煤礦緊急避險六大系統(tǒng)的建設與發(fā)展(201259下午)楊大明

1、煤礦井下緊急避險系統(tǒng)的設計建設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，1000132012.05.09 北京主要內容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與意義2 井下緊急井下緊急避險系統(tǒng)建設基本要求3 井下緊急避險系統(tǒng)設計4 井下緊急避險系統(tǒng)建設與維護管理5 結語主要內容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與意義2 井下緊急井下緊急避險系統(tǒng)建設基本要求3 井下緊急避險系統(tǒng)設計4 井下緊急避險系統(tǒng)建設與維護管理5 結語在井下發(fā)生突發(fā)緊急情況時，為遇

2、險人員安全避險提供支持和生命保障的設備、設施、措施組成的有機整體 1.1 緊急避險系統(tǒng)在“六大系統(tǒng)”中的地位煤礦井下安全避險六大系統(tǒng)緊急避險壓風自救供水施救通信聯(lián)絡監(jiān)測監(jiān)控人員定位 1.2 緊急避險系統(tǒng)建設的意義l安全生產(chǎn)的兩個重要方面：災前預防與搶險救災lMSHA：19002006年煤礦事故中，264名礦工在事故發(fā)生后依然幸存，但最終在逃生和等待救援中喪生。分析認為，現(xiàn)有MSHA標準已可挽救其中43名礦工的生命，余下221名應通過安全避險設施來保證其生命安全l我國災害事故造成的人員死亡中，瓦斯煤塵爆炸的70以上，火災、水災的90以上，是在應急避險過程中遇難l加拿大：1928年Hollinge

3、r礦火災（39人死亡）后出現(xiàn)初期避難所，利用壓縮空氣通過面罩提供O2；后來出現(xiàn)有害氣體處理系統(tǒng)，處理空氣中的CO和CO2；1980后，在金屬礦山得到廣泛應用，現(xiàn)被法律強制建立l南非：1970 出現(xiàn)避難所；1986年Kinross金礦礦難（177人死亡）后，法律強制井工礦山必須設立避難所l澳大利亞金礦自2000年一直使用可移動式救生艙，目前已是法律的基本要求l印度、英國、德國、法國等也在研究和應用避難所。從使用情況看，早期主要用于金屬礦山，煤礦應用很少，認為煤礦在災變時期容易發(fā)生火災或爆炸，人員應盡可能撤離。目前，越來越多的國家規(guī)定煤礦也必須設立避難所1.3 國內外井下緊急避險系統(tǒng)建設背景l(fā)美國

4、20060102，西弗吉尼亞薩戈煤礦礦難，12死、1重傷20060520，肯塔基達比煤炭公司1號礦瓦斯爆炸，5死1傷2006， 西弗吉尼亞州政府率先實施州政府許可2007NIOSH報告200812MSHA最終法規(guī)2006礦工法MINER Actl中國2060 煤與瓦斯突出礦井的避難硐室1980 煤礦安全規(guī)程1995 防治煤與瓦斯突出細則王省身主編，礦井災害防治理論與技術中國礦業(yè)學院出版社，1986，P205l中國2006 救生艙研究納入國家科技支撐計劃2008 學習南非經(jīng)驗200912 煤礦井下避難所試點建設基本要求20100301 駱駝山水災33人死亡，7人受傷20100328 王家?guī)X水災1

5、15人人被困近9d后獲救20100328王家?guī)X水災115人人被困9d后獲救20100301駱駝山水災33人死亡，7人受傷l中國201005 潞安現(xiàn)場會20100719 國務院23號文件201008 總局146號、152號文件20110125 煤礦井下緊急避險系統(tǒng)建設管理暫行 規(guī)定（15號文件）20110321 煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”建設完善 基本規(guī)范（試行）（33號文件）20110825 平朔“六大系統(tǒng)”推進會20120120 關于煤礦井下緊急避險系統(tǒng)建設管理 有關事項的通知（201215號）l澳大利亞2005，坎博爾達Leviathan金礦，因遙控裝運機火災，9人被困，躲避至救生艙中，

6、成功獲救2006，一千米深井發(fā)生礦難，2名礦工被困13d后獲救，原因是其在救生艙里得到了維持生命的必需品2007.10，巴瑞克礦區(qū)Kanowna Belle金礦發(fā)生井下車輛火災，54人被困，躲入救生艙后全部成功獲救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后成功獲救 1.4 緊急避險系統(tǒng)成功案例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內把遇險人員全部安全救出1990，Ontario銅礦，機車著火，當班工人及時進入井下避難硐室，后被救護隊員安全救出2006.01.

7、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，26h后全部獲救 l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所里救出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后在井下避難所內找到，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

8、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，河南平禹煤電公司發(fā)生煤與瓦斯 突出事故，2名礦工及時躲進20m外的避 難硐室，成功獲救l 中國主要內容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與意義2 井下緊急避險系統(tǒng)建設基本要求3 井下緊急避險系統(tǒng)設計4 井下緊急避險系統(tǒng)建設與維護管理5 結語2.1 基本理念 先逃生、后避險 2.2 功能定位 在井下發(fā)生突出、火災、

9、瓦斯煤塵爆炸、水害等災變事故后，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；對內能為遇險人員提供氧氣、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MSHA認為，救生艙是突發(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 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 2.3 基本構成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l

10、為入井人員提供安全可靠的自救器l 建設井下緊急避險設施l 合理設置、優(yōu)化避災路線l 科學制定、完善應急預案l 進行緊急避險相關技術培訓和應急演練l 建立完善相關管理體系與規(guī)章制度 2.4 建設基本內容l滿足礦井突發(fā)緊急情況下礦工緊急避險的需要，確實提高礦井安全保障水平和能力緊密結合礦井實際，具體問題具體分析設計和建設要在充分的安全風險分析的基礎上進行l(wèi)滿足國家現(xiàn)有規(guī)定和要求煤礦井下緊急避險系統(tǒng)建設管理暫行規(guī)定（201115號文件）煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”建設完善基本規(guī)范（試行）（33號文件）關于煤礦井下緊急避險系統(tǒng)建設管理有關事項的通知（201215號） 2.5 建設總體要求l與其他安全避

11、險系統(tǒng)有機聯(lián)系，形成有機整體監(jiān)測監(jiān)控：對救生艙外、避難硐室內外的CH4、CO等 環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測人員定位：對進、出緊急避險設施的人員實時監(jiān)測壓風自救：采區(qū)避災路線上敷設壓風管路；壓風管路 接入緊急避險設施，并保證足夠風量風壓供水施救：采區(qū)避災路線上敷設供水管路；供水管路 接入緊急避險設施，并保證足量水量水壓通訊聯(lián)絡：緊急避險設施設有線調度電話系統(tǒng)，宜設 應急廣播和無線通信系統(tǒng)，并互聯(lián)互通l系統(tǒng)可靠、設施完善、管理到位、運轉有效 2.5 建設總體要求l時限要求 新建、完善，煤與瓦斯突出礦井、中央企業(yè)和國有重點煤礦中的高瓦斯、開采容易自燃煤層的礦井2012.06底底之前；其余煤礦2013.06

12、底底之前 2.5 建設總體要求l 科學合理 在系統(tǒng)的風險分析、科學的設計計算、綜合比對和試驗驗證的基礎上進行 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，避免系統(tǒng)的復雜性增加失效點和失效概率，避免功能多樣化、裝修高檔化帶來新的不安全因素，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 2.6 建設基本原則主要內容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與意義2 井下緊急避險系統(tǒng)建設基本要求3 井下緊急避險系統(tǒng)設計4 井下緊急避險系統(tǒng)建設與維護管理5 結語3.1 基本要求l必須有整體設計，安全專篇中應包含相關內容 系統(tǒng)整體設計和永久避難硐室設計，具備資

13、質l應在系統(tǒng)分析礦井內外部環(huán)境條件、進行全面風險分析的基礎上有針對性的進行 l應經(jīng)充分的技術論證l審批 企業(yè)技術負責人l驗收 所在地省級煤礦安全監(jiān)管部門組織或其委 托省轄市（地）煤礦安全監(jiān)管部門組織驗收l備案 驗收報告報省級煤礦安全監(jiān)管部門備案，同 時抄報省級煤礦安全監(jiān)察機構 3.2 主要內容l確定設計的目的、原則和依據(jù)l礦井基本條件分析l礦井風險分析l應急逃生系統(tǒng)設計l緊急避險設施設計 設施布局、類型選擇、功能設計、與其他系統(tǒng)連接l避災路線、應急預案的調整、完善 對避災路線、應急預案優(yōu)化、調整和完善l管理體系、規(guī)章制度、人員培訓與應急演練設計l 自救器 隨身攜帶，固定存放，呼吸器（潛水）l

14、中繼站（過渡站） 硐室、移動式艙狀結構l 應急通訊、應急廣播l 應急指示 逃生路線聲、光、路標指示，應急自動生成l 生命繩 物理引導及指示3.3 應急逃生系統(tǒng)設計自救器 中裝有儲物架，可容納 50個備用自救器（包） 有一個進口門和一個出口門，以供礦工通過 每個門上裝有厚重塑料門簾，減少污染物進入主艙逃生中繼站（過渡站） 350bar儲氣瓶 5接口充氣面板 60min空氣呼吸器 充氣時間4575s空氣呼吸器逃生快速加氣站自救器：隨身攜帶、固定放置、中繼站國內探討條帶式避險系統(tǒng)與避險設施有機結合形式條帶式避險系統(tǒng)與救生艙結合條帶式避險系統(tǒng)與躲避硐結合條帶式避險系統(tǒng)與避難硐室結合l煤與瓦斯突出礦井應

15、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范圍內應設置 l其他礦井在自救器額定防護時間內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范圍內應設置l其他地點？ 3.4 緊急避險設施布局設計3.5 緊急避險設施類型的選擇避難硐室鉆孔通風自備氧可移動式救生艙硬體式軟體式分節(jié)組裝式一體式為硐室開鑿直通地表或兩為硐室開鑿直通地表或兩個水平以上的大直徑鉆孔個水平以上的大直徑鉆孔自備供氧設施自備供氧設施軟體式組合式緊急避險設施提供緊急避險空間，提供緊急避險空間，并可通過牽引、吊裝并可通過牽引、吊裝等方式實現(xiàn)移動，以等方式實現(xiàn)移動，以適應采掘工

16、作要求適應采掘工作要求永久硐室臨時硐室自備供氧設施自備供氧設施管路供氧為硐室布置有效為硐室布置有效保護的供風管路保護的供風管路l根據(jù)自身條件自主選擇，以滿足緊急情況下礦工應急避險需要為原則l選擇時應考慮的因素所服務區(qū)域的特征巷道布置、巷道特征可能發(fā)生的災害類型及特點人員分布 萬一發(fā)生災害事故時，人員逃生、應急救援的其他制約因素n 要求、建議 l優(yōu)先建設避難硐室安全性經(jīng)濟性可維護性l充分利用已有硐室、兩條巷道間的聯(lián)絡巷等建立永久或臨時避難硐室臨時避難硐室n 要求、建議n國外情況l由礦井根據(jù)自身的特點自主選擇l澳大利亞、加拿大、南非煤礦以避難硐室為主l美國煤礦目前以軟體救生艙為主，考慮了自身的特點

17、（短壁開采比重大，開采深度淺，井巷斷面大，災害危險程度相對較低，不考慮二次爆炸等），有些理念和規(guī)定也在不得更新l國內外煤礦災害事故應急救援歷史中，避難硐室發(fā)揮的作用更為突出l高度重視自救器的重要作用l在正常避災路線上，遇險人員、救護隊員均易到達l遇險人員進入避險設施所需時間應在自救器的維持時間內，并有富余l(xiāng)遠離潛在巖崩、淹井、火災、爆炸等危險的區(qū)域，如變電站、火藥庫、燃料存貯設施或停車場等l巖體安全，支護良好，附近無雜物堆積l保證備用狀態(tài)下的通風、安全l考慮人員避險過程中的心理安全l在礦井相關圖件中準確標注逃生路線和避險設施位置，并及時更新 3.6 緊急避險設施位置設計 3.7 避險設施的結構

18、與功能設計l 基本結構要求：air lock寬度： 2.0m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)內設壓縮空氣幕和壓氣噴淋裝置 防護密閉門密閉門避難硐室強度0.3MPa，氣密性100Pa 凈容積 1.2m3 內設壓縮空氣幕和壓氣噴淋裝置 凈容積 0.8m3 /人2個單向排氣閥、氣密、正壓生存艙過渡艙設備艙腔體強度 0.3MPa 應急逃生口 觀察窗 救生艙強度0.3MPa，氣密性350Pa/h，正壓維持能力1

19、00500Pa 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、計算與試驗的基礎上確定通風是有害氣體去除、溫濕度調節(jié)的有效措施自動控制是發(fā)展方向，但應以手動控制為基礎新技術、新裝備均有一定的適用環(huán)境和條件，煤礦井下環(huán)境特殊，尤其災區(qū)環(huán)境更為惡劣，應經(jīng)充分的風險評估和安全保障程度分析 l根據(jù)具體條件和實際需要，進行具體設計l供氧方式：鉆孔（地面、井下）、管路、自備氧（壓縮氧、化學氧）l有害氣體去除：通風、藥劑（集中、分散）l制冷：通風、蓄冰、液態(tài)CO2、相變、渦流管制冷 l空氣循環(huán)：電動

20、風機、氣動風機、手動風機l環(huán)境監(jiān)測：集中監(jiān)測（控），檢測l壓風、供水、供電、監(jiān)控、定位，通訊等各種管線應有保護l宜加配無線電話或應急通訊設施（如透地通訊等） 3.8 永久避難硐室設計l 具備應急逃生出口或采用兩個安全出入口方式l 采區(qū)避難硐室應按永久避難硐室的標準建設l 有多個出口時，每個出口均應采用過渡室結構l 條件許可情況下，兩道門應錯開布置，避免正面應對l 容量較大、需配備較多氣瓶時，宜開掘單獨小硐室專門存放。機電設備較多時，不宜直接布置在生存室l 采用液態(tài)CO2汽化降溫時，CO2氣瓶應與生存室隔離l 備用狀態(tài)下應處于常閉狀態(tài)，設計上應考慮日常通風l 設計額定容量較大時，應盡量加大過渡室

21、面積l 硐室地面應高于巷道底板不小于0.2m 3.8 永久避難硐室設計3.9 臨時避難硐室設計 （采區(qū)布置有永久避難硐室時）l 符合防治煤與瓦斯突出規(guī)定第102條的要求 l 硐室隔離門應當滿足氣密性要求l 門墻設單向排氣管l 硐室內應當存放足量食品、急救用品及防護時間不小于45的隔離式自救器l 接入礦井壓風系統(tǒng)，安設壓風自救裝置l 配置環(huán)境檢（監(jiān)）測儀器儀表，能夠對O2、CH4、CO2、CO等進行檢測或監(jiān)測 l 根據(jù)救生艙的適用范圍、適用對象進行選擇 運輸、安裝條件 待用狀態(tài)下的環(huán)境條件 適應的災害事故種類 適應災變條件下的環(huán)境條件l 救生艙的設置位置不能影響礦井正常生產(chǎn)和通風，并保證其抗災能

22、力 美國MSHA的相關標準規(guī)定，救生艙不能正面面對可能發(fā)生瓦斯煤塵爆炸的地點，避免受到可能發(fā)生的瓦斯煤塵爆炸的正面沖擊 3.10 救生艙選型值得探討的幾個問題：l 結構：硬體 OR 軟體l 硬體：一體式 OR 組裝式l 供氧：壓縮氧 OR化學氧l 空調：蓄冰、液態(tài)CO2 、相變OR 氟利昂l 內外環(huán)境測量：自動連續(xù)監(jiān)測 OR 檢測l 控制：自動 OR 手動（供氧、正壓維持）l 氧具：面罩式、半面罩式 OR 自由式l 供電：鉛酸、鎳氫 、鋰電池 OR 不用主要內容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與意義2 井下緊急避險系統(tǒng)建設基本要求3 井下緊急避險系統(tǒng)設計與建設4 井下緊急避險系統(tǒng)建設與維護管理5 結

23、語l避難硐室的施工設計與建設應符合國家現(xiàn)行規(guī)定l救生艙的運輸、安裝應在廠家的指導下進行l(wèi)救生艙安裝完成時，應進行艙體、高壓管路等的 氣密性檢查，及產(chǎn)品使用說明書規(guī)定的系統(tǒng)性的功能測試l緊急避險設施應與監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、壓風自救、供水施救、通訊聯(lián)絡及供電系統(tǒng)有效連接，形成井下整體性的安全避險系統(tǒng)l應附永久性使用說明、操作規(guī)程和管理制度 4.1 緊急避險系統(tǒng)建設l緊急避險設施應有清晰、醒目、牢靠的標識。礦井避災路線圖中應明確標注緊急避險設施的位置、規(guī)格和種類，井巷中應有緊急避險設施方位的明顯標識，以方便災變時遇險人員迅速到達緊急避險設施l施工、安裝完成后應進行各種功能測試和聯(lián)合試運行l(wèi)應按設計進

24、行整體驗收，驗收文件應存檔 4.1 緊急避險系統(tǒng)建設l保證緊急避險設施始終處于完好、隨時能用狀態(tài)，比緊急避險系統(tǒng)的建設更為重要l應指定專門部門和人員負責緊急避險設施的管理和維護，并建立責任體系l應建立相關規(guī)章制度和維護、檢查試驗規(guī)程l災害預防與處理計劃、重大事故應急預案、采區(qū)設計、作業(yè)規(guī)程中應包含緊急避險相關內容l應隨井下采掘系統(tǒng)的變化,及時調整和補充完善緊急避險系統(tǒng) 4.2 緊急避險系統(tǒng)維護管理l 定期對緊急避險設施的進行檢查和維護 每天巡檢，設置巡檢牌版 每10天對設備電源進行1次檢查和測試 每月對高壓氣瓶進行1次余量檢查及系統(tǒng)調試 每年對壓力表進行1次強制性檢驗 每3年對高壓氣瓶進行1次強制性檢測 每年對緊急避險設施進行1次系統(tǒng)性的功能測試 定期檢查配備食品、飲用水等的有效期 緊急避險設施應處于常閉狀態(tài)，還應注意其通風和瓦斯檢測問題4.2 緊急避險系統(tǒng)維護管理l拆裝、運輸和移動救生艙時應有保護措施，編制操作規(guī)程和安全技術措施，保證拆裝、運輸和移動過程中不損壞救生艙。救生艙移動后應進行一次系統(tǒng)檢