礦井永久避難硐室電氣設(shè)計(jì)剖析

王芳

摘要：礦井永久避難硐室是指在井底車場(chǎng)、水平大巷、采區(qū)避災(zāi)路線等處設(shè)置具有緊急避險(xiǎn)功能的專用巷道硐室。在煤礦井下發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，礦井永久避難硐室為井下工作人員的生命安全提供了重要保障，因此，礦井永久避難硐室的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要意義。文章從礦井避難硐室的概述出發(fā)，分析了礦井避難硐室相關(guān)的電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：礦井；永久避難硐室；電氣設(shè)計(jì)；緊急避險(xiǎn)；井下避難系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD822 文章編號(hào)：1009-2374（2015）17-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.082

當(dāng)?shù)V井發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，將會(huì)對(duì)井下工作人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)，國(guó)務(wù)院發(fā)出的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》和國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局發(fā)出的《關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知》中均強(qiáng)調(diào)了避難硐室建設(shè)的重要性，由此看出，在井下設(shè)置避難場(chǎng)所勢(shì)在必行。下面就礦井永久避難硐室電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

1 礦井避難硐室概述

礦井發(fā)生災(zāi)害事故后，井下工作人員可以通過自救器進(jìn)行自救，但由于自救器的有效時(shí)間較短，難以確保井下工作人員能在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)相對(duì)安全的位置，尤其是井下含有大量的有毒有害氣體，更會(huì)對(duì)井下工作人員的生命安全帶來危害，因此，在礦井設(shè)置避難硐室具有十分重要的意義。礦井避難硐室可以分為臨時(shí)避難硐室和永久避難硐室兩種情況，其中臨時(shí)避難硐室主要設(shè)置在井下采掘區(qū)域或者采區(qū)避難路線上，主要為采掘工作面及其附近區(qū)域服務(wù)，其服務(wù)時(shí)間較短；永久避難硐室是指在井底車場(chǎng)、水平大巷、采區(qū)避災(zāi)路線等處設(shè)置緊急避險(xiǎn)功能的專用巷道硐室，服務(wù)于整個(gè)礦井、水平或采區(qū)，其服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)。

2 礦井永久避難硐室電氣設(shè)計(jì)

2.1 氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

永久避難硐室需要配備獨(dú)立的監(jiān)測(cè)儀器，以確保在發(fā)生緊急事故后，工作人員在避難過程中，可以對(duì)避難硐室內(nèi)的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、濕度、溫度以及避難硐室外的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。礦井永久避難硐室內(nèi)、外氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要將氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)接入全礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要由安全監(jiān)控分站、電源線、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源、支線傳輸線路、干線傳輸線路等組成。永久避難硐室氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置3個(gè)監(jiān)控分站，其中在避難硐室兩出口的室外處各設(shè)置1、2號(hào)監(jiān)控分站，3號(hào)監(jiān)控分站設(shè)置在避難硐室室內(nèi)，3個(gè)監(jiān)控分站均設(shè)置低濃度瓦斯傳感器，當(dāng)氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等氣體濃度達(dá)到報(bào)警值以后，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。避難硐室氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控分站采用RS-485總線與礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)連接，并將傳感器采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)桨踩O(jiān)控中心。

2.2 通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

礦井的通信系統(tǒng)延伸到井下緊急避難場(chǎng)所，因此，在礦井永久避難硐室中設(shè)置直通調(diào)度室的通信電話，且該線路為專用線路，不允許接其他分機(jī)。通信系統(tǒng)主要由礦用安全電話機(jī)、通信電纜、礦用安全通信電纜分線盒等部分組成。永久避難硐室的通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)有線通信，還需要設(shè)置無線通信接口，以確保有線通信設(shè)備發(fā)生故障后，無線通信設(shè)備仍可與外界保持

聯(lián)系。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)井下流動(dòng)工作人員的數(shù)量、方向、區(qū)域等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障井下工作人員的安全，需在井下設(shè)置人員定位系統(tǒng)。永久避難硐室人員定位系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)監(jiān)測(cè)分站，在其附近區(qū)域合理配置無線收發(fā)器及定位器，該分站接入礦井人員定位系統(tǒng)。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，可通過該系統(tǒng)提供的信息，快速了解井下待救人員的具體情況，及時(shí)準(zhǔn)確地做出救援方案，提高救援效率，減少井下人員傷亡。

2.3 永久避難硐室配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

永久避難硐室的供電按一級(jí)負(fù)荷考慮，并由三級(jí)電源保障組成，其中井下AC660V動(dòng)力電源為一級(jí)電源保障、避難硐室內(nèi)部電池組為二級(jí)電源保障、從地面引入的AC660V電源為三級(jí)電源保障。一級(jí)電源引自井下動(dòng)力線網(wǎng)，主要為永久避難硐室內(nèi)的傳感器檢測(cè)系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、備用電池等提供動(dòng)力電源；當(dāng)永久避難硐室的一級(jí)電源發(fā)生故障無法正常工作時(shí)，二級(jí)電源就會(huì)成為避難硐室用電設(shè)備的電源，并且避難硐室內(nèi)部的用電設(shè)備會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為省電模式，二級(jí)電源的供電時(shí)間至少要保持120h；當(dāng)?shù)V井發(fā)生災(zāi)害，一、二級(jí)電源供電中斷時(shí)，三級(jí)電源會(huì)為避難硐室的用電設(shè)備提供電源，同時(shí)向二級(jí)電源充電，確保避難硐室內(nèi)的各項(xiàng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，并為礦井災(zāi)害事故的救援提供準(zhǔn)確信息。

2.4 永久避難硐室照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

永久避難硐室照明系統(tǒng)主要由LED便攜式礦燈、AC127V防爆日光燈、聲光報(bào)警器、熒光棒等組成，其照明系統(tǒng)主要是由室內(nèi)照明綜保裝置提供電源，電壓等級(jí)為127V。礦井發(fā)生災(zāi)害后，需節(jié)省避難硐室用電，故選用節(jié)能環(huán)保的隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈具。避難硐室內(nèi)至防爆燈具和防爆開關(guān)的線路均需要明敷，同時(shí)對(duì)進(jìn)出硐室線纜所穿的鋼管進(jìn)行嚴(yán)密封堵。永久避難硐室還需配備額定人數(shù)1.5倍的自救器和0.5倍的燈具，為井下工作人員的安全逃生提供保障。對(duì)于避難硐室室外，需要設(shè)置相應(yīng)的反光標(biāo)志，這樣井下工作人員就能在黑暗的環(huán)境中找到避難硐室的位置；在避難硐室室外還需要設(shè)置兩個(gè)安全性的頻閃燈，頻閃燈需要具有良好的穿透性和亮度，這樣就能為工作人員的逃生提供指示。

2.5 永久避難硐室電氣設(shè)備接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

永久避難硐室內(nèi)設(shè)置接地保護(hù)，從而為避難硐室內(nèi)電氣設(shè)備的安全使用提供可靠保障。永久避難硐室內(nèi)所有電氣設(shè)備的開關(guān)、金屬外殼、穿線鋼管等都需要與接地線可靠連接，同時(shí)還要與井下總接地干線可靠連接，以確保電氣設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，不會(huì)對(duì)井下工作人員的人身安全帶來危害；永久避難硐室附近合理設(shè)置局部接地點(diǎn)，該接地保護(hù)裝置中任一接地點(diǎn)的接地電阻不超過2Ω。永久避難硐室內(nèi)所有手持式電氣設(shè)備和局部接地極之間的接地連接導(dǎo)線電阻不超過1Ω。

2.6 工業(yè)電視設(shè)計(jì)

目前，永久避難硐室電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，雖未明確規(guī)定設(shè)置工業(yè)電視，但其對(duì)營(yíng)救井下被困工作人員具有十分重要的作用，因此，避難硐室電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)可根據(jù)實(shí)際情況，合理設(shè)置工業(yè)電視。避難硐室內(nèi)的工業(yè)電視系統(tǒng)接入整個(gè)礦井的視頻監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)避難硐室內(nèi)部情況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。當(dāng)?shù)V井發(fā)生事故后，如果避難硐室內(nèi)工業(yè)電視系統(tǒng)和主系統(tǒng)的通信沒有受到破壞，則地面上的救援人員可以通過視頻監(jiān)視系統(tǒng)了解井下避難人員的狀況；如果通信受到破壞，則救援人員也可根據(jù)視頻監(jiān)視系統(tǒng)記錄的畫面，分析判斷當(dāng)時(shí)井下避難人員的狀況，為營(yíng)救方案的制定提供重要依據(jù)。

2.7 永久避難硐室電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)建議

在避難硐室電氣設(shè)計(jì)過程中，如果避難硐室設(shè)置有地面鉆孔，且鉆孔深度較深，可以采用鋼絲懸掛的方式對(duì)硐室中的電纜、光纜進(jìn)行保護(hù)；如果避難硐室中沒有設(shè)置地面鉆孔，要防止在災(zāi)害發(fā)生后進(jìn)出硐室的電纜、光纜受到破壞，對(duì)避難硐室的正常使用造成影響，故采用埋地敷設(shè)的方式對(duì)纜線進(jìn)行保護(hù)。

3 結(jié)語

當(dāng)?shù)V井發(fā)生事故災(zāi)害后，永久避難硐室可為井下工作人員提供更大的還生可能，因此永久避難硐室的電氣設(shè)計(jì)是井下避難系統(tǒng)的重要組成部分，優(yōu)化避難硐室電氣設(shè)計(jì)方案可使避難硐室的援救功能更加完善，實(shí)用性和可靠性大大提高，為井下待救人員的人身安全提供一份可靠保障。

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（責(zé)任編輯：王 波）endprint