某礦井永久避難硐室供電及環境監測系統設計

姜霏

摘要： 當井下發生災情后，避難硐室為無法及時撤離的避險人員提供的一個安全避險空間，并為應急救援創造條件、贏得時間。本文對永久避難硐室內安全監測監控系統、人員定位系統、通信系統及供電系統進行設計，使得有關人員實時掌握硐室內外環境參數，有利于被困人員全避險和及時脫險；也有利于地面救援人員把握被困人員現狀、通話調度和策劃最佳救援方案，最大限度地保證逃生人員的安全。

關鍵詞： 避難硐室；安全監測監控系統；人員定位系統；通信系統；供電系統

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）05-0025-02

1 井下避難硐室概述

當井下發生災情后，避難硐室為無法及時撤離的人員提供一個安全避險空間，并為應急救援創造條件、贏得時間，永久避難硐室服務年限一般不低于5年。永久避險硐室由過度硐室和生存硐室等構成，采用向外開啟的兩道門結構，第一道門為防護防火密閉門，第二道門為密閉門，兩道隔離門之間為過渡硐室，第二道密閉門以內為生存硐室。本設計礦井設有一座100人永久避難硐室。

2 設計目的

本文對永久避難硐室內安全監測監控系統、人員定位系統、通信系統、供電系統進行設計，使得有關人員實時掌握硐室內外環境參數變化情況，有利于避險人員根據監測數據安全避險和及時出避難硐室脫險；也有利于地面救援人員把握被困人員現狀，策劃最佳救援方案，最大限度地保證人員安全。供電系統用于緊急避險設施日常供電、日常照明，并在遇險避難時，提供應急供電。

3 礦井主要系統

礦井安裝了KJ95N型煤礦安全監控系統。該系統主要由地面中心站（監控主機）、數據傳輸接口、通用分站及各種礦用傳感器、通訊線纜等組成。系統可對礦井中的甲烷、一氧化碳、風速、溫度、負壓等環境參數進行實時監測。

3.1 調度聯絡系統 礦井現已安裝一套SH-3000D型調度交換機。該系統配備的觸摸式調度臺，用來提供通話錄音、呼叫定位、多方通話、會議電話，群呼、強插、強拆等功能。系統采用數字中繼接入縣網通公司cc08遠端交換模塊，使礦井內外實現了互聯互通。

3.2 無線通訊系統 礦井現已安裝KT130型礦用無線通訊系統。系統由IP交換機、地面基站、礦用環網接入器、井下基站、礦用本安手機及其它配套設備組成。系統可通過網關設備（中繼插板）與調度通訊系統無縫連接，實現無線手機與調度電話之間互通及井下通訊一體化。

3.3 應急救援廣播系統 礦井現已安裝一套KT179型應急救援廣播系統，系統主要設備包括信號源部分、智能應急救援廣播控制主機、信號傳輸部分、礦用本安型音箱等。該系統為全數字型本安系統，地面廣播主機通過通信線纜連接井下的本安型廣播分站，通過廣播主機對井下安裝的本安型廣播分站進行語音廣播或播放背景音樂。在緊急情況下，地面調度指揮中心可通過廣播主機對井下進行緊急呼叫，通知人員進行疏散撤離，為應對緊急突發事件提供快速應急措施，也為礦井的安全提供保障。

3.4 井下人員定位系統 礦井現已安裝了KJ69J井下人員定位系統，系統由地面中心站、無線編碼發射器、無線數據監測分站、讀卡器等設備構成。通過該系統可以隨時了解井下人員的流動情況、了解當前井下人員的數量及分布情況。當有事故發生時，救援人員可根據該系統所提供的數據，迅速了解有關人員所處的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。

4 避難硐室內各系統設計

4.1 井下避難硐室環境監測系統設計 災害發生時，能夠實時掌握硐室內外環境參數變化情況，有利于避險人員根據監測數據進行安全避險或及時出避難硐室脫險；也有利于地面救援人員把握被困人員現狀、實現通話調度和策劃最佳救援方案，最大限度保證逃生人員的安全。

設計在避難硐室內配備獨立的內外環境參數監測裝置。生存硐室內共設置四臺KJ95N型監控分站，其中兩臺接入井下現有安全監控系統，上傳至調度監控中心。井下監控系統干線穿預埋管引入硐室內；另兩臺通過緊急避險系統專用光纜接入礦井地面監控系統中心站。緊急避險系統專用光纜選用24芯鎧裝單模光纜，沿鉆孔由地面調度中心引入井下避難硐室。

設計在避難硐室外設置兩套氧氣、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳傳感器；過渡硐室設置兩套氧氣、一氧化碳傳感器；生存硐室內設置兩套壓力、氧氣、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度傳感器。其中一套傳感器接入與井下監控系統相連的兩臺分站，一套傳感器接入與地面中心站監控系統相連的兩臺分站。當井下發生災害時，若一套系統遭受破壞，另一套仍能保證在突發緊急情況下人員避險時，可靠地對過渡硐室、避難硐室外及避難硐室內的環境參數及避難硐室內外壓差進行監控，發揮安全監測系統在避險和應急救援中的作用。

4.2 人員定位系統 設計在生存硐室內的兩端，共設置4臺KJ69J型人員定位系統分站，每端兩臺，分站配置讀卡器，實現對進、出緊急避險設施的人員進行動態監測。每端各有一臺分站井接入井下現有人員定位系統，上傳至調度監控中心。井下人員定位系統干線穿預埋管引入硐室內；另外兩臺人員定位系統分站通過緊急避險系統專用的24芯光纜接入礦井地面人員定位系統主機。兩套系統可靠地保證了在井下發生災害時，隨時查詢進入避險設施內人員的身份、數量，充分發揮其安全避險的應急救助作用。

4.3 通訊聯絡系統

4.3.1 調度通信系統 設計在避難硐室內安裝兩部調度電話，兩部電話均與地面調度中心直通。一部調度電話就近接入過井下調度通信系統，連接的通信電纜穿預埋管引入避難硐室；另一部通過避難硐室專用通信電纜接入地面調度中心。設計選用一根10對專通信電纜，由地面調度交換機引出，經鉆孔引入避難硐室。

4.3.2 應急廣播系統 礦井井下已設有一套KT179型應急救援廣播系統。設計在生存硐室內安裝一套音箱及礦用本安型擴音電話，接入井下廣播通信系統，井下廣播系統干線電纜穿預埋管引入硐室。endprint

4.3.3 無線通信系統 設計在避難硐室內設置一臺KT130無線通信系統基站，實現無線通信。

4.3.4 視頻監控系統 設計在生存硐室內安裝兩臺礦用隔爆型攝像儀和一個井上下監控顯示屏，實現地面和井下通信的可視性。硐室內監控設備通過避難硐室專用光纜接入地面調度指揮中心工業電視系統。

4.4 避難硐室供電系統 避難硐室供電系統用于緊急避難硐室日常及應急狀況的供電、照明。

4.4.1 供電系統 避難硐室供電按一級負荷考慮，設計采用雙回660V電源供電，其中一路引自井下中央變電所，電源線路選擇MYJV22-4×25mm2動力電纜，沿預埋管引入避難硐室；另一路引自地面配電點，沿鉆孔引入避難硐室。

地面鉆孔附近建彩鋼板房，房間內安裝一臺E167-03-50/0.38kV 0.38/0.66kV 50kVA變壓器及一臺KBZ-200/660V礦用隔爆型真空饋電開關，為井下避難硐室提供660V電源，其380V電源引自礦井地面變電所380V母線。避難硐室內設置4臺KBZ-200/660V礦用隔爆型真空饋電開關（兩臺進線開關、兩臺配電開關）、2臺ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置，以127V向監控分站、人員定位分站、攝像儀、照明燈具等設備供電，并對后續線路進行保護。

4.4.2 照明系統 照明電源引自硐室內ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置，電壓等級為127V。根據避難硐室的需求，選用節能環保的隔爆兼本質安全型LED照明燈，照明燈采用LED冷光源大功率發光元件作為光源，具有發光效率高，耗電低，工作溫度低，使用壽命長，體積小等優點。照明燈具吊掛安裝，燈具掛鉤現場自制，燈具安裝間隔為3米左右。

遇險避難時，為給礦工進入煤礦井下避難硐室時提供照明，以及避難硐室內的關鍵地點提供應急照明，硐室內設置礦燈120盞，以確保照明安全和照明質量。

井下個系統進入硐室線纜敷設完成后，應對所穿鋼管進行嚴密封堵。

5 災變后緊急避險系統應急管理措施

當發生各種災害時，井下無法撤離的作業人員，按照所在地點的避害災路線，進入避險設施。進入避難硐室后，現場第一負責人必須在最短時間內掌握整個避險設施中人員健康情況，盡快與地面救援指揮中心取得聯系，及時準確匯報事故及人員情況，并接受地面救援中心的指揮。必須按井下緊急避險設施的各項規定操作各系統、設備。

設計依據：

相關專業提供的技術資料：

①《煤礦安全規程》；

②《煤礦井下供配電設計規范》；

③《礦井設計規范》；

④《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》（AQ1029-2007）；

⑤《煤礦安全監控系統通用技術要求》（AQ6201-2006）；

⑥國家安全監管總局和國家煤礦安監局《關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知》（安監總裝[2010]146號）；

⑦國家安全監管總局國家煤礦安監局關于印發《煤礦井下緊急避險系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、國家煤礦安監局關于印發《煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范（試行）（安監總煤裝[2011]33號）》的通知；

⑨國家安全監管總局、國家煤礦安監局印發《關于煤礦井下緊急避險系統建設管理有關事項的通知》（安監總煤裝[2012]15號）；

⑩國家安全監管總局、國家煤礦安監局印發《關于加快推進煤礦井下緊急避險系統建設的通知》（安監總煤裝[2013]10號）。

參考文獻：

[1]孫繼平.煤礦井下緊急避險系統研究[J].煤炭科學技術， 2011（01）.

[2]楊健，丁銀磊，姜軍.煤礦井下臨時避難硐室設計及施工方法[J].科技信息，2012（27）.

[3]彭懷喜，李軍校.避難硐室錨索反底拱聯合支護實踐[J].科技與企業，2012（17）.endprint