矿井避难设施

矿井避难设施是指在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。

井下避难设施主要包括永久避难硐室、临时避难室和可移动式救生舱。避难硐室是发生灾变时，在自救器有效作用时间内不能到达安全地点、撤退路线受阻，或有害气体浓度高、自救器不起作用等情况下，受灾人员进入避难待救的设施。分为永久避难硐室和临时避难硐室。

一、永久避难硐室

永久避难硐室由2个过渡室、1个生存室和4个辅助硐室组成，辅助硐室包括2个液态CO2钢瓶硐室、1个电源硐室和1个卫生间，详见表3－2。

表3－2　永久避难硐室内各硐室规格参数表

永久避难硐室设计采用锚网喷支护，喷射混凝土厚度为100mm，喷射混凝土强度等级为C20。硐室内表面用10mm厚白水泥沙浆抹面，硐室底板采用混凝土地面，厚100mm，铺底混凝土强度等级为C10，硐室地面高于相邻巷道底板不小于200mm。

永久避难硐室采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室，密闭门之内为生存室。

防护密闭门上设观察窗，门墙设单向排水管和单向排气管，生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管均加装手动阀门。防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa，有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活；门墙周边掏槽，深度不小于200mm，墙体为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，门墙与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。除防护密闭门外，永久避难硐室还通过压风系统、供电电缆等与外界连通，在墙体内应预埋管线。

（一）永久避难硐室生命保障系统组成及主要技术参数

1.供氧系统

（1）供氧系统的主要功能及要求

由于煤矿井下发生煤与瓦斯突出、火灾、瓦斯煤尘爆炸、冒顶等灾害性事故时，都会致使避难硐室周围环境伴有缺氧、有毒有害气体出现。因此，避难硐室内必须设置向避险人员提供氧气以保证其能够维持正常呼吸的供氧装置。供氧装置必须满足以下要求：

①避险人员在避难硐室内能够呼吸到纯净的氧气，氧气浓度应在18.5%～23.0%之间；

②氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点；

③氧气供给时间必须满足额定避险人数避难时不少于96h的生存时间；

④供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响能够保证及时可靠的供给。

（2）供氧方案的选择

煤矿个体呼吸防护装备目前主要有正压氧气呼吸器、压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器。这些个体呼吸防护装备共同特点是使用时间短，正压氧气呼吸器最长的防护时间为4h，压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器最长的防护时间为60min，而且过滤式自救器对环境的氧气浓度要求大于18%。上述个体呼吸防护装备防护时间短，有些需要经常检查维护，只能放在煤矿井下避难硐室内作为备用供氧设备或离开避难硐室逃生时供氧使用。经分析比较，永久避难硐室供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种方式。

（3）压风系统供氧装置

①避难硐室需风量计算

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，矿井压风自救系统应能为紧急避险设施供给足量氧气，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.1～0.3MPa之间，供风量不低于0.3m3／min·人，连续噪声不大于70dB（A）。

设计按人均供风量0.3m3／min·人，避险人数120人计算，所需总供风量为：

0.3×120＝36m3／min

由于单趟压风管路流量一般在20m3／min以上，两趟压风管路即可满足供风需求。

②压风系统供氧原理

压风系统供氧装置利用矿井压风系统作为气源，压缩空气经压风管路进入生存室，经过阀门后进入水、灰尘、油的三级过滤，经过预先设置的减压器、浮子流量计、消音器进入气体输出端，为硐室内避险人员提供新鲜、舒适的空气，并在永久避难硐室内形成正压避免外界气体侵入硐室。压风系统供氧便于日常对装置的压力、供风性能等指标进行检查，便于对装置的组成部件进行维护及保养。其原理详见图3－6。

③主要技术参数

人均供风量≥0.3m3／min；

硐室内氧气浓度18.5%～23.0%；

减压器入口压力≥0.8MPa，出口压力0～0.6MPa（可调节）；

浮子流量计量程0～10m3／min，分度值0.3m3／min。

④布置方式：在生存室坐椅两侧布置4套压风系统供氧装置，装置的入口通过管路与压风系统管路连接。

图3－6 压风系统供氧原理示意图

（4）压缩氧气供氧装置

①避难硐室需氧量计算

煤矿发生煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸等灾害事故时，有时矿井压风系统在井下的管路会遭到严重破坏，因此必须有备用的供氧装置，以应对地面压风系统遭到破坏时仍能有效的供氧。根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，紧急避险设施应具备自备氧供氧系统，人均供氧量不低于0.5L／min。

设计按人均供氧量0.5L／min，避险人数120人，避险时间96h计算，所需氧气体积为：

0.5×120×96×60＝345600L

设计选择工作压力为15MPa、水容积为40L的氧气瓶作为供氧气源，每支氧气瓶内可用氧气体积为：

△P×40＝128×40＝5120L

式中：△P为气体可用压力差，△P＝（13－0.1）MPa＝（129－1）大气压＝128大气压故需氧气瓶数量为：

345600÷5120＝68支

设计按人均供氧量0.5L／min，避险人数120人计算，单位时间内总供氧量为：

0.5×120＝60L／min

由于灾变期间进入永久避难硐室避险人数可能随时变化，为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，设计选择可调节流量计。

②工作原理

压缩氧气供氧装置配置及原理示意图详见图3－7，该装置是利用储存在钢瓶中的压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。在永久避难硐室两侧过渡室内放置的钢瓶出口经高压管路并联后集中至减压器，减压器将来自于氧气瓶中的压缩氧气进行减压并输出稳定的压力至可调节浮子流量计，氧气输出量可根据避险人员数量进行手动调节。由于减压器输出稳定的压力，因此浮子流量计调节值一定时，通过浮子流量计的氧气输出量不会随氧气瓶中的压力变化而变化。压缩氧气供氧便于日常对装置的压力、供氧性能等指标进行检查，便于对装置的组成部件进行维护及保养。

③主要技术参数

人均供氧量≥0.5L／min；

硐室内氧气浓度18.5%～23.0%；

供氧系统用的减压器入口压力≥15MPa，出口压力0～0.5MPa（可调节）；

最大流量不小于60L／min；

浮子流量计量程0～60L／min，分度值0.5L／min。

④布置方式：在永久避难硐室两侧过渡室内分别放置工作压力为15MPa、水容积为40L的氧气钢瓶34支（共计68支）。两侧的氧气钢瓶经高压管路并联与减压器输入口连接，减压器及浮子流量计放置在生存室墙壁上，方便避险人员调节、观察压力及供氧流量数值。

图3－7 压缩氧气供氧装置原理示意图

2.过滤降温除湿系统

（1）主要功能及要求

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，紧急避险设施应具备有害气体去除设施，处理CO2的能力不低于0.5L／min·人，处理CO的能力应能保证在20min内将CO浓度由0.04%降到0.0024%以下。在整个额定防护时间内，紧急避险设施内部环境中CO2浓度不大于1.0%，CO浓度不大于0.0024%，温度不高于35℃，湿度不大于85%。

过滤降温除湿系统是对避险人员在密闭的避难硐室中长时间呼吸所产生的及避险人员由硐室外带入的CO2、CO有毒有害气体通过CO2和CO吸收剂进行吸收过滤，对由于人体散热及来自于外部空间的热源传入而导致的温升，以及由于人体呼出饱和湿度的气体及人体汗液蒸发的湿度进行控制和调节。

（2）工作原理

过滤降温除湿系统配置及原理详见图3－8，该系统是利用储存在钢瓶中的液态CO2作为动力源和制冷介质，通过液态CO2汽化吸热对避难硐室内部环境进行温度和湿度控制，并通过配备规定数量的CO2和CO吸收剂对CO2和CO进行吸收过滤。

①液态CO2气瓶数量确定

人在轻微活动的条件下，发热量约为102大卡／h·人，而液态二氧化碳汽化吸收大量的热，汽化吸热量约为90kJ／kg。

设计按避险人数120人，避险时间96h计算，所需液态二氧化碳量为：

120×96×102÷90＝13056kg

设计选择工作压力为15MPa、水容积为40L的液态CO2气瓶，根据《气瓶安全监察规程》，液态CO2充装系数为0.6kg／L，则需要的气瓶总数为：

13056÷（40×0.6）＝544支

因此设计配备544支液态CO2气瓶。

②空调（过滤降温除湿装置）数量确定

每套空调每小时可以产生的制冷量约为6150大卡，96h总制冷量为：

6150×96＝590400大卡

永久避难硐室所需要的空调数量为：

120×96×102÷590400＝2台

因此设计选用2台空调。

空调产生的冷凝水处理：在空调下方安装一个接水盒，或用管路引流，通过过渡室排出到外部。

③CO2吸收剂数量确定

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，有害气体去除设施处理CO2的能力不低于0.5L／min·人。

设计按CO2吸收剂处理CO2量0.5L／min·人，避险人数120人，避险时间96h计算，共需处理CO2量为：

0.5×120×96×60＝345600L

每盒CO2吸收剂15kg，对应的CO2吸收量为1400L，需要配备的CO2吸收剂数量为：

345600÷1400＝247盒

因此设计配备247盒CO2吸收剂。

设计按CO2吸收剂处理CO2量0.5L／min·人，避险人数120人计算，单位时间内处理CO2量为：

0.5×120＝60L／min

④CO吸收剂数量确定

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》关于“有害气体去除设施处理一氧化碳的能力应能保证在20min内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下”的要求以及人体呼吸产生的CO量为2mg／m3为计算依据，并考虑灾害时期产生的CO气体可能进入避难硐室内，且每个空调需要配备1盒CO吸收剂，设计配备3盒CO吸收剂（其中1盒备用）。

（3）主要技术参数

对CO2的吸收（排除）能力不低于0.5L／min·人；

对CO的吸收（排除）能力应能保证在20min内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下；

硐室内CO2浓度不大于1.0%；

硐室内CO浓度不大于0.0024%；

空气温度≤35℃、湿度≤85%。

图3－8 过滤降温除湿装置原理示意图

（4）布置方式

液态CO2钢瓶分别放置在与两侧过渡室相连的CO2钢瓶硐室内，每个硐室放置工作压力为15MPa、水容积为40L的钢瓶272支（共计544支）。在生存室两侧分别放置空调1台，其出风口与硐室主轴线角度为3.5°。液态CO2钢瓶硐室内的CO2钢瓶由铜管并联后与空调相连。

CO2和CO吸收剂放置于永久避难硐室坐椅下的储物箱中，当发生灾害事故紧急避险时，管理人员应取出CO2和CO吸收剂，并打开暴露于生存室中。

3.压缩空气幕及压气喷淋系统

（1）主要功能

由于避险人员在开启避难硐室防护密闭门过程中会带入CO等有毒有害气体及烟尘，极易造成对避险人员的二次伤害。

压缩空气幕的主要功能是将压缩空气钢瓶中的压缩空气通过喷气气幕释放大量的气流将有毒有害气体驱之门外，尽量避免有毒有害气体随着避险人员的进入而带入避难硐室内。

压气喷淋装置的主要功能是利用压缩空气与水的摩擦，产生非常均匀和细密的喷雾，以消除随避险人员进入而带入过渡室内的悬浮的烟尘，避免其进入生存室内。

（2）工作原理

压缩空气幕装置配置及原理详见图3－9。储存在钢瓶中的压缩空气，通过减压器经防护密闭门联动开关至喷气气幕，当防护密闭门开启时，联动开关即刻开启，空气由气幕向外喷出，当防护密闭门关闭时，联动开关即刻关闭，阻止空气喷出。

图3－9 压缩空气幕装置配置及原理示意图

压气喷淋装置配置及原理详见图3－10。储存在钢瓶中的压缩空气，通过减压器经设置在过渡室及生存室内的开关至空气雾化喷嘴，同时，供水水管也通过压力水过滤器、减压器经设置在过渡室及生存室内的开关至空气雾化喷嘴，利用压缩空气与水的摩擦，产生非常均匀和细密的喷雾，以扑灭避险人员带入过渡室的火焰或消除过渡室内悬浮的烟尘。

图3－10 压气喷淋装置配置及原理示意图

（3）主要技术参数

①压缩空气幕主要技术参数

压缩空气减压器入口压力≥15MPa、出口压力0～2MPa（可调）、流量≥4000L／min。

②压气喷淋装置主要技术参数

压缩空气减压器入口压力≥15MPa、出口压力0～0.6MPa（可调）、流量≥200L／min。

供水水管减压器入口压力1.5～2.7MPa、出口压力0～0.6MPa（可调）、流量≥3L／min。

（4）布置方式

在永久避难硐室两侧过渡室内分别放置工作压力为15MPa、水容积为40L的空气钢瓶18支，其中16支供压缩空气幕使用，2支供压气喷淋装置使用。

16支压缩空气幕使用钢瓶中每8支通过高压管路并联后与减压器输入口连接，减压器输出口与防护密闭门联动开关相连，两个防护密闭门联动开关经并联后与放置在密闭门上方的喷气气幕相连。

2支压气喷淋装置使用钢瓶通过高压管路并联后与减压器输入口连接，减压器输出口经开关与空气雾化喷嘴相连，同时，供水水管与供水减压器输入口连接，供水减压器输出口经开关与空气雾化喷嘴相连。空气雾化喷嘴设置于密闭门上方。

4.环境监测装置

（1）环境监测装置主要功能、组成及主要技术参数

①主要功能及组成

永久避难硐室环境监测装置可用于采集和显示硐室内外气体（CO、CO2、O2、CH4等）浓度、温度、湿度、压力等，供硐室内避险人员掌握和判别灾害环境，并根据硐室内配套救生设备及时采取自救措施，最大限度地保证遇险人员的安全。

永久避难硐室环境监测装置主要由KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱、DXB120／24J矿用隔爆型备用电池箱及避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、湿度计等组成。

KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱正常工作时，一方面用于向避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、逃生指示器、照明和通信设备等提供不间断供电，另一方面与DXB120／24J矿用隔爆型备用电池箱（以下简称备用电池箱）配合使用，向备用电池箱进行浮充电。

DXB120／24J矿用隔爆型备用电池箱是KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱配套使用的UPS备用电池箱。正常工作时，由主机向该备用电池箱进行浮充电，当主机的交流供电电源因故断电时，自动由备用电池箱向该主机提供电池输入供电，并经主机内部本质安全转换，输出本质安全电源，向避难硐室内外本安设备供电。

避难硐室内外传感器、湿度计全部使用国内技术比较先进的产品，以确保采集数据准确，为避难人员逃生提供最可靠的数据支持。

目前矿井正在使用KJ90NB型安全监测监控系统，设计在避难硐室内设置一台监测监控系统分站及显示屏，以实现矿井安全监测监控系统对避难硐室内外CH4、CO等环境参数进行实时监测。

目前矿井正在使用KJ236型井下人员定位系统，设计在避难硐室内设置一台人员定位系统分站及读卡器，以实现矿井人员定位系统对避险人员进出避难硐室情况进行实时监测。

避难硐室环境监测构件结构详见图3－11，环境监测装置有关设备及材料详见表3－3。

②主要技术参数

a.主要设计指标的确定依据

图3－11 避难硐室环境监测装置结构及构件示意图

在井下交流动力电源输入方面，目前我国矿井低压供电系统动力电源的电压等级为1140V、660V、380V、127V和36V。为了提高供电效率，我国380V供配电设备在大多数国有矿井已升级为660V或1140V，同时，由于目前我国矿井的127V电源主要供井下照明或煤电钻使用，电压波动不太稳定，36V主要是设备内部控制线路使用，因此设计选择660V和1140V作为UPS电源装置的输入电压等级。

在监测内容分类方面，第一类是监测避难硐室内的气体（CO、CO2、O2、CH4等）浓度、温度、压力等，可考虑设计一路大容量本安电源综合供电；第二类是避难硐室内的数据采集显示仪器及通信设备、照明等，可考虑设计一路大容量本安电源综合供电；第三类是监测避难硐室外的气体（CO、CO2、O2、CH4等）浓度、温度、压力等，可考虑设计一路大容量本安电源综合供电；第四类是避难硐室外部声光指示器、巷道逃生指示器等设备，可考虑设计一路本安电源供电。为保证电源供电的可靠性，第四路电源也可作为前三类电源的备用电源使用。因此，设计4路本安电源输出，为提高各类负荷设备抗干扰性能，此4路电源输入各自独立。

表3－3　环境监测装置设备及材料表

在本安电源输出方面，考虑到各类灾害气体参数的监测位置主要集中在井下避难硐室内部和外部附近，线路损耗压降不明显，因此，宜采用12V输出。在本安电源输出容量方面，由于一路电源综合向多种设备同时供电，因此，额定输出电流设计不小于1300mA，最大短路电流不大于1600mA。

在备用电池或备用电源输出容量方面，确保最大本安负载情况下，供电时间不小于96h，由此计算出电池额定容量。在备用电池或备用电源保护方面，确保装置内部接线和外部电缆线路以及外部用电电路发生短路时，瞬间切断电源；监视电池放电情况，发生过放电时及时提示或切断电源。

在电路设计可靠性方面，首先保证蓄电池避免过充电而影响正常供电容量下降；其次是合理安排负荷供电，确保供电时间不小于96h。

在电源装置和备用电池装置操作安全性方面，考虑设置交流动力电源供电指示、电池浮充电指示、电池放电指示、各路本安电源供电指示，在安装、维护时为保证电器设备整体防爆性能，设置隔离开关。

b.大功率UPS矿用本安电源

产品防爆形式为两腔式矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志为Exd［ib］I。交流输入电源1140（660）V／400VA，允许电压波动75%～110%；直流电池输入参数24V／180Ah。输出本安电源四路，输出各自独立。

——U0：12.5V

——I0：1600mA

——C0：0.2Uf

——L0：2mh

本安输出距离：

——向分站供电最大距离：≤50m

——向传感器供电最大距离：≤50m

——电缆分布电阻：13.5Ω／km

——电缆分布电容：0.047Uf／km

c.大容量UPS备用电池

DXB120－24J矿用隔爆型UPS备用电池装置是KDW1140－12J矿用隔爆兼本质安全型电源装置配套使用的UPS备用电池装置。

该备用电池装置是避难硐室的配套设备，与主机配合使用，可用于向避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、逃生指示器、照明和通信设备等提供不小于96h供电的本质安全型电源。

DXB120－24J矿用隔爆型UPS备用电池是采用特殊工艺的铅酸胶体蓄电池，容量为120Ah。

备用电池基本参数：

——产品防爆形式：矿用隔爆型

——产品防爆标志：ExdI

——关联设备名称：KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱

——型号：LC－X12180

——电池电压：12V×2，两节串联——电池容量：120Ah

——电池重量：38×2kg

——端子型号：M8L

电池浮充电参数：

——最高浮充电电压：32V

——最大充电电流：2.8A

——充电形式：恒压、恒流、涓流

电池放电参数：

——最高放电电压：32V

——截至放电电压：22V

——最大放电电流：1.5A

电池放电时间：

——间断性放电周期：3min放电／9min停电

——间断性放电时间：≥96h

与主机连接电缆参数：

——型号：矿用橡套软电缆，导线截面≥2.5mm2——最大连接距离≤1.0m

d.配接传感器、湿度计

Ⅰ避难硐室外部环境参数

CH4传感器测量范围的选择应考虑瓦斯突出的测量；CO和CO2传感器测量范围的选择应考虑瓦斯爆炸、煤尘爆炸和瓦斯与煤尘爆炸的测量；O2传感器测量范围的选择应考虑测量范围的下限值；温度传感器测量范围的选择应考虑火灾或爆炸的测量。设计硐室外部参数确定如下：

CH4测量范围：0～100%；

CO测量范围：0～1000×10－6；

O2测量范围：0～23%；

CO2测量范围：0～2.5%；

温度测量范围：0～150℃。

Ⅱ避难硐室内部环境参数

避难硐室内部环境参数的变化主要因为以下两种情况：一种情况是避险人员进入过渡室时，尽管经过了过渡室内压缩空气幕和压气喷淋系统的洗礼，但在进入生存室时，不可避免地会携带一部分有害气体如CO、CO2、CH4等进入生存室；另一种情况是避险人员长期在生存室内等待救援时，人体呼吸会排出CO2等有害气体，并消耗大量氧气，同时人体会释放热量和水分。

另外，为防止有毒有害气体侵入避难硐室，应保证避难硐室内始终处于不低于100Pa的正压状态，故应对硐室内外的压力差进行监测。

设计根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，硐室内部参数确定如下：

CH4测量范围：0～10%，高于1%报警；

CO测量范围：0～1000×10－6，高于24×10－6报警；

O2测量范围：0～23%，低于18.5%报警；

CO2测量范围：0～2.5%，高于1.0%报警；

温度测量范围：0～150℃，高于35℃报警；

压力测量范围：0～3000Pa，低于100Pa报警；

湿度测量范围：0～100%。

Ⅲ传感器、湿度计设置

永久避难硐室生存室内设O2传感器、CH4传感器、CO2传感器、CO传感器、温度传感器、湿度计各1台，压力传感器2台，永久避难硐室两侧过渡室内均设O2传感器、CO传感器各1台，以监测避难硐室内的环境参数。

永久避难硐室外部设O2传感器、CH4传感器、CO2传感器、CO传感器、温度传感器各2台，以监测避难硐室外的环境参数。

传感器安装位置：距顶板300mm，距侧壁200mm。

（2）原理

①大功率UPS矿用本安电源基本原理

大功率UPS矿用本安电源装置是矿用避难硐室、移动式救生舱的配套设备。经国家矿用产品安全标志中心和国家煤矿安全产品质量监督检测中心初步审查，该设备命名为KDW1140／12J隔爆兼本质安全型UPS电源装置，与DXB120－24J矿用隔爆型UPS备用电池装置配合使用，向避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、逃生指示器、照明和通信设备等提供不间断供电。

KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱电路原理详见图3－12。

图3－12 KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱电路原理示意图

KDW1140／12J隔爆兼本质安全型UPS电源装置为两腔式独立隔爆结构，即分为进出线接线隔爆腔和主隔爆腔，外壳全部采用Q235钢板焊接而成，表面采取严格的烤漆工艺，漆膜强度牢、耐腐蚀性好。

为便于断电维护，该主机主隔爆腔设有隔离开关，正常工作时隔离开关处于合闸状态，维护时隔离开关处于分闸状态。

主隔爆腔内主要设有660V／1140VAC－220VAC400VA交流变压器降压、AC／DC变换器、UPS蓄电池浮充电单元和4路各自独立的本质安全型直流稳压电源；正常工作时，该主机直接向本安直流电源供电，同时向配接设备DXB120－24J矿用隔爆型UPS备用电池装置充电或浮充电。当交流电源断电时，由备用电池装置作为备用电源自动投入本安电源转换后向负载供电。充电板电路原理详见图3－13。

图3－13 充电板电路原理示意图

主隔爆腔门盖中央处设有观察窗，用于显示主机的各种工作状态，如交流供电、向电池浮充电、电池供电和各路本安电源供电状态指示等。

接线腔内非本安进出线（660／1140VAC交流动力电源和备用电池装置）与本安电源引出线分两侧布置，符合“本安”要求和规定。

图3－14 DXB120／24J矿用隔爆型备用电源箱电气原理示意图

该主机主要由1140V隔离开关、电源变压器、大功率AC／DC变换器、浮充电模块、DC／DC本安电源模块和保护性熔断器等组成。正常工作时，主机1140V交流动力电源经输入侧的隔离开关、电源变压器和AC／DC变换器直接向4路本安电源模块供电，由4路各自独立的本安电源模块向负载提供12V／1500mA的电源，同时，由AC／DC变换器经浮充电模块向配接设备DXB120－24J备用电池装置浮充电。DXB120／24J矿用隔爆型备用电源箱电气原理详见图3－14，当交流电源因故停电时，DXB120－24矿用隔爆型UPS备用电池装置通过主机内浮充电模块控制自动投入放电工作，并通过浮充电模块向主机内4路各自独立的本安电源模块供电。为保证备用电源向额定负载的供电时间不小于96h，内部浮充电模块具有间断性供电和断电的智能化控制功能。当备用电池自动投入工作后，本安电源输出分时工作，即供电3min停电9min，如此循环往复，当人为需要本安电源工作时，只需按压一下避难硐室内设置的JHC12J本质安全型数据采集监视器上的按钮，本安电源输出控制端即刻复位，并立即从新分时工作。

当电池供电至供电终了时（出厂时设定放电电压为21V），电池供电回路由浮充电模块控制自动断开，避免电池过放电造成电池损坏或影响使用寿命。电池供电电路断开后，不能自动投入，只有待交流电再次送电并充足电后才能保证正常使用。

②大容量UPS备用电池基本原理

其主要功能和作用是：正常工作时，由主机向备用电池箱进行浮充电，当主机的交流供电电源因故断电时，自动由备用电池箱向该主机提供电池输入供电，并经主机内部本质安全转换，输出本质安全电源，向避难硐室内外本安设备供电。

（3）环境监测装置在避难硐室里的布置

环境监测装置中的电源箱及备用电池箱放在电源硐室内，安全监测监控系统分站及显示器、人员定位系统分站及读卡器、硐室内传感器、湿度计放在生存室内，硐室外传感器放在硐室外部。

5.供电系统

（1）供电系统主要功能、组成及主要技术参数

①主要功能及组成

永久避难硐室供电系统的主要功能是：可用于永久避难硐室日常供电和照明；并在遇险避难时，提供不小于96h的应急供电和照明。

我国矿井低压供电系统动力电源的电压等级为AC3300V、AC1140V、AC660V、AC380V、AC127V等。煤矿井下避难硐室供电系统电压等级为AC660V／127V和DC12V。其中避难硐室日常照明为AC127V，由照明信号综合保护装置提供；避难硐室日常供电为AC660V，由真空电磁启动器提供；遇险避难时的应急供电为DC12V，为本安电源，由矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源箱和矿用隔爆型备用电池箱联合提供，满足不小于96h的应急供电；应急照明由布置的荧光棒提供。

永久避难硐室供电系统主要由矿用隔爆型真空电磁启动器、照明信号综合保护装置、矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯、矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源箱、矿用隔爆型备用电池箱、荧光棒等组成。其中矿用隔爆型真空电磁启动器，输入为AC660V，输出为660V，相当于动力总开关，为避难硐室UPS电源提供交流输入电源，必要时可以通过真空电磁启动器控制通断电，对设备进行保护（短路、过载、漏电闭锁）和维修；照明信号综合保护装置，输入为AC660V，输出为127V，相当于AC127V的供电开关，为隔爆兼本质安全型LED照明灯提供交流供电电源，并对AC127V线路进行漏电保护、短路保护、过载保护、信号保护；矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源箱和矿用隔爆型备用电池箱，日常为环境监测装置、通信装置等提供电源，应急时为环境监测装置、通信装置等提供不小于96h的后备电源；矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯，为LED冷光源大功率发光元件作为光源，能够为避难硐室提供高效、低功耗、高寿命、安全的日常照明；荧光棒，能够为避难硐室提供安全、可靠的应急照明。

②主要技术参数

aQBZ－30／660（380）矿用隔爆型真空电磁启动器主要技术参数：

防爆形式：矿用隔爆型；

防爆标志：ExdI；

输入电压：AC660V／380V（三相），允许电压波动75%～110%；

额定功率：20KW；

额定电流：30A；

保护功能：具有短路保护、过载保护、漏电闭锁保护功能。

bQBZ－2.5／660（380）M（A）矿用隔爆型全闭锁照明信号综合保护装置技术参数：

防爆形式：矿用隔爆型；

防爆标志：ExdI；

输入电压：AC660V／380V，允许电压波动75%～110%；

输出电压：AC127V；

额定功率：2.5KW；

保护功能：具有漏电保护、短路保护、过载保护、信号保护功能。

cDJS36／127L矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯主要技术指标：

防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型；

防爆标志：Exd［ib］I；

输入电源：AC127V，允许电压波动75%～110%；

额定功率：36W；

额定电流：≤0.3A。

dKDW1140／12J矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源箱主要技术指标：

详见“环境监测装置”相关部分。

eDXB120／24J矿用隔爆型备用电源箱主要技术指标：

详见“环境监测装置”相关部分。

（2）原理

根据避难硐室日常供电和照明、遇险避难应急供电和照明的功能需求，设计了永久避难硐室供电照明系统。下面分别进行阐述。

①电源系统

目前我国矿井低压供电系统动力电源的电压等级为AC3300V、AC1140V、AC660V、AC380V、AC127V等。考虑到避难硐室空间有限，其电源部分不可能完全按照井下机电硐室的标准设计，从简洁清晰的角度考虑，我们只设计引入AC660V动力电源，通过照明信号综合保护装置转换为日常照明系统提供电源；同时通过矿用隔爆型真空电磁启动器，为UPS电源装置提供电源，在遇险避难时，由UPS电源为环境监测装置、通信装置等提供直流本安电源。

KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱正常工作时，一方面用于向避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、逃生指示器、照明和通信设备等提供不间断供电，另一方面与DXB120／24J矿用隔爆型备用电池箱配合使用，向备用电池箱进行浮充电。

DXB120／24J矿用隔爆型备用电池箱是KDW1140／12J矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱配套使用的UPS备用电池箱。正常工作时，由主机向该备用电池箱进行浮充电，当主机的交流供电电源因故断电时，自动由备用电池箱向该主机提供电池输入供电，并经主机内部本质安全转换，输出本质安全电源，向避难硐室内外本安设备供电。

②日常照明系统

根据避难硐室的需求，设计选用了节能环保的隔爆兼本质安全型LED照明灯，其采用LED冷光源大功率发光元件作为光源，具有发光效率高、耗电低、工作温度低、使用寿命长、体积小等优点。为确保照明质量，LED照明灯间隔距离设定在5m左右。

③避难应急照明系统

遇险避难时，为给避难硐室提供应急照明，设计选用荧光棒作为避难应急照明系统，以确保照明安全和照明质量。

荧光棒在硐室内的布置原则为：硐室两侧每隔1.5米左右各布置1个，具体可视情况调整。

（3）供电系统设备布置

永久避难硐室供电系统，由1台矿用隔爆型真空电磁启动器、1台照明信号综合保护装置、20台矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯、2台矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源箱、2台矿用隔爆型备用电池箱、464个荧光棒（其中布置58个，备用406个）等组成。

QBZ－30／660（380）矿用隔爆型真空电磁启动器、QBZ－2.5／660（380）M（A）矿用隔爆型全闭锁照明信号综合保护装置各1台，放置在电源硐室中。

负责日常照明的DJS36／127L矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯共布置20台，具体布置情况如下：两侧过渡室各布置2台，生存室布置10台，两侧液态CO2钢瓶硐室各布置2台，电源硐室、卫生间各布置1台。

负责遇险避难时应急照明的荧光棒共布置58个（具体可视情况调整），具体布置情况如下：两侧过渡室各布置6个，生存室布置34个，两侧液态CO2钢瓶硐室各布置4个，电源硐室布置2个，卫生间布置2个。

6.通信系统

永久避难硐室应设置直通矿调度室的电话，并可接入井下广播系统站台，最大限度保证灾变期间的通讯安全可靠。

7.个体防护装备

（1）个体防护装备选型及主要技术参数

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，避难硐室内应按额定避险人数配备隔绝式自救器，有效防护时间应不低于45min。

设计永久避难硐室配备ZYX45型压缩氧隔绝式自救器，配备数量为额定避险人数的1.1倍，为132台。

ZYX45型压缩氧隔绝式自救器额定防护时间为45min，该自救器具有体积小、重量轻、结构合理、性能稳定、使用方便等特点，其主要技术参数详见表3－4。

表3－4　ZYX45型压缩氧隔绝式自救器技术参数表

（2）压缩氧隔绝式自救器的管理和维护

①应按使用说明书进行保管和使用，凡开启使用过的压缩氧自救器，应由发放室进行刷洗、消毒、充气和更换二氧化碳吸收剂，无论使用时间长短，二氧化碳吸收剂必须全部更换。

②压缩氧自救器每半年检查一次气密性和氧气压力。二氧化碳吸收剂也应每半年更换一次，橡胶件老化严重的应及时更换。

③库存的二氧化碳吸收剂每季度必须化验一次，对二氧化碳吸收率低于30%，二氧化碳含量大于4%，水分不能保持在15%～21%之间的，不准使用。其粒度应符合产品说明书的要求。对新购进的二氧化碳吸收剂应抽样化验，不符合上述标准的不准使用。

④用于压缩氧自救器的氧气瓶必须按国家压力容器管理规定，每三年进行一次水压试验。压力指示表按检定规程进行周期检定。

（3）个体防护装备布置

自救器放置在永久避难硐室坐椅下部的储物箱里，每个座位下面至少放置一台自救器，以方便避难人员取用。

8.辅助设施

为了给避难人员创造良好的生活环境，保证避难人员健康安全，在永久避难硐室内设置有坐椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、卫生间等辅助设施。

坐椅：永久避难硐室内设置60个坐椅（每个坐椅坐2人），采用不锈钢制作，座位下面是储物箱，用于避难人员休息和放置照明荧光棒、急救包、食品、饮用水、CO2吸收剂、CO吸收剂、指示标志牌、棋牌等。坐椅分为4排放置在生存室中，中间两排背靠背，两侧坐椅靠背在巷帮上。坐椅的主要技术参数如下：长×宽×高＝1000×495×800mm。箱体部分尺寸：长×宽×高＝1000×400×400mm。

担架：用于救治和运送伤员，选用救护队用折叠担架（6副），担架主要参数如下：

展开尺寸（L×W×H）：1850×500×50mm；

折叠尺寸（L×W×H）：930×500×70mm；

自重：7kg；

承重：159kg。

急救包：用于伤员的紧急救治和避险人员常备药物的储备。急救包中的药品可根据具体情况自行选配。

食品：避难硐室内配置压缩饼干，每人每天4块。压缩饼干的发热量约为1600kJ／块，质保期为3年。放置在坐椅下面的储物箱中。

饮用水：用于避难人员生活用水，配置1000mL瓶装矿泉水，每人每天2瓶，质保期2年。避难硐室内应接入矿井供水管路，并设专用接口和供水阀门，以确保在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。

工具箱：放置必备的工具，用于避难硐室仪器设备的维修。工具箱设置在生存室内（靠巷帮），装有工具和维修用的配件。

灭火器：用于扑救避难硐室内因电源短路等引起的火灾，设计配备4台干粉灭火器。

指示标志牌：若干，用于说明仪器设备的操作提示和警示。

操作手册：达到每人一本，以便阅读。

棋牌：为了缓解避难人员的紧张情绪，避难硐室内可以放置一些棋牌（根据需要而定）。

卫生间：设计永久避难硐室设置1个卫生间，配备3个坐便器。

（二）临时避难硐室

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面推进长度超过500米时，应在距离工作面500米范围内建设临时避难硐室。临时避难硐室由1个过渡室、1个生存室和1个卫生间组成。各硐室规格参数详见表3－5、3－6。

表3－5　厚煤层开采时临时避难硐室规格参数表

表3－6　薄及中厚煤层开采时临时避难硐室规格参数表

临时避难硐室与顺槽之间采用厚500mm的钢筋混凝土砌碹墙隔开，避难硐室顶板及实体煤侧采用锚网喷支护，喷射混凝土厚度为150mm，砌碹混凝土强度等级为C30，喷射混凝土强度等级为C20。硐室内表面用10mm厚白水泥沙浆抹面，硐室底板采用混凝土地面，厚100mm，铺底混凝土强度等级为C10，硐室地面高于相邻巷道底板不小于200mm。

临时避难硐室采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室，密闭门之内为生存室。

为解决临时避难硐室日常通风问题，设计在生存室远离密闭门侧设置一个密闭窗，密闭窗抗冲击压力、气密性等要求均与防护密闭门相同。

防护密闭门上设观察窗，门墙设单向排水管和单向排气管，生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管，排水管和排气管均加装手动阀门。防护密闭门抗冲击压力不低于0.3MPa，有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活；门墙周边掏槽，深度不小于200mm，墙体为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，门墙与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。除防护密闭门外，临时避难硐室还通过压风系统、供电电缆等与外界连通，在墙体内应预埋管线。

（三）临时避难硐室生命保障系统组成及主要技术参数

1.供氧系统

（1）供氧系统的主要功能、要求及供氧方案的选择参见永久避难硐室相关设计。临时避难硐室供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧两种方式。

（2）压风系统供氧装置

设计按人均供风量0.3m3／min，避险人数20人计算，所需总供风量为：

0.3×20＝6m3／min

由于单趟压风管路流量一般在20m3／min以上，一趟压风管路即可满足供风需求。

设计在生存室内靠近密闭门侧布置一套压风系统供氧装置，装置的入口通过管路与压风系统管路连接。

压风系统供氧装置的原理、组成和主要技术参数参见永久避难硐室相关设计。

（3）压缩氧气供氧装置

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，紧急避险设施应具备自备氧供氧系统，人均供氧量不低于0.5L／min。

设计按人均供氧量0.5L／min，避险人数20人，避险时间96h计算，所需氧气体积为：

0.5×20×96×60＝57600L

设计选择工作压力为15MPa、水容积为40L的氧气瓶作为供氧气源，每支氧气瓶内可用氧气体积为：

△P×40＝128×40＝5120L

式中：△P为气体可用压力差，△P＝（13－0.1）MPa＝（129－1）大气压＝128大气压故需氧气瓶数量为：

57600÷5120＝12支

设计按人均供氧量0.5L／min，避险人数20人计算，单位时间内总供氧量为：

0.5×20＝10L／min

由于灾变期间进入永久避难硐室避险人数可能随时变化，为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，设计选择可调节流量计。

设计在临时避难硐室生存室内放置工作压力为15MPa、水容积为40L的氧气钢瓶12支。氧气钢瓶经高压管路与减压器输入口连接，减压器及浮子流量计放置在生存室墙壁上，方便避险人员调节、观察压力及供氧流量数值。

压缩氧气供氧装置的原理、组成和主要技术参数参见永久避难硐室相关设计。

2.有害气体去除设施

（1）主要功能及工作原理

有害气体去除设施是对避险人员在密闭的避难硐室中长时间呼吸所产生的及避险人员由硐室外带入的CO2、CO有毒有害气体通过CO2和CO吸收剂进行吸收去除。

①CO2吸收剂数量确定

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，有害气体去除设施处理CO2的能力不低于0.5L／min·人。

设计按CO2吸收剂处理CO2量0.5L／min·人，避险人数20人，避险时间96h计算，共需处理CO2量为：

0.5×20×96×60＝57600L

每盒CO2吸收剂15kg，对应的CO2吸收量为1400L，需要配备的CO2吸收剂数量为：

57600÷1400＝41.2盒

因此设计配备42盒CO2吸收剂。

设计按CO2吸收剂处理CO2量0.5L／min·人，避险人数20人计算，单位时间内处理CO2量为：

0.5×20＝10L／min

②CO吸收剂数量确定

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》关于“有害气体去除设施处理一氧化碳的能力应能保证在20min内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下”的要求以及人体呼吸产生的CO量为2mg／m3为计算依据，并考虑灾害时期产生的CO气体可能进入避难硐室内，设计配备2盒CO吸收剂。

（2）主要技术指标

对CO2的吸收（排除）能力不低于0.5L／min·人；

对CO的吸收（排除）能力应能保证在20min内将一氧化碳浓度由0.04%降到0.0024%以下；

硐室内CO2浓度不大于1.0%；

硐室内CO浓度不大于0.0024%。

（3）布置方式

CO2和CO吸收剂放置于临时避难硐室坐椅下的储物箱中，当发生灾害事故紧急避险时，管理人员应取出CO2和CO吸收剂，并打开暴露于生存室中。

3.压缩空气幕及压气喷淋系统

由于避险人员在开启避难硐室防护密闭门过程中会带入CO等有毒有害气体及烟尘，极易造成对避险人员的二次伤害。

压缩空气幕的主要功能是将压缩空气钢瓶中的压缩空气通过喷气气幕释放大量的气流将有毒有害气体驱之门外，尽量避免有毒有害气体随着避险人员的进入而带入避难硐室内。

压气喷淋装置的主要功能是利用压缩空气与水的摩擦，产生非常均匀和细密的喷雾，以消除随避险人员进入而带入过渡室内的悬浮的烟尘，避免其进入生存室内。

设计在临时避难硐室过渡室内放置工作压力为15MPa、水容积为40L的空气钢瓶4支，其中3支供压缩空气幕使用，1支供压气喷淋装置使用。

3支压缩空气幕使用钢瓶通过高压管路并联后与减压器输入口连接，减压器输出口经防护密闭门联动开关与放置在防护密闭门对面的喷气气幕相连。

1支压气喷淋装置使用钢瓶通过高压管路与减压器输入口连接，减压器输出口经开关与放置在防护密闭门对面的空气雾化喷嘴相连，同时，供水水管与供水减压器输入口连接，供水减压器输出口经开关与空气雾化喷嘴相连。

压缩空气幕及压气喷淋系统原理及主要技术参数参见永久避难硐室相关设计。

4.环境监测装置

临时避难硐室环境监测装置可用于采集和显示硐室内外气体（CO、CO2、O2、CH4等）浓度、温度、湿度、压力等，供硐室内避难人员掌握和判别灾害环境，并根据硐室内配套救生设备及时采取自救措施，最大限度地保证遇险人员的安全。

临时避难硐室环境监测装置由KDW17矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱及避难硐室内外CO传感器、CO2传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、压力传感器、湿度计等组成。

目前矿井正在使用KJ90NB型安全监测监控系统，设计在避难硐室内设置一台监测监控系统分站及显示屏，以实现矿井安全监测监控系统对避难硐室内外CH4、CO等环境参数进行实时监测。

目前矿井正在使用KJ236型井下人员定位系统，设计在避难硐室内设置一台人员定位系统分站及读卡器，以实现矿井人员定位系统对避险人员进出避难硐室情况进行实时监测。

KDW17矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱、监测监控系统分站及显示屏、人员定位系统分站及读卡器均设在临时避难硐室生存室内。

临时避难硐室生存室内设O2传感器、CH4传感器、CO2传感器、CO传感器、温度传感器、压力传感器、湿度计各1台，临时避难硐室过渡室内设O2传感器、CO传感器各1台，以监测避难硐室内的环境参数。

临时避难硐室外部设O2传感器、CH4传感器、CO2传感器、CO传感器、温度传感器各1台，以监测避难硐室外的环境参数。

临时避难硐室环境监测装置有关设备及材料详见表3－6。

5.供电系统

煤矿井下临时避难硐室供电系统的主要功能是：可用于临时避难硐室日常供电和照明；并在遇险避难时，提供不小于96h的应急供电和照明。

临时避难硐室供电系统，主要由1台KDW17矿用隔爆兼本安型直流稳压电源箱、6台矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯和112个荧光棒（其中布置14个，备用98个）等组成。

负责日常照明的DJS36／127L矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯共6台，具体布置情况如下：过渡室布置2台，生存室布置4台。

表3－7　环境监测装置设备及材料表

负责遇险避难时应急照明的荧光棒共布置14个（具体可视情况调整），具体布置情况如下：过渡室布置2个，生存室布置10个，卫生间布置2个。荧光棒在硐室内的布置原则为：硐室两侧每隔1.5m左右各布置1个，具体可视情况调整。

6.通信系统

临时避难硐室设有与矿调度室直通的电话，并可接入井下广播系统站台，最大限度保证灾变期间的通讯安全可靠。

7.个体防护装备

根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，避难硐室内应按额定避险人数配备隔绝式自救器，有效防护时间应不低于45min。

设计临时避难硐室配备ZYX45型压缩氧隔绝式自救器，额定防护时间为45min，配备数量为额定避险人数的1.1倍，为22台。ZYX45型压缩氧隔绝式自救器特点及主要技术参数参见永久避难硐室相关设计。

自救器放置在临时避难硐室坐椅下部的储物箱里，每个座位下面至少放置一台自救器，以方便避难人员取用。

8.辅助设施

为了给避难人员创造良好的生活环境，保证避难人员健康安全，在临时避难硐室内设置有坐椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、卫生间等辅助设施。

坐椅：临时避难硐室内设置10个坐椅，采用不锈钢制作，座位下面是储物箱，用于避难人员休息和放置照明荧光棒、急救包、食品、饮用水、CO2吸收剂、CO吸收剂、指示标志牌、棋牌等。坐椅分为2排放置在生存室中，两侧坐椅靠背在巷帮上。坐椅的主要技术参数如下：长×宽×高＝1000×495×800mm。箱体部分尺寸：长×宽×高＝1000×400×400mm。

担架：用于救治和运送伤员，选用救护队用折叠担架（2副），担架主要参数参见永久避难硐室相关设计。

急救包：用于伤员的紧急救治和避难人员常备药物的储备。急救包中的药品可根据具体情况自行选配。

食品：避难硐室内配置压缩饼干，每人每天4块。压缩饼干的发热量约为1600kJ／块，质保期为3年。放置在坐椅下面的储物箱中。

饮用水：用于避难人员生活用水，配置1000mL瓶装矿泉水，每人每天2瓶，质保期2年。避难硐室内应接入矿井供水管路，并设专用接口和供水阀门，以确保在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。

工具箱：放置必备的工具，用于避难硐室仪器设备的维修。工具箱设置在生存室中间位置（靠巷帮），装有工具和维修用的配件。

灭火器：用于扑救避难硐室内因电源短路等引起的火灾，设计配备2台干粉灭火器。

指示标志牌：若干，用于说明仪器设备的操作提示和警示。

操作手册：达到每人一本，以便阅读。

棋牌：为了缓解避难人员的紧张情绪，避难硐室内可以放置一些棋牌（根据需要而定）。

卫生间：设计在临时避难硐室设置1个卫生间，配备1个坐便器。

（四）可移动式救生舱

矿用可移动式救生舱是矿山井下的救生装置，主要用于发生矿难时作为遇险人员的紧急避难场所。矿用可移动式救生舱由安全防护系统、供氧系统、净化系统、动力保障系统、生存保障系统、通讯系统等六大系统组成。其在矿难发生时对外能够抵御爆炸的冲击、高温烟气、隔绝有毒有害气体的功能，对内能为被困矿工提供氧气、食物、水，去除有害气体，为矿工赢得较长待援时间，同时通过舱内通讯设备，引导外界救援。

1.基本要求

（1）矿井救生舱设置地点和数量

矿井应根据井下作业人员和巷道断面等情况，结合矿井避灾路线，合理选择和布置移动式救生舱。

有突出煤层的采区应设置采区避难硐室，设置位置应当根据实际情况确定，但必须设置在防逆流风门外的进风流中。煤与瓦斯突出矿井以外的其他矿井，从采掘工作面步行，凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的，必须在距离采掘工作面1000m范围内设置救生舱。

突出煤层的掘进巷道长度及采煤工作面走向长度超过500m时，必须在距离工作面500m范围内设置救生舱。

救生舱规格和数量应满足所服务区域内同时工作的最多人员的避难需要。各个救生舱之间的距离不应大于1000～1500m。

（2）救生舱安放硐室的要求

①救生舱安放硐室的设置应避开地质构造带、应力异常区以及透水威胁区，并要求尽量布置于岩层中，且顶板完整、支护完好（采用混凝土，厚度200～300mm），前后20m范围内应采用不燃性材料支护，符合安全出口的相关要求。应保证道路畅通，安全间距、风速等符合《煤矿安全规程》及相关标准的规定。

②救生舱安放硐室的形状宜采用半圆拱形，高度大于2.6m，巷道净宽不得小于2m。救生舱安放硐室的尺寸，应根据选用的救生舱的规格和通风要求确定。

③救生舱安放硐室内地面应高于巷道底板0.2m，水泥铺底厚150～200mm，倾斜度不大于3°，以保证救生舱水平放置时保持平稳。

④救生舱安放硐室顶板应安装防水设施，不得有滴水现象。

⑤救生舱安放硐室外20米范围内不应堆放易燃物品。

⑥压风、供水及信号传输管线在进入避难硐室前应埋设于巷底或巷壁，或采取其他措施保护，确保在灾变发生时不被破坏。埋设或保护距离至少不得低于200m。

⑦救生舱安放硐室应根据不同岩性采用锚喷、砌碹等方式支护，支护材料应阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀。

（3）救生舱安放硐室标志

矿井避灾路线图应包含井下所有避难硐室设置情况。救生舱安放硐室应有清晰、醒目的标志牌，并悬挂于救生舱安放硐室外。标志牌中应明确标注救生舱位置和规格、种类，井巷中应有救生舱方位的明显标示，以便灾变时遇险人员能够迅速到达救生舱。

在井下通往救生舱安放硐室的入口处应有“救生舱”的反光显示标志，标志应符合AQ1017－2005标准要求。

（4）通风设施

救生舱安放硐室应设立在进风风流中，通风应满足AQ1028－2006标准要求。

压风供气应符合MT390－1995标准要求，压风供气系统应专门配置，发生灾害时自动投入运行、供给压气。必须保证风源稳定可靠，灾害应急时随时可用。按救生舱额定人数计算，每人每min供给风量不得少于0.3m3。

（5）供水设施

与矿供水管道相连接，整条巷道每隔约50m安装1个阀门。

（6）供电设施

供电安全、可靠。用于煤矿井下的救生舱用电部分应当充分考虑煤矿的供电条件，并符合煤矿用电安全需要的相关标准要求。需要使用井下交流1140V／660V和380V的电。

电源安装要求：

①供电系统供电设备应具有短路、过载和漏电（含漏电闭锁）保护。低压控制设备应具有短路、过载、断相、漏电闭锁等保护及远程控制装置。

②电源供电电缆应为煤矿用阻燃电缆，一般采用重型橡套铜芯多股电缆，并应带有一芯接地芯线，内接地芯线应与接线盒内的接地端子可靠连接。电缆应设有防护装置，应防止电缆被意外砸伤、拉伤或刮伤，并应将电缆躲开淋水、积水地点。

（7）通讯设施

煤矿救生舱与其相关点的通讯连接，使用有线程控电话，通讯电话应防爆，符合“煤矿安全规程”和GB3836.2－2000要求；通讯电缆应为煤矿用阻燃电缆，电缆应设有防护装置，应防止电缆被意外砸伤、拉伤或刮伤，并应将电缆躲开淋水、积水地点；救生舱的通讯应与矿井主通讯联网。

（8）安装运输

救生舱是分体式，运输时拆开分段运输，主要使用矿用平板车和绞车运输，到达安装点后逐段组装，并安装好配套设施。

2.系统构成和工作原理

（1）舱体系统

舱体分为过渡舱、生存舱和设备舱组成。舱体设计为分段式法兰连接结构，便于井下运输。采用高强度钢板焊接而成，结构坚固，能抵抗2MPa爆炸冲击，能够容纳多人避难的需求。

①过渡舱

前舱门采用“门中门”结构，除了能防止瓦斯爆炸外，还可以防水。过渡舱还设有空气气幕系统和喷淋装置，可有效隔绝舱外有毒有害气体进入生存舱内，并设有压风管道供气系统和生理排泄系统。

②生存舱

配置有监测系统、供氧系统、空气净化系统、空调系统、通讯系统。

a.监测系统：生存舱内外装有环境监测系统，设有氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、温度、温度传感器，实时监测舱内外生存环境。

b.供氧系统：设计为自动和手动双重供氧系统，由氧气传感器测出生存舱的氧气含量，通过信号处理来控制氧气的释放量，使舱内的氧气含量始终控制在18.5%～23%之间，并且可根据需要调节氧气含量。保证供氧系统的高可靠性。

c.空气净化系统：采用先进技术使空气的净化，实现自动控制，使二氧化碳的含量控制在1%以下，一氧化碳的含量控制在24ppm之下。

d.空调系统：采用蓄冰式空调和超导取冷技术，可保证在无任何电力支持的条件下，保证舱内温度在30℃以下。

e.通讯系统：本舱设有通讯系统，以便遇险人员及时与舱外指挥机关联系，方便救援。

③设备舱

设备舱装有动力保障系统，给救生舱提供可靠的动力保障，可实现电源系统自动维护。并设有制冷机组，在正常工作状态下随时处于制冰状态，以确保在发生矿难后能提供足够的冷源，以保证舱内的温度调节。

（2）空气幕联动系统

压风管进入舱内后的分支通过球阀（常开式）、气动机械阀和多孔管相连，提供气幕。当压风管路未损坏时，打开舱门，气动机械阀自动启动，提供稳定气流形成空气气幕。当压风管损坏时，应轻按与空气瓶连接的气动机械阀，由空气瓶提供气源，形成气幕。

（3）氧气供给保障系统

氧气供给保障系统由压风供气系统和压缩氧供气系统组成。其作用是提供稳定、可靠的空气，供进入舱内避难人员的呼吸。

①压风供气系统：救生舱内的压风接口与煤矿井下的压风管路相连接。压风空气经过总开关（常开式球阀），一路提供气幕流和喷淋气流，另一路则进入油水分离器（减压、除油和除雾），然后通过压力表（显示压风压力），最后经消声器后向舱内供气，供气流量不低于100L／min／人。

②压缩氧供气系统：氧气瓶与空气瓶固定在舱内，通过高压管与供气控制箱连接。控制箱内设置有压缩氧开关（或空气开关）、减压器（附带压力调节）、高压表、中压表、流量计等。氧气供给流量可根据进入舱内人员的多少或舱内氧气浓度进行调节。

（4）气体净化与温湿度调节系统

①空气净化系统：由CO2过滤箱、CO过滤装置和风机等组成，并与动力保障系统相连接。其作用是过滤吸收舱内CO2、CO、恶臭气等有毒有害气体，净化空气。

②温湿度调节系统：由防爆空调压缩机和冰柜组成。当正常生产时，外部供电系统通过防爆空调压缩机将冰柜内的水制冷制冰；当煤矿井下灾害发生且外部供电系统损坏时，可利用冰柜内的冰吸热，达到降低舱内温度的目的。

（5）环境监测系统

由4种传感器和机械式温湿度计组成，传感器与动力保障系统连接。4种传感器分别为：红外一氧化碳传感器、红外二氧化碳传感器、红外甲烷传感器和多气体传感器，实时监测、显示舱内CO、CO2、O2和CH4浓度；机械式温湿度计实时测量温度和湿度。若舱内气体浓度超限，则自动声光报警，声级强度不大于85dB（A）。同时实时监测、显示舱外的CO、CO2、O2、CH4等参数。

（6）动力保障系统

动力保障系统由煤矿井下电源（外部电源）与避难所内部备用电源组成，内、外部供电能自动转换。

避难所能利用外部电源提供动力，并对救生舱内部电源充电。内部备用电源由KDW1140／12矿用隔爆兼本安直流稳压电源和KDD1200型矿用隔爆型备用电池构成。其工作原理是在外部交流电源正常供电时给备用电源的电池充电，当煤矿井下灾害发生且外部供电系统损坏时，由备用电源提供净化、环境参数监测、除湿的用电需要。备用电源采用镍氢电池。

（7）生存保障系统

舱内储存有足够的急救药品、食物、饮用水，苏生器等应急物品，污物收集系统，保障避难人员的正常生存。舱内还备有隔离式自救器，确保危险缓解后避难矿工佩戴自救器能安全撤离。

（8）通讯、人员定位和视频系统

舱内安装有直通调度室的电话1门，能保证事故状态下救生舱和调度室的联系；有人员定位系统接收器1套，能清楚地知道救生舱内有哪些人员被困；有视频系统1套，能看清舱内的实时情况。3套通讯系统能在事故情况下只要有1套能正常工作，都能让地面了解舱内情况。

3.救生舱主要特点

（1）救生舱额定舱位设计按6～32人考虑。

（2）救生舱额定安全维持待救援时间突破120h。

（3）救生舱系统实行智能化管理，通过“一键式”操作，可在最短时间内启动系统运行，使其自动运行，减少矿工的劳动强度，同时设有手动操作装置，实现双保险。

（4）救生舱设置多扇开启的多功能逃逸密封门，舱体可拆解运输至井下，在工作现场模块化组装，方便移动。具备防爆、防火、隔热、防水功能。

（5）利用专利技术，将舱内排放的气体收集到救生舱外气体收集器内，循环使用，或与N2混合，将空气中氧含量稀释后再进行安全排放。避免了向舱外排气而引起二次爆炸的危险。

（6）对于救生舱内的温度控制，采用自主研发的专有技术，利用蓄冰制冷和超导技术，达到制冷的目的。在矿难发生时，采用先进的超导技术，自动控制舱内的温度，保持在30℃以下。

（7）对舱内有毒有害气体的监控，利用组合式多功能气体检测传感装置来实现，对救生舱内、外的CO、C、CO2、H4、O2，温度、湿度进行实时监测，通过舱内LED综合显示屏来显示。

（8）空气净化系统对有毒、有害气体进行高效净化，使之达到规定标准。

（9）生存保障系统利用进口高能量食品（保质期6年），其营养丰富，含各种矿物质，维生素配比合理，保存期长。同时，按人员数额配备饮用水和各种急救药品。

（10）采用苏生急救系统，苏生供氧，特殊急救供氧系统。矿工进入救生舱时，在第一时间内给轻微中毒的人员进行苏生急救，以利用最佳救护时机。

（11）舱内压力控制利用均衡控制的原理，实现自动化控制的目的，使舱内、外压差始终保持在200～500pa之间。

（12）过渡舱设有气幕装置，当遇险人员进入时，最大限度地隔绝有毒、有害气体的进入，并对过渡舱的空气进行置换。

4.功能及配置

（1）救生舱基本参数。

项目参数：

额定人数：6～38人；

额定防护时间：≥96h；

抗冲击力：≥1.5MPa；

抗爆炸冲击力：≥2MPa；

瞬间耐高温能力：1200℃；

持续耐高温能力：≥55℃；

最大耐水压能力：0.1MPa；

规格尺寸：（L×WMPa×H），m（不同型号外形尺寸有所不同）（6.8～10）×1.7×1.9；

空载质量：≤12.8t

（2）救生舱正常使用时能保持正压状态（舱内气压大于舱外气压），生存舱内压力在100Pa～1000Pa内；过渡舱内压力不小于200Pa，防止有毒有害气体渗入。

（3）额定防护时间不小于96h，并且有不小于1.2倍的安全系数。

（4）救生舱外部颜色在煤矿井下照明条件下应醒目，宜采用黄色或红色。同时，应设置明显的安全荧光条码、安全标志、安全使用须知、扳手启动符号等标志。

（5）救生舱及内部设备具有防腐蚀、防虫鼠啃咬等性能。

（6）救生舱的有效容积（包括过渡舱和生存舱），保证人均占有容积不小于1.0m3，其中过渡舱净容积应不小于1.6m3。观察窗宜设置在生存舱的适当位置，材质应具有与整舱相匹配的耐高温、抗冲击等性能。紧急逃生口，在救生舱舱门无法正常开启的紧急情况下，遇险人员能够借此逃生。

（7）瞬间耐高温能力，舱体在瞬间（≤0.2S）环境温度1200℃条件下，无开裂、变形等影响使用的缺陷。

（8）持续耐高温能力，额定防护时间内持续环境温度55℃条件下，舱内温度不大于33℃±2℃。

（9）抗冲击力不小于1.5MPa。

（10）抗爆炸冲击力不小于2MPa。

（11）救生舱具备快速启动能力，启动时间应不大于20s。

（12）氧气供给保障系统、救生舱应具备压风供氧、压缩氧供氧二级供氧保障体系以及自救器逃生保障系统。救生舱具有与矿井压风系统的接口和压风系统供氧装置，可以在矿井压风系统未被破坏的情况下对舱内供氧。保证压风供氧速率应不小于每人2.5L／min（标准状态下），连续噪声应不大于70dB（A），出口压力应不大于0.2MPa。压缩氧供氧，以人均耗氧量0.5L／min计算，能够单独保证救生舱的额定保护时间。救生舱应配备隔绝式氧气自救器，使用时间应不小于45min，应符合MT711的有关规定。配备量应不小于额定人数的1.5倍。

（13）空气净化

救生舱应具有有效的空气净化与温湿度调节系统，在额定防护时间内保证舱内空气及有毒有害气体浓度满足规定。

（14）温湿度调节

在外界电力供应中断或空调机组意外停转情况下能够满足舱内制冷除湿的需要。

（15）环境监测

舱内环境参数包括CO、CO2、O2、CH4、温度和湿度，应进行实时监测、显示和超限报警，若超出规定值时应自动声光报警，声级强度不宜大于85dB（A）；舱外环境监测的参数包括CO、CO2、O2、CH4，应进行实时监测、显示。

（16）通讯

救生舱具备与井下通讯网连接的接口及通讯方式失效情况下的信息交流方法，保证灾变期间通讯可靠，电话机应符合有关规定。

（17）舱内照明及指示

救生舱采用一体式矿灯照明。舱内储备逃生用一体式矿灯，数量不少于额定人数的25%。救生舱外部应有反光标志，便于黑暗环境中辨识。

（18）动力保障

救生舱内具有动力供应系统，在失去外部供电的情况下，内部电源能维持额定工况下的电力消耗需要。具备外部电源接入接口，在救生舱处于备用状态下能利用外部电源对救生舱内部电源充电。外部电源及电源接口应有完善的安全保护，保证在意外情况下的供电安全及灾变条件下外部电源中断时救生舱内部的供电安全。救生舱内部采用集中供电方式，矿用隔爆兼本质安全型防爆形式，具备自动充电、充电状态显示、均衡充电、均衡放电等电源管理和过充、过放等安全保护功能。动力保障系统的备用电池采用大容量的镍氢蓄电池。救生舱内、外部供电应能自动转换，转换时间不大于0.1S。

（19）生存保障

救生舱应配备在额定防护时间内额定人员生存所需要的食品和饮用水，并有足够的安全余量。其中，食品配备不少于2000kJ／人.天，饮用水不少于0.5L／人.天。避难硐室配备急救箱、苏生器、工具箱、灭火工具、人体排泄物收集处理装置等设施设备。

（20）救生舱用电气设备、高压容器、仪器仪表、化学药剂等，应符合相关产品标准的规定和国家有关管理要求，纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。

（21）救生舱主要配置。

①舱体

②矿用隔爆型备用电池箱

③矿用隔爆兼本安直流稳压电源

④矿用隔爆型直流电动风扇

⑤煤矿救生舱用防爆空调装置

⑥红外甲烷传感器

⑦多气体传感器

⑧红外二氧化碳传感器

5.管理与维护

（1）救生舱及安装硐室应专门设计并编制施工措施，报矿井总工程师审批后施工；竣工后由安全副矿长组织通风、安全及生产部门相关人员进行验收，合格后才能投入使用。

（2）矿井建立救生舱管理制度，设专人管理，每周检查一次。按相关规定对其配套设施、设备进行维护、保养或调校，发现问题及时处理，确保设施完好可靠。

（3）救生舱配备的食品、水和急救物品，过期或失效的必须及时更换，且在有效期内。

（4）每天检查救生舱门是否开启灵活和密封可靠，检查橡胶是否老化。

（5）每天必须检查救生舱内压缩氧和压风供气性能。

①压缩氧供气：

a减压器应定期检验完好性，流量在0.4～15L／min范围内应可调。

b定期检查氧气瓶压力，如压力小于13.5MPa，应及时充气。

c医用氧气瓶钢瓶符合GB5099标准和《气瓶安全监察规程》。氧气瓶有效期15年，3年检验一次，检验合格后方可使用。充装后的气瓶，应有专人负责，逐只进行检查。检查内容包括：瓶阀开启灵活性，阀门关闭应可靠；瓶内压力是否在规定范围内；气瓶充装后，如出现鼓包变形或泄漏等严重缺陷，应立即停止使用。

②压风供气

检测压风供气装置完好性，压风压力和压风供气量符合压风自救供气系统要求。

（6）便携式自救器应按MT711－1997标准定期校验，并做好记录。隔绝式压缩氧自救器：每隔半年要检查氧气瓶压力。每隔3年要对氧气瓶做水压试验。每隔半年更换CO2吸收剂（未使用状态下）。

（7）每周需检查救生舱安放硐室内的连接牢固、可靠性。如螺丝连接是否松动等。

（8）每周需检查救生舱安放硐室的支护，保证支护牢固，可靠。

（9）每周需检查检查甲烷传感器的完好性，并定时监测通风瓦斯浓度。

（10）每周需检查电气设备（直变器、矿用真空馈电开关，照明电源装置）完好性，检查供电系统是否供电。应定期检查电气设备和仪器仪表完好性以及是否能正常运行。

（11）定期检验进入舱体内的空气流量，流量应满足要求，否则，应查明原因并及时排除。

（12）油水分离器过滤芯每月更换一次，如发现过滤后气体有异味，应提前更换

（13）净化系统，一般每隔8h就要对救生舱舱内的空气进行过滤清理，除去异味，同时检测室内气体浓度，以保证使用安全。净化系统中所使用的化学药剂，应封装保存。如未使用，C、CO2、O吸收剂、活性炭、吸湿剂等化学药剂2年应更换，如果发生变色失效，应及时更换。

（14）降温系统应完好。

（15）矿井应对入井人员进行救生舱使用的培训，每年组织一次救生舱使用演练，确保每位入井员工都能正确使用救生舱及其配套设施。