緊急避險系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展

1、安標(biāo)國家中心安標(biāo)國家中心楊大明楊大明 博士博士/ /研究員研究員Tel： 84264266-803Web: Email: Add. 北京市和平里青年溝路5號，1000132010.09.01國內(nèi)外緊急避險系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展主要內(nèi)容1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與功能定位2 井下緊急避險系統(tǒng)的組成與基本類型3 國外井下緊急避險系統(tǒng)的發(fā)展4 井下救生艙國內(nèi)外研發(fā)基本情況5 井下救生艙的基本要求與安全標(biāo)志管理6 相關(guān)意見建議l 緊急避險系統(tǒng)是井下安全避險六大系統(tǒng)的核心內(nèi)容 1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與功能定位煤礦井下安全避險六大系統(tǒng)緊急避險壓風(fēng)自救供水施

2、救通信聯(lián)絡(luò)監(jiān)測監(jiān)控人員定位緊急避險系統(tǒng)是礦工生命安全保障系統(tǒng)，生命工程l在井下發(fā)生突出、火災(zāi)、爆炸、水害等突發(fā)緊急情況時，在逃生路徑被阻和逃生不能的情況下，為無法及時撤離的遇險（幸存）人員提供一個安全的密閉空間，對外能夠抵御高溫?zé)煔?，隔絕有毒有害氣體；對內(nèi)能為遇險人員提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創(chuàng)造生存基本條件；并為應(yīng)急救援創(chuàng)造條件、贏得時間l緊急避險系統(tǒng)是突發(fā)緊急情況下井下人員無法逃脫時的最后保護方式，為被困礦工提供維持生命環(huán)境，使其與救援人員聯(lián)絡(luò)獲得逃生方式，或等待救護隊到達(dá)，促進提高獲救的成功率 1 井下緊急避險系統(tǒng)的作用與功能定位2 井下緊急避險系統(tǒng)的組成與基本類型l 基本組

3、成 井下緊急避險系統(tǒng)個體防護臨時避難所固定避難所自救器、礦燈、通訊設(shè)備救生艙、臨時避難硐室等永久性避難硐室礦山井下的三級防護體系礦山井下的三級防護體系固定式避難硐室鉆孔通風(fēng)式自備氧式可移動式救生艙硬體式軟體式分節(jié)組裝式一體式為硐室開鑿直通地表的大直徑鉆孔為硐室開鑿直通地表的大直徑鉆孔無直通地表的鉆孔，自備供氧設(shè)施無直通地表的鉆孔，自備供氧設(shè)施軟體式組合式井下避難所2 井下緊急避險系統(tǒng)的組成與基本類型l 避難所的基本類型 提供緊急避險空提供緊急避險空間，并可通過牽間，并可通過牽引、吊裝等方式引、吊裝等方式實現(xiàn)移動，以適實現(xiàn)移動，以適應(yīng)采掘工作要求應(yīng)采掘工作要求l鉆孔通風(fēng)式避難硐室避難所備用風(fēng)機大

4、直徑鉆孔主井進風(fēng)井筒井下大巷地面兩道密閉門l采用兩道風(fēng)門結(jié)構(gòu)，以便形成風(fēng)障l鉆孔直徑60200mm，災(zāi)變情況下在地面通過專用壓風(fēng)機向避難硐室壓風(fēng)l設(shè)置通訊、警報、急救設(shè)施l自備供氧設(shè)施（化學(xué)氧或壓縮氧）l有害氣體處理、溫濕度控制l檢測、通訊、照明、指示、急救，食品l自備氧式避難硐室在巷道之間建立的避難硐室在巷道旁側(cè)建立的避難硐室預(yù)留專用煤柱建立的避難硐室工作面之間建立的避難硐室避難硐室的設(shè)置方式l硬體式救生艙用鋼材等硬質(zhì)材料制成一體式、分節(jié)組裝式等類型救生艙在井下的布置Air, Water and FoodAir TanksOxygen TanksPacked Shelterl軟體式救生艙采用

5、阻燃、抗靜電、耐高溫帆布等軟質(zhì)材料制造，在突發(fā)緊急情況下依靠快速（幾十秒至幾分鐘）自動充氣膨脹架設(shè)軟體式救生艙l了解的基本情況避難所的類型，由礦井根據(jù)自身的特點自主選擇，以滿足礦工在突發(fā)緊急情況下的避險需要為原則根據(jù)所了解的情況，南非煤礦以避難硐室為主根據(jù)有關(guān)考察報告，美國目前煤礦井下配備避難所1193臺（個）。其中：軟體式救生艙1000臺（占80%以上）；硬體式救生艙123臺；避難硐室70個根據(jù)中科院巖土所專家的相關(guān)報告，加拿大煤礦采用固定與可移動相結(jié)合的方式；可移動式救生艙以硬體為主，軟體應(yīng)用較少；固定硐室與救生艙的比例約為1:5從中國煤礦進行救生艙等避險設(shè)施試點建設(shè)的探索看，似乎建議采用

6、“固定可移動”方式的居多數(shù)自救器 中裝有儲物架，可容納 50個備用自救器（包） 有一個進口門和一個出口門，以供礦工通過 每個門上裝有厚重塑料門簾，減少污染物進入主艙逃生中繼站（過渡站） 350bar儲氣瓶 5接口充氣面板 60min空氣呼吸器充氣時間4575s空氣呼吸器逃生快速加氣站根據(jù)近期專家考察，澳大利亞煤礦較多使用“空氣呼吸器加氣站”的方式，通過快速加氣站提高續(xù)航能力l加拿大：自1928年的Hollinger礦火災(zāi)（39人死亡）后，就出現(xiàn)初期避難所，利用壓縮空氣通過面罩提供O2；后來出現(xiàn)了有害氣體處理系統(tǒng)，處理空氣中的CO和CO2；自1980后，在金屬礦山得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)被法律強制建立l

7、南非：自1970就出現(xiàn)避難所；1986年Kinross金礦礦難（死亡177人）后，法律強制井工礦山必須設(shè)立避難所。南非煤礦開采深度淺，一般采用硐室大直徑鉆孔方式l澳大利亞金礦自2000年一直使用可移動式救生艙，目前已是法律的基本要求l印度、英國、德國、法國等也在研究和應(yīng)用避難所。從使用情況看，早期主要用于金屬礦山，煤礦應(yīng)用很少，認(rèn)為煤礦在災(zāi)變時期容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸，人員應(yīng)盡可能撤離。目前，越來越多的國家規(guī)定煤礦也必須設(shè)立避難所3 國外井下緊急避險系統(tǒng)的發(fā)展l對國外緊急避險系統(tǒng)發(fā)展的幾點認(rèn)識 建立井下避險設(shè)施是各國的法律規(guī)定、通行做法、安全生產(chǎn)的客觀需求，已經(jīng)并正在發(fā)揮重要作用 從礦井整體安全角

8、度考慮避險設(shè)施布局、建設(shè)和管理，有整體設(shè)計；應(yīng)對礦井全覆蓋，井下所有人員均有避險空間 避險設(shè)施類型，應(yīng)考慮服務(wù)區(qū)域特點及可能發(fā)生災(zāi)害類型 避險設(shè)施位置，應(yīng)考慮服務(wù)區(qū)域特點，災(zāi)變時期人員抵達(dá)難易程度和所需時間，佩用自救器防護時間，巖體穩(wěn)定性和支護有效性 避險設(shè)施防護時間，3696h，根據(jù)救援所需時間等確定 建立規(guī)章、專人管理，始終完好、時刻能用 將安全使用避險設(shè)施作為培訓(xùn)和演練重要內(nèi)容，人皆會用4.1 國外救生艙開發(fā)情況l南非： Survivair-RRC，硬體式l美國： STRATA：硬體艙、軟體艙、中繼站 ChemBio：主要為軟體艙l澳大利亞：MineARC：硬體艙l加拿大： RANA：硬

9、體艙、空氣供給與廢氣處理設(shè)備l德國： DREGER：硬體艙、快速充氣站l英國： Molecular：有害氣體處理設(shè)備4 井下救生艙國內(nèi)外研發(fā)基本情況4.2 國外救生艙的基本特點l具備基本功能，包括氣密、隔熱、防護、供氧、有害氣體 去除、環(huán)境監(jiān)測、通訊指示等，但具體指標(biāo)不同l防護時間：2448h，MASH規(guī)定96h，但認(rèn)證尚在進行l(wèi)艙體強度：未見抗爆、抗沖擊具體指標(biāo)(MASH規(guī)定15psi)l電源：美國、澳洲傾向無源(非煤有源)；南非用鉛酸蓄電池l供氧：南非多用化學(xué)氧；美國、澳洲、加拿大多用壓縮氧l空調(diào)：早期無，隨著防護時間和環(huán)境適應(yīng)性要求的提高， 降溫系統(tǒng)可能成為必要組件。主要4種方式：電力空

10、 調(diào)、蓄冰降溫、液態(tài)CO2汽化、通風(fēng)降溫l艙內(nèi)空氣流動：具備促進艙內(nèi)空氣流動的相關(guān)措施l過渡倉結(jié)構(gòu)：必要要求l國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局將救生艙研究列入國家“十一五”科技支撐計劃l目前超過20家單位從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)通過專家鑒定3家：北科大(重生科技) 煤科總院安全分院(上海鵬燕) 煤科總院沈陽院(MineARC)取得安全標(biāo)志(新產(chǎn)品) 1家：北科大(重生科技)l軟體式救生艙主要研發(fā)單位（3家）： 煤科總院（上海鵬燕） 中煤機械集團 西安新竹防災(zāi)救生設(shè)備有限公司4.3 國內(nèi)井下救生艙開發(fā)情況l硬體式救生艙主要研發(fā)單位（14家） 北科大(重生科技) 煤科總院沈陽院(MineARC) 中煤機械

11、集團 中國礦大(無錫永神利) 中煤電氣集團（STRATA） 煤科總院重慶院無錫信諾視聽設(shè)備有限公司 濟寧恒泰礦業(yè)科技有限公司天津鴻緒工貿(mào)有限公司 青島華盾生命保障設(shè)備公司西安東風(fēng)儀表廠 西安新竹防災(zāi)救生設(shè)備公司 武昌船舶重工有限公司 中平能化機械制造有限公司l避難硐室用設(shè)備主要研發(fā)單位（4家）北京眾生洲礦業(yè)科技中心 煤科總院沈陽院煤科總院重慶院 北京凌天世紀(jì)自動化有限公司4.3 國內(nèi)井下救生艙開發(fā)情況l具備高起點。在充分借鑒國外成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，將潛艇、船舶、高樓逃生等領(lǐng)域高新技術(shù)用于井下避險設(shè)施研發(fā)l產(chǎn)學(xué)研緊密集合，相關(guān)領(lǐng)域單位積極參與l積極開展國際合作，借鑒、吸納國外先進技術(shù)l處于研發(fā)探索

12、初期救生艙是生命工程，應(yīng)實用、安全、可靠，盡可能采用能夠提高可靠性的高技術(shù)成果技術(shù)引進或相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)采用尚處于組裝、仿造、借用階段大部分救生艙未經(jīng)實踐檢驗，需通過實用不斷優(yōu)化調(diào)整尚未建立產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計、安裝、使用、維護、管理規(guī)范4.4 國內(nèi)井下救生艙研發(fā)基本特點5.1 救生艙基本要求1. 有明確具體的適用條件和范圍，包括適用的災(zāi)情、災(zāi)種、災(zāi)區(qū)及海拔高度、環(huán)境條件、井巷空間尺寸等，并在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、使用說明書、產(chǎn)品的永久性安全使用須知中注明2. 具備安全防護、O2供給、有害氣體處理、溫濕度控制、通訊、照明及指示、生存保障等功能，保證在無外部支持條件下維持艙額定避險人員生存（即額定防護時間）96h以上

13、3. 有足夠的強度、防護能力、氣密性和防止有毒有害氣體侵入的能力；提供生存空間不低于每人0.8m3，且總有效容積不低于8m35 井下救生艙的基本要求與安全標(biāo)志管理4. 配備災(zāi)變時期空氣供給裝置或設(shè)施，在額定防護時間內(nèi)提供人均供風(fēng)量不低于0.3m3/min，O2在18.5%22.0%之間，并保證避難所內(nèi)部始終處于正壓狀態(tài)，以防止有毒有害氣體滲入。同時應(yīng)具備接入礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的接口5. 應(yīng)具有內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)，流量宜在20L/min以上6. 避難所應(yīng)具備所內(nèi)外環(huán)境參數(shù)檢測儀器，至少應(yīng)對避難所內(nèi)的CO、CO2、O2、CH4，所外的CO、O2、CH4、CO2、溫度等進行檢測或監(jiān)測7. 井下避難所應(yīng)設(shè)有與

14、礦（井）調(diào)度室直通的電話5.1 救生艙基本要求8. 配備在額定防護時間內(nèi)額定人員生存所需要的食品和飲用水，食品配備不少于2000kJ/人天，食用0.5L/人天9. 有必要的照明，并有急救箱、工具箱、滅火器、人體排泄物收集處理裝置等設(shè)施設(shè)備；救生艙外應(yīng)有清晰、醒目的標(biāo)示10.應(yīng)選用抗高溫老化、無腐蝕性、無公害的環(huán)保材料。救生艙外體顏色在煤礦井下照明條件下應(yīng)醒目，宜采用黃色或紅色。同時，應(yīng)設(shè)置明顯的安全熒光條碼 5.1 救生艙基本要求l認(rèn)證依據(jù)：煤礦井下避難所（救生艙）基本要求（試行）l認(rèn)證模式：按新產(chǎn)品程序，技術(shù)審查產(chǎn)品檢測檢驗l認(rèn)證條件：1）明確產(chǎn)品使用環(huán)境，適應(yīng)的災(zāi)情災(zāi)種，方便礦山選購使用2

15、）申請人有足夠的能力和技術(shù)手段保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠3）經(jīng)計算和試驗驗證，滿足認(rèn)證依據(jù)相關(guān)要求，有相關(guān)證明 文件，包括設(shè)計計算書、試驗報告、權(quán)威專家論證意見等4）產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、配置表、圖紙、使用說明書，產(chǎn)品樣品5）進口產(chǎn)品所在國認(rèn)證材料和認(rèn)證文件l認(rèn)證時限：保證在認(rèn)證各環(huán)節(jié)，對救生艙產(chǎn)品優(yōu)先安排5.2 井下救生艙的安全標(biāo)志管理l避險設(shè)施發(fā)揮作用需要一定條件和保障措施遇險（幸存）人員有充足時間使用避險設(shè)施遇險（幸存）人員有必要條件使用避險設(shè)施遇險（幸存）人員有能力使用避險設(shè)施，人皆會用安全避險設(shè)施應(yīng)時刻處于完好狀態(tài)，隨時能用設(shè)備配套，系統(tǒng)完整，與其他安全避險系統(tǒng)形成有機整體有完整救援計劃NIOS

16、H在關(guān)于救生艙的報告中指出：救生艙挽救生命的可能性，只有在煤礦經(jīng)營者結(jié)合救生艙制定全面的逃生救援計劃的情況下才會實現(xiàn)6 相關(guān)意見建議l礦井應(yīng)根據(jù)自身的特點和可能發(fā)生的災(zāi)害事故類型，有完整的緊急避險系統(tǒng)設(shè)計避險設(shè)施類型：永久或臨時，避難硐室或救生艙避難設(shè)施布局：整體性，與采掘工程的協(xié)調(diào)避難設(shè)施建設(shè)：建造標(biāo)準(zhǔn)、驗收、試運行避難設(shè)施與其他系統(tǒng)的有機整合：監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、壓 風(fēng)自救、供水施救、通信聯(lián)絡(luò)、供電保障避難設(shè)施的維護、保養(yǎng)、配品更換、淘汰：保證始終完好、 隨時能用培訓(xùn)與演練：保證人皆會用救援計劃：礦井災(zāi)害預(yù)防與處理計劃、重特大事故應(yīng)急預(yù)案l避險設(shè)施的具體建造（存放）位置的選擇應(yīng)確保使用安全設(shè)置在正常避災(zāi)路線上，遇險人員、救護隊員均容易到達(dá)遇險人員進入避險設(shè)施所需時間應(yīng)在自救器的維持時間內(nèi)，并有富余遠(yuǎn)離潛在巖崩、淹井、火災(zāi)、爆炸等危險的區(qū)域，如變電站、炸藥庫、燃料存貯設(shè)施或停車場等巖體安全，支護良好，附近無雜物堆積保證備用狀態(tài)下的通風(fēng)、安全考慮人員避險過程中的心理安全在礦井相關(guān)圖件中準(zhǔn)確標(biāo)注逃生路線和避