银宇煤矿紧急避险系统的建设分析

梁 帅

（山西华润煤业有限公司银宇煤矿，山西 太原 030200）

2019 年，我国煤炭产量高达37.5 亿t，占全球比重的47.5%，是世界第一的产煤大国，与此同时，我国煤矿发生生产安全的事故起数也高于其他国家[1]。诱发煤矿事故的因素有很多，除了传统的五大灾害以外，还有机械碰撞、热害等。从事故分析中可知，80%的遇难者具有生还机会，但由于井下紧急避险系统建设的不完善、不合理，从而造成避险时间延误，导致人员伤亡增大。所以，如何建立安全高效的矿井紧急避险系统，是煤矿安全工作的重中之重，对于促进煤矿产业的安全发展有着重要的意义[2]。

1 紧急避险系统的建设原则

1.1 选址原则

紧急避险系统属于煤矿井下安全的“六大系统”之一，其中避难硐室的选址对涉险人员能否顺利避难起着关键作用，因此整个系统对选址有着严格的要求[3-4]：（1）针对高突矿井，所有类型的避难硐室及各类救生舱与工作面的距离不得超过500 m，并兼顾本工作面全体作业人员，服务年限在5 a之内；（2）应选址在受瓦斯（或粉尘）爆炸、透水等事故影响较小的区域，尽量远离有地质波动高发区域；（3）靠近避难硐室的巷道（±20 m 范围内），应选用耐高温、耐高压、硬度强的不可燃材料进行支挡、加固等保护措施；（4）避难硐室应选址在顶板条件较好、围岩较坚固的岩层中；（5）避难硐室需设置在采区避灾路线上，尽量靠近辅运大巷，当险情发生时可以有效缩短救援时间。

1.2 建设原则

避难硐室的工程质量对硐室的安全性有着最直接的影响，井下避难硐室施工都应严格遵循以下制度：（1）由煤矿负责人制定施工方案和组织措施，对设计图纸、施工进度、施工材料等环节严格把关；（2）对施工中遇到的隐蔽工程（如埋线、铺管等）重点监管，安排专人监管，严格履行验收和监理责任；（3）当井巷工程中涉及到放炮作业时，需严格按照“一炮三检”、“三人联锁放炮”、“放炮撤人”等规定进行作业，制定可靠的施工安全措施，同时要加强探放水作业。

2 井下紧急避险系统的构成

紧急避险系统是矿井安全的守护神，当突发事故时，承担着指导遇险人员逃生、引导救援人员抢救的重要责任，主要包括永久避难硐室、临时避难硐室和可移动式救生舱[5]。建设施工方面，所有硐室的安设需要与采掘进度实时统一；在系统维护运营方面主要包括支持24 h 正常运作的通讯设施、避灾路线规划和应急预案制定等工作。

2.1 移动救生舱

移动救生舱分为外部结构和内部结构两部分。外部结构是指与外界环境相连接的部分，包括舱体、主舱门和应急舱门部分；内部结构是指气密门与应急舱门之间的密闭空间，包括生存舱、卫生间、过渡室等部分。由于该空间为遇险人员提供所必要的避险环境，还需具备环境监测、O2 供应、废气净化或利用、气温调节等功能。

2.2 避难硐室

井下避难硐室根据服务年限的不同分为永久避难硐室和临时避难硐室，而内置的系统也都具备主系统和相应的附属系统。

（1）永久避难硐室。永久避难硐室具备服务范围广、年限长、设施设备齐全的特点。硐室内部具有独立运行的系统，包括制冷、供氧、洗气系统，还应配备电源室、卫生间、生存室等空间。安设方面，永久避难硐室必须安设在所制定的避灾路线上，包括井底车场、运输大巷等巷道均可施工建设。容积方面，应满足至少20 人的容纳空间，并提供避险人员基本的生存保障品。

（2）临时避难硐室。临时避难硐室承担着临时紧急救助站的作用，能为未能及时到达永久避难硐室遇险人员提供中转服务。安设方面：设置在采区避灾路线上，当采区开采完毕后，可以废弃处理；容积方面：略小于永久避难硐室，满足避险人数10～40 人即可。需要注意的是临时避难硐室也应该配套齐全避险设备与用品。当本采区采掘完毕后，部分可回收的物品与材料，例如监测仪器、通讯仪器、氧气瓶等可以安设在新的临时避难硐室中循环使用。

3 银宇煤矿紧急避险系统设计与建设

3.1 矿井概况

银宇煤矿隶属于山西华润煤业，位于太原古交市，现生产能力为60 万t/a，目前开采9 号煤层。本矿井现为生产矿井，已有井底车场和硐室功能完备，在进行9 号煤层开拓延伸开采时，需要在901采区设计新建永久避难硐室。

3.2 新建永久避难硐室

据统计，银宇煤矿当班井下最多作业人数为工人55 人、管理人员10 人总计65 人。现提供两种方案进行比较，选择最佳方案进行设计施工。

方案一：安设在井底车场，与主水平大巷贯通，总工程量55 m，采用锚注支护方式。

方案二：安设在901 采区皮带巷和901 采区轨道巷之间，采区避难硐室采用锚网喷支护，净断面积12.4 m2，长度50 m。

经过对工程量大小、施工复杂程度以及巷道顶底板围岩稳定性的对比，最终选择方案二进行永久避难硐室的建设。如图1 所示，新建避难硐室可容纳55 人（安全系数1.2），由过渡室、卫生间、生存室和储存室组成。该永久避难硐室布置在皮带巷与轨道巷之间的岩洞中，且位于各种避灾路线的必经之路。该区域并不在地质构造带附近，距离高温带、应力异常区以及透水危险区较远，围岩稳定性强，在服务期间不受采动影响。

图1 银宇煤矿901 新建避难硐室示意图

3.3 临时避难硐室与移动救生舱

在掘进工作面附近的801 采区轨道巷中布置一个临时避难硐室，临时避难硐室可容纳35 人。

移动救生舱：801 采区轨道巷一侧靠近回采工作面的位置设置2 个移动救生舱，设计避险人数为12 人，主要为从回采工作面逃出的作业人员提供避难场所。

3.4 施工要求

901 新建避难硐室采用双门外开结构：外侧门为防护密闭门，可以有效抵挡事故所产生的冲击波；内门同样采用密闭设置，可以防止有毒有害气体的侵入。在对硐室施工时，应特别注意以下环节：

（1）施工前，需要对避难硐室进行专门的施工组织设计，报主体负责人审批后方可施工；

（2）施工中，结合物探、矿压等观测资料，做好安全管理工作，强化过程控制，确保施工质量；

（3）施工完成后，需对避难硐室各种系统功能进行测试和联合试运行，并严格按设计要求组织验收。

3.5 紧急避险系统

除了避难硐室的建设，银宇煤矿的紧急避险系统还将对矿井通信系统、供水施救系统、紧急避险路线等工作进行重新制定与完善。在个人防护方面，为每名下井作业人员配备额定防护时间不低于45分钟的压缩氧自救器，全矿井按全部下井人员每人1 台配备，再增加配备总数的10%。全矿井共配备300 台加30 台备用，总计配备330 台，另外分别在永久避难硐室和临时避难硐室配备66 台和39 台。

4 结语

本文通过对煤矿井下紧急避险系统选址、建设原则的研究，并结合避难硐室的组成，对避难硐室的基本构造做了详细论述。银宇煤矿目前开采9 号煤层，在对901 采区开采时，选择在采区皮带巷和采区轨道巷之间新建一处永久避难硐室，并对施工、配套系统等方面提出了合理的建议，对其他类似矿井的紧急避难系统有一定的参考价值。