淺析煤礦用固定式避難硐室在井下的應(yīng)用

■趙洪元 ■江西煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司萍鄉(xiāng)機(jī)械廠，江西 萍鄉(xiāng) 337000

煤礦的井下開采工作一直是我國社會廣泛關(guān)注的一個問題，基于安全開采的考慮，當(dāng)前大多數(shù)的煤礦單位都設(shè)置了相應(yīng)的緊急避難硐室，而且隨著這方面市場的活躍，緊急避難硐室生存裝備也越來越多樣化，已經(jīng)達(dá)到了較高的標(biāo)準(zhǔn)。固定式避難硐室會有固定的鉆孔與地面相接，給地下環(huán)境提供足夠的壓縮空氣，維持開采人員的生命，而且可以容納更多的人數(shù)，因此，在現(xiàn)代煤礦開采中有廣泛的應(yīng)用。

1 煤礦緊急避難硐室的類型

我國煤礦開采事業(yè)的快速發(fā)展，使得煤礦井下緊急避難硐室也有了相應(yīng)的發(fā)展和完善，逐漸變得更加多樣化和特色化［1］，那么從當(dāng)前煤礦礦井中所使用的緊急避難硐室類型來看，主要包括有三種:

1.1 永久性避難硐室

這種避難硐室在目前的礦井中應(yīng)用也很普遍，也可以稱之為是固定式避難硐室。它是在煤礦礦井巷道的兩側(cè)地層中直接挖掘形成的，一般來說，主要布設(shè)在主巷或者是緊急逃生的線路上。從它的實際作用發(fā)揮來看，它大多數(shù)情況下是直接作為整個煤礦開采區(qū)的緊急避難場所的，它所提供服務(wù)的范圍較廣，服務(wù)的時間一般是在10 年以上。

1.2 臨時性避難硐室

這種避難硐室類型一般是設(shè)置在采礦區(qū)的內(nèi)部的，服務(wù)的范圍相對較小，主要針對于2～3 個工作面范圍內(nèi)的工作人員，服務(wù)的時間年限基本上是在3 年以上。通常情況下，當(dāng)一個地方的開采工作完成之后，它的作用就失去了，它的設(shè)備會被轉(zhuǎn)移到下一個新的臨時性避難硐室的建設(shè)中，這也是由其自身的使用特性來決定的［2］。

1.3 移動式救生艙

這種避難設(shè)備屬于是一種艙體式結(jié)構(gòu)，可以對其進(jìn)行裝置或者是吊裝、拖動部件，可以在開采巷道中進(jìn)行自由的移動，它會隨著工程的進(jìn)度變化而變化，以便于隨時為開采人員提供避難空間，保障他們的人身安全。

2 礦井避難硐室建設(shè)的基本要求

2.1 避難硐室位置的合理選擇

避難硐室設(shè)立的目的就是對開采人員起到保護(hù)作用，一旦發(fā)生危險情況，可以給井下開采人員提供一個安全的場所，因此，它的選址就顯得十分重要。一般來說，開采區(qū)的避難硐室需要建立在頂板完整、圍巖完整以及支護(hù)有力的獨頭巷道內(nèi)，這樣可以確保危險出現(xiàn)時污染空氣的滲入，保證硐室內(nèi)空氣的干凈。對于固定式避難硐室來說，要選擇在煤層或者是巖層中，并且確保這些煤層或巖層具有足夠的強(qiáng)度，并且非可燃料保護(hù)厚度合適［3］。

2.2 避難硐室的強(qiáng)度要求

對于避難硐室來說，要保證其作用的最大化發(fā)揮，就要保證其周圍巷道的頂板支護(hù)有足夠的強(qiáng)度，達(dá)到固定式支護(hù)的要求，例如車場、存料場以及風(fēng)橋等都是避難硐室的最佳選擇，需要注意的是，如果避難硐室的服務(wù)時間很長的話，就需要定期的進(jìn)行維護(hù)檢修。

2.3 密封性能良好

一般來說，避難硐室內(nèi)部是處于正壓狀態(tài)的，它的壓力會比外界壓力稍高，一般會高出250Pa 左右，如果出現(xiàn)負(fù)壓則是不滿足避難要求的，這是因為井下開采工作人員并不是一次性的進(jìn)入到避難硐室中的，如果是正壓狀態(tài)的話，就可以避免因為門的頻繁閉合所導(dǎo)致的污染氣體進(jìn)入，此外，正壓狀態(tài)也可以隔絕污染氣體的進(jìn)入。

2.4 室內(nèi)基本功能完整

所謂的避難硐室，就是可以在危險發(fā)生時給井下開采人員提供一個安全的環(huán)境，在礦井開采系統(tǒng)受到嚴(yán)重?fù)p害時還可以發(fā)揮安全作用，這就客觀的需要它的運行系統(tǒng)具有獨立性，和礦井井下運行系統(tǒng)區(qū)別開來，可以滿足人們的基本生活條件，例如室內(nèi)淡水、食物、氧氣等的供應(yīng)，常見的氧氣供應(yīng)裝置有瓶裝氧氣以及廢氣再生裝置。

3 固定式避難硐室的實際應(yīng)用

固定式避難硐室在實際的礦井井下應(yīng)用中具有一系列的優(yōu)勢特點，例如容納人數(shù)多、節(jié)省巷道空間、救援設(shè)備齊全等。那么依據(jù)于它的這些特點，我們就可以對固定式避難硐室再做進(jìn)一步的細(xì)化，即永久固定式避難硐室和臨時固定式避難硐室。

3.1 永久固定式避難硐室

3.1.1 硐室的結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先，規(guī)模。一般來說，永久固定式避難硐室的人員容納規(guī)模是在100～200 人之間，具體的人員容納設(shè)計，還需要結(jié)合煤礦所處的實際位置來綜合確定。其次，整體尺寸。從某一煤礦的避難硐室設(shè)計來看，它是設(shè)置在連接于軌道上山與皮帶上山之間的巷道之內(nèi)，它的兩端各留出距離為5m 左右的自身防護(hù)距離。第三，支護(hù)。支護(hù)包括臨時支護(hù)、一次支護(hù)、二次支護(hù)以及三次支護(hù)。臨時支護(hù)是前期施工所采用的金屬前探梁;一次支護(hù)的巷道斷面屬于是半圓拱形形狀;二次支護(hù)是單層鋼筋混凝土;三次支護(hù)采用鋼筋混凝土壁后直接注入填充材料，起到密封和緩沖的作用。

3.1.2 防爆密閉門的設(shè)計

礦井井下一旦發(fā)生了危險事故，避難硐室就要發(fā)揮阻隔作用，那么它的防爆密閉門就要有足夠的耐高溫性和耐沖擊性。材質(zhì)選擇上以16Mn 鋼為準(zhǔn)，按照快捷、手動、靈活的原則進(jìn)行設(shè)計，一定要保證逃生人員可以及時的開關(guān)門。

3.1.3 防爆密閉墻的設(shè)計

除了防爆密閉門要符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，對于防爆密閉墻的設(shè)計來說，同樣也需要滿足避難的要求，除了要具有耐高溫性和耐沖擊性外，還要采用C40 強(qiáng)度的混凝土結(jié)合配筋來滿足要求，墻體的形狀設(shè)計要設(shè)計成楔形。

3.2 臨時固定式避難硐室

臨時性的固定式避難硐室也屬于固定式的一種，它對于避難硐室的空氣供應(yīng)主要是采用引入礦井井下的壓風(fēng)管路來實現(xiàn)的，與此同時，設(shè)計人員也有全面的考慮，為了確保在壓風(fēng)系統(tǒng)失效狀況下，逃生人員可以繼續(xù)生存，在其內(nèi)部設(shè)置了一個空氣一體化機(jī)器，它可以吸收人們呼出的二氧化碳，進(jìn)而釋放出氧氣。相對于永久固定式類型來說，它的一個明顯特點就是有效解決了因為地質(zhì)條件不適宜進(jìn)行鉆孔處人員的逃生需求，在很大程度上延長了逃生人員的避難生存時間，可以為下一步的救援工作帶來很大的便利。

3.2.1 功能設(shè)計方面

它和永久性固定式避難硐室的防護(hù)作用相差無幾，主要考慮等的危害有瓦斯突出、瓦斯涌出以及火災(zāi)爆炸等事故。

3.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面

這與永久性固定式避難硐室的結(jié)構(gòu)設(shè)計都是一樣的，所涉及到的構(gòu)造以及要求瓦全一致。

4 總結(jié)

隨著我國煤礦開采事業(yè)的快速發(fā)展，礦井井下的安全施工問題越來越受到人們的關(guān)注，避難硐室作為在緊急事故發(fā)生時為人們提供安全的避難空間的設(shè)施，它的類型也逐漸多樣化，固定式避難硐室有容納人數(shù)多、節(jié)省空間等的優(yōu)點得到了大范圍的推廣普及。

［1］張建.井下避難硐室系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用［J］.電子世界，2013(19):166-168.

［2］胡姣麗.煤礦采區(qū)永久和臨時固定式避難硐室建設(shè)［J］.山西煤炭，2010(07):71-72 +82.

［3］孟磊，趙毅鑫，姜耀東，宋宜猛.煤礦井下避難硐室系統(tǒng)設(shè)計的探討［J］.煤礦安全，2011(11):144-147.