井下紧急避险系统知识.ppt

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1、1,井下紧急避险 系统知识,2,矿山井下避难所的定义与基本功能,国内外矿山井下避难所建设情况,矿井可移动式救生舱的构成,1,2,3,矿井避难峒室及避险系统的应用,4,主讲内容,3,为永久性和便携式安全救生舱提供一个安全的和可以呼吸的环境！安全救生舱的基本功能是一旦井下发生岩崩、火灾、透水、爆炸等事件时，能够防止有毒气体的进入，并提供呼吸空气的来源，以保持生命。已经成为井工矿逃生和救援策略的一个必要的部分。,1、矿山井下避难所的定义与基本功能,4,煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定,4.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

2、整体。紧急避险系统建设的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。5.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。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。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5年。临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避

3、灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年。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。,5,1、矿山井下避难所的定义与基本功能,瓦斯爆炸过程后，矿井中氧气浓度下降，燃烧生成大量的CO2和H2O，不完全反应产生的CO浓度一般也达到1000ppm以上，成为井下人员伤亡的主要因素之一。灾后缺氧环境（16%）、有毒有害气体环境（CO、H2S、NH3、SO2、Cl2、NO2）、高温烟气（火焰锋面温度可达到21502650）、二次爆炸冲击（可达2MPa以上）等危害是造成人员伤亡的主要原因。,正常矿井

4、环境O2：20.85%CO2：0.03%CO:24ppmH2O:0.5%N2:78.62%,灾变,灾后矿井环境O2：15.3%CO2：3.6%CO:10004000ppmH2O:6.2%N2:74.9%,据统计，在瓦斯煤尘爆炸事故中，死于CO中毒或窒息的人数占总死亡人数的80%以上。,6,2、国内外矿山井下避难所建设情况,通过调研发现，南非、加拿大、美国、澳大利亚等采矿业发达国家，对矿井事故的应急救援工作十分重视，将应急避难所和救生舱作为地下矿山应急救援工作的重要部分进行了大量的研究，并有了多次成功营救的经验。例如，2006年12月美国西弗吉尼亚发生矿难后（12人被困，11人死亡），各州政府即

5、制定了相关标准与法规，要求井下必须装置救生舱或避难所，2008年12月31日美国联邦政府在“地下煤矿强制安全标准（修订版）”中 专门制定了矿用救生舱的标准。,7,2、国内外矿山井下避难所建设情况,目前，国外主要采煤国家使用的应急避难所主要有以下三种类型：永久性固定避难所（Permanent Chamber）：在矿井巷道两侧地层中直接挖掘而成，主要布置在主巷或逃生路线上。利用贯穿到地面的钻孔，向避难所内持续提供输送新鲜空气，并实现与地面的通讯。临时性固定避难所（Temporary Chamber）：在矿井工作面附近的巷道或煤层中挖掘而成，依靠氧气瓶等设备为避难所提供一定时间的氧气。当该工作面停产

6、后，临时性避难所即被废弃，避难所内密封门、氧气瓶、通讯、监测仪器等设备被转移到新的临时避难所中。可移动式救生舱（Portable Chamber）：多数为舱体式结构，具有行进装置或者吊装、拖曳部件，能在巷道中移动，随工程进度不断改变位置。氧气瓶、通讯、监测仪器等设备均安装在舱体内。,8,Air,Water and Food,Air Tanks,Oxygen Tanks,Packed Shelter,软体式救生舱,9,机械结构：国外应急救生舱多数为整体式结构，舱体体积较大，欧洲某种型号可容纳15人的应急救生舱规格达到8m（L）2.4m（W）2.5m（H）；澳大利亚某公司的产品拥有可容纳4人、8人

7、、12人、15人、20人、30人的6种规格。防护设计：国外应急救生舱多数只为隔绝有毒有害气体，舱体防护仅采用单层钢结构，隔温与防爆能力有限（如，美国救生舱承受的爆炸波压力为0.6MPa）。使用材料：国外大部分硬体救生舱的制造采用了钢质材料；软体舱多采用乙烯基等聚合材料或橡胶材料，在矿井灾变高温环境下，这些材料有可能分解生成某些有毒有害气体在救生舱内部扩散。,（1）国外救生舱特点,10,移动方式：救生舱的移动方式主要有吊装、车轮、滑靴底拖、叉车托举等。氧气供应方式：国外应急救生舱中主要氧气供应方式一般是压缩空气和氧气钢瓶供氧。有毒有害气体处理：主要是处理二氧化碳，国外救生舱的标准要求将二氧化碳的

8、浓度控制在0.5%以下，一般不允许超过0.8%。温、湿度控制：国外部分救生舱产品设计时主要考虑了平衡舱内人员的辐射热量，而没有考虑处理舱内二氧化碳吸收等必须的化学反应产生的热量；部分救生舱则通过舱体单层钢结构的自然热传导向外部环境传热来解决内部热量积累问题。,（1）国外救生舱特点,11,钻孔压风机,避难所内设置的急救用品,避难所内张贴的使用程序,携带式卫生洁具,12,（2）美国,2006年，西弗吉尼亚州政府率先对避难所做出规定，并对救生舱产品实施州政府批准，规定防护时间不得少于48h2008年12月，MSHA发布救生舱条例，规定2009年12月前所有美国煤矿井下必须配备避难所，保证所有入井人员

9、都有灾变时期的避险位置，防护时间提高到96h。条例中对救生舱等避难所的设置提出了具体要求避难所设置要求：1）矿工在30min或更短时间内能够到达地面的矿山不需要布置2）足以容纳所有工作人员，包括经理、供应商、检测员及联邦监察员3）必须能够容纳邻近区域工作的最大矿工人数，包括轮班替换人员4）设置位置距离最近工作面不超过300m5）在距离工作面较远区域，两个避难所间隔不超过矿工1h的行进距 离，即矿工距离任一避难所或安全出口的行进时间不超过30min,2.4 国外对井下避难所的基本要求,13,各类矿难事故已引起党中央及各级政府的高度重视，2008年8月，温家宝总理、张德江副总理做出批示，要求学习南

10、非等国的先进经验进一步提高我国应急救援水平，减少因矿难事故造成的损失；张德江副总理及国家安监局领导多次考察并指导救生舱等应急装备的研发工作。矿井所特有的灾变环境，使得矿用救生舱的设计有别于太空舱、潜艇舱等舱室的设计。2006年科技部批准立项的国家“十一五”科技支撑计划专题“遇险人员快速救护关键技术与装备的研究”（编号：2006BAK25B00-4）子专题“可移动式救生舱研究”项目由北京科技大学和潞安矿业集团公司共同承担，已于2009年3月通过技术鉴定；2010年3月通过科技部的验收。目前，已有数十家企业参与到救生舱制作工作，有望形成一个新兴安全产业。,2.5 国内矿山井下避难所建设情况,14,

11、十一五指南要求：容纳人数：额定8人；生存天数：不小于4天；舱体结构：分段式；抗冲击力：5MPa；隔热：瞬时1200 持续260下12h，舱内温度：30以下,15,我国煤矿避险系统建设阶段,2010年5月19日，“全国煤矿坚决遏制重特大事故”现场会在潞安集团举行，赵铁锤局长表示，到2012年，国有重点煤矿建立将建立“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”等安全避险六大系统；到2015年中国所有煤矿必须都建设完成。国务院23号文明确：将紧急避险系统的研发与制造作为安全产业加以培育，纳入国家振兴装备制造业的政策支持范畴，并要求2013年前建设六大系统。201

12、0年10月14日，智利矿难成功救出33名矿工后，在接受媒体采访时赵铁锤表示“矿井救生舱是重中之重”。2010年11月12日，国家局召开的推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设专题会（电话会）上，王树鹤副局长重申了实施安全避险系统的时间表。,16,具备较高起点。在充分借鉴发达国家成功经验和做法的基础上，将潜艇、船舶、高楼逃生等领域的一些高新技术用于井下避难所研发相关领域的单位参与。除传统矿用产品研发领域的单位开展研发外，相关领域的机构参与救生舱研究，推动整体水平的提高设备需要实践检验和优化完善。救生舱等避难所是生命工程，要求高技术含量和高可靠性。相关技术装备的引进和相关领域技术的采用应根据中国煤矿

13、的特点，在设备研发过程中虽经大量试验，也需通过实用不断优化调整，以最大限度保证避险人员的生命安全需要通过试点建设工作完善相关标准。在充分借鉴国内外成功经验和广泛征求意见的基础上，近两年来国家煤矿安监局先后发布了煤矿井下避难所（救生舱）基本要求（试行）、煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法、煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定。矿用可移动式救生舱通用要求（AQ标准）也已经过多轮修改，尚需通过试点建设工作加以完善需要完善相关试验设施和验证手段,2.5 国内矿山井下避难所建设情况,17,环境监测系统-硬件,18,空气净化系统,通讯系统,舱门空气幕联动系统,排泄物处理系统,内

14、外环境监测系统,动力系统,供氧系统,空气调节系统,救 生 舱 构 成,3.3救生舱的系统构成,19,矿用可移动式救生舱环境要求,舱内环境指标大气压力：（101.335）kPa氧气浓度：18.5%22%二氧化碳浓度：0.3%0.8%大气温度：2030大气相对湿度：30%80%大气流动速度：（0.10.4）m/s微量气体浓度：不超过规定值,20,21,3.6.2 救生舱隔爆检验,22,3.6.3 救生舱使用功能,可移动式矿用救生舱主要适用于煤矿或非煤矿山井下发生的各类爆炸，煤与瓦斯突出、冒顶、外因火灾等事故现场的人员避难，也可作为日常的矿井气体监控设施、矿难时井下临时指挥与调度场所使用。救生舱是矿

15、山救援系统的重要组成部分，在设计上配备了巷道内气体、温度、压力等参数的检测系统，可独立工作的动力系统，生命维持系统、环境控制系统以及必要的保护结构。救生舱在设计上充分考虑了使用现场环境的复杂性和恶劣性。采用了坚固的钢制外壳，防火、防锈、防腐的专用涂层。舱体设有独立的生命维持系统，在没有外界动力条件下可提供8人4天的生存环境。在设计上强化了通讯系统，支持目前广泛应用的井下电话通讯系统，并设有无线电通讯设备和舱外警示装置。针对特殊情况设计了观察窗和紧急逃生装置。装备了较为舒适的内部装饰，可缓解在紧急情况下避难人员的紧张情绪。,23,三防一隔：“防毒、防火、防震、隔爆”,四基地：一、矿工生命的救生基

16、地二、救护人员的中转基地三、救灾人员的指挥基地四、与井上进行通讯的联络基地,3.6.3 救生舱使用功能,24,把矿用可移动式救生舱生命保障技术进行放大拓展延伸，形成和开发避难硐室成套技术装备。避难硐室具有救生舱的一切防护功能，而且具有更大的维生空间，可以满足一定区域内所有矿工的避险维生需求，实现井下避险全员覆盖。,4、矿井避难峒室及避险系统的应用,25,井下避难硐室分为永久避难硐室和临时避难硐室。避难硐室由以下各系统组成：,4.1 避难硐室的系统组成,26,4.3 避难硐室分类及其系统构成,27,避难硐室内压风量的确定,管路的设计及布置,避难硐室风管影响因素实验,28,足够坚固，能够抵御外部如

17、顶板冒落、瓦斯煤尘爆炸冲击,能够将外部有害的气体环境、高温热环境隔 绝,能够监测空间内外环境状况，并能依靠通讯设备向外主动传递井下信息,能在一定的时间内提供维持生命所必需的氧气、水、食物等,舱体设计,气密隔热,内部设备,内部空间,4.4.2 紧急避险体系的功能定位,29,4.4.3 潞安常村矿避险体系设置原则,1.全面对接,互联互通,各个避难空间（尤其救生舱和永久避难硐室之间）实现互联互通，形成防护系统的网络化，每一个固定避难硐室都能在灾变条件下成为井下的临时救援指挥中心。,30,2.多级防护，独立运行,当矿井各固有系统和网络因灾害、事故崩溃时，所有避难空间内都能形成独立运行、完整有效的维生系

18、统，保证避险人员的生命安全。,4.4.3 潞安常村矿避险体系设置原则,31,3.多点布置，全员覆盖,新型安全避险系统将会根据井下的作业条件、巷道位置、劳动组织、人员分布情况多点布置不同规格的紧急避险空间和维生设施。确保全员覆盖井下每名矿工，使井下人人享有一个避险维生的防护空间。,4.4.3 潞安常村矿避险体系设置原则,32,遇险人员避险流程,遇险人员进入避难空间,遇险人员携带隔离式自救器，其提供半小时到一小时的个体防护，将构成第一级紧急避险；采掘工作面附近应设置移动式救生舱或者建设临时避难硐室，构成第二级区域避险；采区上下山附近或井底车场应建设能持续获得氧气、水，拥有通讯、环境监测等功能的固定

19、式避难所，构成第三级避险。,33,为井下遇险人员提供逃生方向指示显示距离前方救生舱和避难硐室的距离可在黑暗环境中清晰显示指示信息,逃生路线的标志显示,34,4.4.7 避难硐室的验证试验情况,2010年5月15日，常村煤矿N3采区永久避难硐室内进行了43人8小时生存验证试验。试验取得的各项监测数据表明，井下避难硐室完全具有灾变条件下的避险保障能力。,35,六大体系建设中的相关问题,在原有的应急预案的基础上，应尽早建立基于避难所（包括救生舱、避难峒室）的应急救援体系煤矿安全规程的修订问题有关避难所知识的职工培训与演练问题应在全国煤矿进行基于避难所的矿井安全防护体系新理念的教育,36,谢谢大家！,