銀宇煤礦緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的建設(shè)分析

梁 帥

（山西華潤(rùn)煤業(yè)有限公司銀宇煤礦，山西 太原 030200）

2019 年，我國(guó)煤炭產(chǎn)量高達(dá)37.5 億t，占全球比重的47.5%，是世界第一的產(chǎn)煤大國(guó)，與此同時(shí)，我國(guó)煤礦發(fā)生生產(chǎn)安全的事故起數(shù)也高于其他國(guó)家[1]。誘發(fā)煤礦事故的因素有很多，除了傳統(tǒng)的五大災(zāi)害以外，還有機(jī)械碰撞、熱害等。從事故分析中可知，80%的遇難者具有生還機(jī)會(huì)，但由于井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)的不完善、不合理，從而造成避險(xiǎn)時(shí)間延誤，導(dǎo)致人員傷亡增大。所以，如何建立安全高效的礦井緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)，是煤礦安全工作的重中之重，對(duì)于促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的安全發(fā)展有著重要的意義[2]。

1 緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的建設(shè)原則

1.1 選址原則

緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)屬于煤礦井下安全的“六大系統(tǒng)”之一，其中避難硐室的選址對(duì)涉險(xiǎn)人員能否順利避難起著關(guān)鍵作用，因此整個(gè)系統(tǒng)對(duì)選址有著嚴(yán)格的要求[3-4]：（1）針對(duì)高突礦井，所有類(lèi)型的避難硐室及各類(lèi)救生艙與工作面的距離不得超過(guò)500 m，并兼顧本工作面全體作業(yè)人員，服務(wù)年限在5 a之內(nèi)；（2）應(yīng)選址在受瓦斯（或粉塵）爆炸、透水等事故影響較小的區(qū)域，盡量遠(yuǎn)離有地質(zhì)波動(dòng)高發(fā)區(qū)域；（3）靠近避難硐室的巷道（±20 m 范圍內(nèi)），應(yīng)選用耐高溫、耐高壓、硬度強(qiáng)的不可燃材料進(jìn)行支擋、加固等保護(hù)措施；（4）避難硐室應(yīng)選址在頂板條件較好、圍巖較堅(jiān)固的巖層中；（5）避難硐室需設(shè)置在采區(qū)避災(zāi)路線上，盡量靠近輔運(yùn)大巷，當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)可以有效縮短救援時(shí)間。

1.2 建設(shè)原則

避難硐室的工程質(zhì)量對(duì)硐室的安全性有著最直接的影響，井下避難硐室施工都應(yīng)嚴(yán)格遵循以下制度：（1）由煤礦負(fù)責(zé)人制定施工方案和組織措施，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、施工進(jìn)度、施工材料等環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)；（2）對(duì)施工中遇到的隱蔽工程（如埋線、鋪管等）重點(diǎn)監(jiān)管，安排專(zhuān)人監(jiān)管，嚴(yán)格履行驗(yàn)收和監(jiān)理責(zé)任；（3）當(dāng)井巷工程中涉及到放炮作業(yè)時(shí)，需嚴(yán)格按照“一炮三檢”、“三人聯(lián)鎖放炮”、“放炮撤人”等規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，制定可靠的施工安全措施，同時(shí)要加強(qiáng)探放水作業(yè)。

2 井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成

緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)是礦井安全的守護(hù)神，當(dāng)突發(fā)事故時(shí)，承擔(dān)著指導(dǎo)遇險(xiǎn)人員逃生、引導(dǎo)救援人員搶救的重要責(zé)任，主要包括永久避難硐室、臨時(shí)避難硐室和可移動(dòng)式救生艙[5]。建設(shè)施工方面，所有硐室的安設(shè)需要與采掘進(jìn)度實(shí)時(shí)統(tǒng)一；在系統(tǒng)維護(hù)運(yùn)營(yíng)方面主要包括支持24 h 正常運(yùn)作的通訊設(shè)施、避災(zāi)路線規(guī)劃和應(yīng)急預(yù)案制定等工作。

2.1 移動(dòng)救生艙

移動(dòng)救生艙分為外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分。外部結(jié)構(gòu)是指與外界環(huán)境相連接的部分，包括艙體、主艙門(mén)和應(yīng)急艙門(mén)部分；內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指氣密門(mén)與應(yīng)急艙門(mén)之間的密閉空間，包括生存艙、衛(wèi)生間、過(guò)渡室等部分。由于該空間為遇險(xiǎn)人員提供所必要的避險(xiǎn)環(huán)境，還需具備環(huán)境監(jiān)測(cè)、O2 供應(yīng)、廢氣凈化或利用、氣溫調(diào)節(jié)等功能。

2.2 避難硐室

井下避難硐室根據(jù)服務(wù)年限的不同分為永久避難硐室和臨時(shí)避難硐室，而內(nèi)置的系統(tǒng)也都具備主系統(tǒng)和相應(yīng)的附屬系統(tǒng)。

（1）永久避難硐室。永久避難硐室具備服務(wù)范圍廣、年限長(zhǎng)、設(shè)施設(shè)備齊全的特點(diǎn)。硐室內(nèi)部具有獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，包括制冷、供氧、洗氣系統(tǒng)，還應(yīng)配備電源室、衛(wèi)生間、生存室等空間。安設(shè)方面，永久避難硐室必須安設(shè)在所制定的避災(zāi)路線上，包括井底車(chē)場(chǎng)、運(yùn)輸大巷等巷道均可施工建設(shè)。容積方面，應(yīng)滿(mǎn)足至少20 人的容納空間，并提供避險(xiǎn)人員基本的生存保障品。

（2）臨時(shí)避難硐室。臨時(shí)避難硐室承擔(dān)著臨時(shí)緊急救助站的作用，能為未能及時(shí)到達(dá)永久避難硐室遇險(xiǎn)人員提供中轉(zhuǎn)服務(wù)。安設(shè)方面：設(shè)置在采區(qū)避災(zāi)路線上，當(dāng)采區(qū)開(kāi)采完畢后，可以廢棄處理；容積方面：略小于永久避難硐室，滿(mǎn)足避險(xiǎn)人數(shù)10～40 人即可。需要注意的是臨時(shí)避難硐室也應(yīng)該配套齊全避險(xiǎn)設(shè)備與用品。當(dāng)本采區(qū)采掘完畢后，部分可回收的物品與材料，例如監(jiān)測(cè)儀器、通訊儀器、氧氣瓶等可以安設(shè)在新的臨時(shí)避難硐室中循環(huán)使用。

3 銀宇煤礦緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)

3.1 礦井概況

銀宇煤礦隸屬于山西華潤(rùn)煤業(yè)，位于太原古交市，現(xiàn)生產(chǎn)能力為60 萬(wàn)t/a，目前開(kāi)采9 號(hào)煤層。本礦井現(xiàn)為生產(chǎn)礦井，已有井底車(chē)場(chǎng)和硐室功能完備，在進(jìn)行9 號(hào)煤層開(kāi)拓延伸開(kāi)采時(shí)，需要在901采區(qū)設(shè)計(jì)新建永久避難硐室。

3.2 新建永久避難硐室

據(jù)統(tǒng)計(jì)，銀宇煤礦當(dāng)班井下最多作業(yè)人數(shù)為工人55 人、管理人員10 人總計(jì)65 人?，F(xiàn)提供兩種方案進(jìn)行比較，選擇最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

方案一：安設(shè)在井底車(chē)場(chǎng)，與主水平大巷貫通，總工程量55 m，采用錨注支護(hù)方式。

方案二：安設(shè)在901 采區(qū)皮帶巷和901 采區(qū)軌道巷之間，采區(qū)避難硐室采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，凈斷面積12.4 m2，長(zhǎng)度50 m。

經(jīng)過(guò)對(duì)工程量大小、施工復(fù)雜程度以及巷道頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)定性的對(duì)比，最終選擇方案二進(jìn)行永久避難硐室的建設(shè)。如圖1 所示，新建避難硐室可容納55 人（安全系數(shù)1.2），由過(guò)渡室、衛(wèi)生間、生存室和儲(chǔ)存室組成。該永久避難硐室布置在皮帶巷與軌道巷之間的巖洞中，且位于各種避災(zāi)路線的必經(jīng)之路。該區(qū)域并不在地質(zhì)構(gòu)造帶附近，距離高溫帶、應(yīng)力異常區(qū)以及透水危險(xiǎn)區(qū)較遠(yuǎn)，圍巖穩(wěn)定性強(qiáng)，在服務(wù)期間不受采動(dòng)影響。

圖1 銀宇煤礦901 新建避難硐室示意圖

3.3 臨時(shí)避難硐室與移動(dòng)救生艙

在掘進(jìn)工作面附近的801 采區(qū)軌道巷中布置一個(gè)臨時(shí)避難硐室，臨時(shí)避難硐室可容納35 人。

移動(dòng)救生艙：801 采區(qū)軌道巷一側(cè)靠近回采工作面的位置設(shè)置2 個(gè)移動(dòng)救生艙，設(shè)計(jì)避險(xiǎn)人數(shù)為12 人，主要為從回采工作面逃出的作業(yè)人員提供避難場(chǎng)所。

3.4 施工要求

901 新建避難硐室采用雙門(mén)外開(kāi)結(jié)構(gòu)：外側(cè)門(mén)為防護(hù)密閉門(mén)，可以有效抵擋事故所產(chǎn)生的沖擊波；內(nèi)門(mén)同樣采用密閉設(shè)置，可以防止有毒有害氣體的侵入。在對(duì)硐室施工時(shí)，應(yīng)特別注意以下環(huán)節(jié)：

（1）施工前，需要對(duì)避難硐室進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的施工組織設(shè)計(jì)，報(bào)主體負(fù)責(zé)人審批后方可施工；

（2）施工中，結(jié)合物探、礦壓等觀測(cè)資料，做好安全管理工作，強(qiáng)化過(guò)程控制，確保施工質(zhì)量；

（3）施工完成后，需對(duì)避難硐室各種系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試和聯(lián)合試運(yùn)行，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求組織驗(yàn)收。

3.5 緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)

除了避難硐室的建設(shè)，銀宇煤礦的緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)還將對(duì)礦井通信系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)路線等工作進(jìn)行重新制定與完善。在個(gè)人防護(hù)方面，為每名下井作業(yè)人員配備額定防護(hù)時(shí)間不低于45分鐘的壓縮氧自救器，全礦井按全部下井人員每人1 臺(tái)配備，再增加配備總數(shù)的10%。全礦井共配備300 臺(tái)加30 臺(tái)備用，總計(jì)配備330 臺(tái)，另外分別在永久避難硐室和臨時(shí)避難硐室配備66 臺(tái)和39 臺(tái)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)選址、建設(shè)原則的研究，并結(jié)合避難硐室的組成，對(duì)避難硐室的基本構(gòu)造做了詳細(xì)論述。銀宇煤礦目前開(kāi)采9 號(hào)煤層，在對(duì)901 采區(qū)開(kāi)采時(shí)，選擇在采區(qū)皮帶巷和采區(qū)軌道巷之間新建一處永久避難硐室，并對(duì)施工、配套系統(tǒng)等方面提出了合理的建議，對(duì)其他類(lèi)似礦井的緊急避難系統(tǒng)有一定的參考價(jià)值。