井下緊急避險係統專項設計說明書

富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井

井下緊急避險係統專項設計說明書

曲靖市煤炭設計研究院

二0一三年五月

富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井

井下緊急避險係統專項設計說明書

工 程 編 號：BX201318

礦井生產能力：15萬t/a

額定避難人數：80人

項目負責： 劉見喬

總工程師： 鄧成武

院 長： 資宗雲

曲靖市煤炭設計研究院

二O一三年五月

參加設計人員

專 業姓 名職務或職稱

采 礦劉見喬項目負責、工程師

采 礦高自芳工程師

機 電劉 靜工程師

機 械李昆華工程師

經 濟朱蓮香造價員

目 錄

前 言

第一章 礦井概況及安全條件1

第一節 礦區基本情況1

第二節 礦井安全條件10

第二章 井下緊急避險係統建設的必要性16

第一節 礦井安全風險分析16

第二節 建設井下緊急避險係統的必要性18

第三章 井下緊急避險係統設計方案21

第一節 設計原則及要求21

第二節 礦用自救器的配置25

第三節 設計方案及緊急避險設施26

第四章 避災路線及應急預案46

第一節 避災路線的優化46

第二節 應急預案的完善47

第五章 管理、維護及培訓與演練52

第一節 定期維護與保養製度52

第二節 培訓演練製度53

第三節 管理製度54

第四節 技術檔案55

第五節 管理機構與職責56

第六章 投資估算59

一、附 錄

1、富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井緊急避險係統專項設計設備清冊;

二、附 件

1、設計委托書、承諾書;

2、采礦許可證(證號：C5300002009091120035533);

3、煤炭生產許可證(編號：205303254001);

4、安全生產許可證(編號：〈滇〉MK安許證字〔2005〕0059號);

5、煤礦礦長資格證書;

6、煤炭生產經營單位主要負責人安全資格證書;

7、營業執照;

8、煤礦生產能力複核證書;

9、礦井瓦斯等級鑒定證書、煤的自燃傾向性鑒定報告及煤塵爆炸性鑒定報告;

10、《曲靖市煤炭工業局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井建設運送人員井及皮帶運輸井技術改造項目的批複》(曲煤複〔2012〕25號);

11、《曲靖市煤炭工業局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井運送人員井及皮帶運輸井技術改造方案設計審查的批複》(曲煤複〔2012〕60號);

12、《雲南煤礦安全監察局曲靖監察分局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井運送人員井及皮帶運輸井技術改造安全設施設計審查的批複》(曲煤監〔2012〕86號)。

附 圖 目 錄

富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井

緊急避險係統專項設計曲靖市煤炭設計研究院

技術

特征礦井核定生產能力：15萬t/a

開 拓 方 式：斜井

額定避難人數：80人工程編號：BX201318

共1頁第1頁

圖 紙 目 錄

序

號圖 名圖 號圖幅比 例

1礦井井上下對照圖采 用11:2000

2礦井采掘工程平麵圖采 用11:2000

3礦井開拓方式及緊急避險係統位置平麵圖BX201318-109-1/211:2000

4礦井開拓方式剖麵圖(A-A’)BX201318-109-2/211:2000

5礦井通風係統圖BX201318-171-1/11示 意

6井下避災路線圖BX201318-812-1/11示 意

7永久避難硐室平、剖、斷麵圖BX201318-143-1/111:50

8避難硐室專用壓風管路圖BX201318-152-1/11示 意

9緊急避險供水施救係統圖BX201318-811-1/11示 意

10緊急避險監測監控及人員定位係統圖BX201318-274-1/11示 意

11緊急避險供電係統圖BX201318-211-1/11示 意

前 言

一、概述

為提高煤礦安全防護能力和應急救援水平，減少因煤礦事故造成的人員傷亡，保障礦工生命安全，促進煤礦安全生產，根據《國務院關於進一步加強企業安全生產工作的通知》(國發〔2010〕23號)、《關於建設完善煤礦井下安全避險“六大係統”的通知》(安監總煤裝〔2010〕146號)、《關於煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定的通知》(安監總煤裝〔2011〕15 號)、國家安監總局《煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)》(安監總煤裝〔2011〕33號)、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於煤礦井下緊急避險係統建設管理有關事項的通知》(安監總煤裝〔2012〕15 號)、《雲南省安全生產委員會辦公室關於煤礦井下安全避險係統建設管理有關事項的通知》(雲安辦〔2012〕40號)的要求，以及其它有關安全生產法律法規的規定，2012年6月底前，所有煤與瓦斯突出礦井、中央所屬煤礦和國有重點煤礦中的高瓦斯礦井、開采易自燃煤層的礦井，都要完成井下安全避險“六大係統”建設完善工作;2013年6月底前，所有煤礦完成井下安全避險“六大係統”建設完善工作。其中緊急避險係統建設應包括為入井人員配備額定防護時間不低於30min的自救器、建設井下緊急避險設施、合理設置避災路線、科學製定應急預案等。

緊急避險係統的建設可為井下工人提供可靠的安全保障，當井下發生火災、瓦斯煤塵爆炸、突出等災害事故時，可使人員安全地快速撤離到安全地點，為無法及時撤離的避險人員提供一個安全避險密閉空間，對外能夠抵禦高溫煙氣，隔絕有毒有害氣體，對內提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創造生存基本條件，並為應急救援創造條件、贏得時間，也是煤礦安全的最後一道防線。

緊急避險係統建設可使煤礦安全管理由被動防禦向積極預防轉變，充分體現了“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產工作方針。

二、設計依據

1、設計委托書、承諾書;

2、采礦許可證(證號：C5300002009091120035533);

3、煤炭生產許可證(編號：205303254001);

4、安全生產許可證(編號：〈滇〉MK安許證字〔2005〕0059號);

5、煤礦礦長資格證書;

6、煤炭生產經營單位主要負責人安全資格證書;

7、營業執照;

8、煤礦生產能力複核證書;

9、礦井瓦斯等級鑒定證書、煤的自燃傾向性鑒定報告及煤塵爆炸性鑒定報告;

10、《曲靖市煤炭工業局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井建設運送人員井及皮帶運輸井技術改造項目的批複》(曲煤複〔2012〕25號);

11、《曲靖市煤炭工業局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井運送人員井及皮帶運輸井技術改造方案設計審查的批複》(曲煤複〔2012〕60號);

12、《雲南煤礦安全監察局曲靖監察分局關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井運送人員井及皮帶運輸井技術改造安全設施設計審查的批複》(曲煤監〔2012〕86號);

13、煤礦提供的相關技術資料。

三、設計遵循的主要標準

1、《煤礦安全規程》(2011版);

2、《煤炭工業礦井設計規範》(GB 50215-2005);

3、《煤炭工業小型礦井設計規範》(GB 50399-2006);

4、《礦山救護規程》(2009版);

5、《國務院關於進一步加強企業安全生產工作的通知》(國發〔2010〕23號);

6、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於建設完善煤礦井下安全避險“六大係統”的通知》(安監總煤裝〔2010〕146號);

7、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於印發煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定的通知》(安監總煤裝〔2011〕15號);

8、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於印發煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)的通知》(安監總煤裝〔2011〕33號);

9、《雲南煤礦安全監察局轉發國家安全監管總局國家煤礦安監局關於印發煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)文件的通知》(雲煤安技裝〔2011〕21號)。

10、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於煤礦井下緊急避險係統建設管理有關事項的通知》(安監總煤裝〔2012〕15 號);

11、《雲南省安全生產委員會辦公室關於煤礦井下安全避險係統建設管理有關事項的通知》(雲安辦〔2012〕40號);

12、《國家安全監管總局、國家煤礦安監局關於加快推進煤礦井下緊急避險係統建設的通知》(安監總煤裝〔2013〕10號)。

四、設計指導思想

1、堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，結合礦區安全生產實際情況，圍繞煤礦井下可能出現礦井火災、煤塵爆炸、瓦斯爆炸等災變情況，使礦工在應急避難裝置的掩護下成功避險或等待救援，保障職工生命安全。

2、根據礦井采掘期間實際及可能發生的災變情況，合理建設緊急避險設施，合理設置避災路線，科學編製應急預案。

3、緊急避險係統與煤礦原有監測監控、人員定位、壓風自救、供水施救、通信聯絡等係統相互連接，在緊急避險係統安全防護功能的基礎上，依靠其它係統的支持，提升緊急避險係統的安全防護能力。

4、在符合相關要求，滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節省工程投資。

5、緊急避險係統的空間及設備選型留有餘地，能充分滿足區域內避難人員數量的需求，包括生產人員、管理人員及可能出現的其他臨時人員，按規定留有一定的備用係數。

五、設計主要內容

1、該礦為生產礦井，核定生產能力15萬t/a，本次設計將結合礦井現生產實際的開拓開采情況進行礦井緊急避險係統專項設計。

2、本設計礦井永久避難硐室采用專用管路供氧方式，其特點如下：

(1)堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，結合礦區安全生產實際情況，圍繞煤礦井下可能出現礦井水災、火災、瓦斯爆炸、冒頂等災變情況，使礦工在應急避難裝置的掩護下成功避險或等待救援，保障職工生命安全。

(2)根據礦井采掘期間實際及可能發生的災變情況，合理建設緊急避險設施，合理設置避災路線，科學編製應急預案。

(3)緊急避險係統與煤礦原有監測監控、人員定位、壓風自救、供水施救、通信聯絡等係統相互連接，在緊急避險係統安全防護功能基礎上，依靠其他避險係統的支持，提升緊急避險係統的安全防護能力，實現井下各避難所與井上指揮中心平台實現雙向信號傳輸。

(4)避難硐室及各係統設備選型留有餘地，能充分滿足區域內避難人員數量的需求，包括生產人員、管理人員及可能出現的其他臨時人員，按規定留有一定的備用係數。

(5)緊急避險設施的設置與礦井避災路線相結合，緊急避險設施設置清晰、醒目的標識。緊急避險係統隨井下采掘係統的變化及時調整和補充完善，包括緊急避險設施、配套係統、避災路線和應急預案等。

3、根據礦井現生產實際的開拓開采情況，本礦井下共設計1個永久避難硐室，即：永久避難硐室設置在+1820m水平井底車場附近，標高為+1820m。

4、本礦井下緊急避險係統永久避難硐室按額定避災人數80人設計。

5、永久避難硐室：生存室淨麵積為120m2，長40m，淨寬為3.0m，淨高為2.6m，采用半圓拱型斷麵;過渡室淨麵積為15m2，長5.0m，淨寬為3.0m，淨高為2.6m，采用半圓拱型斷麵。

6、井下避難硐室方式支護采用U型鋼金屬支架+鋼筋網+噴漿。

7、本礦井下緊急避險係統建設項目總資金151.81萬元，其中礦建工程36.4萬元，設備購置及安裝工程115.41萬元。

五、存在的問題及建議

1、煤礦在施工永久避難硐室時，必須嚴格按設計要求進行支護。永久避難硐室及安全出口前後20m，采用不燃性材料支護，並封閉完整。

2、硐室嚴格按設計尺寸施工，預埋好管路，確保滿足設備安裝要求。

3、本設計礦井永久避難硐室隻服務於現開采區域，隨著采掘接替的變化，現設計的永久避難硐室不能滿足避險要求時，應及時委托設計單位重新設計。

第一章 礦井概況及安全條件

第一節 礦區基本情況

一、礦井概況

1、交通位置

富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井位於位於後所礦區四井田20～23號勘探線之間，地處富源縣北北東方向平距約20km處，行政區隸屬富源縣後所鎮管轄。地理坐標：

東經：104°18′34″—104°18′53″;

北緯：25°49′02″—25°50′17″。

老牛場煤礦一號井位於老牛場—坡底之間，至富源縣城25km，與320國道相接，西至曲靖75km，至昆明237km，交通方便。

詳見：交通位置示意圖(圖1—1)

2、自然地理和經濟狀況

礦區屬構造侵蝕高原中低山地貌，山脈走向為北北東向，與區域構造線一致，地形西高東低，區內最高點在西麵，標高+2085.8m，最低點在東麵，標高+1927.9m，相對高差157.9m左右。

區內羊灣河，向東彙入打磨溝河，屬南盤江流域，珠江水係。

該區屬亞熱帶高原季風氣候，四季溫度變化不大，年平均氣溫13.7℃，最高氣溫為32℃，最低氣溫為-3℃，據富源縣氣象站1960～1976年觀測，最小年降水量847.3mm(1963年)，最大為1565.2mm(1961年)，日降雨量可達102.7mm，多年平均降雨量為1100mm，每年5～9月為雨季，降雨量占全年總量的80%，每年2～4月為風季，風向以西南勁風為主，最大風速為24m/s，夏季平均2.6m/s，冬季平均4m/s。

圖1—1 交通位置圖

區內以采煤為主，以及相關配套產業,農作物以玉米、土豆、小麥、豆類為主，其次是大米，經濟作物以烤煙為主。

3、井田境界

老牛場煤礦一號井井田境界由5個拐點坐標連線圈定，礦區南北長約1.2km，東西寬約1.0km，礦區麵積約1.175km2，開采標高+2000m～+1810m。

詳見：礦區範圍拐點坐標表(表1—1—1)

表1—1—1 礦區範圍拐點坐標表

編 號1954北京坐標係

縱坐標(X)橫坐標(Y)

礦12857965.0035431064.00

礦22858835.0035430774.00

礦32859135.0035431449.00

礦42858520.0035432079.00

礦52857689.0035431824.00

礦區麵積1.175km2

開采深度+2000m—+1810m

三、礦井開發及生產現狀

(一)礦井開發史

老牛場煤礦一號井始建於1987年，已辦礦25年，屬證件和開采手續齊全的生產礦井。礦井采用斜井開拓，根據《雲南省工業和信息化委關於富源縣後所鎮老牛場煤礦一號井生產能力核定結果的批複》(雲工信煤行〔2013〕124號)，礦井核定生產能力15萬t/a。

2012年4月，曲靖市煤炭工業局以“曲煤複〔2012〕25號”文批複了該礦井建設運送人員井及皮帶運輸井技術改造項目的立項申請。

2012年8月，曲靖市煤炭設計研究院編製完成了該礦運送人員井及皮帶運輸井技術改造方案設計、安全技術措施及安全設施設計，並審查通過。2012年11月，曲靖市煤炭工業局以“曲煤複〔2012〕60號”文批複了該礦運送人員井及皮帶運輸井技術改造方案設計，雲南煤礦安全監察局曲靖監察分局以“曲煤監〔2012〕86號”文批複了該礦運送人員井及皮帶運輸井技術改造安全技術措施及安全設施設計。2012年12月，礦井在取得開工批複後，開始進行運送人員井及皮帶運輸井技術改造項目建設，現礦井開拓工程已大部分完成。

礦區主要核實了C2+1、C5+4、C6、C7、C17、C18等6個煤層，煤礦自建井以來主要開采C17、C18煤層，C2+1、C5+4、C6、C7尚未開采。

現+1848m水平以上C17、C18煤層已基本采完，目前礦井在礦區西部+1848m～+1820m水平間布置了一個單翼采區聯合開采C17、C18煤層，礦區東部C17、C18煤層尚未開采。

(二)礦井皮帶運輸井技術改造方案設計主要內容

1、礦井開拓方式

礦井開拓方式為斜井開拓。

設計井筒數目4條，即主斜井、副斜井、行人井、風井。

設計投產時新掘井筒數目2條，即主斜井、行人井。

原有利用井筒數目2條，即副斜井(原主斜井)、風井(原風井)。

報廢井筒1條，即副平硐。

設計在礦區中部新掘主斜井，主斜井裝備皮帶運輸機擔負礦井的原煤運輸任務，兼做進風井;在礦區中部新掘行人井，行人井裝備架空乘人裝置運送人員，兼做進風井;改造利用原有主斜井做為礦井副斜井，副斜井裝備絞車擔負礦井的輔助提升任務，兼做進風井;改造利用原有風井擔負礦井的回風任務。

設計投產水平為現生產水平(+1820m)，設計投產采區為現生產采區，投產煤層C17煤層，采區內按走向長壁式采煤法布置工作麵回采。設計由一個采煤工作麵兩個掘進工作麵滿足礦井15萬t/a生產能力。

2、礦井通風

礦井通風方式為中央並列式，設計投產時礦井通風係統為主斜井、副斜井、行人井進風，風井回風。礦井現使用的FBCDZ-54-N015型防爆軸流式通風機2台，配用電機功率：2×55KW，風量：1389～3102m3/min，風壓：617～2340Pa，設計為原有利用。

三、安全管理機構及人員結構

煤礦現有幹部職工166人，其中，礦主要領導及管理人員15人。礦井建立了安全管理機構，配置了專職安全管理人員，製定了安全管理製度和安全生產責任製。礦井現有特種作業人員45名，已培訓並持證上崗，持證率100%，特種作業人員按 “三級教育”培訓考試合格上崗，煤礦企業法定代表、礦長、安全生產副礦長和安全技術負責人按“二級教育”培訓合格上崗，從業人員按“72學時”培訓合格上崗。

根據礦井多年來的生產實踐，老牛場煤礦一號井日工作製度為“三·八”製，每天四班作業，采煤工作麵“三班”作業，掘進工作麵“三班”作業。礦井采掘部署多為一采兩掘，一個采煤工作麵每班配備人數25人左右，一個掘進工作麵每班配備人數8人左右，兩個掘進工作麵每班合計16人左右，每班配備特種作業人員18人左右，每班管理人員配備6人，礦井下井人數在65人左右。

四、主要可采煤層特征

區內煤係地層為上二疊統宣威組(P2X)，總厚220～240m，主要由細碎屑岩、泥質岩類和煤組成，含煤44層，總厚24m，含煤係數10.7%，其中可采煤層6層，可采總厚7.5m，上組煤4層(C2+1、C5+4、C6、C7)，多為薄煤層。下組煤2層(C17、C18)，為中厚煤層。C2+1、C6為穩定煤層，C5+4、C17為較穩定煤層， C7、C18為不穩定煤層。區內大部分煤層屬中～中高灰、特低～低硫、低磷、低～中變質煙煤，煤類氣肥煤，牌號(QM)。C2+1、C5+4、C17、C18煤層分別采大樣作篩分浮沉試驗，結果一般較差，C17煤層最好。C2+1、C5+4、C7煤層作為動力用煤，C6、C17、C18煤層作為煉焦用煤。

詳見：礦區主要可采煤層特征表(表1—1—2)。

礦區可采煤層煤質特征表(表1—1—3)

表1—1—2 礦區主要可采煤層特征表

項目

編號煤層厚度

容重

(t/m3)夾矸

情況煤層

間距

(m)可靠

程度煤層

傾角

(°)頂底板岩性

C2+11.471層43.1穩定12其頂、底板皆為灰色泥岩

C5+41.481層較穩定頂板為灰色細砂岩，

底板為泥岩及泥質粉砂岩、夾菱鐵質條帶。

12.7

C61.451～2層穩定頂板為粉砂質泥岩

底板為灰色泥岩及粉砂岩，微密堅硬，鈣泥質膠結。

5.4

C71.502～4層不穩定頂板為泥岩，

底板為泥質粉砂岩，夾菱鐵質條帶。

105.7

C171.441～4層較穩定頂板為泥質粉砂岩，

底板為泥質粉砂岩。

10.4

C181.481層不穩定頂板為泥質粉砂岩，

底板為泥質粉砂岩，夾菱鐵質條帶。

表1—1—3 礦區可采煤層煤質特征表(原煤)

煤

層

號(Mad)

(%)(Ad)

(%)(Vdaf)

(%)粘結性

(1-7)(St.d)

(%)(Qb,ad)

發熱量

(MJ/kg)(Qbdaf)

發熱量

(MJ/kg)(pd)

(%)灰熔點(T2)

(℃)

C2+1

1.01-2.39

1.65

26.42-42.91

31.82

29.09-38.59

35.70

2-5

4

0.08-0.27

0.22

18.94-24.78

21.27

32.49-34.38

33.85

0.010-0.014

0.012

>1500

>1500

C5+4

0.82-2.59

1

21.24-48.22

21.66

32.11-38.11

35.16

3-5

4

0.09-1.25

0.33

19.96-25.41

21.84

33.14-35.02

33.93

0.018-0.018

0.018

1460->1500

>1500

C6

0.80-3.38

1.92

21.91-39.05

28.00

29.38-37.64

34.63

3-5

4

0.12-1.65

0.51

19.57-26.11

23.90

32.70-34.86

34.04

0.006-0.019

0.013

C7

1.03-3.49

1.72

25.77-44.60

32.41

29.87-39.95

33.59

3-5

4

0.07-0.81

0.21

19.74-24.33

22.59

33.03-34.57

34.35

0.00-0.013

0.010

14601->1500

1480

C17

0.51-2.42

1.02

15.57-41.62

22.52

35.63-40.88

6-2

5

0.10-1.93

0.28

20.40-29.46

26.84

33.13-35.98

35.36

0.009-0.004

0.008

C18

0.71-1.85

1.26

16.79-51.42

26.80

34.76-43.08

39.2

3-6

5

0.12-3.40

0.30

19.09-29.06

25.27

33.56-35.51

34.83

0.007-0.016

0.012

>1500

>1500

續表1—1—3 礦區可采煤層煤質特征表(精煤)

煤

層

號(Mad)

(%)(Ad)

(%)(Vdaf)

(%)粘結性

(1-7)(St,d)

(%)X

(mm)Y

(mm)牌號

C2+1QM

C5+4QM

C6QM

C7QM

C17QM

C18QM

第二節 礦井安全條件

一、地層及構造

1、地層

礦區出露地層由老至新有上二疊統峨嵋山玄武岩組(P2β)，宣威組(P2x)，下三疊統卡以頭組(T1k),飛仙關組(T1f)及第四係(Q)，含煤地層為宣威組(P2x)，按岩性、岩相、含煤性、化石及標誌層特征劃分為三段，分述如下：

第一段(P2x 1)：從玄武岩頂界至C17煤層頂板，厚41～58m，以灰～深灰色，薄～中厚層狀泥質粉砂岩和粉砂質泥岩為主，間夾粉砂岩及細砂岩和煤。礦區內含可采煤層2層(C17、C18煤層)。該段底部為鋁土質泥岩及礫岩和砂岩，礫石直徑自下而上逐漸變小，與下伏地層呈假整合接觸。

第二段(P2x 2)：自C17煤層頂板到C7層底板，厚90～105m。以灰～深灰色，薄～中厚層狀粉砂岩為主，中夾細砂岩，泥質粉砂岩、粉砂質泥岩及泥岩和煤層。含煤10～20餘層，僅C10煤層局部可采。

第三段(P2x 3)：自C7煤層底板到C10煤層頂板，厚67～90m，岩石主要灰色、深灰色，薄～中厚層狀泥質粉砂岩、泥岩為主，間夾煤層、粉砂岩或細砂岩。為本區主要含煤層段，一般含煤4層，其中C2+1、C5+4、C6、C7為本區主要可采煤層。

2、構造

礦區在構造上為恩洪複向斜的北延部分，老牛場煤礦一號井位於複向斜北端，區內對開采影響較大的斷層有3條。

(1)F10逆斷層：斜交走向，傾角310°，傾角60～71°，斷距15～20m，使C17、C18煤層重複，通過20～23剖麵，出露於1400m。

(2)F9走向正斷層，走向北東40°，傾向南東，傾角60°左右，斷距15～20m，分布在礦區北東，其上、下盤為卡以頭組，斷距不大，但延伸較長，達2500m以上。

(3)F15逆斷層：斜交走向，走向北西25°，傾向北東72°，傾角62°，斷距20m，使上煤組複雜，通過20、21剖麵，出露約750m。

礦區地質構造屬中等類型。

詳見：礦區主要斷層特征表(表1—2—1)

表1—2—1 礦區主要斷層特征表

編

號性 質產狀

(傾向/傾角)斷距

(m)表現特征井田內

出露長

段(m)

F15逆斷層72°/62°20上煤組重複750

F9正斷層135°/70°20斜穿整個井田。2800

F10逆斷層310°/60°20井田北部C17、C18煤組重複。1400

二、礦井工程地質條件

礦區煤層賦存於以半堅硬—軟弱為主的層狀岩類中，力學強度不均，軟硬相間，風化作用較強，節理發育，煤層直接頂板以泥質粉砂岩、粉砂質泥岩、菱鐵質粉砂岩、高嶺石泥岩為主，普遍比較破碎。幹濕抗壓強度小軟化係數大。煤層一般呈粉狀、鱗片狀，不堅硬易破碎。岩石穩定性差，斷層破碎帶岩石力學強度低，底板多為泥岩，吸水易膨脹，岩層鬆軟。

礦區工程地質條件屬以層狀岩類為主的中等類型。

三、礦井水文地質條件

礦區屬構造侵蝕高原中低山地貌，山脈走向為北北東向，與區域構造線一致，地形西高東低，區內最高點在西麵，標高+2085.8m，最低點在東麵，標高+1927.9m，相對高差157.9m左右。煤係地層分布於老牛場向斜北延部分，地形坡度15～20°。區內溝穀發育，地表水排泄條件較好，無大的地表水體，礦井以大氣降水為主要充水水源，地層含水性弱。礦區東西翼煤層露頭明顯，區內有過小窯開采點(已在2001前關閉)，實地查看，小窯洞口無流水痕跡，對礦井開拓開采無影響。

礦井水文地質條件為以裂隙含水層充水為主的中等類型。

據煤礦提供的資料，礦井正常湧水量20m3/h，最大湧水量50m3/h。

四、礦區環境地質條件

由於礦山開采原因，已導致礦區局部水質變化和局部地表變形塌裂現象，但無大的汙染源，無熱害，地表水質與地下水水質較好，總體無其它環境地質隱患。因此，礦區地質環境質量中等。

五、瓦斯、煤塵爆炸性及煤的自燃傾向性

1、瓦斯

根據礦井近幾年的瓦斯等級鑒定結果，該礦井屬低瓦斯礦井。

詳見：2008～2011年度礦井瓦斯等級鑒定結果表(表1—2—2)

表1—2—2 2008～2011年度礦井瓦斯等級鑒定結果表

年度湧出量2008200920102011

最大相對瓦斯湧出量(m3/t)3.045.095.485.62

最大絕對瓦斯湧出量(m3/min)0.580.771.000.96

最大相對二氧化碳湧出(m3/t)4.816.096.956.73

最大絕對二氧化碳湧(m3/min)0.910.921.270.98

2、煤塵爆炸性

該礦2012年9月取C17、C18煤層煤樣送江西煤礦礦用安全產品檢驗中心鑒定，經鑒定，煤樣煤塵均有爆炸性。設計按該區煤層有爆炸性進行設計。建議煤礦業主盡快取其它煤層樣進行煤塵爆炸性鑒定工作，以指導礦井的安全生產。(鑒定報告附後)。

3、煤的自燃傾向性

該礦2012年9月取C17、C18煤層煤樣送江西煤礦礦用安全產品檢驗中心鑒定，經鑒定，煤樣自燃傾向性為自燃。設計按該區煤層屬自燃煤層進行設計。建議煤礦業主盡快取其它煤層樣進行煤的自燃傾向性鑒定工作，以指導礦井的安全生產。(鑒定報告附後)

六、安全避險“六大係統”建設情況

1、安全監測監控係統

老牛場煤礦一號井於2009年9月安裝了KJ73N監測監控係統，總建設投資90萬元，共裝設KJF83A型分站8台，KDW型電源箱8台，現配有GJC4型礦用低濃度甲烷傳感器33台，GJ4/100型礦用高濃度甲烷傳感器2台，KGL2型礦用流量傳感器2台，CGJ27A型渦街流量傳感器1台，KG3088型礦用風速傳感器6台，KG3033型礦用負壓傳感器2台，GFK03型礦用風門開閉狀態傳感器6台，GFK(A)型礦用風筒開關傳感器2台，礦用澆封兼本安斷電執行器2台，GKD948A型煤礦用設備開停傳感器5台，GTH1000型礦用一氧化碳傳感器3台，GKD127～1140V型礦用饋電狀態傳感器1台， GJ4/15型礦用溫度傳感器6台，GJ4型礦用液位傳感器1台。

井下各采掘工作麵、總進(回)風巷，水泵房、配電室等均按要求裝設各類傳感器，係統已經完善，能滿足井下安全生產的實時監測監控。

建立健全了管理機構，按要求配齊了安全監控係統管理人員，係統已經完善並運行正常，建立了各種台賬，定期調校各類傳感器，係統能夠24小時正常運行，能夠實時監控礦井的各種物理參數，並上傳到區煤炭局監控中心聯網。

2、人員定位係統

老牛場煤礦一號井於2010年5月安裝了KJ237礦井人員定位管理係統，總建設投資35萬元。人員定位係統現配有型號為KJ237-J數據傳輸接口2台，型號為KJ237-F人員定位讀卡分站19台，KDW53型礦用隔爆兼本安電源箱19台， KJ237-K型人員標識卡496個，已建立了管理機構健全人員定位管理製度，建立了各種台賬，按要求配齊係統管理人員，定期調校檢測各種設備。

人員定位係統運行正常，能夠實時監控礦井井下的人員活動情況，並上傳到中心站進行實時監控。

3、壓風自救係統

礦井壓風自救係統設於地麵工業廣場，安裝使用OGFD-20/8型空壓機2台，一台備用，配備電機功率110Kw，排氣量20m3/min，排氣壓力為0.8MPa，為保證空壓機的安全，配備了空壓機自動保護裝置，能實現自動報警和自動停機。選用Ф108×4mm無縫鋼管為主壓風管路，支線管路為Ф57×3mm無縫鋼管，每隔50m均留有三通和閥門，壓風管路已敷設至井下各個采掘工作麵，係統管路已經完善，並隨巷道推進及時敷設到位。

4、供水施救係統

老牛場煤礦一號井地麵已建有300m3高位水池一個，主管路采用DN50mm無縫鋼管，支線管路為DN25mm無縫鋼管，每隔50m均留有三通和閥門，供水管路已敷設至井下各個采掘工作麵，係統管路已經完善，並隨巷道推進及時敷設到位。

係統運行正常，能夠滿足井下供水施救的需要。

5、通訊聯絡聯絡係統

老牛場煤礦一號井地麵裝設有KTA102型煤礦通訊安全耦合器1台，井下通訊聯絡係統已經完善。井下采用KTH102型本質安全型防爆電話機進行通迅，主要通訊網絡為：地麵調度室至采掘工作麵、井下配電室、主要泵房、主通風機房、避難硐室(場所)、人員集中地點等，都保障有可靠的通迅聯絡係統，每部電話都可以直接撥打礦井通訊係統中的任意一部電話，每部電話機上都掛有全礦井上下電話程控電話機號碼，方便直接聯係。

6、緊急避險係統

目前，礦井緊急避險係統還沒有建設。根據有關要求，老牛場煤礦一號井委托我院對該礦井進行緊急避險係統初步設計。

第二章 井下緊急避險係統建設的必要性

第一節 礦井安全風險分析

根據礦井實際開采技術條件，該礦井下存在主要安全風險有水害、火災、瓦斯爆炸、頂板、放炮、機電運輸、中毒和窒息等傷害，除按規定要求配備設備並加強正常安全管理外，礦井井下緊急避險係統應重點防範的安全風險有瓦斯、煤塵、水災、火災、頂板等事故。

一、瓦斯

瓦斯防治做為煤礦安全生產的重中之重工作，可見其對安全生產工作造成的巨大威脅。做好礦井瓦斯防治工作是安全生產必不可少的環節，也是瓦斯礦井高產高效的前提條件之一。井下一旦發生瓦斯爆炸，產生的高溫、高壓和大量有毒有害氣體形成破壞力很強的衝擊波，不僅造成嚴重的人員傷亡，而且會嚴重摧毀礦井巷道和井下設備，甚至可能引起井下火災、頂板冒落等災害，導致礦毀人亡。瓦斯爆炸產生的衝擊波、高溫和有毒有害氣體均能造成嚴重的人員傷亡。煤與瓦斯突出同樣會造成嚴重的人員傷亡，而且會嚴重摧毀礦井巷道和井下設備，影響礦井正常生產。

老牛場煤礦一號井雖屬低瓦斯礦井，但區內斷裂構造較多，因此在生產過程中要采取相應的預防措施。

二、煤塵爆炸事故

煤塵爆炸的危害性主要表現為對人員的傷害(衝擊波、燒傷、灼傷、中毒、窒息等)和對設備、設施的破壞。該礦2012年9月取C17、C18煤層煤樣送江西煤礦礦用安全產品檢驗中心鑒定，經鑒定，煤樣煤塵均有爆炸性。預防礦井煤塵爆炸事故是煤礦安全工作的重點。

三、水災

一旦地表水體及地下水係統通過岩石裂隙、廢棄巷道、透水層、鑽孔水與采空區、巷道、采掘工作麵聯通，地表水或地下水可能湧入采空區或直接進入采、掘工作麵，導致工作麵甚至礦井被淹，造成人員傷亡及財產損失。礦井生產時，巷道積水則惡化生產環境，降低勞動產率，提高工人勞動強度，同時使巷道容易引起巷道變形，縮短巷道維護周期等。

老牛場煤礦一號井礦井煤層采空區較多，雖然水文地質條件為中等類型，但雨季期間礦井湧水量明顯增大，且煤礦采用上下山開采，一旦排水係統出問題，無法正常排水，有可能發生淹井事故。

四、火災

礦井火災是煤礦生產過程中的主要災害之一，與煤塵、瓦斯爆炸的發生常常互為因果關係，相互擴大災害範圍與災害程度，是釀成礦井重大惡性事故的原因之一。發生火災後，因火風壓的作用使礦井通風係統發生了變化，可燃物燃燒後生成的有毒氣體沒有按既定的路線流動，造成人煙彌漫井巷，使災區或受災區波及的區域的人員受有毒氣體侵襲而中毒傷亡，發生火災後，由火源或其它熱源引起火災瓦斯或煤塵等爆炸，使人員直接或間接傷亡。

根據引燃源的不同，礦井火災分為內因火災和外因火災。內因火災由煤層自燃引起，該礦2012年9月取C17、C18煤層煤樣送江西煤礦礦用安全產品檢驗中心鑒定，經鑒定，煤樣自燃傾向性為自燃。外因火災由外部熱源引起，主要由電氣設備的電弧、火花、爆破、機械摩擦以及使用電、火焊等明火引起，從井下外因火災的教訓分析，主要原因是管理不到位，製度不健全，措施不落實，違章指揮，違章操作。

五、頂板

礦井頂板事故可能的表現形式為采場頂板大範圍垮落、陷落和冒落，采空區大範圍垮落和陷落，巷道或采掘工作麵的片幫、冒頂等。事故發生的可能性主要取決於圍岩性質和采取的頂底板控製措施的有效性。

1、采空區大範圍垮落、陷落，采場的采空區大範圍垮落的直接後果是產生強大的衝擊波，引起岩體塌陷和將采空區大量的有毒有害氣體排放到作業場所。由此產生的危害包括：采場工作人員及采空區附近作業場所人員傷亡;破壞采場設備、設施，引起水、火、瓦斯、煤塵等其它重大事故的發生;造成垮落帶上部的岩體塌陷，產生進一步的災害等。

2、采場頂板大範圍垮落、陷落和冒頂。其後果是破壞采場和周圍的巷道，造成采場內人員的傷亡;破壞采場內的設備和設施，造成生產設備的損壞及生產秩序的紊亂;其它危害破壞礦井的供電係統、通風係統可能造成的重大事故。

3、巷道或采掘工作麵的片幫、冒頂。可能造成巷道內或采掘工作麵人員的傷亡;破壞巷道內或采掘工作麵的設備、設施;破壞人員的安全通道;破壞通風係統，可能引起其它重大事故的發生;破壞正常的生產係統，引起其它重大事故的發生;破壞巷道等。

老牛場煤礦一號井礦區工程地質條件屬中等類型，礦區可采煤層產於砂泥岩軟弱一半堅硬岩組中，煤層頂底板多為泥岩軟弱層，穩固性差，對礦床開采有直接影響。因此煤礦在生產過程中如果工作麵放頂較困難，則必須要采取相應的措施，如強製放頂等。

第二節 建設井下緊急避險係統的必要性

一、建設井下緊急避險係統是提高礦井安全保障能力的需要

由於井下存在水災、火災、瓦斯煤塵爆炸等各類事故的可能性，對井下礦工生命安全造成潛在危害。建設井下緊急避難係統，能夠進一步提高煤礦安全防護和應急救援水平，確保煤礦在井下發生緊急情況下，為遇險人員安全避險提供生命保障。建設井下緊急避險係統是提升礦井安全保障能力的需要。

二、建設井下緊急避險係統是認真貫徹國家相關法律法規的需要

《國務院關於進一步加強企業安全生產工作的通知》(國發〔2010〕23號)規定：“強製推行先進適用的技術裝備。煤礦、非煤礦山要製定和實施生產技術裝備標準，安裝監測監控係統、井下人員定位係統、井下緊急避險係統、壓風自救係統、供水施救係統和通信聯絡係統等技術裝備，並於3年之內完成。”

2010年8月24日，國家安監總局、煤監局印發了《關於建設完善煤礦井下安全避險“六大係統”的通知》。確定了“六大係統”實施的具體步驟：2010年底前所有煤礦全麵完成監測監控係統、壓風自救係統、供水施救係統和通信聯絡係統的完善工作;2010年底前中央和國有重點煤礦企業的所有煤礦全部建設完善井下人員定位係統，2011年底前所有煤礦全部安裝井下人員定位係統;2012年6月底前所有煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井及中央企業煤礦和國有重點煤礦中的高瓦斯、開采容易自燃煤層的礦井全部建設完成緊急避險係統;2013年6月底前全國所有煤礦全部完成“六大係統”的建設完善工作，切實提高安全防護水平。

2011年1月25日國家安全生產監督管理局，國家煤礦安全監察局聯合下發了《煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定》，(安監總煤裝〔2011〕15號文)對煤礦井下緊急避險係統建設進行了規範。

2011年3月22日國家安全生產監督管理局，國家煤礦安全監察局關於印發《煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)》的通知(安監總煤裝〔2011〕33號文)對井下緊急避險係統建設要求進一步進行了完善。

因此，建設完善“井下緊急避險係統”是以人為本、安全發展理念的重要體現，是以超前預防為主的“防災”和以應急避險為主的“減災”的有機統一，是堅持預防為主，有效降低事故危害程度、防範遏製重特大事故的綜合治理措施，也是落實國家強製推行的安全先進適用技術，認真貫徹國家相關法規、規定的需要。

第三章 井下緊急避險係統設計方案

煤礦井下緊急避險係統是在井下發生緊急情況下，為遇險人員安全避險提供生命保障的設施、設備、措施組成的有機整體。緊急避險係統建設包括為井下人員提供自救器、建設井下緊急避險設施、合理設置避災路線、科學製定應急預案等。緊急避險係統是煤礦井下安全避險“六大係統“的核心部分。

當井下發生災變後，危險地點人員應該迅速戴好自救器，按避災路線及時撤離危險區域。如果避災路線被阻斷，應按照就近原則迅速進入到避難硐室內，以等待礦山救護隊的救援。此時，緊急避險設施應該發揮其應有的作用，包括提供簡單治療、氧氣、食品和水等。自救器、避難硐室與避災路線及科學的應急預案相結合就構成了井下緊急避險係統。

第一節 設計原則及要求

一、設計原則

(一)一人一位

本著“安全為天”的原則，通過設置緊急避險設施保證入井人員在災害發生時都有自己的避難空間。

同時，在編製勞動定員標準時，要將人數落實到井下采、掘、機、運、通等各個環節、各個崗位，凡是能夠計算和考核工作量的班組或工種崗位都要有科學合理的勞動定額，實行定額、定員管理，嚴禁兩班交叉作業;優化勞動組織，合理安排隊組編製，減少管理層次和工作環節;逐步推行井下人員管理監測係統，及時準確掌握入井人數和入井人員的工作區域;實行“限員掛牌”製，在井口、采區及采掘工作麵現場設牌板，真實標明核定的每班作業人數和實際每班作業人數。

(二)就近避險

1、距離井筒較近的作業人員盡快升井，向地麵逃生。

2、距離緊急避險設施最近的人員向緊急避險硐室內逃生。

(三)快捷進入

為方便避難人員快速地進入緊急避難空間，應在緊急出口處、避災路線上放置明顯的標識牌，標識緊急避險設施的位置，指引避難人員盡快到達避難所設置地點，讓每個礦工都能通過指示路標找到最近的避難場所。

二、設計要求

(一)避難硐室的位置要求

1、礦井在井底車場、水平大巷、采區(盤區)避災路線上合適的地點設置永久避難硐室，服務於整個礦井、水平或采區。

2、煤與瓦斯突出礦井應建設采區永久避難硐室。設置位置應當根據實際情況確定，但必須設置在防逆流風門外的進風流中。煤與瓦斯突出礦井以外的其他礦井，從采掘工作麵步行，凡在自救器所能提供的額定防護時間內不能安全撤到地麵的，必須在距離采掘工作麵1000 m範圍內建設永久避難硐室或救生艙。

3、突出煤層的掘進巷道長度及采煤工作麵走向長度超過500 m時，必須在距離工作麵500 m範圍內建設臨時避難硐室或設置救生艙。

4、避難硐室的設置應避開地質構造帶、應力異常區以及透水威脅區，並要求盡量布置於岩層中，且頂板完整、支護完好，前後20 m範圍內應采用不燃性材料支護，符合安全出口的相關要求。若必須設置在煤層中時，應有防瓦斯湧出、煤層自燃發火的安全措施。

(二)避難硐室的設施要求

1、永久避難硐室應當具備應急逃生出口或采用2個安全出入口。有條件的礦井應當將安全出入口或應急逃生出口分別布置在2條不同巷道中。如果布置在同一條巷道中，2個出入口的間距應當不小於20 m。

2、無專用管路或專用管路無可靠保護的避難硐室，應具備安全防護、氧氣供給保障、供液、有害氣體去除、環境監測、通訊、照明、人員生存保障等基本功能，在無任何外界支持的情況下額定防護時間不低於96小時。

3、永久避難硐室淨高應不低於2m，長度、深度根據同時避難最多人數以及避難硐室內配置的各種裝備來確定，每人應有不低於1.0 m2的有效使用麵積，過渡室的淨麵積不小於3.0 m2。

4、臨時避難硐室淨高應不低於1.85m，每人應有不低於0.9 m2的有效使用麵積，過渡室的淨麵積不小於2.0 m2。

5、永久避難硐室內的配備應包括：

(1)不少於額定人數1.2倍的自救器;

(2)CH4、CO、CO2、O2、溫度、濕度和壓力的檢測報警裝置;

(3)額定使用時間不少於96h的備用電源;

(4)額定人數生存不低於96h所需要的食品和飲用水;

(5)逃生用礦燈，數量不少於額定人數的25%;

(6)空氣淨化及製氧或供氧裝置;

(7)急救箱、工具箱、人體排泄物收集處理裝置等設施設備。

(8)避難硐室內應有使用操作說明。

6、永久避難硐室相關技術參數

詳見：永久避難硐室相關技術參數表(表3—1—1)

表3—1—1 永久避難硐室設置相關技術參數

序號技 術 名 稱技術參數設計參數

1額定防護時間>96h116h

2防護密閉門抗衝擊力≥0.3MPa0.3MPa

3壓風供氣壓力0.1～0.3MPa0.3MPa

4備用電源供電時間>96h116h

5硐室內O2濃度18.5%～23%23%

6硐室內CO2濃度≤1%1%

7硐室內CO濃度<0.0024%0.0023%

8硐室內溫度<35℃32℃

9硐室內濕度<85%80%

10供氧量≥0.5l/min·人0.5l/min·人

11食品發熱量≥5000KJ/d·人5000KJ/d·人

12飲用水≥1.5l/d·人1.5l/d·人

13自救器≥45min45min

(三)避難硐室的容量要求

避難硐室的額定人數，應滿足所服務區域內同時工作的最多人員的避難需要，並考慮不低於20%的富裕係數。其中，采區避難硐室至少滿足10人的避難需求。

永久避難硐室設計額定避難人數20～100人;臨時避難硐室設計額定避難人數10～40人。

(四)避難硐室的服務年限要求

永久避難硐室服務年限一般不低於5年;臨時避難硐室服務年限一般不大於5年。

(五)避難硐室的支護材料要求

避難硐室應根據不同岩性采用錨噴、砌镟等支護方式，支護材料應阻燃、抗靜電、耐高溫、耐腐蝕。

第二節 礦用自救器的配置

一、日常礦用自救器的配備

礦用自救器是一種輕便、體積小、便於攜帶、作用迅速的個人呼吸保護裝備。其主要用途就是在井下發生火災、瓦斯、煤塵爆炸，或煤與瓦斯突出或二氧化碳突出事故時，供井下人員佩戴脫險，免於中毒或窒息死亡。

煤礦應為入井人員配備額定防護時間不低於30分鍾的礦用自救器，入井人員應隨身攜帶，為災變發生後人員快速升井，或脫離災害影響範圍，到達安全避難地點提供支持。

老牛場煤礦一號井目前已配備隔絕式壓縮氧ZY-45型自救器270台，該自救器的主要技術參數見表3-2-1。

表3-2-1 ZY-45型自救器技術參數表

型 號防護

時間(min)氧氣瓶

容積

(L)定量

供氧量(L/min)自動

排氣壓力

(pa)總質量(kg)外形尺寸

ZY-45450.3>1.2150～3002.3235×170×95

二、礦用自救器選擇

礦用自救器分為過濾式和隔絕式兩類，隔絕式自救器又分為化學氧自救器和壓縮氧自救器。

過濾式自救器和化學氧自救器都是一次性的，過濾式自救器僅能防護一氧化碳一種氣體，根據2011年1月27日發布的《禁止井工煤礦使用的設備及工藝目錄》(第三批)規定，一氧化碳過濾式自救器自發布之日起1年後禁止使用。化學氧自救器是利用化學生氧物質產生氧氣，是隔絕式自救器的一種，需定期對自救器進行性能檢驗，根據2011年1月27日發布的《禁止井工煤礦使用的設備及工藝目錄》(第三批)規定，ZH-15隔絕式化學氧自救器自2003年6月後禁止使用。

壓縮氧自救器內有鋼瓶，可再充氣，如外表不損壞的話，充氣後可再次使用。每次使用後隻需要更換新吸收二氧化碳的氫氧化鈣吸收劑和重新充裝氧氣即可重複使用。用於有毒氣體環境或缺氧環境中的作業人員自救逃生或進行必要的工作時使用，還可作為壓風自救係統的配套裝備。

因此，緊急避險係統內配備的自救器設計選用隔絕式壓縮氧自救器，型號選用常用的ZY-45型隔絕式壓縮氧自救器。

三、避難硐室內礦用自救器的配備

緊急避險係統內配備的自救器設計選用ZY-45型隔絕式壓縮氧自救器，配備標準為不少於額定人數1.2倍，設計緊急避難硐室額定避難人數80人，自救器配備96台。

第三節 設計方案及緊急避險設施

一、設計方案的選擇

根據該礦井井筒、井底車場、主要巷道、設備布置、采掘布局、采煤方法、避災路線、應急預案、主要災害等的情況，分析礦井的危害有害因素有：頂板、瓦斯、火災、水災、煤塵等。針對礦井危害有害因素的影響範圍和程度，為確實提高礦井在突發情況下遇險礦工安全避險的能力和水平，根據緊急避險方式的組合原則，該礦井下緊急避險係統建設可有如下幾種結合方式：

1、避難硐室 + 鑽孔 + 自救器。

2、避難硐室 + 專用管路 + 自救器 + “五大係統”接入。

3、避難硐室 + 醫用氧氣瓶供氧 + 自救器 + “五大係統”接入。

4、救生艙 + 自救器 + “五大係統”接入。

方案