銀宇煤礦緊急避險系統的建設分析

梁 帥

（山西華潤煤業有限公司銀宇煤礦，山西 太原 030200）

2019 年，我國煤炭產量高達37.5 億t，占全球比重的47.5%，是世界第一的產煤大國，與此同時，我國煤礦發生生產安全的事故起數也高于其他國家[1]。誘發煤礦事故的因素有很多，除了傳統的五大災害以外，還有機械碰撞、熱害等。從事故分析中可知，80%的遇難者具有生還機會，但由于井下緊急避險系統建設的不完善、不合理，從而造成避險時間延誤，導致人員傷亡增大。所以，如何建立安全高效的礦井緊急避險系統，是煤礦安全工作的重中之重，對于促進煤礦產業的安全發展有著重要的意義[2]。

1 緊急避險系統的建設原則

1.1 選址原則

緊急避險系統屬于煤礦井下安全的“六大系統”之一，其中避難硐室的選址對涉險人員能否順利避難起著關鍵作用，因此整個系統對選址有著嚴格的要求[3-4]：（1）針對高突礦井，所有類型的避難硐室及各類救生艙與工作面的距離不得超過500 m，并兼顧本工作面全體作業人員，服務年限在5 a之內；（2）應選址在受瓦斯（或粉塵）爆炸、透水等事故影響較小的區域，盡量遠離有地質波動高發區域；（3）靠近避難硐室的巷道（±20 m 范圍內），應選用耐高溫、耐高壓、硬度強的不可燃材料進行支擋、加固等保護措施；（4）避難硐室應選址在頂板條件較好、圍巖較堅固的巖層中；（5）避難硐室需設置在采區避災路線上，盡量靠近輔運大巷，當險情發生時可以有效縮短救援時間。

1.2 建設原則

避難硐室的工程質量對硐室的安全性有著最直接的影響，井下避難硐室施工都應嚴格遵循以下制度：（1）由煤礦負責人制定施工方案和組織措施，對設計圖紙、施工進度、施工材料等環節嚴格把關；（2）對施工中遇到的隱蔽工程（如埋線、鋪管等）重點監管，安排專人監管，嚴格履行驗收和監理責任；（3）當井巷工程中涉及到放炮作業時，需嚴格按照“一炮三檢”、“三人聯鎖放炮”、“放炮撤人”等規定進行作業，制定可靠的施工安全措施，同時要加強探放水作業。

2 井下緊急避險系統的構成

緊急避險系統是礦井安全的守護神，當突發事故時，承擔著指導遇險人員逃生、引導救援人員搶救的重要責任，主要包括永久避難硐室、臨時避難硐室和可移動式救生艙[5]。建設施工方面，所有硐室的安設需要與采掘進度實時統一；在系統維護運營方面主要包括支持24 h 正常運作的通訊設施、避災路線規劃和應急預案制定等工作。

2.1 移動救生艙

移動救生艙分為外部結構和內部結構兩部分。外部結構是指與外界環境相連接的部分，包括艙體、主艙門和應急艙門部分；內部結構是指氣密門與應急艙門之間的密閉空間，包括生存艙、衛生間、過渡室等部分。由于該空間為遇險人員提供所必要的避險環境，還需具備環境監測、O2 供應、廢氣凈化或利用、氣溫調節等功能。

2.2 避難硐室

井下避難硐室根據服務年限的不同分為永久避難硐室和臨時避難硐室，而內置的系統也都具備主系統和相應的附屬系統。

（1）永久避難硐室。永久避難硐室具備服務范圍廣、年限長、設施設備齊全的特點。硐室內部具有獨立運行的系統，包括制冷、供氧、洗氣系統，還應配備電源室、衛生間、生存室等空間。安設方面，永久避難硐室必須安設在所制定的避災路線上，包括井底車場、運輸大巷等巷道均可施工建設。容積方面，應滿足至少20 人的容納空間，并提供避險人員基本的生存保障品。

（2）臨時避難硐室。臨時避難硐室承擔著臨時緊急救助站的作用，能為未能及時到達永久避難硐室遇險人員提供中轉服務。安設方面：設置在采區避災路線上，當采區開采完畢后，可以廢棄處理；容積方面：略小于永久避難硐室，滿足避險人數10～40 人即可。需要注意的是臨時避難硐室也應該配套齊全避險設備與用品。當本采區采掘完畢后，部分可回收的物品與材料，例如監測儀器、通訊儀器、氧氣瓶等可以安設在新的臨時避難硐室中循環使用。

3 銀宇煤礦緊急避險系統設計與建設

3.1 礦井概況

銀宇煤礦隸屬于山西華潤煤業，位于太原古交市，現生產能力為60 萬t/a，目前開采9 號煤層。本礦井現為生產礦井，已有井底車場和硐室功能完備，在進行9 號煤層開拓延伸開采時，需要在901采區設計新建永久避難硐室。

3.2 新建永久避難硐室

據統計，銀宇煤礦當班井下最多作業人數為工人55 人、管理人員10 人總計65 人?，F提供兩種方案進行比較，選擇最佳方案進行設計施工。

方案一：安設在井底車場，與主水平大巷貫通，總工程量55 m，采用錨注支護方式。

方案二：安設在901 采區皮帶巷和901 采區軌道巷之間，采區避難硐室采用錨網噴支護，凈斷面積12.4 m2，長度50 m。

經過對工程量大小、施工復雜程度以及巷道頂底板圍巖穩定性的對比，最終選擇方案二進行永久避難硐室的建設。如圖1 所示，新建避難硐室可容納55 人（安全系數1.2），由過渡室、衛生間、生存室和儲存室組成。該永久避難硐室布置在皮帶巷與軌道巷之間的巖洞中，且位于各種避災路線的必經之路。該區域并不在地質構造帶附近，距離高溫帶、應力異常區以及透水危險區較遠，圍巖穩定性強，在服務期間不受采動影響。

圖1 銀宇煤礦901 新建避難硐室示意圖

3.3 臨時避難硐室與移動救生艙

在掘進工作面附近的801 采區軌道巷中布置一個臨時避難硐室，臨時避難硐室可容納35 人。

移動救生艙：801 采區軌道巷一側靠近回采工作面的位置設置2 個移動救生艙，設計避險人數為12 人，主要為從回采工作面逃出的作業人員提供避難場所。

3.4 施工要求

901 新建避難硐室采用雙門外開結構：外側門為防護密閉門，可以有效抵擋事故所產生的沖擊波；內門同樣采用密閉設置，可以防止有毒有害氣體的侵入。在對硐室施工時，應特別注意以下環節：

（1）施工前，需要對避難硐室進行專門的施工組織設計，報主體負責人審批后方可施工；

（2）施工中，結合物探、礦壓等觀測資料，做好安全管理工作，強化過程控制，確保施工質量；

（3）施工完成后，需對避難硐室各種系統功能進行測試和聯合試運行，并嚴格按設計要求組織驗收。

3.5 緊急避險系統

除了避難硐室的建設，銀宇煤礦的緊急避險系統還將對礦井通信系統、供水施救系統、緊急避險路線等工作進行重新制定與完善。在個人防護方面，為每名下井作業人員配備額定防護時間不低于45分鐘的壓縮氧自救器，全礦井按全部下井人員每人1 臺配備，再增加配備總數的10%。全礦井共配備300 臺加30 臺備用，總計配備330 臺，另外分別在永久避難硐室和臨時避難硐室配備66 臺和39 臺。

4 結語

本文通過對煤礦井下緊急避險系統選址、建設原則的研究，并結合避難硐室的組成，對避難硐室的基本構造做了詳細論述。銀宇煤礦目前開采9 號煤層，在對901 采區開采時，選擇在采區皮帶巷和采區軌道巷之間新建一處永久避難硐室，并對施工、配套系統等方面提出了合理的建議，對其他類似礦井的緊急避難系統有一定的參考價值。