山西潞安环能股份有限公司常村煤矿2010年煤矿安全改造项目可行性研究报告北京圆之翰煤炭工程设计有限公司潞安分公司2009年12月山西潞安环能股份有限公司常村煤矿2010年煤矿安全改造项目可行性研究报告董 事 长：秦占彪总 工 程 师：张雅莲项 目 负 责 人：苏彦山北京圆之翰煤炭工程设计有限公司潞安分公司2009年12月目 录前 言 1第一章 企业安全生产现状 4第一节 企业基本情况 4第二节 煤炭资源和开采地质条件 5第三节 近几年煤矿安全投入情况 7第四节 近几年煤矿安全事故分析 8第二章 安全生产存在的主要问题 9第一节 安全防护体系存在的问题 9第三章 企业安全改造总体规划 10第一节 企业安全改造总体规划 10第二节 总体规划实施步骤及目标 10第四章 拟申请煤矿安全改造项目的技术方案 12第一节 安全改造的必要性 12第二节 安全改造项目技术方案的选择 13第三节 申请安全改造项目的技术方案 14第五章 申请项目的投资估算和资金筹措方案 40第一节 申请项目的投资估算 40第二节 资金筹措方案 40第六章 安全改造项目的实施计划及预期效果 41第一节 项目实施计划 41第二节 项目实施后的预期效果 41附表：附表１ 煤矿企业基本情况表附表２ 煤矿企业安全投入情况表附表３ 2006、2007、2008年国债项目投资完成情况表附表4 煤矿安全技术改造项目投资估算表附表5 煤矿安全技术改造项目投资汇总表附录：附录１ 发改办能源【2009】2567号：关于转发《国家发展改革委办公厅关于组织开展2010年煤矿安全改造项目前期工作的通知》的通知。
附录2 设计委托书附录3 煤炭生产许可证附录4 采矿许可证附录5 安全生产许可证附录6 营业执照前 言潞安矿业集团公司的前身潞安矿务局，成立于1959年1月1日，是全国512家国家重点企业之一，属国家重点煤炭生产基地2000年7月，经山西省人民政府以晋政函[1999]114号文件批准，潞安矿务局改制为山西潞安矿业（集团）有限责任公司（国有独资）目前，潞安集团已发展成为一个以煤炭为基础产业，煤电化、煤焦化、煤油化综合发展的大型现代化能化企业集团集团公司现有石圪节、五阳、漳村、王庄、常村、慈林山6对生产矿井，潞宁、夏店2对技改矿井和屯留、司马2对在建矿井，12个子公司、6个分公司和8个地面辅助生产单位，职工45000余人2001年，潞安集团作为主发起人，以所辖王庄、漳村、五阳、常村4对生产矿井及其洗煤厂、石圪节选煤厂的经营性净资产作为出资，成立了潞安环能股份有限公司，除集团公司持有环能公司91.51%的股权外，还有所控股和参股的企业共21家2005年集团公司煤炭生产规模为2500多万吨，总资产173亿元，年销售收入131亿元，实现利润7.46亿元，2004年在全国大型工业企业中排名第240位，在全省大型工业企业中排名第7位。
"十五"以来，潞安集团坚持以科学发展观为指导，走煤炭工业新型化道路，全面实施战略管理，立足煤、延伸煤、超越煤，构建了煤-电-化、煤-焦-化、煤-油-化三条主产业链，不仅实现煤炭清洁生产和洁净利用，而且在新型煤化工产业及发展循环经济方面实现了历史性突破"十一五"潞安集团战略发展的总体目标概括为"7654321""7"，即煤炭产量达到7000万t左右(加上下组煤开发和扩大整合地方煤炭，总产量达1亿t)；"6"，即员工人数控制在6万人以下，职工人均年收入达到6万元人民币以上；"5"，即总销售收入达到500亿元人民币；"4"，即以发展循环经济为主线，建设屯留煤-油、高河煤-电、潞城焦-化和东古电-化四大生态工业园区；"3"，即不断拉长加粗煤-电-化、煤-焦-化、煤-油-化三条主产业链；"2"，即建设两个国家级基地：第一个国家级煤基合成油示范基地和中国喷吹煤生产基地；"1"，即建成能源化工大集团，树立煤炭循环经济的一面旗帜山西潞安环能股份有限公司常村煤矿位于屯留县，是国家重点煤矿常村煤矿1995年9月26日投产，1997年达产，原设计生产能力400万吨， 2008年核定生产能力600万吨，目前生产能力为600万吨。
为贯彻落实国务院第81次、第116次常委会议和全国煤矿瓦斯防治工作会议精神，进一步加强矿井安全改造工作，按照河发改办能源【2009】2567号文件要求，受常村煤矿委托编制《潞安环能股份有限公司常村煤矿2009年煤矿安全改造项目可行性研究报告》一、编制依据1.《国家发展改革委办公厅关于组织开展2010年煤矿安全改造项目前期工作的通知》发改办能源[2009]2567号文2.《煤矿安全规程》3.《矿井通风安全装备标准》4.《矿井水文地质规程》5.《煤炭工业矿井设计规范》6.《矿井防灭火规范》7.《矿井通风安全监测装置使用管理规定》8.《矿山电力设计规范》9. 山西潞安蒲县黑龙关煤业有限公司提供的基础资料10.设计委托书二、编制指导思想以“安全第一，预防为主”为指导思想，以常村煤矿提供的资料为基础，以国家及山西省发展和改革委员会文件为依据，实事求是对常村煤矿安全防护体系方面存在的安全隐患进行分析，提出合理可行的安全防范措施、选择适宜的安全技术装备，杜绝重大恶性安全事故的发生，使常村煤矿的安全生产得到进一步的保障三、主要特点常村煤矿新型安全防护体系是以救生舱和避难硐室为核心系统化的安全防护体系，通过分布在矿井各个区域的救生舱和避难硐室，构建覆盖全矿井的安全防护网，确保每位井下工作人员都有避难的空间。
新型防护体系的构建和推广是我国矿山安全领域的一次重大进步，对于提升我国的矿山安全水平和保障矿工的生命安全具有重要的意义与我国现有的矿山安全防护体系相比，常村煤矿建立的新型安全防护体系具有系统化、信息化、积极防护的突出特点系统化是指该防护系统的各个组成部分不是相互独立的，而是相互依赖相互补充的，有机结合的一体矿井下根据不同工作区域的人员分布、瓦斯涌出量和配风情况，合理的安排矿用可移动式救生舱、永久避难硐室和临时避难硐室，使得事故发生后各个区域的井下作业人员在较短的时间内到达避难空间井下避难空间与矿井的电力、通讯、信号传输和通风系统相互协调，并设立统一的指挥平台，建立系统的应急救援指挥中心信息化是指井下的各个避难空间可独立的与井上的指挥平台进行双向的信号传输，指挥平台可实现井下避难空间和井下人员的定位，并实时监测避难空间的各项参数避难空间内的各项参数监测仪表设有可与计算机相连接的接口，通过信号传输光缆与井上指挥平台相连接；避难空间内蓄电池的电力使用情况、氧气消耗情况等数据也可实时的显示在指挥平台矿井事故发生后，指挥中心可根据采集的数据自动的向事故临近的工作区域发出预警信号积极防护是新型防护体系与原有防护体系的一个较大区别，在事故发生后整个体系开始运行，可向井下未及时升井的工人传达避难和救援信息，同时井下避难人员可向井上救援指挥中心提供井下环境参数引导积极救援，避免了在危险环境中被动盲目等待救援的情况。
由于在井下的避难空间可以在96小时内保证遇险人员的生命安全，使得井上的救援工作可有序的开展，可根据井下的灾害情况积极有目的组织和安排救护队员四、主要技术经济指标常村煤矿2010年安全改造项目总投资为20956万元，其中矿井固定式救生硐室工程投资1254万元，临时救生硐室工程投资1518万元，救生舱及救生舱硐室工程投资14880万元，地面广场及设备3304万元根据《国家发展改革委办公厅关于组织开展2010年煤矿安全改造项目前期工作的通知》发改办能源[2009]2567号文，本次安全改造项目投资本着“企业负责、政府支持”的原则，多渠道筹集资金以煤矿自筹、银行货款为主，国家和地方给予适当补助按照国家支持煤矿安全改造资金的补助比例30%、地方配套资金与国家补助资金0.2：1的比例计算，申请国家补助6286.8万元、地方财政配套资金1257.36万元，企业自筹13411.84万元，合计20956万元第一章 企业安全生产现状第一节 企业基本情况一、项目名称及建设地址项目名称：潞安环能股份有限公司常村煤矿2010年煤矿安全改造项目可行性研究报告建设地点：山西省长治市屯留县二、煤炭生产规模矿井2008年核定生产能力为6.0Mt/a。
三、建设单位潞安环能股份有限公司常村煤矿四、企业基本情况潞安矿业集团公司的前身潞安矿务局，成立于1959年1月1日，是全国512家国家重点企业之一，属国家重点煤炭生产基地2000年7月，经山西省人民政府以晋政函[1999]114号文件批准，潞安矿务局改制为山西潞安矿业（集团）有限责任公司（国有独资）目前，潞安集团已发展成为一个以煤炭为基础产业，煤电化、煤焦化、煤油化综合发展的大型现代化能化企业集团集团公司现有石圪节、五阳、漳村、王庄、常村、慈林山6对生产矿井，潞宁、夏店2对技改矿井和屯留、司马2对在建矿井，12个子公司、6个分公司和8个地面辅助生产单位，职工45000余人2001年，潞安集团作为主发起人，以所辖王庄、漳村、五阳、常村4对生产矿井及其洗煤厂、石圪节选煤厂的经营性净资产作为出资，成立了潞安环能股份有限公司，除集团公司持有环能公司91.51%的股权外，还有所控股和参股的企业共21家2005年集团公司煤炭生产规模为2500多万吨，总资产173亿元，年销售收入131亿元，实现利润7.46亿元，2004年在全国大型工业企业中排名第240位，在全省大型工业企业中排名第7位常村煤矿1995年9月26日投产，1997年达产，原设计生产能力400万吨， 2004年核定生产能力600万吨，目前生产能力为600万吨。
常村煤矿开拓方式为立井多水平盘区式开拓，分2个水平开采，第一水平（目前的生产水平）为+520m水平，主要运输大巷布置在3号煤层下约30m岩层中，开采3号煤层的浅部；第二水平为+470m水平，开采3号煤层的深部首采区位于常村井田东中部，采区划分为向两翼扩展常村煤矿井通风方式是中央主、副立井和西坡进风立井进风，中央回风立井和西坡回风立井回风的分区式通风常村煤矿目前共布置有3个综放工作面（2个主采面、1个配采面）、2个安装回撤工作面，9个综掘工作面、5个炮掘工作面，常村煤矿现为“两采一补”的高效集约化生产格局三个采区组织生产，生产采区均采用三巷布置，分别是胶带巷、轨道巷和采区回风巷，通风、运输、提升、排水、供电、防尘等系统完善第二节 煤炭资源和开采地质条件一、煤炭资源简况常村煤矿地处屯留县境内，1995年投产，是我国首次部分利用世界银行贷款兴建的特大型现代化矿井之一井田南北走向17公里、东西走向7.4公里，井田面积 107.38平方公里，主采3#煤层，平均厚度6.02米，煤种为中灰、特低硫磷、特高发热量之优质贫煤，是发电、冶金、化工等行业的首选用煤经国家国土资源部矿产资源储量评审备案证明，截至2008年底，常村煤矿可采储量51,122.05万吨；尚可服务年限约78年。
该矿核定生产能力600万吨/年二、水文地质条件常村井田内包含15个含水层，即中奥陶统马家沟组灰岩岩溶含水层、太原组K2、K3、K4、K5灰岩岩溶裂隙含水层、山西组K7砂岩裂隙含水层、3号煤层顶板砂岩裂隙含水层、下石盒子组K8砂岩裂隙含水层、上石盒子组基岩风化带裂隙含水层、第四系下更新统孔隙含水层、第四系中更新统孔隙潜水含水层等本矿井在采掘过程先后揭露的断层落差均小于30m原精查报告没有查明陷落柱的分布情况，而在实际生产过程中，先后揭露了大小不等陷落柱29个（截止到2009年底）这些陷落柱主要分布在井田北部的向斜轴附近，一般不富水或富水性极弱目前矿井水主要为3号煤层顶板砂岩水，占总涌水量的95.4%；底板K2灰岩水约为5m3/h，占总涌水量的2.85%；陷落柱内的水3m3/h，占总涌水量的1.7%；无断层水常村煤矿目前开采范围内，矿井正常涌水量为250m3/h，最大涌水量为550m3/h三、矿井瓦斯等级和煤尘爆炸危险性根据常村煤矿2009年瓦斯鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量71.2m3/min，相对涌出量5.88m3/t；CO2绝对涌出量15m3/min，相对涌出量1.24m3/t2009年经山西煤矿安全装备技术测试中心检验：3号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为Ⅲ类不易自燃。
四、影响安全生产的主要因素分析常村煤矿为高瓦斯矿井，又是承压开采，瓦斯、水、火、煤尘、顶板等自然灾害给安全生产带来了严重威胁，同时，其它突发性的公共卫生事件、交通事件、环境事件也是影响我矿职工安全稳定的因素结合煤矿生产实际，风险分析如下：（1）瓦斯爆炸煤矿瓦斯爆炸是煤矿事故重要的至灾因素，特别是由于瓦斯积聚引起爆炸的事故在煤矿灾害中占有相当大的比重瓦斯事故的发生造成的人员伤亡和财产损失往往比较严重2）水灾我矿为井工开采，由于井工开采的采空区容易积水，正在采掘的巷道和工作面容易与积水区域或各种天然水体导通，导致井下空间充水而发生事故3）火灾由于井下存在各种易燃物（煤炭、坑木、油脂等）和高温火源（机械摩擦火源、电气火源、爆破等），导致矿井火灾的风险也相当大4）粉尘粉尘根据其成分不同可以造成两种危险与有害因素：职业病及煤尘爆炸这两种危害因素都会危及人身健康和生命安全由于煤尘爆炸的特殊性，如果没有煤尘云（空气中煤尘的浓度达到或超过40g/m3），往往不会发生爆炸一般是瓦斯爆炸后，产生煤尘云而引起煤尘爆炸2006年经山西煤矿安全装备技术测试中心检验：3号煤层煤尘具有爆炸性5）冒顶片帮事故冒顶和片帮灾害是矿山企业常见的灾害之一，往往是由于支护不及时、支护质量不符合要求或支护结构不合理及背帮质量不高而导致的。
第三节 近几年煤矿安全投入情况一、2006-2009年集团安全投入情况2006-2009年煤炭生产安全费用提取407880万元，安排使用380092万元，主要有以下几方面： 1、安全技改方面的投入76221万元，计划安排主要解决问题是：五阳南峰扩区进风井续建工程、王庄+540水平风井工程、常村+470水平风井工程、屯留南风井工程2、通风设施方面的投入22449万元，计划安排主要解决的问题是：常村矿更换主通风机2台，五阳更换主通风机2台，司马更换主通风机2台，补充完善各矿局扇等通风装备及各矿吨煤一元的一通三防专项费用3、瓦斯抽放方面的投入31302万元，计划安排主要解决的问题是：常村地面瓦斯抽放工程，屯留采前瓦斯预抽系统及煤仓瓦斯治理工程，五阳、常村、屯留瓦斯抽放钻孔工程及各种抽放钻机等4、机电及供配电防护方面的投入43782万元，计划安排主要解决的问题是：建成了石圪节35KV变电所工程、漳西110KV变电站工程、更换了司马主变压器2台、潞宁主变压器1台，补充完善各矿井上下供电系统供配电装备5、提升运输方面的投入130480万元，计划安排主要解决的问题是：建设了五阳地面储装运系统、王庄地面储装运系统；实现了漳村矿井自动化系统、王庄6203面自动化系统；配备了五阳7802面、常村S4-3面、常村N3-2面、漳村2303面、屯留S2105面配套设备；改造和补充完善了各矿主、辅运输系统。
6、防治水、综合防尘方面的投入10807万元，计划安排主要解决的问题是：石圪节、王庄15#煤水文地质勘探，五阳76猴车巷防水闸门，各种水泵、喷雾降尘装置，除尘装置等7、安全管理等其它方面的投入65051万元，计划安排主要解决的问题是：实现了各矿井下人员跟踪系统；实现了矿区双向数字网信息传输系统，进行了各矿地质勘探、瞬变电磁勘探等二、煤矿安全改造国债项目工程建设情况我公司2006—2009年实施的煤矿安全中央投资项目共两项，即：1、2006年王庄煤矿通风系统改造工程项目2、2009年常村煤矿通风系统改造工程项目<一>、王庄煤矿通风系统改造工程项目1、项目资金落实及管理情况该项目2006年由国家发展和改革委员会以发改投资[2006]2092号文下达计划，计划总投资28024万元，其中：国债2802万元，地方配套560万元，企业自有24662万元该项目建设资金全部到位，我公司严格按照专款专用、按工程进度拨款的原则，对该项目进行资金管理2、项目进展情况该项目于2006年开工，到2008年底累计完成投资17497万元，其中：国债2802万元，地方配套560万元，企业自有14135万元2009年预计完成投资8070万元，项目主要形象进度：a、进风井、回风井到底，井下配套工程完工。
b、35kv变电所竣工c、主通风机等主要设备已招标订货3、项目实施效果本项目投运后，实现如下安全目标：a.确保了王庄矿井+540水平各用风点有足够的风量，增强了矿井抵御灾害能力，为矿井稳产高产提供了安全生产保证 b.完善了王庄矿井+540水平的安全出口，便于井下工作人员万一发生灾害时，可就近避灾，减少事故蔓延 c. 从根本上解决了王庄矿井+540水平煤层瓦斯涌出量，实现先预抽及边抽边采，从而达到减少瓦斯涌出量，保证生产安全<二>、常村煤矿通风系统改造工程项目1、项目资金落实及管理情况该项目2009年由国家发展和改革委员会以发改投资[2009]1025号文下达计划，计划总投资10193万元，其中：中央投资2039万元，地方配套408万元，企业自有7746万元该项目资金均已到位，我公司严格按照专款专用、按工程进度拨款的原则，对该项目进行资金管理2、项目实施情况该项目于2009年开工，预计2009年完成投资6053万元， 项目形象进度：a、进风井井口灰土盘已做好，已打成32个冻结孔，3个测温孔，1个水文孔；绞车基础已做好，正在准备安装井架b、回风井已打成32个冻结孔，3个测温孔，1个水文孔，绞车房设备安装已完成，井架安装好，井筒掘进62米。
c、临时变电所供电系统已形成3、项目实施效果本项目投运后，实现如下安全目标：a.确保了常村矿井有足够的风量，增强了矿井抵御灾害能力，为矿井稳产高产提供了安全生产保证 b.完善了王庄矿井的安全出口，便于井下工作人员万一发生灾害时，可就近避灾，减少事故蔓延常村煤矿为国家重点煤矿，同时也是潞安集团主力矿井，矿领导本着“安全为天”的宗旨十分重视煤矿安全投入，每年对矿井安全方面都投入大量物力和人力，其中包括利用国债以及矿井自筹，近几年矿井安全投入情况详见表： 年度原煤产量（万吨）煤炭销售收入（万元）安全投入合计（万元）安全费用（万元）国债支持资金（万元）吨煤计提全年提取全年使用合计1870953700280500.00122244030964.048524.04200660030600090000.001272009634.492434.49200762031620093000.0012744011777.584337.58200865033150097500.001278009551.971751.97由上表可以看出，常村煤矿历年对安全投入力度很大，矿井的安全状况发生了很大变化，但是随着开采的深入，地质条件发生的变化，开采环境恶化，矿井安全投入人需加大。
第四节 近几年煤矿安全事故分析集团牢固树立“安全就是发展，安全就是绩效”的理念，积极构建“大安全”管理格局，从思想认识、技术装备、制度措施、干部作风和职工培训等方面加大了工作力度；足额提取安全费用，持续加大和优化安全投入，强化了本质安全型矿井建设；着力推行“大超前”管理，坚持正规循环作业、正规有序管理，突出变化条件下的安全管理，从源头构建了复杂条件下的技术管理体系，重大事故预防能力不断提升；进一步强化了安全问责制，确保了安全生产平稳健康发展2006年，实现安全生产无事故；2007年，集团百万吨死亡率0. 027人/百万吨，集团荣获全国“安康杯”竞赛“八连冠”，王庄矿、漳村矿被命名为首批“全国本质安全型示范矿井”试点单位，王庄矿被特别颁发“全国五一劳动奖状”；2008年，实现了安全生产无事故；2009年1-11月份，集团百万吨死亡率0. 04人/百万吨近年来，常村煤矿在生产工作中，狠抓安全生产，尤其是重管理、讲实效，通过加强管理、提高人员安全思想觉悟，近几年生产中始终维持安全生产常村煤矿近三年矿井事故统计见表1-4-1表1-4-1 矿井各类事故统计表年度瓦斯顶板机电运输百万吨死亡率起数死亡人数起数死亡人数起数死亡人数起数死亡人数200700000000020080000000002009000000000根据矿井安全生产条件分析，安全工作仍需进一步加强管理，除尽量减少顶板、运输和机电事故外，必须加强通风、防治瓦斯、防尘灭火及井下胶带输送机等事故的预防。
随着矿井向深部发展，开采条件逐步恶化，仅靠加强管理、提高人员安全思想觉悟难以保证矿井生产，必须提高矿井安全装备水平，确保矿井安全生产第二章 安全生产存在的主要问题常村煤矿为国家重点煤矿，矿领导十分重视矿井的安全生产，每年对矿井的安全都投入大量的资金，但是随着矿井开采的深入，矿井的开采环境逐渐恶化，瓦斯涌出量变大，矿压升高，地质条件复杂，虽然矿井的安全设施以及安全监测监控已很完善，但在今后的生产中也极有可能发生事故，这就时刻考验着矿井的安全防护体系，目前矿井的安全防护体系还是采用传统的防护体系，在发生事故时很难保证矿工的生命安全因此建设新型安全防护体系，用于被困人员的应急避难，保障职工的生命安全就显得尤为重要故本《潞安环保能源股份有限公司常村煤矿2009年煤矿安全改造项目可行性研究报告》列出常村煤矿2010年建设新型安全防护体系急待解决的问题第一节 安全防护体系存在的问题常村煤矿是国有重点煤矿，井田范围比较大，井下采区距离长，巷道错综复杂，在发生瓦斯爆炸等事故的情况下，井下工人转移、逃生就会比较困难，这就要求常村煤矿必须具备完善的安全防护体系由于前期安全投入少，常村煤矿在这一方面还有很大欠缺，避难硐室、救生舱等安全防护设备设施不完善，因此，建设新型安全防护体系，用于被困人员的应急避难，保障其生命安全，赢得足够的救援时间，对改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力具有重大的意义。
第三章 企业安全改造总体规划根据国家及省、市发展和改革委员会文件精神，依据常村煤矿安全生产现状、安全改造工程紧迫程度及施工工期编制本企业2009年度的安全改造总体规划第一节 企业安全改造总体规划为改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力，北京科技大学与潞安矿业集团、陕西重生矿业科技有限公司合作，先后开展了“矿用可移动式救生舱”、“矿用固定式避难硐室”项目的研究目前，潞安集团拟在常村煤矿N3采区配备首批矿用可移动式救生舱，并配合在建的试验型固定避难硐室，组成井下大规模避难网络，探索并完善救生舱、避难硐室在煤矿井下的实际应用，逐步建成符合中国煤矿巷道条件的新型安全防护体系第二节 总体规划实施步骤及目标一、总体规划实施步骤根据本矿井安全改造总体规划和安全改造工程紧迫程度及施工工期制定总体规划的实施步骤总体规划实施的步骤分为三个阶段，2010年7月底以前为实施总体规划的第一个阶段，本阶段主要是在N3采区完成安全防护体系移动式救生舱的救生硐室施工和救生舱安装、临时救生硐室、永久救生硐室的施工、安装将N3采区建成示范采区第二阶段，在2010年8月以后集中力量按照设计完成全矿井的可移动式数生舱、临时救生峒室、永久救生峒室的施工和安装将常村矿建成新型矿井安全防护体系示范矿井。
第三个阶把潞安集团所有矿建成新型矿井安全防护体系使集团成为新型矿井安全防护体系的典型，为矿井安全做出更大贡献二、总体规划预计目标常村煤矿新型安全防护体系的设计构建，以提高矿井安全防护和应急救援水平，保护矿工的生命安全为最终目标通过分析常村煤矿的安全生产条件，结合矿用救生舱的技术特点，合理协调和组织防护体系的各个要素，构建起覆盖全矿井的安全防护网1）在常村煤矿N3采区建立以避难硐室及16台矿用可移动式救生舱为基本避难单元的采区安全防护网后期将在全矿井设置固定避难硐室8个（其中包括避难能力为100~200人的永久避难硐室2个，避难能力为40人左右的临时避难硐室5个），矿用可移动式救生舱62个，每个移动式救生舱可容纳避难人员8人整个安全防护网构建完成后，可容纳避难人数1200人左右，覆盖井下各个作业地点，为井下职工营造一个安全的工作环境，实现矿井本质安全的宏伟目标2）在常村煤矿建立以永久避难硐室、临时避难硐室、移动救生舱组成的覆盖全矿区的应急避难网络，保证所有下井作业人员均能获得紧急情况下的避难空间，并形成与之配套的操作规程、应急预案，完成新型安全防护体系软硬件的建立通过安全改造，使本矿具备基本安全生产条件，成为安全得到基本保障的矿井，初步实现“安全第一，预防为主”的安全方针。
第四章 拟申请煤矿安全改造项目的技术方案根据常村煤矿2010年度安全改造的总体规划，就2010年安全改造项目—新型安全防护体系建设进行技术方案设计第一节 安全改造的必要性根据煤矿事故统计和救援经验，在矿井发生事故第一现场因爆炸、坍塌等伤害立刻遇难的人员仅占事故总死亡人数的10%左右，绝大多数矿工的遇难是由于爆炸后其附近区域氧气耗尽、含有高浓度有毒有害气体、逃生路线被爆炸阻断而无法及时撤离到安全区域造成的因此，在煤矿事故中，无法及时转移、长时间暴露于有毒有害的气体环境中导致窒息是造成人员伤亡的最直接原因常村煤矿井田面积大，井下巷道错综复杂，在发生瓦斯爆炸等事故的情况下，井下工人转移、逃生就会比较困难基于以上考虑，若矿井中存在密闭空间，此类密闭空间具有以下特点：足够坚固，能够抵御一定的外部危害因素的冲击，如顶板冒落、爆炸冲击等；气密、隔热，能够将外部有害的气体环境、高温热环境隔绝；空间内部能在一定的时间内提供维持生命所必需的氧气、水、食物等；内部设备能够监测空间内外环境状况，并能依靠通讯设备向外主动传递井下信息在煤矿发生事故时，无法撤离到安全区域的矿工能够进入到此类密闭空间中，与外部有毒有害气体、高温环境隔离开，在安全的密闭环境中赢得更多的生存时间，其间通过通讯设备联系、协助外部救援工作，就能大大提高井下被困人员的生还几率。
因此，建设新型安全防护体系，用于被困人员的应急避难，保障其生命安全，赢得足够的救援时间，对改善常村煤矿安全防护水平，提高矿井抗灾变能力具有重大的意义第二节 安全改造项目技术方案的选择根据常村煤矿2009年度安全改造的总体规划以及国内外新型安全防护体系的研究进展，对常村煤矿新型安全防护体系建设方案进行选择新型安全防护体系的构建以应急避难硐室和矿用可救生舱为核心，通过与矿井原有供风、供电和信息处理等系统的有效对接，构建与矿井生产环境相吻合的安全防护体系常村煤矿新型安全防护体系的构建是一个逐步完善的过程目前，主要以N3采区为示范基地，分阶段完善S3、S5、S6等采区防护体系的建设的工程，并逐渐建立覆盖全矿井的安全防护网常村煤矿新型安全防护体系的构成要素可分为两个部分：安全防护设备和设施；矿井现有安全生产系统安全防护设备和设施是该系统的核心组成部分，在应对矿井灾害和保证矿工生命安全中具有十分重要的作用主要的设备和设施有：隔绝式化学氧自救器、矿用可移动式救生舱和应急避难硐室在矿井事故造成的伤亡中大部分是由于事故发生后矿工过长时间的暴露于有害环境，如高温烟气、有毒有害气体等安全防护设备和设施在矿井下提供与外界环境相隔绝的密闭空间，使得在事故发生后矿工可在较短的时间内和外界危险的环境相隔绝。
同时这些设备和设施中具有能够维持矿工生命健康的系统，保证矿工的生命安全，为井上救援争取时间矿井安全生产系统是指目前整个矿井的供风、供电、信息传输、通风、通讯、中央控制和其它辅助系统，避难空间内的各个系统只有和矿井现有系统合理的对接，纳入矿井现有系统中才能充分的发挥作用第三节 申请安全改造项目的技术方案一、安全防护设备和设施1、矿用可移动式救生舱2006年科技部批准立项的国家“十一五”科技支撑计划“矿井重大灾害应急救援关键技术研究”项目，设置了 “遇险人员快速救护关键技术与装备的研究” 专题2006年9月完成了救生舱项目的调研工作，到2009年10月，首批救生舱在陕西重生公司下线，经检验，完全满足设计指标1）救生舱的性能、参数陕西重生科技有限公司首批J MAH-96/8 A型矿用可移动式救生舱为组装式钢结构，长6.3m，宽1.4m，高1.8m，全重10.5t额定救援人数8人，能在外部动力供应中断时救援支持时间96h舱体能阻隔外部有毒有害气体，气密性符合要求同时舱体结构能抵抗2.3MPa以下的爆炸波冲击力可移动式救生舱主要技术指标：整体外形尺寸：长 6300mm 宽 1400mm 高 1800mm；舱门尺寸： 高 850mm 宽 600mm；紧急逃生门尺寸：φ600mm；紧急逃生门离地高度：900mm；舱门离地距离：300mm；整体重量：10.5×103 kg；动力供应： 380V或220V；隔离环境：密封；防护等级：矿用防爆；保护标准：空气气体密封隔离；防护环境：非强腐蚀性气体或液体；救生舱舱体抗爆炸冲击波能力：不超过2.3MPa；标准防护温度：瞬时温度1200℃，260℃下持续12h，舱内温度30℃以下；最大拆装尺寸：1400×650×1800mm；拖动方式：轨道车轮或滑靴拖动；供氧方式：压缩空气、高压氧瓶、化学氧；通讯联络：井下、主动或无线呼叫系统；食物储存量：舱内备有足够最大承载人数天数的食物和水；舱内装备最大功率：60W。
2）救生舱的系统组成“十一五”救生舱课题组经过全面、系统、深入的科学研究，使得煤矿用可移动式救生舱在救援技术先进性、可靠性及对中国煤矿矿井的适应性上达到了较高水平同时，作为国家项目，相比国内外其它救生舱生产企业，陕西重生科技有限公司在政策、标准、推广等方面均具有显著优势矿用可移动式救生舱研究目的在于适应中国复杂的煤矿作业环境，具备抗爆、防水、防毒、防火、耐高温等多种功能，足以满足我国大部分煤矿中可能存在的多种灾害的防护要求同时，由于煤矿开采属于危险程度较高的行业，使得可移动式救生舱也能够满足金属矿山、危化品生产、储存企业、公共场所应急避难等大多数救援场所的危险防护指标1）舱体结构① 机械结构：矿用可移动式救生舱舱体创新性的采用了分体组装式设计，整舱采用统一规格的舱体单元连接组合而成在整体尺寸上，可移动式救生舱充分考虑了煤矿矿井的复杂条件，整舱可拆卸成基本单元后进入煤矿井下，也能够采用单轨吊运输，最后在煤矿巷道中现场组装，并能满足舱体的密封性要求② 防护设计：矿用可移动式救生舱不仅在气密性上满足了隔绝矿井有毒有害气体环境的要求，还充分考虑了煤矿矿井常见的瓦斯、煤尘爆炸、火灾等严重事故经过巷道模拟爆炸试验的检测，救生舱舱体外部钢结构有足够的强度抵御瓦斯甚至煤尘爆炸的直接冲击。
对于可能出现的高温环境，救生舱内填充了高性能的隔温材料，并且在整舱内外连接上，采用了特殊的设计，完全阻断了金属热桥，避免了热量直接通过金属等热传导性优良的介质传入而导致舱内升温过快，能有效阻隔外部高温环境对舱内人员的直接伤害③ 使用材料：救生舱内部尽量地避免了使用可能分解产生有害物质的有机材料，将舱内可能出现微量污染物的材料种类降到了最低点，既能减少舱内未知污染源的种类，也能减轻有毒有害气体去除设备的负荷④ 移动方式：矿用可移动式救生舱具备多种移动机构整舱、舱体单元均可通过顶部吊装孔吊装，也能采用叉车运输；整体救生舱底部可根据使用现场要求选装滚轮或者滑靴中的一种行进机构，能有效地适应不同的矿井巷道条件2）氧气供应矿用可移动式救生舱采用供氧多级防护的设计，包括矿用压风管路、压缩氧气钢瓶、化学氧、压缩氧自救器四级防护，保证舱内可靠供氧救生舱设计有与矿用压风管路兼容的管路、接头，在煤矿压风输送正常时，采用压缩空气直接为舱内送风，此状态下能长时间保持良好的舱内空气质量；若压风系统中断，舱内压缩氧气钢瓶也能提供设计救援时间内所需全部氧气；特殊情况下，舱内的化学应急氧可以吸收二氧化碳提供氧气，继续维持舱内人员8小时以上的生存时间；舱内储备压缩氧自救器，供舱内气体环境恶化需撤离时使用；以上多级供氧防护技术使得因氧气供应出现问题而影响救生舱救援效果的可能性几乎不会出现。
3）有毒有害气体处理矿用可移动式救生舱中空气净化器的净化性能经检验，已经完全满足了密闭空间内气体环境控制要求，能有效地将舱内二氧化碳、一氧化碳及其它微量污染物含量控制在标准容许范围内空气净化器拥有能相互切换的普通风道和与制冷设备连通的制冷风道，在净化空气的同时还能够实现制冷除湿功能，这种特殊设计简化了舱内设备体积，降低了设备能耗，提高了电力应用效率，具有相当的创新性4）舱内温湿度控制可移动式救生舱采用专门设计的蓄冷空调控制舱内温湿度，依靠舱内冷量储存有效地解决了舱外持续高温环境下的舱内制冷除湿问题正常情况下，救生舱的外部煤矿专用防爆制冷机组可依靠矿井电力维持运行，完成舱内冷量储备后，以较低的电量消耗维持舱内蓄冷设备；一旦发生事故造成矿井电力供应中断或外部机组受损停止运行，则救生舱内可以靠蓄能设备释放储存能量来平衡人体散热、设备放热甚至外部传热，完全不存在灾变时期需要电力维持或向外传热的问题，是目前矿井外部恶劣环境下救生舱内温湿度控制的最可靠手段5）动力供应救生舱主要的动力供应系统是专用隔爆电源箱，内部采用镍氢蓄电池组此防爆电源具有单位体积容量大、安全可靠、智能充电管理等优点，平时依靠矿内电源充电维持，在外部电力供应突然中断的情况下，完全满足救援时间内救生舱的电力消耗，且在使用过程中，能够向外传输电池工作状况，使矿井监测部门或救援部门能实时掌握救生舱内电源工作状态，预测电池工作时间。
6）监测系统 采用救生舱专用传感器对舱内、外总气压、氧分压、二氧化碳分压、温度和湿度等舱内大气环境的主要特征参数进行实时监测，为舱内人员提供生命维持设备操作指导依据，并能通过矿井监测分站将舱内、外环境特征参数传输地面中央调度平台7）通讯系统救生舱内的通讯系统采用有线通讯和无线通讯两种方式救生舱预留了有线线路安装孔位，可在下井后根据具体的矿井设置有线同时设置无线通讯方式，采用超低频透地通信系统，以大地为传播媒介，通过无线电波透过大地来实现地面与井下通信的一种方式8）附属设备包括舱内和舱外两部分舱内附属包括食物、水、便携式气体检测仪、废物收集桶、急救箱、工具箱、使用说明书、自救操作指南、娱乐消遣类阅读材料；舱外包括救生舱附近区域的荧光反射指示标志、带方向指示的导向绳、灭火器、状态指示灯等3）可移动式救生舱的应用（1）救生舱的工作状态救生舱布置在矿井巷道专用置舱硐室中，其工作状态分为以下两种：①正常状态在矿井巷道内，救生舱绝大部分时间处于等待紧急使用的状态，称为正常状态在正常状态下，救生舱内蓄电池组充电器与外部矿山电源连接，持续充电，既保持舱内总电量的储备，同时维持救生舱内外部分监测仪表和舱内通讯设备工作，检测舱内外环境参数，并通过舱内通讯设备向井上传输。
救生舱内蓄冷空调的外机组直接由矿山电源供电运行，维持舱内储备冷量因此，在正常状态下应注意救生舱体及其相关设备的维护工作，保证所以设备都处于良好状态，能随时满足使用要求，使得矿井突然发生意外时，救生舱能够立刻投入使用，提供安全可靠的避难空间②救援状态救援状态指矿井发生事故后，无法及时撤离的矿工进入到邻近区域的救生舱，开始依靠救生舱系统提供的安全密闭空间维持生命救生舱在救援过程中有以下两种工作状态：一是：事故发生后，矿井压风、电力供应网络未受损坏或仅局部故障，在救生舱内避难的人员还能够依靠矿用压风管路供应氧气，矿山电源仍然对舱内蓄电池保持充电状态此时救生舱系统在外界条件支持下运行，舱内电气设备、空调系统等能得到充足的电力供应，持续运行，能够将舱内空气质量、温湿度保持在较好的水平因此，在外部环境良好时，舱内人员的生命维持时间、生存舒适度能得到大幅度提升二是：当矿井事故较为严重时，矿井压风、供电管网完全中断，或者在救生舱所在区域局部中断，使得救生舱在为被困矿工提供避难空间时，无法得到任何外部物质、能源供应，只能依靠自身储备独立支持舱内人员的生存独立支持状态是救生舱实施救援任务的极限状态，舱内空气环境、热环境水平低于有外部动力供应的情况，同时救援时间只能满足额定的救援时间，达到全员维持生存96个小时。
2）救生舱在救援工作中的应用矿井未发生事故时，井下装备的救生舱处于正常状态，舱内设备需在良好的维护下随时准备投入使用，为救生舱提供外部支持的矿井压风、供电管线保持畅通，舱内蓄电池持续充电，蓄冷空调靠外部电力维持蓄冷一旦矿井发生事故，无法及时升井或撤离到其它安全区域的井下工作人员，需要进入邻近的救生舱避难，等待救援避难人员需按符合所在矿井条件的救生舱救援程序来完成逃离危险区、进入救生舱利用舱内设备维持生存，直至舱外环境正常① 矿井一旦发生意外，井下矿工必须按照应急预案行动，通过各种主动或被动的手段迅速对所发生事故的状况、自身所处环境等信息作出判断，确定下一步行动，优先考虑迅速升井或者撤离到其它安全区域② 井下人员经过对所掌握信息的判断，确认自己无法升井时，应及时按照应急演练时设定的路线、救生舱配套的路径指示标志等，向所在区域内最近的救生舱逃生（逃生过程中必须佩戴隔绝式化学氧自救器）③ 矿工到达救生舱位置后，若救生舱未受到严重损坏，具备使用条件，必须迅速打开舱门（若舱门被障碍物阻挡或因其它原因无法开启，可打开舱尾应急舱门），进入救生舱关闭舱门④ 进入救生舱后，所有人员仍需佩戴隔绝式化学氧自救器。
在20分钟内，舱内人员开启环境监测仪表，对舱内氧气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢浓度以及温湿度进行检测，同时开启压风供氧装置开始向舱内提供压缩空气若压缩空气管路出现故障无法供气或供气量不足，应立即开启舱内压缩氧气供应系统当舱内仪表均语音提示气体浓度正常后，舱内人员方可摘除隔绝式化学氧自救器⑤ 在舱内，避难人员所有活动必须符合救生舱相关使用说明书要求在舱内仪器语音提示及救生舱救援手册指导下，舱内人员避难期间一般需要完成更换药剂、调节氧气供应流量、开启或关闭空调风道等操作，还可通过舱内通讯设备与井上指挥中心或矿山救护队取得联系，告知被困状况等信息，引导救援其余大部分时间保持静坐的低强度活动水平，按规定摄入食物和饮用水，减少身体消耗，降低水分及热量散失2、矿用应急避难硐室矿用避难硐室具有容纳人数多、节省巷道空间及救援系统齐全等特点常村煤矿是国内首家建立“矿用应急避难硐室”及其相关救援体系的煤矿单位根据避难硐室的救生系统布置及容纳人数等方面的不同，将其分为永久避难硐室和临时避难硐室1）永久应急避难硐室永久应急避难硐室的设计总体分为：功能设计、结构设计和系统设计1）永久避难硐室功能设计避难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，避难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：煤与瓦斯突出、瓦斯、煤尘爆炸、火灾、冒顶片帮和水灾等因此矿井固定式应急避难所具备坚固、防火、防爆、密闭、独立供氧等功能矿用应急避难硐室更好的结合了矿山煤层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难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2）永久避难硐室结构设计避难硐室的结构设计涉及了避难硐室的选址、规模、整体尺寸、支护、内部布置等方面的内容参考国外固定式避难硐室的设计并结合常村煤矿现有的开采情况，本固定式避难硐室对结构进行如下设计：① 选址目前永久避难硐室的位置确定在正在回采的N3采区距离N翼辅助进风巷50m处的轨道上山与皮带上山之间在该处设置永久避难硐室主要是为N3采区附近的瓦斯监测人员、充电硐室人员、维修人员等零散作业人员以及在发生事故时能够从采区就近逃出的作业人员提供避难场所，具体选址如图所示图1 N3永久避难硐室选址图② 规模永久避难硐室的容纳规模在100~200人之间。
考虑到常村煤矿N3采区的人员分布情况，本避难硐室确定最终的容纳规模为100人③ 整体尺寸避难硐室设置在N3轨道上山与皮带上山之间避难硐室两端各留出5m距离作为自身防护距离因此避难硐室尺寸设计为长39m、宽3.5m、高3.05m，避难硐室的下部留有底拱防止底拱力，整体尺寸如图所示图2 永久避难硐室整体尺寸图④ 支护整个施工的支护包括临时支护、一次支护、二次支护和三次支护前期施工采用金属前探梁作为临时支护，并在每根前探梁前端增加一套折叠梁；一次支护采用让压锚杆锚索+双钢筋托梁+金属网片+喷射混凝土联合支护；二次支护采用单层钢筋混凝土；三次支护采用钢筋混凝土壁后充填，起到密闭和缓冲的作用⑤ 布置永久避难硐室的内部分为缓冲区、避难区、救护区和卫生区缓冲区是为去除逃生人员进入避难区时所带入的有毒有害气体而设立的；避难区是逃生人员进入避难硐室后的主要活动空间；救护区是为帮助在逃生过程中受伤人员进行紧急救助的区域，此区域备有常用的救护器材和药品；卫生区的设立是为了满足逃生人员在避难硐室内部生存的需求3）永久避难硐室系统设计永久避难硐室的系统组成包括防爆密闭门、防爆密闭墙、空气循环系统、空气幕系统及其附属系统。
① 防爆密闭门防爆密闭门的设计遵循灵活、快捷、手动、密闭性良好等原则门体要求能够抵御瞬时1000℃高温、1.5MPa的爆炸冲击波、防止有毒有害气体对人体的伤害门体的结构设计采用绕流和分流技术② 防爆密闭墙防爆密闭墙同样要求能够抵抗瞬时1000℃高温和1.5MPa的爆炸冲击波通过采用C40强度的混凝土并配筋来实现要求为了加强其抗冲击波能力，墙体设计施工成楔形③ 空气循环系统永久避难硐室内部的空气循环是通过与地面贯通的钻孔实现的进风系统将压风管路从地面钻孔中直接送入到永久避难硐室内在避难硐室内部布置成弥撒式和防护罩式相结合的布气系统，最后通过回风管路实现避难硐室内的空气循环整个避难硐室内始终保持300~400MPa的正压，防止毒害气体的渗入④ 空气幕系统空气幕系统安装在两端防爆密闭门处，目的是阻隔逃生人员进入避难硐室时有毒有害气体的进入空气幕系统的动力采用高压空气，系统的启动与硐室密闭门相连动，使得在密闭门打开后，在门口形成了气幕门⑤ 附属系统附属系统包括通讯系统、电力系统、监控系统、医疗系统、照明系统等这些附属系统能保证避难硐室内部人员在救援队伍赶来之前，保持良好状态的2）临时避难硐室临时避难硐室采用引入矿井下的压风管路实现空气的供给和置换。
同时，为了保证在压风系统中断的情况下，避难硐室内部的避难人员能继续生存，临时避难硐室内部放置了空气净化一体机，吸收避难人员呼出的二氧化碳同时释放出氧气1）临时避难硐室功能设计临时避难硐室的防护功能与永久避难硐室相似，主要是针对瓦斯突出或瓦斯涌出、煤尘火灾、爆炸等事故在事故发生时，能够在有限的时间内为避难人员提供生存空间2）临时避难硐室结构设计临时避难硐室的结构设计包括避难硐室的选址、规模、整体尺寸、支护、内部布置等方面的内容① 选址基于临时避难硐室容纳的人数较少，且其没有钻孔与地面直接相通，所以临时避难硐室的布置是尽量选在两个工作面或三个工作面之间的合理位置目前N3采区有多个工作面，N3采区的临时避难硐室设置于N3-7和N3-8两个工作面之间，主要用于服务这两个工作面间的瓦斯监测人员、充电硐室人员、维修人员等零散作业人员以及在事故发生时能够从工作面就近逃生至临时避难硐室的作业人员② 规模由于临时避难硐室主要服务于某两工作面或三个工作面之间，所以其设计规模只需要满足工作面作业人员以外的人数要求即可目前，N3-7掘进工作面或N3-8综采工作面作业人员数在同一时段最多可达30人，因此该处临时避难硐室的规模设置为40人。
③ 整体尺寸根据临时避难硐室容纳的人数和设备要求，尺寸设计为：宽5000mm、直墙高1300mm、半圆拱高2500mm、仰拱深500mm，进深为了防止盲巷设计成5500mm④ 支护临时硐室的支护采用锚杆-锚索-喷射混凝土相结合的支护方式基于成本和临时避难硐室的服务年限得考虑，临时避难硐室没有设置密闭缓冲层⑤ 内部布置临时避难硐室主要分为缓冲区、避难区和卫生区食品、医疗药品等生存必需品被安置在避难区内，有效利用内部空间3）临时避难硐室系统设计永久避难硐室的系统组成包括防爆密闭门、防爆密闭墙、空气循环系统、空气幕系统及其附属系统① 防爆密闭门临时避难硐室防爆密闭门能够抵御瞬时1000℃高温、1.0MPa的爆炸冲击波、防止有毒有害气体对人体的伤害② 防爆密闭墙防爆密闭墙能够抵御瞬时1000℃高温和1.5MPa的爆炸冲击波墙体材料的设计同永久避难硐室③ 空气循环系统临时避难硐室内部供氧方式分为两种：压风供氧方式，高压氧气瓶供氧方式④ 附属系统临时避难硐室的附属系统包括通讯系统、监控系统、医疗系统、照明系统等，能够为避难人员等待救援人员到来赢得时间3、救生舱和避难硐室布置救生舱和避难硐室的部署位置主要考虑如下因素：避难空间及其保护的人员可能面临的事故；矿工工作地点与避难空间的距离；避难空间外部服务设施（压风管路等）与避难空间的连接；矿井发生事故时避难空间邻近区域的状况。
综合以上因素，确定全矿井救生舱和避难硐室的分布，矿用可移动式救生舱和避难硐室两者相互协调、相互补充，构建完整的避难网络1）救生舱布置原则根据国外的经验数据表明，矿工距离避灾硐室的最大距离不能超过1000 m，这个距离是自救器正常使用时间的50%时间段内人员正常行走的经验数值因此不同区域的避灾人员应该在自救器使用时间范围内就近进入避难空间救生舱避灾人员逃生的最大距离要基于人员在合理的状态下采用合理的装备以合适的行走方式在自救器持续时间限度内行走的距离采用自救器持续时间的50%内能行走的距离，原因如下：1）危险环境中的人员的不安、焦虑会对自救。