煤礦井下避難硐室建設趨勢探討

文 / 彭文 孔超（湖南省煤炭科學研究院有限公司）

隨著經濟的迅猛發展，我國煤礦安全生產情況亦發生了巨大的變化，百萬噸年平均死亡率已經由“十一五”末的2.041降低到2012年的0.572，但與美國、澳大利亞等發達國家相比，仍有不小差距（百萬噸死亡率同期分別約為美國［0.03］的19倍，澳大利亞［0.014］的40倍）。

從2010年至今，在國家政策、資金的強力推動下，煤炭行業以有效防范和堅決遏制煤礦重特大事故為目標，加緊了煤礦井下急避險系統的建設。本文從四個方面對煤礦井下避難硐室的建設趨勢進行討論。

1.煤礦避難硐室的應用

當煤礦井下發生瓦斯爆炸、礦井火災、煤塵爆炸、礦井塌方等礦難時，會產生大量CO等有毒有害氣體。研究數據表明，上述礦難發生時只有少數礦工因為直接受到爆炸或塌方而遇難，而大部分是因為長時間暴露在CO等有毒有害氣體中，中毒而死亡。其中，死于CO中毒或窒息的人數占總死亡人數的80%以上，僅2010～2012年間就超過3000人。無論是采礦先進國家的經驗或我國煤礦安全生產的實踐都證明：建立完整的緊急避險系統，建立井下避難硐室，才有可能挽救大部分礦難礦工生命。

2.國內外煤礦避難硐室建設現狀

發達國家井下避難硐室建設比較早，設備配置較成熟，得到了廣泛的應用與推廣，也取得了良好的效果。2011年4月我國首個避難硐室在山西潞安集團常村煤礦真人實驗獲得成功，標志著我國井下避難硐室可以進入實用階段。我國煤礦主產區基本上已經按照國家相關要求建設。中小煤礦通過近幾年努力，大多數煤礦已建設避難硐室，但是能夠達到國家要求和標準；能夠起到實用救災的避難硐室為數不多。現在，全國各省煤炭主管部門正在積極推進煤礦避難硐室的普及。

3.國內煤礦避難硐室建設存在的問題

3.1 避難硐室建設的問題

國內煤礦避難硐室的建設，主要存在四個問題：

第一，避難硐室的設計沒有標準化，使用設備不通用。

第二，井下避難硐室沒有防水功能。

第三，避難硐室建設過程缺少成套服務。

第四，避難硐室的設備配置可優化。

3.2 避難硐室建設問題原因分析

3.2.1國家政策方面

國家相關政策對煤礦避難硐室的基本功能定性為：實現“三防一隔”，指的是防毒、防火、防震、隔爆。對井下水災沒有防護要求，是目前避難硐室缺少防水功能的主要原因。

3.2.2企業建設方面

目前由于煤炭價格和利潤下降，有些煤礦企業只準備建設最簡易的避難硐室，簡單說就是“挖個洞、裝個門，里面擺進吃的喝的，最多加上點自救器或空氣再生”。這種對高標準避難硐室的抵制，是為了應付檢查，實質上是煤礦安全生產的重大隱患。

3.2.3行業技術標準方面

在我國，避難硐室對于各煤炭設計院和避難硐室設備廠家都是全新的技術。由于市場機制的驅動，大家都將重點放在怎么樣滿足國家政策和規范的要求上，而忽視了根據各煤礦井下實際災害情況，進行特殊設計和調整的研究。這樣一方面會造成由于“面面俱到”引起的成本過高，另一方面也很容易形成不切合實際、不實用的工程。

此外，由于行業規范不完備，供貨廠家的設備很多不具備通用性，存在專項設計和廠家設備之間不匹配等問題。

4.避難硐室建設發展趨勢探討

針對避難硐室建設存在的問題和原因，結合我司在避難硐室研究、設計和建設上的經驗，我們認為其發展趨勢主要有以下四方面。

4.1避難硐室的合理布局

在設計上，經過合理的避難硐室布局，兼顧礦井后期開采設計(如通過增加建設井下自救器接力站等措施)，最大范圍擴大避難硐室服務區域，延長避難硐室的使用壽命，并滿足服務區域的開采年限。

4.2性能可靠、成本低廉的避難硐室研發

開發經濟適用、技術可靠的避難硐室，是市場競爭的必然，也是各設計院、煤礦企業和設備廠家技術研發深入，實踐經驗不斷積累的結果。

（1）降低建設成本。

目前，平均每個避難硐室設備造價在80萬元左右，我們的研究表明，其成本具有下降20%以上的空間。

（2）增加研發投入，推廣簡單可靠技術。

目前，要求開發適合煤礦實際情況、操作簡單并安全可靠的硐室技術呼聲很高。如《安監總煤裝2013年（10）號文》的頒布，不僅降低了對專用管路的要求，且擴充了其適用范圍，最終降低了煤礦對緊急避險系統的投入。

4.3避難硐室整體解決方案

設計院、施工單位和設備廠家均為煤礦服務，煤礦企業為建設避難硐室，需要在三者之間協調和溝通，導致大量延時和誤工，甚至返工。煤礦企業急切需要避難硐室整體解決方案，即提供避難硐室的設計、施工（或指導）、設備供應及安裝與調試、測試、售后服務、培訓和協助驗收等一條龍服務。

4.4避難硐室設備的研發

4.4.1防水避難硐室的研發

水害嚴重的礦井可以根據自身的災害特點，經專項設計，合理選址，配備更加嚴格的防水設備，以使避難硐室具有防止水災功能。

（1）合理選址

圖1 避難硐室立面示意圖

圖2 避難硐室剖面示意圖

現在的避難硐室不能起到防止水災的作用，是因為避難硐室僅比外部巷道高0.2m左右，當水災來時，會被迅速淹沒。在水害嚴重的礦井或區域，避難硐室的選址應該在地理位置相對較高處，可以采用小上山的形式，硐室至少高于兩端聯絡巷道2m以上，這樣在水災時，硐室附近可以形成局部氣包，保證避難硐室不被水淹沒，從而確保避險人員可以進出避難硐室。避難硐室選址參見附圖1和2。

（2）防水性避難硐室設備的要求

A.兩端各布置兩道防護密閉門，且承壓大于2.0MPa，耐水壓高于200m；

B.高壓排氣方式，采用機械方式壓縮排出廢氣，或打通高于200m的專用排氣通道；

C.硐室內增加高壓排水設備，當硐室部分被淹時，可用來排水維持正常避險；

D.硐室增加潛水氧氣瓶、潛水腳蹼及防水燈等設備。

4.4.2避難硐室內部系統標準化、模塊化設計與開發

加強避難硐室各系統標準化、模塊化的設計和開發；增強整個安全裝備行業設備的標準性和通用性，使避難硐室主要設備成為通用件，可在各供貨廠家間互換，從而減少設備的維護工作量，降低避難硐室的運行維護成本。

5.結語

避難硐室是煤礦安全緊急避險系統的重要組成部分，它在災害發生時，為煤礦井下工人提供一個安全可靠的逃生庇護所，是煤礦安全生產不可或缺的部份。避難硐室的建設、研究、技術升級及產業化實施對廣大設計院、煤礦、設備生產企業既是挑戰，也是機遇。□