CN102182506A

CN102182506A - 井下固定避难硐室一体化救生设备

Info

Publication number: CN102182506A
Application number: CN2011101273619A
Authority: CN
Inventors: 武越
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明涉及一种矿山井下安全设备，尤其是一种井下固定避难硐室一体化救生设备，包括：过渡室、生存室、设备室、井上调度指挥中心及救生系统，其中，过渡室设有与硐室外相通的第一防爆隔离门，过渡室与生存室之间设有第二防爆隔离门，生存室与所述设备室之间设有隔离门；设备室内设有一体化监控系统，生存室内设有人员生存系统和配套系统；通过一体化监控系统监测固定避难硐室内外的CO、CO₂、CH₄、O₂、温度、湿度、压力参数，控制通信、供氧、有毒有害气体处理、降温除湿空调管理、供电照明的工作，自动调节固定避难硐室生存环境参数，提高井下灾变情况下幸存人员的生存能力，为外部救援赢得时间，是井下紧急避难系统建设中的重要设备。

Description

井下固定避难硐室一体化救生设备

技术领域

本发明涉及一种矿山井下安全设备，尤其是一种用于煤矿和非煤矿山的井下固定避难硐室一体化救生设备。

背景技术

当前国内煤矿和非煤矿山“六大安全系统”建设中，井下固定避难硐室的建筑规格可按国家标准执行，而固定避难硐室内的救生设备一体化救生成套设备还没有出现，影响煤矿和非煤矿山井下紧急避险系统的建设进度。

200820090571.9公开了一种嵌入式矿井硐室多功能避难救生舱，其特征在于它为在矿井硐室内设置的嵌入式充气避难救生舱体，在救生舱体上设有救生舱体支架和双层密封门，在密封门上设有密封拉链和观察窗口，在救生舱体上设置有穿过救生舱体的压风管路接口、通讯数据线接口、救生舱体充气孔和救生舱排气阀，在救生舱内部设有双路供氧及CO2净化气系统、电力载波通讯机、UPS电源、RFID人员身份识别系统、视频安全监控系统、有毒有害气体自动检测仪、密封生理排泄器和生存食品储备柜，双路供氧系统上设置有空气、氧气集中供氧面罩。该设备存在以下问题：1、嵌在硐室内避难救生舱的舱体仅有一个室，所有设备及被难人员均在一个室内，在紧急避难，特别是电源故障时，容易造成人员与设备的碰撞，特别是压缩氧气供氧装置(高压氧气瓶)一旦碰倒，将造成重大事故；2、采用电力载波通讯，一旦市电切断，将无法对外通信；3、舱体只有一层门与外界隔离，防爆隔离效果差，有害有毒气体极易进入被难人员的舱体内。

由此可见，上述现有的矿井避难硐室在结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关单位莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种满足矿山井下恶劣环境条件下正常工作且具备监控功能的固定避难硐室专用一体化救生设备是当前煤矿和非煤矿山安全生产的紧迫要求。

有鉴于上述现有的矿井避难硐室存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的矿井避难硐室，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有煤矿和非煤矿山井下紧急避险硐室所存在的上述不足，提供一种适应任何煤矿和非煤矿山井下紧急避险需求，通过监测控制系统进行统一管理其它系统的工作过程的固定避难硐室专用一体化救生设备。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种井下固定避难硐室专用一体化救生设备，包括：过渡室、生存室、设备室、井上调度指挥中心及各种救生系统，其中，所述过渡室设有与硐室外相通的第一防爆隔离门，所述过渡室与生存室之间设有第二防爆隔离门，所述生存室与所述设备室之间设有隔离门；所述设备室内设有一体化监控系统，所述生存室内设有人员生存系统和配套系统；所述一体化监控系统，包括控制系统和连接所述控制系统的监测系统、与所述井上调度指挥中心通信联系的通信系统、生存环境控制系统及供电照明系统；所述监测系统包括检测传感器及人员定位系统和视频监控装置，所述检测传感器为分别设于过渡舱、生存舱及硐室外的多参数传感器；所述人员定位系统和视频监控装置设于所述生存舱内。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述控制系统是由高性能处理器所组成的微机控制系统，装有稳定的操作系统及应用软件，所述高性能处理器通过接口电路连接所述监测系统、通信系统、生存环境控制系统及供电照明系统；所述高性能处理器是ARM处理器。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述的多参数传感器是具有CO探测头、CO₂探测头、CH₄探测头、O₂探测头、温度探测头、湿度探测头及压力探测头的多参数传感器。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述通信系统包括：有线语音通信装置和无线通信装置。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述生存环境控制系统包括供氧系统、有毒有害气体处理系统、降温除湿空调管理系统，其中所述供氧系统包括：外接井下压风装置、化学制氧及控制装置、高压空气瓶及控制装置、高压氧气瓶及控制装置；所述有毒有害气体处理系统包括：硐室内正压控制装置、一氧化碳清除装置、二氧化碳清除装置；所述降温除湿空调管理系统包括：空调装置和冷媒装置，上述各个装置均连接受控于所述控制系统。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述硐室内外接井下压风装置是由压风机、减压过滤装置和管道构成，所述压风机设于井上、减压过滤装置设于所述设备室内，所述设于井上的压风机通过管道连接所述设于设备室内的减压过滤装置的进风口，所述减压过滤装置的出风口经减压过滤后用管道连通生存室和过渡室，并受正压控制装置控制。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述供电照明系统包括：大容量蓄电池及充电控制装置、外接井下供电及控制转换装置、风机和照明控制。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述人员生存系统包括：外接井下供水装置、存储饮用水装置、存储食物装置及除臭灭菌环保化学厕所。

前述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其中所述配套系统包括：灭火器、排水装置、自救器、急救箱、工具箱。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的井下固定避难硐室专用一体化救生设备可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其主要优点在于：

本发明的井下固定避难硐室一体化救生设备通过监测控制系统监测固定避难硐室内外的CO、CO2、CH4、O2、温度、湿度、压力参数，控制通信系统、供氧系统、有毒有害气体处理系统、降温除湿空调管理系统、供电照明系统的工作过程，自动调节固定避难硐室生存环境参数，提高井下灾变情况下幸存人员的生存能力，为外部救援赢得时间，是井下紧急避难系统建设中必需的重要设备，具有广泛的市场应用前景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明井下固定避难硐室一体化救生设备的结构图。

图2是本发明井下固定避难硐室一体化救生设备的监控系统的结构图。

图3是本发明井下固定避难硐室一体化救生设备的人员生存系统的结构图。

图4是本发明井下固定避难硐室一体化救生设备的配套系统的结构图。

图5是是本发明井下固定避难硐室一体化救生设备监控系统工作流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的井下固定避难硐室一体化救生设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1、图2、图3、图4所示，本发明较佳实施例的井下固定避难硐室一体化救生设备包括：过渡室I、生存室II、设备室III、井上调度指挥中心(图中未示)及各种救生系统，其中，所述过渡室I设有与硐室外相通的第一防爆隔离门1，所述过渡室I与生存室II之间设有第二防爆隔离门2，所述生存室II与所述设备室III之间设有隔离门3；所述设备室III内设有一体化监控系统4，所述生存室II内设有人员生存系统5和配套系统6；所述一体化监控系统4，包括控制系统41和连接所述控制系统41的监测系统42、与所述井上调度指挥中心通信联系的通信系统43、生存环境控制系统44及供电照明系统45；所述监测系统42包括检测传感器及人员定位系统421和视频监控装置422，所述检测传感器为分别设于过渡舱、生存舱及硐室外的多参数传感器423；所述人员定位系统421和视频监控装置422设于所述生存舱II内。

如图2所示，所述控制系统41是由高性能处理器所组成的微机控制系统，装有稳定的操作系统及应用软件，所述高性能处理器通过接口电路连接所述监测系统42、通信系统43、生存环境控制系统44及供电照明系统45；所述高性能处理器是ARM处理器。

所述的多参数传感器423是具有CO探测头、CO₂探测头、CH₄探测头、O₂探测头、温度探测头、湿度探测头及压力探测头和传感器处理板的多参数传感器，所有各种探测头分别将所探测的各种信号送传感器处理板，所述传感器处理板以每隔0.1秒的时间间隔依序对各个探测头送来的信号进行处理送控制系统41，控制系统41显示检测结果并将结果上传至井上调度指挥中心。

所述通信系统43包括：有线通信装置431和无线通信装置432。所述有线通信装置431和无线通信装置432用于传输语音、图像及数据。

所述生存环境控制系统44包括供氧系统441、有毒有害气体处理系统442、降温除湿空调管理系统443，其中所述供氧系统441包括：外接井下压风装置4411、化学制氧及控制装置4412、高压空气瓶及控制装置4413、高压氧气瓶及控制装置4414；所述有毒有害气体处理系统442包括：硐室内正压控制装置4421、一氧化碳清除装置4422、二氧化碳清除装置4423；所述降温除湿空调管理系统443包括：空调装置4431和冷媒装置4432，上述各个装置均连接受控于所述控制系统41。

所述硐室内外接井下压风装置4411是由压风机、减压过滤装置和管道构成，所述压风机设于井上、减压过滤装置设于所述设备室内，所述设于井上的压风机通过管道连接所述设于设备室内的减压过滤装置的进风口，所述减压过滤装置的出风口经减压过滤后用管道连通生存室和过渡室，并受正压控制装置4421控制，以保持生存室和过渡室相对于井下巷道为正压，以防止有害气体进入。

所述供电照明系统45包括：大容量蓄电池451及充电控制装置452、外接井下供电及控制转换装置453、风机和照明控制454。

如图3所示，所述人员生存系统5包括：外接井下供水装置51、存储饮用水装置52、存储食物装置53及除臭灭菌环保化学厕所54。

如图4所示，所述配套系统6包括：灭火器61、排水装置62、自救器63、急救箱64、工具箱65。

本发明的一体化监控系统4的工作过程如图5所示。

S1.首先，一体化监控系统中的控制系统41对电源、供电照明系统进行检测，确定井下固定避难硐室的供电方式，若外接井下供电正常工作，则转到S2，若灾变发生，外接井下供电被切断，则转到S3，用蓄电池供电；

S2.外接电源供电，将外接电源进行转换和分配给固定避难硐室内各个系统，同时对蓄电池进行充电管理；或

S3.用蓄电池供电给避难硐室内各个系统，并对蓄电池进行监控；

S4.一体化监控系统4中的人员定位管理进入固定避难硐室内人员；通信系统43保障有线/无线语音通信系统正常工作；视频监控管理固定避难硐室内人员，外接电源供电情况下将图像传输到井上调度指挥中心，使用蓄电池供电情况下将图像存储在监测控制系统中；供电照明系统和风机进行照明和空气循环；监测系统42监测过渡室、生存室和固定避难硐室外CO、CO2、CH4、O2、温度、湿度、压力参数；生存环境控制系统44自动调节固定避难硐室生存环境参数；

S5.检测生存环境控制系统44的供氧系统441中的外接井下压风装置是否正常？若正常，则进入S6，否则进入S7；

S6.外接压风机工作；或

S7.化学制氧、高压空气瓶、高压氧气瓶交替工作以延长供氧时间；

S8.生存环境控制系统44工作，其中包括：空调系统调节固定避难硐室内温度、湿度，并给冷媒装置蓄能；二氧化碳清除装置处理固定避难硐室内空气质量；正压控制系统，调节固定避难硐室内压力大于固定避难硐室外压力，将有毒气体排除在固定避难硐室外；一氧化碳清除装置随时处理固定避难硐室内的有毒气体；

S9.若井上指挥调度中心发出停机指令，则进入S10，否则转到S1继续工作；

S10.固定避难硐室一体化救生设备停止工作；

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种井下固定避难硐室专用一体化救生设备，包括：过渡室、生存室、设备室、井上调度指挥中心及各种救生系统，其中，所述过渡室设有与硐室外相通的第一防爆隔离门，所述过渡室与生存室之间设有第二防爆隔离门，所述生存室与所述设备室之间设有隔离门；所述设备室内设有一体化监控系统，所述生存室内设有人员生存系统和配套系统；所述一体化监控系统，包括控制系统和连接所述控制系统的监测系统、与所述井上调度指挥中心通信联系的通信系统、生存环境控制系统及供电照明系统；所述监测系统包括检测传感器及人员定位系统和视频监控装置，所述检测传感器为分别设于过渡舱、生存舱及硐室外的多参数传感器；所述人员定位系统和视频监控装置设于所述生存舱内。

2.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述控制系统是由高性能处理器所组成的微机控制系统，装有稳定的操作系统及应用软件，所述高性能处理器通过接口电路连接所述监测系统、通信系统、生存环境控制系统及供电照明系统；所述高性能处理器是ARM处理器。

3.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述多参数传感器是具有CO探测头、CO₂探测头、CH₄探测头、O₂探测头、温度探测头、湿度探测头及压力探测头的多参数传感器。

4.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述通信系统包括：有线语音通信装置和无线通信装置。

5.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述生存环境控制系统包括供氧系统、有毒有害气体处理系统、降温除湿空调管理系统，其中所述供氧系统包括：外接井下压风装置、化学制氧及控制装置、高压空气瓶及控制装置、高压氧气瓶及控制装置；所述有毒有害气体处理系统包括：硐室内正压控制装置、一氧化碳清除装置、二氧化碳清除装置；所述降温除湿空调管理系统包括：空调装置和冷媒装置，上述各个装置均连接受控于所述控制系统。

6.根据权利要求5所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述硐室内外接井下压风装置是由压风机、减压过滤装置和管道构成，所述压风机设于井上、减压过滤装置设于所述设备室内，所述设于井上的压风机通过管道连接所述设于设备室内的减压过滤装置的进风口，所述减压过滤装置的出风口经减压过滤后用管道连通生存室和过渡室，并受正压控制装置控制。

7.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述供电照明系统包括：大容量蓄电池及充电控制装置、外接井下供电及控制转换装置、风机和照明控制。

8.根据权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述人员生存系统包括：外接井下供水装置、存储饮用水装置、存储食物装置及除臭灭菌环保化学厕所。

9.根据如权利要求1所述的井下固定避难硐室专用一体化救生设备，其特征在于所述配套系统包括：灭火器、排水装置、自救器、急救箱、工具箱。