论文部分内容阅读
摘要：为了贯彻执行国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安监局提出的我国煤矿要在2013年6月底前建成井下避灾六大系统的要求，在其后的煤矿设计中，都以六大系统的要求为指针，针对各煤矿的具体情况，结合国家煤炭行业的规程与规范，系统地对六大系统中的永久避险硐室、临时避险硐室和可移动救生舱进行了研究，并在一些矿井改造中进行应用，积累了一些经验，也为救生设施在其他煤企中使用，提供了技术支持。
[关键词]“永久避险硐室”“可移动救生舱”“临时避险要求”
中图分类号：U675.94 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）31―0266―02
在新建、改建还是扩建当中的矿井、安全是第一要务，就煤矿而言、最小的生产形式 “一采两掘”，生产人员大致都在30-40人，加之辅助的人员管理人员。总要在50人左右，要保证这些人的生命安全，就要构建一套完整的避灾系统，在灾变时能发挥最大的作用，以确保人员的救护，达到安全避灾的效能，笔者根据《煤矿井下紧急避险系统管理暂行规定》（安监总煤装〖2011〗15号）的要求，结合在煤矿避险硐室、舱室设计和施工中的经验，介绍一下避险硐室的设计，以便煤矿及其他矿业有关人员进行参考和借鉴。
1、永久避险硐室的选址
根据紧急避险线路要求，紧急硐室的选址要避开变电所、火药库或停车点。因为这些点存在火灾隐患或停车拥紧避灾路径，影响避险逃生时间。避险硐室还应远离各种地质构造区域，如断层，岩层破碎带等，以免地震等大的地下位移破坏硐室内设备，再有就是硐室要选择在足够强度的煤层或岩层中，并且要设置足够厚度的非可燃物保护层。避险硐室外20米内不得堆积易燃物品，通向硐室要设置有清晰、醒目的指示牌、路标，以引导应急避险人员快速、准确的进入避险硐室避险。
1.1永久避险硐室的结构
永久避难硐室采用内外两道门结构，外侧第一道防护门能抵抗一定强度的冲击波和有毒有害气体的防护密闭门；第二是有毒有害气体防护密闭门，两道门中间是过渡室，第二道门之内是可以供避险的生存室。两层防护密闭门之间的过渡室设有压缩空气幕和压气喷淋头。生存避险室内设有带空气过滤装置的循环空气净化系统，以保证人员的呼吸质量。
1.2第一道防护密闭门
防护门的设计遵循灵活、快捷、手动、密闭性能良好的原则。门体要求能瞬时1000C高温0.3Mpa的爆炸冲击波及有毒有害气体的侵袭，门体的结构采用绕流和分流技术，防护密闭门上设有观察窗，观察窗玻璃应采用厚15mm以上的钢化玻璃，而面积为φ100mm为宜，安装时采用不燃密封材料进行压紧片式密封。
1.3第一道防爆密闭墙
防爆密闭墙要求能够抵抗瞬时1000°C的高温和0.3Mpa的爆炸冲击波，墙体采用C30强度的混凝土加配钢筋浇注，与第一道防护密闭门框的连接是通过多个预埋螺栓连接，螺栓预埋长度不少于200mm，直径不小于M20，框与墙体间使用不燃的片状密封以保证门与框的密封。
1.4第二道密闭门
第二道防护门的设计，着重于阻挡有毒有害气体，门上设观察窗，防护门框与第二挡墙采用预埋螺栓方式连接，密封可采用无色无味的聚酯胶条，置于框与墙体表面用螺栓压紧即可。
1.5避险硐室内空气循环系统
永久避险硐室，内部的空气循环通过预埋在发碹墙内的压风管路进入到硐室内，可布设多个喷头供给新鲜空气。硐室内保持正压状态，一般比硐外的空气压力高出200pa-300pa即可，保持正压的唯一好处是当硐室密封不严时，通过压差由裂隙外泄风，以防止有毒有害气体的进入。如接入无压风时，用贮存的高压氧气瓶供氧，同时保持硐室内始终处于正压状态。
1.6气幕系统
气幕系统设置在第一、二密闭门之间的过渡室。在顶板和墙体两侧，可设多个喷嘴，其功能是当避险人员进入过渡室时启动高压风流在过渡室内形成正压气流。将有害气体阻隔在硐室外。
其它系统
其它系统包括人员定位系统、监测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等附属系统，能保证硐室内避险人员的正常、良好生存以等待井上救护队伍的施救。
2、临时避难硐室
临时避难硐室是指设置在采掘区域避灾线路上，具备六大救护系统的井下专用巷道硐室，它是随采掘系统的延伸而设置在采区附近，服务年限随采区年限而定，一般不超过5年。
临时避险系统设计标准同永久避灾硐室，也包括第一道防护密闭门、第一道防护墙、第二道防护门，空气循环系统。第一道防护门和第二道防护门间的气幕防毒系统、通讯系统、生命保障系统等附属系统，其技术标准可以参照永久避难硐室的设计技术要求，在此不作赘述。
3、救生舱的系统
矿用可移动救生舱具备抗爆、防水、防毒、防火、耐高温等诸多功能，能抵御煤矿中可能发生的多种灾害，确保避灾人员的安全，能够为避灾人员等待救援赢得时间的设施。
3.1舱体结构
矿用可移动救生舱采用分体组装式设计、可分为舱门舱、过渡舱、救生舱、贮藏舱。几个部分采用统一规格的舱体单元，以外法盘式螺栓连接，其中救生舱单元可以视任务性质加减，如可以组成10人左右的过渡式救生舱室，也可以组成永久避险舱。每个结构单元都可以在斜井或竖井以矿车运输，并在巷道内组装成舱。
矿用可移动式救生舱外壳材料采用可抵抗冲击钢结构材质，考虑到舱与舱之间连接要隔绝巷内的有毒有害气体，所以采用法兰结构，中间以不燃、无毒密封材质加以密封。为应对可能出现的高温环境，救生舱内壁、顶、底要铺设无毒无味的隔热材料，并且在法兰连接外采用特殊结构设计，完全阻断金属热桥，以断绝舱外热量对于避险人员的伤害。
救生舱内部设计时应注意到使用材料要绝对无害、无污染，以保证舱内避险人员的安全。
救生舱组装后，应有自身的移动机构，如滑靴、滚轮等。舱上部要设置吊装用的孔或环。能有效地适应不同的巷道条件。
3.2氧气供应
矿用可移动救生舱采用多级供气防护，舱外设置连接矿用压风管路。舱内贮存有压缩气钢瓶、化学氧、压缩气自救器，四种方式。当灾害发生时，如矿用压风管路可正常输送压缩空气，则舱内可采用压缩空气直接送风，此状态可长时间保持舱内良好的空气质量。若压风系统遭到破坏，舱内压缩氧气钢瓶也能提供设计救援时间内所需氧气。特殊情况下、舱内化学应急氧可以吸收二氧化碳提供氧气，供氧量不少于24小时；舱内备用压缩气自救器，可供舱内气体环境恶化撤离时使用；救生舱这四种供氧防护技术足可以应对因供氧出现问题而可能发生的次生灾害。
3.3舱内有害气体处理
矿用可移动救生舱中的空气净化器要选择以取得矿用安全标志，经检验，净化性能合格的空气净化器，能有效的将舱内的二氧化碳、一氧化碳及其它微量污染物含量控制在标准允许的范围内。
空气净化器要拥有能切换普通风道和与制冷设备连通的制冷风道，在净化空气的同时能有效地排湿、提高空气质量。
3.4舱内温湿度控制
可移动式救生舱中依靠舱内冷量储存来解决舱外高温对救生舱内温湿度的影响。而在正常情况下，救生舱外部的矿用防爆剂制冷机组依靠矿井电力运行，完成舱内冷量储备后，并且以较低的电能维持舱内的制冷机组运行。当矿井灾害时，舱内的冷量储备正好发挥作用，以平衡舱内的人员散热、外部传热和内部的机器放热，保证舱内的温度、湿度适宜避灾人员生存。
3.5电力供应
救生舱主要电力供应系统是专用防爆电源箱。内部采用镍氢蓄电池组。此电源箱平时依靠矿内电源充电，在外部电源突然中断时，电源箱启动，完全能满足救援时间内救生舱的电力消耗。
[关键词]“永久避险硐室”“可移动救生舱”“临时避险要求”
中图分类号：U675.94 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）31―0266―02
在新建、改建还是扩建当中的矿井、安全是第一要务，就煤矿而言、最小的生产形式 “一采两掘”，生产人员大致都在30-40人，加之辅助的人员管理人员。总要在50人左右，要保证这些人的生命安全，就要构建一套完整的避灾系统，在灾变时能发挥最大的作用，以确保人员的救护，达到安全避灾的效能，笔者根据《煤矿井下紧急避险系统管理暂行规定》（安监总煤装〖2011〗15号）的要求，结合在煤矿避险硐室、舱室设计和施工中的经验，介绍一下避险硐室的设计，以便煤矿及其他矿业有关人员进行参考和借鉴。
1、永久避险硐室的选址
根据紧急避险线路要求，紧急硐室的选址要避开变电所、火药库或停车点。因为这些点存在火灾隐患或停车拥紧避灾路径，影响避险逃生时间。避险硐室还应远离各种地质构造区域，如断层，岩层破碎带等，以免地震等大的地下位移破坏硐室内设备，再有就是硐室要选择在足够强度的煤层或岩层中，并且要设置足够厚度的非可燃物保护层。避险硐室外20米内不得堆积易燃物品，通向硐室要设置有清晰、醒目的指示牌、路标，以引导应急避险人员快速、准确的进入避险硐室避险。
1.1永久避险硐室的结构
永久避难硐室采用内外两道门结构，外侧第一道防护门能抵抗一定强度的冲击波和有毒有害气体的防护密闭门；第二是有毒有害气体防护密闭门，两道门中间是过渡室，第二道门之内是可以供避险的生存室。两层防护密闭门之间的过渡室设有压缩空气幕和压气喷淋头。生存避险室内设有带空气过滤装置的循环空气净化系统，以保证人员的呼吸质量。
1.2第一道防护密闭门
防护门的设计遵循灵活、快捷、手动、密闭性能良好的原则。门体要求能瞬时1000C高温0.3Mpa的爆炸冲击波及有毒有害气体的侵袭，门体的结构采用绕流和分流技术，防护密闭门上设有观察窗，观察窗玻璃应采用厚15mm以上的钢化玻璃，而面积为φ100mm为宜，安装时采用不燃密封材料进行压紧片式密封。
1.3第一道防爆密闭墙
防爆密闭墙要求能够抵抗瞬时1000°C的高温和0.3Mpa的爆炸冲击波，墙体采用C30强度的混凝土加配钢筋浇注，与第一道防护密闭门框的连接是通过多个预埋螺栓连接，螺栓预埋长度不少于200mm，直径不小于M20，框与墙体间使用不燃的片状密封以保证门与框的密封。
1.4第二道密闭门
第二道防护门的设计，着重于阻挡有毒有害气体，门上设观察窗，防护门框与第二挡墙采用预埋螺栓方式连接，密封可采用无色无味的聚酯胶条，置于框与墙体表面用螺栓压紧即可。
1.5避险硐室内空气循环系统
永久避险硐室，内部的空气循环通过预埋在发碹墙内的压风管路进入到硐室内，可布设多个喷头供给新鲜空气。硐室内保持正压状态，一般比硐外的空气压力高出200pa-300pa即可，保持正压的唯一好处是当硐室密封不严时，通过压差由裂隙外泄风，以防止有毒有害气体的进入。如接入无压风时，用贮存的高压氧气瓶供氧，同时保持硐室内始终处于正压状态。
1.6气幕系统
气幕系统设置在第一、二密闭门之间的过渡室。在顶板和墙体两侧，可设多个喷嘴，其功能是当避险人员进入过渡室时启动高压风流在过渡室内形成正压气流。将有害气体阻隔在硐室外。
其它系统
其它系统包括人员定位系统、监测监控系统、通讯联络系统、供水施救系统、压风自救系统等附属系统，能保证硐室内避险人员的正常、良好生存以等待井上救护队伍的施救。
2、临时避难硐室
临时避难硐室是指设置在采掘区域避灾线路上，具备六大救护系统的井下专用巷道硐室，它是随采掘系统的延伸而设置在采区附近，服务年限随采区年限而定，一般不超过5年。
临时避险系统设计标准同永久避灾硐室，也包括第一道防护密闭门、第一道防护墙、第二道防护门，空气循环系统。第一道防护门和第二道防护门间的气幕防毒系统、通讯系统、生命保障系统等附属系统，其技术标准可以参照永久避难硐室的设计技术要求，在此不作赘述。
3、救生舱的系统
矿用可移动救生舱具备抗爆、防水、防毒、防火、耐高温等诸多功能，能抵御煤矿中可能发生的多种灾害，确保避灾人员的安全，能够为避灾人员等待救援赢得时间的设施。
3.1舱体结构
矿用可移动救生舱采用分体组装式设计、可分为舱门舱、过渡舱、救生舱、贮藏舱。几个部分采用统一规格的舱体单元，以外法盘式螺栓连接，其中救生舱单元可以视任务性质加减，如可以组成10人左右的过渡式救生舱室，也可以组成永久避险舱。每个结构单元都可以在斜井或竖井以矿车运输，并在巷道内组装成舱。
矿用可移动式救生舱外壳材料采用可抵抗冲击钢结构材质，考虑到舱与舱之间连接要隔绝巷内的有毒有害气体，所以采用法兰结构，中间以不燃、无毒密封材质加以密封。为应对可能出现的高温环境，救生舱内壁、顶、底要铺设无毒无味的隔热材料，并且在法兰连接外采用特殊结构设计，完全阻断金属热桥，以断绝舱外热量对于避险人员的伤害。
救生舱内部设计时应注意到使用材料要绝对无害、无污染，以保证舱内避险人员的安全。
救生舱组装后，应有自身的移动机构，如滑靴、滚轮等。舱上部要设置吊装用的孔或环。能有效地适应不同的巷道条件。
3.2氧气供应
矿用可移动救生舱采用多级供气防护，舱外设置连接矿用压风管路。舱内贮存有压缩气钢瓶、化学氧、压缩气自救器，四种方式。当灾害发生时，如矿用压风管路可正常输送压缩空气，则舱内可采用压缩空气直接送风，此状态可长时间保持舱内良好的空气质量。若压风系统遭到破坏，舱内压缩氧气钢瓶也能提供设计救援时间内所需氧气。特殊情况下、舱内化学应急氧可以吸收二氧化碳提供氧气，供氧量不少于24小时；舱内备用压缩气自救器，可供舱内气体环境恶化撤离时使用；救生舱这四种供氧防护技术足可以应对因供氧出现问题而可能发生的次生灾害。
3.3舱内有害气体处理
矿用可移动救生舱中的空气净化器要选择以取得矿用安全标志，经检验，净化性能合格的空气净化器，能有效的将舱内的二氧化碳、一氧化碳及其它微量污染物含量控制在标准允许的范围内。
空气净化器要拥有能切换普通风道和与制冷设备连通的制冷风道，在净化空气的同时能有效地排湿、提高空气质量。
3.4舱内温湿度控制
可移动式救生舱中依靠舱内冷量储存来解决舱外高温对救生舱内温湿度的影响。而在正常情况下，救生舱外部的矿用防爆剂制冷机组依靠矿井电力运行，完成舱内冷量储备后，并且以较低的电能维持舱内的制冷机组运行。当矿井灾害时，舱内的冷量储备正好发挥作用，以平衡舱内的人员散热、外部传热和内部的机器放热，保证舱内的温度、湿度适宜避灾人员生存。
3.5电力供应
救生舱主要电力供应系统是专用防爆电源箱。内部采用镍氢蓄电池组。此电源箱平时依靠矿内电源充电，在外部电源突然中断时，电源箱启动，完全能满足救援时间内救生舱的电力消耗。