某矿井永久避难硐室供电及环境监测系统设计

2014-03-13姜霏

价值工程 2014年5期

姜霏

摘要：当井下发生灾情后，避难硐室为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险空间，并为应急救援创造条件、赢得时间。本文对永久避难硐室内安全监测监控系统、人员定位系统、通信系统及供电系统进行设计，使得有关人员实时掌握硐室内外环境参数，有利于被困人员全避险和及时脱险；也有利于地面救援人员把握被困人员现状、通话调度和策划最佳救援方案，最大限度地保证逃生人员的安全。

关键词：避难硐室；安全监测监控系统；人员定位系统；通信系统；供电系统

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0025-02

1 井下避难硐室概述

当井下发生灾情后，避难硐室为无法及时撤离的人员提供一个安全避险空间，并为应急救援创造条件、赢得时间，永久避难硐室服务年限一般不低于5年。永久避险硐室由过度硐室和生存硐室等构成，采用向外开启的两道门结构，第一道门为防护防火密闭门，第二道门为密闭门，两道隔离门之间为过渡硐室，第二道密闭门以内为生存硐室。本设计矿井设有一座100人永久避难硐室。

2 设计目的

本文对永久避难硐室内安全监测监控系统、人员定位系统、通信系统、供电系统进行设计，使得有关人员实时掌握硐室内外环境参数变化情况，有利于避险人员根据监测数据安全避险和及时出避难硐室脱险；也有利于地面救援人员把握被困人员现状，策划最佳救援方案，最大限度地保证人员安全。供电系统用于紧急避险设施日常供电、日常照明，并在遇险避难时，提供应急供电。

3 矿井主要系统

矿井安装了KJ95N型煤矿安全监控系统。该系统主要由地面中心站（监控主机）、数据传输接口、通用分站及各种矿用传感器、通讯线缆等组成。系统可对矿井中的甲烷、一氧化碳、风速、温度、负压等环境参数进行实时监测。

3.1 调度联络系统矿井现已安装一套SH-3000D型调度交换机。该系统配备的触摸式调度台，用来提供通话录音、呼叫定位、多方通话、会议电话，群呼、强插、强拆等功能。系统采用数字中继接入县网通公司cc08远端交换模块，使矿井内外实现了互联互通。

3.2 无线通讯系统矿井现已安装KT130型矿用无线通讯系统。系统由IP交换机、地面基站、矿用环网接入器、井下基站、矿用本安手机及其它配套设备组成。系统可通过网关设备（中继插板）与调度通讯系统无缝连接，实现无线手机与调度电话之间互通及井下通讯一体化。

3.3 应急救援广播系统矿井现已安装一套KT179型应急救援广播系统，系统主要设备包括信号源部分、智能应急救援广播控制主机、信号传输部分、矿用本安型音箱等。该系统为全数字型本安系统，地面广播主机通过通信线缆连接井下的本安型广播分站，通过广播主机对井下安装的本安型广播分站进行语音广播或播放背景音乐。在紧急情况下，地面调度指挥中心可通过广播主机对井下进行紧急呼叫，通知人员进行疏散撤离，为应对紧急突发事件提供快速应急措施，也为矿井的安全提供保障。

3.4 井下人员定位系统矿井现已安装了KJ69J井下人员定位系统，系统由地面中心站、无线编码发射器、无线数据监测分站、读卡器等设备构成。通过该系统可以随时了解井下人员的流动情况、了解当前井下人员的数量及分布情况。当有事故发生时，救援人员可根据该系统所提供的数据，迅速了解有关人员所处的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

4 避难硐室内各系统设计

4.1 井下避难硐室环境监测系统设计灾害发生时，能够实时掌握硐室内外环境参数变化情况，有利于避险人员根据监测数据进行安全避险或及时出避难硐室脱险；也有利于地面救援人员把握被困人员现状、实现通话调度和策划最佳救援方案，最大限度保证逃生人员的安全。

设计在避难硐室内配备独立的内外环境参数监测装置。生存硐室内共设置四台KJ95N型监控分站，其中两台接入井下现有安全监控系统，上传至调度监控中心。井下监控系统干线穿预埋管引入硐室内；另两台通过紧急避险系统专用光缆接入矿井地面监控系统中心站。紧急避险系统专用光缆选用24芯铠装单模光缆，沿钻孔由地面调度中心引入井下避难硐室。

设计在避难硐室外设置两套氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳传感器；过渡硐室设置两套氧气、一氧化碳传感器；生存硐室内设置两套压力、氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度传感器。其中一套传感器接入与井下监控系统相连的两台分站，一套传感器接入与地面中心站监控系统相连的两台分站。当井下发生灾害时，若一套系统遭受破坏，另一套仍能保证在突发紧急情况下人员避险时，可靠地对过渡硐室、避难硐室外及避难硐室内的环境参数及避难硐室内外压差进行监控，发挥安全监测系统在避险和应急救援中的作用。

4.2 人员定位系统设计在生存硐室内的两端，共设置4台KJ69J型人员定位系统分站，每端两台，分站配置读卡器，实现对进、出紧急避险设施的人员进行动态监测。每端各有一台分站井接入井下现有人员定位系统，上传至调度监控中心。井下人员定位系统干线穿预埋管引入硐室内；另外两台人员定位系统分站通过紧急避险系统专用的24芯光缆接入矿井地面人员定位系统主机。两套系统可靠地保证了在井下发生灾害时，随时查询进入避险设施内人员的身份、数量，充分发挥其安全避险的应急救助作用。

4.3 通讯联络系统

4.3.1 调度通信系统设计在避难硐室内安装两部调度电话，两部电话均与地面调度中心直通。一部调度电话就近接入过井下调度通信系统，连接的通信电缆穿预埋管引入避难硐室；另一部通过避难硐室专用通信电缆接入地面调度中心。设计选用一根10对专通信电缆，由地面调度交换机引出，经钻孔引入避难硐室。

4.3.2 应急广播系统矿井井下已设有一套KT179型应急救援广播系统。设计在生存硐室内安装一套音箱及矿用本安型扩音电话，接入井下广播通信系统，井下广播系统干线电缆穿预埋管引入硐室。endprint

4.3.3 无线通信系统设计在避难硐室内设置一台KT130无线通信系统基站，实现无线通信。

4.3.4 视频监控系统设计在生存硐室内安装两台矿用隔爆型摄像仪和一个井上下监控显示屏，实现地面和井下通信的可视性。硐室内监控设备通过避难硐室专用光缆接入地面调度指挥中心工业电视系统。

4.4 避难硐室供电系统避难硐室供电系统用于紧急避难硐室日常及应急状况的供电、照明。

4.4.1 供电系统避难硐室供电按一级负荷考虑，设计采用双回660V电源供电，其中一路引自井下中央变电所，电源线路选择MYJV22-4×25mm2动力电缆，沿预埋管引入避难硐室；另一路引自地面配电点，沿钻孔引入避难硐室。

地面钻孔附近建彩钢板房，房间内安装一台E167-03-50/0.38kV 0.38/0.66kV 50kVA变压器及一台KBZ-200/660V矿用隔爆型真空馈电开关，为井下避难硐室提供660V电源，其380V电源引自矿井地面变电所380V母线。避难硐室内设置4台KBZ-200/660V矿用隔爆型真空馈电开关（两台进线开关、两台配电开关）、2台ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA矿用隔爆型照明信号综合保护装置，以127V向监控分站、人员定位分站、摄像仪、照明灯具等设备供电，并对后续线路进行保护。

4.4.2 照明系统照明电源引自硐室内ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA矿用隔爆型照明信号综合保护装置，电压等级为127V。根据避难硐室的需求，选用节能环保的隔爆兼本质安全型LED照明灯，照明灯采用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。照明灯具吊挂安装，灯具挂钩现场自制，灯具安装间隔为3米左右。

遇险避难时，为给矿工进入煤矿井下避难硐室时提供照明，以及避难硐室内的关键地点提供应急照明，硐室内设置矿灯120盏，以确保照明安全和照明质量。

井下个系统进入硐室线缆敷设完成后，应对所穿钢管进行严密封堵。

5 灾变后紧急避险系统应急管理措施

当发生各种灾害时，井下无法撤离的作业人员，按照所在地点的避害灾路线，进入避险设施。进入避难硐室后，现场第一负责人必须在最短时间内掌握整个避险设施中人员健康情况，尽快与地面救援指挥中心取得联系，及时准确汇报事故及人员情况，并接受地面救援中心的指挥。必须按井下紧急避险设施的各项规定操作各系统、设备。

设计依据：