煤矿井下应急救援及紧急避险技术的初步探讨

煤矿井下应急救援及紧急避险技术的初步探讨

赵军海

上海大屯能源股份有限公司救护大队，江苏省 沛县， 221611

摘 要：在发生安全事故时，应急救援及紧急避险可使人员减少伤亡及财产降低损失。本研究对煤矿井下应急救援系统的抵抗灾害技术措施进行初步探讨，提出针对性的应对措施，对于提高煤矿生产安全，保障煤矿减轻安全生产事故的影响具有较为重要的指导作用。

关键词：紧急避险技术；煤矿应急救援；煤矿安全

1. 前言

在我国煤炭是一种主要能源，超过95%的煤炭产量都采取井下开采方式。开采技术、煤层赋存条件及煤矿管理水平等因素具有一定限制作用，在煤炭百万吨死亡率方面，我国比煤炭开采技术先进的西方国家还相对较高一些。开采煤炭过程中，比较常见事故主要有瓦斯、顶板、水、窒息及火灾等类型，结合有关研究成果发现，矿井井下遇难人员的可逃生概率较大，但受不完善的应急救援设备、难以行走的逃生路线等一些因素的影响，一些人员在井下被困。基于此本文对研究煤矿井下应急救援及紧急避险技术的情况进行总结。

2. 专用避险管线

粉尘、瓦斯、水害等因素对开采煤炭有不利影响，近年来尽管不断提升安全技术水平并提高安全投入，煤矿不断改善了安全生产形势，但在开采煤炭过程中还难免发生安全事故。井下发生瓦斯爆炸等安全事故时，容易影响井下布置的供水、压风、监控及通信等管线。井下发生安全事故时，避难室是避难的主要场所，对供水、压风、监控及通信等系统的要求更高。经钻孔直达地面的避难硐室能够在钻孔内直接布置各类管线，而易发生巷帮变形、底鼓的矿井，应采取具有较高安全性的专用避险管线，才能提高保护各类系统的能力。专用避险管线技术指标应符合：抗拉强度超过8兆帕、抗爆强度超过9兆帕、延伸率超过300%，抗落锤冲击能力强。在专用避险管线内通过布置井下各系统线路，使各系统明显提高抗灾害能力，为井下人员紧急避险及后续应急救援等创造有利条件。

3. 救生舱应用

3.1 救生舱受安全事故的影响

因在岩体内布置避难硐室，如果在巷道底板布置或采用专用避险管线对向避难硐室内联通的压风、供水、监控等线路进行保护时，井下发生安全事故对避难硐室防护门破坏是影响避难硐室的最大问题。但因救生舱整个在巷道内，发生灾害时的应力作用力对救生舱将产生直接冲击作用，救生舱易发生一定程度的变形。而此时井下发生水害事故时，容易将救生舱淹没在水中，并破坏各类管线，进而对救生舱的正常使用造成限制。

3.2 救生舱降温

井下发生粉尘、瓦斯等爆炸或火灾事故时，将使大量热产生，增大救生舱内温度。尽管采取隔热材料及降温措施等使外界温度降低减少影响救生舱的程度，但救生舱内有较多的避险人员时，呼吸、体温等将增大救生舱内温度。如果采用二氧化碳或蓄冰等措施进行降温，不只需对大量空间占用而需要较高的降温成本，并应用二氧化碳降温时存储高压气瓶也有较大的安全隐患。为使救生舱提高综合使用效率，投入尽可能降低，可采用相对较低体温度的煤岩降低救生舱温度，进而避免应用救生舱降温设备导致增大投入及对井下安全事故问题无法有效应对。

3.3 合理布置救生舱

救生舱布置应结合井下作业人员数量及可容纳人员数合理配备救生舱，若安排8人在掘进工作面作业时，应在适宜位置根据容纳不少于 8人布置救生舱。救生舱为8米长、1.4米宽及1.8米高，占用较大的空间。如果巷道内救生舱布置较多将影响巷道正常使用、通风等方面情况。井下发生事故后，救生舱将直接受到产生的冲击力作用，严重时造成救生舱有一定程度的变形，进而使紧急避险功能难以有效发挥。如果在掘进避险硐室内布置救生舱，因救生舱达8米长，只利用扩散通风方式，避难硐室难以满足所需通风要求。所以，对巷道扩帮后，在其空间置入巷道，不只是对正常使用的巷道不产生影响，也能使救生舱充分发挥其应急躲避功能，使避险人员更便于进入救生舱内。

4. 大功率排水设备应用

对我国矿井近年来突水事故中较大及重大事故进行统计发现，老空水是产生井下突水事故的主要原因。老空水造成井下较大及重大事故分别为 80.5%、87.1%。所以，在回采煤炭时应对老空水注意探放及疏排。井下发生突水事故后，首先应解决水位降低问题。涌出量超过排水量时，矿井井下持续升高水位。涌水量不足排水量时，井下将不断降低水位。所以，大功率潜水泵应用于煤矿井下可在平时对井下进行疏排水时使矿井突水时降低水位高度。井下发生突水事故后，通常被困人员处于较高标高底板的巷道或硐室内。所处位置具有与有效的氧气浓度，井下水位迅速降低可对井下被困人员的及时抢救创造有利条件。

5. 井下减少作业人员

5.1 智能化交接班

煤炭生产中为使生产效率提高，有些矿井交接班在作业工作面进行，使交接班中煤矿井下存在较多数量的人员，如果此时井下发生安全事故，不只是增加被困人员数量，还容易使人员产生严重伤亡。如果采用现场交接班将产生较长时间交接班问题，所以，有条件时交接班采用智能化技术以远程方式实现，也就是交接班人员利用远程视频监控系统交接井下作业人员，在到达交接班地点行车中完成交接班工作。应用此技术不只使交接班中减少井下人员数量，还能使交接班明显减少耗时，进而使生产效率提高。

5.2 建设智能化矿井

随着近年来不断发展的自动化、智能化技术，一些矿井的采掘工作面已完成智能化建设，至少减少采煤及掘进工作面人员超过50%，而在相对安全的硐室内操作人员对采煤机、综掘机运行远程控制，使采面顶板冒落、粉尘及异常涌出瓦斯等因素明显降低对作业人员健康的影响。当采掘作业面发生突水、瓦斯或顶板事故时，因采煤及掘进工作面迎头位置无人或只有较少的巡检人员，大部分人员都在硐室内较为安全，进而明显减轻安全事故产生的影响及损失。

6. 总结

综上所述，地质构造、煤层赋存条件、开采煤炭技术及装备等因素对其都具将对开采煤矿产生一定的影响，造成瓦斯、顶板冒落、水及火等因素影响煤炭正常开采，井下人员作业环境一直处于较为危险状态。井下发生安全事故时，采取针对性应急救援措施不只使井下人员减少不必要的伤亡，还能使安全事故产生的经济损失有效降低。避难硐室、救生舱等布置在井下是发生井下安全事故时作业人员对产生风险的主要躲避场所，为井下人员提供较为安全的救援环境。利用先进技术、装备使避难硐室提高通信、安全保障水平对于安全事故救援能力的提升具有重要指导意义。随着近年来人工智能技术的不断发展，在监测救护人员、制定救援方案及探测被困人员等方面，应用人工智能技术将明显提高煤矿安全事故应急救援能力。

参考文献：

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[6] 魏翠英.基于WiFi技术的煤矿井下应急救援无线通信系统设计[J]，机电工程技术，2019.4

作者简介：

赵军海（1981-），男，汉族，安徽怀远人，大学本科学历，研究方向：矿山救援。