煤矿井下紧急避险设施是国家强制推行的先进适用技术装备, 建立并完善煤矿井下紧急避险设施是国家安全发展的需要[1]。为了规范和促进煤矿井下紧急避险设施的建设、完善和管理工作, 结合煤矿实际情况, 对青林子煤矿紧急避险设施进行了详细研究。根据小型矿井的具体情况和特点, 紧急避险设施建设主要是避难硐室。
紧急避险设施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。并且要与其它五大系统相互结合[3]。
青林子煤矿位于辽宁省本溪市满族自治县泉水镇谭家堡村南偏道子。上三 (3#) 、上四 (6#) 煤层为该矿开采对象。倾向215°~262°, 倾角6°~12°。目前生产规模为40kt/a。井田采用斜井开拓方式, 现有一对主、副斜井。主井负担煤炭、矸石、材料的提升及人员升降, 兼作入风, 副井为回风及安全出口。矿井通风系统为中央并列式, 通风方式为机械抽出式。该矿属于低瓦斯矿井。
矿井为斜井提升系统, 井筒倾角:13°, 提升斜长315m。主井绞车型号为JTK-1.2/1.0型矿用单筒缠绕式提升机, 人员升井为斜井人车。
矿井在地面工业场地现有一座空气压缩机房, 安装两台MLGF-10/7G型螺杆式空气压缩机, 形成一台工作一台备用的格局。
矿井的高压电源由小市变电所馈出的市泉线电压10kV。矿井变电亭。安设S7-200/10型变压器向井上用电设备供电;S9-160/10型变压器, 中性点不接地向井下用电设备供电。S9-50/10型作为专用变压器, 为采区掘进工作面局部通风机供电。备用电源;地面采用100kW柴油发电机组, 井下采用25kW柴油发电机组。
矿井采掘布局为“一采两掘”, 按文件要求2013年6月底前, 其他所有煤矿要完成紧急避险系统的建设完善工作。本矿在2013年6月底前正在回采接续采区305工作面, 掘进的工作面为306工作面上、下顺槽。
全矿共有入井职工141人, 其中采煤队人员44人, 掘进队人员54人, 井下辅助人员43人。实行三班作业制, 其中最多一班入井职工49人。
根据采区实际布置情况, 一个避难硐室即可容纳整个回采工作面和2个掘进面以及其它井下工作人员。考虑该矿小班最多人数为49人, 本设计永久避难硐室设计人员最终定为:50 (人) 。根据该矿实际采区布置情况, 永久避难硐室采用井底车场右侧拉门建造。满足井下各采区紧急情况避险要求。
如图1所示。
(1) 设计中永久避难硐室生存室内按避难人数50人考虑时, 每人应不小于1.0m2, 过渡室的净面积应不小于3.0m2的使用面积计算:S生=1.0×50=50m2, S过=3.0m2。
(2) 永久避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m, 过渡室的设计宽度为4.0m, 生存室容量的备用系数为1.2, 计算其长度:
(3) 根据永久避难硐室施工需要, 生存室的设计宽度为4.0m和过渡室的设计宽度为4.0m时, 生存室长度不得小于15m和硐室总长度不得小于17.8m可满足要求。
供氧量不低于0.5升/分钟·人, 处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟·人, 处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下。
永久避难硐室供氧量计算:Q=A·t·B=50×24×60×0.5=36000L
避难硐室内照明电源, 视频监控电源及其他设备电源, 根据避难硐室的设置位置, 设计在井底变电所设置低爆开关做为避难硐室电源控制开关。室内设计配备不少于额定人数25%的一体式矿灯。
紧急避险设施内按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人, 饮用水不少于1.5升/天·人。
(1) 避难硐室饮用水供给量计算:V=A·t·B=50× (96/24) ×1.5=300L
(2) 矿用自救器:全部采用ZH30隔绝式化学氧自救器。有效防护时间不低于45分钟。配备数量不低于额定人数的1.2倍。
根据矿井目前使用KJ75N型煤矿监控系统。据井下现有安全监控系统布置情况, 分别对避难硐室的外部和内部设置氧气、二氧化碳、瓦斯、一氧化碳、温度等传感器, 对避难硐室内外的有关数据进行监测, 保证实现24小时连续监测。
在整个额定防护时间内, 紧急避险设施内部环境中氧气含量应在18.5%~2 3.0%之间, 二氧化碳浓度不大于1.0%, 甲烷浓度不大于1.0%, 一氧化碳浓度不大于0.0024%, 温度不高于35摄氏度, 湿度不大于85%[4]。
在井底车场永久避难硐室内外各设置一台监控分站。
井底布置有一台人员定位系统网络交换机, 为提高人员定位系统通信功能运行的安全系数, 设计从主井底, 安装2趟人员定位系统分站, 通讯电缆通过穿管预埋方式分别铺设在避难硐室进、出口巷道底板下[5], 在避难硐室内安装2个KJ121系列矿用读卡器, 可将采集的信息传输给监控分站再传输至地面。
避难硐室设计最多避险人数为50人, 按每人每分钟供风量不低于0.3m3/min计算, 空气压缩机供风量应不低于15m3/min。该矿有压风机MLGF-10/7G型螺杆式空气压缩机两台, 额定排气量Q=10m3/min, 压风管路采用Φ108mm无缝钢管。经压风干管三通阀门处敷设压风管路至井底车场永久避难硐室内。
井底车场永久避难硐室供水取自地面消防水池, 在主干管路上布置Ф108mm铁管, 满足避难硐室内的供水需要, 在供水施救管路上安装减压装置, 保证安全使用供水施救装置。
井下共设计1个永久避难硐室, 矿通讯电缆途径永久避难硐室位置入口处。防爆电话机可直通矿调度室电话, 同时为保证通讯联络系统的可靠性, 计划在各避难硐室内另外建设一套应急通讯设施, 各安设一套直通矿调度室的固定电话, 使各避难硐室内通信系统实现双线路、双通讯。
摘要：为了建设和完善煤矿井下紧急避险设施, 本文通过对青林子煤矿实际情况的分析和研究, 按照国家煤矿安监总局对紧急避险设施建设的有关规定, 编制了该矿的紧急避险设施设计。
关键词：紧急避险设施,压风自救,供水施救,安全监控,人员定位,通信联络
[1] 国家煤矿安全检查局网站.http://www, safety.gov.cn.
[2] 卢鉴章.煤矿井下压风自救系统[J].煤炭科学技术, 2010 (12) .
[3] 孙继平.煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案[J].工矿自动化, 2010 (11) .
[4] 林洁.矿井下紧急避险系统[J].湖南安全与防灾, 2011 (3) .
[5] 李洪宇.井下人员定位系统[D].山东科技大学, 2004.
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