CN102493837A

CN102493837A - 中小型矿用扩容式可移动救生舱

Info

Publication number: CN102493837A
Application number: CN2011104167861A
Authority: CN
Inventors: 李学军; 黄靖龙; 陈立锋; 蒋玲莉; 黄筱军; 徐福泽
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology; Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-06-13

Abstract

一种中小型矿用扩容式可移动救生舱，由多段分体式舱体组成，包括过渡舱(1)、回风舱(2)、生存舱(3)、电控舱(4)、逃生舱(5)和设备舱(6)，每节舱体采用车体式结构，其长度和联接方式相同。过渡舱内装有气体吹淋装置(8)和移动式马桶(9)，基本舱内装有箱式座椅(10)、氧气供应自控箱、氧气瓶、增压自控箱及气体监测控制箱等，回风舱的舱壁上设有单向泄压阀(11)，逃生舱的舱壁上设有逃生门(19)和观察窗(20)，电控舱的舱壁上设有监测孔(21)。本救生舱结构简单，拆装和移动方便，尤其是其容量可控，每节生存舱内可容纳的人数一定，通过在基本舱的基础上增减生存舱的节数，可满足不同避险人数的需求。

Description

中小型矿用扩容式可移动救生舱

技术领域

本发明涉及一种中小型矿用扩容式可移动救生舱，通过调整生存舱的数量可以满足不同避险人数的使用要求，适用于中小型矿救生。

背景技术

我国中小型煤矿数量多，规模较小，巷道较狭窄，作业人员数量不多，且分布相对较分散，技术装备落后，煤矿安全事故频发，造成重大人员伤亡、财产损失和不良的社会影响。与世界先进产煤国相比，我国煤炭产量占世界总产量的31％，但事故死亡人数却占了79％。

中小型煤矿灾害的主要类型为瓦斯和煤尘爆炸、火灾、透水事故。我国煤矿的年瓦斯涌出量超过100亿m³。高瓦斯和突出矿井占49.8％，具有煤尘爆炸危险的矿井占87.4％；煤层具有自然发火危险的矿井占51.3％；地质条件复杂或极其复杂的煤矿占36％；水文地质条件复杂或极其复杂的煤矿占27％。在这种复杂的地质条件下，我国煤矿尤其是瓦斯严重的矿井容易发生灾害事故。通过对我国煤矿发生的大量灾害事故进行系统分析看出，瓦斯事故是我国煤矿的主要灾害事故类型。瓦斯事故的危害性和危险性最大，2005年，瓦斯事故起数占12.13％，死亡人数占36.5％；一次死亡3人以上特大事故中，瓦斯事故占59％；一次死亡10人以上重特大事故中，瓦斯事故占69％；建国以来发生的22起一次死亡百人以上的特别重大事故中，20起为瓦斯煤尘事故，事故起数和死亡人数分别占91％和94％。因此，瓦斯灾害事故防治是我国煤矿安全工作的防护重点。

煤矿水灾害是矿山建设与生产过程中的主要灾害之一，灾难性突水主要来源于两个途径，即隐伏导水陷落柱造成的底板高压水突入和废弃关闭的小煤矿导通老空积水或地表水溃入，近年来突水发生的频率呈现上升的趋势，突水灾害的突发性强，人身伤亡较大，井下移动式救生舱的建设对降低水害事故中的人员伤亡意义重大。

我国煤矿事故主要发生在西南地区，占全国煤矿事故总数的近一半，其次为中南地区；原国有重点煤矿和原国有地方煤矿事故占全国事故总数的比例相当，约12％，乡镇煤矿事故占全国总数的近3/4。从地质条件上看，西南和中南地区煤层地质构造复杂、稳定性差，煤炭资源分散；从机械化程度和井型上看，受资源赋存条件制约，不适合大规模机械化开采，机械化程度低，西南和中南地区以中小型煤矿为主，大中型煤矿较少。所以，西南、中南地区是我国煤矿安全事故的高发区，也是本中小型矿用扩容式可移动救生舱重点推广区域。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构巧妙合理、功能齐全的中小型矿用扩容式可移动救生舱，该救生舱的舱体结构合理、强度高、密封性好，可抵御井下高温及矿内有害气体的侵袭，尤其是容量可控、安装灵活、移动方便。

本发明提出的上述技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明的中小型矿用扩容式可移动救生舱，采用车体式结构并由多段分体式舱体组成。该扩容式可移动救生舱包括依次密封连接并相通的过渡舱、回风舱、生存舱、电控舱、逃生舱和设备舱，其中的回风舱、生存舱、电控舱和逃生舱称为基本舱，其特征在于，在基本舱内的一侧安装有多个箱式座椅，在基本舱内安装有氧气供应装置、空气净化装置、压力监测装置、泄压装置、增压装置和供电装置，在过渡舱的前方设有防爆门，在逃生舱的舱壁上设有逃生门，上述各舱体之间设有密封舱门。

所述氧气供应装置包括氧气供应自控箱以及设置在所述生存舱和电控舱的箱式座椅对面的高压氧气瓶，所述空气净化装置包括空气净化处理机，所述压力监测装置包括气体压力传感器和气体监测控制箱，所述泄压装置包括设置在所述回风舱的箱式座椅对面舱壁上的单向泄压阀，所述增压装置包括增压自控箱，所述供电装置包括蓄电池。

所述氧气供应自控箱和所述增压自控箱安装在所述电控舱内的箱式座椅对面，所述气体监测控制箱、所述空气净化处理机和所述蓄电池安装在所述逃生舱内的箱式座椅对面。

所述过渡舱内设有气体吹淋装置，由气体吹淋器及其控制箱和相应的气体管路组成；所述过渡舱内还设有脚踏打包型移动式马桶。

所述逃生舱内的所述逃生门安装在箱式座椅的上方，在该逃生门旁设有观察窗。

所述电控舱的靠近巷道的一侧舱壁上设有两个监测孔，监测孔通过管道和阀门与舱外的气体监测系统连接。最好是，所述监测孔靠近所述逃生门设置。

所述舱体的外壁采用高强度钢板，内壁采用不锈钢板，两者之间用隔热层隔开；舱体底部设有滑撬装置。

所述箱式座椅采用半开放式结构，其内可放置食品、水、自救器和医疗保障用品等。

所述设备舱内设有冰柜；在所述设备舱的舱体尾部外面安设有空压机、防爆馈电开关、综合保护器。外部的供水施救管路、供电线路、通讯线路都由设备舱尾部的密封结构进入。

所述基本舱内设有通讯设备、照明设备、空调设备。

本发明的中小型矿用扩容式可移动救生舱与现有技术的救生舱相比，具有以下优点和技术效果：

1.本发明的救生舱，可以根据需要容纳的人数很容易地调节救生舱的容量空间。一般而言，由过渡舱、回风舱、生存舱、电控舱、逃生舱和设备舱各一节所构成的救生舱，可以满足8-12人(额定防护人数)使用。若需改变救生舱的使用人数，只需增加或者减少生存舱的数量、氧气瓶的数量、箱式座椅的数量和相应药品及食品的数量，其他舱和使用设备都无须改变。每增加1节基本舱就可多容纳2人，生存时间可达96小时以上。

2.本发明的救生舱，各舱体的底部采用滑撬式结构，可以随采掘工作面的推进而方便的移动。在井下遇到拐角时，该分体式救生舱可以方便地拆装，实现拐角处的自由移动。

3.本发明的救生舱，各个舱体之间设有密封舱门，可以保证每一个舱体都能形成独立的救生舱；当某个舱体失效后，被困人员可以转移到相邻的舱体内。

4.本发明的救生舱，舱体内的气体管路采用双回路控制，当自动装置失效后，可以马上切换使用手动装置，确保系统具有较高的可靠性及适应性。

5.本发明的救生舱，设有舱体增压自动控制系统，能够自动检测舱内气体压力。舱内气体压力相对于舱外的压力称为压差(下同)。当舱压低于某一设定值时(如100Pa)，系统自动打开电磁阀进行充气增压；当舱压超过某一设定值时(如500Pa)，系统自动关闭电磁阀停止充气；当因特殊原因(如减压器失效)导致舱压超过更高压力值(如1000Pa)时，系统自动打开排气电磁阀进行排气泄压，若压力回落到500Pa时，排气电磁阀将自动关闭。

6.本发明的救生舱，舱内设有动力保障系统、环境监测系统、舱内外气体参数监测及数据记录系统、通讯系统、照明系统、供氧系统、舱体增压自动控制系统、过渡舱空气喷淋吹洗系统、空气调节系统、排泄物处理系统、生存保障系统等。

附图说明

图1是本发明的中小型矿用扩容式可移动救生舱的结构透视示意图；

图2是图1的俯视剖视图；

图3是各舱体之间连接及密封舱门的结构示意图；

图4是回风舱的剖面示意图。

图中：

1-过渡舱 2-回风舱 3-生存舱 4-电控舱

5-逃生舱 6-设备舱 7-防爆门 8-气体吹淋装置

9-移动式马桶 10-箱式座椅 11-单向泄压阀 12-氧气瓶

13-氧气供应自控箱 14-增压自控箱 15-空气瓶 16-气体监测控制箱

17-空气净化处理机 18-蓄电池 19-逃生门 20-观察窗

21-监测孔 22-冰柜 23-螺栓 24-法兰盘

25-密封舱门

具体实施方式

参见图1，本发明的中小型矿用扩容式可移动救生舱由过渡舱1、回风舱2、生存舱3、电控舱4、逃生舱5和设备舱6六个舱体组成，各舱体依次密封连接并相通，其中的回风舱2、生存舱3、电控舱4和逃生舱5四个舱体称为基本舱。过渡舱1上(舱体前方)设有防爆门7，方便紧急情况时工人进入，防爆门向外开启。此处，前方是指靠近工作面或掘进面的一端。每节舱体采用车体式结构，其长度和联接方式相同，均采用法兰盘进行连接，利用密封圈进行密封。

下面参见图2，详细介绍各舱体内的设备设置情况。

在过渡舱1内(最好是在过渡舱1的入门处)设有气体吹淋装置8，其由气体吹淋器及其控制箱组成，通过相应气体管路与高压空气瓶15相连通。在工人打开防爆门时向外吹气体，可以防止外面的有毒有害气体进入过渡舱，并用于吹除人体衣服及设备上的尘埃。过渡舱1内右侧设有脚踏打包型移动式马桶9。在基本舱内的一侧安装有箱式座椅10，箱式座椅采用半开放式结构，箱内可以放置食品、水、自救器和医疗保障用品等。

在回风舱2内，箱式座椅10的对面舱壁上安装有单向泄压阀11，用于舱内压力过高时进行泄压。泄压阀11的一端与外界相连，另一端与手动控制阀门相连，可自动/手动调节舱内压力。在回风舱2的顶部设有回风管道，用以引导舱内冷却空气的流向，以使舱内温度趋于均匀。

在生存舱3内，箱式座椅10的对面设有氧气瓶12，氧气瓶12通过汇流排与舱内空气调节系统相连，自动调节舱内氧气浓度。

在电控舱4和逃生舱5内，箱式座椅10的对面分别安装有氧气供应自控箱13、增压自控箱14、氧气瓶12、高压空气瓶15和气体监测控制箱16、空气净化处理机17、蓄电池18等设备，空气净化处理机17安装在箱式座椅10的对面。其中，气体监测控制箱16用于监测和显示舱内和舱外环境参数，氧气供应自控箱13控制氧气瓶12用于向舱内供氧，增压自控箱14用于保障舱内压力高于舱外压力，这些设备主要用来监测舱内外生存环境状况。空气净化处理机17用于对空气进行除臭、CO₂吸附、CO催化、空气干燥处理，通过自动控制装置实现对风机的转速控制，即当CO₂、CO、温度三个指标中的任意一个指标超过设定值时，风机自动启动，偏离度越大，风机转速越快，加速空气质量回归正常。当外部电源切断时，蓄电池18作为内部电源，可供内部用电设备持续运行96小时。

在逃生舱5内，箱式座椅10的上方舱壁上安装有一个圆形逃生门19和观察窗20，方便避险人员观察外部情况和紧急撤离。在靠近逃生门19出口的电控舱舱壁上设有两个监测孔21，监测孔通过管道和手动阀门与舱外气体监测系统联接，可根据需要实现舱外生存环境的自动和实时监测、显示舱外环境，判断是否具备逃生条件。

在设备舱6内设有冰柜22，冰柜用于舱内温度控制。在整个舱体尾部的外面安设空压机、防爆馈电开关和综合保护器。其中，空压机用于正常时冰箱制冰，悬挂于尾部外壁；防爆馈电开关与矿井的供电系统联接，保障正常情况下的供电；综合保护器用于保障供电安全。此外，外部的供水施救管路、供电线路、通讯线路都由设备舱尾部的密封结构进入。

基本舱的舱体上设置了用于探测O₂、CO、CO₂、CH₄、H₂S等气体浓度和温度、压差的传感器。传感器实时监测舱内生存环境，并与舱内的气体参数监测系统、氧气供应自控箱、增压自控箱和空气净化系统联接，自动改善舱内生存环境。基本舱内还设有通讯设备(如电话，用于与外部联络)、照明设备、空调设备。

舱体的外壁采用高强度钢板，内壁采用不锈钢板，两者之间用隔热层隔开，用于保温隔热。每节舱体采用车体式结构，即在舱体的底部设有滑撬装置，可以随采掘工作面的推进而方便地移动救生舱，当在井下遇到拐角时，本发明的分体式救生舱可以方便地拆装，实现在拐角处的自由移动。

各舱体和舱内设备在工厂生产并安装到位。各舱体运输到井下后，根据井下环境和工作人员数量，将各舱体通过螺栓23和法兰盘24连接成整体(参见图3)，确认各舱体之间密实连接不漏气。舱体与舱体之间设有密封舱门25(参见图3)，可以保证每一个舱体都能形成独立的救生舱，当某个舱体失效后，避险人员可以转移到相邻的舱体内。

Claims

1.一种中小型矿用扩容式可移动救生舱，由多段分体式舱体组成，包括依次密封连接并相通的过渡舱(1)、回风舱(2)、生存舱(3)、电控舱(4)、逃生舱(5)和设备舱(6)，其中的回风舱(2)、生存舱(3)、电控舱(4)和逃生舱(5)称为基本舱，其特征在于：在基本舱内的一侧安装有多个箱式座椅(10)，在基本舱内安装有氧气供应装置、空气净化装置、压力监测装置、泄压装置、增压装置和供电装置，在过渡舱(1)的前方设有防爆门(7)，在逃生舱(5)的舱壁上设有逃生门(19)，上述各舱体之间设有密封舱门(25)。

2.根据权利要求1所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述氧气供应装置包括氧气供应自控箱(13)和高压氧气瓶(12)，所述氧气瓶(12)设置在所述生存舱(3)和电控舱(4)的箱式座椅(10)的对面，所述空气净化装置包括空气净化处理机(17)，所述压力监测装置包括气体压力传感器和气体监测控制箱(16)，所述泄压装置包括单向泄压阀(11)，所述单向泄压阀(11)设置在所述回风舱(2)的箱式座椅(10)对面的舱壁上，所述增压装置包括增压自控箱(14)，所述供电装置包括蓄电池(18)。

3.根据权利要求2所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述氧气供应自控箱(13)和所述增压自控箱(14)安装在所述电控舱(4)内的箱式座椅(10)对面，所述气体监测控制箱(16)、所述空气净化处理机(17)和所述蓄电池(18)安装在所述逃生舱(5)内的箱式座椅(10)对面。

4.根据权利要求3所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述过渡舱(1)内设有气体吹淋装置(8)，所述气体吹淋装置(8)由气体吹淋器及其控制箱和相应的气体管路组成，所述过渡舱(1)内还设有脚踏打包型移动式马桶(9)。

5.根据权利要求4所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述逃生舱(5)内的所述逃生门(19)安装在箱式座椅(10)的上方，在该逃生门(19)旁设有观察窗(20)。

6.根据权利要求5所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述电控舱(4)的靠近巷道的一侧舱壁上设有两个监测孔(21)，监测孔(21)通过管道和阀门与舱外的气体监测系统连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述舱体的外壁采用高强度钢板，内壁采用不锈钢板，两者之间用隔热层隔开；舱体底部设有滑撬装置。

8.根据权利要求1-6任一项所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述箱式座椅(10)采用半开放式结构，其内放置食品、水、自救器和医疗保障用品。

9.根据权利要求1-6任一项所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述设备舱(6)内设有冰柜(22)；所述设备舱(6)的舱体尾部外面安设有空压机、防爆馈电开关和综合保护器；舱体外部的供水施救管路、供电线路、通讯线路都由设备舱(6)尾部的密封结构进入。

10.根据权利要求1-6任一项所述的中小型矿用扩容式可移动救生舱，其特征在于：所述基本舱内设有通讯设备、照明设备、空调设备。