綜放工作面安全避險系統的設計

曹 相

(大同煤礦集團 馬道頭煤業有限責任公司，山西 大同 037100)

綜放工作面安全避險系統作為保障煤礦工人生命安全的防線，需要從全方位、多角度進行設計。大同礦區某礦8209工作面傾向長220 m，可采走向長2 700 m，開采煤層為C3-5號層，平均煤厚為14.8 m。工作面為三巷布置，即膠帶巷、頂板高抽巷、回風巷，通風方式為“U+I”型，即一進兩回。本文針對8209工作面具體情況，從監測監控系統、井下人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救與供水施救系統、礦井通信聯絡系統共五個方面對安全避險系統進行了設計與建設。

1 監測監控系統

8209綜采工作面監控系統的設計方案是依據《煤礦安全規程》、《山西省煤礦“一通三防”管理規定》、《安全生產行業標準AQ1029-2007》等有關法律法規、標準進行設計。采用江蘇三恒科技公司生產的通過國家“煤安”和《煤礦安全監控系統通用技術要求AQ6201-2006》認證的KJ70X分站式監測監控系統。該系統運行穩定，數據上傳準確，斷電控制靈敏可靠，能夠實現對采煤工作面各種環境參數和設備工況的監測監控，具體安裝部位為：在回風巷風門外設一監控分站，負責監測綜采工作面回風巷中部、回風口瓦斯、風速、溫度等信號，監測監控電源接在自動風門開關電源側；在膠帶巷口配電點設置一監控分站，負責監測膠帶機頭一氧化碳和煙霧信號；在移動列車配電點設置一監控分站，負責監測工作面、上隅角、后溜尾的各種環境參數和綜采設備的開停情況及饋電狀態。

2 井下人員定位系統

2.1 人員定位系統

人員定位系統選用型號為KJ98(A)型，具有高精度人員定位功能，為了滿足8209工作面需要，在工作面安裝人員定位基站4臺，分布于工作面、膠帶巷和回風巷道內，以便能夠更準確地掌握人員的位置信息。人員定位系統設備應設置在便于讀卡、觀察、調試、檢驗、圍巖穩定、支護良好、無淋水、無雜物的位置。

2.2 人員定位系統管理要求

1) 人員定位設備使用前，電信維護隊應按產品使用說明書的要求調試設備，并在地面通電運行24 h，合格后方可使用。防爆設備應經防爆組檢驗合格，并貼合格證后，方可下井使用。人員定位系統設備自入井運行之日起，電信維護隊必須每月對每臺基站測試一次，每周對全井線路巡檢二次，確保系統正常運行，并按要求做好記錄。要求不間斷電源的放電時間不低于2 h。人員定位系統設備出現故障時，電信維護隊維修人員必須及時到達故障現場進行處理，保證系統正常運行。人員定位系統設備由監控中心專人負責發放、保管，對所有定位設備、電纜、識別卡分類編號，建立設備儀表管理臺賬。定位設備、電纜、識別卡的管理卡要定期核對，做到賬、卡、物三對應。

2) 對需要安裝、拆除和調整移動定位系統的地點，要求電信維護隊按照監控中心提供安裝標準和實際生產情況對定位基站的位置、信號電纜和電源電纜的敷設、監測區域等做出及時安裝、回撤或調整。

3) 工作面的人員定位系統的日常管理和維護由綜采隊組負責，具備包括安裝在采煤工作面巷道中的人員作業管理系統基站、電源設備的看管、吊掛、清理和線纜的整理、吊掛等。

3 緊急避險系統[1-2]

緊急避險系統主要依托于盤區口的永久避難硐室，其內部包括生存必須物資、過濾壓縮空氣噴淋氣幕系統、自備氧供給系統、二氧化碳吸附系統、空氣處理系統、換氣壓風排風系統、環境監測監控及通訊系統，其中重要的幾個系統功能有：①壓縮噴淋空氣幕系統：主要用于對進入過渡室的避難人員進行空氣洗滌，該系統能保證在很短時間內將一氧化碳從0.04%過濾到0.002 4%以下，將瓦斯從12%的濃度降到不大于1%，確保不將有毒有害氣體帶入避難硐室生存室；②自備氧供給系統：主要是存在有毒有害氣體、濃煙煙塵和氧氣缺乏情況下為避難人員提供新鮮氧氣，能夠滿足90人每人每分鐘不低于0.5 L的氧氣需求量；③二氧化碳吸附系統：能快速吸收二氧化碳以控制濃度，避免造成二氧化碳中毒；④空氣處理系統：該系統主要由惡臭氣體處理劑、貴金屬催化劑組成，用于處理硐室內的惡臭氣體與一氧化碳；⑤換氣壓風排風系統：該系統可向避難硐室提供備用空氣，能夠在壓風排風系統失敗時確保避難硐室正常使用時保持正壓；⑥環境監測監控及通訊系統：該系統通過攝像頭和視頻對避難硐室內外的環境進行實時顯示和上傳調度室，并和調度室有直撥電話。

4 壓風自救與供水施救系統

壓風自救與供水施救系統主要選擇ZYJ (A) 型礦井壓風自救裝置做為系統設施，從膠帶巷和回風巷入口200 m安裝第一處施救站，間隔1 000 m安裝第二處施救站，膠帶巷和回風巷超前支護往外200 m安裝第三處施救站，每處施救站安裝5組ZYJ (A) 型礦井壓風自救裝置，與兩巷壓風管與靜壓水管連接，可滿足30人同時使用。安裝高度為距底板1.2～1.5 m處，便于現場人員自救應用，根據現場情況選用錨桿固定或吊掛安裝在行人側，并要隨回采不斷前移。

5 礦井通信聯絡系統

除了有線通信外，還配置了無線通訊系統，系統型號為KT329，具有4G通話功能。8209工作面需安裝無線通信基站4臺，分布于工作面2臺、膠帶巷1臺和回風巷1臺，以便能夠實現整個工作面清晰通話。同時還配置智能廣播系統，選用太原海斯特電子有限公司KT210型礦用智能廣播系統，在8209工作面安裝廣播基站4臺，基站分別安裝在膠帶巷膠帶頭、回風巷巷口處、工作面支架內和工作面移動列車處，以便實現語音廣播。

6 結 語

綜放工作面安全避險系統，從監測監控系統、井下人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救與供水施救系統、礦井通信聯絡系統五個方面進行了設計，在8209綜放工作面現場應用后，測試結果表明該系統運行穩定，技術可靠，達到了設計要求，具有較好的推廣應用價值。