煤礦采區(qū)永久和臨時固定式避難硐室建設(shè)

胡姣麗

（沁源供電支公司，山西 沁源 046500）

煤礦采區(qū)永久和臨時固定式避難硐室建設(shè)

胡姣麗

（沁源供電支公司，山西 沁源 046500）

煤礦應(yīng)急避難峒室對減少事故傷亡具有重要的價值，作者對煤礦應(yīng)急避難硐室與安全防護(hù)體系建設(shè)工作進(jìn)行論述。對固定式和臨時式避難硐室的施工要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。臨時固定式避難硐室和永久固定式避難硐室在不同的礦井環(huán)境中會發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢，可以共同為減少煤礦事故傷亡發(fā)揮重要作用。

煤礦；應(yīng)急避難硐室；安全防護(hù)體系

1 煤礦應(yīng)急避難硐室對減少事故傷亡的價值

根據(jù)煤礦事故統(tǒng)計和救援經(jīng)驗，在礦井發(fā)生事故第一現(xiàn)場因爆炸、坍塌等傷害立刻遇難的人員僅占事故總死亡人數(shù)的10%左右，絕大多數(shù)礦工的遇難是由于爆炸后其附近區(qū)域氧氣耗盡、含有高濃度有毒有害氣體、逃生路線因爆炸阻斷等原因而無法及時撤離到安全區(qū)域或升井而造成的。因此，在煤礦事故中，無法及時轉(zhuǎn)移的礦工長時間暴露于有毒有害的氣體環(huán)境中導(dǎo)致窒息是造成人員傷亡的最直接原因。

因此，采用安全的密閉空間在較大范圍的危險環(huán)境中用于被困人員的應(yīng)急避難，保障其生命安全，贏得足夠的救援時間，已經(jīng)成為煤礦安全防護(hù)的一種新趨勢。在歐美各工業(yè)發(fā)達(dá)國家，應(yīng)急避難空間方面的研究已經(jīng)比較廣泛，并逐漸開始應(yīng)用于采礦、危化品生產(chǎn)、加工、儲存等行業(yè)，并且已經(jīng)有過多次救援成功的案例。

2 煤礦應(yīng)急避難硐室的類型

目前，礦井中使用的應(yīng)急避難硐室主要有以下三種類型：

第一種永久性避難硐室。在礦井巷道兩側(cè)地層中直接挖掘而成，主要布置在主巷或逃生路線上。永久性避難硐室一般作為整個采區(qū)的應(yīng)急避難場所，服務(wù)年限在10a以上。第二種臨時性避難硐室。一般是在采區(qū)內(nèi)部，用于為2～3個工作面的范圍內(nèi)井下工作人員提供應(yīng)急避難場所，服務(wù)年限在3 a以上。當(dāng)此處采掘工作完成后，臨時性避難硐室即被廢棄，避難硐室內(nèi)密封門、氧氣瓶、通訊、監(jiān)測儀器等設(shè)備被轉(zhuǎn)移到新的臨時固定式避難硐室中重復(fù)使用。第三種可移動式救生艙。多數(shù)為艙體式結(jié)構(gòu)，具有行進(jìn)裝置或者吊裝、拖曳部件，能在巷道中移動，隨工程進(jìn)度不斷改變位置，為采掘工作面的作業(yè)人員提供集中的避難空間。

3 固定式避難硐室

礦井固定式避難硐室具有容納人數(shù)多、節(jié)省巷道空間、救援地點固定及救援系統(tǒng)齊全等特點。根據(jù)固定式避難硐室的救生系統(tǒng)布置及容納人數(shù)等方面的不同將其分為永久固定式避難硐室和臨時固定式避難硐室。

3.1 永久固定式避難硐室的設(shè)計和施工

3.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計施工

避難硐室的結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及了避難硐室的選址、規(guī)模、整體尺寸、支護(hù)、內(nèi)部布置、核心系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。固定式避難硐室對結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下設(shè)計：

a.選址。沁新煤業(yè)在回采的北采區(qū)距離北翼輔助進(jìn)風(fēng)巷50m處的軌道上山與皮帶上山之間建設(shè)。在該處設(shè)置永久固定式避難室主要是為北采區(qū)附近的瓦斯監(jiān)測人員、充電硐室人員、維修人員等零散作業(yè)人員以及在發(fā)生事故時能夠從采區(qū)就近逃出等作業(yè)人員提供避難場所，具體布置情況見圖1。

圖1 永久固定式避難硐室選址圖

b.規(guī)模。永久固定式避難硐室的容納規(guī)模在100～200人之間。考慮到煤礦礦井北采區(qū)的人員分布情況，本避難硐室確定最終的容納規(guī)模為100～200人。

c.整體尺寸。整個避難硐室設(shè)置在貫通于軌道上山與皮帶上山之間的59m長的巷道內(nèi)。避難硐室兩端各留出5m距離作為自身防護(hù)距離。因此，避難硐室實際尺寸設(shè)計為長49 m、寬3.5 m、高3.05 m，其中高度的3.05 m是由1.3 m的直墻高度和1.75 m的仰拱組成，避難硐室的下部留有850 mm的底拱防止底拱力，整體尺寸見圖2。

圖2 永久固定式避難硐室整體尺寸圖

d.支護(hù)。整個施工的支護(hù)包括臨時支護(hù)、一次支護(hù)、二次支護(hù)和三次支護(hù)。前期施工采用金屬前探梁作為臨時支護(hù)，并在每根前探梁前端增加一套折疊梁；一次支護(hù)采用讓壓錨桿錨索+雙鋼筋托梁+金屬網(wǎng)片+噴射100 mm厚砼聯(lián)合支護(hù)，巷道斷面呈半圓拱形；二次支護(hù)采用單層鋼筋混凝土進(jìn)行支護(hù)；三次支護(hù)采用鋼筋混凝土壁后注入充填材料進(jìn)行密閉和緩沖。

3.1.2 防爆密閉門的條件

防爆密閉門要求能夠抵抗1000℃高溫和1.5～2 MPa的爆炸側(cè)面沖擊波。其材料選擇的是16Mn鋼，門的設(shè)計遵循靈活、快捷、手動、密閉性良好等原則。保證逃生人員能夠迅速的開啟和關(guān)閉防爆密閉門，做到立即密閉的效果。

3.1.3 防爆密閉墻

防爆密閉墻同樣要求能夠抵抗1000℃高溫和1.5～2 MPa的爆炸側(cè)面沖擊波。通過采用C40強(qiáng)度的混凝土并配筋來實現(xiàn)要求。為了加強(qiáng)其抗沖擊波能力，墻體設(shè)計施工成楔形。

3.2臨時固定式避難硐室

臨時固定式避難硐室是采用引入礦井下的壓風(fēng)管路方式實現(xiàn)空氣的供給和置換。同時，為了保證在壓風(fēng)系統(tǒng)失效的情況下，避難硐室內(nèi)部的逃生人員在有限的時間內(nèi)仍能繼續(xù)生存，臨時固定式避難硐室內(nèi)部放置了空氣一體化機(jī)器，在吸收逃生人員呼出的二氧化碳的同時釋放出氧氣。臨時固定式避難硐室解決了由于地質(zhì)條件不具備鉆孔條件處人員的逃生需求，而永久固定式避難硐室由于其擁有與地面直接相通的鉆孔，其救援可靠性要高于臨時固定式避難硐室，該鉆孔同時還能夠提高避難硐室內(nèi)部人員生存資源的供給能力，延長了逃生人員的避難時間，為救援隊伍到達(dá)事故現(xiàn)場實施救助爭取了更充裕的時間。

臨時固定式應(yīng)急避難硐室的設(shè)計與永久固定式避難硐室相近，總體分為：臨時固定式避難硐室的功能設(shè)計、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、門墻的設(shè)計、內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計等。

a.功能設(shè)計。臨時固定式避難硐室的防護(hù)功能與永久固定式避難硐室相同，主要也是針對冒頂片幫、瓦斯突出或瓦斯涌出、煤塵火災(zāi)、爆炸等事故，此處未考慮水災(zāi)事故。在事故發(fā)生時，為那些能夠在有限時間內(nèi)逃生的人員提供了一定的保護(hù)、避難空間。

b.結(jié)構(gòu)設(shè)計。臨時固定式避難硐室的結(jié)構(gòu)設(shè)計同樣包括避難硐室的選址、規(guī)模、整體尺寸、支護(hù)、內(nèi)部布置、核心系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。但是臨時固定式避難硐室在各部分的內(nèi)容方面與永久固定式避難硐室有所不同。見圖3和圖4。

圖3 臨時固定式避難硐室斷面尺寸圖

圖4 臨時固定式避難硐室布置圖

4 結(jié)論

臨時固定式避難硐室和永久固定式避難硐室在不同的礦井環(huán)境中會發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢。臨時固定式避難硐室解決了由于地質(zhì)條件不具備鉆孔條件處人員的逃生需求，而永久固定式避難硐室由于其擁有與地面直接相通的鉆孔，其救援可靠性要高于臨時固定式避難硐室，該鉆孔同時還能夠提高避難硐室內(nèi)部人員生存資源的供給能力，延長了逃生人員的避難時間，為救援隊伍到達(dá)事故現(xiàn)場實施救助爭取了更充裕的時間。

Abstract:Emergency shelters of mine are important to reduce the accident casualty.The author discusses the construction work of emergency shelters and safety protection system.The construction requirements and technical specifications of fixed and temporary shelters are designed.The temporary fixed shelters and permanent fixed shelters have different advantages in different mining environments,and both shelters would be significant to reduce the accident casualty.

Keywords:Coal mine;emergency shelters;safety protection system

編輯：劉新光

Permanent and Temporary Fixed Shelters Construction in Mining Area

HU Jiao-li

（Qinyuan Power Supply Subsidiary Company,Qinyuan Shanxi 046500）

TD264

A

1672-5050（2010）07-0071-02

2010-03-18

胡姣麗（1980—），女，山西沁源人，本科，助理工程師，從事企業(yè)供電技術(shù)工作。