煤 矿 避 难 硐 室 建 设 方 案
山东星源矿山设备集团有限公司
山东星源矿山设备集团有限公司位于风景秀丽的微山湖畔——山东•鱼台，著名的京杭运河依城而过，北临举世闻名的文化发源地孔子故里！
星源集团的科研人员在吸收国内外救生舱、避难硐室研究技术的基础上，结合本公司在煤矿安全设备领域多年产品研发的技术力量，先后和江苏大学、中国矿业大学、山东科技大学、江苏科技大学船舶海洋工程学院、北京航空航天大西安科技大学能源学院等技术合作，将航天生命保障技术、潜艇结构技术等高新技术应用到避难硐室安全防护、生命保障等设备的研制中，并在技术上进行了多项创新和优化。
公司严格按照国际IEC标准组织生产，采用先进的生产设备、精密的检测设备和严格的测试方法，时刻致力于技术上的不断创新和工作上的持续改进，以确保产品质量更高，安全性更好，使用性更先进，服务更周到。公司拥有一支经验丰富的管理团队和一支由多年从事矿用安全生产设备研发的工程师组成的技术团队，技术顾问团队中有院士2人，博士生导师3人，博士5人，教授级专家研究员4人，硕士7人。
星源集团创建于1998年，是以研发、制造、销售矿用设备产品的民营企业，同时也是集避难硐室的设计、施工和设备安装为一体的大型矿山设备生产厂家，可根据煤矿的矿井条件、地质特点等来定制真正适合中国煤矿的避难硐室。公司主导产品一矿用高压潜水电泵BQ系列、排沙泵BQS系列、排污泵BQW系列、（2.2kw-4000kw），GLD型带式给料机系列、GLZ型振动式给料机系列、矿用隔爆型移动变电站KBSGZY系列，矿用隔爆型干式变压器KBSG系列、矿用隔爆型移动变电站用干式变压器KBSG系列，以上产品全部通过国家防爆检测中心、安全标志检测——取证齐全。产品在国内特大型煤业集团用户:中国神华集团、中煤能源、山能集团、兖州煤业、淄矿集团、安徽两淮矿区、河南平煤、山西大同、西山煤电等诸多用户使用，质量、性能受到一致好评。
一、前言
2010年7月19日，国务院颁发了《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》；
2011年3月21日,国家安全监管总局、国家煤矿安监局印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知；
2011年1月25日,国家安全监管总局国家煤矿安监局印发《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》；
2011年7月13日国家安全监管总局下达《关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知》。
本建设方案中的紧急避险设施建设主要是指全矿永久避难硐室建设以及其他“五大系统”的对接；室和舱内紧急避难设施由供氧、动力、坏境监测、排泄物处理、空气幕联动和通信等各个系统组成，规划合理的避灾路线，补充应急预案等。紧急避险设施具备安全防护、氧气供给保障、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能。建设完善紧急避险系统并与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相对接，形成井下整体性的安全避险系统。
二、设计的主要依据
1、《煤矿井下避难硐室试点建设基本要求》（试行），煤安监司函办[2009]29号，《国家煤矿安监局办公室关于做好煤矿井下避难硐室(救生舱)建设试点项目申报工作的通知》；
2、国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知，安监总煤装[2010]146号；
3、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作》的通知，国发[2010]23号；
4、《煤矿矿井井底车场硐室设计规范》（MTT 5026 -2009）；
5、《煤炭工业设计规范》；
6、《煤矿安全规程》 国家安全生产监督管理总局，2010年1月21日实施；
7、《煤矿安全工程设计》；
8、井下可移动分体避难硐室配置系统鉴定材料—煤炭科学研究总院沈阳研究院；
9、煤矿提供的地质资料和生产实测资料。
三、设计的指导思想
本方案在保证救生保障功能全部实现的情况下，尽可能做到硐室内设备摆放整齐，布局合理，装饰美观，兼实用与救生于一体。
本方案设计时遵循的基本思想：涉及人员生命安全的系统，将全部采取无电源系统，即在断电或电能耗尽的情况下，仍能够确保避险人员生命安全；电器设备在电力可用的情况下，起到辅助及安全备份的作用。
本方案依据100人的硐室进行设计，但生命保障系统及最大容纳人数按1.2倍的安全系数进行设计，即整个硐室可以最多容纳120人并顺利维持120小时的有效防护时间。
本方案将完全满足《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》中避难硐室的相关要求，在通风换气、正压保持、氧气供应、空气净化、制冷除湿、食品药品方面均具有完备安全的供应措施，确保避难硐室平时可作为煤矿活动空间使用，灾变时实现应急避险、逃生救援的目的。
本方案涉及多重功能备份方案，确保避险使用时安全无虞。
1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，结合矿区安全生产实际情况，围绕煤矿井下出现矿井火灾、煤尘爆炸、瓦斯突出或爆炸等灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全；
2、实现“三防一隔”，防毒、防火、防震、隔爆；
3、实现井下各避难硐室与井上指挥中心平台实现双向信号传输；
4、在符合相关要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；
5、因地制宜地采用新技术、新工艺、新装备、新材料；
6、尽量利用原有的巷道、不增加开拓费用；
7、避难硐室及各系统设备选型留有余地，能充分满足区域内避难人员数量的需求。
四、紧急避险设施分布依据及地点
永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避难路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年；临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避难路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年。另外考虑到避难硐室不宜设置在变电所、火药库或者停车点，因为它们存在火灾隐患；避难硐室还应该远离各种地质构造区域，如断层、岩层断裂破碎带，大的地下位移如地震有可能破坏避难硐室及其内部设备；避难硐室的位置还要考虑不能设置在井下容易积水的地点，避免水患，要选择在足够强度的煤层或者岩层中，并且要有足够的非可燃物保护厚度。
五、避难硐室系统组成部分
永久避难硐室室内部分为过渡室、生存室，两道门设有与门开启联动的气幕装置以阻隔有毒有害气体进入室内，过渡室的内设有喷淋装置。生存室逃生人员进入避难硐室后的主要活动空间，满足逃生人员在避难硐室内部生产的基本需求，内部设有监测监控系统、通信联络系统、三级供氧系统、照明系统、备用电源、生存保障系统。
避难硐室的系统主要组成包括密闭防护系统、气幕喷淋系统、供氧系统、空气净化系统、制冷系统、环境监控系统、通讯系统、人员定位系统、动力保障系统及其附属系统等组成。
避难硐室设计（仅供参考）
1. 密闭防护系统
防护密闭门的设计遵盾灵活、快捷、手动、密闭性良好等原则。门体要求能够抵御0.3MPa的爆炸冲击波、有毒有害气体对人体的伤害，防护密闭门采用的规格参数为1x2m，并在防护密闭门上设观察窗，防护密闭门由有资质生产厂家提供。
2. 气幕喷淋系统
气幕喷淋装置安装在两端防暴密闭门处，目的是隔阻逃生人员进入避难硐室时有毒有害气体对进入，系统的启动与硐室密闭门相连动，使得在密闭门打开后，在门口形成了气幕门，气源采用矿井压风，水源由供水系统提供。门前设置了不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管应加装手动闸门。
该气幕管由气腔及缝隙为0.05mm的两个金属紧固件组成。当气体进入气幕管时，在压力的作用下，空气将从0.05mm的缝隙射出，从而形成一道气墙。气体射程可达1.2~1.5m，正好覆盖整个门腔。
3. 供氧系统
供养系统采用“三级供氧系统”，分为井下压风供氧、氧气瓶供氧、自救器供氧。优先采用井下压风供氧，若井下压风系统中断或破坏，立即开启氧气瓶向硐室供氧。
1）压风供气系统
压风供氧，主要用于硐室内部通风，在压风不被损坏的情况下，压风可满足硐室内供氧、除湿、正压、制冷的需要。每侧的压风过滤装置为，压风经截止阀、过滤器、减压阀后，通过排风口排入生活舱。过滤器采用三级过滤装置，可使压风经过滤后洁净程度达到医疗用气水平。
2）氧气供应系统
氧气供应系统采用压缩氧气瓶供氧、供氧量满足每人每分钟0.5L的流量要求。采用59-1黄铜制作汇流排，气瓶接口数与藏提大小及所用气瓶数量有关。采用先减压后汇流的供气方式，保证用气安全可靠。气体管路末端双回路二级减压控制模块，可实现二次减压，增加管路安全系数。采用手动流量调节装置，可以手动调节气体流量大小。
3）自救器供氧
压缩氧自救器又叫隔绝式压缩氧自救器，是以高压压缩氧气作为氧气源的可重复使用的自救逃生器材，主要在煤矿或普通大气压的作业环境中发生有毒有害气体突出及缺氧窒息性灾害时使用。人体呼吸系统内部与外界隔绝，供遇险人员快速自救逃生时使用。具有重量轻、体积小、呼吸舒适和携带方便等特点。根据防护时间有15、30、45min几种规格。
4. 空气净化处理系统
空气净化处理系统采用一体式环境净化系统，净化装置采用积木式抽屉结构，净化效率高，更换方便；由气体净化剂层、木炭层、风道和空气驱动装置组成，能去除有毒有害气体并有效清除人体夹带和人体活动产生的二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢、挥发性有机物等。
空气净化处理系统用于去除硐室内的有害气体，如CO和CO2，并清除空气中臭味，使空气清新洁净。空气净化处理设备采用气动马达进行工作，选用10L/min的气动马达，气动马达由压缩空气与压缩氧气充分混合后进行驱动。
空气净化装置采用高吸附率的吸附剂吸附CO2，并采用贵金属催化处理CO。
高吸附率的CO2吸附剂以LiOH为主原料，该吸附剂的吸附率可达50%以上。
系统空气循环系统流量在20L/min以上，为被困人员提供一个安全、舒适的环境；
处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟•人，处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下。
CO处理主要采用贵金属催化剂，该催化剂含2%以上的钯，可以在湿度较大的情况下催化氧化空气中稀薄的CO气体，达到去除CO的目的。针对高河避难硐室，我们使用两台空气净化机进行CO处理，每台四个反应箱，每个反应箱装料4KG，总共用料32KG。
下图为贵金属催化剂的实际照片：
空气除臭处理，采用特殊的除臭网，该除臭网是一种浸润特殊除臭材料的过滤网，用在空气净化机上，起到过滤粉尘、除臭的作用。
下图为除臭过滤网的实际照片：
空气净化处理机采用气动马达驱动，为防止过快换料，因此定制大型号的空气净化处理机，空气净化处理机的实际图片如下：
5. 制冷系统
制冷系统采用蓄冰空调或化学制冷两种方式。
A利用冰蓄冷原理，在安全时期，利用避难硐室外的制冰主机进行制冰，储存冷量，在矿难发生时期，将蓄冰设备内的冷量释放出来供避难硐室降温使用，以保持避难硐室内部适宜的温度，提高避难人员的生存舒适度。
防爆蓄冰柜
防爆压缩机
蓄冰控制装置
B．化学制冷处理系统包括以下组件：化学制冷剂、制冷水箱 、气体软管。
化学制冷是通过化学变化，产生吸热反应而达到制冷的目的。它的优点是方便，快捷；一般不需要外电能。采用化学药剂方式制冷，化学药剂加等量自来水后立即形成低温绿色果冻状冷冻物（最低温度可降至冰点），相当于形成一个个分散的冰块，将之摆放在净化机箱内或舱体内实现持续吸热降温。化学试剂无毒无味，对人体安全。
6. 环境监控系统
A．检测功能
用于采集和显示室内、外灾害气体浓度，如一氧化碳、二氧化碳、甲烷以及氧气、温度、室内部压力等，供室内避难人员掌握和判别灾害环境，并根据室内配套救生设备及时采取自救措施，最大限度地保证逃生人员的安全。环境监测装置由矿用隔爆型备用电池箱、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱、本安型监视器、通信电缆及避难硐室（舱）内外环境甲烷传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器、压力传感器等组成。
B自动控制功能
根据氧气浓度参数，自动调节供氧电磁阀的开停，实现氧气浓度自动调节；根据防护门开状态，自动开启气幕喷淋装置，实现气幕防护；根绝CO浓度、CO2浓度、温度参数等，自动开启空气净化装置，实现空气净化的自动调节。
7. 通讯联络系统
紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。同时在硐室入口附近安装无线通讯基站，硐室内配备一台无线电话。
8. 人员定位系统
矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况，在每个避难硐室的入口处放置人员定位系统--动态目标识别器，和矿方的人员定位管理系统对接，对硐室的人员进行管理。
9. 动力保障系统
动力保障系统由矿用隔爆兼本质安全型电源箱、外接电源和备用电源组成。外接电源作为煤矿正常生产时降温系统制冰、视频信号采集、传感器监测、备用电池充电等的动力。当灾害发生后外部电源中断时，备用电源自动启动；
10. 附属系统
a)室内储有食物、饮用水、急救药品苏生器等备用物品，满足避险人员额定防护时间内的生命供给；
b)配备必要的应急维修所需工具箱、灭火器、担架等；
c)舒适的座椅、免冲水打包厕所 、垃圾箱等；
d) 具有自动苏生器、隔绝式正压氧气呼吸器、工具箱、灯光指示牌。
六、系统总体参数
1）氧气含量：18.5%～23.0%；
2）供氧氧率：> 0.5升/分钟；
3）二氧化碳处理率：>0.5升/分钟；
4）二氧化碳浓度：<1.0%；
5）甲烷浓度: <1.0%；
6）一氧化碳浓度: <0.0024%；
7)室（舱）内温度：<35摄氏度；
8)室（舱）内湿度：<于85%；
9)室（舱）内正压：100-150 Pa ；
10)控制调节方式：PID调节。
星源集团的科研人员积极创新、大胆革新。在空气净化处理上，系统采用一体式空气净化处理装置，占用空间小，净化效率高，采用高效的CO、CO2吸附剂，经过真人实验，在20分钟内，CO浓度完全有0.04%降至0.0024%，其他参数指标也完全在要求范围之内。
在环境监测上，采用自动化程度高的环境监控系统，不仅实现了避难硐室内、外的环境监测，而且实现了氧气浓度的自动调节、气幕的自动控制、空气净化的自动控制，实现了较高程度的避难硐室自动化。
合理的设计方案，严谨的现场施工,全面的售后服务是我们长期以来与矿方紧密合作的有力保障。严谨、专业的质量工程师和检验人员以及专业技工院校毕业的一线技术工人是公司产品质量的重要保证。
星源集团在市场激烈竞争的体制下走过来，历经从无到有、从小到大、由弱到强，得益于“以人为本”的特有星源模式，公司积极采用现代企业管理理念，加强制度创新、机制创新和管理创新来保证市场的占有份额，同时根据客户的不同要求，开发研制适用、对路的新产品服务中，我公司在全国各大矿区下设了31个销售、服务网点，开创了“全时制、全天候、全方位”的全程式服务体系！
星源人本着“树星源形象、走星源之路”的崇真理念，积极探索矿山用户新需求，为煤矿一线工人提供出“省事、省力、省心”的星源产品，为广大用户提供超值的服务，真诚的与新老用户携手共创美好明天！
