采煤设备优化方案

【任务描述】

通过本课题的实施，使学生熟悉煤矿井下紧急避险系统，熟悉永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱等井下紧急避险设施及安全避险六大系统等基本概念；熟练掌握井下发生灾害性事故时现场人员的行动原则等；了解矿山救护队和矿山救护的工作原则。

【知识学习】

在矿山建设和生产过程中，由于自然条件复杂多变，工作环境恶劣，存在着水、火、瓦斯、煤尘和顶板冒落五大灾害威胁，加之人们对各种灾害发生的客观规律的认识还不够全面、深入，特别是“三违”等因素的影响，更是加大了事故发生的可能性。为迅速有效地处理矿井突发事故，保护职工生命安全，减少国家资源和财产损失，必须根据国家相关政策、制度，按规范和标准建设矿山救护设施，配备矿山救护设备，完善矿井紧急避险六大系统，并做好矿山救护工作，保证矿井一旦发生灾害事故，能够安全、迅速、有效地抢救人员，保护设备，控制和缩小灾害事故的影响范围及其危害程度，防止事故扩大，将事故造成的人员伤亡和财产损失降到最小。

一、矿山救护设施设备

1.井下紧急避险设施

井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。井下紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱等，是煤矿井下紧急避险系统建设的主要内容之一。

永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5a。

可移动式救生舱是指可通过牵引、吊装等方式实现移动，适应井下采掘作业地点变化要求的避险设施。

避难硐室的结构如图8-6所示，其主体结构为两端各有一个过渡室，中间是一个生存室；两端过渡室的外侧各有一道向外开启的防护密闭门，两端过渡室的内侧与生存室之间各有一道向外开启的密闭门。过渡室内设置了压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0m²；临时避难硐室不小于2.0m²。生存室的宽度不得小于2.0m，长度根据设计的额定避险人数以及内配装备情况确定，原则是各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2，临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于1.1。永久避难硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m²的有效使用面积，设计额定避险人数不少于20人，且不多于100人。临时避难硐室生存室的净高不低于1.85m，每人应有不低于0.9m²的有效使用面积，设计额定避险人数不少于10人，不多于40人。避难硐室应采用锚喷、砌碹等方式支护，支护材料应阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀，顶板和墙壁的颜色宜为浅色。硐室地面高于硐室外巷道底板的高度不少于0.2m。

可移动式救生舱两端各有一个过渡舱，中间是一个生存舱；舱内颜色一般为浅色，外体颜色一般为黄色或红色，在煤矿井下照明条件下醒目易辨识。过渡舱的净容积应不小于1.2m³，生存舱提供的有效生存空间应不小于0.8m³/人。过渡舱内设压缩空气幕、压气喷淋装置及单向排气阀；生存舱设观察窗和不少于两个单向排气阀。救生舱具有足够的强度和气密性，舱体抗冲击压力不低于0.3MPa，在500±20Pa压力下，泄压速率应不大于350±20Pa/h；舱内气压始终保持高于外界气压100～500Pa，且能根据实际情况进行调节。

2.安全避险六大系统

煤矿井下安全避险六大系统（以下简称六大系统）是指安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、供水施救系统、压风自救系统和通信联络系统。

图8-6 避难碉室的结构（平面示意图）

2011年3月21日，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局印发的《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》规定：所有井工煤矿必须按规定建设完善“六大系统”，达到“系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效”的要求。

（1）安全监测监控 系统煤矿企业按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029—2007）和《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201—2006）的要求，在地面设监测监控系统地面中心站，装备两套监测监控系统主机，一套使用、一套备用，并在地面和井下设置若干个监测监控分站，在风井、井下硐室、泵房、水仓、采掘工作面等相应地点配置了甲烷、风压、温度、风速、一氧化碳、设备开停、流量、烟雾、水位、馈电、风门、风筒等模拟量和开关量传感器对相关参数进行实时监测监控，并确保监控设备的报警点、断电点、断电范围、复电点、信号遥传等符合规定，系统24h不间断运行。

（2）井下人员定位系统 煤矿企业按照《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》（AQ1048—2007）和《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》（AQ6210—2007）的要求，在矿调度室设置人员定位系统地面中心站，配备了一套井下人员跟踪定位及考勤管理系统，在矿井各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域、巷道分支处、煤矿紧急避险设施入口和出口等地点设置定位分站、基站；所有入井人员均配置并要求入井时携带识别卡。井下人员定位系统可对出入井人员进行实时跟踪定位、移动目标监测查询、人员安全保障及考勤统计等，并能通过该系统清楚掌握每个入井人员在井下的位置及活动轨迹。井下人员定位系统传输数据准确，并能及时更新人员定位范围。

（3）紧急避险系统 煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。

（4）供水施救系统 煤矿企业用管道将地面生活用水送至井下，在所有矿井采区避灾路线上敷设供水管路，在压风自救装置处和供压气阀门附近安装供水阀门；将矿井供水管路接入紧急避险设施，并设置供水阀门，从而达到在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。

煤矿企业可利用地面生活水池安装专用供水施救管路，建立独立的供水施救系统，也可利用地面生活水池与矿井消防防尘系统共用管路。

（5）压风自救系统 煤矿企业在《规程》要求建立的压风系统的基础上，按照必须满足在灾变期间能够向所有采掘作业地点提供压风供气的要求，在所有矿井采区避灾路线上敷设压风管路，并按间隔不大于200m、主管路直径不小于100mm、采掘工作面管路直径不小于50mm，设置供气阀门和压风自救装置；煤与瓦斯突出矿井应在距采掘工作面25～40m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风巷有人作业处等地点至少设置一组压风自救装置；在长距离的掘进巷道中，根据实际情况增加压风自救装置的设置组数；其他矿井掘进工作面应敷压风管路，并设置供气阀门。每组压风自救装置应可供5～8人使用。当井下出现煤与瓦斯突出预兆、突出，瓦斯、煤尘爆炸产生的有毒有害气体经过时，避难人员可立即到就近的安装压风自救装置的巷道内，解开压风自救装置的防护袋，打开供气开关，迅速钻进防护袋内，呼吸压风自救装置供给的空气，避免窒息或吸入有毒有害气体导致伤亡。

（6）通信联络系统 煤矿企业应在矿调度室设置安装有线调度电话系统，在地面矿长办公室、矿灯房、主副井绞车房、变电所、主扇值班室、井口检身房等地点安装普通型电话。将通信电缆沿主井或副井敷设至井下，在井下设置井下通信基站，在井底车场、打点硐室、紧急避险设施内、井下主要水泵房、井下中央变电所、运输调度室、水泵房、采区变电所等主要机电设备硐室以及采掘工作面和采区、水平最高点、突出煤层采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点等地方，设置直通矿调度室的本质安全型电话。在距掘进工作面30～50m范围内，距采煤工作面两端10～20m范围内，安装本质安全型电话；采掘工作面的巷道长度大于1000m时，在巷道中部应安设本质安全型电话。通信联络系统应满足矿井灾变时期通信联络的要求。

3.自救器

自救器是一种体积小、携带轻便，但作用时间较短的供矿工个人使用的呼吸保护仪器，主要用途是当井下发生火灾、爆炸、煤和瓦斯突出等事故时，矿工可以佩戴它通过充满有毒有害气体的井巷，迅速撤离灾区。

自救器分为过滤式和隔离式两类，隔离式自救器又有化学氧和压缩氧两种。我国生产有AZL-40型、AZL-60型、MZ-3型和MZ-4型等过滤式自救器，AZH-40型化学氧自救器，AYG-45型和AYG-60型压缩氧自救器。

二、矿山救护

1.矿山救护队

矿山救护队是负责处理矿山事故的专业性队伍，是具有职业化、技术化和军事化的专业组织。矿山救护队的基本任务是：抢救井下遇难人员；处理灾害事故，控制灾情；参与危及井下人员安全的灭火工作；参加排放瓦斯、振动性爆破、启封火区、反风演习和其他需要佩戴氧气呼吸器的安全技术工作；参与审查矿井灾害预防和处理计划，协助搞好矿井安全和消除事故隐患的工作；负责辅助救护队的培训和业务指导；协助矿井搞好职工救护知识的教育。

2.矿山救护的工作原则

矿山救护队必须认真执行国家的安全生产方针，坚持“加强战备，严格训练，主动预防，积极抢救”的原则，时刻保持高度的警惕，并做到“召之即来，来之能战，战之能胜”。矿山救护应遵行以下原则。

1）矿山救护队接到事故电话时，应问清事故地点、类别、通知人姓名，立即发出警报，迅速集合队员，必须在接到电话5min之内出动，不需乘车出动时，不得超过2min出动，及时赶到事故矿井。

2）矿井发生重大事故后，必须立即成立抢救指挥部，单位第一负责人任总指挥，矿山救护队长为指挥部成员。在处理事故时，矿山救护队长对救护队的行动具体负责、全面指挥。如果有外区域矿山救护队联合作战，应成立矿山救护联合作战部，由事故矿所在区域的救护队长担任指挥，协调各救护队行动。

3）处理事故时，应在灾区附近的新鲜风流中选择安全地点设立井下基地。基地指挥由指挥部选派人员担任，由矿山救护队指挥员、待机小队和急救员值班，并设有通往地面指挥部和灾区的电话，有必要的备用救护器材和装备，有明显的灯光标志。

4）抢救遇险人员是矿山救护队的首要任务，要创造条件以最快的速度、最短的路线，先将受伤、窒息的人员运送到新鲜空气地点进行急救，同时派人员引导未受伤人员撤离灾区，然后抬出已牺牲的人员。

5）进入灾区侦察或作业的小队人员不得少于6人，并根据事故性质的需要，携带必要的技术设备。救护小队在窒息区内工作时，小队长应使队员保持在彼此能看到或听到音响信号的范围内，任何情况下都严禁指战员单独行动，严禁通过口具或摘掉口具讲话。

3.井下发生灾害事故时现场人员的行动原则

许多事故案例表明，遇险人员如能采取适当的自救措施，就能够在一定程度上延长有效的避灾时间而增加生存的机会。例如，1983年1月23日，某矿掘进巷道发生火灾，除3名工人及时通过火区冲出灾区外，还有23名工人被堵在灾区里面。这23名矿工沉着冷静，迅速撤退到平巷掘进工作面，用竹笆、风筒很快建造了一道临时密闭，并在这个密闭以里8m处，用溜槽、工作服、竹笆、风筒等物建造了更严密的第二道临时密闭。然后，派一个人在密闭附近监视，其他人员躺下休息，5h后，这23人全部被救护队安全救出。相反，如果不积极自救或自救措施不当，则可能造成死亡。例如，1961年某矿井下配电室发生火灾，53名遇险人员中有45人所处的地点、环境相似，但在事故发生18h后，只有18人得以生还。经现场勘察和被救人员介绍，现场人员能否生还的主要原因为：

1）凡避难位置较高的遇险人员均死亡，位置较低的绝大部分人保存了生命。

2）俯卧在底板上并用沾水毛巾堵住嘴的遇险人员保住了生命；相反，特别是迎着烟雾方向的人均死亡。

3）事放发生后，恐慌乱跑、大哭大叫的人大部分死亡。(www.xing528.com)

井下发生灾害事故时，现场人员应遵守以下行动原则。

（1）及时报告 发生灾变事故后，事故地点附近的人员应尽量了解或判断事故性质、地点和灾害程度，并迅速地利用最近处的电话或其他方式向矿调度室汇报，并迅速向事故可能波及的区域发出警报，使其他工作人员尽快知道灾情。在汇报灾情时，要将看到的异常现象（火烟、飞尘等）、听到的异常声响、感觉到的异常冲击如实汇报，不能凭主观想象判定事故性质，以免给对方造成错觉，影响救灾，这在我国煤矿救灾中是有沉痛教训的。

（2）积极抢救 灾害事故发生后，处于灾区内以及受威胁区域的人员，应沉着冷静，根据灾情和现场条件，在保证自身安全的前提下，采取积极有效的方法和措施，及时投入现场抢救，将事故消灭在初起阶段或控制在最小范围，最大限度地减少事故造成的损失。救援工作必须统一指挥，组织严密，严禁冒险蛮干，各行其是；要采取防止灾区条件恶化和保障救灾人员安全的措施，特别要提高警惕，避免中毒、窒息、爆炸、触电、二次突出、顶邦、二次垮落等再生事故的发生。

（3）安全撤离 当灾区现场不具备事故抢救的条件，或事故已经威胁现场人员安全时，应由在场负责人或在有经验的老工人带领下，按照避灾路线及时组织撤退。在撤退时，要服从领导，听从指挥，受到有害气体威胁时应及时戴好自救器。撤退中遇有溜煤眼、积水区、垮落区等危险地段时，应探明情况，谨慎通过。

（4）妥善避灾 如因通路阻塞或其他原因，灾区人员无法安全撤出时，应迅速进入永久性避难硐室或临时避难硐室；无避难硐室时，可利用现场的工具材料在两道风门之间、独头巷道或其他有利位置构筑临时性避难硐室避难，等待矿山救护队援救，切忌盲动。

【任务考评】

本课题的考评表见表8-7。

表8-7 任务考评表

【思考与练习】

1.简述煤矿井下紧急避险系统的概念。

2.简述永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱等井下紧急避险设施的概念。

3.煤矿安全避险六大系统由哪几个避险系统组成？

4.什么是矿山救护队？矿山救护队的基本任务是什么？

5.简述矿山救护的工作原则。

6.井下发生灾害性事故时现场人员的行动原则是什么？

【知识拓展】

一、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的相关规定

国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局“安监总煤装〔2011〕15号”《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》对煤矿井下紧急避险系统建设的相关规定。

1）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、通信、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96h。

①具备自备氧供氧系统或专用压风管路供氧系统及有害气体去除设施。供氧量不低于0.5L/（min·人），处理二氧化碳的能力不低于0.5L/（min·人），处理一氧化碳的能力应能保证在20mlk内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下。在整个额定防护时间内，紧急避险设施内部环境中氧气体积分数应在18.5%～23.0%，二氧化碳浓度不大于1.0%，CH₄浓度不大于1.0%，CO浓度不大于0.0024%，温度不高于35℃，湿度不大于85%，并保证紧急避险设施内始终处于不低于100Pa的正压状态。采用高压气瓶供气系统的应有减压措施，以保证安全使用。

②配备独立的内外环境参数检测或监测仪器，在突发紧急情况下人员避险时，能够对避险设施过渡室（舱）内的O₂、CO，生存室（舱）内的O₂、CH₄、CO₂、CO、温度、湿度和避险设施外的O₂、CH₄、CO₂、CO进行检测或监测。

③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5000kJ/（天·人），饮用水不少于1.5L/（天·人）。配备的自救器应为隔绝式，有效防护时间应不低于45min。

2）各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2，临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不低于1.1。

3）所有煤与瓦斯突出矿井都应建设井下紧急避险设施。其他矿井在突发紧急情况时，凡井下人员在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面的，应建设井下紧急避险设施。

4）煤与瓦斯突出矿井应建设采区避难硐室。突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500m时，应在距离工作面500m范围内建设临时避难硐室或设置可移动式救生舱。其他矿井应在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。

5）紧急避险系统应有整体设计。设计方案应符合国家有关规定要求，经过企业技术负责人批准后，报属地煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构备案。

新建、改扩建煤矿建设项目安全设施设计专篇中应包含煤矿井下紧急避险系统的设计，并符合本规定有关要求。

6）紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。

二、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局印发的《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的相关规定

2011年3月21日，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局印发的《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》规定如下：

1）所有矿井采区避灾路线上均应敷设压风管路，并设置供气阀门，间隔不大于200m。有条件的矿井可设置压风自救装置。水文地质条件复杂和极复杂的矿井应在各水平、采区和上山巷道最高处敷设压风管路，并设置供气阀门。压风自救系统的主管路直径不小于100mm，采掘工作面管路直径不小于50mm。

2）煤与瓦斯突出矿井应在距采掘工作面25～40m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风巷有人作业处等地点至少设置一组压风自救装置；在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加压风自救装置的设置组数。每组压风自救装置应可供5～8人使用。其他矿井掘进工作面应敷压风管路，并设置供气阀门。

3）主送气管路应装集水放水器。在供气管路与自救装置连接处，要加装开关和汽水分离器。压风自救系统阀门应安装齐全，阀门扳手要在同一方向，以保证系统正常使用。

4）压风自救装置应符合《矿井压风自救装置技术条件》的要求，并取得煤矿矿用产品安全标志。

5）压风自救装置应具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能，零部件的连接应牢固、可靠，不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过5mm的现象。

6）压风自救装置的操作应简单、快捷、可靠。避灾人员在使用压风自救装置时，应感到舒适、无刺痛和压迫感。压风自救系统适用的压风管道供气压力为0.3～0.7MPa。在0.3MPa压力时，压风自救装置的供气量应在100～150L/mlk范围内。压风自救装置工作时的噪声应小于85db。

7）压风自救装置安装在采掘工作面巷道内的压缩空气管道上，设置在宽敞、支护良好、水沟盖板齐全、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.5m以上，管路敷设高度应便于现场人员自救应用。

三、2011年修订版《煤矿安全规程》有关入井人员的规定

第十条 入井人员必须戴安全帽、随身携带自救器和矿灯，严禁携带烟草和点火物品，严禁穿化纤衣服，入井前严禁喝酒。煤矿企业必须建立入井检身制度和出入井人员清点制度。