义兴寨金矿安全避险六大系统方案设计.doc
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1、龙岩龙安安全科技有限公司厦门一体网智能科技开发有限公司.com/2023年11月1日 安全避险“六大系统” 方案设计目录概 述31.设计依据32.“紧急避险系统”建设的必要性42.1项目背景42.2矿井重要灾害42.3“关键一小时”避险5一、紧急避险系统51. 紧急避险系统介绍51.1 紧急避险系统的作用51.2 紧急避险系统的构成52.设计规定63.建设方案64. 紧急避险设施设计74.1避难所设立规定74.2避难所功能设计74.3避灾硐室设计84.3.2避难所性能参数104.4避难所关键工程104.4.1防护系统104.4.2供氧系统124.4.3空气净化系统134.4.4生存空间安全参数
2、监测系统144.4.5排泄物解决系统154.4.6供电系统154.4.7心理救援功能154.4.8其他设备及生活物资配备164.4.9避灾硐室设施、设备及生活物资配备表165.逃生路线设计18二、压风自救系统191.系统建设规定192.系统布点203.压风自救器203.1 压风自救器功能203.2性能参数203.3技术参数213.4系统设施、设备清单21三、供水施救系统211.系统建设规定222.系统布点222.2系统设施、设备清单22四、工程预算23五、售后服务231.系统培训232.售后服务承诺243.售后服务形式243.1 电话征询及追踪服务243.2 现场响应243.3 合约服务244
3、.设备扩容245.软件升级25六、维护与管理25附图:1.830、710中段图紧急避险系统设计图2.830、710中段避灾硐室设计3.830、710中段压风自救系统和供水施救系统图概述我国矿产资源丰富,然而由于历史因素和现实因素,矿难时有发生,严重威胁着矿井安全生产。先进科学技术的普及应用无疑是减少遇险人员伤亡率的有效途径,而建设安全避险“六大系统”则成为从主线上提高非煤地下矿山安全保障能力的有效措施之一。安全避险“六大系统”即:(1) 通过建立健全监测监控系统,实现对井下CO浓度、温度、风速的动态监控,完善紧急情况下及时断电撤人制度,为矿井安全管理和避险救援提供决策、调度和指挥依据;(2)
4、建立健全人员定位系统,实现对入井人员的动态管理,准确掌握各个区域作业人员的情况,加强对人员的安全管理和及时有效避险;(3) 建立救生舱、避灾硐室等紧急避险系统,实现井下灾害突发紧急情况下的安全避险,为井下作业人员提供应急的生存空间;(4) 通过完善压风自救系统,保证在井下发生灾变时,现场作业人员有充足的氧气供应,防止发生窒息事故;(5) 通过完善供水施救系统,在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液;通过完善通信联络系统,实现井上下和各个作业地点通信联络,为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确的信息。1.设计依据依据国务院关于进一步加强公司安全生产工作的告知国发202323号文关于“强制
5、推行先进合用的技术装备。煤矿、非煤矿山要制定和实行生产技术装备标准,安装监测监控系统、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”的规定,为保证安全生产、充足保障职工人身安全,国家安全监管总局组织制定了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。为贯彻贯彻国家安监总局关于建设完善金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”的告知(安监总管一2023168号)精神,为保证矿业连续、稳定、健康发展,加快安全避险“六大系统”建设步伐,根据国家安全生产监督管理总局安全避险“六大系统”的建设规范的相关规定,做方案设计。2.“紧急避险系统”建设的必要
6、性2.1项目背景作为能源消费大国,能源大量开采换来的是频繁的劫难,我国是全球第一矿难大国,煤炭在能源生产的大格局中占有绝对的比重,达成了近70%。但在这么高的比重下,居高不下的矿难让人触目惊心。中国的煤炭产量占世界煤炭产量的1/3,而中国矿井矿难死亡人数占世界矿井事故死亡人数的4/5。世界上发生的20起导致死亡人数最多的矿井劫难中,有8起发生在中国。2023年全世界产煤约50亿吨,死亡人数8000人左右,中国煤炭产量16.6亿吨占33.1%,而死亡人数达6434人占80.4%;2023年,中国煤炭产量17亿吨,占世界的34%,死亡人数达6027人,占世界矿难死亡人数的80%。近几年矿难伤亡有所
7、减少,但在全球所占比例仍然最高。各类矿难事故时有发生,矿山应急救援装备的现代化亟待解决。矿井突出动力灾害存在破坏力大、事故因素复杂和易引起继发性事故等特点,使得矿难发生后外界无法及时展开被动式救援,而事故所带来的中毒、窒息、溺水等构成危及生命的“头号杀手”。在灾变发生后,井下人员无任何避险设施,被动的等待救援,而被动式救援是“没有办法的办法”,往往是不计成本地进行。由于重大灾害发生之后需要对遇险人员及时抢救,潜在的次生灾害,给外界的抢险救灾又埋下了安全事故隐患。从事故的发生和应急救援的过程分析,显明矿山井下避险设施和自救设备的研究,在我国依旧是非常薄弱,现实的需要也是非常迫切。2.2矿井重要灾
8、害a. 矿井水灾b. 矿井火灾c. 顶板灾害d. 中毒窒息2.3“关键一小时”避险如何在“关键一小时”内逃离灾区或规避在安全区域是最终决定矿工生死存亡的关键问题。目前,我国矿井型大、井筒深、运距长,一般都有多个采区,采区走向较长,采矿工作面又较宽,当安全事故发生时,这些都给人员撤离带来一定的困难。虽然在矿井里有隔离式自救器(我国矿山普遍使用的自主救生装备),但其最大供氧时间为40分钟,一旦安全事故发生,要在短短的40分钟内逃离险区、安全升井,困难是很大的,并且发生爆炸后运送系统遭到破坏,绞车无法运转,人员需徒步升井更是困难,佩带自救器后,40分钟的时间在水平巷道只能行走2023m,而在倾斜巷道
9、中(如沿井筒升井)则更少。因此,在发生灾变后仅凭自救器逃生困难。为了矿山井下安全生产的需要,必须在作业面附近建设安全的避灾硐室和移动救生舱,用于井下发生灾变时为遇险人员提供一个安全避险的密闭空间。它可以抵御一定的外力冲击,隔绝高温、水、火、毒气、烟雾的入侵;提供了人员生存必需的氧气、水、食物、急救药品,配备废气解决等设施。一、紧急避险系统1.紧急避险系统介绍1.1紧急避险系统的作用紧急避险设施是指在井下发生火灾、水灾、爆炸、突出等灾害事故时,在逃生途径被阻和逃生不能的情况下,为无法及时撤离的遇险(幸存)人员提供一个安全的密闭空间,紧急避险系统对外可以抵御高温、烟气、水的侵入,隔绝有毒有害气体,
10、对内提供氧气、食物、水、急救药品、废气解决等生存基本条件,为应急救援发明条件、赢得时间。紧急避险系统是突发紧急情况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,提高获救的成功率。1.2紧急避险系统的构成井下紧急避险系统是在井下发生紧急情况下,为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设涉及为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施(重要涉及避难所、移动式救生舱)、合理设立避灾路线、科学制定应急预案等。2.设计规定紧急避险设施重要涉及避灾硐室和可移动式救生舱。根据规范规定,紧急避险设施的设立应遵
11、守以下规定:水文地质条件中档及复杂或有透水风险的地下矿山,应至少在最低生产中段设立紧急避险设施;生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山,应在最低生产中段设立紧急避险设施;距中段安全出口实际距离超过2023m的生产中段,应设立紧急避险设施。避难所设立在井底车场、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,服务年限不低于5年。具有服务年限久,避灾人数多的特点。采掘工作面因容易受到开采的影响不适宜建硐室,可选用移动式救生舱,救生舱为钢结构设备不受采动影响,并能随着工作面的推动而前移,具有很好的灵活性。设计额定避险人数8人20人,额定防护时间不小于96小时。3.建设
12、方案义兴寨矿区水文地质中档,生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山,应在最低生产中段设立紧急避险设施;综合考虑建设规定和矿井下避险规定,决定在井下830、710生产中段中段设立紧急避险设施。紧急避险设施有避灾硐室和救生舱两种方案,考虑到830、710中段采场及作业人员多,中段生产服务年限在5年以上,选择建设避灾硐室。注:避灾硐室掘进工程(涉及支护、混凝土工程)由乙方设计,甲方施工。打孔、布线、穿管由甲方提供人工,在乙方指导下甲方施工,我方选派项目经理现场指导施工。其它由乙方设计、施工、安装、调试。4.紧急避险设施设计4.1避难所设立规定根据金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规
13、范规定,避灾硐室设立应符合以下规定:1、紧急避险设施的设立应满足本中段最多同时作业人员避灾需要,单个避灾硐室的额定人数不大于100人。2、紧急避险设施应设立在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方,高于巷道底板0.2m以上,前后20m范围内应采用非可燃性材料支护。3、矿山井下压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统、供电系统的管道、线缆以及监测监控系统的视频监控设备应接入避灾硐室内,各种管线在接入避灾硐室时应采用密封等防护措施。4、避灾硐室净高应不低于2m,长度、深度根据同时避灾最多人数以及避灾硐室内配置的各种装备来拟定,每人应有不低于1.0m的有效使用面积。5、避灾硐室进出口应有两道隔离
14、门,隔离门应向外启动。6、避灾硐室内应具有对有毒有害气体的解决能力,室内环境参数应满足人员生存规定。7、避灾硐室内的配备应涉及:(1)不少于额定人数的自救器;(2)CO、CO2、O2、温度、湿度和大气压的检测报警装置;(3)额定使用时间不少于96h的备用电源;(4)额定人数生存不低于96h所需要的食品和饮用水;(5)逃生用矿灯,数量不少于额定人数;(6)空气净化及制氧或供氧装置;(7)急救箱、工具箱、人体排泄物收集解决装置等设施设备。4.2避难所功能设计避难所设计年限为5年以上,设立在岩石坚硬稳固的地方,服务于整个生产中段。具有耐压、抗冲击、防火、防毒、防透水功能。内设过渡室、生存室、医疗室、
15、设备室,并配备满足人员生存96小时所需要的饮水、食品;供氧系统、压风自救系统、通讯系统、照明电力系统、温压调控系统、空气净化系统、压风喷淋系统、环境参数监测系统、排泄物解决系统、急救药品和照明设备,以及直通地面调度室的电话,安装供风、供水管路并设立阀门。图避难所设计效果4.3避灾硐室设计考虑到作业人员变化及满足矿井生产规模的需要,830、710中段避灾硐室额定避灾人数按60人进行建造。根据中段作业人数,拟定避险硐室额定人数为60人。按照规定,每人应有不低于1.0的有效使用面积,则人员占有面积为:601.0=60。设备设施占地总面积为25。硐室面积为:60+25=85。则避灾硐室设计尺寸长30米
16、,宽3.5米,高4米,为拱形硐室,有效空间达80。每个避灾硐室有两个出入口,每个出口均设立两道密闭门,避灾硐室入口段长度为4m,倾斜坡度为15,以保证避灾硐室高于中段巷道巷道底板1m,如图:图避难所入口/过渡室/生存室剖面图避灾硐室内从功能上可分为三个区域,过渡室、生存室、功能区,过渡室用于隔绝外界水、火、毒气、烟雾进入生存室;生存室为人员避灾休息区,设有休息座椅和卫生间;功能区安装生命维护系统,保证避难所安全运营,还设有伤员救护站。图硐室平面布局4.3.1施工须知A. 避灾硐室掘进工程(涉及支护、混凝土工程)由我公司设计,甲方施工。打孔、布线、穿管由甲方提供人工,我公司选派项目经理负责指导下
17、甲方施工和系统安装、调试。B. 接入避灾硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线由甲方负责安装到位。4.3.2避难所性能参数A. 防护性能:耐压、抗冲击、防火、防毒、隔热。B. 生存环境参数监测系统:可以对过渡室内的CO、O2进行监测,可以对室内外CO、CO2、CH4、O2、温度、湿度、大气压强进行监测,并有自动报警提醒功能。C. 氧气系统:配备压风自救供氧系统和医用氧中心供氧系统,保持氧气含量在18.5%23.0%之间。D. 有毒有害气体解决:保持环境CO小于24PPM,CO2小于1%,CH4小于1%。E. 温、湿度控制:保持环境温度35度,湿度小于85%。F. 生
18、命物资储备:配备不少于5000千焦/天人的发热量食品,不少于1.5升/天人的饮用水。G. 应急物资储备:不少于额定人数的防护时间不低于45分钟的自救器和医疗药品、逃生用矿灯、工具箱、直通地面调度电话、排泄物解决设施。H. 电力系统:96小时UPS不间断供电。I. 额定避险人数:60人。J. 额定防护时间:96小时。4.4避难所关键工程4.4.1防护系统避难所防护系统在整个施工中是最为重要的,它将隔离外界有害环境,给予安全的避灾环境,这就规定舱门具有有良好的密闭性能,并能承受住一定的水压。为保证其结构稳定性,需进行周密计算设计。避难所整体提高100公分,水密门和墙体按承受大气压1.0MPa设计和
19、施工。根据采矿工程设计手册中第十二章安全设施硐室关于防水闸门硐室墙体长度计算设计。设计方案如下:B闸门墙体前、后巷道净宽,m;A凸缘基座支撑面与硐室中心线夹角,一般取a=200300;fcc素混凝土的轴心抗压强度设计值,采用混凝土结构设计规范(GBJ10-89)中规定的混凝土强度设计值fc值乘以系数0.95拟定,N/mm2;取值参照表1-1r0结构的重要性系数,取1.1;rt作用的分项系数,取1.3;rd结构系数取,取1.201.75,硐室净断面大时取最大;P防水闸门硐室设计承受的水压,N/mm2;H闸门墙体前、后巷道净高,m;L闸门墙体长度,m宜用于承受的水压不大于1.6Mpa的防水闸门硐室
20、本次方案设计舱门能承受1.0Mpa的水压,选用C30强度混凝土作墙体灌浆。墙体净高为3米,墙体净宽为3米,计算闸门墙体长度L。根据公式:计算墙体长度L扩展至0.5m,掏槽深0.5m。硐室顶板完整,混凝土支护,混凝土支护厚度为300mm,强度不低于C30。A. 水密门设计水密门采用船级社认证钢板,自主专利设计快开闭式水密门能承受1.0Mpa,直径为一米。设计、制造参照了船舶行业CB547耐压水密圆门和国军标GJB3190舰船用门通用规范的相关标准,并通过了船级社一级检查师检测。检查结论: 水密性:在水压01.3Mpa时未见渗漏; 强度:在加压、卸压过程中门盖、门框未发生塑性变形; 焊缝:经外观和
21、超声波探伤检测合格。 经实验表白,其制造精度、结构强度和刚度等性能指标达成或超过参照标准规定,承压指标满足1.0Mpa的设计规定。根据实验数据我们对水密门(一种采用凹凸面相嵌密封的铰链式防护门)申请专利保护(专利号:.2)。同时我们对避难所技术(一种双重防护结构的固定式避难所)申请专利保护(专利号:.7)。4.4.2供氧系统医学研究当空气中氧含量降为10%11%时,人则呈现醉态,会逐渐失去理智。当空气中氧含量减少到8%10%以下时,人便失去知觉。当氧含量为6%时,人则产生抽搐、停止呼吸,几分钟便可死亡。这些呼吸生理参数都说明了低浓度氧的严重危害,也说明了居留于地下避灾硐室中必须有正常的通风或设
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