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煤矿井下紧急避险系统建设相关问题

煤矿井下紧急避险系统建设相关问题. 安标国家中心 杨大明 博士 / 研究员 Tel ： 010-84264971, 84264266-803 Web: www.aqbz.org Email: ydm601@chinasafety.gov.cn Add. 北京市和平里青年沟路 5 号 ， 100013 2013.04.25 辽宁 · 阜新. 主要内容. 1 紧急避险系统建设背景. 2 国家现有规定. 3 紧急避险系统建设的重点问题. 4 值得关注的重要问题. 主要内容. 1 紧急避险系统建设背景. 2 国家现有规定.

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煤矿井下紧急避险系统建设相关问题

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  1. 煤矿井下紧急避险系统建设相关问题 安标国家中心杨大明博士/研究员 Tel： 010-84264971, 84264266-803 Web: www.aqbz.org Email: ydm601@chinasafety.gov.cn Add. 北京市和平里青年沟路5号，100013 2013.04.25 辽宁 · 阜新

  2. 主要内容 1紧急避险系统建设背景 2国家现有规定 3 紧急避险系统建设的重点问题 4 值得关注的重要问题

  3. 主要内容 1紧急避险系统建设背景 2国家现有规定 3 紧急避险系统建设的重点问题 4 值得关注的重要问题

  4. 监测监控系统 • 1980’初期 原煤炭工业部先后从美国、德国、英 国、波兰等引进一批监测监控系统 • 1980‘中期 经引进、消化、吸收，KJ1、KJ2等 先后通过技术鉴定 • 1990’KJ95、KJ90等系统达到国际先进水平 • 2006 《煤矿安全规程》等规定：所有矿井 必须建设完善安全监控系统

  5. 人员定位系统 • 1990’末 开始研发，以RFID射频技术为代表 • 2004部分地区要求煤矿必须配备人员管理系 统 • 2007AQ6210、AQ1048等标准的发布实施Zigbee、WiFi、泄露通讯等无线通信技 术在人员定位系统得到应用，双向通 讯，较精确的定位

  6. 压风自救、供水施救系统 • 煤矿生产系统、安全系统的重要组成部分 • 《煤矿安全规程》有具体规定 • 《国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知》 （安监总煤行〔2007〕167号）

  7. 通信联络系统 • 1970‘有线模拟通信技术 • 1990’末 以有线数字程控调度技术、局部无线通信技术、现场总线技术等为基础的无线通讯系统逐步在煤矿井下使用 • 21‘后，基于高速宽带综合骨干网络传输平台，有线调度通讯与无线接入有机融合，井下全覆盖、功能齐备的通信联络系统得到发展和应用 • 《煤矿安全规程》有具体要求 • 安监总煤行〔2007〕167号文件明确要求

  8. 王省身主编，《矿井灾害防治理论与技术》中国矿业学院出版社，1986，P205王省身主编，《矿井灾害防治理论与技术》中国矿业学院出版社，1986，P205 • 紧急避险系统 • 1980 煤矿安全规程 • 1995 防治煤与瓦斯突出细则 • 2008防治煤与瓦斯突出规定 南非煤矿考察 • 2009基本要求30亿国债支持，11家试点单位 • 2010骆驼山“3·1”、王家岭“3·28”、河南伊川县 国民“3·31”重大瓦斯事故 山西潞安现场会（201005） 国务院23号文件（201007）

  9. 国外建设背景求 • 加拿大 1928年Hollinger矿火灾（39人死亡）后出现避险设施，利用压缩空气通过面罩提供O2 • 南 非 1986年Kinross金矿矿难(177人死亡)后，井工矿山开始建设井下避险设施 • 美 国2006.1. 2西弗萨戈煤矿矿难(12死1重伤)2006.5.20达比公司1号矿矿难(5死1伤)后 开始重视和推广井下紧急避险设施， 《2006矿工法》强制煤矿建设紧急避险系统

  10. 2005，坎博尔达Leviathan金矿，因遥控装运机火灾，9人被困，躲避至避险设施中，成功获救2005，坎博尔达Leviathan金矿，因遥控装运机火灾，9人被困，躲避至避险设施中，成功获救 2006，一千米深井矿难，2名矿工被困13d后获救原因是在避险设施中找到了维持生命的必需品 2007.10，巴瑞克Kanowna Belle金矿发生车辆火灾，54人被困，躲入避险设施后全部成功获救 2009.06，必和必拓公司在澳西部的帕赛佛伦斯镍矿发生冒顶，1人被困，躲入救生舱16h后获救 • 国内外成功范例 澳大利亚

  11. 1990.10.06，北马尼托巴湖Rutta矿，井下皮带走廊着火，火区有38名工人。 由于井下设置了避难硐室，救护队在4.5h内把遇险人员全部救出 1990，Ontario铜矿，机车着火，当班工人及时进入井下避难硐室，后被救护队员安全救出 2006.01.29，萨斯喀彻温省一座盐矿发生火灾，72名矿工被困，矿工成功躲进避难所内，26h后全部获救 • 国内外成功范例 加拿大

  12. 2003，一座金矿发生停电事故，井下3400多人中仅死亡9人，有280人是救护队从井下各个避难硐室内救出2003，一座金矿发生停电事故，井下3400多人中仅死亡9人，有280人是救护队从井下各个避难硐室内救出 2004，一座金矿发生火灾事故，2600人返回地面后发现52人失踪，2d后在井下避难硐室内找到，全部安然无恙 2007.10.04，埃兰兹兰金矿因断裂坠落的钢管砸坏提升系统的电力供应，3200余名矿工被困井下2200m深处，经30多小时救援，全部安全脱险 • 国内外成功范例 南非

  13. 智利时间13日晚21时55分，圣何塞铜矿最后一名受困矿工路易斯·乌尔苏亚安全升井，该铜矿33名矿工被困井下69d后全部获救智利时间13日晚21时55分，圣何塞铜矿最后一名受困矿工路易斯·乌尔苏亚安全升井，该铜矿33名矿工被困井下69d后全部获救 • 国内外成功范例 智利 最后一名被困矿工路易斯·乌尔苏亚成功升井后同智利总统皮涅拉一同庆祝 矿工Jimmy Sanchez从“胶囊”救生舱中出来

  14. 1980s江西丰城建新矿发生煤与瓦斯突出事故，36人利用压风自救装置，成功获救1980s江西丰城建新矿发生煤与瓦斯突出事故，36人利用压风自救装置，成功获救 2007 辽宁抚顺老虎台矿发生煤与瓦斯突出事 故，16人利用压风自救装置，成功获救 2008.08.01 河南平禹煤电发生突出，2名矿工 及时躲进20m外避难硐室，成功获救 • 国内外成功范例 中国

  15. 主要内容 1紧急避险系统建设背景 2国家现有规定 3 紧急避险系统建设的重点问题 4 值得关注的重要问题

  16. 国家关于紧急避险系统建设的现有规定 • 2010总局146、152号文件 • 2011国务院40号文件 总局 15号文件《暂行规定》 总局 33号文件《基本规范》 • 2012 总局 15号文件《关于煤矿井下紧急避险系 统建设管理有关事项的通知》 • 2013 总局 10号文件《关于加快推进煤矿井下紧 急避险系统建设的通知》

  17. 建设基本情况 • 基本模式 • 在完善监测监控、人员定位、压风自救、供水施救和通信联络系统的基础上，拓展其为安全避险的支持保障功能 • 与新建设的紧急避险设施有机结合 • 优化完善避灾路线和应急预案，提高突发紧急情况下遇险矿工安全避险保障能力

  18. 建设基本情况 • 截止2013年3月底，全国生产矿井已经基本完成监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络五个系统完善工作 • 1590个煤矿建成了井下避险设施，4944个煤矿正在建设 • 江苏21个煤矿全部建成紧急避险系统 • 重庆357处符合条件的矿井已建成紧急避险系统 • 辽宁28处国有煤矿中已有27处完成建设 • 湖南省属煤矿已在35个煤矿建成78个永久避难硐室和56个临时避难硐室 • 福建省293个煤矿中，已241个煤矿完成紧急避险系统，其余52个煤矿正在建设

  19. 总局下一步工作举措 • 认真贯彻落实国务院23号文件规定，义无反顾抓好煤矿监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等系统建设应用，要坚持实事求是、因矿制宜，确保实用管用 • 安全生产“七大攻坚举措”之一，调研和推进工作 • 7月份后开展专项监察，应建未建的暂扣安全生产许可证 • 促进煤矿企业优化完善系统，管好用好设施设备 • 研究制定相关标准和规范

  20. 主要内容 1紧急避险系统建设背景 2国家现有规定 3 紧急避险系统建设的重点问题 4 值得关注的重要问题

  21. 3.2功能定位 • 紧急避险系统：为遇险人员安全逃生、紧急避险 提供支持和保障 • 紧急避险设施：井下突发紧急情况时，在逃生路径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的遇险人员提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体；对内能够供给氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件；并为应急救援创造条件、赢得时间 3.1基本理念 先逃生、后避险 MSHA认为，紧急避险设施是突发紧急情况下井下人员无法逃脱时的最后保护方式，为被困矿工提供维持生命环境，使其与救援人员联络获得逃生方式，或等待救护队到达，促进获救的成功率

  22. 3.3基本原则 • 矿井根据自身条件自主决定建设模式和类型 • 科学合理 在系统的安全风险分析、科学的设计计算、综合比对和试验验证的基础上进行 • 因地制宜、简单实用 尽可能利用已有设施进行建设；力求简单实用，以满足紧急避险基本安全需求为目的 • 安全可靠 生命工程，应以安全性和高可靠性为首选

  23. 紧急避险系统 管理体系 与制度 避灾路线 应急逃生 系统与装备 避险设施 应急预案 3.4基本内容 在煤矿井下突发紧急情况下，为遇险人员紧急避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体

  24. 煤与瓦斯突出矿井 应设置井下紧急避险设施 采区：应建设采区避难硐室 采掘面：距离工作面500m范围内应设置 其他矿井 在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面的应设置井下紧急避险设施 采掘面：距离采掘工作面1000m范围内应设置 其他地点？ 3.5系统布局

  25. 建设有采区永久避难硐室时，采掘工作面临时避难硐室可以按《防治煤与瓦斯突出规定》和[2012]15号文的要求建设建设有采区永久避难硐室时，采掘工作面临时避难硐室可以按《防治煤与瓦斯突出规定》和[2012]15号文的要求建设 总局原则同意福建局“为入井人员提供自救器(防护时间不低于45min)、合理设置避灾路线、建设井下临时避难硐室和科学制定应急预案”的布局方案 平硐或斜井开拓，且瓦斯、自然发火等灾害不严重的矿井，遇险人员在自救器额定防护时间内靠步行不能够安全撤至地面的，可建设自救器接力站，提高依靠自救器逃生的续航能力（其井底车场及其附近是否必设紧急避险设施？） MSHA自救器存放柜布置地点间最大距离参考值 巷道平均高度，m 自救器存放柜布置地点间最大距离，m <1.02，爬行 671 1.02~1.27，鸭步走 1006.5 1.27~1.65，低头走 1342 >1.65，直立 1738.5 3.5系统布局

  26. 目前有3种主要模式： 完善逃生设施+永久避难硐室+临时避难硐室 完善逃生设施+永久避难硐室+救生舱 完善逃生设施+专用管线+避难硐室或救生舱 3.5系统布局

  27. 基本结构 air lock 强度0.3MPa，气密性<350Pa/h，正压维持能力>100Pa 3.6避险设施结构 净面积：≮3.0m2 (永久) ≮2.0m2 (临时) 内设压缩空气幕和压气喷淋装置 宽度： ≮2.0m 净高： ≮2.00m（永久） ≮1.85m（临时） 有效面积： ≮1.0m2/人 (永久) ≮0.9m2 /人 (临时) 额定人数：20~100人(永久) 10~ 40人(临时) 密闭门 防护密闭门 过渡室 生存室

  28. 3.6避险设施结构 • 具备应急逃生出口或采用两个安全出入口方式 • 采区避难硐室应按永久避难硐室的标准建设 • 有多个出口时，每个出口均应采用过渡室结构 • 条件许可情况下，两道门应错开布置 • 容量较大、需配备较多气瓶时，宜开掘单独小硐室存放；机电设备较多时不宜直接布置在生存室 • 采用液态CO2降温时，CO2气瓶应与生存室隔离 • 有利于日常通风 • 设计额定容量较大时，应尽量加大过渡室面积

  29. 3.7避险设施功能 • 基本功能要求 安全防护、氧气供给、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障、辅助 • 实现这些功能有不同的技术手段，应根据需要与可能，在充分的分析、计算与试验的基础上确定 • 通风是有害气体去除、温湿度调节的有效措施 • 在一些矿井条件下可以利用围岩降温 • 专用钻孔或专用管路为避难硐室可靠供水供氧，可简化或不配供氧、有害气体去除和温湿度调节装置

  30. Release of 2900 litre of oxygen 可以产生大约2900升的氧气 Thermal Decomposition : 3O2 +2NaCl 2NaClO3 • 供氧 • 矿井压风系统必须接入避难硐室 • 钻孔供氧方式 布置地面或井下大直径钻孔，通过该钻孔供给空气，并实现通风、供电、通信等。应在地面或至少在该硐室所在水平以上2个水平开孔 • 专用管路供氧方式 对管路实施有效保护，实现通风、供电、通信等 • 自备氧供氧 储存氧气或自生氧、再生氧（压缩氧或化学氧）

  31. 压风自救装置得到广泛应用 • 供氧

  32. 陶瓷金属整体催化剂 氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化锂 集中处置 ·电动风扇 集中处置 ·气动风扇 分散处置 ·帘 • 有害气体去除 • 通风 • 集中处理：电动风扇+蓄电池（+手摇发电） 气动风扇+高压空气（+人力） • 分散处理：药帘

  33. 制冷系统设计 热湿负荷计算 保温隔热设计 • 降温 1.通风降温、围岩吸热降温 2.电制冷（压缩机制冷+蓄电池） 3.蓄冰制冷（压缩机蓄冰+蓄电池+电动风机） 4.蓄冰制冷（压缩机蓄冰+压缩空气+气电动风机） 5.制冷剂（CO2/其他制冷剂+气动风机） 6.相变材料降温 以隔热设计为基础，与热负荷计算相匹配，对制冷系统进行综合设计

  34. 后备电源 • 分散供电 • 集中供电 • 可充电电池 • 大容量原电池 • 铅酸干荷电池

  35. 主要内容 1紧急避险系统建设背景 2国家现有规定 3 紧急避险系统建设的重点问题 4 值得关注的重要问题

  36. 4.1救生舱在井下的布置

  37. 大量高压气瓶（氧气瓶、CO2瓶）构成重大危险源大量高压气瓶（氧气瓶、CO2瓶）构成重大危险源 供氧的安全保障和评估 使用、运输与补压等 有源设施的供电安全保障，无源设施所用仪器仪表的电量保障与充电管理 如何保证误操作也不致造成故障或事故，及防范和补救措施 避险设施长期处于待用状态，如何有效管控整体及各组件的状态，以保证其随时能用 管线、密封材料、设备、仪器仪表、有害气体去除剂等 救生舱的移动、安装、检查、检测等相关问题 4.2 安全保障技术

  38. 如何合理选择救生舱的类型 灾害类型及严重程度、井下环境特点、围岩温度等，如何合理界定救生舱的适用范围和适用对象 如何指导矿工安全使用紧急避险设施 操作程序、维护管理、备品更换等等，针对普通矿工 突发紧急情况下，遇险人员进入紧急避险设施时是否具备足够的有害气体去除能力（瞬间） 遇险人员何时摘掉自救器？ 日常使用与随时待用的关系，门常开还是常闭? 4.3 安全使用与维护问题

  39. 谢 谢！ THANK YOU

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