【正文】 質(zhì)泥巖， 底板為 黑色 泥巖， 3 號煤層現(xiàn)已 大部 采空 ； 15 號煤層位于太原組底部 底部 ， K2灰?guī)r為其直接 頂板， 上距 9 號煤層 約 36m。 煤塵、自燃傾向性、突出危險(xiǎn)性、地溫、地壓情況。 據(jù)該礦及鄰礦開采情況，井下未發(fā)現(xiàn)有地溫地壓異?，F(xiàn)象，本區(qū)屬地溫、地壓正常區(qū)。 井田內(nèi)主要含水層為：奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層；石炭系太山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 10 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層；下二疊統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層及第四系沖積含水層， 井田內(nèi)無大的地表水體和河流，地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水。因此地下水在垂直方向無水力聯(lián)系。煤層厚度 ，平均 ，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，含 02 層夾矸，夾矸厚度 ，煤層結(jié)構(gòu)簡單。 2） 礦井地質(zhì)報(bào)告提供的礦井 15 號煤層涌水量預(yù)測，采用該礦東南部約 15km 的掌石溝煤礦相關(guān)數(shù)據(jù)作為參照。要求礦方在今后建設(shè)生產(chǎn)中要及時(shí)封閉采空區(qū)及廢棄巷道，嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)條款規(guī)定管理，確保安全生產(chǎn)。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 12 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)概況 一、井筒及安全出口 根據(jù)礦井開拓布置， 游仙山 煤礦 現(xiàn) 布置 有 主斜井、副斜井和回風(fēng)立井井筒，各井筒用途如下： 主斜井 ： 主斜井井筒內(nèi)一側(cè)裝備帶寬 1000mm 的帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)井下原煤提升任務(wù)。同時(shí)作為礦井一個(gè)進(jìn)風(fēng)井筒和安全出口。 二、井底車場及主要硐室布置 副斜井井筒落底于＋ 810m 后布置井底材料平車場，車場內(nèi)布置有 600mm 軌距、 30kg/m 單軌，向采區(qū)軌道運(yùn)輸巷坡度為 2176。 三 、主要大巷 各采區(qū)分別布置一組大巷：分別作為采區(qū)膠帶巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)回風(fēng)大巷。 六、 井下主要作業(yè)區(qū)域及人員分布情況 煤礦井下作業(yè)方式：回采、掘進(jìn)、其他輔助隊(duì)組 15106 回采面采用 采用一次采全高長壁綜采的采煤方法 ，頂板采用全部垮落法管理；掘進(jìn)工作面采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工方法 ；建設(shè)隊(duì)采用絞車牽引礦車運(yùn)料。由地面監(jiān)控室、傳輸系統(tǒng)、井下定位分站及無線信息采集設(shè)備組成。5 的無縫鋼管。 壓風(fēng)線路：地面壓風(fēng)機(jī)房 → 副斜井 → 井底車場 → 采區(qū)軌道巷→15101 工作面運(yùn)輸及回風(fēng)順槽。由消防水池進(jìn)入主、副斜井的管道管徑為 DN100，中央大巷、采區(qū)大巷的管徑均為 DN80，工作面順槽的管徑為 DN50。在礦辦公樓、任務(wù)交待室、礦燈房、地面變電所、主斜井井口房、副斜井井口房、通風(fēng)機(jī)房、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、鍋爐房、井下水處理站、二級泵站、生活污水處理站、機(jī)修車間、坑木加工房等設(shè)置電話機(jī)。2179。 六、礦井供電系統(tǒng) 本礦兩回 10kV 電源，一回來自礦井東南方向浩莊 35kV 變電站，導(dǎo)線采用 LGJ300 型鋼芯鋁絞線，鋼筋混凝土單桿架設(shè)，供電距離。一回運(yùn)行，一回備用，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停電時(shí)，另一回路能擔(dān)負(fù)全礦井用電負(fù)荷，備用回路運(yùn)行方式為熱備用方式。 八 、井下避災(zāi)路線 井下一旦發(fā)生災(zāi)害事故，應(yīng)根據(jù)災(zāi)害的性質(zhì)，嚴(yán)格按規(guī)定的避災(zāi)路線安全撤離。 ，如地面風(fēng)機(jī)反風(fēng)選擇相應(yīng)避災(zāi)路線。 詳見 游仙山 礦避災(zāi)路線圖。 第一節(jié) 井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施總體要求 井下 緊急避險(xiǎn)設(shè)施是指在井下 發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，為無法及時(shí)撤離的遇險(xiǎn)人員提供生命保障的密閉空間。礦井安全 監(jiān)測 監(jiān)控 系統(tǒng)應(yīng)對緊急避險(xiǎn)設(shè)施的 環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測 。礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)延伸至井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施，緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置 直通礦調(diào)度室的電話 。 第二節(jié) 緊急避險(xiǎn)設(shè)施設(shè)置地點(diǎn)及類型 根據(jù) 煤礦 2020 年生產(chǎn)情況，井下工作人員的分布情況，結(jié)合該礦未來的采 掘 計(jì)劃，我院 初步確定 游仙山 煤礦 井下 應(yīng) 設(shè) 5 個(gè)避難所，即 1 個(gè)永久避難硐室 和 4 臺可移動(dòng)救生艙 ，用以組成該礦 二、三級 緊急 避險(xiǎn) 設(shè)施 。其中 一 臺 10 人救生艙 布置在 15106 進(jìn)風(fēng)順槽， 另 一 臺 救生艙 布置在 15106 回風(fēng)順槽， 距離采煤工作面煤壁1000m，工作面推進(jìn)距艙 100m 時(shí)，向外移 1000m。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 20 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 3） 15105 進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)順槽 掘進(jìn)工作面，最大班工作人數(shù) 各 為 9（每小班）人， 根據(jù)《暫行規(guī)定》， 擬分別 選用 一 臺 10 人移動(dòng)式分體救生艙。 可移動(dòng) 救生艙布置示 意圖 救生艙的安裝嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 21 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 避難硐室設(shè)置 該礦井下單班最大工作人員為 83 人，回采工作面附近最大班作業(yè)人數(shù)共 20 人，掘進(jìn)工作面 18 人，其余 45 人均是為回采面和掘進(jìn)面服務(wù)人員，多數(shù)集中在回采面和掘進(jìn)面，建議 在其附近 建設(shè)一個(gè)永久避難硐室為其服務(wù)。 第三節(jié) 緊急避險(xiǎn) 硐室規(guī)格及結(jié)構(gòu) 一 、永久避難硐室 規(guī)格確定 依據(jù)《暫行規(guī)定》要求 “ 避難所距工作地點(diǎn)的距離，以礦工在 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 22 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 災(zāi)害事故應(yīng)急避險(xiǎn) 條件 下，佩戴隨身攜帶的自救器能夠安全到達(dá)為確定原則，不超過 1000m”和“永久避難硐室 的 人員 備用系數(shù)不低于”，井下人員共 83 人，確定規(guī)格為： 83179。 詳見下圖。 ≈ ； 我院避難硐室過渡硐室采用整體過渡硐室進(jìn)行安裝， 具有安裝方便可靠、操作簡單、防護(hù)有效等特點(diǎn)，整體過渡硐室長 ，寬 ，高 ，計(jì)算其面積為： S 實(shí)過 =179。衛(wèi)生間一個(gè)，凈長 3m，凈寬 ，凈高 3m；該硐室為 矩形 。輔助硐室永久支護(hù)完成后，需抹一層 30mm 防水砂漿，以保證硐室內(nèi)無滲漏，輔助硐室鋪底厚度為 100mm。 100mm。防護(hù)密閉門抗沖擊壓力不低于 ， 有足夠的氣密性，密封可靠、開閉靈活；門墻周邊掏槽，深度不小于 200mm，墻體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度 等 級為 C30，門墻與巖（煤）體接實(shí)，保證足夠的氣密性。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 25 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 第 三 章 井下避難硐室生命保障系統(tǒng)的組成和主要技術(shù)參數(shù) 圖 31 避難硐室部分圖片 井下避難硐室 是一個(gè)密封式 避險(xiǎn) 避難室，可供災(zāi)變時(shí)期井下人員避險(xiǎn)用，是一種與外界隔離、提供維持生命的安全環(huán)境空間，意在為井下的礦工在逃生成為不可能的情況下避難，以便讓他們脫險(xiǎn)或等待救援。 第一節(jié) 避難硐室建設(shè)要求 避難硐室應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖層中，避開地質(zhì)構(gòu)造帶、高溫帶、應(yīng)力異常區(qū)以及透水危險(xiǎn)區(qū)。 避難硐室應(yīng)采用向外開啟的兩道門結(jié)構(gòu)。過渡室內(nèi)應(yīng)設(shè) 壓縮空氣幕和 壓氣噴淋裝置。永久避難硐室生存室的 凈高不低于 米， 每人應(yīng)有不低 于 米 2的有效使用面積 ，設(shè)計(jì) 額定避險(xiǎn)人 數(shù)不少于 20 人，宜不多于 100 人。通過鉆孔設(shè)置水管和電纜時(shí)，水管應(yīng)有減壓裝置；鉆孔地表出口應(yīng)有必要的保護(hù)裝置并儲(chǔ)備自帶動(dòng)力壓風(fēng)機(jī)，數(shù)量不少于 2 臺。 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 我院永久避難硐室 是由過渡硐室、生存硐室、輔助硐室、機(jī)電硐室、衛(wèi)生間、過濾降溫除濕集成裝置、供氧裝置、環(huán)境氣體監(jiān)測監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)、無線通訊裝置等部分組成。硐室安裝有過濾降溫除濕集成裝置。 四、機(jī)電硐室： 機(jī)電硐室內(nèi)配有為避難硐室提供動(dòng)力電源的磁力啟動(dòng)器和多路電源箱等動(dòng)力保障設(shè)備，以確保避難硐室內(nèi)的照明、環(huán)境監(jiān)測等設(shè)備正常運(yùn)行。供氧裝置必須滿足： 避險(xiǎn)人員在救生艙（避難硐室）生存艙內(nèi)能夠呼吸到純凈的氧氣，氧氣濃度在 %～ %； 氧氣供給量及氧氣濃度必須滿足人體呼吸生理特點(diǎn)； 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 29 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 氧氣供給時(shí)間必須滿足額定人數(shù)時(shí)不少于 96 小時(shí)的生存時(shí)間； 供氧裝置在井下特殊條件下不受環(huán)境影響，保證能夠及時(shí)、可靠供氧并不會(huì)存在不安全隱患。經(jīng)研究分析，避難 硐室 供氧方案采用壓風(fēng)系統(tǒng)供氧和壓縮氧氣供氧兩種方式。 美國礦山和健康管理局（ MSHA）認(rèn)為閉合空間類似于面罩式呼吸山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 30 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 器。據(jù)資料介紹，此時(shí)人的最大肺通氣量可達(dá) m3/min，靜坐時(shí)為 m3/min。此方案便于日常對裝置的壓力、供風(fēng)性能等指 標(biāo)進(jìn)行檢查、對裝置的組成部件進(jìn)行維護(hù)及保養(yǎng)。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 31 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 圖 331 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理圖 主要技術(shù)參數(shù) 人均供風(fēng)量≥ ； 緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)氧氣濃度 ～ %； 減壓器入口壓力≥ 、出口壓力 0～ MPa（可調(diào)節(jié)）、輸出流量不小于 20 m3/min； 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 32 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 浮子流量計(jì)量程 0～ 8 m3/min、分度值 。缺氧可致人失去知覺甚至死亡。 因此應(yīng)對壓縮氧氣進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 平靜坐姿時(shí)對氧氣的消耗量為： （潮氣量 生理無效腔）178。 21%=（ ～ ） L/min； 美國礦山和健康管理局（ MSHA）要求緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)氧氣消耗量山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 33 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 按人均 L/min 計(jì)算。 T=179。 80=8720 L 式中：△ P— 氣體可用壓力差，△ P=(132)MPa=(12819)大氣壓 =109 大氣壓 氧氣瓶數(shù)量為： Z=V/ V2=(支 ) 根據(jù)安監(jiān)總煤裝【 2020】 15 號文件要求，永久避難硐室的備用系數(shù)不低于 ，確定氣瓶數(shù)量為 40 個(gè) 。 N=179。浮子流量計(jì)的氧氣輸出量根據(jù)避險(xiǎn)人員數(shù)量進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，在靜坐狀態(tài)下每人的氧氣消耗量大約為 。 布置方式 100 人 永久避難硐室：在 輔助 硐室內(nèi)放置工作壓力為 13MPa、水容積為 80L 氧氣鋼瓶 40 支，氧氣鋼瓶經(jīng)高壓管路并聯(lián)與減壓器輸入口連接，減壓器及浮子流量計(jì)放置在過渡硐室墻壁上 ， 可方便避險(xiǎn)人員調(diào)節(jié)、觀察壓力及供氧流量數(shù)值。能快速清除生存 硐室 內(nèi)的有害、有毒氣體。 二 、工作原理 過濾降溫除濕系統(tǒng)配置及原理見圖 342 所示，該裝置是利用儲(chǔ)存在鋼瓶中的液態(tài) CO2作為動(dòng)力源和制冷介質(zhì)，通過管路輸送至裝置中。避難所圍巖溫度 按 28℃左右 考慮 ，在計(jì)算時(shí)可以不考慮圍巖溫度對避難所的影響。 關(guān)于空調(diào) 數(shù)量確定 ：每套空調(diào)每小時(shí)可以產(chǎn)生的制冷量為 12020（ BTU）， 96 小時(shí)總制冷量為 12020179。 關(guān)于 CO2吸收劑數(shù)量確定 按照每人每小時(shí)呼出 24L CO2計(jì)算， 100 人永久避難硐室： 100 人 96 小時(shí)共呼出 CO2數(shù)量為： 24179。 。 輔助 硐室內(nèi)的350 支 CO2鋼瓶由銅管并聯(lián)后與 4 臺過濾降溫除濕裝置相連。當(dāng)避難所門關(guān)閉時(shí)，避難所門聯(lián)動(dòng)開關(guān)即刻關(guān)閉，阻止空氣噴出。兩個(gè)避難 硐室 門聯(lián)動(dòng)開關(guān)經(jīng)并聯(lián) 后與放置在門口上側(cè)的噴氣氣幕相連。 當(dāng) KJYF1 礦用多路電源箱 正常工作（交流供電）時(shí) ， 一方面用于向避難所（艙）內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、逃生指示器、照明和通信設(shè)備等提供不間斷供電的本質(zhì)安全型電源 ； 另一方面與備用電池箱（以下簡稱備用電池箱）配合使用，向備用電池箱進(jìn)行浮充電。為了提高供電效率，我國 380V 供配電設(shè)備在大多數(shù)國有礦井已升級為660V 或 1140V，同時(shí)，由于目前我國礦井的 127V 電源主要供井下照明或煤電鉆使用，電壓波動(dòng)太不穩(wěn)定， 36V 主要是設(shè)備內(nèi)部控制線路使用，因 此選擇 1140V 和 660V 作為 UPS 電源裝置的輸入電壓使用。 在電路設(shè)計(jì)可靠性方面，首先保證蓄電池避免過充電而影響正常山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 43 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 供電容量下降；其次是合理安排負(fù)荷供電，確保供電時(shí)間不小于 96h。在避難所數(shù)據(jù)采集顯示設(shè)計(jì)方面，根據(jù)現(xiàn)場用戶的實(shí)際需求有如下方案： 利 用甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器監(jiān)測 避難硐室 內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，對 硐室 外山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 44 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽 研究院 參數(shù)采用專門設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集顯示裝置集中顯示 . 為了滿足采集數(shù)據(jù)上傳的需要，由于礦方現(xiàn)在使用 KJ90NB 監(jiān)控系統(tǒng)，在本次設(shè)計(jì)中，通過采用 KJ90NB 監(jiān)控系統(tǒng)分站及顯示屏 或我院設(shè)備 ，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示又可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。 1