XXXXXXXX铁矿
安全避险“六大系统”补充设计
3、安全避险“六大系统”
3.1监测监控系统
本矿为铁矿山，矿石不含硫，不具有自然发火危险，也不含放射性元素。区内地表无需要保护的建、构筑物、铁路及水体，目前井下留有的采空区不大，矿区工程地质条件中等以上。
设计采用平硐-盲斜井开拓，共设有595m、545m、515m、480m、445m、410m六个水平中段，生产中段在地面最低安全出口以下的垂直距离为70m，距离中段安全出口最远处为515m中段最远工作面，为260m，全矿井下生产系统相对简单。井下同时作业掘进工作面2个，回采工作面3个，采用三班制作业，年开采规模为6万t矿石。
根据以上条件，本矿监控检测系统必须配备：一氧化碳、二氧化氮和氧气监测系统；通风监测系统；视频监控系统和地压监测系统。
3.1.1监控主机
根据《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》（AQ2031—2011）的规定：“主机应安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示终端”。设计将生产调度室设在315m硐口（PD1-2）附近的工业场地，在调度主控制室内设置“矿山安全生产调度、监控与通信平台”。主控机房应距离硐口20m以外，机房面积建议25m2以上，地面采用防水防潮措施，铺设防静电地板，采用塑料吊顶，四周墙面采用水泥墙面漆处理。
机房照明系统依据有关标准规定的要求进行设计，避免直接反射光，避免灯光从作业面至眼睛的直接反射，损坏对比度。机房的照明光线均匀，并且无眩光，其照度不低于15Lux。
配备2KVA/2h不间断电源，保证监测系统在矿山断电的情况下能连续工作2h以上。设备的安全保护接地均采用BVR6mm2接地线与BVR16mm2接地线。对电源线路进行防雷处理。一级防雷设在电源总配电柜前，用于抵御经一级避雷器消弱后的雷电流，其通流量的设计要求为≥40KA。二级防雷设在重要回路或网络设备插座前，其通流量的设计要求为≥5KA，彻底免除雷电流对网络设备的影响。
选择1台研华工控机作为控制主机，配置打印机1台，CBX1声光报警装置1台，井下采用DXK24型不间断电源2台为传感器供电。中心站可在监控主机实时显示环境参数、动、静态图形，数据、曲线，模拟量配置图等。因本项目的各个测量点之间的距离较远，考虑数据远距离信号衰减，设计主线缆采用光缆传输，分线缆采用矿用信号线缆传输，控制主机通过MT8000综合数据接口箱连接KTG2A矿用光端机，采集井下风速、负压、开停传感器的信号。所选的监控总机符合建设规范要求。监测监控系统平台配置如表3-1。
表3-1 监测监控系统平台配置表
序号
名称
规格型号
单位
数量
生产厂家
1
控制计算机
研华工控机/酷睿双核/19英寸液晶显示器
套
1
2
天地自动化煤矿安全生产综合监控系统软件 V1.0
TD-KJ-AQJK-KJ95N
套
1
3
矿用光端机
KTG2A
台
1
4
综合数据接口箱
MT8000
台
1
5
激光打印机
A4
台
1
6
地面报警装置
CXB1
台
1
7
矿用不间断电源
DXK24
台
2
3.1.2一氧化碳、二氧化氮和氧气监测系统
⑴本矿井下同时作业掘进工作面2个，回采工作面3个，设计采用便携式气体检测仪对井下有毒有害气体进行检测，每个掘进工作面及回采工作面各配1台SNG550便携式气体检测仪，备用1台，共配备6台。每班作业前由通风作业工和安全员先进行检测，确认安全后方可允许作业人员进场作业。
⑵SNG550型便携式气体检测仪具有“矿用产品安全标志认证”，能设置报警参数，并具有声光报警功能，可同时检测CO、O2、NO2等多种气体。
⑶SNG550型便携式气体检测仪检测项及报警浓度设置如表3-2，符合建设规范要求。
⑷人员进入独头掘进工作面和通风不良的采场之前，应开动局部通风设备通风，确保空气质量满足作业要求；人员进入采掘工作面时，应携带便携式气体检测报警仪从进风侧进入，一旦报警应立即撤离。要求进入井下作业的每个班组至少携带一台可检测CO、O2、NO2、SO2、H2S浓度的便携式气体检测报警仪。
表3-2 SNG550型便携式气体检测仪报警浓度设置
被测气体
分子式
测量范围
分辨率
报警值
一氧化碳
CO
0-2000ppm
1ppm
≥24
氧气
O 2
0-30%VoL
0.1%VoL
≤20
硫化氢
H2 S
0-200ppm
1ppm
≥6.6
二氧化硫
SO2
0-100ppm
0.1ppm
≥5.3
二氧化氮
NO2
0-20ppm
0.1ppm
≥2.5
3.1.3通风监测系统
设计通风系统为单翼抽出式通风系统，即新鲜风流从主平硐进入，经盲斜井、各中段运输平巷和穿脉平巷到达各采场作业点，污风由上中段的回风平巷、天井汇集到矿山总回风平硐（545m平硐口）排出地表。
⑴在480m硐口调度主控制室内设置监测主机（安装监测软件）及显示终端，实时监测风机工作状态及井下相关场所、巷道、硐室内的风速和风量，实现全矿通风系统的动态监测。
⑵在545m回风平巷、515m～545m回风天井、480m～515m回风天井、445m～480m回风天井、410m～445m回风天井内各设1个GFW15型风速传感器，备用1个，共配备6个；风速传感器参数为：测量风速0.3m/s～15m/s，测量误差：±0.3m/s，工作电流＜60mA。
⑶设计在545m回风平巷选取一处符合设计断面规格的地方设1个KGY3A型风压传感器，备用1个，共配备2个；风压传感器参数为：工作电流≤55mA，测量风压0kPa～5kPa，测量误差±2%。根据设计通风负压计算，风压值低于3.00 mmH2O (29.40 pa)或高于4.75mmH2O（46.55 pa)时将发出报警。
⑷矿山主风机1台，局扇4台，主风机及每台局扇各自设一个KGT15型开停传感器，备用1个，共需6个；开停传感器参数为：响应时间≤1S，工作电流≤15mA，最小感应电流3A。
⑸风速、风压传感器通过电缆和监测主机连接，工作人员能实时监测井下相关地点的风速、风量。当风速不在表3-3规定的风速范围内时，主机将发出报警信号。根据《金属非金属地下矿山通风技术规范》，矿山井巷允许的最高风速见表3-3。
表3-3 不同巷道风速、风量表
序号
井巷名称
风量
风速范围
m3/s
（m/s)
1
410-445m回风天井
5.28
1.60～7.0
2
445-480m回风天井
7.54
1.60～7.0
3
480-515m回风天井
9.20
1.60～7.0
4
515-545m回风天井
9.20
1.60～7.0
5
545m回风平巷
11.60
1.60～9.0
6
595m回风平巷
11.60
1.60～9.0
3.1.4地压监测系统
矿山设计开采地表错动范围内，无其他需要保护的建、构筑物及水体，地表允许塌陷。
本矿已生产多年，目前井下留有的采空区不大。矿区工程地质条件中等以上，采矿活动可能会造成一定的地压活动。
根据《地下矿山监测监控系统建设规范（AQ2031-2011）》及“闽安监管一[2011]227号文”，本矿为地采铁矿山且有三个以上回采中段，因此需建立地压监测监控系统，实现对采空区稳定性、顶板压力、位移变化、地表沉降等的动态监控。
参照GB50026-2007标准，本工程变形监测等级划分为三等，精度要求为：变形观测点的高程中误差和点位中误差分别为1.0mm和6.0mm，相邻变形观测点的高差中误差0.5mm。监测类别为应力、应变监测，监测方法主要选用应力计、应变计。应力计、应变计的报警值应通过岩体力学实验后确定。
设计在545m、515m、480m、445m及410m中段头尾及中间一个采空采场内各选择一个压力比较集中的矿柱，分别安装1个K1-YHY60(A)矿用本安型数字压力计，共需安装15个。K1-YHY60(A)矿用本安型数字压力计，应有“矿用产品安全标志认证”，其参数为：测量压力0～60Mpa,精度1.6%，电源4.5V。
应力、应变监测传感器通过电缆和监测主机连接，应力、应变监测的主要技术要求应符合GB50026-2007标准中的规定。每期观测结束后，应及时处理观测数据。当数据处理结果出现下列情况之一时，必须即刻通知建设单位和施工单位采取相应措施：①变形量达到预警值或接近允许值，②变形量出现异常变化，③构筑物的裂缝或地表的裂缝快速扩大。
3.1.5视频监控系统
本矿采用平硐-盲斜井开拓，提升高度75m，井下设有提升机房、井底车场等硐室。由于本矿生产规模小，井下未设紧急避险设施及爆破器材库、油库、中央变电所等主要硐室。根据监测监控建设规范，本矿井下需设视频监控。设计拟在PD2（480m）平硐口、515m平硐口、545m平硐口（回风硐）、595m平硐口各设一个视频监控摄像头，并在井下提升机房、井底车场也各设一个视频监控摄像头，以完善视频监控系统。共需7个监控摄像头。
监控总站采用电脑和打印机，安装在地表的主控制室内，所有监控数据和图像应能及时传到主机上，主机采用双机备份，并在主控制室内设置显示终端，主机电源采用双电源供电，备用电源采用USP电源，可保证监控系统正常使用。监控光缆采用MHYV矿用绝缘聚氯乙烯护套通信电缆。
3.1.6安全监测监控系统选择及使用维护
矿山须制定监测监控系统运行维护管理制度及监测监控人员岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度，同时指定人员负责监测监控系统的日常检查与维护工作。需绘制监测监控系统布置图，并根据实际情况的变化及时更新。
监测监控设备应定期进行调校，传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，应立即更换。系统发出报警信息时，监测监控中心值班人员应按规定程序及时处置，处置结果应记录备案。
3.2 人员出入井信息管理措施
本矿井下最大班工作人数为20人，少于30人。根据建设规范，矿山可不建立人员定位系统，但必须建立完善人员出入井信息管理制度，以便于准确掌握井下各个区域作业人员的数量。
矿山井下人员出入井，由硐口值班人员负责登记并挂牌，登记内容包括作业班组、作业人数、作业场所等组成。在各硐口设置人员入井公示牌，入井人员及带班下井领导应将去向牌挂在公示牌，出井时及时收回去向牌。
3.3紧急避险系统
根据本矿实际，本矿紧急避险系统由紧急避险设施、避灾线路和事故应急救援预案组成。
3.3.1紧急避险设施
矿山采用平硐-盲斜井开拓，共设置有6个生产中段，480m以上各中段长为200m～480m，480m以下各中段长均为90m左右。生产中段在地面最低安全出口以下的垂直距离为70m，小于建设规范规定的300m；矿山井下距离中段安全出口最远距离约260m，小于建设规范规定的2000m。
地质资料评述矿山水文地质条件简单，工程地质条件中等。根据紧急避险系统建设规范要求，遵循“撤离优先，避险就近”的原则，本矿山井下无需建设紧急避险设施，只需配备自救器便可。
矿山井下最远工作面距离硐口（安全出口）约530m，按井下正常人行平均速度平巷45m/min、斜井30m/min计算，井下发生灾变时，人员出井最长时间约14min，每个下井人员配备额定有效防护时间为30min的供氧自救器，在额定防护时间内完全能及时出井到达安全地点。本矿井下最多作业人员为20人，考虑10%的备用量，全矿需配备22个自救器。
设计推荐使用ZY30型供氧自救器，要求具有“矿用产品安全标志认证”，其参数为：供氧时间30min，氧气充填压力20Mpa，氧气瓶贮氧量 ≥80L。
3.3.2 避灾线路
矿山设置有4个独立的直达地面的安全出口，分别为545m回风硐口（2个出口）、515m平硐口、480m平硐口，各硐口间距大于30m。井下每个生产中段均至少有两个便于行人的安全出口，一个为本中段平硐口，一个为通上中段的通风人行上山。每个采场均有两个便于行人的安全出口，并经上、下巷道与通往地面的安全出口相通。设计要求矿山井下各巷道交叉路口要标明安全出口的方向，避灾线路图要根据工程进展情况及时更新，并在主硐口显著位置悬挂。
井下发生水灾时，人员通过中段天井、盲斜井往上中段或高处躲避，并通过上中段平硐口撤出地表。井下发生火灾时，按就近原则往最近的硐口方向撤离，若火灾地点发生在回风道时应往进风硐口方向撤离，若发生在进风道时应往回风硐口方向撤离。
3.3.3矿山事故应急预案
要求矿山按设计提供的避灾线路图，制定完善的井下各灾变应急预案，同时做好井下避灾路线的标识。井巷的所有分道口要有醒目的路标，注明其所在地点及通往地面出口的方向，并定期检查维护避灾路线，保持其通畅。要求矿山至少每季度组织一次灾变预案演练。
矿山发生事故时，当班安全员负责组织各班组人员成立临时应急救援小组进行救护，然后立即汇报矿部应急救援领导小组，小组成员接到险情报告后，必须迅速赶往事故现场，组织人员抢险救灾。
矿山井下救援工作应请专业救护队进行施救，为了及时和有效地处理井下各种灾变事故，矿山成立兼职救护队。救护队建立后，安全部门定期对队员进行救护培训,或聘请专业救护队业务人员来矿培训，使救护队人员掌握基本救护技能，做到突发事故有备无患。同时矿山应与救护能力的卫生院签订救护安全协议，当矿山救护队无法满足救援需要时，应立即请求该卫生院进行支援。
3.4压风自救系统
矿山井下压风自救系统由地面空气压缩机、井下压风管路及固定式永久性自救装备组成。
⑴矿山480m、595m平硐口的空压机房内安装的电动空压机，能在10分钟内启动并为井下提供16.24m3/min的压缩空气。矿山井下同时最多作业人员为20人，每人每分钟供气量需0.3m3/min，则总需气量6.0m3/min。矿井压缩空气量完全满足井下压风自救系统的供风需求。
⑵供气管道：井下压风管路采用钢管材料，主管选用φ89×4mm镀锌钢管，支管选用φ57×3.5mm的镀锌管。压风管道要牢固平直地敷设在井巷的一侧帮壁上，并延伸到各中段所有的采掘作业面，爆破时撤离人员集中地点，保证在灾变期间能够实现提供应急供风的要求。
⑶阀门及三通的设置：矿山595m、545m、515m、480m、445m及410m中段长度分别为330m、470m、220m、340m、80m、90m左右。要求在各生产中段压风主管中间和分段压风管道安设一组不锈钢材料的三通及阀门。独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道上应安设一组三通及阀门。
有毒有害气体涌出的独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道上应安设压风自救装置。本矿井下最多独头掘进巷道为3个，每个独头巷道安装1套六个接头的ZYJ型箱式压风自救器，共安装3套。每一个独头掘进巷道掘进完毕后把箱式压风自救器移设到另一个独头掘进巷道。
爆破时撤离人员集中地点的压风管道上应安设一组三通及阀门。
⑷为保证灾变时井下人员用气安全，设计在空压机旁的主供气管路上安装一个RYF-12型油水分离器，共配备1个。
⑸设计推荐矿山使用ZYJ型箱式压风自救器，要求具有“矿用产品安全标志认证”，其参数为：供气量30～55L/min，供气压力0.3-0.7MPa。
⑹压风自救装置、三通及阀门安装地点应宽敞、稳固，安装位置应便于避灾人员使用；阀门应开关灵活。
3.5供水施救系统
设计生产和消防供水由595m硐口北侧615m标高处的200m3高位水池供应，水源为矿区附近山沟水。供水施救采用静压供水，供水管路选用DN75无缝钢管。灾变施救时水源引自矿区生活供水系统，水源满足生活饮用水水质卫生要求，水压能满足施救要求。设计将生活用水管道及消防管道统一引到595m硐口，然后安装1个三通及阀门，将两条管道并联在一起，矿山正常生产时，将生产和消防用水管道的开关打开，发生紧急情况时，将供水施救管道的开关打开。
①供水管道：供水施救系统管道可利用生产供水系统所用的DN75×4mm钢管。
②阀门及三通的设置：设计要求在各生产中段供水主管中间和分段供水管道安设一组不锈钢材料的三通及阀门，在独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道上应安设一组三通及阀门。
③爆破时撤离人员集中地点的供水管道上应安设一组三通及阀门。
④三通及阀门安装地点应宽敞、稳固，安装位置应便于避灾人员使用；阀门应开关灵活。井下供水管路应加强维护，保证正常供水。
⑤供水施救系统的配套设备应符合相关标准的规定，纳入安全标志管理的应取得矿用产品安全标志。
3.6井下通信联络系统
⑴通讯系统的组成
设计矿山通信联络系统主要由调度系统及后备电源系统组成。主机及调度控制台安装在PD480m平硐口的调度主控制室内，通讯系统主机选用SOC8000B数字程控调度系统，并配64键调度控制台，后备电源系统配置采用48V、65AH蓄电池组，保证主机系统停电后正常使用。
①系统配置：在矿山调度室配置1台SOC8000B数字程控调度系统，完成生产调度功能。
②外围配置：在矿山调度室配置1台维护录音终端，用于日常管理，负责对全调度系统的参数配置及系统维护，包括分机参数配置、功能设置、告警处理等。同时兼有调度台通话录音系统，随时查阅通话录音和监听。
③录音系统：在矿山调度室配置1套16路数字录音系统，配置一套硬盘为100G的华工控机。录音系统通过录音接口接入交换主机，实现对分机录音。采用PC录音卡的形式实现。录音卡插在PC主机插槽内，录音形成的文件保存在PC硬盘内，用户可随时进行收听、调用、保存等操作。录音时长由用户电脑硬盘决定，可根据需要扩容。
④井下通信先由调度交换机、主机用户信号通过安全耦合器接入电缆下井，再向各掘进工面和回采工作面分配，接上矿用电话机即可。
⑵通讯电缆
设计矿山井下通讯系统采用有线通信联络系统，通信电缆的容量应能满足16门电话的要求。设置两路电缆，分别从480m主运输平硐口和545m回风平硐口进入井下配线设备，其中任何一条通讯电缆发生故障，另一条通讯电缆的容量均能担负井下各通讯终端。通讯电缆与监测监控系统线路共享。矿山通讯电缆采用MHYV煤矿用绝缘聚氯乙烯护套通信电缆。
严禁利用大地作为井下通信线路的回路。通信联络系统的配套设备应符合相关标准规定，纳入安全标志管理的应取得矿用产品安全标志。应按GB14161-2008的要求，对通信联络系统的设备设施作好标识、标志。
⑶矿用程控电话
设计在井下545m中段、515m中段、480m中段、445m中段、410m中段、提升机房、井底车场、水泵房、主通风机房、3个回采工作面和2个掘进工作面及调度主控制室内各安装一部KTH106-3Z型矿用本安型自动电话机，共需14部，预留备用电话2部，共配备16部。KTH106-3Z型矿用本安型自动电话机为双音频与紧呼，安装特征为挂式机，通讯距离≤10km，重量1.7Kg，最大输入电流20mA，通话频率300-3400HZ。
⑷设计推荐矿山使用的SOC8000B数字程控调度系统，具备建设规范AQ2036-2011第4.3规定的功能，满足建设规范要求。选用的KTH106-3Z型矿用本安型自动电话机，具有“矿用产品安全标志认证”。
3.7安全避险“六大系统”投资估算
估算本矿安全避险“六大系统”需投资109.65万元。详见投资估算表3-4。
表3-4 安全避险“六大系统”投资估算表
序号
名称
规格型号
单位
数量
单价
(元)
金额
（万元)
1
控制计算机
研华工控机/酷睿双核/19英寸液晶显示器
套
1
40000
4
2
天地自动化煤矿安全生产综合监控系统软件 V1.0
TD-KJ-AQJK-KJ95N
套
1
100000
10
3
综合数据接口箱
MT8000
台
1
30000
3
4
矿用光端机
KTG2A
台
2
10000
2
5
激光打印机
A4
台
1
2000
0.2
6
地面报警装置
CXB1
台
1
12000
1.2
7
矿用不间断电源
DXK24
台
2
7000
1.4
8
便携式气体检测仪
SNG550
台
6
6000
3.6
9
风速传感器
GFW15
个
6
6000
3.6
10
风压传感器
KGY3A
个
2
3000
0.6
11
开停传感器
KGT15
个
6
1500
0.9
12
供氧自救器
ZY30
个
22
2000
4.4
13
压风自救器
ZYJ
套
3
6000
1.8
14
油水分离器
RYF-12
个
1
3000
0.3
15
本安型矿用电话
KTH106-3Z
部
16
1000
1.6
16
摄像头（500万像素）
ST-NT5042H
个
7
8000
5.6
17
数字程控调度系统
SOC8000B
套
1
90000
9.0
18
UPS不间断电源
2KVA/2h
台
1
8000
0.8
19
数字录音系统
研华工控机
套
1
10000
1.0
20
信号光缆
RAL-E-00041
m
1500
4
0.6
21
信号电缆
MHYBV1＊4＊（1/0.97）
m
1500
15
1.8
22
通信电缆
MHYV-20
m
2500
12
2.25
23
调度室
含机房设备及接地、防雷、硐口视频监控
15
24
数字压力计
K1-YHY60(A)
个
15
10000
15
25
其他配件及安装费
20
合 计
109.65
3.8安全避险“六大系统”建设维护和使用安全措施
⑴矿山应制定“六大系统”运行维护管理制度及实施人员岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度，设置专门人员进行管理维护。同时要根据井下采掘系统的变化情况，及时补充完善安全避险“六大系统”。
⑵矿山监测监控设备应定期进行调校，传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，应立即更换。系统发出报警信息时，监测监控中心值班人员应按规定程序及时处置，处置结果应记录备案。
⑶矿山安全管理人员、通风工、区队长、班组长、当班安全员等应携带便携式检测仪器，按照《金属非金属矿山安全规程》和《金属非金属地下矿山通风技术规范》（AQ2013-2008）的有关规定，对井下有毒有害气体进行随机检测，对风速、风质等进行定期测定，发现和监测监控系统显示数值不一致时，应及时进行调校。
⑷要求矿山每3个月应对监测监控数据进行备份，备份的数据保存时间应不少于2年。视频监控的图像资料保存时间应不少于1个月。
⑸应定期对通信联络系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。系统控制中心备用电源应能保证设备连续工作2小时以上。
⑹应定期对压风自救系统、供水施救系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。
⑺应配备足够的备件，确保压风自救系统、供水施救系统正常使用。
⑻应根据各类事故灾害特点，将压风自救系统、供水施救系统的使用纳入相应事故应急预案中，并对入井人员进行压风自救系统使用的培训，确保每位入井人员都能正确使用。
⑼矿山应加强培训，确保入井人员熟悉各种灾害情况的避灾路线，并能正确使用安全避险设施。要求每年应开展一次安全避险“六大系统”应急演练，并建立应急演练档案。
⑽地下矿山企业每年应将安全避险“六大系统”建设和运行情况，向县级以上安全监管部门进行书面报告。
⑾相关图纸、技术资料应归档保存。
⑿应建立以下台账及报表：
①设备设施台账；
②设备设施故障登记表；
③设备设施检修记录表；
④巡检记录表；
⑤设备调校记录表；
⑥报警记录月报表。
《XX铁矿六大系统设计》相关文档：
铁矿粉购销合同09-13
XX铁矿六大系统设计10-29
铁矿购销合同02-18
