矿井永久避难硐室电气设计剖析

王芳

摘要：矿井永久避难硐室是指在井底车场、水平大巷、采区避灾路线等处设置具有紧急避险功能的专用巷道硐室。在煤矿井下发生灾害事故时，矿井永久避难硐室为井下工作人员的生命安全提供了重要保障，因此，矿井永久避难硐室的电气系统设计具有重要意义。文章从矿井避难硐室的概述出发，分析了矿井避难硐室相关的电气设计。

关键词：矿井；永久避难硐室；电气设计；紧急避险；井下避难系统 文献标识码：A

中图分类号：TD822 文章编号：1009-2374（2015）17-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.082

当矿井发生灾害事故时，将会对井下工作人员的生命安全构成严重威胁。同时，国务院发出的《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》和国家安全监管总局国家煤矿安监局发出的《关于建设完善煤矿井下避险“六大系统”的通知》中均强调了避难硐室建设的重要性，由此看出，在井下设置避难场所势在必行。下面就矿井永久避难硐室电气设计进行分析。

1 矿井避难硐室概述

矿井发生灾害事故后，井下工作人员可以通过自救器进行自救，但由于自救器的有效时间较短，难以确保井下工作人员能在短时间内到达相对安全的位置，尤其是井下含有大量的有毒有害气体，更会对井下工作人员的生命安全带来危害，因此，在矿井设置避难硐室具有十分重要的意义。矿井避难硐室可以分为临时避难硐室和永久避难硐室两种情况，其中临时避难硐室主要设置在井下采掘区域或者采区避难路线上，主要为采掘工作面及其附近区域服务，其服务时间较短；永久避难硐室是指在井底车场、水平大巷、采区避灾路线等处设置紧急避险功能的专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，其服务时间较长。

2 矿井永久避难硐室电气设计

2.1 气体监测监控系统设计

永久避难硐室需要配备独立的监测仪器，以确保在发生紧急事故后，工作人员在避难过程中，可以对避难硐室内的氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、湿度、温度以及避难硐室外的氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、温度等进行监测。矿井永久避难硐室内、外气体监测监控系统设计时，要将气体监测监控系统接入全矿井安全监控系统。气体监测监控系统主要由安全监控分站、电源线、矿用隔爆兼本质安全型多路电源、支线传输线路、干线传输线路等组成。永久避难硐室气体监测监控系统设置3个监控分站，其中在避难硐室两出口的室外处各设置1、2号监控分站，3号监控分站设置在避难硐室室内，3个监控分站均设置低浓度瓦斯传感器，当氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体浓度达到报警值以后，会发出报警信号。避难硐室气体监测监控系统的监控分站采用RS-485总线与矿井安全监控系统连接，并将传感器采集到的相关数据信息传输到安全监控中心。

2.2 通信联络系统设计

矿井的通信系统延伸到井下紧急避难场所，因此，在矿井永久避难硐室中设置直通调度室的通信电话，且该线路为专用线路，不允许接其他分机。通信系统主要由矿用安全电话机、通信电缆、矿用安全通信电缆分线盒等部分组成。永久避难硐室的通信联络系统不仅要实现有线通信，还需要设置无线通信接口，以确保有线通信设备发生故障后，无线通信设备仍可与外界保持

联系。

为实现对井下流动工作人员的数量、方向、区域等信息进行实时监测，保障井下工作人员的安全，需在井下设置人员定位系统。永久避难硐室人员定位系统设置相应监测分站，在其附近区域合理配置无线收发器及定位器，该分站接入矿井人员定位系统。当事故发生时，可通过该系统提供的信息，快速了解井下待救人员的具体情况，及时准确地做出救援方案，提高救援效率，减少井下人员伤亡。

2.3 永久避难硐室配电系统设计

永久避难硐室的供电按一级负荷考虑，并由三级电源保障组成，其中井下AC660V动力电源为一级电源保障、避难硐室内部电池组为二级电源保障、从地面引入的AC660V电源为三级电源保障。一级电源引自井下动力线网，主要为永久避难硐室内的传感器检测系统、降温系统、信号采集系统、备用电池等提供动力电源；当永久避难硐室的一级电源发生故障无法正常工作时，二级电源就会成为避难硐室用电设备的电源，并且避难硐室内部的用电设备会自动转为省电模式，二级电源的供电时间至少要保持120h；当矿井发生灾害，一、二级电源供电中断时，三级电源会为避难硐室的用电设备提供电源，同时向二级电源充电，确保避难硐室内的各项系统正常运行，并为矿井灾害事故的救援提供准确信息。

2.4 永久避难硐室照明系统设计

永久避难硐室照明系统主要由LED便携式矿灯、AC127V防爆日光灯、声光报警器、荧光棒等组成，其照明系统主要是由室内照明综保装置提供电源，电压等级为127V。矿井发生灾害后，需节省避难硐室用电，故选用节能环保的隔爆兼本质安全型LED照明灯具。避难硐室内至防爆灯具和防爆开关的线路均需要明敷，同时对进出硐室线缆所穿的钢管进行严密封堵。永久避难硐室还需配备额定人数1.5倍的自救器和0.5倍的灯具，为井下工作人员的安全逃生提供保障。对于避难硐室室外，需要设置相应的反光标志，这样井下工作人员就能在黑暗的环境中找到避难硐室的位置；在避难硐室室外还需要设置两个安全性的频闪灯，频闪灯需要具有良好的穿透性和亮度，这样就能为工作人员的逃生提供指示。

2.5 永久避难硐室电气设备接地系统设计

永久避难硐室内设置接地保护，从而为避难硐室内电气设备的安全使用提供可靠保障。永久避难硐室内所有电气设备的开关、金属外壳、穿线钢管等都需要与接地线可靠连接，同时还要与井下总接地干线可靠连接，以确保电气设备发生漏电现象时，不会对井下工作人员的人身安全带来危害；永久避难硐室附近合理设置局部接地点，该接地保护装置中任一接地点的接地电阻不超过2Ω。永久避难硐室内所有手持式电气设备和局部接地极之间的接地连接导线电阻不超过1Ω。

2.6 工业电视设计

目前，永久避难硐室电气系统设计中，虽未明确规定设置工业电视，但其对营救井下被困工作人员具有十分重要的作用，因此，避难硐室电气系统设计可根据实际情况，合理设置工业电视。避难硐室内的工业电视系统接入整个矿井的视频监视系统，对避难硐室内部情况进行实时记录。当矿井发生事故后，如果避难硐室内工业电视系统和主系统的通信没有受到破坏，则地面上的救援人员可以通过视频监视系统了解井下避难人员的状况；如果通信受到破坏，则救援人员也可根据视频监视系统记录的画面，分析判断当时井下避难人员的状况，为营救方案的制定提供重要依据。

2.7 永久避难硐室电气设计的相关建议

在避难硐室电气设计过程中，如果避难硐室设置有地面钻孔，且钻孔深度较深，可以采用钢丝悬挂的方式对硐室中的电缆、光缆进行保护；如果避难硐室中没有设置地面钻孔，要防止在灾害发生后进出硐室的电缆、光缆受到破坏，对避难硐室的正常使用造成影响，故采用埋地敷设的方式对缆线进行保护。

3 结语

当矿井发生事故灾害后，永久避难硐室可为井下工作人员提供更大的还生可能，因此永久避难硐室的电气设计是井下避难系统的重要组成部分，优化避难硐室电气设计方案可使避难硐室的援救功能更加完善，实用性和可靠性大大提高，为井下待救人员的人身安全提供一份可靠保障。

参考文献

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（责任编辑：王 波）endprint