矿井下避难硐室设计、施工概述

贺宏伟

（北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013）

1 永久避难硐室的选址

（1）避难室应设置在稳定的矿层中，避免了地质构造带、高温带、应力异常区和水渗透性危险区。

（2）前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。

（3）在特殊情况下，当需要在煤层中安排时，应有控制有毒气体涌出措施。

（4）尽量靠近辅运大巷，易于得到救援，快速撤离到地面。

图1 永久避难硐室选址示意图

根据同忻矿的实际情况，在井下一盘区辅运巷与皮带巷间的五联巷布置1个100人的带地面钻孔的永久避难硐室，如图1所示。

2 永久避难硐室的构建及设计

2.1 区域划分

避难硐室内部分为过渡室和生存室。过渡室的功能是防止有毒有害气体进入室内，并在过渡室内设置气幕隔离系统和卫生设施。

2.2 规模尺寸

①规模：根据矿井下实际情况，布置为100人的规模。②尺寸：避难硐室设计为总长度为32m，其中两侧防火防爆区域各长0.5m，2道外墙均厚0.8m，2道内墙均厚0.6m，过渡室净长2m，生存室长28m，硐室断面上部为半圆拱形下部为直墙，净宽4.1m，墙高1m拱高1.7m，钻孔小硐室长5.4m,宽4.1m。

2.3 支护方式

根据实际情况,整个硐室截面初步设计塑造成直墙半圆拱,根据截面形状和传统的经验,避难硐室内部支撑方式分别为锚网（索）联合支护;喷射混凝土层;钢筋层。

3 永久避难硐室内配套系统

为了使避难人员的内部人员的生存和设备的正常运行，系统设置如下∶消防系统、风幕喷淋系统、空气净化除湿系统、供氧系统、冷却系统、生命保障系统、配套系统、压缩空气系统、排气系统、给排水系统、排气系统、监控系统、通信系统、人员定位系统、视频监控系统、供电系统。

3.1 防火密闭系统

防火防爆系统包括防火防爆密闭门和防火隔墙，设置在避难室两侧，可承受冲击波1.0mpa。防爆密封门具有灵活、快速、手动和关闭的特点。

防火防爆门尺寸为1054×1634mm厚，132mm厚。门框的结构是矩形的整体类型，门框的设计用加强板加强，使门板具有足够的抗压变形能力。

3.2 气幕喷淋系统

空气幕喷水灭火系统安装在外部防护门入口处，防止有毒有害气体进入室内污染空气。

3.3 空气净化及除湿系统

利用自行研制的化学试剂快速清除室内有毒有害气体，可在20分钟内将一氧化碳从400ppm降至24ppm以下，以保证可吸入气体的安全。

空气净化和除湿系统采用先进的主动吸收水和低饱和蒸汽压控制水技术,有效地吸收空气水分,组件移除水分的速度快于身体产生水分速度,迅速降低相对湿度和相对湿度保持在50%以下,使避险人员感到更舒适安全。

3.4 供氧系统

在避难室采用“多供氧”方法，以保证室内疏散人员的呼吸需要，包括钻孔压风、井下压风和压缩氧气系统。供氧系统采用自行研制的恒流装置，稳定可靠的供氧保证，保证氧浓度为18.5%至23%。不需要人工干预。

4 永久避难硐室地面钻孔的施工设计

4.1 地面钻孔介绍

在永久避难洞的上部施工地面钻孔，引入给水管道和液体管路、通信电缆和电力电缆、氧气和能源，确保室内避险人员的安全。钻孔的服务年限与避难硐室的服务年限一致。

通过钻孔，引入地面压风管路，通过一个三通与避难硐室内的压风自救系统主管路相连，并在三通上设置2道阀门，当井下压风破坏时，开启钻孔压风管的阀门，关闭井下压风阀门，实现避难硐室内的氧气供给。

通过钻孔，使用电话与避难硐室内的避险人员保持通讯畅通，该电话线直通地面调度室。

4.2 钻孔特点

在永久避难室设置地面钻孔主要优点是提供风和给水线路、通信电缆和供电电缆，以实现氧气、能源、通信和电力的双重供应，为井下避险人员提供了强有力的安全保障。

4.3 钻孔的设计和施工注意事项

（1）钻孔套管的选择：应考虑到套管内部要下放风水管路、强弱电电缆等管线直通井下避难硐室，经测算同忻矿钻孔套管选择Φ245mm＊12mm的套管。

（2）钻机的选择：考虑到地面钻孔施工场地局限性和地面钻孔钻进施工到硐室旁边必须穿透巷道顶板两方面的因素，应弃用普通的泥浆循环钻机，选用空气冲击钻机。

（3）钻孔施工过程的难点：地面钻孔施工过程中会遇到钻孔过采空区、和钻孔出现偏斜等两方面的技术难点，要从开始施工时就编写相应的施工技术措施以应对上述施工中遇到的问题。

[1]张大明,马云东等.矿井避难硐室研究与设计.[J]中国安全生产科学技术.2009,5（3）.

[2]张为,赵宏伟等.煤矿避难硐室设计研究[J]建井技术2011,32（4）.