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