礦井永久避難硐室電氣設計剖析

王芳

摘要：礦井永久避難硐室是指在井底車場、水平大巷、采區避災路線等處設置具有緊急避險功能的專用巷道硐室。在煤礦井下發生災害事故時，礦井永久避難硐室為井下工作人員的生命安全提供了重要保障，因此，礦井永久避難硐室的電氣系統設計具有重要意義。文章從礦井避難硐室的概述出發，分析了礦井避難硐室相關的電氣設計。

關鍵詞：礦井；永久避難硐室；電氣設計；緊急避險；井下避難系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD822 文章編號：1009-2374（2015）17-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.082

當礦井發生災害事故時，將會對井下工作人員的生命安全構成嚴重威脅。同時，國務院發出的《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》和國家安全監管總局國家煤礦安監局發出的《關于建設完善煤礦井下避險“六大系統”的通知》中均強調了避難硐室建設的重要性，由此看出，在井下設置避難場所勢在必行。下面就礦井永久避難硐室電氣設計進行分析。

1 礦井避難硐室概述

礦井發生災害事故后，井下工作人員可以通過自救器進行自救，但由于自救器的有效時間較短，難以確保井下工作人員能在短時間內到達相對安全的位置，尤其是井下含有大量的有毒有害氣體，更會對井下工作人員的生命安全帶來危害，因此，在礦井設置避難硐室具有十分重要的意義。礦井避難硐室可以分為臨時避難硐室和永久避難硐室兩種情況，其中臨時避難硐室主要設置在井下采掘區域或者采區避難路線上，主要為采掘工作面及其附近區域服務，其服務時間較短；永久避難硐室是指在井底車場、水平大巷、采區避災路線等處設置緊急避險功能的專用巷道硐室，服務于整個礦井、水平或采區，其服務時間較長。

2 礦井永久避難硐室電氣設計

2.1 氣體監測監控系統設計

永久避難硐室需要配備獨立的監測儀器，以確保在發生緊急事故后，工作人員在避難過程中，可以對避難硐室內的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、濕度、溫度以及避難硐室外的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、溫度等進行監測。礦井永久避難硐室內、外氣體監測監控系統設計時，要將氣體監測監控系統接入全礦井安全監控系統。氣體監測監控系統主要由安全監控分站、電源線、礦用隔爆兼本質安全型多路電源、支線傳輸線路、干線傳輸線路等組成。永久避難硐室氣體監測監控系統設置3個監控分站，其中在避難硐室兩出口的室外處各設置1、2號監控分站，3號監控分站設置在避難硐室室內，3個監控分站均設置低濃度瓦斯傳感器，當氧氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等氣體濃度達到報警值以后，會發出報警信號。避難硐室氣體監測監控系統的監控分站采用RS-485總線與礦井安全監控系統連接，并將傳感器采集到的相關數據信息傳輸到安全監控中心。

2.2 通信聯絡系統設計

礦井的通信系統延伸到井下緊急避難場所，因此，在礦井永久避難硐室中設置直通調度室的通信電話，且該線路為專用線路，不允許接其他分機。通信系統主要由礦用安全電話機、通信電纜、礦用安全通信電纜分線盒等部分組成。永久避難硐室的通信聯絡系統不僅要實現有線通信，還需要設置無線通信接口，以確保有線通信設備發生故障后，無線通信設備仍可與外界保持

聯系。

為實現對井下流動工作人員的數量、方向、區域等信息進行實時監測，保障井下工作人員的安全，需在井下設置人員定位系統。永久避難硐室人員定位系統設置相應監測分站，在其附近區域合理配置無線收發器及定位器，該分站接入礦井人員定位系統。當事故發生時，可通過該系統提供的信息，快速了解井下待救人員的具體情況，及時準確地做出救援方案，提高救援效率，減少井下人員傷亡。

2.3 永久避難硐室配電系統設計

永久避難硐室的供電按一級負荷考慮，并由三級電源保障組成，其中井下AC660V動力電源為一級電源保障、避難硐室內部電池組為二級電源保障、從地面引入的AC660V電源為三級電源保障。一級電源引自井下動力線網，主要為永久避難硐室內的傳感器檢測系統、降溫系統、信號采集系統、備用電池等提供動力電源；當永久避難硐室的一級電源發生故障無法正常工作時，二級電源就會成為避難硐室用電設備的電源，并且避難硐室內部的用電設備會自動轉為省電模式，二級電源的供電時間至少要保持120h；當礦井發生災害，一、二級電源供電中斷時，三級電源會為避難硐室的用電設備提供電源，同時向二級電源充電，確保避難硐室內的各項系統正常運行，并為礦井災害事故的救援提供準確信息。

2.4 永久避難硐室照明系統設計

永久避難硐室照明系統主要由LED便攜式礦燈、AC127V防爆日光燈、聲光報警器、熒光棒等組成，其照明系統主要是由室內照明綜保裝置提供電源，電壓等級為127V。礦井發生災害后，需節省避難硐室用電，故選用節能環保的隔爆兼本質安全型LED照明燈具。避難硐室內至防爆燈具和防爆開關的線路均需要明敷，同時對進出硐室線纜所穿的鋼管進行嚴密封堵。永久避難硐室還需配備額定人數1.5倍的自救器和0.5倍的燈具，為井下工作人員的安全逃生提供保障。對于避難硐室室外，需要設置相應的反光標志，這樣井下工作人員就能在黑暗的環境中找到避難硐室的位置；在避難硐室室外還需要設置兩個安全性的頻閃燈，頻閃燈需要具有良好的穿透性和亮度，這樣就能為工作人員的逃生提供指示。

2.5 永久避難硐室電氣設備接地系統設計

永久避難硐室內設置接地保護，從而為避難硐室內電氣設備的安全使用提供可靠保障。永久避難硐室內所有電氣設備的開關、金屬外殼、穿線鋼管等都需要與接地線可靠連接，同時還要與井下總接地干線可靠連接，以確保電氣設備發生漏電現象時，不會對井下工作人員的人身安全帶來危害；永久避難硐室附近合理設置局部接地點，該接地保護裝置中任一接地點的接地電阻不超過2Ω。永久避難硐室內所有手持式電氣設備和局部接地極之間的接地連接導線電阻不超過1Ω。

2.6 工業電視設計

目前，永久避難硐室電氣系統設計中，雖未明確規定設置工業電視，但其對營救井下被困工作人員具有十分重要的作用，因此，避難硐室電氣系統設計可根據實際情況，合理設置工業電視。避難硐室內的工業電視系統接入整個礦井的視頻監視系統，對避難硐室內部情況進行實時記錄。當礦井發生事故后，如果避難硐室內工業電視系統和主系統的通信沒有受到破壞，則地面上的救援人員可以通過視頻監視系統了解井下避難人員的狀況；如果通信受到破壞，則救援人員也可根據視頻監視系統記錄的畫面，分析判斷當時井下避難人員的狀況，為營救方案的制定提供重要依據。

2.7 永久避難硐室電氣設計的相關建議

在避難硐室電氣設計過程中，如果避難硐室設置有地面鉆孔，且鉆孔深度較深，可以采用鋼絲懸掛的方式對硐室中的電纜、光纜進行保護；如果避難硐室中沒有設置地面鉆孔，要防止在災害發生后進出硐室的電纜、光纜受到破壞，對避難硐室的正常使用造成影響，故采用埋地敷設的方式對纜線進行保護。

3 結語

當礦井發生事故災害后，永久避難硐室可為井下工作人員提供更大的還生可能，因此永久避難硐室的電氣設計是井下避難系統的重要組成部分，優化避難硐室電氣設計方案可使避難硐室的援救功能更加完善，實用性和可靠性大大提高，為井下待救人員的人身安全提供一份可靠保障。

參考文獻

[1] 劉晟楠.礦井永久避難硐室電氣設計[J].煤炭工程，2012，（S2）.

[2] 王偉.礦井永久避難硐室的電氣設計及探討[J].煤礦機電，2014，（4）.

[3] 雷軍.上灣煤礦永久避難硐室設計探討[J].煤炭工程，2012，（8）.

[4] 陳義曠.那精煤礦井下永久避難硐室設計探討[J].煤礦現代化，2014，（2）.

（責任編輯：王 波）endprint