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井下紧急避险系统建设相关问题探讨 安标国家中心 杨大明 博士/研究员 Tel: 010-84264971, 84264266-803 Web: www.aqbz.org Email: ydm601 Add. 北京市和平里青年沟路5号,100013 2012.12.11 山东 泰安 主要内容 1 紧急避险系统建设目的与意义 2 紧急避险系统建设的重点问题 3 值得关注的重要问题 4 结语 主要内容 1 紧急避险系统建设目的与意义 2 紧急避险系统建设的重点问题 3 值得关注的重要问题 4 结语 l 事故的惨痛教训,安全生产的客观需求 加拿大 1928年Hollinger矿火灾(39人死亡)后出现 避险设施,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 中 国 灾害事故造成的人员死亡中,瓦斯煤尘爆炸 的70以上,火灾、水灾的90以上是在 应急避险过程中遇难 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 l 国内外成功经验的分析总结 澳大利亚 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 l 国内外成功经验的分析总结 加拿大 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 l 国内外成功经验的分析总结 南非 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 l 国内外成功经验的分析总结 智利 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 l 国内外成功经验的分析总结 中国 2007.07.29,河南 陕县支建煤矿水灾 ,69人被困,畅通 的井下电话成为希 望热线,压风管道 成为生命线,经过 75h多的紧急营救 ,全部安全脱险 2010.03.28,山西王 家岭水灾,115名矿 工被困近9d后获救 l国外成功做法的借鉴,与国际接轨 美 国 2006矿工法 2008.12 MSHA救生舱最终规定 南 非 矿产法、矿山安全健康法 突发事故应急处理强制性执行准则 澳大利亚 主要产煤省安全要求 加 拿 大 采矿安全规程、部分省安全标准 印度、英国、德国、法国等 早期用于金属矿山, 煤矿应用很少,认为煤矿在灾变时期容易发生火 灾或爆炸,人员应尽可能撤离。目前越来越多国 家规定煤矿井下必须设立紧急避险设施 l 国家安全生产法律法规的强制性要求 1980 煤矿安全规程 王省身主编,矿井灾害防治理论与技术 中国矿业学院出版社,1986,P205 1995 防治煤与瓦斯突出细则 2008 防治煤与瓦斯突出规定 2010 国务院23号文件、总局146、152号文件 2011 国务院40号文件、总局 15、 33号文件 2012 总局【2012】 15号文件 总局【2012】129号文件开展煤矿井下 安全避险“六大系统”专项检查的通知 l 以人为本,完善安全生产保障体系 煤矿安全生产保障体系 保障遇险人 员生命安全 减轻影响 控制范围 预防为主 超前防范 防灾避灾减灾 灾害预测、 监测、预警 防范、控制 安全逃生 紧急避险 自救互救 抢险救灾 应急救援 目标 功效 重点 内容 安全生产立足事故防范;突发紧急情况下保证人员安全逃生;在逃 生路径被阻和逃生不能的情况下保证人员安全避险;加强应急救援 主要内容 1 紧急避险系统建设目的与意义 2 紧急避险系统建设的重点问题 3 值得关注的重要问题 4 结语 先逃生、后避险 2.2 功能定位 l紧急避险系统:为遇险人员安全逃生、紧急避险 提供支持和保障 l紧急避险设施:井下突发紧急情况时,在逃生路 径被阻和逃生不能的情况下,为无法及时撤离的 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 2.1 基本理念 MSHA认为,紧急避险设施是突发紧急情况下井 下人员无法逃脱时的最后保护方式,为被困矿工 提供维持生命环境,使其与救援人员联络获得逃 生方式,或等待救护队到达,促进获救的成功率 l 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 l 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, 避免系统的复杂性增加失效点和失效概率;避免 功能多样化、装修高档化带来新的不安全因素, 以满足紧急避险基本安全需求为目的 l 安全可靠 生命工程,应以安全性和高可靠性为首选 2.2 基本原则 国外 矿山 中国 煤矿 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 管理体系 与制度 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 2.3 基本内容 l具备资质的单位进行整体设计;安全专篇中包含 相关内容 l系统分析矿井内外部环境条件和安全风险的基础 上有针对性的进行,并经充分的技术论证 l主要内容 紧急避险系统布局 应急逃生系统 紧急避险设施类型、位置、功能实现措施 避灾路线、应急预案的调整完善 人员培训与应急演练 管理体系、规章制度 2.4 系统设计 l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 l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 l其他地点? 2.5 系统布局 l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(总局令第 19号)第102条和2012年15号文的要求建设 l总局原则同意福建局“为入井人员提供自救器(防护 时间不低于45min)、合理设置避灾路线、建设井 下临时避难硐室和科学制定应急预案”的布局方案 l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?) 2.5 系统布局 1738.51.65,直立 13421.271.65,低头走 1006.51.021.27,鸭步走 6710.3MPa,气密性350Pa/h,正压维持能力100500Pa l 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 l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 l根据具体条件和需要,进行方案比较和具体设计 由具备井巷工程设计资质的机构进行 l技术指标 额定容量:20100人 额定防护时间:不低于96h,考虑1.2的备用系数 强度:抗爆炸冲击能力不低于0.3MPa 气密性:正压维持能力 应对的主要灾害类型 使用年限:不低于5a 2.10 永久避难硐室 可以采用的结构形式 l结构 避难 硐室 避难 硐室 避难 硐室 避难 硐室 避难 硐室 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 备用状态下应处于常闭状态,应考虑日常通风 设计额定容量较大时,应尽量加大过渡室面积 l结构 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,并借 助该钻孔实现通风、供电、通信等。钻孔供氧应在地面或 至少在该硐室所在水平以上2个水平的进风巷道上开孔 专用管路供氧方式 从地面通过井巷或钻孔布设有效保护的专用管路至避难硐 室,为其供给空气,并实现通风、供电、通信等功能 自备氧供氧 储存足够氧气(空气)或设置自生氧装置 (压缩氧或化学氧) l供氧 Release of Release of 2900 2900 litrelitre of oxygen of oxygen 可以产生大约可以产生大约29002900升的氧气升的氧气 3O2 +2NaCl Thermal Decomposition : 2NaClO3 陶瓷金属整体催化剂 氢氧化钙、氢氧化钾 、氢氧化锂 集中处置 电动风扇集中处置 气动风扇分散处置 帘 l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 3.蓄冰制冷(压缩机蓄冰+蓄电池+电动风机) 降 温 2.电制冷(压缩机制冷+蓄电池) 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 5.制冷剂(CO2/其他制冷剂+气动风机) 4.蓄冰制冷(压缩机蓄冰+压缩空气+气电动风机) 6.相变材料降温 1.通风降温、围岩吸热降温 制冷系统设计 热湿负荷计算 保温隔热设计 7.涡流管制冷 (采区布置有永久避难硐室时) l 符合防治煤与瓦斯突出规定第102条的要求 l 硐室隔离门应当满足气密性要求 l 门墙设单向排气管 l 硐室内应当存放足量食品、急救用品及防护时间不 小于45的隔离式自救器 l 接入矿井压风系统,安设压风自救装置 l 配置环境检(监)测仪器仪表,能够对O2、CH4、 CO2、CO等进行检测或监测 2.11 临时避难硐室设计 松藻打通一矿东区西翼避难硐室位置图 松藻 松藻打通一矿东区西翼避难硐室布置图 松藻打通一矿东区西翼避难硐室装备配置表 l 救生舱的类型 材质:硬体 、 软体 结构:一体式 、组装式(内法兰、外法兰等) 供氧:压缩氧、化学氧 有害气体去除:集中、分散 空调:蓄冰+电动风扇、蓄冰+气动风扇、液态CO2 检测:自动连续监测、便携式
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