煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)研究

PAGEword文檔可復(fù)制編輯安全工程學(xué)院學(xué)生科技論文論文題目：煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)研究課程名稱：礦山救護(hù)姓名：班級(jí)：安全11-3班學(xué)號(hào)：成績：煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)研究摘要：在礦井發(fā)生煤與瓦斯突出事故或其他災(zāi)變情況時(shí)，為了降低人員傷亡，通過壓風(fēng)自救裝置及時(shí)向?yàn)?zāi)區(qū)人員提供新鮮空氣，實(shí)現(xiàn)受災(zāi)害威脅人員安全自救的目的。在這里介紹了老式壓風(fēng)自救系統(tǒng)的安裝布置情況,闡述了掘進(jìn)工作面綜采工作面及高檔普采工作面的壓風(fēng)自救系統(tǒng)的安裝布置要求,并介紹了與煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)相關(guān)的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及新型煤礦井下最新的壓風(fēng)自救裝置的運(yùn)用情況。對(duì)壓風(fēng)自救系統(tǒng)在煤礦井下運(yùn)用有重大作用。關(guān)鍵詞：壓風(fēng)自救裝置；壓風(fēng)自救系統(tǒng)；安全；系統(tǒng)布置1煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)的概況煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)是利用礦井壓縮空氣(壓風(fēng))管路系統(tǒng),接出分岔管,并接上防護(hù)袋、面罩或喇叭口等連接人呼吸器官的面具,將壓風(fēng)經(jīng)減壓節(jié)流、消聲、過濾后供給避難礦工、保護(hù)他們免受有毒或窒息性氣體侵害的器具。它可以和隔絕式自救器構(gòu)成二級(jí)自救系統(tǒng),即在設(shè)置壓風(fēng)自救裝置(系統(tǒng))的地點(diǎn)貯備隔絕式自救器,礦工進(jìn)入壓風(fēng)自救裝置的防護(hù)袋后,可以在壓風(fēng)(新鮮空氣)的掩護(hù)下?lián)Q戴貯備在此地的隔絕式自救器,作為應(yīng)急自救的接力工具繼續(xù)撤退到安全地點(diǎn)。目前，我國礦井發(fā)生有害氣體突然涌出、冒頂和坍塌等災(zāi)害時(shí)主要使用口袋式壓風(fēng)自救裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)主要包括管路、開關(guān)、送氣器、防護(hù)袋等部分，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，避災(zāi)人員跑到自救裝置處，解開防護(hù)袋，打開通氣開關(guān)，然后迅速鉆進(jìn)防護(hù)袋內(nèi)，壓氣管路中的氣壓經(jīng)減壓閥處理形成新鮮空氣，持續(xù)提供給避災(zāi)人員。同時(shí)防護(hù)袋保證避災(zāi)人員不受有害氣體的侵害，從而使避災(zāi)人員得到救護(hù)，等待救援或?qū)C(jī)逃生。該裝置操作復(fù)雜，在袋內(nèi)完全是黑暗狀態(tài)，影響避難人員視線，不利于有效避難，不僅其口袋使用壽命短，口袋材料本身發(fā)揮的氣味對(duì)人體存在毒害作用，而且噪聲大、凈化空氣效果差，最主要的是它在井下沒有明顯標(biāo)志，都是深色，不利于在災(zāi)害發(fā)生時(shí)工人迅速尋找到壓風(fēng)自救裝置，也不能解決井上、井下通訊聯(lián)絡(luò)的問題，而目前對(duì)裝設(shè)在井下的固定式壓風(fēng)自救系統(tǒng)及其裝置進(jìn)行了改進(jìn)，出現(xiàn)了新型壓風(fēng)自救系統(tǒng)，當(dāng)?shù)V井發(fā)生煤與瓦斯突出災(zāi)害時(shí)，礦工即可就近使用該自救器避災(zāi)，對(duì)保障礦工生命安全具有重要意義。2對(duì)煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)的基本要求《煤礦安全規(guī)程》第209條規(guī)定:井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí),必須采取壓風(fēng)自救系統(tǒng)等安全防護(hù)措施。第213條在突出煤層采掘工作面附近,爆破時(shí)撤離人員集中地點(diǎn)必須設(shè)有直通礦調(diào)度室的電話,并設(shè)置有供給壓縮空氣設(shè)施的避難硐室或壓風(fēng)自救系統(tǒng)。工作面回風(fēng)系統(tǒng)中有人作業(yè)的地點(diǎn),也應(yīng)設(shè)置壓風(fēng)自救系統(tǒng)?！斗乐蚊号c瓦斯突出規(guī)定》第106條也規(guī)定:突出煤層的采掘工作面應(yīng)設(shè)置工作面避難所或壓風(fēng)自救系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置其中之一或混合設(shè)置,但掘進(jìn)距離超過500m的巷道內(nèi)必須設(shè)置工作面避難所。2.1壓風(fēng)自救系統(tǒng)安裝地點(diǎn)及應(yīng)當(dāng)達(dá)到下列要求（1）壓風(fēng)自救裝置安裝在掘進(jìn)工作面巷道和回采工作面巷道內(nèi)的壓縮空氣管道上。（2）在以下每個(gè)地點(diǎn)都應(yīng)至少設(shè)置1組壓風(fēng)自救裝置:距采掘工作面25~40m的巷道內(nèi),爆破地點(diǎn),撤離人員與警戒人員所在位置以及回風(fēng)巷有人作業(yè)處等。在長距離掘進(jìn)巷道中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加設(shè)置。（3）每組壓風(fēng)自救裝置應(yīng)可供5~8人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少于100L/min。在長距離掘進(jìn)煤巷中,一般可每隔50m設(shè)置一組壓風(fēng)自救裝置,裝置通過支管、四通、球閥與壓風(fēng)管路相連,其設(shè)置如圖1所示。采煤工作面緊急供風(fēng)裝置固定在采空區(qū)一側(cè),供風(fēng)壓力為0.20~0.24MPa,空氣經(jīng)過濾凈化后進(jìn)入送風(fēng)器。采煤工作面的供風(fēng)主管采用雙層金屬倉皮的軟管,在軟管上每隔9m有1個(gè)送風(fēng)器,供風(fēng)量為30L/min。為保證壓風(fēng)自救系統(tǒng)供風(fēng)可靠,系統(tǒng)最好采用同時(shí)與進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷壓風(fēng)管路連結(jié)的連環(huán)方式。綜采工作面壓風(fēng)自救系統(tǒng)由壓風(fēng)自救裝置、管路、放水器、氣水分離器等組成,如圖2所示。主管采用氣壓膠管,敷設(shè)在液壓支架2個(gè)立柱后面的底座上,自救裝置和支管安裝在液壓支架頂部,主管及自救裝置均隨移架而前移。壓風(fēng)管路中的水通過放水器放水,氣水分離器過濾壓風(fēng)管路中的油蒸氣及鐵銹渣,過濾干凈的壓風(fēng)經(jīng)支管進(jìn)入壓風(fēng)自救裝置。高檔普采工作面壓風(fēng)自救系統(tǒng)與綜采工作面的系統(tǒng)相似,但工作面主管采用鋼絲編織的高壓膠管,敷設(shè)在刮板輸送機(jī)采空區(qū)側(cè)的電纜槽內(nèi),不隨機(jī)前移。連接自救裝置的支管通過自封快速接頭與主管連接,以便于回柱時(shí)人工將自救裝置轉(zhuǎn)移至靠煤壁一排的單體液壓支柱上,系統(tǒng)安裝布置如圖3所示。圖4是我國研制的用于綜采或高檔普采等回采工作面的面罩式壓風(fēng)自救裝置。圖4ZY-M型壓風(fēng)自救裝置結(jié)構(gòu)壓風(fēng)自救裝置適用的壓風(fēng)管道的供風(fēng)壓力為0.3~0.7MPa,在0.3MPa壓力時(shí),每個(gè)裝置的排氣量應(yīng)為100~150L/min。裝置工作時(shí),噪聲應(yīng)小于85dB(A)。壓風(fēng)自救系統(tǒng)的核心是壓風(fēng)自救裝置,礦井壓風(fēng)自救裝置技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)MT390-1995,規(guī)定了礦井壓風(fēng)自救裝置的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝和貯存等內(nèi)容。為生產(chǎn)、推廣壓風(fēng)自救系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。3壓縮空氣設(shè)備空氣壓縮機(jī)是壓風(fēng)自救系統(tǒng)的供風(fēng)核心設(shè)備,《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.4.1條規(guī)定:選擇壓縮空氣站位置宜靠近用風(fēng)負(fù)荷中心。壓縮空氣站的集中或分散、井上或井下設(shè)置,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。在地面集中設(shè)置空氣壓縮機(jī)的數(shù)量不宜超過5臺(tái);低瓦斯礦井中,送氣距離較遠(yuǎn)時(shí),可在井下主要運(yùn)輸巷附近新鮮風(fēng)流通過處設(shè)置壓縮空氣站;但每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的能力不宜大于20L/min,數(shù)量不宜超過3臺(tái);壓縮空氣站內(nèi)宜設(shè)1臺(tái)備用空氣壓縮機(jī);當(dāng)分散設(shè)置的壓縮空氣機(jī)站之間有管道連接時(shí),應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置備用空氣壓縮機(jī)。壓縮空氣管道干管管徑應(yīng)按礦井服務(wù)年限內(nèi)最遠(yuǎn)采區(qū)供氣距離確定;采區(qū)管道管徑可按礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí),采區(qū)內(nèi)供氣最遠(yuǎn)距離計(jì)算;管道宜采用鋼管。設(shè)計(jì)管徑時(shí),應(yīng)保證工作地點(diǎn)的壓力比風(fēng)動(dòng)工具的確定壓力大0.1MPa;壓縮空氣站內(nèi)噪聲值不應(yīng)超過85dB(A);管道的鋪設(shè)應(yīng)符合4新型煤礦井下自救系統(tǒng)新型壓風(fēng)自救裝置(圖1)的外部包括三通管路、電磁閥、LED報(bào)警燈、帶有電磁鎖的箱體門、貼有高瑩光條的箱體。詳細(xì)說明見圖1a壓風(fēng)自救裝置主視圖，圖1b壓風(fēng)自救裝置左視圖和圖1c壓風(fēng)自救裝置俯視圖。供風(fēng)量由電磁閥自動(dòng)調(diào)節(jié)減壓，工作人員應(yīng)事先將電磁閥的風(fēng)壓大小調(diào)節(jié)好，其大小應(yīng)為裝設(shè)在送氣器(圖2a)上的的5個(gè)口鼻罩決定，單個(gè)出風(fēng)接口的供風(fēng)量應(yīng)為150~200L/min。內(nèi)部是由送氣器、安裝有控制面板的箱室和口鼻罩組成。送氣器和口鼻罩均存儲(chǔ)在箱體中。箱體應(yīng)為一個(gè)六面體，每一面由一個(gè)單獨(dú)的帶電磁鎖的、可向下方開啟的箱體門構(gòu)成。每一面由箱體內(nèi)的隔板單獨(dú)隔開，里面放有帶有螺旋形輸氣管的口鼻罩，可供每一個(gè)井下工作人員在發(fā)生緊急情況時(shí)單獨(dú)使用。送氣器是由送氣器主體和連接在送氣器主體上的送氣管組成。其中送氣器主體由箱體內(nèi)隔板隔開，如圖2b壓風(fēng)自救裝置送氣器俯視圖所示，一共有五面是由存儲(chǔ)口鼻罩的箱室組成，余下一面是由安裝有控制面板的箱室組成。送氣器主體(詳見圖3)是由經(jīng)一定粒度的銅粉熱壓加工而成形的雙層銅網(wǎng)、泡沫、粗細(xì)石英砂互層、多孔板、送氣室、多孔板、集水室和排水開關(guān)構(gòu)成。當(dāng)來自壓風(fēng)管的0.3~0.7MPa的壓縮空氣經(jīng)管路、電磁閥進(jìn)入送氣器的主體時(shí)，先由電磁閥自身對(duì)壓風(fēng)進(jìn)行減壓使之壓力降至0.1MPa以下，再經(jīng)雙層銅網(wǎng)和夾于雙層銅網(wǎng)的泡沫進(jìn)行第1次過濾，再進(jìn)入第2層雙層銅網(wǎng)與粗、細(xì)石英砂互層進(jìn)行第2次濾清消除噪音。最后經(jīng)過多孔板經(jīng)過第3次過濾后，進(jìn)入具有彈性的螺旋形輸氣管，再進(jìn)入口鼻罩供避災(zāi)人員呼吸，空氣中多余的水蒸氣可經(jīng)多孔板匯集流入集水室16中，平日里工作人員可以打開排水開關(guān)排出多余的積水。經(jīng)過3次過濾，可保證壓縮空氣中的油、水及其它雜質(zhì)被過濾除去、凈化，且充分降壓，同時(shí)還可以將在節(jié)流降壓過程中產(chǎn)生的噪聲降至80分貝左右，更好地保證了避災(zāi)人員的穩(wěn)定情緒。安裝有控制面板的箱室(圖4)則存儲(chǔ)了集成的ZigBee通訊模塊，LED報(bào)警燈，蜂鳴器和電磁閥電路。在控制面板上有3個(gè)儀表盤，可以分別顯示井下周圍的濕度，瓦斯含量和溫度，便于在自救時(shí)，更好地自我判斷周圍環(huán)境的危險(xiǎn)程度?？诒钦?圖5)由螺旋形的輸氣管，帶有頭箍的呼吸罩組成。其中A-A面為排氣單向閥，即用于排出口鼻罩中多余的空氣和呼出的廢氣。當(dāng)吸氣時(shí)口鼻罩內(nèi)氣壓急劇下降，排氣單向閥迅速關(guān)閉從而防止有害氣體進(jìn)入口鼻罩內(nèi)；當(dāng)呼氣時(shí)口鼻罩內(nèi)氣壓迅速上升，排氣單向閥迅速打開從而排出有害氣體?？诒钦值某叽鐬?40mm×140mm×85mm，材料由符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB2626的材料制作而成。而螺旋形的輸氣管可保證采用新型壓風(fēng)自救裝置的井下工人可以在更遠(yuǎn)的一定距離活動(dòng)，且口鼻罩的設(shè)計(jì)也保證了采用新型壓風(fēng)自救裝置的井下工人可以隨時(shí)觀察井下安全情況，使自救與安全避險(xiǎn)的工作可以更好地進(jìn)行。4.1新型壓風(fēng)自救系統(tǒng)的裝設(shè)壓風(fēng)自救器可安裝在礦井巷道內(nèi)或硐室內(nèi)，也可安裝在工作面內(nèi)或掘進(jìn)頭內(nèi)，即是說凡在有井下工作人員工作的地點(diǎn)都可以進(jìn)行裝設(shè)。4.1.1.基本要求

（1）回采工作面回風(fēng)巷在距安全出口以外25－40m范圍內(nèi)設(shè)置新型壓風(fēng)自救裝置，回風(fēng)巷有人固定作業(yè)地點(diǎn)安裝一組新型壓風(fēng)自救裝置；進(jìn)風(fēng)巷在安全出口以外50－100m范圍內(nèi)設(shè)置一組新型壓風(fēng)自救裝置。

（2）煤巷掘進(jìn)工作面自掘進(jìn)面回風(fēng)口開始，距迎頭25－40m的距離設(shè)置新型壓風(fēng)自救裝置，然后每500m設(shè)置一組新型壓風(fēng)自救裝置；巖巷掘進(jìn)工作面距迎頭50－100m安裝一組新型壓風(fēng)自救裝置；迎頭向外每隔500m和放炮警戒地點(diǎn)各安裝一組新型壓風(fēng)自救裝置。

（3）采區(qū)巷道每500米要安設(shè)一組新型壓風(fēng)自救裝置，并安裝一組新型壓風(fēng)自救裝置。

（4）煤與瓦斯突出礦井和突出區(qū)域按“防治煤與瓦斯突出規(guī)定”設(shè)置新型壓風(fēng)自救裝置。

（5）壓風(fēng)供應(yīng)泵站必須設(shè)置在地面，新型壓風(fēng)自救裝置安裝在掘進(jìn)工作面巷道和回采工作面巷道內(nèi)壓縮空氣管道上，安裝地點(diǎn)應(yīng)在寬敞、支護(hù)良好、沒有雜物堆放的人行道側(cè)，人行道寬度應(yīng)保持在0.8m以上，管路安裝高度應(yīng)距底板1.5m，便于現(xiàn)場(chǎng)人員自救應(yīng)用。

4.1.2.技術(shù)要求

（1）新型壓風(fēng)自救裝置應(yīng)具有變徑、減壓、節(jié)流、消噪聲、過濾和開關(guān)等功能。

（2）新型壓風(fēng)自救裝置的外表面應(yīng)光滑、無毛刺，表面涂、鍍層應(yīng)均勻、牢固，零、部件的連接要可靠，不得存在無風(fēng)、漏風(fēng)或自救袋破損長度超過5mm的現(xiàn)象。

（3）新型壓風(fēng)自救系統(tǒng)適用的壓風(fēng)管道供氣壓力為0.3～0.7MPa，在0.3MPa壓力時(shí)，每臺(tái)壓風(fēng)自救裝置的供氣量不少于100～150L／min范圍內(nèi)。

（4）新型壓風(fēng)自救系統(tǒng)工作時(shí)的噪聲不得大于85dB(A)。

（5）新型壓風(fēng)自救系統(tǒng)的管路規(guī)格不小于：壓風(fēng)自救主管路（礦井一翼主壓風(fēng)管路）為φ150mm；壓風(fēng)自救分管路（采區(qū)主壓風(fēng)管路）及巖巷掘進(jìn)工作面為φ75mm；煤巷掘進(jìn)工作面、回采工作面5結(jié)論1）壓風(fēng)自救系統(tǒng)需要不斷的研究新的技術(shù)，利用一些自動(dòng)化的裝置將壓風(fēng)自救裝置做的更加智能化，將通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與煤礦井下環(huán)境相結(jié)合。2）新型壓風(fēng)自救裝置，從壓風(fēng)自救裝置的原理入手，解決了災(zāi)害發(fā)生時(shí)裝置難找到、人員難活動(dòng)、凈化效果差及通訊等實(shí)際應(yīng)用中常遇到的關(guān)鍵問題，彌補(bǔ)了現(xiàn)有壓風(fēng)自救裝置的缺陷與不足?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】：[1]邱愛平．壓風(fēng)自救系統(tǒng)及裝置在井下避災(zāi)中的應(yīng)用與不足[