煤矿井下紧急避险系统,煤矿职工安全培训课件,紧急避险系统,主要内容 煤矿主要事故的危害 国外研发及使用情况 国内研发情况 紧急避险系统 避难硐室 可移动式救生舱 维护与管理 培训与应急演练 发挥“六大系统”整体效能和作用,煤矿主要事故的危害,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 窒息 CH4 43%, O2 12%, 呼吸非常短促 CH4 57%, O2 9%, 即刻昏迷，有 死亡危险,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 爆炸 三条件 瓦斯浓度 5%16% 3.6% 引爆火源 空气氧含量12%,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 爆炸 高压冲击波 大于音速，最高1000m/s以上 波峰压力0.50.8MPa,最高2MPa 0.04MPa，失去知觉、四肢脱臼、骨折 0.06MPa，内脏受伤、严重脑震荡 0.15MPa，人体完整性遭破坏 0.3MPa， 75%以上死亡 0.4MPa， 100%死亡 传播几千米，甚至地面,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 爆炸 高压冲击波 摧毁井巷支架、设备、破坏通风系统 扬起煤尘，产生新的瓦斯、煤尘爆炸源，引起二次爆炸 二次反冲，破坏更为严重，容易产生二次爆炸,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 高温火焰锋面 传播速度初期较慢，随后从100m/s迅速增长到音速以上，最高2500m/s 传播几十米几百米，少数可达几千米 温度可达21502650oC 人体皮肤、呼吸器官大面积烧伤 烧坏井下电器设备、电缆，引燃井下可燃物，产生新的引爆火源,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 有毒有害气体 CO2达到9%， O2下降到6%，人员窒息 CO高达12%，短时间即可致人死亡,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 引发煤尘爆炸 产生大量CO，浓度2%3%，有时高达7%8%，最高14%18%，致人死亡的主要原因（ 70%80%） 灾区瞬时气温达23002500oC 连续爆炸呈跳跃式增大，越远破坏力越强 冲击波速度可达2340m/s，沉积煤尘再次扬起 火焰速度11201800m/s，点燃扬起的浮沉 产生二次、三次爆炸 爆炸压力每次都增加57倍 摧毁整个矿井,煤矿主要事故的危害,瓦斯的危害 突发性 瓦斯突然喷出 煤与瓦斯突出 煤与瓦斯突出主要危害 突出冲击波 摧毁巷道设施，人员伤亡 破坏通风系统 瓦斯逆流，几百米，上千米，甚至整个矿井 人员窒息 瓦斯爆炸 煤流埋人,煤矿主要事故的危害,火灾的危害 高温 烟雾、有毒气体 CO 乙烯、乙炔,紧急避险系统 国外研发及使用情况,紧急避险系统,国外情况 钻孔通风式避难硐室,紧急避险系统,国外情况 自备氧式避难硐室,紧急避险系统,国外情况 避难硐室的设置方式,在巷道之间建立的避难硐室,预留专用煤柱建立的避难硐室,工作面之间建立的避难硐室,在巷道旁侧建立的避难硐室,紧急避险系统,国外情况 硬体式 用钢材等硬质材料制成 一体式、分节组装式等类型,紧急避险系统,国外情况 救生舱在井下的布置,紧急避险系统,国外情况 软体式救生舱,Air, Water and Food,Air Tanks,Oxygen Tanks,Packed Shelter,紧急避险系统,国外情况 软体式救生舱,紧急避险系统,调研的基本情况 避难所的类型，由矿井根据自身的特点自主选择，以满足矿工在突发紧急情况下的避险需要为原则 南非煤矿以避难硐室为主 美国目前煤矿井下配备避难所1193台（个）。其中：软体式救生舱1000台（占80%以上）；硬体式救生舱123台；避难硐室70个 加拿大煤矿采用固定与可移动相结合的方式；可移动式救生舱以硬体为主，软体应用较少；避难硐室与救生舱的比例约为1:5,澳大利亚煤矿较多使用“空气 呼吸器加气站”的方式，通 过快速加气站提高接力逃生能力,紧急避险系统,紧急避险系统,国外井下紧急避险系统的发展 加拿大 自1928年的Hollinger矿火灾（39人死亡）后，就出 现初期避难所，利用压缩空气通过面罩提供O2；后来出现 了有害气体处理系统，处理空气中的CO和CO2；自1980年 后，在金属矿山得到广泛应用，现被法律强制建立 南非 自1970就出现避难所；1986年Kinross金矿矿难（死亡 177人）后，法律强制井工矿山必须设立避难所。南非煤矿 开采深度浅，一般采用“硐室大直径钻孔”方式 澳大利亚 :金矿自2000年一直使用可移动式救生舱，目前已是 法律的基本要求 印度、英国、德国、法国等 也在研究和应用避难所。从使用情 况看，早期主要用于金属矿山，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，越来越多的国家规定煤矿也必须设立避难所,紧急避险系统,国外救生舱研发情况 南非 Survivair-RRC，硬体式 美国 STRATA：硬体舱、软体舱、中继站 ChemBio：主要为软体舱 澳大利亚 MineARC：硬体舱 加拿大 RANA：硬体舱、空气供给与废气处理设备 德国 DREGER：硬体舱、快速充气站 英国 Molecular：有害气体处理设备,紧急避险系统,国外救生舱的基本特点 基本功能：气密、隔热、防护、供氧、有害气体去除、环境 监测、通讯指示等，但具体指标不同 防护时间：2448h，MASH规定96h，但认证尚在进行 舱体强度：未见抗爆、抗冲击具体指标(MASH规定15psi) 电源：美国、澳洲倾向无源(非煤有源)；南非用铅酸蓄电池 供氧：南非多用化学氧；美国、澳洲、加拿大多用压缩氧 空调：早期无，随着防护时间和环境适应性要求的提高， 降温系统可能成为必要组件。主要4种方式：电力空 调、蓄冰降温、液态CO2汽化、通风降温 舱内空气流动：具备促进舱内空气流动的相关措施 过渡仓结构：必要要求,紧急避险系统,对国外紧急避险系统发展的几点认识 建立井下避险设施是各国的法律规定、通行做法、安全生产的客观需求，已经并正在发挥重要作用 从矿井整体安全角度考虑避险设施布局、建设和管理，有整体设计；应对矿井全覆盖，井下所有人员均有避险空间 避险设施类型，应考虑服务区域特点及可能发生灾害类型 避险设施位置，应考虑服务区域特点，灾变时期人员抵达难易程度和所需时间，佩用自救器防护时间，岩体稳定性和支护有效性 避险设施防护时间，3696h，根据救援所需时间等确定 建立规章、专人管理，始终完好、时刻能用 将安全使用避险设施作为培训和演练重要内容，人皆会用,紧急避险系统 国内研发情况,紧急避险系统,国内井下救生舱研发情况 国家安全监管总局、国家煤矿安监局将救生舱研发列入国家“十一五”科技支撑计划 目前超过20家单位从事相关产品研发 通过专家鉴定3家：北科大(重生科技) 煤科总院安全分院(上海鹏燕) 煤科总院沈阳院(MineARC) 取得安全标志(新产品) 1家：北科大(重生科技) 软体式救生舱主要研发单位（3家）： 煤科总院（上海鹏燕） 中煤机械集团 西安新竹防灾救生设备有限公司,紧急避险系统,国内井下救生舱研发情况 硬体式救生舱主要研发单位（14家） 北科大(重生科技) 煤科总院沈阳院(MineARC) 中煤机械集团 中国矿大(无锡永神利) 中煤电气集团(STRATA) 煤科总院重庆院 无锡信诺视听设备有限公司 济宁恒泰矿业科技有限公司 天津鸿绪工贸有限公司 青岛华盾生命保障设备公司 西安东风仪表厂 西安新竹防灾救生设备公司 武昌船舶重工有限公司 中平能化机械制造有限公司 避难硐室用设备主要研发单位(4家) 北京众生洲矿业科技中心 煤科总院沈阳院 煤科总院重庆院 北京凌天世纪自动化有限公司,紧急避险系统,国内井下救生舱研发基本特点 起点高，在充分借鉴国外成功经验的基础上，将潜艇、船舶、高楼逃生等领域高新技术用于井下避险设施研发 产学研紧密集合，相关领域单位积极参与 积极开展国际合作，借鉴、吸纳国外先进技术 处于研发初期 救生舱是生命工程，应实用、安全、可靠，尽可能采用能够提高可靠性的高技术成果 技术引进或相关领域技术采用尚处于组装、仿造、借用阶段 大部分救生舱未经实践检验，需通过实用不断优化调整 尚未建立产品标准和设计、安装、使用、维护、管理规范,紧急避险系统,值得注意的相关问题及建议 避险设施发挥作用需要一定条件和保障措施 遇险（幸存）人员有充足时间使用避险设施 遇险（幸存）人员有必要条件使用避险设施 遇险（幸存）人员有能力使用避险设施，人皆会用 安全避险设施应时刻处于完好状态，随时能用 设备配套，系统完整，与其他安全避险系统形成有机整体 有完整救援计划 NIOSH在关于救生舱的报告中指出：救生舱挽救生命的可能性，只有在煤矿经营者结合救生舱制定全面的逃生救援计划的情况下才会实现,紧急避险系统,值得注意的相关问题及建议 矿井应根据自身的特点和可能发生的灾害事故类型，有完整的紧急避险系统设计 避险设施类型：永久或临时，避难硐室或救生舱 避难设施布局：整体性，与采掘工程的协调 避难设施建设：建造标准、验收、试运行 避难设施与其他系统的有机整合：监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络、供电保障 避难设施的维护、保养、配品更换、淘汰：保证始终完好、随时能用 培训与演练：保证人皆会用 救援计划：矿井灾害预防与处理计划、重特大事故应急预案,紧急避险系统,值得注意的相关问题及建议 避险设施建造位置的选择应确保使用安全 设置在正常避灾路线上，遇险人员、救护队员均容易到达 遇险人员进入避险设施所需时间应在自救器的维持时间内，并有富余 远离潜在危岩区、地质构造带、高温带、应力异常区及透水威胁区 岩体稳定，支护良好，附近无杂物堆积 保证备用状态下的通风、安全 考虑人员避险过程中的心理安全 在矿井相关图件中准确标注逃生路线和避险设施位置，并及时更新,紧急避险系统,值得注意的相关问题及建议 救生舱研发应充分考虑矿井特点、紧急避险需求，在保证高可靠性的前提下力求实用、高技术含量 明确救生舱的适用范围和适用对象 必须经过详细的理论计算、试验验证，研发单位应具备相关知识储备、技术储备和必要的试验研究手段 技术引进或相关领域技术的采用应根据中国煤矿的特点，借鉴、吸纳、再创新 救生舱用设备、避难硐室用设备必须满足防爆安全要求，并尽可能采用较高等级的本质安全型设备 关于电源：大容量铅酸蓄电池不能用于隔爆腔内 关于空调：温度高于31.1时，液态CO2汽化可能不起降温作用,紧急避险系统,紧急避险系统,建设要求 系统可靠、设施完善、管理到位、运 转有序 建设内容 隔离式自救器 紧急避险设施 避灾路线 应急预案等,紧急避险系统,作用 为避险人员提供生命保障的密闭空间 对外 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 保障生命生存条件,紧急避险系统,紧急避难设施,钻孔通风式,可移动式 救生舱,硬体式,软体式,分节组装式,一体式,为硐室开凿直通地表的大直径钻孔,无直通地表的钻孔，自备供氧设施,软体式,组合式,提供紧急避险空间，并可通过牵引、吊装等方式实现移动，以适应采掘工作要求,自备氧式,避难硐室,紧急避险系统,紧急避险设施 永久避难硐室 临时避难硐室 可移动式救生舱,紧急避险系统,永久避难硐室设置 井底井场、水平大巷、采区(盘区)避灾路线上 服务于整个矿井、水平或采区，不低于5年 临时避难硐室设置 采掘区域或采区避灾路线上 服务于采掘工作面及其附近区域，不大于5年 可移动式救生舱 牵引、吊装等方式移动 适应采掘面推进要求,紧急避险系统,紧急避险设施建设方案 服务区的特征和巷道布置 可能发生的灾害类型、特点 人员分布等 优先建设避难硐室,紧急避险系统,紧急避险设施基本功能