避难硐室

前 言

近年来，全国生产安全事故逐年下降，安全生产状况总体稳定、趋于好转，但形势依然十分严峻，事故总量仍然很大，非法违法生产现象严重，重特大事故多发频发；现代化煤矿生产规模大、运输距离长、工作面连续推进长、采煤工作面较长、这些都给井下人员撤离带来一定的困难。另据煤矿事故统计和救援经验，在矿井发生事故第一现场因爆炸坍塌等伤害立刻遇难的人员仅占事故总死亡人数的10%左右，绝大多数矿工的遇难是由于爆炸后其附近区域氧气耗尽、、含有高浓度有毒有害气体、逃生路线因爆炸阻断、煤矿事故扩散速度快导致的危险区域大、逃生路线长，给井下作业人员安全撤离带来困难等原因而无法及时撤离到安全区域或升井而造成的。因此，在煤矿事故中，无法及时转移的矿工长时间暴露于有毒有害的气体环境中导致窒息是造成人员伤亡的最直接原因给人民群众生命财产安全造成重大损失。

为深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本，牢固树立安全发展的理念，把经济发展建立在安全生产有可靠保障的基础上；尤其以煤矿、非煤矿山、冶金等行业（领域）为重点，全面加强企业安全生产工作。国家强制推行先进适用的技术装备，煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装安全避险六大系统：监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备。

1 矿井概况

1.1矿井介绍

照金煤矿位于陕西省铜川市耀州区西北36km处的照金镇寺坪村，隶属于铜川市耀州区照金矿业（集团）有限公司，该矿东部行政区隶属铜川市耀州区照金镇管辖，西部属咸

阳市旬邑县石门乡管辖。本区地貌特征为中～低山区，属子午岭的南延部分。地势北高南低，最大落差600余米。一般高差在100～400m之间。

本区位于黄陇煤田中部，旬耀矿区南缘。从大地构造来看矿区处于鄂尔多斯盆地南部拗褶带内。区内广泛出露中生代～新生代地层。总体构造形为一倾向北西的单斜构造。其上发育一系列走向北东的宽缓褶曲。 本井田为一宽缓的向斜构造。轴向近东西，长约10km，宽约2.2km，南翼倾角8～12°，北翼2～5°。

区内河流以寺坪河和秀房河为最大，均为常年流水。另有寨子沟、老君庵沟、南沟等，其水均流入寺坪河。寺坪河和秀房河在井田东南边界处汇合东流

矿井设计生产能力为30万t，服务年限30年，井田面积约10km2，保有储量约4000万t，主要开采4~2号煤层，立斜井联合开发，煤矿井田东西长10km，南北宽约2～4km，井田面积约25km2，其中：东部先期开采区为精查勘探，面积17km2，西部预留区为普查区，面积约8km2。经过补充勘探后，矿井现有的资源储量共计87.36Mt，可采储量为35.61Mt

1.2煤层赋存条件

4-2煤层位于延安组第一段中上部， K1和K2标志层之间，4-2煤层为矿井唯一可采煤层，煤层厚度一般2.65~16.4m，平均10.06m。煤层倾角平缓，一般为2~12°。煤层含夹矸l～2层，最多可达9层。夹矸岩性多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩。 4-2煤层埋藏深度大，层位较稳定。厚度变化规律明显：厚煤带赋存于向斜构造之南翼，在向斜两侧逐渐变薄以至尖灭。煤层属较稳定的结构简单～复杂的可采煤层。

4-2煤层是中硬性煤层，多为黑色，条痕色为褐黑色，沥青光泽，阶梯状、参差状断口，呈条带状、线理状结构，层状、块状构造。内外生裂隙较发育，并被方解石黄铁矿薄膜充填，偶见菱铁质鲕粒及结核。由于煤中丝质组分含量高，视密度值偏高，经综合计算其视密度算术平均值为1.49t/m3。

4-2煤层老顶为“小街砂岩”，岩性为浅灰～灰白色细砂岩～～中砂岩，厚层状，较坚硬。岩石力学试验抗压强度为23.5～36.8Mpa，属中等稳定的不易冒落顶板。个别钻孔该层相变为粉砂岩，岩性深灰色，近水平层理。岩石力学试验抗压强度18.7～29.7Mpa，属不稳定易冒落顶板。

4-2煤层直接顶岩性以粉砂岩为主，局部为泥岩、粉砂岩，水平层理发育，风化易破碎，岩石力学试验资料表明其抗压强度为18.7～29.7Mpa，平均23.2Mpa，属不稳定易冒落顶板。

4-2煤层底板以泥岩、炭质泥岩为主，部分地段为粉砂岩。泥岩岩石力学试验资料表明抗压强度2.1～15.4Mpa，膨胀率0.198～4.182，含水率5.13％，属软弱岩石，遇水易膨胀。

2 主要依据

2.1《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215—2005

2.2《煤矿安全规程》2010年版 《防治煤与瓦斯突出规定》2009年版

2.3《矿山救护规程》2009年版

2.4国家煤矿安全监察局《煤矿井下避难所试点建设基本要求》（煤安监司办2010第9号）

2.5 监管总局国家煤矿安监局关于《建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》

2.6国家煤矿安监局《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》

2.7国家煤矿安全监察局《煤矿井下避难所试点建设基本要求》

2.8监管总局组织制定的《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定

2.9《井下固定式避难硐室建设标准》

2.10《煤矿井下避难所试点建设基本要求

2.11避难硐室设计所需基本煤矿资料：

⑴、矿井技术改造设计说明书及图或矿井近期的初步设计、可研设计等（必须有电子版）

⑵、矿井采掘工程平面图及各系统平面图（必须有电子版）

⑶、矿井避灾路线图

⑷、矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定报告和煤炭自燃倾向性检验报告

⑸、矿井安全监测系统平面图、系统型号及布置情况

⑹、避难硐室位置的确定

⑺、压风系统图及压风机型号，是否满足要求

⑻、地面蓄水池的容积、及供水系统图

⑼、全矿人员情况，矿井生产能力和每班的最多工作人数及主要分布区域

⑽、大巷、平巷及联络巷道各类保护煤（岩）柱尺寸图

⑾、矿井历年灾害事故统计资料

⑿、矿井地质储量报告

3 建立井下避难硐室的必要性

一步提高煤矿安全防护能力和急救水平保障工人生命安全，减少因煤矿事故造成的人亡。促进煤矿安全生产，借鉴美国等国家成功经验和做法，国家把建设煤矿井下避难所应用试点已列入煤矿安全改造项目重点支持方向。生产监督管理总局国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范的通知。

井下紧急避险设备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

生命保障的密封空间。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。

4 避难硐室设计基本要求

4.1通风供氧要求

避灾硐室在事故发生后，矿井通风系统被破坏时仍具有的通风供氧方式是维护最低生命保障的基本要求。应考虑多种因素，并结合井下“生命线”布设、硐室位置及外部条件而采取不同的通风供氧措施

⑴、具有紧急救灾管路（φ133×4无缝钢管）煤矿，一般应把避灾硐室设置在沿其管路上，采用柔性管接头联接通往各个避灾硐室。避灾硐室在灾难发生后矿井通风系统被损害时，能够运行起到安全通风供氧的作用。

⑵、若避灾硐室建立于开采上山的位置且距离地面很近时，可用钻垂直地面的通风孔实现安全通风供氧（一般用160～200mm的钻孔与地面连通），有与之配套的地面压风设备，而且硐室内部设置控制地面压风的启动阀门

⑶、位于掘进工作面的避灾硐室常设置于矿井压风管路附近，可以用压风管道或通风孔连接附近的避灾硐室，配有压风自救装置等。

⑷、具有敷设防尘供水管路的煤矿，要求防尘洒水管路系统采用柔性管接头联接各个避灾硐室。避灾硐室在灾难发生后，这些管道起到安全供氧及提供淡水及液体食物的通道.

⑸、避灾硐室内除放置足够的自救器外还必须设置供氧或再生空气设备，并进行所需

风量设计。常用的供氧装置有瓶装氧气、废气再生装置、氧化盐氧烛等化学制氧。

4.2周围条件基本要求

设立灾难硐室的目的就是在危险情况下，给井下工作人员提供一个隔绝灾害的场所。因而要求避灾硐室的位置要远离存在各种潜在重大灾害的地点，如：应该避免将避灾硐室设置在变电所(站)、火药库、燃油存贮设施或者停车点.

井下避灾硐室应建立在距离主要行人巷道不远处，最好位于主、副连通巷道外侧，易于得到救援，而且不易于受到有毒有害气体及爆炸冲击波的直接冲击。

采区内的避灾硐室必须建造在围岩无裂隙、顶板完整、支护有力的独头巷道内，能防止矿难产生的污染空气渗入硐室内。另外，避灾硐室还应该远离各种地质构造区域，例如：断层、岩层断裂破碎带、岩脉。大的地下位移（地震）可能破坏避灾硐室及其内部设备。避灾硐室如果是永久固定的，就要选择在足够强度的煤层或者岩层中，而且要有足够的非可燃物料保护厚度

4.3硐室强度基本要求:

避灾硐室要求附近的巷道顶板支护应该有足够的强度，应该达到永久支护的程度，存料场、车场、废弃的水泵房和风桥等都可以用来作为避灾硐室。如果避灾硐室服务时间太长的话，必须定期进行维修。永久性的避灾硐室一般要求用水泥做成，壁厚为1m。另外，为减少爆炸冲击波的伤害，进入避灾硐室的通道不易取直。

4.4硐室密封基本要求：

避灾硐室内处于正压状态，其压力一般比外界压力高200～300Pa。负压是不合适的，因为工人不是一次进入避灾硐室的，这就要求避灾硐室的门不停地打开和关闭，因为处于正压，这就防止了一些有害的气体进入。另外，如果避灾硐室封闭不严的话，正压也可防止有害气体进入。

避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕，应有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽，深度不小于0.2米，墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。

4.5避难硐室设计其他要求：

⑴、避难硐室的建设应综合考虑所服务区域的特征和巷道布置、可能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素，以满足突发紧急情况下所服务区域人员紧急避险需要为原则

⑵、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走向长度超过500米时，应在距离工作面500米范围内建设临时避难硐室

高瓦斯和低瓦斯矿井应在距离采掘工作面1000米范围内建设避难硐室

⑶、避难硐室容量应满足突发紧急情况下所服务区域人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员、检查监察人员及可能出现的其他临时人员。

⑷、避难硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水威胁区，确保在服务期间不受采动影响。前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。

⑸、避难硐室应具备安全防护、氧气供给保障、空气净化与温湿度调节、环境监测、通讯、照明、动力供应、人员生存保障等基本功能，额定防护时间不低于96小时。

⑹、避难硐室的设置要与矿井避灾路线相结合，应有清晰、醒目的标示。指向避灾硐室入口的清晰醒目的标记如—指示灯、发声装置、另外的方法标识出避灾硐室的位置，这些装置安装在避灾硐室外部，但能由内部控制；在硐室内安设警示牌，告知紧急情况下注意的多项流程如—首先，打开通风设备，发声装置；指定负责人及时点名；保持冷静不要进行不必要的走动；节约用电；保证硐室内的人不外出，直到接到地面救援的指示。矿井避灾路线图中应明确标注避难硐室的位置和规格、种类，井巷中应有紧急避险设施方位的明显标示，以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施

5 避难硐室的功能

5.1 避难硐室内部与外部巷道相比始终处于不低于200Pa的正压状态，防止有毒有害气体渗入。

5.2避难硐室应配备矿井灾变期间的空气供给装置或设施，在额定防护时间内提供避险人员人均供风量不低于0.3m3/min，氧气浓度在18.5%～22.0%之间。避难硐室氧气供给应以压风为主，接入矿井压风管路，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴，也可以大直径钻孔直通地面

5.3避难硐室采用压缩空气供氧方式时，可不考虑空气净化和调节；采用压缩氧供气时，应具备对有毒有害气体的处理能力和空气调节控制能力，对CO2的吸收（排除）能力不低于每人0.5L/min，对CO的吸收（排除）能力不低于400ppm/h，在额定防护时间内，避难硐室环境参数应符合表1规定

5.4避难硐室内应配备隔绝式自救器，自救器使用时间不低于45min，配备数量不低于额定人数的1.2倍。

5.5避难硐室内应配备正压氧气呼吸器，呼吸器使用时间不低于2h,数量2～4台。

5.6避难硐室应设置内外环境参数检测仪器，至少应对避难硐室内的CO、CO2、O2、CH4，避难硐室外的CO、O2、CH4、CO2、温度等进行检测或监测。在避难硐室设置井下作业人员管理终端，各种探头与矿井监控系统联网运行。

5.7避难硐室应配备在额定防护时间内额定人员生存所需要的食品和饮用水，食品不少于2000kJ/人·天，饮用水不少于0.5L/人·天。避难硐室具备直通地面的大直径钻孔时，可不配备

5.8避难硐室应采用一体式矿灯照明，并储备逃生用一体式矿灯，数量不少于额定人数的25%。避难硐室配备急救箱、工具箱、人体排泄物收集处理装置等设施设备。

5.9避难硐室用电气设备、高压容器、仪器仪表、化学药剂等，应符合相关产品标准的规定和国家有关管理要求，纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。

5.10在两道隔离门之间设置喷淋装置。

5.11在额定防护时间内，避难硐室环境参数应符合表1规定。

6井下避难系统说明

避难硐室由八个主要部分组成。安全防护系统；三级供氧系统；空气调节净化系统；环境监测系统；通讯监控系统；照明指示系统；动力保障系统；生命保障系统。基于物联网的矿用避难硐室采用模块化设计，对外抵御爆炸冲击、高温烟气、冒顶坍塌、隔绝有毒有害气体；对内为避难矿工提供氧气、食物、饮用水；去除有毒有害气体，为事故突发时矿工避险提供最大可能的生存时间。同时通过舱内配备的有、无线通讯设备，引导外界救援

避难硐室布置示意图

1、隔离门 2、喷淋系统 3、药品食品柜 4、供水管 5、压风管 6、人员管理系统终端 7、压风自救器箱8、座椅 9、压缩氧供气系统 10、担架 11、环境参数监测仪器 12、矿用荧光灯13、空气过滤系统14、防爆空调 15、电源箱 16、矿用红外摄像仪 17、集便器 18、排水管 19、排气管 20、自救器及工具

7管理与维护

7.1避难硐室应专门设计并编制施工措施，报矿井总工程师审批后施工；竣工后由安全副矿长组织通风、安全及生产部门相关人员进行验收，合格后才能投入使用。

7.2矿井建立避难硐室管理制度，设专人管理，每周检查一次。按相关规定对其配套设

施、设备进行维护、保养或调校，发现问题及时处理，确保设施完好可靠

7.3避难硐室配备的食品和急救药品，过期或失效的必须及时更换

7.4避难硐室保持常开状态，确保灾变时人员可以及时进入。