煤礦井下救生艙介紹重慶煤科

1、煤炭科學研究總院重慶研究院煤礦井下避難所（移動式救生艙及固定式避難硐室）產品介紹1 產品概述煤炭科學研究總院重慶研究院經過多年自主研發(fā)，已掌握了煤礦井下避難所（包括礦用硬體組裝移動式救生艙、井下固定式避難硐室）的全套設計和制造技術，特別是自主研發(fā)的核心技術，產品總體性能已達到國內領先、國際先進水平，技術指標完全滿足或超過礦用可移動式救生艙通用技術條件標準（草稿）和國家煤礦安全監(jiān)察局下發(fā)的煤礦井下避難所試點建設基本要求（試行）的要求。我院研制的煤礦井下救生艙體通過了重慶研究院大型地下試驗巷道中進行的“救生艙艙體抗爆炸性能試驗測試”，艙體具備抵抗2MPa以上的爆炸沖擊波破壞的能力。避難所內配置了壓

2、風和壓縮氧供氣、空氣循環(huán)凈化、溫濕度調節(jié)、環(huán)境監(jiān)測與傳輸、通訊、照明和指示、動力保障、污物收集、生存保障（水、食品和急救藥品等）等功能系統(tǒng)，救生艙經過各多達數(shù)十次的系統(tǒng)防護性能試驗及模擬避難適應性真人試驗，有效防護時間超過了100h。目前我院具備了避難所批量生產的能力，移動式救生艙已形成了8人、12人、16人20人型系列產品，避難硐室成套設備可滿足15人、30人、40人、50人安全避險需求。2 礦用硬體組裝移動式救生艙2.1主要技術參數(shù)序號項目參數(shù)1額定人數(shù),人81216202抗爆炸沖擊, MPa23額定防護時間,h1004備用電源供電時間,h1005供氣方式壓風+壓縮氧6外形尺寸,m6

3、15;1.7×1.96.8×1.7×1.98×1.7×1.99×1.7×1.92.2 系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由艙體、氧氣供給保障系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、艙內照明和指示系統(tǒng)、動力保障系統(tǒng)、排泄物收集系統(tǒng)、生存保障系統(tǒng)（自救器、水、備用物和急救藥品等）組成。艙 體.1 艙體結構設計1) 艙體采用長方體斜頂結構。艙體采用分段式設計，每段約0.95m。采用螺栓法蘭連接，連接處膠墊密封。2) 艙體分為緩沖區(qū)、避難區(qū)及輔助設施區(qū)三個部分。3) 因艙體正對爆炸源部位壓力最大，前端部設計為錐臺形。圖1 救生艙整機外形

4、圖圖2 救生艙內部情況.2艙體抗爆炸性能試驗測試艙體經過2次瓦斯爆炸和3次瓦斯與煤塵爆炸后，艙體無變形、無移動、內外完好、艙內動物（兔子）生命體征良好。 圖3 艙體前端視圖-爆炸前 圖4 艙體后端視圖-爆炸前 圖5 艙體前端視圖-爆炸后 圖6 艙體后端視圖-爆炸后 圖7 試驗后艙內動物存活（兔子）氧氣供給保障系統(tǒng)氧氣供給保障系統(tǒng)主要由壓風供氣系統(tǒng)和壓縮氧供氣系統(tǒng)組成，兩種供養(yǎng)系統(tǒng)可獨立運行，經過試驗驗證，在額定避難時間內艙內氧氣濃度穩(wěn)定在1923%之間。圖8 艙內O2濃度變化曲線.1壓風供氣系統(tǒng)1） 壓風供氣系統(tǒng)由供氣管路、氣動控制閥、壓力表、消音器、油水分離器等組成。2） 壓風供氣的主要作用

5、是供艙內待救人員呼吸，同時為艙門風障系統(tǒng)提供氣源動力。.2壓縮氧供氣系統(tǒng)壓縮氧供氣系統(tǒng)由醫(yī)用氧氣瓶、減壓閥、壓力表、供氣管路、流量調節(jié)閥、開關等組成。靜坐時每人耗氧量按0.5L/ min計，根據(jù)救生艙額定人數(shù)確定壓縮氧氣儲量。圖9供氣調節(jié)裝置 氣體凈化除濕系統(tǒng)凈化除濕系統(tǒng)由氣體凈化劑層、除濕層和空氣驅動裝置組成，主要用于對二氧化碳、一氧化碳以及其他有毒有害氣體進行凈化，并對艙內濕度進行有效控制。空氣驅動裝置采用電力風扇驅動艙內空氣流動以提高凈化效率，人力風扇（手搖鼓風機）作為空氣流動凈化的備用驅動力。根據(jù)艙內氣體環(huán)境參數(shù)確定所需凈化劑、吸水劑種類，凈化劑層采用積木式結構。 圖10 氣體凈化除濕

6、系統(tǒng) 圖11防爆風扇圖12 艙內 CO2濃度變化曲線圖13 艙內濕度變化曲線 降溫系統(tǒng)救生艙采用無電力支持的冰降溫系統(tǒng)來降低艙內溫度。該系統(tǒng)在煤礦正常生產期間利用外部電源制冰儲冷備用，當災害發(fā)生后外部電源中斷時，通過冰塊融化吸收熱量達到降低艙內溫度的目的。圖14 冰降溫系統(tǒng)圖15 艙內溫度變化曲線 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可監(jiān)測艙內外的環(huán)境氣體參數(shù)。艙內CO2、CH4、CO、O2等氣體參數(shù)可通過內部傳感器實時監(jiān)測、顯示，并可實現(xiàn)超限報警；溫度和濕度采取人工讀數(shù)的方式進行監(jiān)測。艙外CO2、CH4、CO、O2等參數(shù)可通過外部傳感器實時監(jiān)測，并通過礦井現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)傳達地面，艙外傳感器的數(shù)據(jù)也可通過

7、觀察窗口在艙內觀察。 艙內照明及指示系統(tǒng)艙內采用冷光源超高亮度LED的一體式礦燈照明，避難人員可選擇主光源或輔助光源照明；艙外采用反光標志作為救生艙在黑暗環(huán)境下的逃生指示，指引救生艙的位置所在。圖16 一體式礦燈 動力保障系統(tǒng)動力保障系統(tǒng)由外接電源和備用電源組成。外接電源作為煤礦正常生產時降溫系統(tǒng)制冰、傳感器監(jiān)測、備用電源充電等的動力。當災害發(fā)生后外部電源中斷時，備用電源自動啟動，保證在額定防護時間內（96h）氣體凈化系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的動力需求。備用電源由大容量的鎳氫蓄電池組組成，是礦用隔爆兼本質安全型，具有自動充電、充電狀態(tài)顯示、均衡充放電等電源管理和過充、過放等安全保護功能。 圖17 備

8、用電源 排泄物收集系統(tǒng)排泄物收集系統(tǒng)采用坐便馬桶收集排泄物，采用化學除臭劑去除異味，保障避難人員的正常代謝，保持艙內氣體環(huán)境清潔無異味。圖18 坐便馬桶生存保障系統(tǒng)艙內儲有壓縮氧自救器、食物、水和急救藥品等備用物品，滿足避難人員的生命供給。 圖19 食品 圖20 壓縮氧自救器3 井下固定式避難硐室3.1 組成與布局井下固定式避難硐主要由硐室主體、氧氣供給保障系統(tǒng)、空氣凈化與溫濕度調節(jié)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、艙內照明和指示系統(tǒng)、動力保障系統(tǒng)、生存保障系統(tǒng)、備用自救器等組成。 布局見圖21。圖21 避難硐室布置示意圖1、隔離門 2、噴淋系統(tǒng) 3、藥品食品柜 4、供水管 5、壓風管 6、人員管

9、理系統(tǒng)終端 7、壓風自救器箱8、座椅 9、壓縮氧供氣系統(tǒng) 10、擔架 11、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測儀器 12、礦用熒光燈13、空氣過濾系統(tǒng)14、防爆空調 15、電源箱 16、礦用紅外攝像儀 17、集便器 18、排水管 19、排氣管 20、自救器及工具柜3.2 主要技術參數(shù)² 硐室規(guī)格： 15m×2.6m×2m（30人硐室，其余可根據(jù)人數(shù)變化而變化，要求達到0.5m2/人）² 額定避難時間： 100 h² 額定容納人數(shù)： 15人、30人、40人、50人² 備用電源供電時間： 100 h² CO濃度： 24PPm ² CO2濃度： 1%² O2濃度： 18%23%3.3 功能² 供氣方式多樣化；² 壓風、壓縮氧兩種供氣方式，確保供氣安全。² 空氣凈化；² 可隔熱降溫；² 硐室內外環(huán)境參數(shù)監(jiān)測（CH4、CO、CO2、O2濃度，溫度等） ；² 集便功能；² 備用電源；² 風、水、通訊“三條線”保障。3.4 編制完成了井下固定式避難硐室建設標準4 安裝、使用培訓及售后服務重慶研究院應急救援研究所利用長期以來積累的呼吸防護技術，通過