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摘要：文章通过对资料调研分析和现场情况调查，按照安全预评价导则的要求，分析了西北某矿井井下安全避险系统中存在的主要危险、有害因素，定性或定量地评价了开采过程中可能出现事故的危险性，并提出相应的安全技术、管理对策措施和建议。
关键词：安全避险系统；预评价；设计
中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0053-02
安全预评价是在建设项目建设前，采用安全系统工程方法（预先危险性分析、事故树等分析法），对矿井建设工程潜在危险因素进行定性定量分析，预见其发生的可能性及危害程度，为矿井的建设管理实现系统化、标准化和科学化提供依据，最终目的是确定采取哪些优化的技术管理措施，使各子系统及建设项目达到安全标准的要求。
1西北某矿井安全避险“六大”系统的安全设施设计
1.1紧急避险设施
依据《可研报告》在副井+16 m水平井底车场设计有紧急避难硐室，避难硐室总长度50 m，该避难硐室采用混凝土砌碹支护。墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，净宽5.4 m，净断面16.86 m2，内设密闭及有害气体隔绝系统、供氧系统、供电系统、监测监控及人员定位系统、环境控制系统、通讯系统、生活系统和医疗救护系统。
本井田开采为大巷条带式，大巷作为采区准备巷道，采区准备巷道自第一个掘进工作面起1 000 m范围内设置1个临时避难硐室，2个顺槽掘进工作面各设置1个临时避难硐室。临时避难硐室设在辅助运输巷，临时避难硐室位置随着掘进工作面的推进向前移动。自工作面切眼位置开始，在上、下顺槽每隔900 m各设置1个临时避难硐室，一个工作面设置2个。
《可研报告》中并未对避难硐室的救援物资配备的情况进行叙述，建议在初步设计时完善。
1.2供水施救系统
系统组成：由2座600 m3的井下消防水池、地面供水管网、井下消防、洒水供水管网、三通、阀门、过滤装置及监测供水管网系统等组成。设备布置：所有采区避灾路线上敷设供水管路，管路安装高度2.1~2.3 m。在每个综（回）采工作面上下口40 m各设一个供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；运输顺槽每隔50 m设一三通及闸阀，采煤工作面回风顺槽每隔100 m设一三通及闸阀，顺槽每隔200 m设一个供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水。以上供水设置装置随着工作面的回采不断向后移设。
在距离掘进工作面（掌子面）40 m处设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；每隔100 m设一三通及闸阀；每隔200 m设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；回风巷道每隔100 m设一三通及闸阀；运输巷道每隔40 m设一三通及闸阀。候车室设一个供水点，各分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；机电硐室、消防材料库、水泵房等有工作岗位的地方设三通及闸阀。
避难硐室内设置供水阀，且接入避难硐室前的20 m供水管路采用高压软管；接入避难硐室供水管径为DN50。避难硐室供水水量约为0.18 L/s，满足120人的饮用水水量，满足20人的饮用水水量。在避难硐室内应长期放置一定数量的桶装纯净水，以满足当灾害发生时生活饮用水的供应。为保证水质，桶装纯净水应定期更换。
采区的每一压风自救装置处和供压气阀门附近均安装供水支管和阀门，支管管径为DN25。压风自救装置处供水水量约为0.18 L/s，满足5~8人的饮用水水量。
1.3压风自救系统
压风自救系统安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内压缩空气管道上，安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。压风自救系统下面不得有水沟无盖板或盖板不齐全的现象。
压风自救装置设置位置：回采工作面轨道及运输顺槽距工作面40 m处设一组压风自救装置，然后每200 m设置供气阀门；掘进工作面距掘进头100 m处设一套压风自救装置，然后每200 m设置供气阀门；在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加压风自救装置的设置组数（200 m设1组）。每组压风自救装置应可供5~8人使用；所有矿井采区避灾路线上均设置压风自救系统供气阀门，间隔≤200 m。
压风自救系统安装要求：压风自救系统安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内压缩空气管道上时，安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。管路敷设应牢固平直，采取保护措施，防止灾变破坏。压风管路每隔3 m吊挂固定一次；在主送气管路中要装集水放水器。在供气管路进入与自救系统连接处，要加装开关，后边紧接着安装汽水分离器；压风自救系统阀门应安装齐全。进入采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门；压风管路接入避难硐室和临时避难硐室时应设置供气阀门；接入临时避难硐室及避难硐室的压风支管与干管连接的下方设逆止阀以防止在干管遭到破坏时避免风流短路而致使临时避难硐室及避难硐室无风，在临时避难硐室及避难硐室的前20 m的矿井压风管路采取地埋防护措施，地埋深度400 mm，使其具有抗冲击破坏能力，管路在临时避难硐室与避难硐室的过渡室（舱）内接入。
1.4安全监控系统
选用一套KJ95N型煤矿综合监控系统，对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检测和闭锁控制，并在地面中心站计算机上进行集中显示、报警、记录和自动报表等，并进行危险分析与预测。
紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、动力供应、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的条件下额定防护时间不低于96 h。
监测监控系统能对井底避难硐室及综合工作面的临时避难硐室内外的甲烷和一氧化碳、氧气浓度及温度等环境参数进行监测，保证实现24 h连续监测。
1.5人员定位系统
设置1套KJ69J型井下人员定位系统，配置应用软件，实现对井下人员的位置、出/入井时刻、出/入重点区域和限制区域时刻、工作时间、活动路线、井下和重点区域人员数量等情况的监测、显示、打印、存储、查询、报警、管理等功能，并能实现井下人员的紧急求助和井上主动通知井下人员紧急撤离。
1.6通信系统
二号井设置一套调度交换机，生产调度与电力调度采用交换机合一的方式，选用KTJ4H型数字程控交换机，容量为256门，调度中心设在二号井联合建筑内。各采掘工作面的临时避难硐室、井底永久避难硐室内设直通电话。
2井下安全避险系统可靠性分析
依据《可研报告》在副井+16 m水平井底车场设计有紧急避难硐室，避难硐室总长度50 m，该避难硐室采用混凝土砌碹支护。墙体用强度≤C30的混凝土浇筑，净宽5.4 m，净断面16.86 m2，内设密闭及有害气体隔绝系统、供氧系统、供电系统、监测监控及人员定位系统、环境控制系统、通讯系统、生活系统和医疗救护系统。
采区准备巷道自第一个掘进工作面起1 000 m范围内设置1个临时避难硐室；2个顺槽掘进工作面各设置1个临时避难硐室。临时避难硐室设在辅助运输巷，临时避难硐室位置随着掘进工作面的推进向前移动。
自工作面切眼位置开始，在上、下顺槽每隔900 m各设置1个临时避难硐室；一个工作面设置2个。永久避难硐室与临时避难硐室的设施基本满足要求。
供水施救系统由2座600 m2的井下消防水池、地面供水管网、井下消防、洒水供水管网、三通、阀门、过滤装置及监测供水管网系统等组成。具有防尘供水、供水水源优化调度、在灾变期间应急供水功能、管网异常报警及有水源、主干水管管网压力、流量监测功能。所有采区避灾路线上敷设供水管路，管路安装高度2.1~2.3 m，候车室、机电硐室、消防材料库、水泵房等有工作岗位的地方设三通及闸阀；接入避难硐室前的20 m供水管路采用高压软管，在避难硐室内应长期放置一定数量的桶装纯净水，以满足当灾害发生时生活饮用水的供应。为保证水质，桶装纯净水应定期更换。在采区的每一压风自救装置处和供压气阀门附近均安装供水支管和阀门，满足5~8人的饮用水水量。
压风自救系统由接自地面空气压缩机房的井下压缩空气管道、减压装置、过滤装置、闸门、急救袋等组成，急救袋安设在压缩空气管道上，经减压装置后可供人呼吸。压风自救系统安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。采掘工作面定距离设置压风自救装置。管路敷设要牢固平直，进入避难硐室和临时避难硐室前20 m的管路应采取保护措施。在主送气管路中要装集水放水器、汽水分离器，进入采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门；采区避灾路线上均应敷设压风管路，供气阀门间隔≤200 m。接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀。
设计设置1套KJ95N型煤矿综合监控系统，在每个避难硐室设监测分站，环境监测系统分为内部和外部环境监测系统，内部环境监测系统包括O2、CO、CO2、CH4、温度检测仪、湿度检测仪。外部环境监测系统包括O2、CO、CO2、瓦斯、温度检测仪。
井下避难硐室内通过KTJ4H型数字程控交换机，各采掘工作面的临时避难硐室、井底永久避难硐室内设直通电话。
3井下安全避险系统综合评价
设计方案确定的紧急避险系统设置方案合理，紧急避险系统内的供电、监控、通信、供水等系统设置基本完善，其它部分系统设置不完善；其它安全监控、人员定位、通信、压风、供水等系统设计方案可行。建议矿方在下阶段设计中补充说明供水施救系统的水质能否达到直接饮用标准或水质净化方案；核实统一井下避险硐室的选设方式、布置位置；核实调整最大班下井人员数量，并依照设计和相关要求规范施工和使用，确保“六大系统”配套设备设施安全可靠，关键时刻能够发挥应有的作用。
参考文献：
[1] 煤矿安全网.松树沟煤矿井下安全避险“六大系统”预验收报告[EB/
OL].http://www.mkaq.org/html,2012-06-09.
关键词：安全避险系统；预评价；设计
中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0053-02
安全预评价是在建设项目建设前，采用安全系统工程方法（预先危险性分析、事故树等分析法），对矿井建设工程潜在危险因素进行定性定量分析，预见其发生的可能性及危害程度，为矿井的建设管理实现系统化、标准化和科学化提供依据，最终目的是确定采取哪些优化的技术管理措施，使各子系统及建设项目达到安全标准的要求。
1西北某矿井安全避险“六大”系统的安全设施设计
1.1紧急避险设施
依据《可研报告》在副井+16 m水平井底车场设计有紧急避难硐室，避难硐室总长度50 m，该避难硐室采用混凝土砌碹支护。墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，净宽5.4 m，净断面16.86 m2，内设密闭及有害气体隔绝系统、供氧系统、供电系统、监测监控及人员定位系统、环境控制系统、通讯系统、生活系统和医疗救护系统。
本井田开采为大巷条带式，大巷作为采区准备巷道，采区准备巷道自第一个掘进工作面起1 000 m范围内设置1个临时避难硐室，2个顺槽掘进工作面各设置1个临时避难硐室。临时避难硐室设在辅助运输巷，临时避难硐室位置随着掘进工作面的推进向前移动。自工作面切眼位置开始，在上、下顺槽每隔900 m各设置1个临时避难硐室，一个工作面设置2个。
《可研报告》中并未对避难硐室的救援物资配备的情况进行叙述，建议在初步设计时完善。
1.2供水施救系统
系统组成：由2座600 m3的井下消防水池、地面供水管网、井下消防、洒水供水管网、三通、阀门、过滤装置及监测供水管网系统等组成。设备布置：所有采区避灾路线上敷设供水管路，管路安装高度2.1~2.3 m。在每个综（回）采工作面上下口40 m各设一个供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；运输顺槽每隔50 m设一三通及闸阀，采煤工作面回风顺槽每隔100 m设一三通及闸阀，顺槽每隔200 m设一个供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水。以上供水设置装置随着工作面的回采不断向后移设。
在距离掘进工作面（掌子面）40 m处设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；每隔100 m设一三通及闸阀；每隔200 m设一供水点，每处分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；回风巷道每隔100 m设一三通及闸阀；运输巷道每隔40 m设一三通及闸阀。候车室设一个供水点，各分出五个分支接φ10闸阀供施救用水；机电硐室、消防材料库、水泵房等有工作岗位的地方设三通及闸阀。
避难硐室内设置供水阀，且接入避难硐室前的20 m供水管路采用高压软管；接入避难硐室供水管径为DN50。避难硐室供水水量约为0.18 L/s，满足120人的饮用水水量，满足20人的饮用水水量。在避难硐室内应长期放置一定数量的桶装纯净水，以满足当灾害发生时生活饮用水的供应。为保证水质，桶装纯净水应定期更换。
采区的每一压风自救装置处和供压气阀门附近均安装供水支管和阀门，支管管径为DN25。压风自救装置处供水水量约为0.18 L/s，满足5~8人的饮用水水量。
1.3压风自救系统
压风自救系统安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内压缩空气管道上，安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。压风自救系统下面不得有水沟无盖板或盖板不齐全的现象。
压风自救装置设置位置：回采工作面轨道及运输顺槽距工作面40 m处设一组压风自救装置，然后每200 m设置供气阀门；掘进工作面距掘进头100 m处设一套压风自救装置，然后每200 m设置供气阀门；在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加压风自救装置的设置组数（200 m设1组）。每组压风自救装置应可供5~8人使用；所有矿井采区避灾路线上均设置压风自救系统供气阀门，间隔≤200 m。
压风自救系统安装要求：压风自救系统安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内压缩空气管道上时，安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。管路敷设应牢固平直，采取保护措施，防止灾变破坏。压风管路每隔3 m吊挂固定一次；在主送气管路中要装集水放水器。在供气管路进入与自救系统连接处，要加装开关，后边紧接着安装汽水分离器；压风自救系统阀门应安装齐全。进入采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门；压风管路接入避难硐室和临时避难硐室时应设置供气阀门；接入临时避难硐室及避难硐室的压风支管与干管连接的下方设逆止阀以防止在干管遭到破坏时避免风流短路而致使临时避难硐室及避难硐室无风，在临时避难硐室及避难硐室的前20 m的矿井压风管路采取地埋防护措施，地埋深度400 mm，使其具有抗冲击破坏能力，管路在临时避难硐室与避难硐室的过渡室（舱）内接入。
1.4安全监控系统
选用一套KJ95N型煤矿综合监控系统，对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检测和闭锁控制，并在地面中心站计算机上进行集中显示、报警、记录和自动报表等，并进行危险分析与预测。
紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、动力供应、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的条件下额定防护时间不低于96 h。
监测监控系统能对井底避难硐室及综合工作面的临时避难硐室内外的甲烷和一氧化碳、氧气浓度及温度等环境参数进行监测，保证实现24 h连续监测。
1.5人员定位系统
设置1套KJ69J型井下人员定位系统，配置应用软件，实现对井下人员的位置、出/入井时刻、出/入重点区域和限制区域时刻、工作时间、活动路线、井下和重点区域人员数量等情况的监测、显示、打印、存储、查询、报警、管理等功能，并能实现井下人员的紧急求助和井上主动通知井下人员紧急撤离。
1.6通信系统
二号井设置一套调度交换机，生产调度与电力调度采用交换机合一的方式，选用KTJ4H型数字程控交换机，容量为256门，调度中心设在二号井联合建筑内。各采掘工作面的临时避难硐室、井底永久避难硐室内设直通电话。
2井下安全避险系统可靠性分析
依据《可研报告》在副井+16 m水平井底车场设计有紧急避难硐室，避难硐室总长度50 m，该避难硐室采用混凝土砌碹支护。墙体用强度≤C30的混凝土浇筑，净宽5.4 m，净断面16.86 m2，内设密闭及有害气体隔绝系统、供氧系统、供电系统、监测监控及人员定位系统、环境控制系统、通讯系统、生活系统和医疗救护系统。
采区准备巷道自第一个掘进工作面起1 000 m范围内设置1个临时避难硐室；2个顺槽掘进工作面各设置1个临时避难硐室。临时避难硐室设在辅助运输巷，临时避难硐室位置随着掘进工作面的推进向前移动。
自工作面切眼位置开始，在上、下顺槽每隔900 m各设置1个临时避难硐室；一个工作面设置2个。永久避难硐室与临时避难硐室的设施基本满足要求。
供水施救系统由2座600 m2的井下消防水池、地面供水管网、井下消防、洒水供水管网、三通、阀门、过滤装置及监测供水管网系统等组成。具有防尘供水、供水水源优化调度、在灾变期间应急供水功能、管网异常报警及有水源、主干水管管网压力、流量监测功能。所有采区避灾路线上敷设供水管路，管路安装高度2.1~2.3 m，候车室、机电硐室、消防材料库、水泵房等有工作岗位的地方设三通及闸阀；接入避难硐室前的20 m供水管路采用高压软管，在避难硐室内应长期放置一定数量的桶装纯净水，以满足当灾害发生时生活饮用水的供应。为保证水质，桶装纯净水应定期更换。在采区的每一压风自救装置处和供压气阀门附近均安装供水支管和阀门，满足5~8人的饮用水水量。
压风自救系统由接自地面空气压缩机房的井下压缩空气管道、减压装置、过滤装置、闸门、急救袋等组成，急救袋安设在压缩空气管道上，经减压装置后可供人呼吸。压风自救系统安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆的人行道侧，人行道宽度应保持在0.8 m以上，管路安装高度应距底板0.5 m，便于现场人员自救应用。采掘工作面定距离设置压风自救装置。管路敷设要牢固平直，进入避难硐室和临时避难硐室前20 m的管路应采取保护措施。在主送气管路中要装集水放水器、汽水分离器，进入采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门；采区避灾路线上均应敷设压风管路，供气阀门间隔≤200 m。接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀。
设计设置1套KJ95N型煤矿综合监控系统，在每个避难硐室设监测分站，环境监测系统分为内部和外部环境监测系统，内部环境监测系统包括O2、CO、CO2、CH4、温度检测仪、湿度检测仪。外部环境监测系统包括O2、CO、CO2、瓦斯、温度检测仪。
井下避难硐室内通过KTJ4H型数字程控交换机，各采掘工作面的临时避难硐室、井底永久避难硐室内设直通电话。
3井下安全避险系统综合评价
设计方案确定的紧急避险系统设置方案合理，紧急避险系统内的供电、监控、通信、供水等系统设置基本完善，其它部分系统设置不完善；其它安全监控、人员定位、通信、压风、供水等系统设计方案可行。建议矿方在下阶段设计中补充说明供水施救系统的水质能否达到直接饮用标准或水质净化方案；核实统一井下避险硐室的选设方式、布置位置；核实调整最大班下井人员数量，并依照设计和相关要求规范施工和使用，确保“六大系统”配套设备设施安全可靠，关键时刻能够发挥应有的作用。
参考文献：
[1] 煤矿安全网.松树沟煤矿井下安全避险“六大系统”预验收报告[EB/
OL].http://www.mkaq.org/html,2012-06-09.