Transcript 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: [email protected]
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
3 紧急避险系统建设的重点问题
4 值得关注的重要问题
 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
 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
2007
AQ6210、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
 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）
 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
 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
王省身主编，《矿井灾害防治理论与技术》
山西潞安现场会
（201005）
中国矿业学院出版社，1986，P205
国务院23号文件（201007）
 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
 国内外成功范例
澳大利亚
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
加拿大
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
南非
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
智利
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
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
 国内外成功范例
中国
 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
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
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》
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
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
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
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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
3.1 基本理念
先逃生、后避险
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
MSHA认为，紧急避险设施是突发紧急情况下井
提供支持和保障
下人员无法逃脱时的最后保护方式，为被困矿工
紧急避险设施：井下突发紧急情况时，在逃生路
提供维持生命环境，使其与救援人员联络获得逃
径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的
生方式，或等待救护队到达，促进获救的成功率
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
3.3 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
3.4 基本内容
紧急避险系统
避灾路线
应急逃生
系统与装备
避险设施
应急预案
管理体系
与制度
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
3.5 系统布局
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
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
MSHA自救器存放柜布置地点间最大距离参考值
号文的要求建设
巷道平均高度，m
自救器存放柜布置地点间最大距离，m
总局原则同意福建局“为入井人员提供自救器(防
<1.02，爬行
671
1.02~1.27，鸭步走
1006.5
护时间不低于45min)、合理设置避灾路线、建设
1.27~1.65，低头走
1342
井下临时避难硐室和科学制定应急预案”的布局方
>1.65，直立
1738.5
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？）
3.5 系统布局
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
3.6 避险设施结构
 基本结构
air lock
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
密闭
门
防护密
闭门
过渡室
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)
生存室
强度0.3MPa，气密性<350Pa/h，正压维持能力>100Pa
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
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
供氧
Release of 2900 litre of oxygen
可以产生大约2900升的氧气
 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
Thermal Decomposition :
3O2 +2NaCl
2NaClO3
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）
供氧
压风自救装置得到广泛应用
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
陶瓷金属整体催化剂
集中处置 · 电动风扇
氢氧化钙、氢氧化钾
、氢氧化锂
集中处置 · 气动风扇
分散处置 · 帘
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
制冷系统设计
热湿负荷计算
保温隔热设计
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
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
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
4.1 救生舱在井下的布置
4.2 安全保障技术
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
4.3 安全使用与维护问题
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?
谢 谢！
THANK YOU