煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型

第 2 1 卷 第 4 期 2 0 1 1 年 4 月 中 国 安 全 科 学 学 报 China Safety Science Journal Vol ． 2 1 No ． 4 Apr ． 2 0 1 1 煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究 * 盛 武1，2 讲师 高明中1 教授 杨 力2 教授 杨德传1 讲师 (1 安徽理工大学 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽 淮南 232001 2 安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232001) 学科分类与代码:6208040(应急救援) 中图分类号:X936 文献标志码:A 基金项目:国家自然科学基金资助(71071003);安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2011A090); 安徽高校省级自然科学研究项目(KJ2010B326)。 【摘 要】 为构建煤矿井下紧急避险体系结构，打造基于紧急避险设施的应急救援体系， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 国外 矿业发达国家紧急避险理论和应急救援案例，研究煤矿紧急避险建设及相关参数，探讨紧急避险体 系构建中的国家层面概念定义、立法保障、救援体系、避险安全文化及评价等关键问题，设计出以危 险源感知为基础的“感知 －避险设施 －运行”3 层紧急避险体系结构。采用应急管理阶段理论与方 法，构建基于紧急避险“感知 －避险 －救援”应急救援模型，并对救援模型的可行性进行模拟。煤矿 井下紧急避险体系构建要有国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和立法保障，紧急避险 3 层体系结构为避险系统建设提供指 导，救援模型为应急救援体系打造提供一种方法。 【关键词】 紧急避险; 体系构建; 关键问题; 应急救援; 模型 Study on Coal Mine Emergency Refuge System Construction and Rescue Model SHENG Wu GAO Ming-zhong YANG Li YANG De-chuan (1 Key Laboratory being Built by Anhui Province and Ministry of Education for Coal Mine Safety and Efficient Exploitation，Anhui University of Science and Technology， Huainan Anhui 232001，China 2 School of Economics and Management， Anhui University of Science and Technology ，Huainan Anhui 232001，China) Abstract: To build the architecture of coal mine underground emergency refuge and emergency rescue system based on the emergency facility，emergency refuge theory and cases of emergency rescue was ana- lyzed in foreign countries developed in mining，construction of mine emergency refuge and related parame- ters was studied． Key issues such as the definition and concepts at national level，legislation guarantee， rescue system，risk avoidance safety culture and evaluation in the emergency refuge system construction were discussed，a 3-level of“Sense-Hedging facilities-Run”structure of emergency refuge system based on hazard perception was designed． By emergency management stage theory and methods，“Sense-Hedge- Rescue”emergency rescue model based on emergency refuge system was built，and its feasibility was sim- ulated． System of mine underground emergency refuge needs national standards and lawful protection． The 3-level structure provides guidance for the refuge system construction，and rescue model presents a way for emergency rescue system building． Key words: emergency refuge; system construction; key issues; emergency rescue; model * 文章编号:1003 － 3033(2011)04 － 0171 － 06; 收稿日期:2011 － 01 － 14; 修稿日期:2011 － 03 － 28 0 引 言 我国煤炭 95%以上是井工开采，安全生产是煤 矿企业第一要务和第一效益，煤矿重大事故 90%以 上是由于管理上出现纰漏所致［1］。在应对煤矿安 全威胁面前，人类控制自然的能力有限，多数情况下 人们唯一的对策是迅速撤离危险区域［2］。根据事 故统计和救援经验，矿井第一现场因爆炸、坍塌等瞬 间死亡人员比例只有不到 10%，绝大部分是因爆炸 等造成周围氧气耗尽、高浓度有毒有害气体、逃生路 线阻断无法撤到安全区或不能及时升井所致，形成 人员伤亡的直接原因，救援案例证明紧急避险设施 对保护矿工生命和提高应急救援能力的作用［3］。 国发〔2010〕23 号、安监总煤装〔2010〕146 号文要求 所有煤矿都要安装“六大系统”，最为困难的就是 “紧急避险”系统［4］。笔者对煤矿紧急避险理论和 应急救援案例进行分析，研究紧急避险体系构建关 键问题、体系结构及应急救援模型，提出紧急避险体 系结构与应急救援体系打造方法。 1 国外矿业发达国家紧急避险研究与 应用现状 澳大利亚、南非、加拿大、美国等国家研究井下 紧急避险理论较早，最初应用在金属矿，研究内容集 中在避难设施功能、布置原则、效果评价及实施方 式，为灾害事故发生后遇灾人员无法及时撤离或避 险路线被阻时提供一个安全的避难场所，延长救援 时间［5］。澳大利亚、美国均能独立生产避险设施， Mine ARC，Kennedy等公司居于行业前列。 加拿大 1928 年 Hollinger 矿发生火灾(死亡 39 人)后，出现了利用压缩空气通过面罩供氧的初 级避难硐室(密封起来的废弃巷道) ，后来又出现 CO和 CO2 有害气体处理系统，20 世纪 70 年代避难 硐室在金属矿得到广泛应用，现被法律强制建 立［6］。南非 20 世纪 70 年代就出现避难所，澳大利 亚自 2000 年一直使用可移动式救生舱，两国立法要 求所有金属矿都要设立安全硐室［7］。 美国初期在井下利用水泥建造避难隔离墙，或 在巷道顶板和两帮上悬挂隔离屏障形成隔离空间， 这一原始避险理论持续了一个多世纪。针对 2006—2007 年煤炭行业的多发事故，美国国家研究 会在应急管理国家能力建设报告上提出要为被保护 体提供“被动和主动”保护，要求采矿企业装备紧急 避险系统［8］。同年矿山安全与健康监察局(MSHA) 颁布实施了《矿山改善和新应急反应法》(The MIN- ER Act of 2006 ) ，提出 3 种井下紧急避险技术标准， 突出避难硐室(救生舱)和应急通信在避险救援中 的作用，要求加强避难技能培训，MSHA认为这一措 施可使事故后矿工生命挽救率提高 25% ～75%［9］。 2 国内紧急避险理论研究与体系构建 关键问题分析 2． 1 国内紧急避险理论研究现状 紧急避险原是司法上的概念，为了使国家、公共 利益、本人或他人的人身、财产和其他权利免受正在 发生的危险，迫不得已采用的损害另一较小合法利 益的行为，体现了国家、公共、公民利益的一致性。 紧急避险理论引入煤矿较晚，在整体设计阶段一般 不涉及，个别煤矿在采、掘工作面等易发生突出区域 布置简易硐室，没有隔热、防爆、食品与通信等功能。 智利矿难救援中井下避难所发挥重要作用，拉 动国家安全避险“六大系统”建设。救生舱研究列 入国家“十一五”科技支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，在煤矿进行了试 点［10 － 11］，紧急避险系统最为困难［4，12］，国家安全监 管总局连续出台指导性文件［13］，有学者提出避险设 施布置原则，优先布置避难硐室［14］。表 1 为部分国 家紧急避险系统相关参数［6 － 7，11，13］。 表 1 部分国家紧急避险系统参数 Table 1 Parameters of emergency refuge system in some country 国家 维护时间 /h 布置地点 设施类型 实施形式 供氧方式 美国 ≥96 突出、高瓦斯矿距最近工作面 ＜ 300 m;间隔 1 000 ～ 1 500 m 救生舱为主、避难硐室 为辅 立法强制 压缩氧气、压风 南非 8 ～ 24 长臂开采距工作面 ＜ 750 m， 房柱式 ＜ 1 000 m 救生舱实行国家标准、 避难硐室 立法强制 压缩氧、化学氧 澳大利亚 36 ～ 96 距工作面 750 ～ 1 000 m 稳定 岩层 救生舱为主 立法强制 压缩氧 ·271· 中 国 安 全 科 学 学 报 China Safety Science Journal 第21卷 2011年 续表 国家 维护时间 /h 布置地点 设施类型 实施形式 供氧方式 加拿大 ≥36 距工作面 ＜ 750 m，抵达时间 15 ～ 30 min 避难硐室:救生舱 1∶ 5 立法强制 压缩氧 中国(试行) ≥96 非突出矿距工作面 ＜ 1 000 m， 突出矿 ＜ 500 m 合理选择 企业为主 要求具备 2． 2 国内煤矿紧急避险体系构建关键问题 国外矿井整体设计阶段已包含紧急避险，国内 完善紧急避险系统存在以下关键问题。 2． 2． 1 国家层面的紧急避险体系概念定义 国外对紧急避险体系概念多通过立法形式定 义，明确紧急避险体系结构、任务及目标能力，颁布 避险设施技术标准。国内井下紧急避险体系概念、 结构及目标能力尚无国家统一标准，将导致紧急避 险建设标准混乱。 2． 2． 2 紧急避险体系立法上的保障 矿业发达国家安全保障体系建设都是以立法形 式强制实施，把企业行为上升到法律行为，突出企业 的社会责任。国内“六大系统”建设虽有国家文件， 但缺乏立法形式支持，因其投资与责任风险较大，企 业执行力度有限，自觉性不强。 2． 2． 3 基于紧急避险的应急救援体系研究 紧急避险系统仅是应急救援安全保障体系建设 的一个部分，应与监测监控、人员定位、压风自救等 现有安防系统连接和兼容。把危险源感知、自救与 互救、应急通信、定位、避灾人员心理及避灾行为等 纳入应急救援体系范围，制定基于紧急避险的应急 救援预案，打造新型应急救援体系，不能孤立地开展 紧急避险系统建设。 2． 2． 4 紧急避险安全文化的特征和内涵 文化是思想的体现，煤矿对推行紧急避险认识 不足，自觉性不强。以避险设施概念与使用、自救器 使用、避险标识识别、一次投资保长期安全等为主要 内容的教育和培训，“首先要升井其次进避难所”逃 生理念的培养，构成避险安全文化内涵和特征，可先 期宣传，是紧急避险体系构建不可缺少的部分。 2． 2． 5 紧急避险体系的评价 紧急避险是生命工程建设，有关“六大系统”建 设文件提及“加强监管监察工作”，但评价标准及评 价方法少有提及，危险源识别与风险评估是应急救 援决策及紧急避险体系构建的基础。 3 煤矿井下紧急避险体系结构 避险设施不是万能的，功能的发挥要与其他 救援系统、演练培训机制相结合。借鉴国内外研 究成果和救援案例，针对煤矿安防体系现状，设 计了基于危险源感知的紧急避险 3 层体系结构， 如图 1 所示。 图 1 煤矿井下紧急避险体系结构 Fig． 1 Structure of emergency refuge system in underground mine 1)底层为危险源感知层，遇灾人避险行为预 警，为逃生赢得最初关键时间，包括事故案例分析、 危险源识别培训、危险源监控，各类传感器、自救器 使用、避险标志识别等。 2)中间层为避险设施层，包含避难硐室(永久 和临时)与可移动救生舱(硬体与软体)选择、容纳 ·371·第 4 期 盛武等:煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究 人数、布置地点与数量，应考虑井下灾害类型、距离 工作面距离、遇灾人抵达难易程度、自救器维护时间 等因素。避难设施内的隔热、隔毒、防爆、密封正压 及供氧、应急通信、食品、饮水等系统功能按标准检 测与维护。灾变环境下的供氧、定位、通信尤为重 要，压风、压缩氧、化学氧多种方式准备，首选贯通硐 室与地面的钻孔。避险路径优化与标识，自救互救， 心理疏导，首选升井逃生理念的确立是避险设施层 的软件部分。 3)顶层运行层包括法律法规、培训演练、维护 管理、避险文化、风险评估、监督检查等避险系统正 常运行的 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 保障，要与系统建设同期或先期开展， 与其他安防系统接口是纳入救援体系实现成功救援 的必要条件。 体系核心是避难硐室(救生舱)的建设与配套 的管理、教育、培训机制，遇灾人员成功升井是避险 体系的最终目的，首选升井的避险意识不能缺失，危 险源感知是避险的基础，法律法规、与其他安防系统 接口则是体系正常运行的保证。 4 基于紧急避险体系的“感知 －避险 －救援”应急救援模型 4． 1 “感知 －避险 －救援”应急救援模型设计 “不知情，应急系统无效或应急处置不当”是灾 害事故引发的原因［15］。紧急避险系统是应急救援 体系建设的一部分，目的是实现遇灾人员的成功救 援，应把基于紧急避险的应急救援预案纳入救援体 系。运用应急管理理论，以采、掘、准备工作面布置 煤矿为背景，设计基于紧急避险体系的“感知 －避 险 －救援”应急救援模型，如图 2 所示，探讨打造新 型应急救援体系的方法。 图 2 基于紧急避险系统的“感知 －避险 －救援”应急救援模型 Fig． 2 “Sense-Hedge-Rescue”emergency rescue model based on emergency refuge system 1)模型感知层从监控技术与人的方面考虑，包 含危险源监控、基于监控系统的数据信息、灾害事故 分析获得的危险感知经验和能力等，构成应急救援 的预防阶段。危险源监控与辨识是避险与应急救援 的基础，危险感知能力的提高可为逃生与救援赢得 最初关键时间，解决事故不知情问题。煤矿可采用 物联网等先进技术提高危险源动态辨识水平，与其 他监控信息组成基础资源平台，为应急救援提供决 策支持。 2)模型避险层从救援硬件和避险行为机制方 面设计，避难硐室(救生舱)、避险路径及标识、避险 预警 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、基于避险系统的培训演练和其他安防系 统，构成应急救援的准备阶段。避险层为遇灾人提 供避难场所，以期解决应急系统无效问题。避险设 施应针对煤矿井下灾害类型及环境布置，培训演练 机制用于人员熟悉避险路径和避险设施使用方法， 确立升井最安全、逃生路径被阻无法升井时进避难 所意识;应急通信、压风自救等其他安防系统为避灾 人提供生命保障，延缓救援时间。当危险源感知达 到避险预警条件时，工作场所遇灾人立即(主动或 救援中心指示)按避灾路径逃生，首选升井，若不能 时就近进避难所等待救援。 3)模型救援层基于企业和政府 2 个角度，于事 故发生后即刻启动应急救援系统，整合救援资源，调 动包括救援物资系统在内的救援体系，迅速确定遇 灾人员位置与救援方案，组织力量实施应急救援，遇 ·471· 中 国 安 全 科 学 学 报 China Safety Science Journal 第21卷 2011年 灾人员借助救援载体升井，其中应急通信、人员定位 及供氧系统尤为关键。模型设计有与政府应急管理 部门接口，便于整合企业和社会 2 个层面救援资源， 争取应急救援最关键时间，有利于当地社会稳定。 模型评价系统对救援决策、救援机制及效果进行评 估，反馈信息录入决策支持数据库用于对模型修订， 为善后处理及恢复生产提供支持。救援层涵盖应急 救援的响应与恢复阶段，解决应急处置不当问题。 模型围绕事故预防、预警预报、应急反应、应急 协调及善后处理进行设计，从技术、装备、教育演练、 管理(法律法规)4 个方面打造“感知 － 避险 － 救 援”应急救援新体系。 4． 2 应急救援模型模拟 以某矿采煤工作面一次冒顶救援事故案例为背 景，设定避险路径被阻情况下的环境参数，对遇灾人 员恐慌心理和行为倾向进行模拟，得出了遇灾人逃 生时的心理及行为表现(高度恐慌 －失望 －平静 － 求生 －渴望光明)。在停电、巷道顶底板间距低于 2 m、有烟、人员恐慌环境下，测得遇灾人逃生速度 在 35 ～ 50 m /min，按自救器(30 min)50%维持时间 推算，高突出矿避难硐室距离工作面应在 525 ～ 750 m。危险源感知较早人员逃生速度比被动感知 人员快，凸显了危险源感知的预警作用。遇灾人员 最关注往哪里逃、怎样与地面联系、能否升井?救援 人员最关注人在哪里、是否生存、如何救出?得出应 急通信、人员定位、避难设施成为赢得就援时间的关 键因素，侧面验证了模型的可行性。 5 结 论 1)紧急避险体系应有国家层面概念定义，避险 安全文化及系统评估机制应纳入体系之内，避险设 施应实行国家强制认可和行业准入制度，紧急避险 系统建设需要立法保障。 2)危险源感知是紧急避险和应急救援的基础， 紧急避险核心是避难硐室(救生舱)建设与配套的 管理、教育与培训，基于危险源感知的 3 层结构为紧 急避险体系构建提供指导。 3)基于紧急避险体系的“感知 －避险 －救援” 应急救援模型是打造煤矿新型应急救援体系的一种 方法，模型实施要与供养、人员定位等安防系统融 合，模型还有待现场完善。 4)紧急避险体系构建与新型救援体系打造要 依井下环境特点和灾害类型分阶段推行，是一次投 资保长期安全，先期开展紧急避险理念宣传，培养 “首先要升井，其次是进避难所”的意识。 参 考 文 献 ［1］ 李新春，宋学锋．煤矿本质安全管理体系研究［J］．中国矿业大学学报:社会科学版，2008，10(2):65 － 69． LI Xin-chun，SONG Xue-feng． The research on safety management system of mine essential［J］． Journal of China Universi- ty of Mining ＆ Technology:Social Sciences，2008，10(2):65 － 69． ［2］ 陈宝智．安全原理［M］．北京:冶金工业出版社，2004． CHEN Bao-zhi． Security Principles［M］． Beijing:Metallurgical Industry Press，2004． ［3］ 相桂生．应急避难室在矿难救援中的应用［J］．劳动保护，2006 (4):92 － 93． XIANG Gui-sheng． Application of emergency shelters in coal mines hazard rescues［J］． Labor Protection，2006(4):92 －93． ［4］ 黄毅．安监总局:3 年内所有煤矿均须安装井下六大系统［EB /OL］．［2011 － 02 － 25］． http:/ /www． chinanews． com / ny /2011 /02 － 25 /2869060． shtml． HUANG Yi． SAWS:Six safety systems should be provided for all mines in three years［EB /OL］．［2011 － 02 － 25］． http:/ /www． chinanews． com /ny /2011 /02 － 25 /2869060． shtml． ［5］ Brenkley D and Bennett S． C． Enhancing Mine 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