恒发铁矿安全避险六大系统设计(2013.12新版 附图)
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慈利县凤凰嘴铁矿恒发分矿 安全避险“六大系统”方案设计
慈利县凤凰嘴铁矿恒发分矿 二〇一三年十二月十三日
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慈利县凤凰嘴铁矿恒发分矿 安全避险“六大系统”方案设计
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慈利县凤凰嘴铁矿恒发分矿 二〇一三年十二月十三日
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目 录
1设计依据 .............................................................................................................. 5 2矿山现状概述...................................................................................................... 6 2.1矿床开采技术条件 .................................................................................... 6 2.2开拓系统..................................................................................................... 7 2.3通风系统..................................................................................................... 7 2.4排水系统..................................................................................................... 8 2.5供水系统..................................................................................................... 8 2.6压气系统..................................................................................................... 8 2.7通讯系统..................................................................................................... 8 3安全避险“六大系统” ..................................................................................... 9 3.1监测监控系统 ............................................................................................ 9 3.2人员定位系统 .......................................................................................... 14 3.3紧急避险系统 .......................................................................................... 14 3.4压风自救系统 .......................................................................................... 16 3.5供水施救系统 .......................................................................................... 17 3.6井下通信联络系统 .................................................................................. 18 4安全管理与维护................................................................................................ 19 4.1监测监控系统安全管理及维护 .............................................................. 19 4.2出入坑管理系统安全管理及维护 .......................................................... 20 4.3供水施救系统安全管理及维护 .............................................................. 21 4.4压风自救系统安全管理及维护 .............................................................. 21
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5投资估算 ........................................................................................................... 24
附图:
1、井上井下工程对照图 2、监测监控系统示意图 3、通风、避灾路线示意图 4、压风自救、供水施救系统示意图 5、通讯联络系统示意图
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1设计依据
(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)《国务院安委会办公室关于贯彻落实<国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知>精神进一步加强非煤矿山安全生产工作的实施意见》安委办〔2010〕17号;
(3)《关于印发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的通知》安监总管一〔2010〕168号;
(4)《国家安全监管总局关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知》安监总管一[2011]108号;
(5)湖南省安全生产监督管理局《转发国家安全监管总局关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知》湘安监非煤函〔2011〕176号;
(6)《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》AQ2031-2011; (7)《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》AQ2032-2011; (8)《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》AQ2033-2011; (9)《金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范》AQ2034-2011; (10)《金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范》AQ2035-2011; (11)《金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范》AQ2036-2011; (12)《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006;
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2矿山现状概述
2.1矿床开采技术条件
(1)水文地质条件
矿山范围内地表未见大的河流及常年性溪流,仅在矿山以外西部有一条战马溪常年性溪流,由北向南流,日常流量4~8升/秒,最大洪水期对矿山无影响。
区内地下水较发育,其类型主要是石英砂岩裂隙承压水和岩溶裂隙水,次为风化裂隙孔隙水。裂隙承压水主要赋存在矿山北矿层间接底板石英砂岩中,富水性较强。岩溶裂隙水主要赋存在矿山中部、南部灰岩中,由于岩溶发育,富水性较强。风化裂隙水赋存在矿层直接顶底板,紫红色、灰绿色铁质粉砂质页岩、黑色炭质页岩、黑色炭质泥灰岩中,其富水性弱,属隔水层。
本矿山坑口均位于当地侵蚀基准水面以上,矿层直接、间接项板黑色炭质页岩、炭质泥灰岩和直接底板紫红色铁质粉砂质页岩是良好的隔水层。矿床水文地质条件属简单类型。
(2)工程地质条件
矿山地层与矿层均为单斜层,构造简单,断裂不发育,未见大的断裂,仅见1条次级高角度小断层,巷道内见两组节理裂隙较发育,矿层直接顶板岩层完整性较差,属软弱~半竖硬,薄~中层状弱富水性炭质页岩、自云岩、炭质泥灰岩岩性综合体。岩体稳固性能差。矿层及直接、间接底板属坚硬夹软弱薄~中厚层状铁质、粉砂质页岩、石英砂岩夹粉砂岩、粘士页岩、铝土质粘土页岩、含砾砂岩岩性综合体。岩体稳固性能一般~较好。
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区内工程地质条件属简单型。 (3)环境地质条件
矿山及其周边范围内地表水系不发育,仅沿矿山地形低洼处矿层地表出露部位见一条季节性溪流,由大气降水补给。区内无选冶加工厂排放废水。地下水抽排少,地下水处于平衡状态,水资源影响较轻。
矿层直接顶板有一层厚0.20~0.45m的硫铁矿层,破顶后,随矿石和废碴运出井口,经风化淋滤后,对周边水质、土石环境均存一定程度的污染。而赤铁矿矿石本身对水环境影响均较轻。
矿山今后应合理采矿,按设计要求留设保安矿柱,防止地面塌陷,造成地表环境的破坏和人员伤亡。
区内环境地质条件属简单型。
2.2开拓系统
矿井采用斜井开拓,共布置有3个井口,从东往西分别命名为一、二、三号井,三个井口全部提升。平巷采用轨道翻斗矿车运输,斜巷采用串车提升。采用三级排水。
2.3通风系统
采用中央并列式通风,在二号井井口安装有抽风机,风机型号为FBCZ№9.0/15,电机功率15kw。当抽风机工作时,一、三号井为进风井,二号井为回风井,新鲜风流从一号井进入,经一号井二级暗斜井、340m中段运输巷进入采场,冲洗工作面后,污风由350m中段巷、二号井二级暗斜井、360m中段巷、二号井排到地表。当采用自然通风时,风流方向随季节而变化,方向不定。
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2.4排水系统
矿井目前为三级排水,450m中段为一级,安装有2台YQS200-15型水泵(电机功率15kw),360m中段为二级,安装有2台YQS200-18.5型水泵(电机功率18.5kw),350m中段为三级,安装有2台TDQ-45型水(电机功率45kw),此外在340m生产中段还设有临时微型水泵,将生产中段的水排至350m中段。井下主排水管路为De100无缝钢管,敷设在一号井井筒内。
2.5供水系统
井下用水水源来自一号井+450m中段裂隙水,供水管路为φ20普通胶管。
2.6压气系统
空压机站在地面,安装了2台活塞式空压机,1台为VF-12/8型,排气量为12m³,额定气压为0.8Mpa,电机功率65kw,另1台为VF-6/7型,排气量为6m³,额定气压为0.6Mpa,电机功率37kw,一台工作,一台备用。
压气主管为φ76×3.5mm无缝钢管,回采中段支管为De40软管。
2.7通讯系统
地面调度室安装一台24门数字程控交换机。地面变电所、绞车房、值班室等处安装了7部普通程控电话机,井下绞车房、挂钩处、采掘工作面等处共安装了9部普通程控电话机。通讯线路为地面用普通电话线,所有电话机进线均从交换机直接引出,井下通讯线路从一号井入井。
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3安全避险“六大系统”
3.1监测监控系统
本矿为铁矿山,采用普通房柱空场采矿法,浅孔爆破。 矿石不含硫,不具有自然发火危险,也不含放射性元素。
矿山设计开采地表错动范围内地表无需要保护的建、构筑物、铁路及水体。
设计采用斜井-盲斜井开拓,共设有12个中段,目前掘进工作已全部完成,仅有2个回采工作面。
矿区工程地质条件中等以上,本矿采空面积不大,但与周围矿山连成一片,井田边界未留设矿柱,整个矿区留下了较大的采空区,采矿活动可能会造成一定的地压活动。
根据以上条件,本矿监控检测系统必须配备:一氧化碳、硫化氢、氧气和二氧化氮的监测系统;通风监测系统;地压监测系统;视频监控系统可以不安装,但根据矿山要求,设计安装视频监控系统。 3.1.1一氧化碳、二氧化氮和氧气监测系统
根据规范,本矿可不配备有毒有害气体监测传感器,但应配备便携式气体检测报警仪。
⑴本矿井下同时回采工作面2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,每个回采工作面各配1台CD3(A) 便携式气体检测报警仪,备用1台,共配备3台。每班作业前由安全员先进行检测,确认安全
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后方可允许作业人员进场作业。
⑵CD3(A) 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、H2S等多种气体。
(3)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、H2S浓度的CD3(A) 型便携式气体检测报警仪,有条件时还应配备能检测NO2、SO2浓度的有矿用产品标志的便携式气体检测报警仪。
根据建设规范要求,便携式气体检测仪检测项及报警浓度设置如表3-1:
表3-1 便携式气体检测仪报警浓度设置
3.1.2通风系统监测
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矿部监控机房,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”。主控机房距离硐口20m以外,机房面积建议25㎡以上,地面采用防水防潮措施,铺设防静电地板,采用不燃性石膏吊顶,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
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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BVR6m㎡接地线与BVR16m㎡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,选用DXH-3.3/8.4(A)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。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3-2。
表3-2 监测监控系统平台配置表
设计选用4个GFY15(B)型矿用双向风速传感器(测量范围:0.3~15m/s),340m、350m中段、二号井井筒内各安装1个,备用1个。
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通风机房设1个GF5型负压传感器。 通风机设GKT0.5L型开停传感器。
一、二、三级水仓设GUD0.45型水位传感器各1个。 在二号井井口设KJ251-F8(A) 型八点监控分站1台 监测系统传输选用MHYV1×4×7×0.28型电缆。
风速、风压传感器通过电缆与监测主机连接,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
3.1.3视频监控系统
本工程设置视频监控系统一套,该系统主要由摄像机、传输线、硬盘录像机和显示器组成,具体为:
①摄像机
本工程共安装摄像机6台,分别安装于一、二号井及其矿坪,暗斜井上部车场。
地面摄像机选用普通红外型,井下摄像机选用KBA12W矿用红外型。 ②传输线
地面摄像机通过SYV-75-5型同轴电缆,井下摄像机通过SYV32-75-7型钢丝铠装同轴电缆,把视频信号传到硬盘录像机上。
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地面同轴电缆采用沿建筑物外墙或水泥电杆钢索吊挂敷设,井下同轴电缆采用沿二号井井壁敷设。
摄像机的电源就近引入,电源电压为220V。 ③硬盘录像机
设计选用8路嵌入式硬盘录像机,来接收从摄像机传来的视频信号。该硬盘录像机具有监视、录像、回放、报警、控制、网络、密码授权和工作时间表等功能。
硬盘录像机安装2台,一用一备,安装于矿部监控机房内。 ④显示器
设计选用一台24英寸液晶显示器来同时显示6路视频(6画面显示),视频信号由硬盘录像机输出。显示器安装于矿部监控机房内。 3.1.4地压监测系统
本矿为地采铁矿山,且有三个以上回采中段,根据《地下矿山监测监控系统建设规范》(AQ2031-2011)要求,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360m、400m、450m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YHY60(A)矿用本安型数字压力计,共需安装7个。YHY60(A)矿用本安型数字压力计,具有“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。
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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。
3.2人员定位系统
矿山最大班下井人数定额为19人,少于30人,建立人员出入井信息管理制度。
设计在二号井井口房设立登记板,井下作业人员入井时将工作牌挂在登记板上,出井后取回。登记板上要注明入井人员所在的工作面编号(工作水平、采场及掘进工作面位置等)和人数。
3.3紧急避险系统
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
《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》AQ2033-2011第5.3条规定了紧急避险设施的设置应遵守以下要求:
--水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山,应至少在最低生产中段设置紧急避险设施;
--生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山,应在最低生产中段设置紧急避险设施;
--距安全出口实际距离超过2000m的生产中段,应设置紧急避险设施; --应优先选择设置避灾硐室。
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该矿山矿岩稳固、水文地质条件简单、一号井深度156m、二号井深度146m、中段长度120m、距安全出口最长距离为440m。根据本矿实际,本矿不需设置紧急避险设施(避灾硐室或救生舱),但应配备自救器,根据井下工作人数,选择ZYX×45隔绝式压缩氧自救器25台,每位入井人员携带1台,备用6台。 3.3.2避灾线路
井下建立畅通的避灾路线,路线的分道口设置明显的路标,指明通往安全出口的方向。所有井下人员必须熟悉避灾线路和安全出口。每半年进行一次避灾演习。紧急避险应遵循“撤离优先,避险就近”的原则。
井下每个生产中段均至少有两个便于行人的安全出口,一个为本中段平巷,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、塌方冒顶时,人员应往一、二号井口撤离撤离路线如下:
二号井二级暗斜井→二号井→地表
井下发生火灾时,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,应迅速开启风机反风,使进风道变回风道,人员往进风硐口方向撤离。 3.3.3应急救援
矿山应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。 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
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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。兼职救护队建立后,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矿山井下同时最多作业人员为19人,每人每分钟供气量需0.3m3/min,则总需气量5.4m3/min。
地面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最低6m3/min的压缩空气,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:井下敷设有De76×3.5无缝钢管,管材、规格符合规范要求,能保证在灾变期间能够实现提供应急供风的要求,设计予以利用。
⑶阀门及三通的设置:本矿340m、350m、450m各中段长度最大不超过150m。在距离井下各工作面25m—50m范围内,在压风管路上设置三通及闸阀。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。在压气管线上每隔200m设置一组不锈钢材料的三通及阀门,在井下水泵房、绞车房等硐室入口设置一组不锈钢材料的三通及阀门,以便在灾变期间能够及时通过压风供气。
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⑷为保证灾变时井下人员用气安全,设计在风包出口和一号井360m车场主供气管路上各安装一个RYF-12型油水分离器。
(5)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
供水施救系统是在矿山发生灾变时,为井下提供生活饮用水的系统,包括水源、过滤装置、供水管路、三通及阀门等
设计供水施救与生产供水共用一套管路,但不与消防管路共用。供水管路全部选用φ32×2.5钢管,在+370m、400m、+430设减压阀,管路上端通至井口,并于生活水池相连,由于生活水池位置低于井口,需安设增压泵,供水施救管路敷设至采掘作业地点进回风巷。
安装地点、数量:凡是设有压风出风口的地方,应设置出水口。 供水管道阀门高度:距巷道底板一般1.2~1.5m以上。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。
供水施救部件齐全完好,阀门手柄方向一致,且与主管平行。 供水点前后2m范围无材料、杂物、积水现象。
1) 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。
2) 供水施救系统安装完毕,经验收合格后方可投入使用。 日常维护要求:
1)供水施救实行挂牌管理,明确维护人员进行周检;
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2)周检供水管网是否跑、冒、滴、漏等现象。 3)周检阀门开关是否灵活等; 4)需定期排放水,保持饮水质量。 5)可以利用技术等手段定时检查。 6)做到发现问题及时上报并做相应的处理。
3.6井下通信联络系统
3.6.1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调度室内,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。
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,能完成生产调度任务。
(1)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。
(2)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。
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(3)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。 3.6.2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10门电话的要求。设置两路电缆,分别从二号井井筒两壁进入井下配线设备,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。通讯电缆选用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。 3.6.3程控电话
调度室的电话没有自动录音功能,应更换为有自动录音功能的电话机,井下电话机未非矿用电话机,应停止使用,更换为KTH106-3Z型矿用本安型自动电话机。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”,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。
4安全管理与维护
4.1监测监控系统安全管理及维护
(1)应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。
(2)应指定人员负责监测监控系统的日常检查与维护工作。
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(3)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。
(4)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。
(5)应建立以下台账及报表: ——监测监控设备台账; ——监测监控设备故障登记表; ——监测监控检修记录表; ——监测监控巡检记录表; ——传感器调校记录表; ——报警记录月报表。
报警记录月报表应包括打印日期和时间、传感器设置地点、所测物理量名称、报警次数、对应时间、解除时间、累计时间、每次报警的最大值、对应时刻及平均值、每次采取措施时间及采取措施内容等。
应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。布置图应标明传感器、分站等设备的位置,以及信号线缆和供电电缆走向等。
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。
相关图纸、技术资料应归档保存。
4.2出入坑管理系统安全管理及维护
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(1)应指定人员负责人员出入坑管理系统管理、检查与维护工作,严格执行人员出入坑挂牌管理制度。
(2)工作牌发放及信息变更应由专人负责管理。 (3)应建立以下帐卡及报表: ——工作牌发放及变更台账; ——出入坑登记台帐;
4、相关图纸、技术资料应归档保存。
4.3供水施救系统安全管理及维护
(1)应指定人员负责供水施救系统的日常检查与维护工作。 (2)应绘制供水施救系统布置图,并根据井下实际情况的变化及时更新。布置图应标明三通及阀门的位置,以及供水管道的走向等。
(3)应定期对供水施救系统进行巡视和检查,发现故障及时处理。 (4)应配备足够的备件,确保供水施救系统正常使用。
(5)应根据各类事故灾害特点,将供水施救系统的使用纳入相应事故应急预案中,并对入井人员进行供水施救系统使用的培训,确保每位入井人员都能正确使用。
(6)相关图纸、技术资料应归档保存。
4.4压风自救系统安全管理及维护
(1)应指定人员负责压风自救系统的日常检查与维护工作。
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