井下避险

2024-08-21

井下避险（精选八篇）

井下避险篇1

《国务院关于进一步加强企业安全生产的通知 (国发[2010]23号) 》和《国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统的通知 (安监总煤装[2010]146号) ”》要求煤矿建设完善监测监控系统、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、通信联络系统6大安全避险系统。“安全第一、预防为主、综合治理”是我国煤矿企业安全生产的基本方针, 煤矿井下存在着很多隐患, 安全避险“六大系统”是避免或减少瓦斯、煤尘、水灾、火灾等重大事故的发生时, 应急救援和紧急避险的有效措施, 对提高矿井救灾能力, 减少和控制灾害损失, 提高事故救援效果具有重要意义, 为提高煤矿井下作业的安全性, 必须高度重视煤矿“六大系统”建设。下面就井下紧急避险系统及管理措施标准和大家进行探讨。

2井下紧急避险系统

煤矿井下紧急避险系统顾名思义, 其主要作用是当煤矿井下发生紧急情况时, 利用相关设施、设备及管理措施为遇险人员提供生命保障, 这些设施、设备等组成一个整体系统, 由此可见, 建立紧急避险系统必须包括以下几个方面的内容:首先, 入井人员必须配备自救器, 即井工煤矿均强制性为入井人员配置自救器并要求其随身携带, 额定防护时间至少在30min以上。其次, 井下紧急避险设施的建设, 一旦井下发生灾害事故, 遇险人员没有充足的撤离时间, 则该设施就起到保障遇险人员人身安全的作用。井下避险设施应当能够起到有效地防御高温高烟气, 保障遇险人员不受有害气体伤害, 能够为遇险人员输送生存必须的一些水源、食物等物质以备遇险人员不时之需;此外, 还要具备去除有毒有害气体的功能, 为遇险人员创造基本的生存条件, 为救援行动争取更多的时间与条件。紧急避险设施包括永久性与临时性两种, 其中永久性避难硐室主要设置于井底车场、水平大巷、采区避灾路线上等, 其服务范围包括整个矿井、水平或采区, 是一条井下专用巷道硐室, 具有紧急避险功能, 其服务年限至少在5年以上;临时避难硐室主要设置于采掘区域或采区避灾路线上, 同样属于专用巷道硐室。临时避难硐室主要郁郁为采掘工作面及相关区域提供服务, 一般而言服务年限为五年内。最后, 合理设置避灾路线。

3井下紧急避险系统管理措施及管理标准

3.1在对服务区域的特征, 巷道等实际的布置情况进行充分分析后在技术上明确该区域可能出现的一些灾害类型, 并将人员分布因素纳入考虑范围之内。综合上述基础, 再制定出合理、适用的紧急避险设施建设方案。

3.2紧急避险设施必须应有下面几项功能:一是, 要具有安全防护措施, 即当出现灾害时, 被困人员可以获得必要的氧气来维持生命;二是, 要具备环节监测功能和去除有害气体的功能。通过监测对各项参数进行准确检测;三是, 要具有必要的通讯、照明等辅助功能, 以保证遇险人员在无任何外界支持的情况下至少支撑96小时以上, 为后续救援提供条件与时间。

3.3在设计紧急避险设施时, 应给予足够的容量。容量大小以能够满足发生紧急灾害情况时, 保障全部人员能够及时的避险或维持一定时期的生存需要。这里提到的全部人员广泛包含:生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员, 并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2, 临时避难硐室的备用系数不低于1.1。

3.4紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接, 形成井下整体性的安全避险系统。

3.4.1矿井安全监测监控系统应对紧急避险设施外和避难硐室内的甲烷、一氧化碳等环境参数进行实时监测。

3.4.2矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况。

3.4.3矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量氧气, 接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀, 压风出口压力在0.1~0.3MP之间, 供风量不低于0.3m3/min·人, 连续噪声不大于70d B。

3.4.4矿井供水施救系统的主要功能在于当工作人员遭遇一定的危险时, 能够通过该系统获取生存所需的水源, 同时也成为向遇险人员输送一些液态营养物质提供了便利条件。在设计矿井供水施救系统时, 应设置专门的接口和供水阀门。

3.4.5矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施, 紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。

3.4.6紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合, 紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类, 井巷中应有紧急避险设施方位的明显标识, 以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施。

3.4.7紧急避险系统的设置与改进, 应当是围绕井下采掘系统的变化来进行相应的调整和完善, 一般而言, 调整和补充的范围主要包括及时补充或移动紧急避险设施, 完善避灾路线和应急预案等。

4结束语

通过对国内外矿山事故成功救援案例经验总结, 证明煤矿“六大系统”是煤矿井下施工的良好保障, 虽然在实际作业中, 煤矿“六大系统”的建设已得到大多数煤矿的高度重视。但是也有个别煤矿井下安全避险“六大系统”仍存在不完善, 因此必须在认识到其重要性, 进一步促进煤矿井下安全避险“六大系统”建设的完善与发展。

摘要：煤矿“六大系统”是煤矿井下工作的安全保障。建设和完善“六大系统”可减少煤矿事故发生, 紧急避险系统是一旦事故发生时, 能及时地为井下作业人员采取自救措施。同时也为地面正确施救提供条件, 从而减少伤亡, 因此要求煤矿必须高度重视严格按照规定建设完善煤矿“六大系统”。并达到管理到位、设施完善、系统可靠、运转正常的要求, 着力提升煤矿安全保障能力。

加强煤矿井下安全避险系统监管监察篇2

监管监察

据新华社消息，国家安全监管总局和国家煤矿安监局日前对外发布通知，要求各地强化对煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作的监管监察。

煤矿井下安全避险“六大系统”是指监测监控系统、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。通知要求，对2013年6月底前未完成“六大系统”建设完善任务的生产矿井，要责令其限期整改；到2014年6月底仍未完成建设完善任务的，要依法责令其停产整顿，并暂扣其安全生产许可证、生产许可证。

通知指出，停产整顿矿井复产验收时，应将“六大系统”建设完善情况作为验收条件，没有完成的一律不得通过复产验收。新建矿井和兼并重组、整合技改矿井要将“六大系统”纳入煤矿建设项目安全设施之中，并严格执行安全设施“三同时”的规定。在矿井设计审批、工程施工、项目验收过程中，对未设计和建设完善“六大系统”的要实行“一票否决”。

金属矿山井下避险系统信息平台建设篇3

金属、非金属地下矿山安全避险“六大避险”系统主要包括监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水设施系统和通信联络系统。主要介绍监测监控、人员定位、通信联络系统的信息传输平台。

1 矿山现状

矿山现有6套视频监控设施;一套斜坡道运输监控系统;一套位于井上的主程控交换机和一套井下智能程控交换机用于有线通信。在避险系统组建过程中, 上述设备都要整合进来, 此外要充分考虑未来矿山建设及管理要求, 系统的网络通信、存储架构、计算机处理能力要有一定的富余。

2 网络的选择

网络作为信息传输的唯一平台, 其选择必须满足4个条件:确保可靠, 满足使用要求;符合TCP/IP协议和工业以太网协议;要实现视频、环境监控、语音通信 (含有线和无线) 、人员定位、生物识别信息在同一网上传输, 要有一定的带宽;具有较强的扩展能力, 能方便地同集团公司联网, 也能直接实现与网络连接, 网络的拓扑结构能随生产的进行灵活变化。

信息平台的骨干网络分成两个部分, 井上部分为满足IEEE802.3协议标准和TCP/IP千兆以太网协议的总线网, 井下部分为千兆环网, 两者均为光缆且通过交换机相连接。为了提高网络的可靠性采用1∶1冗余配置。

交换机是通信平台的重要组成部分, 井下一律为带有矿安认证的二层交换机, 传输速率为10/100/1000Mbps, 背板带宽为19Gbps, 带有两个1000Baze-X SFP光口用于上行, 下行端口数量和类型 (电口、光口) 视接入的基站、网络摄像机、数据采集分站的数量和接口类型决定。交换机为1∶1冗余, 支持SNMP协议。

在安全及生产调度指挥中心安装有1∶1冗余三层核心路由交换机, 该交换机具有纠错能力, 背板带宽3Tbps, 传输速率为10/100/1000Mbps, 符合v1/v2/v3等网络管理协议, 具有很强的网络管理和流量控制等功能, 能够满足当前视频传输和未来发展的需求。

3 存储架构

避险系统有大量的语音、视频、数字信息要存储, 为了提高存储设备的可靠性, 根据功能分散的原则, 将视频数据存入专用的视频磁盘阵列中;而将用于人员定位、环境监控、生物识别、语音通信等的信息存入另一个独立的存储架构中, 其中服务器1、2互为热备, 用来存放人员定位、环境监测、生物识别数据, 服务器3用来存放矿山现有和未来生产和管理数据、语音通信数据, 服务器4用作专门的WEB服务器。数据磁盘阵列作为最终的存储单元可长期保存大量避险系统和生产管理系统的数据, 进一步提高了存储设备的可靠性。

4 语音通信系统

矿山语音通信系统包括有线通信和无线通信两部分。有线部分为矿山现有的地表主程控交换机和井下子程控交换机;无线部分为新建。无论是有线固话还是无线移动手机都必须满足对讲、组呼、全呼、选呼、强拆、强插、监听等功能。

4.1 有线通信系统的改造及设计

矿山对有线通信的改造要求:井下固话与地表固话之间、井下固话之间、地表固话之间可以在不改变原有操作方式的前提下通话;授权用户可以利用固话拨打移动运营商手机、市话或矿山避险系统使用的专用手机;充分利用现有设备和线路进行改造, 以节省投资。

语音网关作为主程控交换机同网络之间的连接器, 支持TCP/IP V4、H323、H245V7、H243等协议标准并带有数字T1/E1接口。在主程控交换机上安装了E1卡, 以实现与语音网关的物理连接。E1接口卡的数量取决于模拟和数字电话的数量。

在安全及生产调度指挥中心, 配置WIFI/IP电话多媒体调度主机, 它带有满足RAID5标准的3路500G热插拔硬盘、嵌入式Linux系统、CTOS内核通信软件、E1/T1数字中继接口。其在实现内部有线/无线通信的同时通过网络交换机实现与PSTN固话、GSM/CDMA手机、PBX通信专网等传统通信网互联;保证原有电话号码、原有拨号方式、原有业务数据不变;可实现有线/无线调度、组呼、全呼、强插、强拆、录音和监听等功能;支持WIFI手机和固话之间的通话。

要求调度台带有触摸屏和2部IP电话, 可同时处理6路终端 (无线手机或固话) 向其进行的紧急呼叫;具有来话转接、三方通话、呼叫限制、呼叫转移、分机紧急呼叫、专设紧急呼叫通道等功能, 能够很好地满足避险系统和正常生产情况下对有线通信的要求。

4.2 无线语音通信系统的设计

无线系统应具有专用手机同固话、专用手机和移动运营商手机通话及短信功能;可在调度平台上显示通话人的地理位置。

无线通信设备包括基站、手机等设备。基站通过光口或电口同井下骨干网交换机相连, 基站之间可以根据距离的远近通过光缆或电缆相连接。若干个基站可以串接形成覆盖矿山井下某一中段或某一区域的无线通信网络。基站除了接收无线通信的信号外, 还可接收人员定位、摄像机、数据采集分站发来的有线或无线信号。

4.2.1 无线通信语音技术的选择

目前矿山常用的无线通信技术有小灵通系统、模拟/数字式CDMA/GSM系统、3G系统、WIFI系统和Zigbee系统。其中小灵通和CDMA/GSM系统或技术落后或无法满足避险系统中的组呼、选呼、强拆、强插、紧呼功能;3G系统技术先进, 但投资高;Zigbee技术基于IEEE802.154协议, 可为低速、少量数据传输业务提供一种低成本、低能耗的解决方案, 主要用于无线传感器网络和跟踪定位。WIFI技术基于IEEE802.11g协议, 速率高、传输距离远, 针对井下特殊环境, 它具有以下特点:采用光纤或电缆作为WIFI基站之间的通信介质, 组成的无线局域网完全基于TCP/IP架构, 拓扑结构上灵活多样, 可根据井下巷道的走向搭建树形拓扑结构网络;扩展性好, 易拆易建, 不会因此造成系统通信中断;WIFI不需要移动运营商提供支持, 可以在同一部GSM、CDMA手机上同时支持WIFI通信模式 (即双模) ;扩展时不涉及与移动运营商的协调问题, 不会产生额外的费用;可作为井下环境监测、视频监控系统的传输层。

基于上述特点, WIFI技术更适用于井下无线语音通信。

4.2.2 通信子网的建设

考虑到井下采场多、生产区域变更频繁, 以中段为基础, 将井下划分为290、330、400、550等12个水平中段, 根据每个区域覆盖范围的大小设置1组 (每组2台) 或多组二层环网交换机, 240台WIFI双模基站分别安装在这些中段并与交换机相连。井下综合平台网络拓扑结构如图1所示。

注:J1~J13为井下接入交换机 (1﹕1冗余配置) ;F1~F240为基站。

为了进一步提高通信系统的可靠性, 在有条件的中段如670中段和550中段有联络道互通, 借用此联络道, 将属于670子网的第240号基站与属于550中段子网的第104号基站连在一起形成了一个闭环, 提高了系统的可靠性。

5 人员定位系统

公司矿山井下工人有1900多名, 其中白班最多下井人数达到1000名, 为了准确掌握井下各个作业区人员的数量、位置、活动踪迹、滞留时间等, 对人员定位系统提出了以下要求:

(1) 具有下井人员录入、修改、增删功能。

(2) 下井人员的个人信息、上下井时间、作业地点记录、存储、打印、查询。

(3) 井下作业人员轨迹查询功能, 可查询任一时段作业人员的活动路线并显示活动轨迹。

(4) 可根据井下开拓情况, 方便地对图形进行修改、扩充。

(5) 报警功能。对于未授权人员进入禁区、井下作业超时, 系统可实时报警, 报警信息以语音、弹出窗口、图形闪烁方式出现, 并发出信息到识别卡, 提醒相关工作人员。

(6) 发生紧急情况时, 配卡人员可通过定位卡发出求救信号给安全生产调度指挥中心, 以获得救援。

(7) 为保证可靠性, 系统具有双机热备功能, 识别卡要能防尘、防水、防撞击, 要有电量不足提示功能。

5.1 人员定位技术的选择

Zigbee带宽窄, 无法满足大型矿山大容量语音通信要求, 但在人员定位方面同WIFI相比具有能耗低、抗干扰能力强、识别速度快、定位精度高等特点。Zigbee2.4GHz序列扩频技术适合该矿山的要求。此外, 为了简化设备、节省投资, 选择了同时具备WIFI和Zigbee通信功能的双模基站, 较好地满足了避险系统的要求和现场实际情况。

5.2 设备的配置

根据避险系统的要求, 在安全生产调度指挥中心配置2台工业用PC机, 互为热备。为了防止数据丢失, 确保数据长期、安全保存, 在存储架构中指定2台服务器 (互为热备) 用于保存人员定位的数据, 同时在磁盘阵列中也保存有这些数据。在软件方面, 工业PC机使用Windows XP和专用人员定位软件, 后台存储使用Windows Server2003和SQL Server2000数据库。

5.3 生物识别系统

生物识别系统由人脸识别设备和三杆旋转闸机和工业PC机组成, 其数量依据每个坑口下井人员的多少和人脸识别速度而定。例如706斜坡道洞口, 白班最多下井人数为450人左右, 所以安装了4套生物识别设备。增加生物识别系统的主要目的是确保持卡人和下井人是同一人。

对生物识别系统的要求:识别准确度高、速度快、检查结果直观、无须人工干预。对人脸识别设备的要求:容量>2000人、存储照片>70000张、保安容量2GB彩色、识别算法Dual Server V2.0、双摄像头, 3.5"TFT彩屏、人脸识别速度<1s, 距离30~70cm。

三杆旋转闸机放行条件:被识别人与定位卡有效持有人为同一人。生物识别系统的配套软件装在现场工业PC机中, 该机上行线路同避险系统骨干网相连, 下行线路同人脸识别设备旋转闸机相连。

6 环境监控

环境监测主要包括井下工作面、主要机电设备区、人员集中区、主要巷道的有毒、有害气体监测, 通风系统监测, 巷道顶板变形监测。考虑到矿山岩石相对稳定, 该系统不包括顶板变形监测, 环境监测的主要对象是CO、NO2、O2、温度、风压、风量及风机工作状态 (运行/停止/故障) 。主要设备有各类传感器、数据采集分站、信号传输介质等, 它们的物理连接方式如图2所示。

各类传感器输出可以是RS-485信号, 也可以是4~20m A或1~5V信号、开关量信号。数据采集分站有8个输入接口, 1个RJ45 10/100Mbps自适应输出电口, 它可就近接到通信基站或交换机上。

采用符合IEEE802.11g协议的多组分无线便携式气体分析仪, 它可同时用来测量CO、NO2、O2、气体浓度, 具有报警功能, 可就近通过基站将测得的数据传到安全及生产调度中心。

矿山特殊的地理环境和风机设备安装地点交通极为不便的特点使得代表风机运行状态的少量离散信号进入系统非常困难。信号传输无论是采用井下布线还是地表架线都存在投资高、架设困难、维护不便、可靠性差等问题, 为此, 利用移动运营商的资源, 以无线方式传输这些信号, 较好地解决了信号传输问题。

环境监测系统的多数设备安装在井下, 因此要注意供电电源的可靠性和设备是否带有矿安标志。

7 视频监控系统

视频监控系统以井下视频监控为主, 井下视频监控主要覆盖胶带斜井、码头门、卷扬机房、水泵房、紧急避险硐室、坑口及其它重要场所。

7.1 系统组成

矿山视频监控系统由40部网络摄像机、流媒体服务器、视频磁盘阵列、视频综合平台、3×4块46"超窄边DID TFYLCD拼接屏组成, 另外, 将原有6套58台模拟摄像机组成的独立小系统也整合到视频监控系统中。视频信号的传输是以综合通信平台为基础, 利用其光缆、交换机等设备实现了三网合一。

7.2 设备的选择

前端视频源到后端安全生产指挥中心的距离多为1~15km, 数量近百个, 需要解决长距离视频数据传输的问题。将网络技术应用到视频监控领域, 其以传输方式标准、一次编码完成、全局使用的特点解决了信号传输问题。原有的模拟系统通过各自硬盘录像机自有的网络接口, 依靠流媒体服务器转发方式融入到新建系统中。

7.2.1 摄像机

网络摄像机选用1080P, 其采用逐行扫描方式, 分辨率为1920×1080, 最大带宽为8M。根据现场情况, 这些摄像机要直接接入交换机, 因此要求它们符合TCP/IP协议, 带有10/100Mbps自适应接口 (光口还是电口, 根据不同场合定) 。

7.2.2 流媒体服务器和磁盘阵列

选用海康威视的IVS-SE1056B专用流媒体服务器及配套软件, 能够很好地满足使用要求。

在通信平台设计时, 考虑到视频可靠性的要求低于环境监测和人员定位, 因此把视频磁盘阵列同数据存储阵列分开, 使其独立运行, 要求阵列的CPU为RISC双CPU, 阵列的磁盘不能有顺序要求, 满足RAID5, 数据传输速率为300MB/S且可带电热插拔, 接光纤通道, 硬盘接口采用SAS或SATA技术。整个视频监控系统有40台1080P网络摄像机、58台模拟摄像机, 考虑后者将来也要全部改为1080P网络摄像机。需3T硬盘104块。

7.2.3 与矿山原有模拟视频系统的连接

矿山原有6套模拟视频监控系统, 对其进行硬件和软件升级后即可整合到避险系统中, 并可在安全及生产调度中心观看、存储这些视频监控系统拍摄的实时画面。

8 建造避险系统信息化部分应注意的事项

避险系统的前端设备, 网络部分主要位于井下, 环境具有潮湿、粉尘、振动等特点, 对电子设备的使用寿命和可靠性造成不利的影响。而网络部分线路长 (矿山井下环网长达25km) , 井下开拓作业和人为因素对其影响也很大, 因此在进行避险系统构建时, 要特别注意以下问题:

(1) 用于井下的所有设备, 必须有矿安标志。

(2) 网络部分是信息平台的基础且线路长, 暴露在外极易受到损坏, 因此在选择光缆时要采用有金属铠装保护的产品, 安装时互为热备的两条光缆走不同的路线, 线缆要严格按标准架设。

(3) 所采购设备的电压等级要与井下供电的电压等级保持一致;配备UPS给基站、交换机提供电源是必不可少的, 一般维持时间要求大于2h。

(4) 井下环境照明不好, 巷道幽深、视场狭窄, 购置摄像机时尽可能采用1080P制式和低照度摄像机, 也可以根据现场情况购置一些9∶16制式摄像机, 以更好适应井下环境;另外, 在极为重要且线路又易遭损坏的场所, 要购买具有前端存储功能的摄像机。

(5) 将不同类型、数量众多的硬、软件整合到同一网络平台上, 互不干扰地发挥各自的功能是对系统集成商的严峻考验, 要选择有开发类似系统 (同等或更大规模) 经验、业绩真实可靠的集成商。

(6) 要严格按规范要求组织施工, 交换机、基站等设备要安装在基岩稳定、人为因素干扰少的地点且有保护措施。

9 结语

该公司矿山六大避险系统竣工后经过一段时间的使用, 证明其设计合理、施工质量良好, 完全满足矿山避险系统的要求。

摘要：介绍侯马北铜铜业有限公司矿山避险系统中信息平台的建设, 就解决数字、语音、视频信号的同网传输问题进行探索, 以实现避险系统中的环境监测、人员定位、视频监视、语音通信功能。

井下避险篇4

“六大系统”管理办法

第一条为加强中国黄金集团公司井下安全避险“六大系统”的管理工作，根据《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设规范》（AQ2031～2036/-2011），制定本办法。

第二条本办法适用于中国黄金集团公司所属矿山井下安全避险“六大系统”的建设完善运行管理及维护工作。

第三条矿山井下安全避险“六大系统”（以下简称“六大系统”）指监测监控系统、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。所有井工矿山必须按规定建设完善“六大系统”，并达到“系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效”的要求。

第六条中国黄金集团公司安全环保部负责“六大系统”的建设完善工作的验收监督检查工作。发现系统不完善的，要责令其限期整改，逾期未完成整改的，责令停产整顿。

第四条各子（分）公司是管理“六大系统”建设完善运行工作的责任主体；各子（分）公司董事长或总经理、各矿矿长是管理或落实“六大系统”运行的第一责任人，要落实分管负责人和具体分管部门，明确工作职责，完善工作制度，组织做好“六大系统”的建设完善、管理运行及维护工 1

作。

第五条各子（分）公司相关业务部门负责安全避险“六大系统”的日常管理工作，各子（分）公司安全部门负责安全避险“六大系统”的日常监督检查工作。

第七条各子（分）公司所属井工开采的矿井必须在2012年底前完成监测监控、人员定位、压风自救、供水施救和通信联络系统建设完善工作，2013年6月底前必须完成紧急避险系统的建设完善工作。

第八条所有基本建设矿井（包括未通过安全设施竣工验收的已开始试生产矿井）的安全避险“六大系统”应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用，确保矿井建成投产之日就是“六大系统”完善之时。

第九条矿山应建立健全安全避险“六大系统”管理机构，配备管理人员、专业技术员、值班人员、维护人员等相关人员。

第十条安全避险“六大系统”管理机构实行24小时值班。

第十一条矿山应建立健全安全避险“六大系统”管理制度，明确责任。

第十二条安全避险“六大系统”监控中心值班人员必须熟悉井下“六大系统”基本情况，具备一定的计算机知识，掌握安全避险“六大系统”监控中心软件的各项功能，并能

熟练操作和使用。

第十三条监控中心值班人员负责对各系统使用情况做好值班记录。当系统发出报警、断电、馈电异常、系统故障等信息时，要及时上报并组织维护人员进行处理。

第十四条安全避险“六大系统”信息终端必须接到矿山生产负责人和安全部门负责人办公室内，以便及时查询井下安全生产情况，出现问题及时采取措施。

第十五条安全避险“六大系统”发出报警的信息应能在第一时间传输到矿山救护队。

第十六条矿山应建立应急演练制度，科学确定避灾路线，编制应急预案，每年至少开展一次安全避险“六大系统”联合应急演练。

第十七条安全避险“六大系统”电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“矿山矿用产品安全标志”和其他各项保护功能等安全性能。

第十八条矿山应加强系统设备日常维护，定期对各系统完好情况进行检查，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；对各系统检查、测试中发现的问题必须及时处理。

第十九条矿山每季度至少应测试一次备用电源的放电容量或备用工作时间。备用电源不能保证设备连续工作时间达到标准时间的80%时，应及时更换。

第二十条安全避险“六大系统”中任何子系统发生故障时均应立即维护，在恢复正常运行前必须制定安全技术措施，确保其服务范围内的作业人员安全。

第二十一条未通过设计审批的新建、改（扩）建、整合重组整合矿山建设项目安全设施设计中未包含安全避险“六大系统”有关内容，或有关内容不符合本规定要求的，要立即补充设计，否则《安全专篇》不予通过预审查。

第二十二条新建、改（扩）建、整合重组矿山没有按要求完成安全避险“六大系统”建设的，其安全设施竣工预验收不予通过。

第二十三条已通过设计审批，正在实施中的新建、改（扩）建、整合重组矿山建设项目的安全设施设计中，未包含安全避险“六大系统”建设有关内容的，应补充完善安全设施设计中的安全避险“六大系统”设计，并按“三同时”有关要求，在规定的时限内完成“六大系统”建设完善工作。

第二十四条建立安全避险“六大系统”情况定期报送与通报制度。各子（分）公司每季度的最末一个月的20日前将所属矿井安全避险“六大系统”建设完善运行等情况上报集团公司安全环保部。集团公司安全环保部将进行汇总、分析，并定期通报。

第二十五条各企业应加强安全避险“六大系统”的日常管理，整理完善各系统图纸等基础资料。

第二十六条各企业应随井下采掘系统的变化，及时调整和补充完善安全避险“六大系统”。

井下避险篇5

关键词：紧急避险,避难硐室,自救器,移动式救生舱

我国有95%以上的煤矿开采属于井工地下作业, 煤矿安全生产受多方面因素的制约, 事故频发、伤亡惨重、经济损失巨大的状况尚未得到根本好转。虽然每年煤矿安全生产事故死亡人数有升有降, 但是, 其伤亡人数一直位于各行业之首。要想降低煤矿安全事故发生的概率, 一方面要通过事前的预防措施主动降低事故发生的可能性;另一方面, 要在不能绝对避免事故发生的情况下, 努力建设能够降低事故损失、减少人员伤亡的紧急避险系统。紧急避难系统作为煤矿井下安全避险六大系统的核心和救援体系的强大后盾, 它是煤矿安全生产的“诺亚方舟”, 是保护矿工根本利益的“生命工程”。

1 紧急避险系统的作用及分类

煤矿紧急避险系统是指在井下发生煤与瓦斯突出、火灾、爆炸、水灾、顶板问题等灾害事故时, 在逃生路径被阻和逃生失败的情况下, 为避灾人员安全避险提供生命保障的由避灾路线、紧急避难设施、设备和措施组成的有机整体。紧急避险设施就是在煤矿井下发生灾害事故时, 为不能直接逃离的避灾人员临时避难提供的生命保障密闭空间, 它可以提供安全防护、氧气供给、有毒有害气体处理、通讯、照明等基本生存条件, 其中主要包括避灾硐室和救生舱。煤矿紧急避险系统作为救援系统重要的一部分, 在矿难发生后, 它可以为遇险矿工提供一个安全且密闭的环境。对外, 这个环境能够隔离烟气和燃烧产生的有害气体;对内, 它能够提供食物、水、氧气等, 为遇险人员提供生存的必要环境, 为获得救援争取时间, 提高救援率。

煤矿井下紧急避险设施有自救器、移动式救生舱和永久避难硐室。

自救器是煤矿工人随身携带的, 在遇到缺氧或无氧, 存在有毒、有害气体的情况下, 可以快速佩戴、迅速逃生的一种呼吸保护仪器, 是下井作业人员必须佩戴的一种安全装备。自救器按其作用可分为过滤式和隔离式两种。隔离式自救器又分为化学氧自救器和压缩氧自救器两种。在近几年进行的矿难救援工作中, 隔离式自救器为救援作出了巨大贡献, 保护了大批井下工人的生命。为此, 我国正在不断努力地研制有效使用时间更长、更加高效的隔离式自救器。

移动式救生舱设置在各采掘工作面一定距离内 (自救器有效逃生距离) 或作业人员比较集中的固定地点。它可以为井下避灾人员提供避险条件和生存空间, 并能通过牵引、吊装等方式实现移动, 以适应采掘作业要求的避险设施。其主要优点就是能移动, 可以根据需要随工作地点的变化而定期移动, 其材质可分为硬体式和软体式。硬体式救生舱是用钢材等硬质材料制成的一体式、分节组装式等类型;软体式救生舱又分为软体式和组合式, 主要是采用耐高温、帆布阻燃、抗静电等材料制造, 在突发紧急情况下, 依靠快速 (几十秒至几分钟) 自动充气膨胀架设。目前, 我国正着力研究可移动式救生舱。

永久避难硐室通常设置在水平大巷、井底车场、采区避灾路线上, 利用贯穿岩层直达地表的大直径钻孔持续地向内输送空气, 并保证通信的畅通。它服务于整个矿井、水平或采区, 服务年限一般要求不低于5年。在大多数情况下, 矿井发生险情, 矿井内部供水、供电、通风等保障系统被破坏后, 井下人员逃生到永久避险硐室后, 能够依靠永久安全避险硐室内配置的自身安全保障储备系统维持至少96 h的生存基本需求, 在没有逃生条件的情况下等待救援。

2 我国煤矿井下紧急避险系统建设现状

2.1 政策导向

2010-05-19, 国家安全生产监督管理总局副局长、国家煤矿安全监察局局长赵铁锤在山西长治表示, 我国将在全国煤矿建立完善的包括井下紧急避险系统在内的六大系统, 以达到“设施完备、系统可靠、管理到位、运转有序”。2011-01-25, 国家安监总局、国家煤矿安监局印发了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》。这是我国政府、相关国家管理部门首次正式将安全生产关键技术、装备纳入国家科学技术领域支持的范围内和国家“十二五”规划。

2.2 国内建设情况

对井下紧急避险系统的建设, 依照国家有关要求, 各省、市根据实际情况稳步推进, 取得了一定的进展。2011年, 山西省加快推进井下安全避险“六大系统”和应急救援体系建设, 将潞安集团常村矿、同煤集团塔山矿等7座煤矿建设为全省紧急避险系统“先行示范矿”;吉林省在通化矿业集团松树镇煤矿、八宝煤矿2个矿井开展省属国有煤矿紧急避险系统建设试点工作;在珲春市吉春煤矿、金山矿业板石一井等2个矿井进行小煤矿的紧急避险系统建设试点工作;湖南省安监局对全省涉矿场所进行清查, 规定煤矿建设和生产必须修建“避难设施”。在煤矿企业加快建设步伐的同时, 许多科研机构也进行了相关研究, 目前, 国内已经有数十家企业、高校和研究所共同研究紧急避险系统, 也开展了矿用可移动式救生舱、永久避难硐室等紧急避险技术和装备的研究, 加强了防尘供水系统、压风自救系统和煤矿井下通信系统的建设。

2.3 研究趋势

目前, 关于紧急避险系统的研究有许多方面, 以下为当前两个主流研究方向。

2.3.1 紧急避险系统的模型设计

紧急避险系统作为应急救援系统的关键组成部分, 在设计和建设过程中, 应把井下所有可能出现的灾害情况都考虑进去。国内相关高校、研究所对这方面的研究, 是以紧急避险系统为基础, 打造“感知—避险—救援”新型救援模式, 并根据各矿井的具体情况进行模型模拟, 分析危险源, 得出模拟结果。在此, 还可以根据结果中遇险人员往哪里逃、怎样与地面联系、是否能升井等问题的答案设计逃生路线和避难硐室的位置, 并为避险预警方案, 基于避险系统的培训、演练做准备。

2.3.2 紧急避难系统的组成

从紧急避险系统的组成部分入手, 逐个击破和完善。目前, 关于紧急避险系统的各个部分国内均有研究, 比如就井下遇难人员戴着过滤式自救器死亡这一点, 对隔离式自救器和压缩氧自救器存在的缺陷进行研究;根据自救器所能提供的额定防护时间来设计逃生路线、避难硐室, 并在避难硐室内设置压缩氧气自救器, 供遇险人员更换, 以保证遇险人员能安全撤至地面等内容进行相关研究。

3 紧急避险系统建设存在的问题及建议

3.1 存在的问题

国内关于紧急避险系统的结构要求和要达到的目标还缺乏统一标准, 虽然关于紧急避险系统的建设已经出台了一些相关文件, 但是, 在实际操作中, 紧急避险系统目前的建设情况还是相对独立的, 并没有与人员定位、监测监控、压风自救等现有的安全防护系统结合起来, 而且还没有以立法形式强制实施, 把企业行为上升到法律行为的层面上。所以, 在缺少立法支持的情况, 很多企业受利益的驱使, 会在避险系统的建设上偷工减料, 只做表面文章, 使建设成果远远低于期望值。

在建设过程中, 在选择逃生避险路线和避难硐室位置等问题时考虑还不够全面, 没有将关于危险源辨识和风险评估等概念更好地融入到建设中。

目前, 国内在紧急避险系统的建设方面还主要停留在关注各种新型避险设施研发的阶段, 对加强煤矿安全教育、普及井下员工的自救意识和避险设施概念与使用、自救器使用、避险标识识别等方面的培训还做不到位。

3.2 相关建议

紧急避险系统的建设应该能够有效地与监测、监控系统, 通信联络系统, 人员定位系统等有机结合, 这样才能提高救助率, 充分发挥其应有的作用。

紧急避险系统的建设应该根据煤矿的自身特点、地质环境、开采方式、采掘布局等内容, 综合考虑井下巷道系统范围和生产区域的特点来建设。避险方式还应因地制宜, 以满足井下作业人员在突发紧急情况下的避险需要为原则, 合理设计避险设施建造的位置, 将系统设置在正常避灾路线上, 保证遇险人员、救护队员能够第一时间到达。在选择位置时, 应该充分考虑各种突发情况, 做好应急预案, 使井下紧急避险系统尽可能地发挥其应有的作用。总体来讲, 要在有针对性的研究基础上科学设计避险设施类型, 紧密结合实际生产需求, 使紧急避难系统既要满足实际需要, 又兼顾长远的发展。

定期对紧急避险设施进行维护和管理。每年对避险设施进行至少1次的系统功能测试, 包括气密性、供氧、有害气体处理、电源等。经过检查, 如果发现避险设施不能正常使用, 应及时进行维护。采掘区域的避险设施不能正常使用时, 应停止采掘作业进行处理。同时, 企业应建立紧急避险设施的技术档案, 准确记录紧急避险设施安装、使用、维护和配件、配品更换等信息。

各大中小型煤矿都应该树立本质安全意识, 将紧急避险内容纳入采区设计、作业规程、重大事故应急预案、矿井灾害预防和处理的计划中, 使井下紧急避险系统可以有效地融入煤矿安全管理体系中。在实施方面, 煤矿企业要对入井人员进行安全培训, 培训包括紧急避险系统的构造、紧急避险设施的使用方法和安全避险常识等的相关内容。如果遇到人员调整, 应及时提前进行再培训。煤矿企业还应开展紧急避险应急演练, 建立演练档案, 及时将相关情况上报到县级以上煤矿安全监管部门。

4 结束语

本文对我国煤矿井下紧急避险系统进行了分类介绍, 对其作用和意义进行了分析, 简要叙述了国家相关政策、国内紧急避险系统研究、发展趋势和建设现状, 并指出了建设中存在的相关问题, 并根据我国国情提出了相关的改进建议。

参考文献

[1]杨大明.煤矿井下紧急避险系统的建设与发展[J].煤炭科学技术, 2010 (11) :6-7.

[2]李卫成.自救器在矿井应急救援中的作用与应用现状[J].矿业安全与环保, 2008 (12) :95-96.

[3]张大明, 马云东, 丁延龙.矿井避难硐室研究与设计[J].中国安全生产科学技术, 2009, 5 (3) :194-198.

[4]安全监管总局办公厅.煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范 (试行) [EB/OL].[2011-03-24].http://www.Chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/Channel_5330/2011/0324/126988/content_126988.htm.

[5]安全监管总局.我国将推进非煤矿山安全避险六大系统建设[EB/OL].[2011-03-11].http://www.aqsc.cn/101806/101889/190501.html.

[6]余茂君.“6大系统”建设开始助跑[J].劳动保护, 2010 (8) :22-23.

井下避险篇6

1 井下避险导航的现状

随着现代计算机技术、传感技术、网络技术等的发展,基于电磁波发射的RFID技术、射频识别技术、PHS技术等定位方法得以广泛应用[5,6,7,8]。澳大利亚、美国等国家已经实现了全矿井人员定位,其主要采用漏泄电缆定位技术。其定位方法是信号通过漏泄电缆传输到地面,地面服务器收到的信号经过计算就得到井下人员的位置情况。澳大利亚的个人跟踪检测系统应用也相对广泛,其系统工作原理是跟踪器负责传输携带者的ID号,监测站接收和记录这些ID号后,把数据传输到监控室的主机上,实现对人员定位记录。加拿大井下无线定位通信系统可以利用电子跟踪器和监控设备对井下作业人员的工作位置及作业过程进行监控,当井下出现紧急情况时,传送警报和紧急指示信号给作业人员,引导人员疏散,同时可接收发自井下作业人员的位置信息,对被围困不能移动者,可进行救援。

我国井下定位系统已有许多成熟产品应用,如KJ728 煤矿人员定位系统,KJ133 井下人员定位系统等,主要是基于RFID、射频识别、PHS等人员定位技术。当携带有识别卡或无线定位终端的人员在经过井下放置的读卡器或无线定位基站时,相应接收装置就可以读取到井下人员位置信息,并把信息上传到服务器端。系统可以实现井下不同区域的人员运动轨迹动态监测,使管理人员及时了解井下人员的分布、数量及运动状态。

定位技术的目的是为了实现井下人员所需的导航服务,国内学者对应急情况下导航技术研究较少,大部分还处在基础理论探索阶段。澳大利亚、南非、加拿大、美国等矿业发达国家,关于紧急避险导航的研究开展较早[4,5,6,7,8,9]。如避险逃生时,矿工主要以矿井中逃生指示装置的指引完成撤离。逃生指示有巷道上标注的逃生指示,或逃生电子指示装置两种。澳大利亚矿井每个巷道内会挂1 条有许多荧光手柄的管线,这些管线与安全站或避险点相连通,被称之为“矿工的生命线”。一旦矿井一切指示通讯受阻,或在发生险情不能辨认方向的时候,矿工依靠这条“生命线”引导( 相当于导航) ,摸着这条绳索或管线可到达安全站避险。国内应急导航主要依靠巷道上指示标注来完成,没有真正意义上应用应急避险导航技术[8,9,10,11,12]。

目前国内外井下定位系统均属于有源定位技术,主要依靠电源发射无线电波来完成信息发射、接收和传递,以监管井下人员,一旦井下供电中断或网络不稳定,定位服务功能会受干扰。井下定位系统基站式定位方法,未设计井下人员自主定位导航模块,没有与井下避险系统之间建立数据共享平台,在矿难发生时,很难利用井下定位信息开展辅助避险与救援工作,发挥“眼睛”和“指示灯”作用。

2 基于地磁导航的井下避险原理

针对现有井下应急避险定位导航的不足和井下避险应急需要,笔者利用地磁导航技术的特点,架构了一种服务井下人员个体的便携式避险分析和地磁导航电子平台,如图1 所示,该平台既是对矿山已有井下定位系统和井下避险系统的扩展和补充,也是实现井下应急避险的智能化技术基础。

该平台由硬件与软件两部分构成。硬件为内置地磁传感器的电子平板或电子平板外接地磁测量设备,即由常用PAD平板与地磁传感器组合而成。软件是针对PAD开发的APP应用程序,功能相当于封装好的小型GIS运行软件,可以实现矿区井下电子地图浏览、主要信息检索查询、应急避险设备查询及最优避险路径GIS分析和地磁导航等基础功能。当井下人员随身携带地磁导航电子平台时,地磁感应器可以实时自动接收当前位置的地磁能量( 见表1) ,通过APP程序的数据读取、匹配运算和图形计算后,可以确定井下人员所在空间位置,并在平板电子地图上标定出来。

当井下工作正常时,原有的井下人员定位系统可以实时获取工作人员位置信息,在巷道射频定位死角或精度不高的地方,地磁导航电子平台与井下人员定位系统交换数据进行解算,达到辅助定位、提高精度和GIS查询分析目的。一旦井下灾害发生,井下人员定位系统受到影响或井下状况不明时,井下人员可以利用电子平台实现自己当前位置查询显示,周边避险设施查询,以及最优避险路径分析。还可以在选取某条逃生路线后,依据电子平台的导航指示和前进方向来完成逃生。

3 地磁导航井下避险功能

基于PAD开发的APP运行程序封装的软件包主要包含地磁探测模块、地磁匹配模块、井下避险GIS分析模块等。

3. 1 地磁探测模块

地磁探测模块主要采集处理测量的地磁场数据。通过磁场传感器直接测量地磁场,经过信号处理、采集和计算后,生成载体位置等相关的导航信息。其主要功能有:①基准参考图的输入与更新。输入载体(带有地磁导航设备井下人员)活动区域的地磁场数学模型和数字格网表达的地磁基准参考图。②活动区域地磁场空间、时间分布模型参数设置。③地磁测量数据噪声处理模型参数。对载体实时测量地磁数据采用数字低通滤波等方法进行处理,减少数据的干扰成分。④实时地磁数据的测量或转换。地磁传感器测量载体运行过程中的地磁数据,生成实时地磁特征序列,并转换成实时图。

3. 2 地磁匹配导航模块

地磁匹配导航的实质是数字地图的匹配。人员在井下运行过程中,将地磁传感器的地磁特征信息序列构成实时图,运用各种信息处理方法,将实时图与地磁数据库中存储的基准图数据进行比较,按一定的准则判断两者的拟合度,确定最佳匹配点。

地磁匹配导航模块组成见图2,其功能有:①载体的导航初始位置输入或自动定位。②载体的导航终止位置设定。③导航地磁匹配计算。运用相关匹配算法,将测量地磁序列与基准图中地磁数据进行比较,计算最佳匹配位置。④输出载体的定位信息和动态路线。以文本和图形的方式显示导航信息,动态的实时导航。在以上功能中最重要的是地磁匹配计算。由于人员运行速度与轮船、导弹相比极慢,因此匹配计算采用相关度量技术,不仅对点位初始误差要求低,匹配精度还较高。

3. 3 井下避险GIS模块

井下避险GIS模块主要显示二维、三维巷道模型,查询巷道、安全设施、井下人员的有关信息,完成人员紧急情况下的避险路线的空间网络分析和立体显示,实现不同作业层面上避险信息的管理。主要包括基础GIS功能、井下设施查询功能、路径GIS分析功能。

1) 基础GIS功能。井下巷道网络二维和三维空间显示与地理信息表达。对空间点位坐标、巷道空间距离进行量算。实现载体活动区域井下地图的自由缩放、鹰眼导航、全幅显示、地图漫游等有关地图基本操作。

2)井下设施查询功能。实现井下各类设施有“属性查图形”和“图形查属性”及复合条件查询,查询结果分别在地图窗口和属性列表窗口以高亮方式显示。①空间查询与定位。实现空间属性互查,即能通过条件查询井下空间点位,例如:通过坐标定位出空间点位置,通过井下设备编号等查询定位空间位置,通过属性表某一条记录定位其空间位置。反之,也能通过空间选择查询相应的属性信息。②井下信息查询。实现井下通风系统、预定逃生线路、排水路线等基本信息专项查询。

3) 路径GIS分析功能。基于井下巷道网络建立的三维网络数据集进行网络分析,实现井下人员所在位置的最近避险设备分析,以及在火灾、水灾情况下人员的最佳逃生路径分析,并在三维模型上模拟逃生路径。

4 结语

地磁导航技术是依靠地球的地磁场实现无源、自主定位的一门新技术,可以满足井下无电、无网络时应急避险导航需要。基于地磁导航定位的便携式井下避险系统,是将地磁导航、井下定位、避险路径分析集成一体的电子平板,在井下定位系统工作正常时,可以辅助系统提高井下人员定位精度。一旦灾害发生后供电中止或信号中断,井下定位系统无法正常工作时,可以发挥替代作用,满足井下应急避险或救援的路径分析与导航的需要。文中仅架构了井下地磁导航理念与工作原理,对于井下地磁场数学表达、井下导航匹配算法和去噪模型还需开展一系列基础研究。

参考文献

[1]陈继方,何美香,黄晓东.对煤矿紧急避险系统建设方案三个文件的解读[J].煤炭工程,2014,46(11):1-4.

[2]盛武,高明中,杨力,等.煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究[J].中国安全科学学报,2011,21(4):171-175.

[3]郭才发,胡正东,张士峰,等.地磁导航综述[J].宇航学报,2009,30(4):1314-1320.

[4]李兴城,张慧心,张双彪.地磁导航技术的发展现状[J].飞航导弹,2013(10):80-83.

[5]赵文涛,胡瑞.井下三维导航的无线数据传输技术研究[J].微计算机信息,2011,27(3):108-111.

[6]刘艳兵,杨维,李林涛,等.煤矿井下无线导航系统的设计与模拟[J].太原理工大学学报,2010,41(1):7-12.

[7]刘勇,罗宇锋,王红旗,等.一种新型井下人员组合定位系统设计[J].工矿自动化,2014,40(2):11-15.

[8]汪金花,张亚静,朱令起.三维GIS井下应急演练与救援机理的建模与研究[J].矿业安全与环保,2012,39(5):43-46.

[9]孙继平.煤矿井下紧急避险与应急救援技术[J].工矿自动化,2014,40(1):1-4.

[10]杨义辉,冯仁俊,李明建,等.基于GIS的矿井应急救援系统的研究及应用[J].矿业安全与环保,2009(S1):64-67.

[11]汪金花,张亚静,朱令起,等.井下避险最优路径机理与数学建模研究[J].金属矿山,2013(5):128-131.

井下避险篇7

1 应急逃生系统

按照建设井下六大系统指导思想, 井下突发紧急情况时, 首先保证遇险人员的安全逃生, 逃生是第一首选方案。煤矿设计要考虑创造逃生条件, 安排逃生路线、配置逃生设备 (佩戴自救器) 、编制逃生方案并平时进行演练。

1.1 自救器

在井下发生瓦斯或煤尘爆炸, 火灾或瓦斯突出等事故时, 只要人员没有受到事故直接伤害, 佩戴自救器, 可帮助矿工平安脱险。“煤矿安全规程”规定入井人员必须随身携带自救器。

自救器分为15、30、45、60min, 15 min自救器已规定不允许使用 (见关于建设完善煤矿井下安全避险六大系统的通知) , 常用30min自救器较多。

自救器分以下三种:过滤式自救器 (已淘汰) 、隔绝式化学氧自救器 (常用) 、隔绝式压缩氧自救器 (三大类自救器中机械化自动化程度最高、佩戴使用最舒适的自救器, 但价格高、维护复杂、体积和质量较大) 。

1.2 逃生途中自救器接续站距离位置安排

在自救器有效防护时间内不能到达其他地点 (避难硐室或地面) , 设置自救器存放点 (自救器接续站) 。

矿工从工作面或掘进头到井口或避难硐室途中逃生的距离, 受制于自救器使用时间, 由于矿工随身携带的自救器使用时间有限, 在井巷较长的条件下往往不能满足应急逃生的需要, 灾害事故发生后, 遇险人员迅速佩戴随身携带的自救器逃至自救器接续站 (呼吸器存放点) , 换佩后继续逃生。

计算得出井下行走平均速度117.2 m/min, 考虑事故时巷道井下浓烟极大、照明损坏、矿灯光照度低、人员紧张、焦虑、呼吸急促以及各种难以预料的困难等因素影响行走速度, 所以取最大安全系数0.5后得58.6m/min, 接续站间距应58.6 m/min×30 min=1758 m。

在自救器额定时间内所走距离作为自救器接续站间距, 所以按照该距离在巷道壁建硐室, 存放等同井下人员数量的自救器, 利于逃生人员更换后继续逃生。

在斜井井筒、井下大巷处, 突发紧急情况下一般不会出现避灾路线被堵, 所以该地段不会设置避险硐室, 如果斜井井筒、井下大巷较长, 超出在自救器额定时间内所走距离。就要参照上述规定建自救器接续站。

1.3 井下避灾线路

发生瓦斯煤尘爆炸事故, 井下人员应迎着新鲜风流方向迅速撤离到安全出口;发生水灾事故, 遇险人员应遵循沿标高较高的方向撤退;发生火灾事故, 遇险人员应迅速辨认风流方向, 绕至新鲜风流处。如巷道内充满烟雾时撤退到就近避难硐室。

1.4 逃生指示

由于井下条件复杂, 事故演变的诸不确定因素, 为保证人员安全避险, 最好对一个作业点确定两条避灾路线, 其中一条优先使用, 在矿井避灾线路图中用不同颜色表示。逃生指示一般采用指示牌和生命绳。

1.5 逃生预案及演练

煤矿应建立应急演练制度, 科学确定避灾路线, 编制应急预案, 每年开展一次“六大系统”联合应急演练。模拟突发情况下的人员逃生, 熟练流程, 提高人员操作技术。

2 井下紧急避难硐室

避难硐室分为临时避难硐室和永久避难硐室。移动救生舱也能起到避难硐室的作用, 它可代替或和避难硐室互用。但在设计中应优先选用避难硐室。

2.1 井下紧急避难硐室的布局

临时避难硐室设置在采掘区域或采区避灾线路上, 主要服务于采掘工作面及附近区域。永久避难硐室设置在矿井大巷 (采区出口处) 或采区 (盘) 避灾线路上和井底车场要服务于整个矿井。

水平大巷避险硐室间距离原则上可取1000~1500m, 但在实际中考虑造价不局限于此。因为人员不在集中地, 突发情况下一般不会出现避灾路线被堵, 人员佩戴自救器30min, 可逃生到最近的避难硐室或撤出井口, 途中经过的水平大巷和井筒 (斜井井筒) 如果较长, 超出在自救器额定时间内所走距离。建自救器接续站就可以了。

2.2 避难硐室或移动救生舱供氧方式

2.2.1 钻孔供氧

钻孔供氧是指布置在地面或井下大直径钻孔, 为避难硐室建立相应供应保障系统, 通过该钻孔为避难硐室供给氧气 (空气) , 并借助该钻孔实现通风、供电、通信等。钻孔供氧应在地面或在该硐室所在水平以上2个水平的进风巷道上开孔。

2.2.2 专用管道供氧

专用管道供氧是指从地面通过井巷或钻孔布置有效保护的专用管路至避难硐室, 通过专用管路为避难硐室供给氧气 (空气) 并借助该钻孔实现通风、供水、供电、通信等。

2.2.3 自备氧供氧

自备氧供氧是指在避难硐室内储存足够氧气 (空气) 或设置自生氧装置, 为避险人员提供氧气供给。自备氧供氧系统有高压氧气瓶储存和化学制氧, 一般优先采用氧气瓶储存方式, 供氧时间不低于96小时。

采用钻孔供氧或专用管道供氧通常为永久避难硐室, 采用自备氧供氧可为永久避难硐室也可为临时避难硐室。设计中有条件时优先采用钻孔供氧, 其次专用管道。

3 井下紧急避难硐室与其他安全系统的连接

3.1 与监测监控系统的结合

按照煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定 (安监总煤装2011 (15号) 文) :避难硐室配备独立的内外环境参数检测仪器。硐室外设置CH4CO CO2O2检测仪, 硐室内设置CH4CO CO2O2检测仪, 对于临时避难硐室或救生舱通过井下监测网络利用传输线路传输至地面中心站。进入避难硐室和救生舱前20米的管路应采取保护措施。对于永久避难硐室宜通过独立管线输至地面中心站, 传输线路采用地面钻孔或专用管道保护。对于临时避难硐室或救生舱输线路采用就地监测监控网或引自上级避难硐室。

3.2 与人员定位系统的结合

应能实时监测井下人员分布和进出紧急避难硐室的情况。在紧急避难硐室进出口设监测分站, 实时监测人员进出避难硐室的情况, 传输线路敷设同监测、监控系统。

3.3 与压风自救系统的结合

所有矿井采区避灾路线上均应敷设压风管路, 并设置供气阀门, 间隔不大于200m。有条件的矿井可设置压风自救装置。水文地质条件复杂和极复杂的矿井应在各水平、采区和上山巷道最高处敷设压风管路, 并设置供气阀门。

煤与瓦斯突出矿井应在距采掘工作面25~40m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风巷有人作业处等地点至少设置一组压风自救装置;在长距离的掘进巷道中, 应根据实际情况增加压风自救装置的设置组数。每组压风自救装置应可供5~8人使用。其他矿井掘进工作面应敷压风管路, 并设置供气阀门。

压风系统应接入井下紧急避难硐室, 接入的压风管路应设减压、消音、过滤和控制阀, 出风口压力0.1~0.3MP、供风量不低于0.3m3/min人、连续噪音不大于70db。对于永久避难硐室宜通过独立管线输至地面压风站, 传输线路采用地面钻孔或专用管道保护。对于临时避难硐室或救生舱输线路采用就地压风管线。进入临时避难硐室和救生舱前20m的管路应采取保护措施。

3.4 与供水系统的结合

矿井供水施救系统应接入紧急避难硐室, 并设置供水阀, 水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要, 并在紧急情况下输送液体营养液。供水管线敷设方式同上。

所有矿井采区避灾路线上应敷设供水管路, 压风自救装置处和供压气阀门附近应安装供水阀门。矿井供水管路应接入紧急避险设施, 并设置供水阀, 水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要, 接入避难硐室和救生舱前的20m供水管路要采取保护措施。供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。管线接入方式同压风, 地面接入供水池。

3.5 与通信系统的结合

矿井必须有有线通信系统, 推广无线系统和广播系统。井下紧急避难硐室必须设直通矿调度室的有线电话, 永久避难硐室布设专用通信线路。建立永久避难硐室和临时避难硐室或移动救生舱之间的连接。

由于井下有线通信、无线通信及应急广播系统在突发紧急情况下均有可能受到破坏, 应采取特殊的措施保证突发紧急情况下避险设施内的通信需要。如对永久避难硐室布设专用通信线路并实施可靠保护。通信管线敷设方式同监测监控。

3.6 与供电保证系统的结合

外接电源:外接电源作为煤矿正常生产时降温系统制冰、传感器监测、备用电源充电等的动力。

备用电源:当灾害发生后外部电源中断时, 备用电源自动启动, 保证在额定防护时间内 (96h) 气体净化系统和环境监测系统的动力需求。

对于永久避难硐室宜电源电缆通过独立管线引至地面变电所专用开关, 电源线路采用地面钻孔或专用管道保护 (和上面传输线走同一管道) 。

对于临时避难硐室或救生舱电源电缆宜通过独立管线引至井下中央变电所专用开关。进入避难硐室和救生舱前20m的管路应采取保护措施。

4 空气压缩机的配置

4.1 空气压缩机应设置在地面。对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2个水平的进风井井底车场安全可靠的位置安装, 并取得煤矿矿用产品安全标志, 但不得选用滑片式空气压缩机。

4.2 压风自救系统的管路规格应按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定, 但主管路直径不小于100mm, 采掘工作面管路直径不小于50mm。

5 空气压缩机的选型计算

压风自救以前已有规定:全部下井人员人数×0.3m3/min.人再留30%备用。

但在煤矿增设了紧急避险系统后, 对用气量有了变化, 文件虽未做出调整, 但根据安监总局发布煤矿井下避险六大系统建设规范“压风管路应接入避难硐室和救生舱, 并设置供气阀门, 接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀, 压风出口压力在0.1~0.3MPa之间, 供风量不低于0.3m3/min.人, 连续噪声不大于70分贝”的要求, 《六大系统建设指南》计算方法如下是有依据的。

井下总用风量Q=Q1+Q2+Q3+Q4

1、永久避难硐室风量Q1=1.2×∑ (n1×q1×N1)

n1:永久避难硐室额定避险人数;q1:人均需求风量0.3m3/min.人;N1:永久避难硐室个数。

2、临时避难硐室风量Q2=1.1×∑ (n2×q2×N2)

n2:临时避难硐室额定避险人数;q2:人均需求风量0.3m3/min.人;N2:临时避难硐室个数。

3、移动救生舱风量Q3=1.1×∑ (n3×q3×N3)

n3:移动救生舱额定避险人数;q3:人均需求风量0.5m3/min.人;N3:移动救生舱个数。

4、采掘工作面风量Q4=∑ (n4×q4×N4)

N4:采掘工作面个数额定避险人数;Q4:人均需求风量0.1-0.15m3/min.人 (面罩式0.1, 布袋式0.15) ;N4:采掘工作面个数。

按照井下总用风量选择空气压缩机, 考虑30%宜备用一台空气压缩机。

井下避险篇8

煤矿井下地质条件非常复杂,巷道长达几千米,井下人员流动性大,在井下作业时,很难清楚自己所处的位置,怎么从当前的位置到想去的位置,在井下发生事故时,该选择哪一条避灾路线,都是井下作业人员会遇到的问题。

目前井工煤矿仍没有一套完整的井下避险导航方案,传统的通过GPS信号进行导航的方式在井下并不适用。煤矿井下目前虽然有通过基站进行定位的系统,但是需要部署基站设置传输网络,这种方式代价高、部署复杂,基站间距大,无法覆盖全矿井,尤其是人员相对集中的采掘工作面等重点生产区域,不同巷道对无线信号的吸收程度不同,定位精度差,无法实现精确的避险导航[1,2]。因此,需要建立一套经济实用的井下避险导航系统,为井下作业人员提供避险导航。

1 避险导航系统原理

1.1 基于 RFID 数据定位

RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种无线通信技术,可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触[3,4]。

RFID射频卡有很多频段,分为有源和无源两种,发射射频信号的距离也差别很大,经过综合分析,认为射频卡的识别距离至少在10~20 m之间,综合各种性能, 选择了2.45 GHz有源射频卡。

在井下巷道中布置的RFID标识卡,每隔一定时间发送一次存储于RFID设备中的惟一标识。智能终端中的RFID读取模块接收到RFID设备发送的信息后,通过查询数据库获取与RFID设备关联的地点信息。有了这些信息,井下作业人员就可以清楚地了解自己所处的地理位置。

1.2 系统工作原理

将2.45 GHz射频卡部署到井下巷道中,每个射频卡对应一个地点。射频卡每隔几秒钟发射一次信号[5,6]。煤矿作业人员的手持设备上有射频卡与地点的对应关系数据和地图数据。通过手持设备接收到射频卡发射的信号,告诉作业人员当前的位置,并在手持设备的地图上标注当前所在的位置。当作业人员需要路线导航时,在手持设备上选择出发地与目的地,然后筛选路线, 并在地图上画出路线。根据作业人员选择的路线,在作业人员行进过程中手持设备不断接收射频卡发射的信号,更新作业人员的位置,并根据被选中的路线的相关信息,提示下一地点的信息,指导作业人员到达目的地。

1.3 导航实现步骤

为了让井下作业人员可以在复杂的巷道里,以安全为准则,以节省时间为目的安全的从当前位置到达目的地,井下避险导航方法实现步骤如下:

(1)根据煤矿巷道布置平面图中的地点坐标和功能属性,生成地点和路线信息;

(2)获取井下作业人员从出发地到目的地的路线查询请求,所述查询请求包括出发地和目的地;

(3)根据查询请求从路线库中查找满足所述查询要求的所有避险路线;

( 4 )显示查找到的可用的井下避险路线;

( 5 )获取作业人员路线选择请求;

(6)在矿用智能终端地图中显示被选中的路线,绘制从出发地到目的地的路线;

(7)当作业人员到达某一射频卡附近时,矿用智能终端接收到射频信号;

(8)矿用智能终端根据接收到的射频信号,查询匹配的地点信息;根据查询到的地点信息,显示当前所在的地点,给作业人员提示,指导作业人员到达目的地[7,8,9]。

2 具体实施方法

具体实施方案可以通过如下步骤实现: