威远县铸铜煤业有限公司铸铜煤矿井下紧急避险系统专项设计 第24页
计容量为99人永久避难硐室可以满足要求。
永久避难硐室生存室内按每人应不小于1.0m2，其面积计算： S生=1.0399=99 m2 S过=3.0m2
三、结构与尺寸设施
永久避难硐室均设有两个安全出口，每个安全出口均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，避难硐室由2个过渡室和1个生存室组成，生存室内内侧壁布置自救器储藏间、急救药品间、卫生间。
永久避难硐室的生存室的设计宽度为3.0m，过渡室的设计宽度为2.6m，生存室容量的备用系数为1.2，计算其长度：
a生=9931.2÷3.0=39.8m； a过=3.0÷2.6=1.2m； a=a生＋2a过=39.8＋1.2=41m
设计避难硐室长度为44m，其中生存室长度设计40m，每个过渡室长度为2m，生存室宽3.0m，高2.6m，半圆拱断面，断面积6.84m2，过渡室宽2.6m，高2.5m，半圆拱断面，断面积5.77m2。
自救器储藏间、急救药品间、卫生间等均为三心拱结构，净宽2.0m，净长3.5m，净高2.0m，砌碹支护。
四、功能设计 （一）隔离系统
隔离系统是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。主要由防护密闭门、密闭门、压缩空气幕装置、压气喷淋装置、过渡室、排气阀及排水阀及管道等系统组成。
避难硐室采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用即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。
1、防护密闭门
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。
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防护密闭门有足够的气密性和防水功能，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，混凝土强度顶级为C50，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、供电电缆与外界联通，在墙体内应预埋管线。
1）主要技术指标
抗冲击波强度：防护密闭门抗冲击波强度＞0.3兆帕（需提供气密性检测报告和“爆炸科学与技术国家重点实验室”出具的抗冲击波检测报告）。
净尺寸：80031600mm（宽3高）；
气密性：在正压500±20帕压力下，泄压速率小于350±20帕/小时。 2）产品结构
门扇采用弧形结构，内焊接加强筋板。门扇内层护板为不锈钢板面，中间夹有石棉保温层。门框四周密封槽内镶有防火密封条，门扇四周带有密封子口。
2、密闭门
密闭门选用HM716钢筋混凝土单扇密闭门，密闭门墙体采用≥C30的混凝土浇筑，墙体四周掏槽，见硬帮、硬底，墙体插入岩体≥200mm，并与岩体接实。密闭门向过渡室开启。
1）主要技术指标
密闭门在压力为＋500±20Pa状态下，具有≤350±20Pa/h的泄压速率； 净尺寸：密闭门宽800mm，高1600mm； 2）产品结构
密闭门两侧面板均采用6mm材料，内焊接加强筋板。
防护密闭门和密闭门门框四周密封槽内镶有防火密封条，门扇四周带有密封子口。防护密闭门和密闭门内外有转动手轮和锁紧装置。防护密闭门和密闭门一侧上下装有铰链，将门扇与门框相连接。
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确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市带入避难硐室内。
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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。
压气喷淋装置配置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。
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≥4000L/mino （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
在避难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10支,其中8支供压缩空气幕使用,2支供压气喷淋装置使用。
8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、排气阀
永久避难硐室生存室与硐室外和过渡室与硐室外均设有相通的单向排气管。单向排气管采用DN100（φ10834）无缝钢管制作，在硐室外侧加装DSPQ110单向排气阀，在生存室和过渡室侧安装FV10－1612 DN100球阀，单向排气阀方向由室内至
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室外，球阀作常闭状态。
生存室至硐室外布置有2趟，过渡室至硐室外布置有1趟。并保证紧急避险设施内相对于设施外不低于100Pa的正压状态。
5、排水阀
永久避难硐室内不得有滴水现象。同时，设计将避难硐室内地面高于硐室外巷道轨面200mm。在硐室内布置有一趟单向排水管至硐室外，排水管采用DN50（φ5733.5）无缝钢管制作，并在过渡室内加一个三通，在管路中生存室至过渡室、过渡室至硐室外各装DSPS单向排水阀1个，单向排水阀方向由生存室至室外。
6、管线敷设
进入生存室内的压风、供水管路，在永久避难硐室入口侧20m外开始埋入巷底0.2m以下，经保护后进入生存室。进入生存室内的电力、通讯、人员定位、安全监测监控电缆，在永久避难硐室入口侧20m外开始用穿保护管埋入巷底0.2m以下。并在保护管两端进行封堵。
（二）供气系统
1、供气系统的主要功能及要求
由于煤矿井下发生火灾、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员避难时不少于12h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。 2、供氧方案选择
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45min，而且过滤式自救器对环境氧气浓度要求大于17%。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，供氧方案采用压风系统
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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够氧气，接入的矿井压风管理应设减压、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70分贝。
设计按人均供风量0.3m3/min，避难人数99人计算，所需总供风量为：0.3399=29.8m/min
2）压风设备及管路 （1）空压机选择
矿井在地面设置SGLG-20/8型一台，主要技术参数：额定排气量20.0m3／min；额定排压气：0.8Mpa； 4L-20/8型空气压缩机一台，额定排气量20.0m3／min；额定排压气：0.8Mpa；，矿井在发生灾变时，两台空压机同时工作，能够满足井下压风供养要求。
(2)输气管道的管径计算 d=6.563Q0.37.l0.2
式中：d――压缩空气输送管直径，mm
Q――通过压气输送管的空气流量，40.0m3/min l－－管道长度，3500m d＝91.8mm
矿井现采用外径219mm，壁厚4.5mm的无缝钢管作为压气输送主管道能满足要求。 （3）压风供压力校核 ΔPi＝10?12?li?Qi1.85＝0.309MPa 5di3
式中：ΔPi—管段压风损失，MPa；
li—考虑局部损失在内的该管段折算长度，l＝3500m； di—该主管段的标准管径，100mm；
Qi—通过管段的空气流量，Qi ＝1.1340＝44m3/min。
压风机站供给压力为0.8MPa，经管路损失0.309MPa后，生存室内压风管网动压
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