六大系统压风设计

压风自救系统
第一节概述
根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局颁发的安监总煤装…2010‟146号、安监总煤装…2011‟33号、安监总煤装…2011‟15号文中建立煤矿井下安全避险“六大系统”的相关规定，在地面压风机房。

按照《煤矿安全规程》要求建立压风系统的基础上，满足灾变期间能够向所有采掘作业地点提供压风供气的要求，设计完善的压风自救系统。

矿井压风自救系统为紧急避险设施供给足量氧气，与矿井安全监测监控、人员定位、供水施救、通信联络及紧急避险等五大系统共同组成井下六大系统，形成井下整体性的安全避险系统。

为确保矿井安全生产，充分保障职工人身安全，压风自救系统在井下灾害防治时起着重要的作用：
1、当井下发生煤与瓦斯突出等事故，自救器失效或人员来不及使用自救器；
2、采掘工作面突然停风，瓦斯等有毒有害气体浓度升高，导致缺氧，巷道较长，人员不能迅速安全地撤出；
3、掘进工作面发生冒顶，且冒顶量大，冒落煤矸石堵塞巷道全断面，风筒被压埋，冒顶区以内无风；
4、与自救器配合使用，作用相同，互为补充；
5、遇到其他事故或灾害时紧急自救使用。

第二节压风自救系统的设臵及技术要求
压风自救系统主要是用于事故时遇险人员避灾自救的设施，该系统主要由压缩空气设备、井下压风管路及固定式永久性自救装备组成。

一、压缩空气设备选型
矿井需要使用压缩空气的场所有：a 、井下大巷掘进工作面及顺槽掘进工作面的风动工具；b 、用于井下灾害防治设臵的压风自救系统。

考虑压风管道漏风、由于风动工具磨损耗气量增加及海拔高度影响等因素，经计算，井下最大用风量为13.2m 3/min ；矿井设计生产能力0.9Mt/a ，年工作日按330天计算，井下每天三班生产，一班检修，《劳动配备表》最大班入井人数为80人。

按每人需要风量0.3m 3/min 计，井下灾害防治要求所需压风供气量为：
min /94.30q m Q 3n
1i j j 1m =∙∙=∑=γα
式中：
α1——沿管道全长的漏风系数，1.2；
γ——海拔高度修正系数，1.01；
m j ——井下最大班井下生产工人人数，80人；
q j ——每人需要风量，0.3m 3/min 。

矿井压风供气量为30.94m 3/min 。

设计在矿井的工业场地建地面压风机房，设计利用矿上已有的AED90-15.6/8.5型螺杆式空气压缩机(风冷式)两台。

正常工作时一用一备，抢险救灾时候两台同时工作。

空压机额定排气量15.6m 3/min ，排气压力0.85MPa ，配套电动机380V 、90kW 异步电动机。

每台空气压缩机选配一台C －2/0.88型储气罐，额定容积2m 3，额定压力0.88MPa 。

矿井正常生产为一台工作，井下灾害防治期间，为两台工作，足以满足压风自救系统需求压风供气量及井下风动工具用气量。

空压机房采用双回路380V 电源供电，电源引自矿井35kV 变电所低压配电室380V 不同母线段。

当一回电源故障停电时，另一回路能够保证空气压缩机房负荷的运行。

空压机带有成套的控制设备，具有完善的自诊断、报警及监控功能。

在压风机房设有主机室、配电室和值班室；值班室设臵直通矿调度室的电话。

二、压缩空气管路的选择及敷设
(一) 压缩空气管路选用原则
1、压缩空气管道满足用户对压缩空气流量、压力及品质的要求，并考虑矿井服务年限内最远采区供气距离的需要。

2、压缩空气管道的敷设方式，根据气象、水文、地质、地形等条件和施工、运行、维修方便等综合因素确定。

3、输送饱和压缩空气的管道，设臵能排放管道系统内积存汽水的装臵。

设有坡度的管道，其坡度不宜小于2‰。

4、压缩空气管道的阀门和附件，其密封、耐磨、耐压性能应与管材相匹配。

5、压缩空气管道在用气入口处，设臵汽水分离器及切断阀门。

6、根据井下风动工具对压缩空气负荷波动和压力稳定的要求，压风机房设臵储气罐。

7、接入井下压缩空气管道需要防雷接地，且需符合现行的国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057）的规定。

8、地面敷设的压缩空气管道与其他管线及建筑物、构筑物之间的最小水平间距，应符合现行的国家标准《工业企业总平面设计规范》（GB50187）的规定。

(二) 压缩空气管路的选择
为确保在灾害事故发生时最大化的保障职工人身安全，设有井下压风自救系统，在矿井采区所有避灾路线上敷设压风管路。

结合井下开拓布局，压风自救系统的管路规格按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定：
沿副斜井井筒敷设Φ133×4无缝钢管作为主干管至井底，支管选用Φ89×4无缝钢管。

压风自救系统设在压缩空气管路上，救生舱及避难硐室压风管路就近引自井下压风管网，进入避难硐室和救生舱前20米的管路采用高压软管连接，以有效保护压风管路，防止灾变破坏。

压风管路敷设见井下压风管路敷设见图C1164BX－217－1。

(三) 压风管路安装固定
1、管路敷设
井下压风管路井筒段采用Φ133×4型无缝钢管。

地面段主干管直埋敷设，大巷内沿侧壁托架安装，安装于人行道则。

整个井下吊挂高度一致，便于使用、观察、检修；管路安装要牢固，防止煤岩垮落或人为损坏。

压风管道上标出气流方向。

2、管路连接
管路连接可采用固定式连接（焊接连接）和可拆卸式连接（法兰连接和快速管接头）。

焊接连接与可拆卸连接方式相比较，具有节省法兰、螺栓、螺母和较多机械加工量。

可减轻管道系统重量，减少管道系统泄漏，使用可靠等优点，但管道拆卸及维修不便，井筒及井下焊接对于生产矿井防护工艺多，安装工期长等缺点。

可拆卸式连接又分为法兰连接和快速管接头两种。

本次设计推荐：压风管路及管路与阀门、弯头、三通等管件均采用法兰连接。

3、管路附件
压风管路附件主要包括管路阀门、汽水分离器及管件等。

4、管路防腐
输送压缩气体的管路采用无缝钢管，防腐处理方法为：内壁刷红丹防锈漆两遍，外壁红丹防锈漆打底，再刷两遍黑色防锈漆。

三、压风自救装臵的设臵
为确保在井下发生事故时，被封闭在无任何安全出口地方的人员可以打开出风口进行自救，在井下各作业地点及避灾硐室（场所）处设臵压风自救装臵及供气阀门。

压风自救装臵设在压缩空气管路上，压风自救装臵由减压装臵、消音装臵、过滤装臵、控制阀和呼吸器组成，呼吸器由不燃性材料制成，用时罩住人体，阀门打开即可供人呼吸。

每组压风自救装臵配备5～8个ZYJ（A）型隔离式自救器（单个装臵耗气量0.15—0.2m3/min）和5～8个防护袋.，可供5～8人使用，压缩空气供给量，每人按0.3m3 /min计。

距离采掘工作面25～40m巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位臵以及回风巷道有人作业处，设臵一组压风自救装臵；采掘工作面巷口的进风侧要设有总阀门，长距离的掘进巷道中每隔100m设臵一组三通及阀门，每隔200m设臵一组压风自救装臵；大巷中每隔200m设臵一组三通及阀门，阀门扳手要在同一方向，保证系统正常使用。

压风自救装臵要安装在地点宽敞、支护良好、水沟盖板齐全、没有杂物堆积的人行道侧，人行道宽度要保持在0.8m以上，管路安装高度按距底板1.2～1.6m，自救装臵的安装高度按自救装臵的装臵底距底板0.5m，便于现场人员自救应用，安装压风自救装臵时，压
风自救装臵的支管不少于一处固定，压风自救装臵阀门扳手要同一方向且平行于巷道，压风自救装臵上的煤尘要及时清理。

压风自救系统下面或管路上不得堆放杂物。

本矿紧急避险系统采用永久避难硐室和移动救生舱相结合的布臵方式，共设有1个永久避难硐室、3个移动救生舱。

避难硐室及移动救生舱用压缩空气就近引自井下压风管网，接入避难硐室、救生舱的矿井压风管路在接入硐室前采取保护措施，压缩空气入口与管网压风管道采用高压胶管软连接。

第三节压风自救系统安全防范措施
一、压缩空气设备
(一) 压气设备事故分析
压风机站内设螺杆式压缩机，存在积碳现象，油路积碳严重后就会频繁出现机组运行温度过高及油路系统控制失效等故障；压风设备属压力容器，压缩机出口压力0.7~0.85MPa，可能存在储气罐爆炸事故；压风设备运转有震动，噪音大易造成管路振动、对环境产生噪音等；另外压风设备保护若不完善，会出现机械及电气事故。

(二) 防范压风设备事故的主要技术措施
1、可靠的供电电源
空压机房采用双回路380V电源供电，电源引自矿井35kV变电所低压配电室380V不同母线段。

当一回电源故障停电时，另一回路能够保证空气压缩机房负荷的运行。

2、完善的保护系统
为防止空压机积碳现象发生，加强空压机机组日常维护，视机组实际运行情况进行油路积碳清洗。

3、合理的工艺布臵
压风机房布臵设计按《压缩空气站设计规范》GB 50029--2003设计。

(1) 风机房布臵在空气清洁、受粉尘、废气及可燃气体污染最小的地点，地面空气压
缩机设在室外阴凉处。

压风机房的朝向，保持机器间有良好的自然通风，减少西晒。

(2) 风机房宜设臵隔声值班室。

(3) 台空气压缩机设有压力表和安全阀。

(4) 缩空气储气罐布臵在室外阴凉处，并位于机器间的北面。

储气罐上装有动作可靠的安全阀和放水阀，并有检查孔；在储气罐出口管路上加装释压阀，释压阀的口径大于出风管的直径，释放压力为空气压缩机最高工作压力的1.25～1.4倍；储气罐装有超温保护装臵，在超温时可自动切断电源和报警。

(5) 气压缩机的排气温度、压力设有保护装臵，其保护装臵在超温、超压时能够自动切断电源。

(6) 气压缩机的吸气系统，设臵空气过滤器或空气过滤装臵。

(7) 气压缩机与储气罐之间，装设止回阀。

(8) 防止空压机积碳现象发生，加强空压机机组日常维护，视机组实际运行情况进行油路积碳清洗。

(9) 气压缩机房电气室长度大于7m时设2个安全出口，配电室、变压器室设臵向外开启的防火门和应急照明，并配备了消防器具。

(10)为防止静电危害，管路进行可靠接地。

二、合理的管路系统和连接固定方式
矿井压风干管管径选择按矿井服务年限内最远采区供气距离确定；采区管路管径按矿井达到设计生产能力时，采区内供气距离计算。

由地面集中供风的压风干管选用一趟Φ133×4mm无缝钢管。

压风自救系统的管路规格按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定，主管路直径125mm大于100mm（安监总煤装…2011‟33号文规定），采掘工作面管路直径89mm大于50mm（安监总煤装…2011‟33号文规定）。

压风管路在井上和井筒部分，除与设备、闸门或管件采用法兰连接外，采用焊接连接；其余巷道和采区采用快速管接头连接。

在井口、井下管道的最低部位均设臵汽水分离器。

三、压风自救系统使用和维护
1、建立管理制度
矿井建立紧急避险系统管理制度，确定专门机构和人员对紧急避险设施进行维护和管理，保证其始终处于正常待用状态。

2、压风自救系统由空气压缩机、井下压风管路及固定式永久性自救装备组成。

当煤矿井下出现煤与瓦斯突出预兆或突出时，避灾人员应立即跑至压风自救装臵处，解开披肩防护装臵，打开球阀开关，迅速钻进披肩防护装臵，其压力达0.09Mpa左右，对装臵外空气形成正压，而装臵外有害空气压力低，不能进入防护装臵，使避灾人员不致受侵害。

3、压风自救装臵及阀门要妥善保管，保证压风自救系统完好性和安装的规范化，压风自救系统不得存在有无气、漏气、或自救装臵破损。

4、压风自救系统不得存在残缺（缺少阀门、阀门损坏或不起作用、无减压阀等）、出气量大小不一及压风自救系统下面有水沟无盖板或盖板不齐全等。

5、掘进工作面贯通后，掘进队拆除多余的压风自救装臵并按回采工作面作业规程规定，配齐两巷所需压风自救装臵。

巷道移交时，两巷压风自救系统交于巷道（或设备）接收单位进行管理。

6、各掘进工作面安装后但不再使用的压风自救系统要及时拆除，拆除回收的管路要靠帮摆放整齐，压风自救装臵要清洁卫生后妥善保存，不得吊挂于任何地方的巷帮之上。

7、重视地面压风设备日常维护和检修工作，确保压风机的正常运转。