1、陜西某能源有限公司某煤礦建設工程井下安全避險“六大系統”設計方案2011年4月1 任務來源12 井下安全避險“六大系統”建設的必要性和緊迫性13 本次井下安全避險“六大系統”設計范圍34 某煤礦井下安全避險“六大系統”設計34.1 基本情況34.2 井下安全避險“六大系統”設計81任務來源按照國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知（國發201023號）以及關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知（安監總煤裝2010146號）的要求，北京華宇工程有限公司受陜西某能源有限公司某煤礦委托，根據煤礦井下安全避險“六大系統”的相關技術規范，編制本礦井“六大系統”設計方案。2井下安全避險“六大系

2、統”建設的必要性和緊迫性2010年7月19日，國務院為進一步加強國家安全生產工作，全面提高企業安全生產水平，下發了國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知（國發201023號）。提出了煤礦和非煤礦山企業3年內建設完成“六大系統”的要求。2010年8月24日，國家安全監管總局國家煤礦安監局按照國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知中關于“煤礦和非煤礦山要制定和實施生產技術裝備標準，安裝監測監控系統、井下人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救系統、供水施救系統和通信聯絡系統等技術裝備，并于3年之內完成”的要求，為建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”，全面提升煤礦安全保障能力，下發了國家安全監管

3、總局國家煤礦安監局關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知（安監總煤裝2010146號）。2011年1月25日，為深入貫徹落實國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知精神，規范煤礦井下緊急避險系統建設管理工作，充分發揮井下緊急避險系統在安全避險中的重要作用，國家安全監管總局、國家煤礦安監局制定了煤礦井下緊急避險系統建設管理暫行規定，并下發了國家安全監管總局國家煤礦安監局關于印發煤礦井下緊急避險系統建設管理暫行規定的通知（安監總煤裝201115號）。2011年3月21日，為深入貫徹落實國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知精神，規范和推進煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善工作，國家

4、安全監管總局、國家煤礦安監局研究制定了煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范（試行），并下發了國家安全監管總局國家煤礦安監局關于印發煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范（試行）的通知（安監總煤裝201133號）。通知再次強調了2012年6月底前，所有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井，中央企業所屬煤礦和國有重點煤礦中的高瓦斯礦井、開采容易自燃煤層的礦井，都要完成“六大系統”建設完善工作；2013年6月底前，所有煤礦全部完成“六大系統”的建設完善工作。2011年4月8日，為加快推進煤礦井下安全避險“六大系統”建設，切實落實國家安全監管總局國家煤礦安監局關于建設完善煤礦井下安全避險“

5、六大系統”的通知對“六大系統”建設完善的時限要求，國家安全監管總局辦公廳國家煤礦安監局辦公室下發了關于開展煤礦井下安全避險“六大系統”檢查的通知，在全國范圍內組織開展煤礦井下安全避險“六大系統”檢查。檢查主要內容是： 煤礦企業“六大系統”建設完善規劃制定情況，煤礦“六大系統”設計方案編制情況。 所有煤礦監測監控系統、壓風自救系統、供水施救系統和通信聯絡系統建設完善工作完成情況。 中央企業和原國有重點煤礦企業井下人員定位系統建設完善工作完成情況；其他煤礦井下人員定位系統建設完善工作進展情況。 緊急避險系統建設完善工作進展情況。檢查分為2個階段進行。第一階段（4月中旬至4月底），為煤礦企業自查階段

6、；第二階段（5月份），為有關部門聯合檢查階段。3本次井下安全避險“六大系統”設計范圍本礦井井下安全避險“六大系統”設計范圍包括礦井達產時的三盤區（5-2上煤）、七盤4-3煤）、八盤區（5-2煤）。4某煤礦井下安全避險“六大系統”設計4.1 基本情況4.1.1 本礦井瓦斯、煤塵爆炸性及自燃條件某煤礦瓦斯等級為低瓦斯。各煤層煤塵均有爆炸性危險。2-2煤層屬易自燃煤層；3-1煤層屬不易自燃易自燃煤層；3-2煤層屬很易自燃煤；3-3煤層屬不易自燃煤層；4-3煤層屬不易自燃很易自燃煤層；4-4煤層屬不易自燃煤層；5-2上煤層屬容易自燃煤層、5-2煤層屬容易自燃煤層。4.1.2 礦井初步設計中“六大系統”

7、設計情況4.1.2.1 井下監測監控系統本礦井設計建設一套多層次、多功能的綜合監控系統網絡，使不同功能的應用系統進行信息聯通與共享，并協調有序地運行，以充分利用各監控子系統的信息資源和設備資源，為礦井管理與決策提供準確的基礎數據。其中與井下安全監測監控系統有關子系統包括：（1）綜合監控系統網絡本礦綜合監控系統主干網絡采用1000Mb/s工業以太環網結構，由2個環形網組成，采用2芯光纖傳輸，井下一個環網，地面一個環網，兩個環網通過核心交換機相連構成礦井監控系統網絡，該網絡運行在一個相對獨立的網段中，與礦管理局域網相聯，并通過網絡安全設備互相隔離，統籌制定合理有效的網絡安全策略。井下環網交換機設于

8、三盤區變電所、5-2上煤機頭變電所、八盤區變電所、5-2大巷膠帶機頭變電所、八盤區變電所。（2）調度中心綜合自動化系統通過綜合監控系統網絡，建立礦井監控及自動化系統管理平臺。礦井調度中心設于辦公樓，主要設備配置及功能如下：配置2臺生產信息管理平臺服務器、1臺WEB服務器及相應軟件，負責全礦井實時監控信息的管理及歷史數據的查詢；配置2臺數據采集服務器、1臺實時數據庫服務器、1臺關系數據庫服務器、1套數據存儲系統等設備，并配置數據庫軟件,以隨時記錄系統內各參數、狀態的變化；配置網管服務器、網絡管理終端設備及網絡管理軟件，以實現綜合監控系統網絡拓撲結構設置、故障診斷和性能管理等功能；配置8臺調度工作

9、站及相應軟件，對各子系統進行顯示、報警、控制等。根據礦井生產管理的需要，可在礦井調度中心對礦井各子系統的數據進行實時采集，并進行存儲、分析、處理，完成遙測、遙信、遙控、超限報警、打印等功能，實現全礦井的綜合自動化、管控一體化。各子系統主機或硬件設備以10M/100M/1000Mb廂準以太網接口就近與環網交換機相聯，符合TCP/IP網絡模型及傳輸協議，并采用OPGNetDDE或ODBC等標準、開放的軟件接口協議。各子系統的可編程控制器（PLC）設備應盡量統一選型，便于聯網、維護與管理。（3）環境安全監控系統環境安全監控系統主機設于地面調度中心，選用工業控制計算機，雙機熱備份，并配置存儲、顯示、打

10、印等設備及監控軟件。主機通過傳輸接口采用總線方式與各分站通信。本礦為低瓦斯礦井，并有易自燃煤層，煤塵有爆炸危險。在井下采煤工作面、掘進工作面、主要巷道、機電硐室及地面生產系統煤倉等處設置各種傳感器，監測甲烷、一氧化碳、溫度、煙霧、風速、負壓等各類環境參數，監測水倉水位、風門開關、風筒開關、局扇開停等狀態參數。由各傳感器采集的監測信息，通過分站傳送到地面調度中心。當出現超限情況時，地面調度中心及現場均應有聲、光報警。通過遠程斷電器實現甲烷風電閉鎖、甲烷斷電、故障閉鎖及其它必要的控制，并配置饋電傳感器，對斷電情況進行監測。（4）火災束管監測系統配置1套束管色譜微機監測系統，由地面抽氣泵、氣體采樣控

11、制柜、束管專用色譜儀、分析儀器柜、雙通道24位A/D轉換器、32路系統輸出控制器、工業控制型微機等設備和井下束管、分路箱等組成，并配置系統分析控制軟件，通過束管取樣，分析采空區、密閉區及巷道中的氣體成分和濃度，實現對礦井自然發火情況的早期預測預報，為火區啟封及確定綜采工作面采空區的注氮數量和質量提供依據。束管監測系統監測室設于聯合建筑內。系統通過RJ45接口就近接入礦井工業以太環網，將信息上傳至礦井調度中心。4.1.2.2 井下人員定位系統（1）井下作業人員管理根據礦井安全生產管理的需要，設置1套井下作業人員管理系統。井下作業人員管理系統由識別卡、傳輸分站、無線讀卡器、監控主備機及系統軟件組成

12、。當持卡人或裝有識別卡的移動物體進入分站輻射區范圍時，識別卡被激活，識別卡將卡號傳回分站，并記錄在分站存儲器內。若干個定位分站將各處采集來的人員流動信息通過綜合自動化網絡傳入數據提取服務器。系統軟件經過處理，將進出礦井的人名、時間等信息顯示到計算機顯示屏，同時將系統定位數據顯示到計算機屏幕、大屏顯示系統，并可根據需要統計打印報表。上級單位可通過企業信息網遠程查詢相關信息。井下作業人員管理系統，可對煤礦入井人員進行實時跟蹤監測和定位，隨時清楚掌握每個人員在井下的位置及活動軌跡。如果發生災變，雙向呼叫識別卡可進行緊急尋呼，從監控終端上查詢事故現場的人員位置分布情況、被困人員數量、遇險人員撤退線路等

13、信息，為事故搶險提供科學依據。同時，也可利用系統的日常考勤管理功能，對礦井人員進行考勤管理。（2）大屏幕顯示系統在調度中心配置1套大屏幕顯示系統，由1組672X4DLW監控信息顯示系統，2組3刈臺42LCD晶監視器電視墻和1套LED（發光二極管）顯示系統組成，使調度人員對全礦井監控及自動化系統運行情況進行實時、靈活、清晰的多畫面、多信息集中監視。DLP大屏幕投影拼接系統，集信息搜集、傳遞、處理、切換、控制、顯示、決策于一體，采用國際先進的DLP高清晰度數碼顯示技術、投影墻無縫拼接技術、多屏圖像處理技術和控制技術，構成具有高亮度、高清晰度、高智能化控制、功能先進、操作方法先進的大屏幕顯示系統。通

14、過這套大屏幕投影拼接系統，可以實時觀看與監控系統有關的各種信息，包括GIS電子地圖、實時工業視頻監控信號、各種管理信息系統數據、各種歷史數據圖像以及計算機、電視、實物投影儀、DVD等信號源的信息和計算機網絡信息等多種信息，可隨時對各種現場信號和各類計算機圖文信號進行多畫面顯示和分析，及時做出判斷和處理，發布調度指令，實現實時監控和集中調度的目的。DLP大屏幕投影拼接系統設備包括DLP背投機投影拼接墻、多拼圖形控制系統、大屏幕應用系統管理軟件和信號控制與切換系統設備等。LED（發光二極管）顯示系統由LED顯示屏、控制主機、控制卡及軟件等組成，便于礦井名稱、時鐘、氣象及礦井重要信息的顯示。（3）工

15、業電視系統為能實時、直觀地了解礦井各主要環節的生產、運行情況，便于調度，設置一套礦井工業電視系統，工業電視墻設在礦井調度中心，由2組3>3臺42'等離子顯示器組成，可通過電視墻對井下重要的生產和運輸系統進行實時監視、及時調度。系統配置多路輸入視頻服務器、視頻矩陣切換器和分配器，可將現場傳來的每路視頻信號各分為兩路，一路送電視墻顯示，另一路送視頻服務器進行MPEG4數字壓縮編碼錄像。可設置多個不同地點進行實時、定時控制和錄像，并可同時回放8路錄像文件。通過監控系統以太網可實現遠程實時監視和控制，滿足單路、多路錄像文件的檢索查詢及傳輸。井下攝像機安裝位置為：在井下膠帶機頭、綜采工作面

16、、溜煤眼上下口、各變電所等處設本安型黑白光纖攝像儀，共19臺。系統至各攝像機的視頻信號主干線路均采用光纖傳輸方式，井下采用煤礦用阻燃光纜。也可采用將攝像點視頻信號數字處理后，就近接入工業以太環網，傳輸至調度中心的方案。但應滿足監控信息對傳輸帶寬、實時性的要求及視頻信號對顯示效果的要求。4.1.2.3 井下壓風自救系統在樸牛圪塔風井場地回風斜井西北部建設集中壓縮空氣站，通過管路向各用氣地點供氣。壓縮空氣干管選用6245X無縫鋼管，沿風井場地樸牛場塔回風斜井敷設，將壓縮空氣送至井下各用氣地點。地面管路埋地敷設，采用套管焊接連接；井筒管路采用套管焊接連接；井下其余管路均采用快速管接頭連接。4.1.2

17、.4 井下供水施救系統井下供水施救可利用消防灑水管道，供水水源引自工業場地的消防水池。消防灑水管道由主平碉下井，覆蓋井下全部巷道。消防灑水干管采用直徑DN100DN200勺鋼塑材質的管道。在膠帶運輸大巷、膠帶運輸順槽中每隔50m設置1個消火栓，在輔助運輸大巷、回風大巷等其它巷道中每隔100m設置1個消火栓。4.1.2.5 井下通信聯絡系統（1）井下有線通信為保證礦井通信的安全性、可靠性，本礦井采用行政通信與調度通信分設交換機的方案。本次工程新設200門數字程控調度交換機一套，設于辦公樓通信機房。具體分配為，井上調度通信100門，設置在礦井主要負責人、主要生產部門辦公室、各隊組辦公室、主要機房等

18、場所；井下調度通信100門，分別在井下中央變電所、水泵房、各采掘工作面、各機房硐室及井下避難硐室等重要場所布置井下調度電話，同時設置井下無線通信系統，作為有線調度通信在井下的補充和延伸，確保通訊線路安全暢通。井下電纜均采用煤礦用阻燃型通信電纜，電話機采用本安型。（2）井下無線通信井下設置一套煤礦無線通信系統，采用礦用PHS（個人手持電話系統）設備，作為礦井調度交換機用戶的延伸。系統由地面中心控制器、基站控制器、基站、手持機、電源等設備組成。地面中心控制器設于辦公樓通信機房。井下設4臺基站控制器，在膠帶運輸巷和輔助運輸巷設置礦用基站，配置手持機250部。可以滿足井下無軌膠輪車司機、檢修人員和重要

19、生產調度崗位等移動通信的需求，并提供緊急情況下報警及搶險救災的應急通信手段。為充分發揮該系統的作用，在地面設置1臺基站控制器，各場地設置基站，滿足場區內移動調度用戶的需求。地面中心控制器與礦井調度交換機采用E1接口連接。下井線路采用光纖傳輸方式。井下設備均為防爆型，光（電）纜采用煤礦用阻燃型。4.1.3 本礦井初步設計中有關“六大系統”內容評價某煤礦為國有高產高效現代化大型礦井，采用先進的設計思想及管理模式，原有的安全系統設施除井下緊急避險系統未涉及之外，其它“五大系統”均已初步建立。其中井下監測監控、人員定位及通信聯絡系統僅需將相關設備設施接入井下緊急避險設施即可達到要求；壓風自救系統需要根

20、據下井人員數量重新校核壓風量，根據達產時的采掘作業地點補充完善壓風管路，增加壓風自救裝置，并將壓風管路接入井下緊急避險設施；供水施救系統需要增加供水閥門，并將消防灑水管路接入井下緊急避險設施。4.2 井下安全避險“六大系統”設計4.2.1 建設完善井下安全避險“六大系統”的目標要求（ 1）建設完善井下監測監控系統按照煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范（AQ10292007）的要求，完善安全監控系統，實現對煤礦井下瓦斯、一氧化碳濃度、溫度、風速等的動態監控，為安全管理提供決策依據。強化系統設備維護，定期進行調試、校正，及時升級、拓展系統功能和監控范圍，確保設備性能完好，系統靈敏可靠。健全完善

21、規章制度和事故應急預案，落實值班、帶班人員責任，監測監控系統中心堅持24小時值班制度，當系統發出報警、斷電、饋電異常信息時，迅速采取斷電、撤人、通知作業等應急處置措施，充分發揮其安全避險的預警作用。（ 2）建設完善井下人員定位系統按照煤礦井下作業人員管理系統使用規范（AQ10482007）的要求，建設完善井下人員定位系統，并做好系統的維護和升級改造工作，保障系統安全可靠運行。所有入井人員必須攜帶識別卡（或具有定位功能的無線通訊設備），確保能夠實時掌握井下各個作業區域人員的動態分布及變化情況。進一步完善制度，發揮人員定位系統在定員管理和應急救援中的作用。（ 3）建設完善井下緊急避險系統按照煤礦井

22、下緊急避險系統建設管理暫行規定的要求，委托有相關設計資質單位進行緊急避險系統的整體設計。緊急避險系統應與監測監控、人員定位、壓風自救、供水施救、通信聯絡等系統相互連接，在緊急避險系統安全防護功能基礎上，依靠其他避險系統的支持，提升緊急避險系統的安全防護能力。緊急避險設施應具備安全防護、氧氣供給保障、有害氣體去除、環境監測、通訊、照明、動力供應、人員生存保障等基本功能，在無任何外界支持的條件下額定防護時間不低于96小時。緊急避險設施的容量應滿足服務區域所有人員緊急避險需要，包括生產人員、管理人員及可能出現的其他臨時人員，并按規定留有一定的備用系數。緊急避險設施的設置要與礦井避災路線相結合，緊急避

23、險設施應有清晰、醒目的標識。（ 4）建設完善壓風自救系統在按照煤礦安全規程要求建立壓風系統的基礎上，按照所有采掘作業地點在災變期間能夠提供壓風供氣的要求，進一步完善壓風自救系統，設置供氣閥門。井下壓風管路要采取保護措施，防治災變破壞。（ 5）建設完善礦井供水施救系統建設完善的防塵供水系統，嚴格按照煤礦安全規程要求設置三通及閥門，在采掘作業地點和人員較集中地地點設置供水閥門。加強供水管路的維護，不得出現跑、冒、滴、漏現象。（ 6）建設完善井下通信聯絡系統按照煤礦安全規程的要求，在主副井口、井底車場、井下變電所、水泵房等主要機電硐室和采掘工作面安設符合規定的電話。井下避險硐室（救生艙）、水泵房、變

24、電所設直通礦調度室的電話。使用井下無線通訊系統、井下廣播系統。發現險情時及時通知井下人員撤離到安全地點。4.2.2井下安全避險“六大系統”設計方案4.2.2.1 井下監測監控系統對原有系統進行升級改造，在監測監控系統地面中心站增加1套主機，1套使用，1套備用，確保24小時不間斷運行。擴充井下分站，更新各種傳感器及相關設備，將緊急避險設施內外的甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧氣等監測設備與監測監控系統相連，進行實時監測。4.2.2.2 井下人員定位系統對原人員定位系統進行升級改造，在重點區域出入口、限制區域等地點設置分站，并能滿足監測攜卡人員出入井、出入重點區域、出入限制區域的要求；巷道分支處設置分

25、站，并能滿足監測攜卡人員出入方向的要求。在緊急避險設施入口和出口分別設置人員定位系統分站，對出、入緊急避險設施的人員進行實時監測。礦井調度室設人員定位系統地面中心站，配備顯示設備，執行24小時值班制度。4.2.2.3 井下緊急避險系統井下緊急避險系統是指在煤礦井下發生緊急情況下，為遇險人員安全避險提供生命保障的設施、設備、措施組成的有機整體。緊急避險系統建設的內容包括為入井人員提供自救器、建設井下緊急避險設施、合理設置避災路線、科學制定應急預案等。（1）入井人員自救器按照本礦井下井人員數量配置足夠的自救器。（2）井下緊急避險設施O緊急避險設施位置及規格根據礦井開拓開采布置，礦井以1個部分進口設

26、備大采高長壁綜采工作面、1個薄煤層長壁綜采工作面、1個中厚煤層長壁綜采工作面、2個連續采煤機掘進工作面、3個綜掘工作面達到設計生產能力9.00Mt/a達產時共有3個盤區即三盤區、七盤區、八盤區，分別布置3個工作面即5-2上煤中厚煤層長壁綜采工作面、4-3煤薄煤層長壁綜采工作面、5-2煤大采高長壁綜采工作面。A. 三盤區三盤區井下人員分布：綜采一隊13人/班；綜采四隊（連續采煤機）11人/班，綜掘一隊、二隊各10人/班；地測組、通修隊、機運隊、帶班礦領導人員等（此項下井總人數平均分至3個盤區）約18人，最大班井下人員合計62人。在5-2上煤三盤區膠帶運輸巷、輔助運輸巷北部的聯絡巷內布置永久避難硐

27、室1個（實際人數：62人，設計人數：75人）。在三盤區5-2上煤采煤工作面900m范圍內的膠帶、輔助運輸順槽聯絡巷及回風順槽內各布置礦用可移動式救生艙1臺（容量8人）。在三盤區5-2上煤順槽綜掘工作面900m范圍內的順槽聯絡巷布置救生艙1臺（容量12人）。在三盤區5-2上煤大巷綜掘工作面900m范圍內的順槽聯絡巷布置救生艙1臺（容量12人）。在三盤區5-2上煤連采工作面900m范圍內的順槽聯絡巷布置救生艙1臺（容量12人）。127人，富裕系數2.0。B. 七盤區七盤區井下人員分布：綜采三隊11人/班；綜掘三隊10人/班；地測組、通修隊、機運隊、帶班礦領導人員等（此項下井總人數平均分至3個盤區）

28、約18人，最大班井下人員合計39人。在4-3煤七盤區膠帶運輸巷、輔助運輸巷東部的聯絡巷內布置永久避難硐室1個（實際人數：39人，設計人數：50人）。在七盤區4-3煤采煤工作面900m范圍內的膠帶、輔助運輸順槽聯絡巷及回風順槽內各布置礦用可移動式救生艙1臺（容量8人）。在七盤區4-3煤順槽綜掘工作面900m范圍內的順槽聯絡巷布置救生艙1臺（容量12人）。七盤區井下緊急避險設施總人員容納數量為78人，富裕系數2.0。C. 八盤區八盤區井下人員分布：綜采二隊13人/班；綜掘四隊（連采掘進）10人/班；地測組、通修隊、機運隊、帶班礦領導人員等（此項下井總人數平均分至3個盤區）約18人，最大班井下人員合

29、計41人。在5-2煤八盤區膠帶運輸大巷、輔助運輸大巷中部的聯絡巷內布置永久避難硐室1個（實際人數：41人，設計人數：50人）。在八盤區5-2煤采煤工作面900m范圍內的膠帶、輔助運輸順槽聯絡巷及回風順槽內各布置礦用可移動式救生艙1臺（容量8人）。在八盤區5-2煤順槽綜掘工作面900m范圍內的順槽聯絡巷布置救生艙1臺（容量12人）。78 人，富裕系數1.9。八盤區井下緊急避險設施總人員容納數量為全礦井最大班下井人數142人，井下緊急避險設施總人員容納數量為283人。，富裕系數2.0。.本礦井共布置永久避難硐室3個，救生艙11臺。永久避難硐室及救生艙布置見圖4.2-1。永久避難碉室設計要求永久避難硐室包括獨立供氧系統；供水施救系統；壓