煤矿井下救生舱介绍重庆煤科

1、煤炭科学研究总院重庆研究院煤矿井下避难所（移动式救生舱及固定式避难硐室）产品介绍1 产品概述煤炭科学研究总院重庆研究院经过多年自主研发，已掌握了煤矿井下避难所（包括矿用硬体组装移动式救生舱、井下固定式避难硐室）的全套设计和制造技术，特别是自主研发的核心技术，产品总体性能已达到国内领先、国际先进水平，技术指标完全满足或超过矿用可移动式救生舱通用技术条件标准（草稿）和国家煤矿安全监察局下发的煤矿井下避难所试点建设基本要求（试行）的要求。我院研制的煤矿井下救生舱体通过了重庆研究院大型地下试验巷道中进行的“救生舱舱体抗爆炸性能试验测试”，舱体具备抵抗2MPa以上的爆炸冲击波破坏的能力。避难所内配置了压

2、风和压缩氧供气、空气循环净化、温湿度调节、环境监测与传输、通讯、照明和指示、动力保障、污物收集、生存保障（水、食品和急救药品等）等功能系统，救生舱经过各多达数十次的系统防护性能试验及模拟避难适应性真人试验，有效防护时间超过了100h。目前我院具备了避难所批量生产的能力，移动式救生舱已形成了8人、12人、16人20人型系列产品，避难硐室成套设备可满足15人、30人、40人、50人安全避险需求。2 矿用硬体组装移动式救生舱2.1主要技术参数序号项目参数1额定人数,人81216202抗爆炸冲击, MPa23额定防护时间,h1004备用电源供电时间,h1005供气方式压风+压缩氧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 系统组成系统主要由舱体、氧气供给保障系统、气体净化系统、降温系统、环境监测系统、通讯系统、舱内照明和指示系统、动力保障系统、排泄物收集系统、生存保障系统（自救器、水、备用物和急救药品等）组成。舱 体.1 舱体结构设计1) 舱体采用长方体斜顶结构。舱体采用分段式设计，每段约0.95m。采用螺栓法兰连接，连接处胶垫密封。2) 舱体分为缓冲区、避难区及辅助设施区三个部分。3) 因舱体正对爆炸源部位压力最大，前端部设计为锥台形。图1 救生舱整机外形

4、图图2 救生舱内部情况.2舱体抗爆炸性能试验测试舱体经过2次瓦斯爆炸和3次瓦斯与煤尘爆炸后，舱体无变形、无移动、内外完好、舱内动物（兔子）生命体征良好。 图3 舱体前端视图-爆炸前 图4 舱体后端视图-爆炸前 图5 舱体前端视图-爆炸后 图6 舱体后端视图-爆炸后 图7 试验后舱内动物存活（兔子）氧气供给保障系统氧气供给保障系统主要由压风供气系统和压缩氧供气系统组成，两种供养系统可独立运行，经过试验验证，在额定避难时间内舱内氧气浓度稳定在1923%之间。图8 舱内O2浓度变化曲线.1压风供气系统1） 压风供气系统由供气管路、气动控制阀、压力表、消音器、油水分离器等组成。2） 压风供气的主要作用

5、是供舱内待救人员呼吸，同时为舱门风障系统提供气源动力。.2压缩氧供气系统压缩氧供气系统由医用氧气瓶、减压阀、压力表、供气管路、流量调节阀、开关等组成。静坐时每人耗氧量按0.5L/ min计，根据救生舱额定人数确定压缩氧气储量。图9供气调节装置 气体净化除湿系统净化除湿系统由气体净化剂层、除湿层和空气驱动装置组成，主要用于对二氧化碳、一氧化碳以及其他有毒有害气体进行净化，并对舱内湿度进行有效控制。空气驱动装置采用电力风扇驱动舱内空气流动以提高净化效率，人力风扇（手摇鼓风机）作为空气流动净化的备用驱动力。根据舱内气体环境参数确定所需净化剂、吸水剂种类，净化剂层采用积木式结构。 图10 气体净化除湿

6、系统 图11防爆风扇图12 舱内 CO2浓度变化曲线图13 舱内湿度变化曲线 降温系统救生舱采用无电力支持的冰降温系统来降低舱内温度。该系统在煤矿正常生产期间利用外部电源制冰储冷备用，当灾害发生后外部电源中断时，通过冰块融化吸收热量达到降低舱内温度的目的。图14 冰降温系统图15 舱内温度变化曲线 环境监测系统环境监测系统可监测舱内外的环境气体参数。舱内CO2、CH4、CO、O2等气体参数可通过内部传感器实时监测、显示，并可实现超限报警；温度和湿度采取人工读数的方式进行监测。舱外CO2、CH4、CO、O2等参数可通过外部传感器实时监测，并通过矿井现有的监控系统传达地面，舱外传感器的数据也可通过

7、观察窗口在舱内观察。 舱内照明及指示系统舱内采用冷光源超高亮度LED的一体式矿灯照明，避难人员可选择主光源或辅助光源照明；舱外采用反光标志作为救生舱在黑暗环境下的逃生指示，指引救生舱的位置所在。图16 一体式矿灯 动力保障系统动力保障系统由外接电源和备用电源组成。外接电源作为煤矿正常生产时降温系统制冰、传感器监测、备用电源充电等的动力。当灾害发生后外部电源中断时，备用电源自动启动，保证在额定防护时间内（96h）气体净化系统和环境监测系统的动力需求。备用电源由大容量的镍氢蓄电池组组成，是矿用隔爆兼本质安全型，具有自动充电、充电状态显示、均衡充放电等电源管理和过充、过放等安全保护功能。 图17 备

8、用电源 排泄物收集系统排泄物收集系统采用坐便马桶收集排泄物，采用化学除臭剂去除异味，保障避难人员的正常代谢，保持舱内气体环境清洁无异味。图18 坐便马桶生存保障系统舱内储有压缩氧自救器、食物、水和急救药品等备用物品，满足避难人员的生命供给。 图19 食品 图20 压缩氧自救器3 井下固定式避难硐室3.1 组成与布局井下固定式避难硐主要由硐室主体、氧气供给保障系统、空气净化与温湿度调节系统、环境监测系统、通讯系统、舱内照明和指示系统、动力保障系统、生存保障系统、备用自救器等组成。 布局见图21。图21 避难硐室布置示意图1、隔离门 2、喷淋系统 3、药品食品柜 4、供水管 5、压风管 6、人员管

9、理系统终端 7、压风自救器箱8、座椅 9、压缩氧供气系统 10、担架 11、环境参数监测仪器 12、矿用荧光灯13、空气过滤系统14、防爆空调 15、电源箱 16、矿用红外摄像仪 17、集便器 18、排水管 19、排气管 20、自救器及工具柜3.2 主要技术参数² 硐室规格： 15m×2.6m×2m（30人硐室，其余可根据人数变化而变化，要求达到0.5m2/人）² 额定避难时间： 100 h² 额定容纳人数： 15人、30人、40人、50人² 备用电源供电时间： 100 h² CO浓度： 24PPm ² CO2浓度： 1%² O2浓度： 18%23%3.3 功能² 供气方式多样化；² 压风、压缩氧两种供气方式，确保供气安全。² 空气净化；² 可隔热降温；² 硐室内外环境参数监测（CH4、CO、CO2、O2浓度，温度等） ；² 集便功能；² 备用电源；² 风、水、通讯“三条线”保障。3.4 编制完成了井下固定式避难硐室建设标准4 安装、使用培训及售后服务重庆研究院应急救援研究所利用长期以来积累的呼吸防护技术，通过