黄铁矿六大系统设计.doc

第一章 概 述 1.1 项目概况 *******新建黄铁矿位于*******镇关帝庙村。2002年8月，依法取得该矿采矿许可证，进行地下开采。现矿山已累计开采铝土矿18148.5t，硫铁矿41765.3t。2005年11月，*******新建黄铁矿提交了**省*******新建黄铁矿资源开发利用方案，方案核查结果为查明黄铁矿资源储量矿石量323007.3t，保有资源储量281242t。其中（122b）49197.7t，（333）232044.3t。2008年4月，**8市黄金设计院有限公司编制了*******新建黄铁矿地下开采建设项目安全设施设计。 2010年，国家出台了国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国发〔2010〕23号文关于“强制推行先进适用的技术装备。煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备”的要求，为确保安全生产、充分保障职工人身安全，国家安全监管总局组织制定了金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定（安监总管一〔2010〕168号）。*******新建黄铁矿没有进行“六大系统”设计和建设，因此，该矿山需要补充“六大系统”设计，完善“六大系统”建设，特委托**8市黄金设计院有限公司编制*******新建黄铁矿井下安全避险“六大系统”专项设计。 1.2 设计指导思想 我国矿产资源丰富，然而由于历史原因和现实因素，矿难时有发生，严重威胁着矿井安全生产。先进科学技术的普及应用无疑是降低遇险人员伤亡率的有效途径。建立、完善井下安全避险“六大系统，着力构建“设施完备、系统可靠、管理到位、运转有序”的安全避险“六大系统”，提高矿井安全保障能力，实现矿井安全的长治久安。 1.3 建设完善六大系统的必要性 1、根据国家的强制性要求，依照国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发〔2010〕23号）、金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定（安监总管一〔2010〕168号）等文件精神，建设、完善井下安全避险“六大系统”以提升矿山安全保障能力。安全避险“六大系统”即 （1）通过建立健全监测监控系统，实现对井下CO浓度、温度、风速的动态监控，完善紧急情况下及时断电撤人制度，为矿井安全管理和避险救援提供决策、调度和指挥依据； （2）建立健全人员定位系统，实现对入井人员的动态管理，准确掌握各个区域作业人员的情况，加强对人员的安全管理和及时有效避险； （3）建立救生舱或避灾硐室等紧急避险系统，实现井下灾害突发紧急情况下的安全避险，为井下作业人员提供应急的生存空间； （4）通过完善压风自救系统，确保在井下发生灾变时，现场作业人员有充分的氧气供应，防止发生窒息事故； （5）通过完善供水施救系统，在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液； （6）通过完善通信联络系统，实现井上下和各个作业地点通信联络，为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确的信息。 2、建立完善井下安全避险“六大系统”，是安全发展理念在矿山安全生产中的重要体现，是保障职工生命安全的重大举措。是以人为本、安全发展理念的重要体现。 1.4 设计的依据 （1）国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发〔2010〕23号）； （2）国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装〔2010〕146号）； （3）煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定（安监总煤装〔2011〕15号）； （4）煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范（AQ 10482007）； （5）煤炭安全监控系统通用技术要求（AQ 62012006）； （6）煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）； （7）煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）； （8）煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件（AQ 6210-2007）； （9）煤矿安全规程（2011.3.1）； （10）矿山安全标志（GB 14161-2008）； （11）委托书； （12）*******新建黄铁矿地下开采建设项目安全设施设计（**8市黄金设计院有限公司，2008年4月） （13）采矿证； （14）营业执照； （15）该矿提供的矿山地质、设计及生产现状的有关资料； （16）设计人员现场调查情况和测得的数据。 1.5 投资概算 “六大系统”设备设施合计312.66万元，安装费20万元，总计332.66万元。 第二章 矿山概况 2.1 交通、位置 2.1.1 矿区交通位置 矿区位置 *******新建黄铁矿位于*******镇关帝庙村。矿区东距**市88 km，北距**市28km，有城乡柏油公路从矿区通过，且与**公路（310）国道相接，交通便利。见图2-1。 图2-1 矿区交通位置 2.1.2矿区范围、坐标 矿区位于***村北，矿区面积0.072km2，开采深度由464m至419m标高，由以下9个坐标拐点控制，各范围拐点坐标为 表2-1 矿区范围拐点坐标表 序号 X Y 序号 X Y A 3827617.00 38402615.00 B 3827680.00 38402623.00 C 3827855.00 38402641.00 D 3827850.00 38402603.00 G 3827847.00 38402569.00 H 3827834.00 38402433.00 I 3827812.00 38402220.00 J 3827700.00 38402220.00 K 3827673.00 38402343.00 2.2.3自然地理 矿区属低山丘陵区，地势西南、东南高，中部及北部低，海拔标高563～508m，相对高差55m。黄土覆盖面积大。区内无地表水体，该区属黄河水系伊洛河支流里河流域地带。 本区气候属半旱大陆性气候。历年平均气温14 C，最高42.9 C，最低-16.5 C；年平均降雨量638.8mm，最高年降雨量1048.5mm，最低年降雨量318.4mm。降雨量多集中在7、8、9三个月，年平均蒸发量为1669mm，四季多风，风力以冬春季最大，最大风速达20m/s。每年12月至次年3月为降雪结冰期，最大冻土深度2～18cm。 据当地地震台资料，矿区地震烈度在5度以下。 区内以农业为主，农产品以玉米、小麦居多。本区劳动力充足，*******乡建有35kV变电站，矿山建有变电所，电力充沛。近年来矿业有较大发展，小煤矿、铝土矿较多。 2.2 矿产资源概况 2.2.1矿区地质 2.2.1.1地层 本区为低山丘陵区，基岩大面积被第四系覆盖，仅在区内外西南部有零星出露。据矿井工程揭露资料，地层由老至新为奥陶系中统马家沟组（O2m），石岩系上统本溪组（C2b），上统太原组（C2t）。二叠系下统山西组（P1sh）、下石盒子组（P1x）及第四系（Q），现将本区发育地层分述如下 （1）奥陶系（O2） 本区仅揭露奥陶系中统马家沟组（O2m），以灰色厚层状石灰岩为主，隐晶质结构，上部裂隙发育，有方解石脉充填；下部岩溶发育。钻孔揭露最大厚度为49.50m。属浅海台地相沉积。 （2）石岩系（C） 本区缺乏下统，发育上统本溪组（C2b）和上统太原组（C2t）。 ①本溪组（C2b） 为浅灰、灰色鲕状铝土质泥岩为主，局部夹泥岩，豆状结构，含黄铁矿结核及晶体，厚度10m左右。与下伏奥陶系中统马家沟组为平行不整合接触。该岩段为铝土矿黄铁矿的赋矿层位。 本组为泻湖～海湾相沉积，层位稳定。 ②太原组（C2t） 为本区主要含煤地层之一，由灰、深灰色中～厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚49.89～68.50m，平均60.65m。共含煤7层，仅底部的一1、一3煤层为局部可采煤层，其他煤层均不可采。太原组与下伏本溪组为整合接触。根据岩性组合，可划分为三个岩性段 下部灰岩段主要由L1～L4四层石灰岩和黑色泥岩组成，每层石灰岩之下均发育一层薄煤层（L1～L4），其中一1煤大部可采。本段厚度16.57-24.89m，平均22.90m。 中部砂泥岩段主要由灰色细中粒砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩组成，间夹石灰岩透镜体（L5～L6）1-2层，每层石灰岩之下均发育有一薄煤层或相当层位的炭质泥岩薄层，未见可采煤层。泥岩、砂质岩中富含黄铁矿结核和散晶。本段厚15.80m。 上部灰岩段由深灰色石灰岩、灰黑色泥岩等组成。发育石灰岩三层（L7～L9），石灰岩中具大量蜒科、腕足类动物化石，其中L9石灰岩，大部分相变为菱铁质泥岩，较稳定，为本组与上覆山西组之分界，L7石灰岩全区稳定，厚度较大，为一主要标志层。本段厚21.95m。 据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律，沉积时应为动力较弱、温暖、清澈的浅水环境，为盐酸盐台地及滨岸泥炭坪沉积，中部砂泥岩段潮坪、泻湖海湾、障壁砂坝相沉积，中部的砂岩为砂坪，潮道～潮沟亚相沉积，顶部的黑色泥岩则与泻湖海湾相沉积。 （3）二叠系 本区仅保留二叠系下统（P1）山西组和下石盒子组，保留最大厚度约100m。 ①山西组（P1sh） 至L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰、深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组，全区可采二1煤层即赋存于山西组下部，本矿区二1煤均已完全风化，为不可采的二1煤风化带。本组厚40m，与下伏太原组为整合接触。 山西组底部为海湾～潮坪沉积体系，向上演变为滨海三角洲沉积体系。 ②下石盒子组（P1x） 本组上部岩层受风化剥蚀，仅保留下部岩层，厚度约60m。 底部沙锅窑砂岩（Ssh）为本区主要标志层之一，岩性以浅灰、灰色中粗粒长石石英砂岩为主，局部为细粒砂岩，分选差，底部常含砾石，含泥质包体及盐屑，具大型交错层理，厚3.57～15.36m。下部多为灰色具紫斑泥岩（俗称大紫泥岩），局部为深灰色泥岩、砂质泥岩及细粒砂岩。上部为灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹细粒砂岩薄层，具紫斑，局部含铝质及菱铁质鲕粒，具水平层理及波状层理。矿区出露厚60m。 （4）第四系（Q） 底部为砂、砾石层，上部为黄土层。厚5～40.00m。与下伏各时代地层均为角度不整合接触。 2.2.1.2构造 矿区为一向北东缓倾斜的单斜构造，地层倾角10～14。在矿区西南部西三才沟附近有一正断层，为F29断层，倾角66，对矿体无破坏作用。 2.2.1.3岩浆岩 区内无岩浆岩。 2.2.2矿体地质特征 矿区共圈定黄铁矿矿体1个H1，铝土矿矿体两个L1、L2。矿体产状相同，走向150～152，倾向60～62，倾角10～14。黄铁矿矿体形态为层状，赋存标高454～419m，埋深80～90m，矿体平均厚度2.13m。铝土矿矿体形态均为透镜状；L1矿体赋存标高452～454m，埋深86～97m，矿体平均厚度1.99m；铝土矿L2赋存标高431～419m，埋深85～95m，矿体厚1.50～4.99m，平均厚度3.24m。矿区水文地质条件中等，工程地质条件中等。 2.2.3矿床开采技术条件 2.2.3.1水文地质条件 2.2.3.1.1主要含水层 区内主要含水导层为第四系孔隙含水层、砂岩裂隙含水层、太原组灰岩岩溶裂隙含水层、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。 2.2.3.1.2隔水层 主要隔水层为石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组碎屑岩段和泥岩段隔水层。主要由泥浆、砂质泥浆、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹数层中厚层状中粗粒砂岩含水层，赋存有一定的水量，但由于其夹持与厚度泥质岩之间，且距开采黄铁矿和铝土矿较远，又因含水层砂岩铰接致密坚硬，在该段中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的力学强度，起到良好的阻隔作用。 2.2.3.1.3矿床充水因素分析 1、大气降水 矿区内无常年性地表水，大气降水多集中于六、七、八三个月，约占全年总降水量的70以上，雨水汇入沟谷形成临时性地表水，通过地面裂隙，断层破碎带进入地下或直接渗入地下补给矿床，为矿床充水的主要水源。 2、黄铁矿顶板灰岩裂隙承压水 该层裂隙较发育，但富水性较差，径流慢，接受水源补给不足，一般水量不大，是井下开采时的疏排对象。 3、黄铁矿底板岩溶裂隙承压水 底板奥陶系灰岩含水层厚度大，且层位稳定，局部有裂隙，但由于矿井开采都在浅部，突水可能性较低，若一旦突水，压力大，来势猛，对矿井安全生产有一定威胁，是疏排降压的主要对象。 4、老空水 矿区内遗留有老空区，老窑积水是威胁本矿井安全生产的主要隐患，生产中必须引起高度重视，加强探放水措施，以防水患发生。 2.2.3.1.4矿井涌水量预计 根据本矿以往实际生产情况，矿井正常涌水量为2m3/h，最大涌水量为5m3/h。 根据以上分析，本矿区地质构造简单，矿井充水水源主要以底板为主，次为顶板淋水，矿区水文地质条件中等。 2.2.3.2工程地质条件 本矿黄铁矿局部具炭质泥岩（或泥岩）伪顶和伪底。直接顶、底板以砂质泥岩为主。正常情况下老顶为石炭灰岩，老底为奥陶系灰岩，岩体整体性较好，基本能保证矿井正常生产。出现泥页岩伪顶和伪底时其工程地质条件弱～中等，就会出现冒顶、片帮、掉块及支柱滑沉等不良工程地质现象。生产中仍应加强顶底板的维护和管理工作。本区工程地质条件复杂程度属中等类型。 2.2.3.3环境地质条件 本区自然环境良好。矿床开采均在地下进行，采出矿石均外销，不在当地加工，不会对环境造成危害。对环境有一定影响的因素是矿渣的堆放，应有固定的堆放场，注意废渣对环境的危害。 地下开采过程中要注意除尘和采矿人员的安全防护。 本区地震烈度为5度。 2.2.4矿区资源储量 根据2005年11月，********黄铁矿提交的**省********黄铁矿资源开发利用方案，方案核查结果为查明黄铁矿资源储量矿石量323007.3t，保有资源储量281242t。其中（122b）***t，（333）****t。属二级硫铁矿，硫平均品位30.60。铝土矿资源储量****t，保有资源储量77829.3t，平均品位70.39。 按照现有资料，本矿保有资源储量**2t，对（333）取0.6的可信度系数，（122b）取1的可信度系数，则本矿井设计利用的资源储量为1***4.3t。 2.3 矿山现状及周边环境 该矿建于1996年，至今已有11年历史，设计生产规模4.5万t/年，于1996年办理了采矿许可证对井下的*和铝**矿矿体进行过开采，2006年又对东井下部向南方向的*铝土矿矿体和*黄铁矿矿体办理了采矿许可证*。根据现场调查，现将矿山主要现场情况介绍如下 原主、副井（西井、东井）位于矿区中部，间距110m，主井井口坐标为**井深100m，副井井口坐标为***Z**，井深80m，原办公区在主井井口东北50m处，矿山当天所用炸药和雷管分开存放在办公区两侧的临时爆破器材存放点分开存放，配电房在工业场地南500m。 矿区周边情况矿区的西南部为*******镇关帝庙村，该村距离矿区边界300m，位于开采范围的错动区外。北部为巩义市复兴煤矿，与新建黄铁矿相距500 m。东部为原巩义市上纲煤矿（现已报废），与新建黄铁矿相距400m。**黄铁矿与邻矿之间均按照国土部门划分的采矿范围开采，不存在相邻矿井间开采的互相干扰问题。 从以上可以看出，矿山自身的安全状况（硬件和软件）和矿区周边的安全环境都处于较好状态。但矿山应一如既往地抓好安全生产方面的管理工作，针对矿山目前生产的特点和安全方面的薄弱环节，对照本安全设计提出的安全对策措施，认真地执行，以保证安全生产。 2.4 矿井设计 2.4.1 矿山生产规模、工作制度及服务年限 矿山生产规模为4.5万t，工作制度为年工作300d，3班/d，8h/班,平均日产矿石150t，服务年限为3.81a。劳动定员60人，每班入井人数最大为20人。 2.4.2 中段划分和采矿工艺 划分3个中段**中段、**8中段、***中段。开采顺序依次为**m中段→***中段→***m中段。采用分层崩落法和长壁崩落法采矿工艺，其中**m中段、**m中段采用长壁崩落采矿法，***m中段采用分层崩落采矿法。 2.4.3 开采方式和开拓方式 矿井采用地下开采方式，立井开拓。主井位于矿区中部，井筒直径Φ3.0m,井口标高520，落底标高420, 井深100m，井壁为砖结构。主井内安设梯子间，作为第一安全出口。风井位于矿区东部，井筒直径Φ2.0m,井口标高514，落底标高434, 井深80m，井壁为砖结构。风井内安设梯子间，作为第二安全出口。 主井底布置井底车场、水仓、泵房，主井底车场布置450运输平巷至矿体北部边界运输巷，矿体南部边界布置回风巷，向东与风井贯通，形成完整的开拓运输与通风系统。 2.4.4 提升运输系统 主井装备钢丝绳管道，采用0.5t非标单层单车罐笼提升，提升机型号为JT-1.21.0型单绳缠绕式提升机。井上、下均采用轨道运输系统。0.5t非标矿车，人工装运，轨距600mm，道轨11kg/m。井下上山采用JD-11.4绞车（配电机DJB-11.4型，功率11.4KW）提升。 2.4.5 通风系统 2.4.5.1通风方式 矿井采用主井进风，回风井回风对角机械抽出式通风方式。 2.4.5.2通风线路 首采区风路450m中段通风网络为新鲜风→主井→井底车场→445上山→450运输平巷→采场→回风上山→458回风平巷→风井→地表。当回采下一中段时上一中段的运输平巷作为其回风巷道。掘进工作面若通风困难时，采用局扇辅助通风和降尘。 2.4.5.3矿井需风量及通风机 矿井需风量11.55m3/h，在风井口安装2台主要通风机，型号为FBCDZ-6- No13轴流对旋式防爆通风机，一用一备，风量7.021.3m3/s，风压208761Pa，配22kW电机。 独头巷道掘进或采场爆破后，采用FBCDN5/25.5型隔爆型轴流式局扇（功率25.5kW）辅助通风。采用风筒抗静电、阻燃风筒，局扇供风地点实行风电闭锁。 2.4.6给水、排水 2.4.6.1水源 该矿属地**镇有一套供水系统通向本矿工业场地，矿山利用该水源，供生活和工业用水之用。水源方便、可靠。 2.4.6.2给水系统 工业场地消防给水与生活给水用不同给水管网供给。 ① 生活用水池V50m3，LBH7m6m1.25m，（砖砌半地下式） ② 生产消防水池V200m3，利用井下水池沉淀后供生产及消防使用。 ③ 集水井LBH1m1m0.5m一座。 2.4.6.3井下排水系统 矿山在主井井底车场设置水仓、泵房，井底水仓容积64m3（取其8h最大涌水量）；设主、副水仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能安全使用。配置4DA-86型水泵3台（流量54m3/h，扬程102m），功率18.5kW。一用一备一检修。在主井内敷设2趟D80mm排水管直通地面。 2.4.7 压风系统 矿山井下现有V-9/7空压机2台，压气干管选用管子外径φ764.0mm的无缝钢管，分支管采用外径φ502.5mm的无缝钢管，向工作地点供风。 2.4.8 供电系统 2.4.8.1 电源 自矿区外部引架高压线路（10kV）至矿区，配电所设在新建工业广场，安装S9-300kVA变压器一台，以380V电压向地面各负荷点供电。井下安装一台总容量为200KVA的矿用隔爆型干式变压器，供井下设备和照明使用。井下供电采用铜芯电缆，井下照明运输巷采用127V，各工作面使用36V安全电压。为保证井下供电安全，配电所设隔离变压器，防止变压器中性点接地，另备200kW发电机组作为矿山备用电源。 2.4.8.2井下配电系统及设备选型 井下动力设备380V供电，手持式电气设备为127V供电。井下配电系统低压配电开关选用BKD5、DW80型，电磁启动器选用BQD15、ZQC53型。下井电缆选用VV350135500，井下电缆选用VV335116500等型号。 2.4.8.3井下固定照明及接地保护装置 照明电源引自井下变压器，照明电压位127V，照明灯具为ZZ82.5/127型，照明电缆为YC500型。井下保护接地应使井下形成一个完整的保护接地网。主接地极在主副井水仓中各埋设1块，装有电气设备的硐室和每个低压配电点，均安装局部接地极。所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，应于接地极连接成一个总接地网，接地电阻不大于2Ω。 2.4.9 通讯系统 通讯部分包括矿区行政电话通讯，井下电话通讯。矿山安装了一台HJD24交换机，容量为24门，安装在主井口总机室。绞车房、压风机房、通风机房、地面办公室、变电所、机修车间、井下主要机电硐室、井下各采掘工作面、装车点，均安装调度电话。 2.4.10 矿区总平面布置 现工业场地已有建筑物主要是办公用房、调度室、简易材料库、简易机修间、简易灯房浴室更衣室、绞车房变电所等建筑。 表 2-2 矿山拥有的设备表 序号 设备名称 规 格 单位 数 量 备 注 1 提升机 JT-1.21.0单筒绞车 台 1 主井 2 调度绞车 JD-11.4 台 2 445绞车 3 罐笼 0.5t非标单层单车 个 1 4 凿岩机 YT-24 台 4 5 电耙 2DPJ-17 台 2 6 水泵 4DA-86 台 3 7 矿车 0.5m3非标 台 24 8 变压器 S9-300/10/0.4 台 2 一备一用 KBSG－200／10 台 1 9 发电机组 200kW 台 1 10 局扇 11kW 台 3 11 空压机 V-9/7 台 2 12 风机 FBCDZ-6-No13 台 2 2.4.11 基建现状 本矿为老矿山，矿区西南部H1黄铁矿已经开采，形成5800m2采空区，矿区西南部L2铝土矿已经开采，形成1600m2、采空区。按照安全设施设计，井下原有巷道不被利用，全部封闭。重新布置运输巷、回风巷和采场，开采H1黄铁矿和L1铝土矿。目前矿山正在基建，从风井底向西北布置运输巷50m，向西南布置回风巷260m。 第三章 矿井主要灾害 3.1 重大危险源 本矿山开采的黄铁矿和铝土矿两个矿体，黄铁矿含硫品位约为30.60，自燃发火的可能性较大，危险性较高。符合重大危险源申报范围中金属非金属矿山第3项有自燃发火危险的矿井，已构成重大危险源。 开采矿体属于与煤共伴生矿种，处于煤层下部，开采过程中可能导通上部煤层裂隙等，从而使硫铁矿采掘地点可能有瓦斯涌出。符合重大危险源申报范围中金属非金属矿山第1项有瓦斯矿井，已构成重大危险源。 3.2 主要危险因素 （1）瓦斯爆炸 由于开采H1黄铁矿体、L1铝土矿体属于与煤共伴生矿种，开采过程中可能导通上部煤层裂隙等，从而使硫铁矿采掘地点可能有瓦斯涌出。于井下通风设施不合理或风量较小、风速较低等都有可能造成瓦斯积聚，若瓦斯检查员漏检、井下防爆电气设备不按要求进行安装、维修，产生火花或井下有火源就有可能导致瓦斯爆炸事故发生。 （2）中毒、窒息 井下正常采、掘作业过程中的爆破和井下炸药意外爆炸及井下火灾均会产生大量有毒有害气体，当有毒有害气体的浓度过高，作业人员吸入超过一定量时，会造成中毒甚至死亡。地下矿山主要表现为采掘放炮后由于通风系统不完善或通风设施、设备出现故障而造成通风不良，容易引起炮烟中毒。 矿山生产中因独头巷道长期通风不良，其内缺氧，一旦人员误入，就可能造成窒息事故；采矿过程中也会出现大量惰性气体突然涌出加上通风不畅，也会造成窒息事故。 （3）片帮、冒顶 因矿、岩稳固性差，由于地下采矿活动中掘进、采矿工程的开挖，造成矿岩赋存条件的变化，矿、岩体周边暴露于空气中，在爆破震荡松动、岩层水蚀、风化等因素的作用下，使矿、岩体产生应力不平衡，结构发生变化，从而引起冒顶、片帮、塌方等危及工作人员生命和设备财产安全的危险因素。 （4）透水 本矿区水文地质条件中等。 ① 由于本矿下部为奥陶系灰岩，岩溶裂隙水是本区最重要的水害，因此开采过程中必须注意底板水问题。 ② 在生产中，如果矿井排水泵排水能力不够，主要水仓容量小，遇水量突然增大不能及时排出涌水，可能会造成停产、伤人甚至淹井事故。 ③ 地面降水量增大使地面塌陷区或裂缝与采场或井巷过道，或地面防水设施存在缺陷，或排水设施、供电系统出现故障，导致水量增大并不能及时排出引发水灾。 ④ 井口标高低于该地区常年最高洪水位时，容易发生洪水倒灌，发生淹井事故。 （5）触电 矿山井下、地面等生产场所在电器设备设施的运行、操作和检修过程中，因系统安全设施不完善或不合格，或者工作人员失误，容易引起触电事故等，危及工作人员生命安全的危险因素。 （6）高处坠落 提升竖井、风井等，由于安全防护设施不完善或损坏、操作者失误造成坠落等危及工作人员身体和生命安全的危险因素。以竖井提升人员时发生坠落事故为最严重。 （7）机械伤害 井下采掘运输生产过程中，因人为失误、设备设施缺陷或场地狭窄而引起的机械设备等伤及作业人员的危险因素。 （8）火灾 地面仓库、井下动力设备、检修硐室的油污物、供电电缆、支护木材等处因接触火源、热源或电缆着火等原因可能造成火灾。矿山地面火灾一般财产损失较大，人员伤亡不很严重；井下火灾烧毁的财产损失不一定很大，但火灾产生有毒有害气体（主要是CO），如果有毒有害气体大量聚集，下风侧可能会导致作业人员中毒窒息。此外，黄铁矿燃点较低，在空气中易氧化成为三氧化二铁及三氧化硫，同时释放热量，在水分参加的情况下，可以形成硫酸，是很强的氧化剂，当温度达到矿石或伴随物质的着火点时，就由热变为自燃。这个过程概括为矿岩氧化－聚热升温－自燃发火，导致矿山发生火灾。所以黄铁矿在一定条件下极易发生自燃现象，使矿井温度升高，有害气体溢出，轻则恶化劳动条件，重则明火燃烧，以致无法进入采区，导致资源的大量损失，乃至被迫停产。井下硫铁矿粉具有自燃倾向性，可能会发生火灾和爆炸事故。 （9）坍塌 由于本矿埋深较浅，在矿山建设和生产期间，由于受矿区范围内遗留的或新形成的大面积采空区和地下降水漏斗影响，将诱发地面塌陷和地表裂缝等地质灾害的产生不仅对地表构筑物和公路、居民住宅等设施造成破坏，而且对居民生活安全构成威胁。 （10）爆破伤害 井下爆破作业时，由于爆破人员未能及时撤出，或警戒不严格，致使其他人员误入爆破区等造成爆破对人员的伤害。 （11）爆炸伤害 炸药、雷管等爆破器材的运输、贮存和爆破作业过程中，因违章或人为失误及其它原因引起爆炸，严重危及工作人员生命和设备财产安全。主要存在于爆破器材的贮存、运输、使用和管理过程之中。从而危及人员生命和设备财产安全。 第四章 井下安全避险“六大系统” 初步设计 4.1 “关键一小时”避险 矿山重大灾害为瓦斯爆炸和透水淹井、火灾、片帮、冒顶、中毒窒息。如何在“关键一小时”内逃离灾区或躲避在安全区域是最终决定矿工生死存亡的关键问题。 目前，我国矿井型大、井筒深、运距长，一般都有多个采区，采区走向较长，采矿工作面又较宽，当安全事故发生时，这些都给人员撤离带来一定的困难。虽然在矿井里有隔离式自救器（我国矿山普遍使用的自主救生装备），但其最大供氧时间为30min，一旦安全事故发生，要在短短的30min内逃离险区、安全升井,困难是很大的，而且发生爆炸后巷道、运输系统遭到破坏，人员被隔离在里面，绞车无法运转，佩带自救器后只能维持30 min的时间。 因此，在发生灾变后仅凭自救器逃生困难。为了矿山井下安全生产的需要，必须在作业面附近建设安全的避灾硐室或移动救生舱，用于井下发生灾变时为遇险人员提供一个安全避险的密闭空间。它能够抵御一定的外力冲击，隔绝高温、水、火、毒气、烟雾的入侵；提供了人员生存必需的氧气、水、食物、急救药品，配备废气处理等设施。 4.2 紧急避险系统 4.2.1紧急避险系统的作用 紧急避险设施是指在井下发生火灾、水灾、爆炸、突出等灾害事故时，在逃生路径被阻和逃生不能的情况下，为无法及时撤离的遇险（幸存）人员提供一个安全的密闭空间，紧急避险系统对外能够抵御高温、烟气、水的侵入，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水、急救药品、废气处理等生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。 紧急避险系统是突发紧急情况井下人员无法逃脱时的最后保护方式，为被困矿工提供维持生命环境，使其与救援人员联络获得逃生方式，或等待救护队到达，提高获救的成功率。 4.2.2紧急避险系统的构成 井下紧急避险系统是在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施（主要包括避难所、移动式救生舱）、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。 4.2.3建设要求 （1）地下矿山应建设完善紧急避险系统，并随井下生产系统的变化及时调整。紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。 （2）紧急避险应遵循“撤离优先，避险就近”的原则。 （3）紧急避险系统应进行设计，并按照设计要求进行建设。 （4）应为入井人员配备额定防护时间不少于30min的自救器，并按入井总人数的10配备备用自救器。 （5）所有入井人员必须随身携带自救器。 （6）在自救器额定防护时间内不能到达安全地点或及时升井时，避灾人员应就近撤到紧急避险设施内。 （7）井下紧急避险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。紧急避险设施主要包括避灾硐室、可移动式救生舱。 （8）紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96小时。 （9）紧急避险系统的配套设备应符合相关标准的规定，救生舱及其他纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。 （10）紧急避险系统建设完成，经验收合格后方可投入使用。 4.2.4建设方案 **新建黄铁矿为地下开采，竖井开拓，水文地质条件为中等，开采深度100m，生产中段距安全出口最远距离为280m，矿井服务年限3.81a，井下作业人数最大为20人/班。根据建设要求，应在最低生产中段设置紧急避险设施；紧急避险设施有避灾硐室和救生舱两种方案。考虑该矿山为小型矿山，服务年限短，生产相对集中，生产人数少，开采两种矿种，矿井存在瓦斯和自然发火倾向，因此设计选择建设避灾硐室。避灾硐室布置在448运输平巷和445上山之间。 4.2.5紧急避险设施设计 4.2.5.1安全出口 设计在矿山井下每个中段有运输巷和回风巷两个安全出口，通过主井和风井与地面相同。 矿井制定了避灾路线，绘制了井下避灾线路图，并按照GB14161-2008的规定，在井下巷道、分道口悬挂避灾路线的标识。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。 自救器为入井人员每人配备一台ZH30型自救器，自救器台数为66台。 4.2.5.2避灾硐室 4.2.5.2.1避难所设置要求 根据煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定（安监总煤装〔2011〕15号）规定，避灾硐室设置应符合以下要求 1、紧急避险设施的设置应满足本中段最多同时作业人员避灾需要，单个避灾硐室的额定人数不大于100人。 2、紧急避险设施应设置在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方，高于巷道底板0.2m以上，前后20m范围内应采用非可燃性材料支护。 3、矿山井下压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统、供电系统的管道、线缆以及监测监控系统的视频监控设备应接入避灾硐室内，各种管线在接入避灾硐室时应采取密封等防护措施。 4、避灾硐室净高应不低于2m，长度、深度根据同时避灾最多人数以及避灾硐室内配置的各种装备来确定，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积。 5、避灾硐室进出口应有两道隔离门，隔离门应向外开启。 6、避灾硐室内应具备对有毒有害气体的处理能力，室内环境参数应满足人员生存要求。 7、避灾硐室内的配备应包括 （1）不少于额定人数110的自救器； （2）CO、CO2、O2、瓦斯、温度、湿度和大气压的检测报警装置； （3）额定使用时间不少于96h的备用电源； （4）额定人数生存不低于96h所需要的食品和饮用水； （5）逃生用矿灯，数量不少于额定人数； （6）空气净化及制氧或供氧装置； （7）急救箱、工具箱、人体排泄物收集处理装置等设施设备。 4.2.5.2.2避灾硐室功能设计 避灾硐室设计年限为4年，设置在岩石坚硬稳固的地方，服务于整个生产中段。具备耐压、抗冲击、防火、防毒、防透水功能。内设过渡室、生存室、医疗室、设备室，并配备满足人员生存96h所需要的饮水、食品；供氧系统、压风自救系统、通讯系统、照明电力系统、温压调控系统、空气净化系统、压风喷淋系统、环境参数监测系统、排泄物处理系统、急救药品和照明设备，以及直通地面调度室的电话，安装供风、供水管路并设置阀门。 4.2.5.2.3避灾硐室设计 1、避灾硐室容纳人数 考虑到作业人员变化及满足矿井生产规模的需要，生产中段避灾硐室额定避灾人数按20人进行建造。 2、避灾硐室功能设计 避灾硐室建立的目的是防止井下作业人员在事故中受到伤害。因此，避灾硐室功能的确定应该以矿井可能发生的事故为依据。矿井常见事故包括瓦斯爆炸、火灾、冒顶片帮和水灾等。因此矿井固定式应急避灾硐室具备坚固、防火、防爆、密闭、独立供氧等功能。矿用应急避灾硐室更好的结合了矿山开采工艺的技术特点，满足了一次救援人数多、安全性能高、造价更合理的矿山安全救援要求。 避灾硐室通过多重支护设计保证了硐室的强度与密闭性能，内部构建有生存环境保障系统，环境监控、通讯系统，生命保障系统，为避难人员等待救援提供了时间保障。 3、避灾硐室结构设计 避灾硐室的结构设计涉及了避灾硐室的选址、规模、整体尺寸、支护、内部布置等方面的内容。 （1）选址原则 避灾硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。避灾硐室应确保在服务期间不受采动影响。 （2）规模 根据金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范（AQ 20332011）要求避灾硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积，设计额定避险人数不少于20人，宜不多于100人。本次设计避灾硐室均按20人考虑，总容量按1.1的备用系数考虑。 （3）整体尺寸 设计避灾硐室有两个出入口，每个出口均设置两道密闭门，两道密闭门之间为过渡室，过渡室长度2.0m；避灾硐室入口段长度为4m，避灾硐室高于中段巷道底板0.2m。 人员占有面积为201.020㎡，过渡室的净面积应不小于3.0m2的使用面积，设备、食品、物资占用面积6