的岩层中，建设永久避难硐室（兼采区避难硐室）一座，额定人数60人；在采掘工作面距采掘工作面500范围内的位置建设临时避难硐室，额定人数15人。为此，我院受国电贵州安家寨中柱煤业有限公司的委托，编制中柱煤矿永久避难硐室和临时避难硐室的施工图设计及设计说明书。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、合理设置避灾路线、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

4、“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。我院依据矿井开拓布局、生产现状、矿井主要灾害危险源等资料，并对井下紧急避险设施设置位置进行了现场考察，在中柱煤矿的配合下，严格按照相关标准、规范和煤矿安全规程的规定，并采取与安全生产准入、安全质量标准化、应急救援体系有机结合的方式，编制完成了国电贵州安家寨中柱煤业有限公司井下紧急避险系统整体设计说明书及相关设计图纸。1、设计指导思想和原则：（1）先撤离后避险的指导思想；（2）撤离避险、避灾路线上与硐室避险有机结合；（3）井下避灾路线上生存避险和地面避险信息指

5、导避险上下结合；（4）与现有五大系统各自完善、相互独立、互相支撑；（5）建立多级防护体系，保障灾变期间系统安全有效运行；（6）坚持科学合理、因地制宜、简单实用、安全可靠的原则。2、设计编制的依据（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）国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于认真贯彻落实国务院通知精神切实加强煤矿安全生产工作的实施意见（安监总煤监2010152号）；（3）国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于建设完善井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装发2010146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201115号）；（5）关于煤矿

6、井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知（安监总煤装201215号文件）。（6）煤矿安全规程；（7）煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）；（8）煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范（AQ1048-2007）；（9）矿方提供资料；（10）设计委托书。3、设计的主要技术特点与投资设计采用避难硐室+五大系统完善、自救器有机结合的技术路线，具有如下特点：（1）简单实用、安全可靠、易于维护；（2）由点避险扩展到线避险，点线结合覆盖在避灾路线上；（3）地面支撑避险信息指导井下科学、有序、及时、准确避险；（4）避险、救援、指挥集成化装备、一体化工作；（5）灾情连续监测；（6）系统

7、抗事故破坏；（7）避毒、供氧、通讯、供水、人员位置一体化完成；（8）采用模拟主要灾害的技术手段，提高应急避险指导的综合能力，提高井下作业人员使用避险装备的熟练程度和应急自救的心理承受能力。设计矿井永久避难硐1个，额定人数为60人； 临时避难硐室额定人数为16人。总投资概算：52.1万元。其中井巷工程费为14.1万元，设备及工具等费用31.32万元，安装工程费1.38万元，运杂费2.30万元，设计费3.00万元。第一章 矿井概况第一节 矿井基本情况一、交通位置中柱煤矿位于贵州省六枝特区郎岱镇，行政隶属六枝特区郎岱镇管辖。矿区范围由4个拐点圈定，矿界东西长约1424m，南北宽约1361m，矿区面积

8、0.7602km2，开采标高为+1607+1300m。生产规模为15万t/a。距六枝特区人民政府23.2，矿区经郎岱至水（城）黄（果树）高等级公路12，交通较方便。二、地形、地貌及水系矿区属构造剥蚀山地地貌，呈单面山。地势总体西高东低，夜郎组地层分布地段地形较陡，煤系地层分布地段地形较缓，村寨居民主要分布于这一带。海拔最高为1812m，最低为1545m，相对高差约267 m。近北东南西向的冲沟发育，山脊与沟谷呈带状展布，植被发育。矿区内的最低海拔1545m，为矿区最低侵蚀基准面。矿区内除了洒米陇有较集中的民房外，其余均为零星住户，本矿与洒米陇居民已有搬迁协议。矿区属于珠江水系,溪沟均为山区雨源

9、型，流量变化幅度大，雨季暴涨，枯季流量较小，流水主要受大气降水控制。三、地质构造及煤层特征1、地质构造矿区位于普郎煤田归宗井田中部，地层走向北西南东，倾向北东，倾角5661,属倾斜急倾斜构造。矿区内断层较发育，在矿界北部见10斜交逆断层、矿界中南部见F9斜交逆断层，矿界中部还有一断隐伏断层。F9：斜交逆断层，走向北东55,倾向东，倾角80，相对错动方向为北东盘向南西推移，切割地层为玄武岩组至夜郎组一段，地表最大水平位移60米，距16、17-1号煤层16米。F10：斜交逆断层，走向北东20,倾向南西，倾角80，相对错动方向北盘向北推移，切割地层为龙潭组至夜郎组一段，地表最大位移45米。F*：隐伏

10、正断层，仅03号钻孔7号煤层断缺。矿区构造复杂程度属简单类型。2、煤层矿区龙潭组厚约412.70米左右，主要以灰至深灰色中细粒砂岩、粉砂岩为主，夹砂质泥岩、泥岩，炭质泥岩、粘土泥岩、薄层石灰岩及泥灰岩，含煤32层，矿区内可采及局部可采煤层8层，其余均不可采。可采煤层特征详见表11。表11 可采煤层主要特征表煤层号煤层厚度煤层间距煤层平均倾角（度）煤层结构煤层稳定性顶板底板21.75-2.702.2259单一较稳定泥岩、泥灰岩粘土质泥灰岩30.68-9.935.302559单一不稳定粉砂岩炭质泥岩70-2.621.313559单一较稳定泥灰岩粘土质泥灰岩160.59-1.140.8612059单

11、一不稳定粉砂岩粉砂岩17-10.77-1.140.961059单一不稳定粉砂岩泥岩181.86-2.602.231659单一较稳定灰岩、泥岩粘土质泥岩191.06-7.744.401559单一较稳定粉砂岩粘土质泥岩200.64-0.960.80759单一不稳定粉砂岩粉砂岩四、开采技术条件1、煤层顶底板2号煤层：顶板为泥岩、泥灰岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸。3号煤层：顶板为粉砂岩，底板为炭质泥岩，煤层无夹矸。7号煤层：顶板为泥灰岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸。16号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩，煤层无夹矸。171号煤层：顶板为粉砂岩，底板为泥岩，煤层无夹矸。18号煤层：顶板为灰岩、

12、泥岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸。19号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸。20号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩，煤层无夹矸。2、瓦斯根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤行管字200767号）对六盘水市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复：原大煤洞煤矿全矿井绝对瓦斯涌出量为3.07m3/min；相对瓦斯涌出量为41.70m3/t。由于本矿未作过煤与瓦斯突出危险性鉴定，按有煤与瓦斯突出危险性矿井考虑。3、煤尘爆炸性与自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2004年9月提交的洒米陇煤矿2号、3号和7号煤层煤尘爆炸性鉴定报告，本矿2号、3号和7号煤层具有煤尘爆炸性，但其他煤层未作

13、煤尘爆炸性鉴定，按有煤尘爆炸性设计。根据贵州省煤田地质局实验室2004年9月提交的洒米陇煤矿2号、3号和7号煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告，本矿2号、3号煤层为自燃煤层，7号煤层为容易自燃煤层，但其他煤层未作煤炭自燃倾向性鉴定，参照相邻矿区内的资料，其它煤层按自燃煤层设计。4、地温区内未发现地温异常区，地温正常。5、水文地质条件大气降水是矿床充水的主要因素。一般沿基岩裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大；地表水对地下水具有一定的补给作用，岩层渗透性好，含水性较弱。地表水与地下水之间可能发生联系，易引起矿床充水。根据生产实测涌水量情况，预计矿井正常涌水量80m3/h，最大涌水量240m3/h

14、。该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。矿区的水文地质条件中等，煤系地层本身含水弱。煤层开采时有滴水、淋水现象，对矿床开采影响不大，但在今后开采生产中应加强对采空区积水的监测，确保生产安全。6、冲击地压矿区尚未有发生冲击地压的情况。五、矿山救护矿井与六枝特区民安矿山救援服务有限公司救护队签定了“矿山救护协议”，以应对煤矿突发事故。中柱煤矿工业场地内按规定设辅助救护队1个，定员9人，并配备有相应救护设备和仪器、仪表。矿井辅助救护队最低技术装备见表1-2。表1-2辅助矿山救护队最低技术装备表装 备要 求型号单 位数 量备 注4h呼吸器

15、推广使用正压呼吸器台1自救器压缩氧台1企业消防服装按公安消防服装标准执行套a1战斗服带反光标志套a1劳动保护用品按规定执行套1救护车依维克辆1指挥车猎豹辆1程控电话部1移动电话部5自救器QSR-40台10每人1台（备用1台）自动苏生器SZ1.0/20台2干粉灭火器只20风障4m4m块1风障6m6m块2呼吸器校验仪JD9型台2一氧化碳检定器MYJ型台2自救器气密检查仪ZJ2型台1瓦斯检定器10%GWJ-1A台2瓦斯检定器100%GWJ-2台2呼吸器干燥装置ZG1型台1自动苏生器专用校验仪ZS1型台1防爆工具套1锤、斧、镐、锹、钎等两用锹把2氧气充填泵CT250型台1氧气瓶40L个5氧气瓶2L个3

16、0氧气瓶1L个10大绳根1担架副2保温毯棉 织条2绝缘手套双1氧气检定器台1温度计支2采气样工具套1包括球胆4个灾区电话套1引路线m1000铜顶斧把2矿工斧把2刀 锯把2起钉器把2手表块队长每人1块电工工具套1氢氧化钙t0.5第二节 矿井开拓开采现状一、井田境界、储量、生产能力及服务年限井田境界由4个坐标拐点的连线圈定。井田东西长1.424km，南北宽约1.361km，井田面积0.7602km2，保有资源储量704.34万吨，可采储量503.76万吨。矿井核定生产能力为150kt/a，服务年限为24a。二、矿井开采现状1、开拓方式矿井采用斜井开拓，中央并列抽出式机械通风。主斜井井口标高+159

17、5m。矿井现开采水平为+1500m水平。采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，采煤工艺为炮采。矿井划分为三个水平，水平标高+1500m、+1400m、+1300m，水平垂高100m。2、采区划分及开采顺序矿井划分为三个采区，每个水平一个采区。3、井筒、井底车场及硐室矿井生产时共有主斜井、后期进风平硐（初期作安全出口）、西翼进风斜井、+1629m回风平硐4个井筒。主斜井担负矿井煤炭、材料、设备、进风、运人，铺设管线等任务。西翼进风斜井初期主要担负矿井进风任务，后期主要担负矿井回风任务。回风平硐主要担负矿井回风任务。4、采区布置本矿井可采及局部可采煤层共8层，由于7号煤层下距16号煤层平均间距120m，采

18、取联合布置开采，即大联合布置。先开采2号煤层。三、矿井通风系统1、通风方式该矿采用中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法。掘进工作面采用局部通风机压入式通风，采煤工作面采用全风压“U”型通风。2、风井数目、服务范围及服务年限进风井个：主斜井、西翼进风斜井。回风井1个：+1629m回风平硐3、掘进通风及硐室通风（1）掘进通风掘进工作面采用JBT-52型局部通风机压入式通风，各掘进工作面均设有专用回风巷，将乏风直接导入回风巷，实现独立通风。（2）硐室通风井下泵房采用独立供风。4、矿井风量、负压及通风机型号矿井初期总需风量32.5m3/s。其中1个回采工作面各配风13.0m3/s；2个掘进工作面共配

19、风10.0m3/s，泵房配风1.0m3/s。+1629m回风平硐使用FBCDZ54-6-No15型(980rpm)高效节能防爆对旋轴流通风机2台，1台使用，1台备用；其配套YBFe250M-6、452k W、380/660V型矿用防爆电动机两台。四、矿井供电、供水情况1、矿井供电矿井采用双回路供电，郎岱35kV变电所作为本矿的供电电源，由郎岱35kV变电所的两段10kV母线分别引10kV供电线路至本矿。2、供水情况该矿井工业场地主斜井井口西北面水平直线距离约210m处泉水，作该矿井生活、消防用水供水水源。井下生产用水与消防用水为同一管道供水。井下生产用水，利用经井下水处理站（地面标高约为157

20、7.00m）处理后的井下水，由井下水处理站内的生产用水提升泵KQDL50-108型 （Q=3.9L/s、H=84.8m、N=11kw）二台，一用一备，经长约950m，DN80焊接钢管一条提升至距工业场地主斜井西北面150m处100m3井下生产用水水池（池底标高约为1635.00m），以静压方式向井下供水。井下消防用水：由工业场地生活、消防供水环网接管（DN80）供给，水量、水压由400m3 生活、消防调节水池（池底标高+1660.00m）保证。第三节 “六大系统”的建设情况 矿井安全避险“五大系统”已基本建成，但需要完善，提高矿井抗灾的能力；紧急避险系统未建成。一、监测监控系统矿井采用KJ90

21、NA安全监测系统，井下分站4个。地面中心站由主机、备机、接口及避雷器组成，当主机出现故障时备机自动运行。供电电源由UPS供电。二、通信联络系统矿井地面行政电话接入到当地电信局。矿井生产调度电话已设一台DDK1型（30门）矿用程控调度交换机。井下话机选用与DDK1调度总机相配套的HAK1型本安自动按键话机作为井下各采掘工作面、主要运输机的头尾、装载点、运输顺槽、机电硐室的固定通信。三、压风自救系统现矿井在地面工业场地拟采用GA55（A）/7.5型（配带电机及电控）三台风冷式螺杆空压机。每台压风机排气量为9.9m3/min，配用电机功率为55kW，380V，压风主管选用1084无缝钢管。四、供水施

22、救系统本矿井井下消防防尘洒水系统为静压供水系统。经管网静压供井下防尘、消防洒水等用水和地面储煤场洒水。五、人员定位系统矿井拟采用KJ251A人员定位管理系统。第二章 井下紧急避险系统建设分析第一节 矿井主要灾害危险分析及影响根据类比工程有关统计资料及煤炭生产企业自身的特点，中柱煤矿主要危险、有害因素是：矿井（井下）火灾、瓦斯危害、煤尘危害、冒顶，水灾等其它危险、有害因素等。一、矿井水害矿井的充水水源为主要为大气降水，次为老窑积水，大气降水、老窑积水通过裂隙进入矿井。因此，矿井开采的水患类型主要是井田浅部的老窑老空积水、其次是采空区引起的冒裂带形成导水裂隙带的裂隙水水患。二、矿井火灾根据贵州省煤

23、田地质局实验室2004年9月提交的洒米陇煤矿2号、3号和7号煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告，本矿2号、3号煤层为自燃煤层，7号煤层为容易自燃煤层，但其他煤层未作煤炭自燃倾向性鉴定，参照相邻矿区内的资料，其它煤层按容易自燃煤层设计。矿井采用以灌浆防灭火系统为主，喷洒阻化剂防灭火系统为辅的综合防灭火方法。三、瓦斯危害根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤行管字200767号）对六盘水市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复：原大煤洞煤矿全矿井绝对瓦斯涌出量为3.07m3/min；相对瓦斯涌出量为41.70m3/t。由于本矿未作过煤与瓦斯突出危险性鉴定，设计按有煤与瓦斯突出危险性矿井考虑。矿井存在发生瓦斯燃

24、烧、积聚和爆炸的危险性。井下一旦发生瓦斯爆炸，产生的高温、高压和大量有毒有害气体形成破坏力很强的冲击波，不仅造成严重的人员伤亡，而且会严重摧毁矿井巷道和井下设备，甚至可能引起煤尘爆炸、井下火灾、顶板冒落等灾害，导致矿毁人亡。瓦斯爆炸产生的冲击波、高温和有毒有害气体均能造成严重的人员伤亡。四、煤尘危害矿井煤层煤尘有爆炸危险性，一旦发生煤尘爆炸事故，会造成与瓦斯爆炸相同的危害后果。五、冒顶灾害矿井2号煤层顶板为泥岩、泥灰岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸；3号煤层顶板为粉砂岩，底板为炭质泥岩，煤层无夹矸；7号煤层：顶板为泥灰岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸；16号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩

25、，煤层无夹矸；171号煤层：顶板为粉砂岩，底板为泥岩，煤层无夹矸；18号煤层：顶板为灰岩、泥岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸；19号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粘土质泥灰岩，煤层无夹矸；20号煤层：顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩，煤层无夹矸。顶板事故发生的可能性主要取决于围岩性质和采取的顶底板控制措施的有效性。（1）采空区大范围垮落、陷落。工作面采空区大范围垮落的直接后果是产生强大的冲击波，引起岩体塌陷和将采空区大量的有毒有害气体排放到作业场所。由此产生的危害包括：工作面工作人员及采空区附近作业场所人员伤亡；破坏采场设备、设施，引起水、火、瓦斯、煤尘等其它重大事故的发生；造成垮落带上部的岩体塌陷，

26、产生进一步的灾害等。（2）工作面顶板大范围垮落、陷落和冒顶。其后果是破坏采场和周围的巷道，造成工作面内人员的伤亡；破坏工作面内的设备和设施，造成生产设备的损坏及生产秩序的紊乱；其它危害破坏矿井的供电系统、通风系统可能造成的重大事故。（3）巷道或采掘工作面的片帮、冒顶。可能造成巷道内或采掘工作面人员的伤亡；破坏巷道内或采掘工作面的设备、设施；破坏人员的安全通道；破坏通风系统，可能引起其它重大事故的发生；破坏正常的生产系统，引起其它重大事故的发生；破坏巷道等。六、主要灾害的影响对主要灾害存在的场所的分析，见表2-1所示。综合主要灾害的后果分析：对人员造成伤亡是灾害发生后所产生的冲击、高温、有毒有害

27、气体中毒、窒息等。第二节 建设井下紧急避险系统的必要性根据上述矿井主要灾害危险分析及影响，为确保中柱煤矿安全生产持续、稳定、健康发展，加快井下紧急避险系统建设完善步伐，将防灾、减灾有机结合，最大限度保障井下作业人员生命安全和减少事故损失是十分必要和非常迫切的。表2-1 类比工程主要危险、有害因素存在场所 序号危险、有害因素存在场所备注1冒顶灾害采掘工作面、井下巷道以采掘工作面为主2瓦斯危害采掘工作面、回风巷道、硐室以采掘工作面、工作面上隅角为主3矿井水灾采掘工作面、断层、钻孔附近、井底车场、巷道、地面工业广场全矿井4矿井（井下）火灾采掘工作面、采空区、巷道、硐室等全矿井5煤尘危害井下所有产尘点

28、（采掘工作面、装运点）以采掘工作面为主6其它危险、有害因素等（1）其它有毒、有害气体盲巷盲井、采空区、通风不良的巷道、回风巷、硐室（2）中毒窒息盲巷盲井、采空区、回风巷、工作面、硐室以通风不良巷道为主第三章 矿井紧急避险系统设计 中柱煤矿井下监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络系统已基本完善，本次设计的重点是井下紧急避险系统。第一节 技术方案选择针对矿井危害有害因素的影响范围和程度，为确实提高矿井在突发紧急情况下遇险矿工安全避险的能力和水平，根据紧急避险方式的组合原则，中柱煤矿井下紧急避险系统建设可有如下几种结合方式可供选择：（1）避难硐室+钻孔+五大系统改造；（2）避难硐室+救生舱+五大系统改造；（3）避难硐室+五大系统改造；由于中柱煤矿地面地形复杂，从井上下对照图可以看出，拟建成的避难硐室对应地面上为山坡，修路困难，不具备钻孔施工条件。电路、水路、风路等均无直达该处，若采用钻孔式布置，则需单独设水、电、风等线路，一是投资过大；二是多占用线路煤柱，显然不可取，故钻孔方式可进行排除。硐室+硬（软）体救生舱技术上可实现，可重复利用性好，考虑救生舱本身造价高，救生舱容量受限，每个救生舱仅能满足1012人，且布置灵活性差，舱内供给时间受限，供给及信息传输“五大系统”易