煤礦緊急避險系統(tǒng)構建研究

煤礦緊急避險系統(tǒng)構建研究

0緊急避險系統(tǒng)的應用案例為遏制中國嚴重確保安全事件頻發(fā)的現(xiàn)象，加強企業(yè)安全生產(chǎn)，提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平，國務院于2010年7月19日發(fā)布了國務院關于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)的總體職能公告（國發(fā)23號）。明確需要實施安全配套“六大系統(tǒng)”，并在三年內(nèi)完成。2011年1月25日，國家安全和質(zhì)量監(jiān)督管理總監(jiān)督管理部和國家煤礦監(jiān)督管理總監(jiān)督管理部聯(lián)合通過了《關于建設和建設緊急采礦應急系統(tǒng)的實施規(guī)定》，制定了緊急救援系統(tǒng)的技術要求和建設標準。大屯煤電公司徐莊煤礦是江蘇省也是中煤集團首個緊急避險系統(tǒng)建設示范礦井,筆者參考南非、美國等國家礦山避難所、救生艙等裝備的使用經(jīng)驗,結合徐莊煤礦的特點,對徐莊煤礦緊急避險系統(tǒng)的構建進行了研究,對進一步改善大屯煤電公司安全防護水平、提高企業(yè)井下生產(chǎn)抗災變能力有著重要的現(xiàn)實意義和巨大的經(jīng)濟社會效益.1應急救援系統(tǒng)的組成和配置1.1緊急避險系統(tǒng)煤礦井下緊急避險系統(tǒng)是指在煤礦井下發(fā)生緊急情況下,為遇險人員安全避險提供生命保障的設施、設備、措施組成的有機整體.緊急避險系統(tǒng)建設的內(nèi)容包括為入井人員提供自救器、建設井下緊急避險設施、合理設置避災路線、科學制定應急預案等.其中,緊急避險設施主要包括永久避難硐室(PermanentRefugeStation)、臨時避難硐室(TemporaryRefugeStation)和礦用可移動式救生艙(MobileRefugeChamber),如圖1、圖2.1.2安全避險系統(tǒng)組成在井下遇險人員逃生避災路線上設置足夠數(shù)量的救生艙和避難硐室,在緊急避險設施內(nèi)接入井下的安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng),最終構成以救生艙和避難硐室為基礎的安全避險系統(tǒng).當?shù)V井發(fā)生事故,井下遇險人員無法撤離現(xiàn)場時,可以佩帶化學氧自救器進入距離最近的避險設施,關閉密閉門,啟動避難空間內(nèi)生命維持系統(tǒng),并對井上進行主動呼叫聯(lián)絡,引導救援.其運行原理如圖3.1.3未佩戴急救器時多次使用下將會出現(xiàn)業(yè)災人員的行駛速度緊急避險設施在井下的布置主要考慮如下因素:避難空間及其保護的人員可能面臨的事故;礦工工作地點與避難空間的距離;避難空間外部維持設施(壓風、供電、供水等系統(tǒng))與避難空間的連接;礦井發(fā)生事故時避難空間鄰近區(qū)域的狀況.綜合以上因素,確定全礦井救生艙和避難硐室的分布,兩者相互協(xié)調(diào)、相互補充,構建完整的避難網(wǎng)絡.因此不同區(qū)域的避災人員應該在自救器使用時間范圍內(nèi)就近進入避難空間.為準確了解巷道內(nèi)人員的行走速度,科研人員進行了井下現(xiàn)場實驗,測試數(shù)據(jù)如表1.測試數(shù)據(jù)是在人員未佩戴自救器情況下得到的,考慮佩戴自救器后,呼吸會受到影響,同時不同地點的行進速度也會有很大差異,因此考慮最大安全系數(shù)0.5,逃生人員的速度按照58.6m/min來進行計算.因此緊急情況下遇險人員逃生最大距離:式中,L為最大逃生距離,m;k為參照國外最大安全系數(shù)0.5;v為正常人步行速度為58.6m/min;t為過濾式自救器使用時間45min.經(jīng)過計算,緊急避險設施距離工作面的最大距離不宜超過1318.5m,根據(jù)相關要求L取值為1000m為宜.(2)擴大直接避災服務人員的集中式逃避空間救生艙和避難硐室的布置是緊急避險系統(tǒng)的核心部分,其布置的數(shù)量和位置應當保證礦井災變事故發(fā)生后每位井下工作人員都有避難空間.(1)多點布置根據(jù)煤礦災害事故的特點,以及人員分布情況,通過永久避難硐室、臨時避難硐室、可移動式救生艙3種避險設施相結合的方式,保證避險設施服務人員在緊急情況下能夠及時的進入避險設施.(2)人員覆蓋本著“安全為天”的原則,通過設置可移動式救生艙、臨時避難硐室和永久避難硐室保證井下每名礦工在災害發(fā)生時都有自己的避難空間.(3)就近避難對于遇險人員來說最安全的莫過于盡快升井,因此距離井筒最近的作業(yè)人員盡快升井向地面逃生,當無法升井的情況下遇險人員應就近進入緊急避險設施等待救援.(4)避災便捷為方便避災人員方便快捷進入避難空間,在緊急出口處、避災路線等地點應對緊急避險設施的位置進行明顯標注.2徐莊煤礦應急安全系統(tǒng)的建設2.1礦井瓦斯等級鑒定徐莊礦原設計生產(chǎn)能力90萬t/a,2009年底重新核定生產(chǎn)能力為180萬t/a.2010年8月份進行了礦井瓦斯等級鑒定工作,礦井屬低瓦斯礦井.礦井通風方式采用抽出式,通風系統(tǒng)現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)為中央邊界式.徐莊礦現(xiàn)有三個主力生產(chǎn)采區(qū),分別為東五采區(qū)、東七采區(qū)和東九采區(qū).該礦現(xiàn)有一個綜放面,一個綜采面,一個炮采面,7個掘進工作面.2.2礦井第1份是過濾式對于個人呼吸的保護裝置徐莊煤礦為所有下井人員配備了AZL-60(60B)型過濾式自救器,是防CO中毒的個人呼吸保護裝置,防護使用時間60min,共計3160臺,構成了井下第一級緊急避險.2.3礦井緊急避險考慮到緊急避險設施的建設時間,結合該礦生產(chǎn)接續(xù)情況預測2012年6月的各采區(qū)人員分布,配置緊急避險設施滿足井下各工作區(qū)域緊急避險的需要.從表2可以看出,截至2012年6月,東九采區(qū)最多作業(yè)人數(shù)為99人,東三采區(qū)最多作業(yè)人數(shù)為39人,Ⅱ(3)采區(qū)最多作業(yè)人數(shù)為52人,Ⅱ(3)下采區(qū)最多作業(yè)人數(shù)為51人,-750開拓最多作業(yè)人數(shù)為51人,其他生產(chǎn)輔助人員最多作業(yè)人數(shù)為240人.根據(jù)礦井緊急避險設施的布置原則,在-400水平東七采區(qū)下部車場附近布置1個永久避難硐室,-400水平東三采區(qū)下部車場附近布置1個永久避難硐室,-750水平Ⅱ⑶采區(qū)下部車場附近布置1個永久避難硐室.在-750西翼拐點前500m布置1個臨時避難硐室,在Ⅱ⑶采區(qū)第二中部車場布置1個臨時避難硐室,在-550石門東九段布置1個臨時避難硐室.在7191上順槽口和下順槽口位置向里100m處各布置一臺可移動式救生艙置艙,在8139上順槽口和下順槽口位置向里100m處各布置一臺可移動式救生艙置艙.在7331上順槽口和下順槽口位置向里100m處各布置一臺可移動式救生艙置艙.緊急避險設施的規(guī)模和服務對象見表3~表5.據(jù)上,全礦井緊急避險設施共計劃布置3個永久避難硐室,3個臨時避難硐室,3個工作面處設置6臺可移動式救生艙,緊急避險設施的配置覆蓋了礦井全部生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域,滿足緊急避險的需要.在以后的采掘過程中,該礦將根據(jù)井下實際情況,隨時增設或調(diào)整緊急避險設施.2.5緊急避險系統(tǒng)避災路線的選擇應將避災人員的安全性放在首位.火災的避災路線與發(fā)生煤塵瓦斯爆炸災害的避災路線一致.根據(jù)近兩年的開采接續(xù),建立基于緊急避險系統(tǒng)的避災路線圖,發(fā)生事故時以盡快升井為基本原則,當無法升井時遇險人員進入緊急避險設施啟動生命維持系統(tǒng),等待救援.以7191采煤工作面為例發(fā)生火災及瓦斯爆炸災害時避災路線如下:由于“十一五”期間,我國研制的可移動式救生艙和避難硐室主要針對瓦斯爆炸和火災等自然災害,無法實現(xiàn)對水災的避險,因此水災事故的逃生路線依然本著自下而上的原則進行逃生.2.6艙室、鋌空艙室的應急預案礦井緊急避險系統(tǒng)形成以后還要針對救生艙、避難硐室的具體布置特點修訂和完善事故應急預案然后對井下人員進行系統(tǒng)的培訓演練,這樣才能充分發(fā)揮其救援能力.3緊急避險系統(tǒng)的研究通過對以應急避難空間為基礎的煤礦緊急避險系統(tǒng)的分析研究,可以得出以下結論:(1)緊急避險系統(tǒng)作為安全避險“六大系統(tǒng)”中主要的組成部分,要與原有安全體系有機結合,避難空間內(nèi)部供氣、供水、供電、通訊、檢測等各個系統(tǒng)的建立仍需進行大量的研究工作.(2)遇險人員逃生的基本原則是安全的升井,在無法升井逃生的情況下充分發(fā)揮緊急避險設施的救援作用.緊急避險設施的選