【正文】 設(shè)置無線通訊方式，采用超低頻透地通信系統(tǒng)，以大地為傳播媒介，通過無線電波透過大地來實現(xiàn)地面與井下通信的一種方式。在正常狀態(tài)下，救生艙內(nèi)蓄電池組充電器與外部礦山電源連接，持續(xù)充電，既保持艙內(nèi)總電量的儲備，同時維持救生艙內(nèi)外部分監(jiān)測儀表和艙內(nèi)通訊設(shè)備工作，檢測艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，并通過艙內(nèi)通訊設(shè)備向井上傳輸。救生艙在救援過程中有以下兩種工作狀態(tài)： 一是：事故發(fā)生后，礦井壓風(fēng)、電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)未受損壞或僅局部故障，在救生艙內(nèi)避難的人員還能夠依靠礦用壓風(fēng)管路供應(yīng)氧氣，礦山電源仍然對艙內(nèi)蓄電池保持充電狀態(tài)。獨立支持狀態(tài)是救生艙實施救援任務(wù)的極限狀態(tài)，艙內(nèi)空氣環(huán)境、熱環(huán)境水平低于有外部動力供應(yīng)的情況，同時救援時間只能滿足額定的救援時間，達(dá)到全員維持生存 96 個小時。利用艙山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 29 內(nèi)設(shè)備維持生存，直至艙外環(huán)境正常。 ④ 進(jìn)入救生艙后，所有人員仍需佩戴隔絕式化學(xué)氧自救器。 ⑤ 在艙內(nèi)，避難人員所有活動必須符合救生艙相關(guān)使用說明書要求。常村煤礦是國內(nèi)首家建立“礦用應(yīng)急避難硐室”及其相關(guān)救援體系的煤礦單位。因此，避難硐室功能的確定應(yīng)該以礦井可能發(fā)生的事故為依據(jù)。 避難硐室通過多重支護(hù)設(shè)計保證了硐室的強(qiáng)度與密閉性能，內(nèi)部構(gòu)建有生存環(huán)境保障系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)控、通訊系統(tǒng)，生命保障系統(tǒng)，為避難人員等待救援提供了時間保障。 北45176。3900025 00 0N3避難所硐室 圖 1 N3永久避難硐室選址圖 ② 規(guī)模 永久避難硐室的容納規(guī)模 在 100~200 人之間。因此避難硐室尺寸設(shè)計為長 39m、寬 、高 ，避難硐室的下部留有底拱防止底拱力，整體尺寸如圖所示。緩沖區(qū)是為去除逃生人員進(jìn)入避難區(qū)時所帶入的有毒有害氣體而設(shè)立的；避難區(qū)是逃生人員進(jìn)入避難硐室后的主要活動空間；救護(hù)區(qū)是為幫助在逃生過程中受傷人員進(jìn)行緊急救助的區(qū)域，此區(qū)域備有常用的救護(hù)器材和藥品；衛(wèi)生區(qū)的設(shè)立是為了滿足逃生人員在避難硐室內(nèi)部生存的需求。門體的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用繞流和分流技術(shù)。 ③ 空氣循環(huán)系統(tǒng) 永久避 難硐室內(nèi)部的空氣循環(huán)是通過與地面貫通的鉆孔實現(xiàn)的。 ④ 空氣幕系統(tǒng) 空氣幕系統(tǒng)安裝在兩端防爆密閉門處，目的是阻隔逃生人員進(jìn)入避難硐室時有毒有害氣體的進(jìn)入。 山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 34 2）臨時避難硐室 臨時避難硐室采用引入礦井下的壓風(fēng)管路實現(xiàn)空氣的供給和置換。 （ 2）臨時避難硐室結(jié)構(gòu)設(shè)計 臨時避難硐室的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括避難硐室的選址、規(guī)模、整體尺寸、支護(hù)、內(nèi)部布置等方面的內(nèi)容。目前， N37山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 35 掘進(jìn)工作面或 N38綜采工作面作業(yè)人員數(shù)在同一時段最多可達(dá) 30 人，因此該處臨時避難硐室的規(guī)模設(shè)置為 40 人。 ⑤ 內(nèi)部布置 臨時避難硐室主要分為緩沖區(qū)、避難區(qū)和衛(wèi)生區(qū)。 ② 防爆密閉墻 防爆密閉墻能夠抵御瞬時 1000℃高溫和 的爆炸沖擊波。 救生艙和避難硐室布置 救生艙和避難硐室的部署位置主要考慮如下因素：避難空間及其保護(hù)的人員可能面臨的事故；礦工工作地點與避難空間的距離；避難空間外部服務(wù)設(shè)施（壓風(fēng)管路等）與避難空間的連接；礦井發(fā)生事故時避難空間鄰近區(qū)域的狀況。 救生艙避災(zāi)人員逃生的最大距離要基于人員在合理的狀態(tài)下采用合理的裝備以合適的行走方式在自救器持續(xù)時間限度內(nèi)行走的距離。 2）避難硐室布置原則 避難硐室在各類巷道有不同的分布特點。 在采區(qū)平巷、距采掘工作地點較近的硐室或兩道風(fēng)門之間的巷道中一般設(shè)置臨時性的避難硐室。在主巷道或上 (下 )山巷道的永久避難硐室采用永 久性的鉆孔來提供呼吸用的空氣和通訊服務(wù)。要選擇在足夠強(qiáng)度的煤層或者巖層中，并且要有足夠的非可燃物保護(hù)厚度。當(dāng)避 難硐室采取貫通方式時，首先考慮圍巖穩(wěn)定性，其次考慮成本和實際需求的匹配。如果設(shè)置在這里，挖掘成本和后期支護(hù)維修成本會很高，同時長距離 大斷面通風(fēng)不暢通。避難硐室不建在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的聯(lián)絡(luò)巷中，以此來減少進(jìn)回風(fēng)空氣壓力不山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 39 同而造成的氣流紊亂。 掘進(jìn)工作面救生艙布置：依據(jù)常村煤礦選用的 ZH30型隔絕式自救器和南非等國家的一些經(jīng)驗，所選擇的避災(zāi)路線的長度為 600~1000m（瓦排巷適當(dāng)加長距離），救生艙放置在人行幫專 門掘進(jìn)的置艙硐室內(nèi)。 按以上的布置方法，全礦井共布置救生艙 62 個，永久避難硐室 2個，臨時避難硐室 5 個。為了適應(yīng)礦井復(fù)雜環(huán)境，降低裝卸、運輸難度，救生艙主體設(shè)計為若干艙體單元組裝而成。艙體主體安裝完畢后，將艙體置于由型鋼制造的車架上并用螺栓緊固，最后將救生艙置于與滾輪輪距相適應(yīng)的軌道上。井下運輸系統(tǒng)為：大巷架線式和蓄電池式兩種電機(jī)車運輸，采區(qū)巷道運輸采用卡軌車運輸（大平板車尺寸：長 5m、寬 ），采區(qū)順槽采用單軌吊運輸。地面裝車采用支架平板車裝車（高度 ），井下大巷運輸采用蓄電池電機(jī)車運輸，運輸救生艙時，為確保安全 N520 大巷架空線停電。但我礦目前罐籠運輸條件無法滿足救生艙運輸，需對其進(jìn)行解體后，方可進(jìn)行運輸。 3）救生艙的安裝 掘出專用的置艙硐室，將救生艙放置在置艙硐室內(nèi)，根據(jù)救生艙的使用方式、設(shè)計的外形尺寸及其移動方式，有以下幾個特點： a．不需要為其安裝專用的移動軌道，不會影響工作面正常運輸； b．能防止被爆炸波正面沖擊； c．可以將其固定，防止爆炸沖擊； d．便于人員進(jìn)出； e．不能緊跟工作面，避災(zāi)距離加長； f．需要頻繁的拆卸和組裝。 安裝工作中應(yīng)注意以下方面的事項： ① 救生艙的主體是由若干艙體單元組成，一般情況下應(yīng)在制造廠安裝完畢整體出廠，若受運輸限制可進(jìn)行局部解體。 ④ 在井下安裝時，請按下列 順序?qū)⒏鞑考\往安裝地，順序如下：艙架、艙門組件、端面法蘭（前）、艙體單元、端面法蘭（后）、設(shè)備艙、空調(diào)機(jī)組、專用電源箱。 拖至安裝位置后，根據(jù)地測科所放的中腰線和預(yù)支架的預(yù)留孔位置，頂部打設(shè)兩根懸吊錨桿，使用 5 噸倒鏈把門拽起至安裝位置（根據(jù)平剖面圖確定）。 ⑥ 運輸、拆卸、安裝前根據(jù)實際情況制定專項措施。但井下必須具備相應(yīng)的安裝空間、起重設(shè)備、照明條件及清潔干燥的安裝環(huán)境。 置艙硐室設(shè)計如下圖所示： 掘進(jìn)施工置艙硐室長寬高（ ），已掘的綜采工作面順槽采用炮掘，在掘的順槽采用機(jī)掘，為滿足救生艙的運輸需要提前 7m 抹角，硐室采用全錨支護(hù)，硐室口及硐室前后 10m 打設(shè)鎖口錨索進(jìn)行加固，施工前編制專項安全技術(shù)措施。待該設(shè)備安裝調(diào)試完畢后，拆除地軌道彎道。采區(qū)順槽運輸采用單軌吊，根據(jù) N3采區(qū)各順槽實際，在運輸前需對軌道高度不足地段進(jìn)行軌道調(diào)整或拉底處理，從而滿足救生艙運輸要求。 N38 綜采面軌順高度為 ，單軌吊軌道中心距巷道側(cè)幫距離為。地面運輸系統(tǒng)采用蓄電池式電機(jī)車進(jìn)行運輸，運輸高度和寬度不受外界因素影響，可以滿足礦井大型設(shè)備運輸。 如果由于具體礦井巷道方面的原因不能整體出廠或整體下井時，或者在井下狹小巷道內(nèi)需要改變救生艙架設(shè)位置，也可將救生艙拆解成艙體單元后在井下運輸、重新組裝。 山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 40 救生艙和避難硐室的安裝 1）救生艙和避難硐室安裝環(huán)境 救生艙和避難硐室在礦井下的安裝應(yīng)選擇合理的位置，一般來講，安裝環(huán)境選擇主要考慮以下方面： ① 煤巖性質(zhì)：包括名稱、煤巖堅固系數(shù)、煤巖容重、內(nèi)摩擦角、煤巖側(cè)向壓縮系數(shù)、煤巖基底壓縮系數(shù)、巖層與襯砌間摩擦系數(shù)、巖石層理、節(jié)理、裂隙、破碎、煤巖風(fēng)化情況、煤巖遇水后情況等； ② 煤巖賦存與埋藏情況：巖層埋藏深度、風(fēng)化層厚度、巖層走向、傾角、層厚、巖層所在位置向斜、背斜、斷層破碎帶情況； ③ 水文地質(zhì)情況：水量、水的來源、季節(jié)變化、靜水壓、涌水 量、滲水量； ④ 氣象地震資料：地震等級、雨季降水量、最低和最高平均溫度、冰凍線； ⑤ 救生艙和避難硐室設(shè)計服務(wù)年限：跟采區(qū)服務(wù)年限有關(guān)。 2個救生艙完全可以滿足掘進(jìn)工作面 14人救生的要求，符合“一人一位”的原則。 井下的工作區(qū)域分為掘進(jìn)、綜采、安裝回撤和零散作業(yè)區(qū)域，各個區(qū)域作業(yè)人員包括工作面、巷道口和巡回檢修人員等。同時回風(fēng)巷道用于瓦斯的排放，因此避難硐室的一個出口設(shè)置在此，一旦發(fā)生氣密性不嚴(yán)的情況，有毒有害氣體會涌入避難硐室。因此，基于此考慮避難硐室設(shè)置在軌道上山和皮帶上山可以滿足需求。 N3 采區(qū)避難硐室選址在軌道上山和皮帶上山之間。避難硐室還應(yīng)該遠(yuǎn)離各種地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，例如 :斷層、巖層斷裂破碎帶、巖脈，不受地震活動或者其他擾動的影響。為了節(jié)省資金，這種類型的避災(zāi)硐室最好充分利用圍巖無裂隙、頂板完整、支護(hù)有力的硐室、存料場、車場、廢棄的水泵房和風(fēng)橋等。避難硐室依存于礦井的各種巷道中，且應(yīng)設(shè)在采區(qū)避災(zāi)路線上。 救生艙的數(shù)量取決于所部署區(qū)域內(nèi)的作業(yè)人數(shù)。 1）救生艙布置原則 根據(jù)國外的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，礦工距離避災(zāi)硐室的最大距離不能超過1000 m，這個距離是自救器正常使用時間的 50%時間段內(nèi)人員正常行走的經(jīng)驗數(shù)值。 山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 36 ③ 空氣循環(huán)系統(tǒng) 臨時避難硐室內(nèi)部供氧方式分為兩種：壓風(fēng)供氧方式，高壓氧氣瓶供氧方式。 （ 3）臨時避難硐室系統(tǒng)設(shè)計 永久避難硐室的系統(tǒng)組成包括防爆密閉門、防爆密閉墻、空氣循環(huán)系統(tǒng)、空氣幕系統(tǒng)及其附屬系統(tǒng)。 ④ 支護(hù) 臨時硐室的支護(hù)采用錨桿 錨索 噴射混凝土相結(jié)合的支護(hù)方式。目前 N3 采區(qū)有多個工作面， N3 采區(qū)的臨時避難硐室設(shè)置于 N37和 N38兩個工作面之間，主要用于服務(wù)這兩個工作面間的瓦斯監(jiān)測人員、充電硐室人員、維修人員等零散作業(yè)人員以及在事故發(fā)生時能夠從工作面就近逃生至臨時避難硐室的作業(yè)人員。 （ 1）臨時避難硐室功能設(shè)計 臨時避難硐室的防護(hù)功能與永久避難硐室相似，主要是針對瓦斯突出或瓦斯涌出、煤塵火災(zāi)、爆炸等事故。 ⑤ 附屬系統(tǒng) 附屬系統(tǒng)包括通訊系統(tǒng) 、電力系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。在避難硐室內(nèi)部布置成彌撒式和防護(hù)罩式相結(jié)合的布?xì)庀到y(tǒng)，最后通過回風(fēng)管路實現(xiàn)避難硐室內(nèi)的空氣循環(huán)。通過采用 C40 強(qiáng)度的混凝土并配筋來實現(xiàn)要求。 ① 防爆密閉門 山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 33 防爆密閉門的設(shè)計遵循靈活、快捷、手動、密閉性良好等原則。前期施工采用金屬前探梁作為臨時支護(hù)， 并在每根前探梁前端增加一套折疊梁；一次支護(hù)采用讓壓錨桿錨索 +雙鋼筋托梁 +金屬網(wǎng)片 +噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)；二次支護(hù)采用單層鋼筋混凝土；三次支護(hù)采用鋼筋混凝土壁后充填，起到密閉和緩沖的作用。 ③ 整體尺寸 避難硐室設(shè)置在 N3軌道上山與皮帶上山之間。90176。參考國外固定式避難硐室的設(shè)計并結(jié)合常村煤礦現(xiàn)有的開采情況，本固定式避難硐室對結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下設(shè)計： 山西 潞安 環(huán)能股份有限公司常村煤礦 安全改造項目可行性研究報告說明書 31 ① 選址 目前永久避難硐室的位置確定在正在回采的 N3采區(qū)距離 N翼輔助進(jìn)風(fēng)巷 50m 處的軌道上山與皮帶上山之間。因此礦井固定式應(yīng)急避難所具備堅固、防火、防爆、密閉、獨立供氧等功能。 1）永久應(yīng)急避難硐室 永久應(yīng)急避難硐室的設(shè)計總體分為：功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計。其余大部分時間保持靜坐的低強(qiáng)度活動水平，按規(guī)定攝入食物和飲 用水，減少身體消耗，降低水分及熱量散失。若壓縮空氣管路出現(xiàn)故障無法供氣或供氣量不足，應(yīng)立即開啟艙內(nèi)壓縮氧氣供應(yīng)系統(tǒng)。 ② 井下人 員經(jīng)過對所掌握信息的判斷，確認(rèn)自己無法升井時，應(yīng)及時按照應(yīng)急演練時設(shè)定的路線、救生艙配套的路徑指示標(biāo)志等，向所在區(qū)域內(nèi)最近的救生艙逃生（逃生過程中必須佩戴隔絕式化學(xué)氧自救器）。 一旦礦井發(fā)生事故，無法及時升井或撤離到其它安全區(qū)域的井下工作人員，需要進(jìn)入鄰近的救生艙避難，等待救援。因此，在外部環(huán)境良好時，艙內(nèi)人員的生命維持時間 、生存舒適度能得到大幅度提升。因此，在正常狀態(tài)下應(yīng)注意救生艙體及其相關(guān)設(shè)備的維護(hù)工作，保證所以設(shè)備都處于良好狀態(tài)，能隨時滿足使用要求，使得礦井突然發(fā)生意外時，救生艙能夠立刻投入使用，提供安全可靠的 避難空間。艙內(nèi)附屬包括食物、水、便攜式氣體檢測儀、廢物收集桶、急救箱、工具箱、使用說明書、自救操作指南、娛樂消遣類閱讀材料；艙外包括救生艙附近區(qū)域的熒光反射指示標(biāo)志、帶方向指示的導(dǎo)向繩、滅火器、狀態(tài)指示燈等。 （ 7）通訊系統(tǒng) 救生艙內(nèi)的通訊系統(tǒng)采用有線通訊和無線通訊兩種方式。正常情況下， 救生艙的外部煤礦專用防爆制冷機(jī)組可依靠礦井電力維持運行，完成艙內(nèi)冷量儲備后，以較低的電量消耗維持艙內(nèi)蓄冷設(shè)備；一旦發(fā)生事故造成礦井電力供應(yīng)中斷或外部機(jī)組受損停止運行，則救生艙內(nèi)可以靠蓄能設(shè)備釋放儲存能量來平衡人體散熱、設(shè)備放熱甚至外部傳熱，完全不存在災(zāi)變時期需要電力維持或向外傳熱的問題，是目前礦井外部惡劣環(huán)境下救生艙內(nèi)溫濕度控制的最可靠手段。救生艙設(shè)計有與礦用壓風(fēng)管路兼容的管路、接頭，在煤礦壓風(fēng)輸送正常時，采用壓縮空氣直接為艙內(nèi)送風(fēng)，此狀