井下安全避险六大系统设计大纲.doc

煤矿矿井初步设计中
井下安全避险“六大系统”设计大纲
(初步设计其余设计内容不变)

山西省煤炭工程项目咨询评审中心
煤炭工业太原设计研究院
二O一一年四月第六章　通风和安全
第一节　矿井通风条件情况
一、瓦斯
根据山西省煤炭工业局晋煤安发(200X)X号文“关于XX市所属煤矿X对矿井20xx年瓦斯等级和二氧化碳涌出量的批复”；“瓦斯抽放工程初步设计批文”；“矿井瓦斯预测报告批文”。本矿绝对CH4涌出量，相对CH4涌出量，绝对CO2涌出量，相对CO2涌出量。当矿井达到设计生产能力时，计算矿井绝对CH4涌出量，矿井绝对CO2涌出量，矿井瓦斯等级。
二、煤尘及煤的自燃性
煤尘爆炸危险性测试时间，测试单位，火焰长度，加岩粉量，煤尘爆炸危险性。
井田各煤层煤的自燃发火期，地面煤自燃现象，井田内各煤层采空区自燃现象。煤的自燃倾向测试时间，测试单位，煤的自燃倾向等级。
四、地温、地压
本区地温地压。
第二节　瓦斯抽采
一、瓦斯抽采必要性和可行性
二、瓦斯抽采方法
三、瓦斯抽采系统
四、瓦斯抽采设备选型
五、抽采泵设备选型
六、附属装置
第三节　矿井通风
一、通风方式和通风系统的选择
1．通风方式
矿井通风方式，风机工作方法。
2．通风系统
说明矿井通风系统，矿井通风系统详见插图6-3-1、6-3-2。
二、风井数目、位置、服务范围及服务时间
三、掘进通风及硐室通风
1．掘进工作面通风
2．硐室通风
四、矿井风量、风压及等积孔的计算
(一) 矿井风量计算公式(采用煤矿通风能力核定标准(AQ1056-2008)计算方式)
根据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局2006年颁发的《煤矿安全规程》第103条规定，矿井需要的风量应下列要求分别计算，并选取其中最大值：
1．按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。
Q＝4NK
式中：
N——井下同时工作的最多人数，人；
4——井下每人每分钟供风标准，m3/min；
K——矿井通风系数，取1.25；
2．按用风地点实际需要风量的总和计算
Q＝(ΣQ采+ΣQ备+ΣQ掘+ΣQ胶轮车+ΣQ峒+ΣQ其它)×K矿通
式中：
∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和；
∑Q备——备用工作面实际需要风量的总和；
∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和；
∑Q硐——硐室实际需要风量的总和；
∑Q胶轮车——胶轮车实际需要风量的总和；
∑Q其它——其它井巷需要进行通风的风量总和；
K矿通——矿井通风系数。
(1) 回采工作面实际需要风量
① 按CH4涌出量计算(说明CH4涌出量的依据)
② 按CO2涌出量计算(说明CO2涌出量的依据)
③ 按气象条件计算
④ 按工作面温度(风速)计算
⑤ 按人数计算
⑥ 按风速验算
备用工作面亦应满足瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。
(2) 掘进工作面实际需要风量
① 按CH4涌出量计算(说明CH4涌出量的依据)
② 按CO2涌出量计算(说明CO2涌出量的依据)
③ 按人数计算
④按局部通风机的实际吸风量计算
⑤按风速验算
(3) ΣQ胶轮车的确定
(4) 硐室实际需要风量
(5) 其它巷道需要风量
① 按CH4涌出量计算(说明CH4涌出量的依据)
② 按实际用风地点计算
(6) 矿井总风量计算
3．风量分配
根据上述计算，进行用风地点风量分配。
(二) 矿井通风风压及等积孔计算
1．负压计算
当风量分配到用风地点后，选择矿井风机服务期内通风最容易和最困难的两个时期通风阻力最大的风路分别进行阻力计算。
设计局部阻力系数。对矿井通风容易时期和困难时期分别进行阻力计算。
矿井达到设计产量时，矿井最小负压，最大风压。详见矿井负压计算表6-2-1、6-2-2。
2．等积孔计算
矿井通风容易时期等积孔，通风困难时期等积孔，矿井通风难易程度。
五、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施
第四节　灾害预防及安全装备
一、瓦斯灾害预防
1．巷道布置及通风系统
2．防爆措施
3．隔爆措施
4．预防煤与瓦斯突出措施
二、粉尘灾害的综合防治
1．防尘措施
2．采掘工作面防尘措施
3．防爆措施
4．隔爆措施
三、预防井下火灾的措施
采用灌浆防灭火时说明系统及设备的选择，灌浆系数、灌浆材料选择及来源，浆液制备的要求，灌浆范围和耗水量，灌浆制度及采掘关系(附工艺系统图)
四、预防井下水灾的措施
五、矿井热害防治
六、顶板管理(防治冲击地压措施)
七、安全出口
八、避灾路线
九、安全设备仪器的的配备
十、矿山救护
第五节 井下安全避险系统
一、矿井安全监测监控系统
1．系统概述
2．系统管理措施
按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的要求，建设完善安全监控系统，实现对煤矿井下瓦斯、一氧化碳浓度、温度、风速等的动态监控，为煤矿安全管理提供决策依据。要加强系统设备维护，定期进行调试、校正，及时升级、拓展系统功能和监控范围，确保设备性能完好，系统灵敏可靠。要健全完善规章制度和事故应急预案，明确值班、带班人员责任，矿井监测监控系统中心站实行24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施，充分发挥其安全避险的预警作用。
二、矿井井下人员定位系统
1．系统概述
2．系统管理措施
按照《煤矿井下作业人员管理系统使用规范》(AQ1048-2007)的要求，建设完善井下人员定位系统，并做好系统维护和升级改造工作，保障系统安全可靠运行。所有入井人员必须携带识别卡(或具备定位功能的无线通讯设备)，确保能够实时掌握井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况。要进一步建立健全制度，发挥人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。
三、井下紧急避灾系统
1．井下紧急避灾系统的设置条件及要求
2．避难硐室或救生舱的设置位置及技术要求
(1) 采区避难硐室(煤与瓦斯突出矿井设置)
(2) 采、掘煤工作面避难硐室或救生舱
3．避难硐室或救生舱的管理措施
按照《煤矿安全规程》的要求，为入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器。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，必须在距离工作面500米范围内建设避难硐室或设置救生舱。煤与瓦斯突出矿井以外的其他矿井，从采掘工作面步行，凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的，必须在距离采掘工作面1000米范围内建设避难硐室或救生舱。2012年6月底前，所有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井，中央企业和国有重点煤矿中的高瓦斯、开采容易自燃煤层的矿井，要完成紧急避险系统的建设完善工作；2013年6月底前，其他所有煤矿要完成紧急避险系统的建设完善工作。
四、矿井压风自救系统
1．系统概述
2．压风自救系统的设置及技术要求
(1) 采区压风自救装置(煤与瓦斯突出矿井设置)
(2) 采煤工作面压风自救系统
(3) 掘进工作面压风自救系统
3．系统管理措施
在按照《煤矿安全规程》要求建立压风系统的基础上，按照所有采掘作业地点在灾变期间能够提供压风供气的要求，进一步建设完善压风自救系统。空气压缩机应设置在地面；深部多水平开采的矿井，空气压缩机安装在地面难以保证对井下作业点有效供风时，可在其供风水平以上两个水平的进风井井底车场安全可靠的位置安装，但不得使用滑片式空气压缩机。井下压风管路要采取保护措施，防止灾变破坏。突出矿井的采掘工作面要按照《防治煤与瓦斯突出规定》(国家安全监管总局令第19号)要求设置压风自救装置。其他矿井掘进工作面要安设压风管路，并设置供气阀门。2010年底前，全国所有煤矿要完成压风自救系统的建设完善工作。
五、矿井供水施救系统
1．井下防尘供水系统概述
2．井下供水施救系统的设置及技术要求
(1) 采、掘工作面
(2) 其他人员较集中的地点
3．系统管理措施
按照《煤矿安全规程》的要求，建设完善的防尘供水系统；除按照《煤矿安全规程》要求设置三通及阀门外，还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门，保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求。要加强供水管路维护，不得出现跑、冒、滴、漏现象，保证阀门开关灵活。2010年底前，全国所有煤矿要完成供水施救系统的建设完善工作。
六、矿井通信联络系统
1．井下通信系统概述
2．系统管理措施
按照《煤矿安全规程》的要求，建设井下通信系统，并按照在灾变期间能够及时通知人员撤离和实现与避险人员通话的要求，进一步建设完善通信联络系统。在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、水泵房等主要机电设备硐室和采掘工作面以及采区、水平最高点，应安设电话。井下避难硐室(救生舱)、井下主要水泵房、井下中央变电所和突出煤层采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点等，必须设有直通矿调度室的电话。要积极推广使用井下无线通讯系统、井下广播系统。发生险情时，要及时通知井下人员撤离。2010年底前，全国所有煤矿要完成通信联络系统的建设完善工作。

第十二章 矿井智能化系统
第一节 矿井智能化系统总体架构
一、矿井智能化系统的总体设计原则
二、矿井智能化系统总体方案及主要技术参数的确定
附：智能化系统框图
三、矿井智能化系统的网络结构
附：传输主干网络拓扑图
第二节 矿井安全、生产监测监控系统
一、矿井安全、生产监控系统方案
(一) 系统设置要求
设计及设计评审基本要求：
建设完善监测监控系统，实现对煤矿井下甲烷和一氧化碳的浓度、温度、风速等的动态监控。
(二) 系统方案选择
说明系统方案与矿井项目核准选定方案的一致性
设计及设计评审基本要求：
系统必须符合《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）的规定，并取得煤矿矿用产品安全标志。监测监控系统各配套设备应与安全标志证书中所列产品一致。
(三) 安全、生产监测监控系统主要设备选型
二、矿井安全监测监控系统
设计及设计评审基本要求：
1．应绘制传感器、分站、电源、中心站设备、传输电缆、供电电缆等系统设备、缆线布置图、接线图。应对瓦斯超限后的自动断电区域做出明确规定并绘制断电控制图。
2．安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电线和动力电缆等共用。
3．井下分站应安装在便于读卡、观察、调试、校验、围岩稳定、支护良好、供电方便、无淋水、无杂物的地点。
4．矿井安全监控系统地面中心站要装备2套主机，1套使用、1套备用，确保系统24小时不间断运行。值班人员应在矿井总调度室或地面中心站。
5．中心站应采用双回路供电，并配备满负荷备用时间不小于2小时的在线式不间断电源。中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。
6．矿井安全监控系统的入井电缆入井口处必须配备防雷保护装置。
7．矿井安全监控系统必须与上一级安全监管管理机构监控中心联网，按《山西省煤矿安全监管执法与决策系统数据采集技术标准》执行。应在矿总调度室内设置专用于接受上级监管指令和向上级汇报情况的计算机终端。联网主机应装备防火墙等网络安全设备。
8．抽采瓦斯监控系统应并入矿井安全监测监控系统。
9．甲烷、馈电、设备开停、风压、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风门、风筒等传感器和声光报警器的安装数量、地点和位置必须符合《AQ1029-2007 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》和《GB 50581-2010 煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》的要求。
10．监测监控系统应能对紧急避险设施内外的甲烷和CO浓度等环境参数进行实时监测。
11．监测监控系统在瓦斯超限后应能迅速自动切断被控设备的电源，并保持闭锁状态。
12．矿井安全监控系统除应满足上述各条外，还应满足《煤矿安全规程》、《GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范》和《GB 50581-2010 煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》的相关要求。
(一) 网络结构
附：安全监测监控系统的网络结构图
(二) 系统构成
(三) 监测监控点的设置
附：监测监控点传感器和执行器配置表(格式要求见GB/T 50554-2010《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》)
三、矿井生产监控系统
(一) 生产监控系统概述
(二) 生产监控系统的网络结构
(三) 生产监控子系统构成及其功能
附：生产监控系统网络结构图
四、矿井束管监测系统
(一) 设置地点
(二) 设置要求
(三) 地面配套设备、仪器
五、矿井井下人员定位系统
设计及设计评审基本要求：
1．必须按照《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》（AQ1048—2007）的要求，建设完善井下人员定位系统。应优先选择技术先进、性能稳定、定位精度高的产品。
2．矿井人员定位系统必须满足《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》（AQ6210—2007）的要求，并取得煤矿矿用产品安全标志。定位分站、基站等相关设备应符合相应的标准。
3．应绘制分站（读卡器）、电源、中心站设备、传输电缆、供电电缆等系统设备、缆线布置图、接线图。
4．井下分站（读卡器）应安装在便于读卡、观察、调试、校验、围岩稳定、支护良好、供电方便、无淋水、无杂物的地点。
5．完好有效的识别卡（或具备定位功能的无线通讯设备）数量应符合《AQ1048-2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》的要求。
6．矿井各个人员出入井口、重点区域（采区、采煤工作面、掘进工作面、井底车场、中央（采区）变电所、井下爆破材料库、井下水仓等地点）出/入口、限制区域等地点应设置位置监测分站（读卡器），并能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求；巷道分支处应设置位置监测分站（读卡器），并能满足监测携卡人员出/入方向的要求。为满足判别携卡人员运动方向的要求，位置监测分站（读卡器）一般应成对安装，其覆盖区不应重叠，避免互相干扰。
7．矿井紧急避险设施出入口处及内部应分别设置人员位置监测分站（读卡器）。
8．井下作业人员管理系统地面中心站应设在矿井总调度室，设置显示设备，显示井下人员数量、位置等。中心站要装备2套主机，1套使用、1套备用，确保系统24小时不间断运行。
9．中心站应采用双回路供电，并配备满负荷备用时间不小于2小时的在线式不间断电源。中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。
10．井下作业人员管理系统的入井电缆入井口处必须配备防雷保护装置。
11．人员入井井口应安装入井人数电子公示牌，并准确显示矿井生产能力、核定入井人数、实时显示实际入井人数。
12．各个人员出入井口应设置2台及以上检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置，并提示携卡人员本人及相关人员。
13．井下作业人员管理系统必须与上一级安全监管管理机构监控中心联网，安装符合《山西省煤矿井下作业人员管理系统联网数据生成程序技术要求》的联网软件，按《山西省煤矿井下作业人员管理系统联网数据传输规范（修订版）》规定的数据标准和传输内容做好数据上传工作。应在矿调度室内设置专用于接受上级监管指令和向上级汇报情况的计算机终端。联网主机应装备防火墙等网络安全设备。
附：矿井井下人员定位系统图
六、矿井煤炭产量远程监测系统
设计及设计评审基本要求：
1．矿井必须按照《煤炭产量远程监测系统使用与管理规范》(MT 1080--2008)的要求，安装煤炭产量远程监测系统，满足对煤矿全矿井煤炭产量监测等要求。
2．矿井安装的煤炭产量远程监测系统必须满足《煤炭产量远程监测系统通用技术要求》（MT 1082—2008）的规定，并取得煤矿矿用产品安全标志和相关证书。构成监测系统的各配套设备应与安全标志证书中所列产品一致。
3．用于煤矿井下以及地面封闭式输煤系统等爆炸性环境的煤炭产量监测装置必须为防爆型电气设备，并应优先采用本质安全型，设备之间的输入输出信号应为本质安全信号。
4．矿井煤炭产量远程监测系统应绘制设备、电源、缆线等布置图、接线图。
5．计量仪器、传感器和视频监视摄像机的安装位置应当符合要求。
6．矿井应当为煤炭产量监控系统架设供电专线，安装防雷电接地装置等设施，确保设备完好和传输数据准确。电网停电后，备用电源（含视频监视设备备用电源）应能保证系统连续监测时间不小于2h。
7．煤炭产量远程监测系统主站应双机热备，确保系统24小时不间断运行。主站应采用双回路供电，并配备满负荷备用时间不小于2小时的在线式不间断电源。主站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。
8．监控系统电缆线路必须在入井处以及进入地面封闭式输煤系统处配备防雷保护装置。
9．矿总调度室应设置显示设备，显示产量、输煤设备工作状态、系统工作状态和视频监视图像等信息。还应设置专用于接受上级监管指令和向上级汇报情况的计算机终端。
10．矿井煤炭产量监测系统必须自动向上一级安全监管管理机构监控中心按《山西省煤矿安全监管执法与决策系统数据采集技术标准》规定的数据标准和传输内容做好数据上传工作。
附：矿井煤炭产量远程监测系统图
七、矿井视频监视系统
(一) 矿井视频监视系统的解决方案
(二) 矿井视频监视点的设置
附：矿井视频监视系统结构图
附：矿井视频监视系统监视点摄像机设置表(格式要求见GB/T 50554-2010《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》)
八、矿井监控中心机房布置及技术要求

第三节 矿井计算机管理信息系统
一、矿井管理信息网络概述
二、计算机管理信息系统组成及功能
1．管理信息网络系统
2．网络和接入设备
3．终端设备
4．网络管理系统
5．综合布线系统
三、系统软件配置
四、信息网络安全及策略
第四节 矿井通信
一、行政与调度通信的中继方式
二、行政与调度通信系统及其设备选型
设计及设计评审基本要求：
1．煤矿应安装有线调度电话系统。应采用本质安全型井下电话机。应安装井下应急广播系统和无线通信系统，井下无线通信系统应与调度电话互联互通。
2．矿用有线调度通信系统一般由矿用本质安全型防爆调度电话、矿用数字程控调度交换机（含安全耦合器）、调度台、电源和电缆、接线盒等组成。矿用数字程控调度交换机（含安全耦合器）、调度台和电源设置在地面矿总调度室，矿用本质安全型防爆调度电话设置在煤矿井下。
井下广播通信系统一般由地面广播录音及控制设备、井下防爆广播设备、防爆显示屏、电缆、安全耦合器等组成。广播录音及控制设备设置在地面矿总调度室，防爆广播设备和防爆显示屏设置在井下。防爆广播设备和防爆显示屏应配有不小于2小时的备用电源。
井下移动通信系统一般由矿用本质安全型防爆手持话机、矿用防爆基站、防爆电源（可与基站一体化，一般有维持基站正常工作2小时的备用电源）、系统控制器、调度台、电缆（或光缆）、安全耦合器等组成。系统控制器和调度台等设置在地面矿总调度室。矿用防爆基站和防爆电源设置在井下，矿用本质安全型防爆手持话机主要用于井下。
3．矿井煤矿井下通信联络系统应绘制设备、电源、缆线布置图、接线图。
4．不得用矿用IP电话通信系统、矿井移动通信系统等替代矿用有线调度通信系统。
5．煤矿井下通信联络系统的配套设备应符合相关标准规定，纳入安全标志管理的应取得煤矿矿用产品安全标志。
6．入井通信线路与调度机之间必须加接安全耦合器。入井通信电缆的入井口处应具有防雷接地装置及设施。
7．矿总调度室数字程控调度交换机必须具备组网功能，并与公用电话网、矿区专用电话网、上一级总调度室调度总机互联互通。必须具有汇接、转接、扩音、群呼、组呼、强插、强拆等功能。必须具备多通道同时录音，在线实时查询录音、监听、回放、存储等功能。
8．矿井行政电话、生产调度电话应分别设置。
9．主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室以及采区、水平最高点，应安设电话。井下避险设施内、井下主要水泵房、井下爆破材料库、井下中央变电所和采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点以及地面变电所、地面通风机房等，必须设有直通矿总调度室的有线电话。
10．掘进巷道中距掘进工作面和回风巷口30米～50米范围内，应安设有线电话；采煤工作面顺槽距两端10～20米范围内，应分别安设有线电话；采掘工作面的顺槽长度大于1000米时，在顺槽中部应安设有线电话（参照《山西省煤炭工业厅煤矿井下通信联络系统使用与管理规范》（试行）。
11．行人巷道、采掘工作面等作业场所应设置广播扩音设备。
12．井下无线通信基站设置应按覆盖井下车场、大巷、采区及工作面顺槽考虑。每个井下基站应支持同时通话的无线终端数不小于12部。
13．井下基站、基站电源、电话机、广播音箱应设置在便于观察、调试、检测、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的地点。
14．调度机房应采用双回路供电，并配备满负荷备用时间不小于8小时的备用电源。调度机房应有可靠的接地装置和防雷设施。
15．矿井安装通信联络系统除应满足上述各条外，还应满足《煤矿安全规程》、《GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范》、《山西省煤炭工业厅煤矿井下通信联络系统使用与管理规范》（试行）的相关要求。
(一) 行政通信
行政通信交换机选型，中继线容量
(二) 生产调度通信
1．生产调度交换机选择、中继方式及中继线数量
2．井下通信
(1) 有线调度电话系统
(2) 应急广播系统
(3) 无线移动通信系统
(4) 井下运输调度通信
3．地面通信
(1) 电力调度通信
(2) 地面无线移动通信及消防与救护应急通信
(3) 铁路装车站调度通信
附：矿井通信系统网络结构图
(三) 传输设备的选择
(四) 非话业务
三、通信网络
(一) 信道类型确定
(二) 通信线路
(三) 防护措施
四、有线电视系统
(一) 设置原则
(二) 系统组成
第五节 信 号
一、提升信号
(一) 主、副井提升信号系统
1．系统设备选择
2．系统主要功能
(二) 其它提升信号系统(如：采区绞车、矸石山绞车等)
1．系统设备选择
2．系统主要功能
二、井下电机车或无轨胶轮车运输信号
1．运输信号主要功能要求
2．运输信号设备选择及安装位置要求
三、铁路信号
1．设计依据及设计范围
2．主要设计方案及主要技术条件
3．准轨铁路站内信号及区间闭锁方式选择
4．窄轨铁路站内信号区间闭锁方式和主要技术特征
5．各单位工程的信号显示方式及设备的选择
6．信号楼、信号工区等建筑物的位置及要求