避險系統(tǒng)相關(guān)問題(楊大明)

1、煤礦井下緊急避險系統(tǒng)建設相關(guān)問題安標國家中心安標國家中心楊大明楊大明 博士博士/研究員研究員Tel： 84264266-803Web: Email: Add. 北京市和平里青年溝路5號，1000132013.04.25 遼寧 阜新主要內(nèi)容1 緊急避險系統(tǒng)建設背景2 國家現(xiàn)有規(guī)定3 緊急避險系統(tǒng)建設的重點問題4 值得關(guān)注的重要問題主要內(nèi)容1 緊急避險系統(tǒng)建設背景2 國家現(xiàn)有規(guī)定3 緊急避險系統(tǒng)建設的重點問題4 值得關(guān)注的重要問題l 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)1980初期 原煤炭工業(yè)部先后從美國、德國、英 國、波蘭等引進一批監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)1980中期 經(jīng)引進、消

2、化、吸收，KJ1、KJ2等 先后通過技術(shù)鑒定1990 KJ95、KJ90等系統(tǒng)達到國際先進水平2006 煤礦安全規(guī)程等規(guī)定：所有礦井 必須建設完善安全監(jiān)控系統(tǒng)l 人員定位系統(tǒng)1990末 開始研發(fā)，以RFID射頻技術(shù)為代表2004 部分地區(qū)要求煤礦必須配備人員管理系 統(tǒng)2007 AQ6210、AQ1048等標準的發(fā)布實施 Zigbee、WiFi、泄露通訊等無線通信技 術(shù)在人員定位系統(tǒng)得到應用，雙向通 訊，較精確的定位 l 壓風自救、供水施救系統(tǒng)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)的重要組成部分煤礦安全規(guī)程有具體規(guī)定國家安全監(jiān)管總局 國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于所有煤礦必須立即安裝和完善井下通訊、壓風、防塵供水系統(tǒng)的緊急

3、通知 （安監(jiān)總煤行2007167號） l 通信聯(lián)絡系統(tǒng)1970 有線模擬通信技術(shù)1990末 以有線數(shù)字程控調(diào)度技術(shù)、局部無線通信技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等為基礎(chǔ)的無線通訊系統(tǒng)逐步在煤礦井下使用21后，基于高速寬帶綜合骨干網(wǎng)絡傳輸平臺，有線調(diào)度通訊與無線接入有機融合，井下全覆蓋、功能齊備的通信聯(lián)絡系統(tǒng)得到發(fā)展和應用 煤礦安全規(guī)程有具體要求安監(jiān)總煤行2007167號文件明確要求 l 緊急避險系統(tǒng)1980 煤礦安全規(guī)程1995 防治煤與瓦斯突出細則2008 防治煤與瓦斯突出規(guī)定 南非煤礦考察2009 基本要求 30億國債支持，11家試點單位2010 駱駝山“31”、王家?guī)X“328”、河南伊川縣 國民“33

4、1”重大瓦斯事故 山西潞安現(xiàn)場會 （201005） 國務院23號文件（201007）王省身主編，礦井災害防治理論與技術(shù)中國礦業(yè)學院出版社，1986，P205l 國外建設背景求加拿大 1928年Hollinger礦火災（39人死亡）后出現(xiàn)避險設施，利用壓縮空氣通過面罩提供O2南 非 1986年Kinross金礦礦難( 177人死亡)后，井工礦山開始建設井下避險設施美 國 2006.1. 2西弗薩戈煤礦礦難(12死1重傷) 2006.5.20達比公司1號礦礦難( 5死1傷)后 開始重視和推廣井下緊急避險設施， 2006礦工法強制煤礦建設緊急避險系統(tǒng)2005，坎博爾達Leviathan金礦，因遙控裝

5、運機火災，9人被困，躲避至避險設施中，成功獲救2006，一千米深井礦難，2名礦工被困13d后獲救原因是在避險設施中找到了維持生命的必需品2007.10，巴瑞克Kanowna Belle金礦發(fā)生車輛火災，54人被困，躲入避險設施后全部成功獲救2009.06，必和必拓公司在澳西部的帕賽佛倫斯鎳礦發(fā)生冒頂，1人被困，躲入救生艙16h后獲救 l 國內(nèi)外成功范例 澳大利亞澳大利亞1990.10.06，北馬尼托巴湖Rutta礦，井下皮帶走廊著火，火區(qū)有38名工人。 由于井下設置了避難硐室，救護隊在4.5h內(nèi)把遇險人員全部救出1990，Ontario銅礦，機車著火，當班工人及時進入井下避難硐室，后被救護隊員

6、安全救出2006.01.29，薩斯喀徹溫省一座鹽礦發(fā)生火災，72名礦工被困，礦工成功躲進避難所內(nèi)，26h后全部獲救 l 國內(nèi)外成功范例 加拿大加拿大2003，一座金礦發(fā)生停電事故，井下3400多人中僅死亡9人，有280人是救護隊從井下各個避難硐室內(nèi)救出2004，一座金礦發(fā)生火災事故，2600人返回地面后發(fā)現(xiàn)52人失蹤，2d后在井下避難硐室內(nèi)找到，全部安然無恙2007.10.04，埃蘭茲蘭金礦因斷裂墜落的鋼管砸壞提升系統(tǒng)的電力供應，3200余名礦工被困井下2200m深處，經(jīng)30多小時救援，全部安全脫險 l 國內(nèi)外成功范例 南非南非智利時間13日晚21時55分，圣何塞銅礦最后一名受困礦工路易斯烏爾

7、蘇亞安全升井，該銅礦33名礦工被困井下69d后全部獲救最后一名被困礦工路易斯烏爾蘇亞成功升井后同智利總統(tǒng)皮涅拉一同慶祝礦工Jimmy Sanchez從“膠囊”救生艙中出來l 國內(nèi)外成功范例 智利智利 1980s 江西豐城建新礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故， 36人利用壓風自救裝置，成功獲救 2007 遼寧撫順老虎臺礦發(fā)生煤與瓦斯突出事 故，16人利用壓風自救裝置，成功獲救 2008.08.01 河南平禹煤電發(fā)生突出，2名礦工 及時躲進20m外避難硐室，成功獲救l 國內(nèi)外成功范例 中國中國主要內(nèi)容1 緊急避險系統(tǒng)建設背景2 國家現(xiàn)有規(guī)定3 緊急避險系統(tǒng)建設的重點問題4 值得關(guān)注的重要問題l國家關(guān)于緊急避

8、險系統(tǒng)建設的現(xiàn)有規(guī)定2010 總局146、152號文件2011 國務院40號文件 總局 15號文件暫行規(guī)定 總局 33號文件基本規(guī)范2012 總局 15號文件關(guān)于煤礦井下緊急避險系 統(tǒng)建設管理有關(guān)事項的通知 2013 總局 10號文件關(guān)于加快推進煤礦井下緊 急避險系統(tǒng)建設的通知 l建設基本情況l基本模式在完善監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、壓風自救、供水施救和通信聯(lián)絡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，拓展其為安全避險的支持保障功能與新建設的緊急避險設施有機結(jié)合優(yōu)化完善避災路線和應急預案，提高突發(fā)緊急情況下遇險礦工安全避險保障能力 l建設基本情況l截止2013年3月底，全國生產(chǎn)礦井已經(jīng)基本完成監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、壓風自救、供水

9、施救、通信聯(lián)絡五個系統(tǒng)完善工作l1590個煤礦建成了井下避險設施，4944個煤礦正在建設l江蘇21個煤礦全部建成緊急避險系統(tǒng)l重慶357處符合條件的礦井已建成緊急避險系統(tǒng)l遼寧28處國有煤礦中已有27處完成建設l湖南省屬煤礦已在35個煤礦建成78個永久避難硐室和56個臨時避難硐室l福建省293個煤礦中，已241個煤礦完成緊急避險系統(tǒng)，其余52個煤礦正在建設 l總局下一步工作舉措l認真貫徹落實國務院23號文件規(guī)定，義無反顧抓好煤礦監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯(lián)絡等系統(tǒng)建設應用，要堅持實事求是、因礦制宜，確保實用管用 l安全生產(chǎn)“七大攻堅舉措”之一，調(diào)研和推進工作l7月份

10、后開展專項監(jiān)察，應建未建的暫扣安全生產(chǎn)許可證l促進煤礦企業(yè)優(yōu)化完善系統(tǒng)，管好用好設施設備l研究制定相關(guān)標準和規(guī)范主要內(nèi)容1 緊急避險系統(tǒng)建設背景2 國家現(xiàn)有規(guī)定3 緊急避險系統(tǒng)建設的重點問題4 值得關(guān)注的重要問題 先逃生、后避險 3.2 功能定位l緊急避險系統(tǒng)：為遇險人員安全逃生、緊急避險 提供支持和保障l緊急避險設施：井下突發(fā)緊急情況時，在逃生路徑被阻和逃生不能的情況下，為無法及時撤離的遇險人員提供一個安全的密閉空間，對外能夠抵御高溫煙氣，隔絕有毒有害氣體；對內(nèi)能夠供給氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創(chuàng)造生存基本條件；并為應急救援創(chuàng)造條件、贏得時間3.1 基本理念MSHA認為，緊急避險設施

11、是突發(fā)緊急情況下井下人員無法逃脫時的最后保護方式，為被困礦工提供維持生命環(huán)境，使其與救援人員聯(lián)絡獲得逃生方式，或等待救護隊到達，促進獲救的成功率 l 礦井根據(jù)自身條件自主決定建設模式和類型l 科學合理 在系統(tǒng)的安全風險分析、科學的設計計算、綜合比對和試驗驗證的基礎(chǔ)上進行 l 因地制宜、簡單實用 盡可能利用已有設施進行建設；力求簡單實用，以滿足緊急避險基本安全需求為目的l 安全可靠 生命工程，應以安全性和高可靠性為首選3.3 基本原則在煤礦井下突發(fā)緊急情況下，為遇險人員緊急避險提供生命保障的設施、設備、措施組成的有機整體管理體系與制度緊急避險系統(tǒng)避災路線應急逃生系統(tǒng)與裝備避險設施應急預案3.4

12、基本內(nèi)容l煤與瓦斯突出礦井應設置井下緊急避險設施 采區(qū)：應建設采區(qū)避難硐室采掘面：距離工作面500m范圍內(nèi)應設置 l其他礦井在自救器額定防護時間內(nèi)靠步行不能安全撤至地面的應設置井下緊急避險設施 采掘面：距離采掘工作面1000m范圍內(nèi)應設置l其他地點？3.5 系統(tǒng)布局l建設有采區(qū)永久避難硐室時，采掘工作面臨時避難硐室可以按防治煤與瓦斯突出規(guī)定和201215號文的要求建設 l總局原則同意福建局“為入井人員提供自救器(防護時間不低于45min)、合理設置避災路線、建設井下臨時避難硐室和科學制定應急預案”的布局方案 l平硐或斜井開拓，且瓦斯、自然發(fā)火等災害不嚴重的礦井，遇險人員在自救器額定防護時間內(nèi)靠

13、步行不能夠安全撤至地面的，可建設自救器接力站，提高依靠自救器逃生的續(xù)航能力（其井底車場及其附近是否必設緊急避險設施？）3.5 系統(tǒng)布局1738.51.65，直立13421.271.65，低頭走1006.51.021.27，鴨步走6711.02，爬行自救器存放柜布置地點間最大距離，m巷道平均高度，mMSHA自救器存放柜布置地點間最大距離參考值 目前有3種主要模式：l完善逃生設施+永久避難硐室+臨時避難硐室l完善逃生設施+永久避難硐室+救生艙l完善逃生設施+專用管線+避難硐室或救生艙 3.5 系統(tǒng)布局l 基本結(jié)構(gòu) air lock3.6 避險設施結(jié)構(gòu)強度0.3MPa，氣密性100Pa 寬度： 2.

14、0m凈高： 2.00m（永久） 1.85m（臨時）有效面積： 1.0m2/人 (永久) 0.9m2 /人 (臨時)額定人數(shù)：20100人(永久) 10 40人 (臨時)生存室過渡室凈面積： 3.0m2 (永久) 2.0m2 (臨時)內(nèi)設壓縮空氣幕和壓氣噴淋裝置 防護密閉門密閉門具備應急逃生出口或采用兩個安全出入口方式采區(qū)避難硐室應按永久避難硐室的標準建設有多個出口時，每個出口均應采用過渡室結(jié)構(gòu)條件許可情況下，兩道門應錯開布置容量較大、需配備較多氣瓶時，宜開掘單獨小硐室存放；機電設備較多時不宜直接布置在生存室采用液態(tài)CO2降溫時，CO2氣瓶應與生存室隔離有利于日常通風設計額定容量較大時，應盡量加

15、大過渡室面積3.6 避險設施結(jié)構(gòu)3.7 避險設施功能l 基本功能要求 安全防護、氧氣供給、有害氣體去除、環(huán)境監(jiān)測、通訊、照明、人員生存保障、輔助 l實現(xiàn)這些功能有不同的技術(shù)手段，應根據(jù)需要與可能，在充分的分析、計算與試驗的基礎(chǔ)上確定通風是有害氣體去除、溫濕度調(diào)節(jié)的有效措施在一些礦井條件下可以利用圍巖降溫l專用鉆孔或?qū)Ｓ霉苈窞楸茈y硐室可靠供水供氧，可簡化或不配供氧、有害氣體去除和溫濕度調(diào)節(jié)裝置礦井壓風系統(tǒng)必須接入避難硐室鉆孔供氧方式 布置地面或井下大直徑鉆孔，通過該鉆孔供給空氣，并實現(xiàn)通風、供電、通信等。應在地面或至少在該硐室所在水平以上2個水平開孔 專用管路供氧方式 對管路實施有效保護，實現(xiàn)通

16、風、供電、通信等 自備氧供氧 儲存氧氣或自生氧、再生氧（壓縮氧或化學氧）l供氧3O2 +2NaClThermal Decomposition :2NaClO3 壓風自救裝置得到廣泛應用l供氧陶瓷金屬整體催化劑 氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鋰 集中處置集中處置 電動風扇電動風扇集中處置集中處置 氣動風扇氣動風扇分散處置分散處置 簾簾l有害氣體去除通風集中處理：電動風扇+蓄電池（+手搖發(fā)電） 氣動風扇+高壓空氣（+人力）分散處理：藥簾3.蓄冰制冷（壓縮機蓄冰+蓄電池+電動風機）2.電制冷（壓縮機制冷+蓄電池）以隔熱設計為基礎(chǔ)，與熱負荷計算相匹配，對制冷系統(tǒng)進行綜合設計5.制冷劑（CO2/其他制冷劑+

17、氣動風機）4.蓄冰制冷（壓縮機蓄冰+壓縮空氣+氣電動風機）6.相變材料降溫1.通風降溫、圍巖吸熱降溫制冷系統(tǒng)設計熱濕負荷計算保溫隔熱設計l降溫分散供電集中供電p 可充電電池p 大容量原電池p 鉛酸干荷電池l后備電源主要內(nèi)容1 緊急避險系統(tǒng)建設背景2 國家現(xiàn)有規(guī)定3 緊急避險系統(tǒng)建設的重點問題4 值得關(guān)注的重要問題4.1 救生艙在井下的布置l大量高壓氣瓶（氧氣瓶、CO2瓶）構(gòu)成重大危險源l供氧的安全保障和評估 使用、運輸與補壓等l有源設施的供電安全保障，無源設施所用儀器儀表的電量保障與充電管理l如何保證誤操作也不致造成故障或事故，及防范和補救措施l避險設施長期處于待用狀態(tài)，如何有效管控整體及各組件的