紧急避险系统的建设和发展

安标国家中心杨大明博士/研究员Tel：010-84264971,84264266-803Web:@chinasafety.gov.cnAdd.北京市和平里青年沟路5号，1000132010.09.01国内外紧急避险系统的建设与发展主要内容1井下紧急避险系统的作用与功能定位2井下紧急避险系统的组成与基本类型3国外井下紧急避险系统的发展4井下救生舱国内外研发基本情况5井下救生舱的基本要求与安全标志管理6相关意见建议紧急避险系统是井下安全避险六大系统的核心内容1井下紧急避险系统的作用与功能定位煤矿井下安全避险六大系统紧急避险压风自救供水施救通信联络监测监控人员定位紧急避险系统是矿工生命安全保障系统，生命工程在井下发生突出、火灾、爆炸、水害等突发紧急情况时，在逃生路径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的遇险（幸存）人员提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体；对内能为遇险人员提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件；并为应急救援创造条件、赢得时间紧急避险系统是突发紧急情况下井下人员无法逃脱时的最后保护方式，为被困矿工提供维持生命环境，使其与救援人员联络获得逃生方式，或等待救护队到达，促进提高获救的成功率1井下紧急避险系统的作用与功能定位2井下紧急避险系统的组成与基本类型基本组成井下紧急避险系统个体防护临时避难所固定避难所自救器、矿灯、通讯设备救生舱、临时避难硐室等永久性避难硐室矿山井下的三级防护体系固定式避难硐室钻孔通风式自备氧式可移动式救生舱硬体式软体式分节组装式一体式为硐室开凿直通地表的大直径钻孔无直通地表的钻孔，自备供氧设施软体式组合式井下避难所2井下紧急避险系统的组成与基本类型避难所的基本类型提供紧急避险空间，并可通过牵引、吊装等方式实现移动，以适应采掘工作要求钻孔通风式避难硐室避难所备用风机大直径钻孔主井进风井筒井下大巷地面两道密闭门采用两道风门结构，以便形成风障钻孔直径60～200mm，灾变情况下在地面通过专用压风机向避难硐室压风设置通讯、警报、急救设施自备供氧设施（化学氧或压缩氧）有害气体处理、温湿度控制检测、通讯、照明、指示、急救，食品自备氧式避难硐室在巷道之间建立的避难硐室在巷道旁侧建立的避难硐室预留专用煤柱建立的避难硐室工作面之间建立的避难硐室避难硐室的设置方式硬体式救生舱用钢材等硬质材料制成一体式、分节组装式等类型救生舱在井下的布置Air,WaterandFoodAirTanksOxygenTanksPackedShelter软体式救生舱采用阻燃、抗静电、耐高温帆布等软质材料制造，在突发紧急情况下依靠快速（几十秒至几分钟）自动充气膨胀架设软体式救生舱了解的基本情况避难所的类型，由矿井根据自身的特点自主选择，以满足矿工在突发紧急情况下的避险需要为原则根据所了解的情况，南非煤矿以避难硐室为主根据有关考察报告，美国目前煤矿井下配备避难所1193台（个）。其中：软体式救生舱1000台（占80%以上）；硬体式救生舱123台；避难硐室70个根据中科院岩土所专家的相关报告，加拿大煤矿采用固定与可移动相结合的方式；可移动式救生舱以硬体为主，软体应用较少；固定硐室与救生舱的比例约为1:5从中国煤矿进行救生舱等避险设施试点建设的探索看，似乎建议采用“固定＋可移动”方式的居多数自救器•中装有储物架，可容纳50个备用自救器（包）•有一个进口门和一个出口门，以供矿工通过•每个门上装有厚重塑料门帘，减少污染物进入主舱逃生中继站（过渡站）•350bar储气瓶•5接口充气面板•60min空气呼吸器充气时间45～75s空气呼吸器逃生快速加气站根据近期专家考察，澳大利亚煤矿较多使用“空气呼吸器＋加气站”的方式，通过快速加气站提高续航能力加拿大：自1928年的Hollinger矿火灾（39人死亡）后，就出现初期避难所，利用压缩空气通过面罩提供O2；后来出现了有害气体处理系统，处理空气中的CO和CO2；自1980‘后，在金属矿山得到广泛应用，现被法律强制建立南非：自1970‘就出现避难所；1986年Kinross金矿矿难（死亡177人）后，法律强制井工矿山必须设立避难所。南非煤矿开采深度浅，一般采用硐室＋大直径钻孔方式澳大利亚金矿自2000年一直使用可移动式救生舱，目前已是法律的基本要求印度、英国、德国、法国等也在研究和应用避难所。从使用情况看，早期主要用于金属矿山，煤矿应用很少，认为煤矿在灾变时期容易发生火灾或爆炸，人员应尽可能撤离。目前，越来越多的国家规定煤矿也必须设立避难所3国外井下紧急避险系统的发展对国外紧急避险系统发展的几点认识建立井下避险设施是各国的法律规定、通行做法、安全生产的客观需求，已经并正在发挥重要作用从矿井整体安全角度考虑避险设施布局、建设和管理，有整体设计；应对矿井全覆盖，井下所有人员均有避险空间避险设施类型，应考虑服务区域特点及可能发生灾害类型避险设施位置，应考虑服务区域特点，灾变时期人员抵达难易程度和所需时间，佩用自救器防护时间，岩体稳定性和支护有效性避险设施防护时间，36~96h，根据救援所需时间等确定建立规章、专人管理，始终完好、时刻能用将安全使用避险设施作为培训和演练重要内容，人皆会用4.1国外救生舱开发情况南非：Survivair-RRC，硬体式美国：STRATA：硬体舱、软体舱、中继站ChemBio：主要为软体舱澳大利亚：MineARC：硬体舱加拿大：RANA：硬体舱、空气供给与废气处理设备德国：DREGER：硬体舱、快速充气站英国：Molecular：有害气体处理设备4井下救生舱国内外研发基本情况4.2国外救生舱的基本特点具备基本功能，包括气密、隔热、防护、供氧、有害气体去除、环境监测、通讯指示等，但具体指标不同防护时间：24~48h，MASH规定96h，但认证尚在进行舱体强度：未见抗爆、抗冲击具体指标(MASH规定15psi)电源：美国、澳洲倾向无源(非煤有源)；南非用铅酸蓄电池供氧：南非多用化学氧；美国、澳洲、加拿大多用压缩氧空调：早期无，随着防护时间和环境适应性要求的提高，降温系统可能成为必要组件。主要4种方式：电力空调、蓄冰降温、液态CO2汽化、通风降温舱内空气流动：具备促进舱内空气流动的相关措施过渡仓结构：必要要求国家安全监管总局、国家煤矿安监局将救生舱研究列入国家“十一五”科技支撑计划目前超过20家单位从事相关产品研发通过专家鉴定3家：北科大(重生科技)煤科总院安全分院(上海鹏燕)煤科总院沈阳院(MineARC)取得安全标志(新产品)1家：北科大(重生科技)软体式救生舱主要研发单位（3家）：煤科总院（上海鹏燕）中煤机械集团西安新竹防灾救生设备有限公司4.3国内井下救生舱开发情况硬体式救生舱主要研发单位（14家）北科大(重生科技)煤科总院沈阳院(MineARC)中煤机械集团中国矿大(无锡永神利)中煤电气集团（STRATA）煤科总院重庆院无锡信诺视听设备有限公司济宁恒泰矿业科技有限公司天津鸿绪工贸有限公司青岛华盾生命保障设备公司西安东风仪表厂西安新竹防灾救生设备公司武昌船舶重工有限公司中平能化机械制造有限公司避难硐室用设备主要研发单位（4家）北京众生洲矿业科技中心煤科总院沈阳院煤科总院重庆院北京凌天世纪自动化有限公司4.3国内井下救生舱开发情况具备高起点。在充分借鉴国外成功经验的基础上，将潜艇、船舶、高楼逃生等领域高新技术用于井下避险设施研发产学研紧密集合，相关领域单位积极参与积极开展国际合作，借鉴、吸纳国外先进技术处于研发探索初期救生舱是生命工程，应实用、安全、可靠，尽可能采用能够提高可靠性的高技术成果技术引进或相关领域技术采用尚处于组装、仿造、借用阶段大部分救生舱未经实践检验，需通过实用不断优化调整尚未建立产品标准和设计、安装、使用、维护、管理规范4.4国内井下救生舱研发基本特点5.1救生舱基本要求1.有明确具体的适用条件和范围，包括适用的灾情、灾种、灾区及海拔高度、环境条件、井巷空间尺寸等，并在产品标准、使用说明书、产品的永久性安全使用须知中注明2.具备安全防护、O2供给、有害气体处理、温湿度控制、通讯、照明及指示、生存保障等功能，保证在无外部支持条件下维持舱额定避险人员生存（即额定防护时间）96h以上3.有足够的强度、防护能力、气密性和防止有毒有害气体侵入的能力；提供生存空间不低于每人0.8m3，且总有效容积不低于8m35井下救生舱的基本要求与安全标志管理4.配备灾变时期空气供给装置或设施，在额定防护时间内提供人均供风量不低于0.3m3/min，O2在18.5%～22.0%之间，并保证避难所内部始终处于正压状态，以防止有毒有害气体渗入。同时应具备接入矿井压风系统的接口5.应具有内部空气循环系统，流量宜在20L/min以上6.避难所应具备所内外环境参数检测仪器，至少应对避难所内的CO、CO2、O2、CH4，所外的CO、O2、CH4、CO2、温度等进行检测或监测7.井下避难所应设有与矿（井）调度室直通的电话5.1救生舱基本要求8.配备在额定防护时间内额定人员生存所需要的食品和饮用水，食品配备不少于2000kJ/人·天，食用0.5L/人·天9.有必要的照明，并有急救箱、工具箱、灭火器、人体排泄物收集处理装置等设施设备；救生舱外应有清晰、醒目的标示10.应选用抗高温老化、无腐蚀性、无公害的环保材料。救生舱外体颜色在煤矿井下照明条件下应醒目，宜采用黄色或红色。同时，应设置明显的安全荧光条码5.1救生舱基本要求认证依据：《煤矿井下避难所（救生舱）基本要求》（试行）认证模式：按新产品程序，技术审查＋产品检测检验认证条件：1）明确产品使用环境，适应的灾情灾种，方便矿山选购使用2）申请人有足够的能力和技术手段保证产品质量和安全可靠3）经计算和试验验证，满足认证依据相关要求，有相关证明文件，包括设计计算书、试验报告、权威专家论证意见等4）产品执行标准、配置表、图纸、使用说明书，产品样品5）进口产品所在国认证材料和认证文件认证时限：保证在认证各环节，对救生舱产品优先安排5.2井下救生舱的安全标志管理避险设施发挥作用需要一定条件和保障措施遇险（幸存）人员有充足时间使用避险设施遇险（幸存）人员有必要条件使用避险设施遇险（幸存）人员有能力使用避险设施，人皆会用安全避险设施应时刻处于完好状态，随时能用设备配套，系统完整，与其他安全避险系统形成有机整体有完整救援计划NIOSH在关于救生舱的报告中指出：救生舱挽救生命的可能性，只有在煤矿经营者结合救生舱制定全面的逃生救援计划的情况下才会实现6相关意见建议矿井应根据自身的特点和可能发生的灾害事故类型，有完整的紧急避险系统设计避险设施类型：永久或临时，避难硐室或救生舱避难设施布局：整体性，与采掘工程的协调避难设施建设：建造标准、验收、试运行避难设施与其他系统的有机整合：监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络、供电保障避难设施的维护、保养、配品更换、淘汰：保证始终完好、随时能用培训与演练：保证人皆会用救援计划：矿井灾害预防与处理计划、重特大事故应急预案避险设施的具体建造（存放）位置的选择应确保使用安全设置在正常避灾路线上，遇险人员、救护队员均容易到达遇险人员进入避险设施所需时间应在自救器的维持时间内，并有富余远离潜在岩崩、淹井、火灾、爆炸等危险的区域，如变电站、炸药库、燃料存贮设施或停车场等岩体安全，支护良好，附近无杂物堆积保证备用状态下的通风、安全考虑人员避险过程中的心理安全在矿井相关图件中准确标注逃生路线和避险设施位置，并及时更新救生舱研发应充分考虑矿井特点、紧急避险需求，在保证高可靠性的前提下力求实用、高技术含量明确救生舱的适用范围和适用对象必须经过详细的理论计算、试验验证，研发单位应具备相关知识储备、技术储备和必要的试验研究手段技术引进或相关领域技术的采用应根据中国煤矿的特点，借鉴