地下矿山紧急避险设施的方案研究

李丹

近年来我国经济持续、快速发展，对矿产资源的需求量剧增，矿产资源勘探、开发力度不断加大，矿井生产规模、开采难度进一步增加，非煤矿山安全生产面临严峻的形势和挑战。据统计，截至2015年底，全国共有生产矿山75937座，在建矿山10239座；生产矿井：按矿产资源分，金属矿6874座，占9.05%；非金属矿67716座，占89.18%。

为了避免和减少地下生产矿山安全生产事故的发生，根据《国家安全生产监督管理总局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》的要求，水文地质条件中等及复杂有透水风险的地下矿山，生产中段在地面以下垂直高度超过300m的矿山，距中段安全出口超过2000m的生产中段，均应设紧急避险设施。

一、紧急避险设施介绍

紧急避险设施是指永久性和便携式安全救生舱，为井下遇险人员提供一个安全和可以呼吸的环境，安全救生舱的基本功能是一旦井下发生岩崩、火灾、透水、爆炸等事件时，能够防止有毒气体的进入，并提供呼吸空气的来源，以保持生命。已经成为井工矿逃生和救援策略的一个必要的部分。

目前，国内矿山主要使用的应急避难设施主要有以下三种类型：

（1）永久性固定避难所：在矿井巷道两侧地层中直接挖掘而成，主要布置在主巷或逃生路线上。利用贯穿到地面的钻孔，向避难所内持续提供输送新鲜空气，并实现与地面的通讯。

（2）临时性固定避难所：在矿井工作面附近的巷道中挖掘而成，依靠氧气瓶等设备为避难所提供一定时间的氧气。当该工作面停产后，临时性避难所即被废弃，避难所内密封门、氧气瓶、通讯、监测仪器等设备被转移到新的临时避难所中。

（3）可移动式救生舱：多数为舱体式结构，具有行进装置或者吊装、拖曳部件，能在巷道中移动，随工程进度不断改变位置。氧气瓶、通讯、监测仪器等设备均安装在舱体内。

紧急避险设施的选址，必须从工作地点到避难所行走难易程度，如巷道高度、倾角、设备设施布置、人员方向迷失的可能性等；逃入避难所所需时间；随身佩戴自救器维持时间。紧急避险设施的容积，应能够容纳该服务区域内可能出现的所有人员，且每人占有容积不小于0.6m3。紧急避险设施结构，为两道风门结构，以便形成风障，防止有毒有害气体侵入。内部应具备的设施，必须有供氧、通讯、报警设备及自救器、饮用水等，有效防护时间8～24h。

为了帮助矿工在低可视的环境下进入避难所，一般应采用三种指示：声指示：在避难所入口设置警报器；光指示：在避难所入口处设立报警灯；物理指示：从工作地点到避难所设置生命绳。

二、辽宁某矿井下30人避灾硐室建设方案

（一）选址

设置在井下350m中段井底车场附近。

（二）避灾硐室平面布置

总体：长×宽×高16.2mX3.5mX2.7m：過渡室：长×宽×高=2m×3.5m×2.7m；生存室：长×宽×高10.2m×3.5m×2.7m：卫生间：长×宽×高=1.5m×1.5m×2，2m：备用蓄电池室：长×宽×高=1.5mX2mX2.2m；应急器材、食品、氧气瓶间：长×宽×高=2，5m×3.5m×2.7m。

（三）支护方式

根据选址处岩体的硬度及矿压情况，整个避灾硐室断面形状为直墙拱形，硐室内壁采用素喷浆支护。

（四）系统构成

（1）防火防爆系统。避难硐室的防火防爆系统包括防火防爆密闭门和防火防爆密闭墙，要求该系统能够高温和抗冲击波的破坏。要求防爆密闭门的开启应遵循灵活、快捷、手动、密闭性良好等原则。第一道密闭墙掏槽深度为0.3m，防火防爆密闭墙厚度1_Om；第二道密闭墙掏槽深度0.3m，密闭墙厚度0.5m。上述两道密闭墙必须四周掏槽，并施工锚杆与周边岩体密室。密闭墙均为钢筋混凝土结构。

（2）密闭缓冲系统。避难硐室内的密闭缓冲系统包括外层防爆密闭门、墙；缓冲空间内的二道密闭门；避难硐室四周的密闭缓冲层。该系统能够防止毒害气体的渗入，缓解矿压和周围采动对硐室整体结构和支护的破坏。

（3）气幕、水幕隔绝系统。外层防护门入口处上方设置的气幕、水幕系统能够有效防止毒害气体伴随避难人员的进入而污染避难硐室内部的空气，防止火苗进入避难硐室。

（4）供氧系统。自供氧式避难硐室采用“多级供氧”方式，保证硐室内部的氧气需求。包括井下压风供氧和氧气瓶供氧。

（5）通信系统。保证硐室内至少两种有线通讯方式，矿用电话2台，矿用红外线摄像仪2台，利用现有的电话并结合灾害报警系统，及时汇报避难硐室内的人员情况，等待救援的到来。

（6）监测监控系统。避难硐室内多合一监测监控设备能够同时监测硐室内部及外部的CO、CO2、O2、温度和湿度的含量变化，并在以上环境参数超限时发出警报功能，提醒硐室内的人员采取相应的措施保证环境的稳定。设置数据接口，与井上监测平台对接，将检测到的舱内气体环境参数传输到井上。设置人员管理系统终端2台，以监控避难人员数量。

（7）附属系统。附属系统能够保证救援人员到来之前，维持硐室内避难人员的基本生活需求，包括照明系统、动力系统、水、食物、卫生设备、标志标识、急救箱、灭火器、自动苏生器、自救器等。

三、对紧急避险设施建设的几点建议

救生舱等避难所是生命工程，要求高技术含量和高可靠性。相关技术装备的引进和相关领域技术的采用应根据中国矿山的特点，在设备研发过程中虽经大量试验，也需通过实用不断优化调整，以最大限度保证避险人员的生命安全。

具备较高起点。在充分借鉴发达国家成功经验和做法的基础上，将潜艇、船舶、高楼逃生等领域的一些高新技术用于井下避险设施的研发。

相关领域的单位参与。除传统矿用产品研发领域的单位开展研发外，相关领域的机构参与紧急避险设施的研究，尤其是移动式救生舱研究，推动整体水平的提高。