CN103306718A - 履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明与矿山行业有关，具体涉及到矿井透救援方面。本发明公开一种履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法。包括救援舱、螺旋推进器、履带移动装置，设置位置监控器和水位检测器的操控系统；设置浮箱及蓄、排水系统的悬浮装置；救援舱设置密封舱盖，并同悬浮装置、螺旋推进器、履带移动装置及控制缆线收放装置连接构成一体；其操控系统与位置监控器、悬浮装置、螺旋推进器及履带移动装置的控制电路连接，根据位置监控器以井下巷道作为移动参照物，通过检测履带救援舱与巷道的距离信号参数，以及水位检测器检测履带救援舱与巷道积水的水位信号参数，形成控制履带救援舱移动及安全浮降的信号参数，分别驱动悬浮装置和螺旋推进器及履带移动装置。

Description

履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法

技术领域

本发明与矿山行业有关，具体涉及到矿井透水救援方面。 

背景技术

目前，随着全球能源需求的日益紧张，矿山企业得到了快速发展。然而，伴随井下采掘能力和采掘量的不断增加，以及地下地质结构复杂、不确定因素多引起的突发性井下透水事故时有发生，造成大量人员伤亡和巨大的财产损失。每当出现井下透水事故相关部门都会组织大量救援人员和器材装备进行施救，但往往都要经过若干天的井下抽水，并且排出水量大于透水水源的涌入量，致使巷道水位逐渐下降达到施救水位后，救援人员才能通过积水巷道搜索救援。鉴于透水周边环境的不确定性，导致抽水往往需要很长时间，在此期间救援人员除了移动抽水设备外只能在井上等待。传统的抽水救援模式往往错过宝贵的最佳救援时机。此外，中国专利申请201110080673.9、201110080691.7、20110080660.1披露了三种采用轮动装置的救援舱在井下透水巷道中的救援装置及方法。其缺陷及不足在于轮动救援舱在不平整和松软的巷道地面上移动困难，尤其是经过透水水流冲击和推动，各种障碍物和大量分布在积水巷道的地面上造成轮动救援舱无法着地行走，而且由于该处巷道积水较浅轮动救援舱也无法在积水中悬浮。上述缺陷使得井下透水事故中往往使用轮动救援舱实施救援难以展开，而且救援效果也受到很大影响。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种简单实用的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，以克服上述缺陷及不足。 

一种履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于包括救援舱、悬浮装置、螺旋推进器、履带移动装置，设置位置监控器和水位检测器的操控系统；该悬浮装置设置浮箱及蓄、排水系统；该救援舱设置密封舱盖，并同悬浮装置、螺旋推进器、履带移动装置，以及控制缆线收放装置连接构成一体；该救援舱的操控系统与位置监控器、悬浮装置、螺旋推进器以及履带移动装置的控制电路连接，根据位置监控器以井下巷道作为移动参照物，通过检测履带救援舱与巷道的距离信号参数，以及水位检测器检测履带救援舱与巷道积水的水位信号参数，形成控制履带救援舱移动及安全浮降的信号参数，分别驱动悬浮装置和螺旋推进器及履带移动装置。 

还包括供电装置；该供电装置与操控系统及各装置的控制电路连接。 

还包括控制缆线及收放装置和终端操控系统；所述的履带救援舱是线控履 带救援舱，其操控系统通过控制缆线连接终端操控系统的供电装置，并将检测到的信号参数经连接的控制缆线传输到终端操控系统，且接收其相应输出控制履带救援舱的移动及安全浮降参数，分别控制驱动履带移动装置、螺旋推进器和悬浮装置；该控制缆线收放装置在控制缆线的长度范围内，随履带救援舱的移动改变其外伸部分的长度。 

所述的操控系统还设置救援探测器、救援照明装置，并接收各装置检测或探测到的信号参数；所述的悬浮装置还设置过滤器，对于进入蓄水箱的巷道积水进行过滤处理。 

所述的履带救援舱设置带锁扣的多舱连接器，并通过操控系统进行离合控制；该多舱连接器是用于连接至少包括无线救援舱及线控救援舱二者之一的活动连接器；位于多舱连接器前面的履带救援舱脱开多舱连接器，以在后的履带救援舱为工作母舱，在其操控系统的控制距离范围内沿巷道移动。 

将串接的履带救援舱根据作用不同分为设备舱、载人舱、无人搜索舱。 

还包括物资载荷舱；该物资载荷舱设置卸载装置，在积水中潜行受阻过程中，卸去部分载荷载减轻重量适当上浮，相应处于安全浮降的潜行状态，其保留的载荷重量即为该处潜行的安全载荷重量。 

所述的履带救援舱包括设备舱、载人舱、无人搜索舱。将串接的履带救援舱根据作用不同分为设备舱、载人舱、无人搜索舱。各载人舱之间，以及与终端操控系统可以进行通讯联系；该载人舱还通过舱内设置的控制缆线脱离装置，进行控制缆线的应急密封脱离。进行前脱离的载人舱可以依靠控制缆线从终端操控系统获得驱动电力。进行后脱离的载人舱只能从自备电源获得驱动电力。在载人舱内设置控制缆线脱离装置提高其机动性和应对异常情况的应对能力。 

所述的履带救援舱还包括物资载荷舱；该物资载荷舱设置卸载装置，在积水中潜行受阻过程中，卸去部分载荷载减轻重量适当上浮，相应处于安全浮降的潜行状态，其保留的载荷重量即为该处潜行的安全载荷重量。设置物资载荷舱既可以检验通过低洼巷道段的安全性，为载人舱的通过，以及满负荷载人返回提供参数依据；也可以凭借卸载通过方式向载人舱无法到达的地方输送救援物资。 

包括控制缆线连接器；所述的履带救援舱是线控履带救援舱，并通过控制缆线连接器连接另一履带救援舱控制缆线的末端进行多个履带救援舱的密封串接；最后一个履带救援舱的控制缆线末端密封连接终端操控系统的控制缆线连接器，并且由终端操控系统通过控制缆线对每个履带救援舱操控系统进行单独运行控制，并记录每个履带救援舱的检测参数、运行参数和探测信息参数；相邻两履带救援舱之间的最大移动距离为控制缆线的长度。终端操控系统通过中 继线控履带救援舱的控制缆线对处于在前的履带救援舱进行控制，使其脱开与在后的履带救援舱的多舱连接器连接，在控制缆线长度范围内活动。单就输送电力或者传输信号的控制缆线而言，处于中间的履带救援舱是中继连接控制器。既可以根据需要延长控制缆线长度，又可以根据需要切断或连通相关舱控制缆线的运行状态。 

所述的载人舱设置独立操控系统，记录该载人舱已经生成的检测参数、运行参数和探测信息参数，并根据已经过的航行轨迹参数提供返航控制参数，使运载施救人员或被救人员的履带救援舱可以独自返回出发地。独立操控系统既可以是单独的自动操控系统或人工操控系统，也可以是两套系统的组合。 

所述的控制缆线是多芯管线复合缆；该多芯管线复合缆中的一路空芯管路是输气管路。 

还包括具有双舱三门结构的应急舱：该应急舱设置密封舱盖的载人舱和设置密封水门的水舱；两仓之间设置密封隔离门。 

上述履带救援舱在井下巷道积水中处于悬浮状态时，通过螺旋推进器移动其水平相对位置；通过悬浮装置的蓄、排水系统变动浮箱中水量，相应变动履带救援舱的高、低位置。当积水未淹没全部巷道时，串接的各履带救援舱的载人舱部分位于积水水面上方，通过各自的螺旋推进器在积水中移动；当串接的各履带救援舱中的一个或几个履带救援舱在低洼巷道段遇到井下积水淹没整个巷道，并且没过巷道顶端时，通过悬浮装置的蓄水系统向浮箱注水的方式使各自履带救援舱沉降在积水中，并低于巷道顶端，且不与巷道地面接触。通过螺旋推进器在积水中潜行通过该低洼巷道段。其他处于水面上的履带救援舱通过控制缆线始终与处于潜水状态的履带救援舱保持连接关系。当履带救援舱必须着地潜行时，操控系统单独控制履带移动装置着地行走。 

考虑到履带救援舱的主要营救对象是位于巷道积水水面的上方的生还者，所以履带救援舱以浮于积水水面为优选工作状态。一旦积水水面与巷道顶有一定距离空间，救援舱尽可能上浮并使密封舱盖处于可安全开启状态。载人舱在其的额定救援人数或者救援载荷下，具备足够的储备浮力和相应的浮箱蓄水容量，以保证其下潜深度及在积水中潜行的安全。 

所述的操控系统通过距离检测器检测救援舱与巷道的距离参数，并通过控制缆线将检测参数传送到终端操控系统。终端操控系统的救援人员根据收集到的信息参数判断该履带救援舱在井下巷道积水中所处的状态，相应输出控制履带救援舱的移动及安全浮降指令参数，分别输给螺旋推进器和悬浮装置。从而使救援舱在巷道积水中处于安全的潜浮状态：该操控系统通过位置监控器检测履带救援舱与巷道两侧的距离形成水平控制参数，控制履带救援舱位于巷道中 间避免与侧壁相碰。该操控系统检测履带救援舱与巷道上、下的距离形成垂直控制参数，控制履带救援舱在巷道中的高、低位置避免与巷道顶部相碰。当该操控系统检测履带救援舱与巷道顶部的距离符合上升要求时，终端操控系统向该悬浮装置输出排水上浮参数；悬浮装置的排水系统将浮箱内的积水逐渐排出，控制履带救援舱适当上浮。当操控系统检测到履带救援舱移动前方有障碍后，终端操控系统输出相应移动控制参数给螺旋推进器，控制履带救援舱停止、转弯或倒车。 

所述的操控系统还设置水位检测器。终端操控系统通过水位检测器检测救援舱口与积水水面的相对垂直距离，直至水位检测器探测到救援舱的舱口高于巷道中积水的水面，并且有足够的高度差后，该履带救援舱操控系统给出开舱指令，从而避免密封舱盖打开后，巷道积水进入救援舱内。 

所述的操控系统还设置救援探测器。该救援探测器可以是红外线探测器、光学成像探测器、声音探测器、灯光探测器。在此基础上，还可以将上述探测器组合配置。通过接受生还者发出的红外线或光学成像探测，或是灯光或是声音探测生还者的存在。该操控系统与救援探测器的控制电路连接，并以井下巷道作为移动参照物，将救援探测器探测到的生还者的存在信号参数，通过控制缆线传输到终端操控系统，并接收后者相应输出控制救援探测器移动的信号参数，分别输给救援探测器。 

所述的操控系统还设置救援照明装置，用于履带救援舱的运行及搜索照明。 

履带救援舱悬浮装置的浮箱进水口设置杂质过滤器。由于井下积水中的杂质较多，在浮箱的进水口设置过滤器，可以避免杂质进入浮箱，为悬浮装置的蓄、排水系统提供良好的工况环境。 

履带救援舱通过履带移动装置在没有积水或积水较少的巷道地面上移动。并可以由井上提供履带救援舱的驱动电力。当履带救援舱通过履带移动装置在巷道积水中着地潜行时，履带移动装置可以跨越地面上的一般障碍物。所述的履带救援舱可以是方舱、圆舱或椭圆舱形状的短舱结构。采用方舱、圆舱或椭圆舱形状的短舱结构，既有利于舱体在井下巷道积水中的平衡，也便于履带救援舱在狭小的空间内转向。 

本发明与现有井下透水事故救援中所用的冲锋舟相比具有以下优点：不受巷道积水水位限制，救援迅速、效果好、效率高；可进行远距离救援搜索；可以向井下被困人员及时输送给养；减小施救人员的施救风险。 

具体实施方式

本发明实施例一是最优实施例。采用终端操控系统控制、多舱串接组合、双电源、双操控系统救援搜索模式。 

井下巷道发生透水事故后，根据积水主巷道的长度的，以及分岔口位置、分支巷道个数及长度、积水淹没巷道顶部的低洼巷道段位置、长度，以及被困人员的数量，确定设备舱、载人舱、物资载荷舱、无人搜索舱的尺寸型号、搭配数量，并通过相应长度的控制缆线密封连接进行串接组合。各舱都配备设置位置监控器的操控系统、救援探测器、螺旋推进器、以及控制缆线收放装置，并且在舱外挂有救生圈。其中，无人搜索舱体积小，重量轻，配备大量的控制缆线，以及舱外防水电话装置，主要用于救援搜索、建立通信联系。必要时可运送少量应急物资。物资载荷舱作为实验舱，在运送救援物资的同时，为载人舱的安全通过提供参数依据。载人舱是救援舱中最重要的一个舱，可配备应急电源、独立操控系统、多舱连接器和控制缆线连接器。必要时，物资载荷舱也可以按载人舱装备配备，并与载人舱均配备氧气瓶。 

沿巷道放入各履带救援舱，由地面提供电力的轮动底盘装置将各舱运送到巷道积水边。串接的一组控救援舱通过刚性连接装置相互连接，其最后一个舱的控制缆线末端与设置在陆地上的终端操控系统密封连接。携带氧气瓶的救援人员位于无人搜索舱及物资载荷舱后面的载人舱内。终端操控系统通过多芯控制缆线向各履带救援舱输送驱动电力，启动各舱操控系统使各舱处于工作状态，并且接受各舱操控系统传回的检测参数和探测参数：位置监控器随时检测各舱与巷道两侧的水平距离参数；各舱与巷道上、下的垂直距离参数；处于移动状态的首、尾舱与前、后方障碍物的移动距离参数。在此基础上，终端操控系统向各舱操控系统输出相应的操控指令，使串接的各舱处于安全运行的位置范围内，避免与巷道侧壁相碰。履带救援舱行至积水较深处后，履带救援舱的部分借助于浮箱具备的浮力浮于水面，操控系统控制通过位于履带救援舱后面的电动螺旋推进器，推进履带救援舱在水面上前进。 

履带救援舱的全部重量分散在两侧的履带的底面。操控系统将电源输送给履带移动装置，控制履带救援舱向前移动时，履带移动装置驱动左、右两组传动齿轮运转，分别带动位于救援舱两侧的两条闭合履带的底面，由前向后移动并与地面接触。在履带救援舱的两侧，分别围绕一组传动齿轮，闭合履带的前面与地面形成一仰角，用于引导履带移动装置跨越障碍物。履带救援舱设有舱体平衡装置。通过该舱体平衡装置，减缓人员进、出载人舱和履带救援舱升降过程中，产生的剧烈摆动、以及减小履带救援舱受巷道透水水流的影响。 

救援探测器通过红外线探测器、光学成像探测器、声音探测器、灯光探测器四种探测模式探测并接收处于水面以上生还者的生存迹象信息。在此基础上，还可以将上述探测器组合配置。通过接受生还者发出的红外线或光学成像探测，或是灯光或是声音探测生还者的存在。救援舱的操控系统通过救援探测器的控制电路，以井下巷道作为移动参照物，将救援探测器探测到的生还者的存在信 号参数进行接收处理，并通过控制缆线传输到终端操控系统，同时相应输出控制救援探测器移动的信号参数，分别输给救援探测器。 

考虑井下漆黑的环境中履带救援舱的能见度为零，救援舱操控系统设置水面照明装置和水下照明装置，以及舱内照明装置。 

在各履带救援舱联动运行过程中，当操控系统通过位置监控器检测履带救援舱与巷道顶端及地面的距离呈上小、下大趋势，说明巷道向下延伸，其顶端逐渐接近履带救援舱。终端操控系统控制相应履带救援舱启动悬浮装置的蓄水系统逐渐蓄水。不断进入浮箱的积水重量逐渐减少浮箱内的空间，增加履带救援舱的重量，使其逐渐抵消履带救援舱的浮箱浮力，从而使履带救援舱逐渐下沉。位置监控器检测履带救援舱与巷道顶端及地面的垂直距离参数，作为控制悬浮装置蓄水量的依据。当积水淹没过巷道顶端后，仍然可以通过设置位置监控器的操控系统检测履带救援舱与巷道顶端及地面的距离参数、控制悬浮装置浮箱内的蓄水量，使履带救援舱在积水中处于不沉不降的潜浮状态，操控系统通过电动螺旋推进器及舱身平衡装置，控制履带救援舱在积水中潜行。通过位置监控器及水下照明装置检测履带救援舱的周边环境。 

当串接无人搜索救援舱、物资载荷舱和包括指挥舱在内的若干个载人舱以及设备舱组合构成的一组救援舱搜索前进到达预定下潜位置附近后，终端操控系统通过接收的垂直距离变化参数确认救援舱临近低洼巷道段，指挥舱或终端操控系统向位于首位的无人搜索舱指令打开无人搜索舱与物资载荷舱之间多舱连接器的锁扣，但仍保持后者控制缆线连接器对连接无人搜索履带救援舱控制缆线末端的密封串接，使无人搜索舱脱离与后面的物资载荷舱的刚性连接装置单独前进搜索，同时释放控制缆线。当终端操控系统确认无人搜索舱下沉通过潜行通过该低洼巷道段并上浮水面后，终端操控系统控制装有救援物资的物资载荷舱以同样方式通过该低洼巷道段。物资载荷舱的载荷重量大于载人舱的额定载荷重量。在物资载荷舱通过后，指挥舱或终端操控系统才控制载人舱以同样方式通过该低洼巷道段，并且确定载人舱返回时的最多运载人数。在物资载荷舱、载人舱依次单独推进过程中，先前已通过该低洼巷道段的线控履带救援舱适当回收部分控制缆线。 

当物资载荷舱因其重量过大，难以维持其在积水中不沉不降的潜浮移动状态时，终端操控系统通过该舱的操控系统逐个卸掉卸去部分载荷以减轻重量适当上浮，相应处于安全浮降的潜行状态，其保留的载荷重量即为该处潜行的安全载荷重量，并由此确认载人舱、物资载荷舱各自返回时的最多运载人数。 

作为改进，物资载荷舱的是在载人舱的基础上增设卸载装置：在舱外配置若干配重块并且可以逐个卸载。当物资载荷舱搭救人员返回时，卸掉其保留的 所有“安全载荷”，作为载人舱以充分利用救援资源、提高救援效率。 

装载大量控制缆线的设备舱作为中继连接舱，与其他救援舱串接以延长救援距离。装载备用电瓶或氧气瓶的设备舱通过多舱连接器与装载控制缆线的设备舱连接。必要时可以脱开该多舱连接器的锁扣，单独移动，为载人舱提供安全保障。 

通常，设备舱位于低洼透水巷道段后面，不通过低洼透水巷道段，并且尽可能悬浮在水面上，以便于载人舱快速返回。 

当操控系统检测履带救援舱与巷道顶端及地面的距离呈上大、下小趋势，说明巷道向上延伸，其顶端逐渐远离履带救援舱。位置监控器检测履带救援舱与巷道顶端垂直距离，以及水位检测器检测履带救援舱与水面的垂直距离作为控制各履带救援舱的悬浮装置的参数，启动悬浮装置的排水系统，将浮箱中的水逐渐向外排出。浮箱中的积水重量逐渐减少，使得履带救援舱的重量相应减轻，履带救援舱储备浮力逐渐恢复，致使履带救援舱逐渐上浮直至浮出水面。终端操控系统接收位置监控器的水位检测器探测巷道中积水水位低于各舱舱口的距离参数并判定足够安全后，才向载相应舱的操控系统输出可以打开密封舱盖的提示指令，从而避免巷道积水进入救援舱内。 

当终端操控系统从无人搜索舱传回的探测信息参数确定发现水面生还者后，控制载人舱、物资载荷舱向无人搜索舱接近。载人舱内的救援人员通过水位检测器确认舱盖处于安全状态后，打开舱盖探出舱口，在密封照明灯的照射下现场指挥。尽量让物资载荷舱、载人舱巷相互接近，并且无人搜索舱靠近生还者，以便于建立岸边与物资载荷舱、载人舱的救生通道：往返运送生还者登上载人舱，以及救援物资上岸。终端操控系统根据救援舱的潜行时间、载荷重量确定载人舱的实际运送人数，以及卸下救援物资、配重块载后的物资载荷舱的实际运送人数。 

终端操控系统控制载人舱、物资载荷舱返回时，位于低洼巷道段后面的设备舱保持原位。为了提高救援效率，后续救援人员驾驶冲锋舟聚集在设备舱附近，等待载人舱、物资载荷舱逐个倒车返航通过低洼巷道段并且在上浮出水面后，再将生还者转运返回出发地。载人舱、物资载荷舱再次往返低洼巷道段两侧运送被困生还者。在运送最后一批生还者通过低洼巷道段并且在上浮出水面后，跟随设备舱返回出发地，完成对被困生还者的整个救援工作。在此过程中，无人搜索舱既可以随物资载荷舱后返回；也可以与物资载荷舱脱离留在生还者被困地。 

当低洼巷道段的环境和积水条件允许时，载人舱和物资载荷舱可以一同通过低洼巷道段。 

在本实施例中，还可以利用井下巷道内原有的部分供电线路，将救援终端操控系统前移至积水巷道的岸边。 

本发明的第二个实施例是采用终端操控系统控制、无人无线控制履带救援舱、线控物资载荷舱和包括指挥舱在内的载人舱以及设备舱组合构成的一组救援舱组合实施井下透水被困人员的救援。在实施例一的基础上，针对突发井下透水事故，以及恶劣的井下环境，为了摸清井下透水破坏所造成后果和生还者的情况，最大限度地避免施救人员的风险，首先向积水巷道内施放内置救援物资的无人无线控制履带救援舱进行搜索侦查。由终端操控系统通过控制缆线控制位于救援搜索前沿的指挥舱，根据实际情况遥控指挥无人无线控制履带救援舱的操控系统进行搜索探测，并记录无人搜索舱的检测参数、运行参数和探测信息参数。由于无人无线控制履带救援舱重量较轻，相对灵活，进行覆盖搜索相对容易。在物资载荷舱难以使用的环境下，还可以通过配置多个无人搜索舱，分别携带物资进行搜索救援。 

无人无线控制履带救援舱的救援探测器还设置救援语音提示系统。一旦救援探测器探测到存在生还者的生命迹象便会自动操控履带救援舱接近生还者，并且启动救援语音提示系统，提示生还者如何登上无人无线控制履带救援舱、打开密封舱盖获取舱内的救援物资，以及与外界联系。 

本发明的第三个实施例是采用多个自备电源的设备舱与其他救援舱组合实施井下透水被困人员的救援。配备电源的设备舱通过多舱连接器与配备控制线缆连接器的载人指挥舱连接并联动。线控物资载荷舱、无人履带救援舱通过控制缆线与载人指挥舱串接，实施无后援的远距离救援。配备电源设备舱可以配备多个轮换使用。由于控制缆线只承担信号的往返传输，不需要输送电力，从而变得非常轻便、简单，相应救援舱携带的控制缆线更多，运行距离更长。而且，同样可以实施上述两个实施例。为了节省电力及时间，通常采用冲锋舟牵引，将串接的各履带救援舱运带到低洼巷道段附近，然后由各救援舱展开，进行救援搜索。冲锋舟将线控载人舱通过低洼巷道段运回的生还者转送至岸边。终端操控系统既可以设置在陆地上，也可以设置在终端履带救援舱内。作为应急保安措施，载人舱、物资载荷舱配备双电源。此外，也可以将载人舱或物资载荷舱分别设置主、副舱室：主舱室配备独立操控系统和备用电源；副舱室装载控制缆线、电源以及配重块。两舱室之间采用刚性连接装置连接。紧急情况下，载人舱、物资载荷舱的载人主舱室可以独自依靠自身的独立操控系统和备用电源单独返航。 

本发明的第四个实施例是在第三个实施例的基础上，通过配置多个无人搜索舱、物资载荷舱实施救援。多个配备电源的设备舱通过多舱连接器与配备控 制线缆连接器的载人指挥舱连接并联动。载人指挥舱设置多组控制缆线连接器可以同时与多个线控无人搜索舱和物资载荷舱连接。首先由载人指挥舱控制多个无人搜索舱依次出发，对不同的巷道进行搜索。当发现有生还者存在的信息后，将配备少量救援物资的无人搜索舱尽可能靠近生还者，以便建立通信联系。在此基础上，派出物资载荷舱实施人员运送救援。 

本发明的第五个实施例是在第四个实施例的基础上，通过配置多个无线控制的无人搜索舱、物资载荷舱和载人舱组合的模式，以及采用线控救援舱和无线救援舱组合的模式实施救援。当采用无线控制救援舱救援模式时，无线救援舱的活动范围以“可控”范围为限。 

上述五个实施例中所涉及的悬浮装置采用浮箱。由于井下巷道积水的相对深度有限，设置浮箱可以简化悬浮装置，减轻装置重量。 

对于采用浮箱的悬浮装置，当履带救援舱下沉潜行时，通过蓄水系统逐渐浮箱进行蓄水。不断进入浮箱内的积水重量逐渐增加履带救援舱的重量，使其逐渐抵消履带救援舱的原有浮力，从而使履带救援舱逐渐下沉。位置监控器检测履带救援舱与巷道顶端及地面的垂直距离参数，作为控制悬浮装置的依据。当积水淹没过巷道顶端后，仍然可以通过操控系统检测垂直距离参数、控制悬浮装置浮箱的浮力，使履带救援舱在积水中处于不沉不降的潜浮状态，操控系统通过电动螺旋推进器及舱身平衡装置，控制履带救援舱在积水的巷道中潜行。通过位置监控器及水下照明装置检测履带救援舱的周边环境。当操控系统检测履带救援舱与巷道顶端及地面的垂直距离呈上大下小趋势，说明巷道向上延伸，其顶端逐渐远离履带救援舱。位置监控器检测履带救援舱与巷道顶端垂直距离，以及水位检测器检测履带救援舱与水面的垂直距离作为控制悬浮装置的依据。履带救援舱启动悬浮装置的排水系统将浮箱中的积水向外排水。浮箱内的积水逐渐减少，使得救援舱的浮力逐渐恢复，致使救援舱逐渐上浮直至浮出水面。 

在上述实施例基础上，悬浮装置以刚性浮筒取代原有的浮箱。通过向刚性浮筒内注水或是排水的模式，控制履带救援舱的沉浮。 

本发明的第六个实施例是在上述救援实施例进行的同时，采用另一组应急舱、设备舱也位于低洼巷道段附近待命，以便在第一时间内对遇险载人舱、物资载荷舱实施牵引救援。当载人舱或物资载荷舱出现险情后，配备牵引缆绳和通讯导线的应急舱接触并与其连接并对其进行救援：对于失去电力的遇险舱重新连接控制缆线使其恢复正常状态；对于无法移动的水面遇险舱通过牵引缆绳牵引至合适位置，然后通过冲锋舟或陆地牵引将遇险载人舱或物资载荷舱拖回。对于无法排水上浮的遇险载人舱或物资载荷舱，则在将其拖过低洼巷道段后，通过多舱连接一同上浮、放置救援舱、充气气囊等增加浮力的方法使遇险救援 舱浮出水面。此外，应急舱还可以设置成带密封水门、隔离门的双舱结构。救援人员由水门进入水舱后关闭水门，再打开隔离门进入载人舱。 

本发明的第七个实施例是采用无人搜索舱实施井下透水救援。在突发井下透水事故，以及所造成后果不明前提下，为了摸清井下透水破坏所造成后果和生还者的情况，最大限度地避免施救人员的风险，首先向积水巷道内施放内置救援物资的无人搜索舱进行侦查搜索。可以对无人搜索舱的自动操控系统预先输入运行操作参数。如：沿巷道直行的距离；位置检测装置检测到救援舱两侧及前方均有障碍物体时掉头；在沿巷道直行过程中，当检测到三岔路口时向左或右转弯；沿运行轨迹倒航返回。由于无人搜索舱重量较轻，相对灵活，进行覆盖搜索相对容易。 

对于配备自动操控系统的无人搜索舱，相应的救援探测器还设置救援语音提示系统。一旦救援探测器探测到存在生还者的生命迹象便会自动操控救援舱接近生还者，并且启动救援语音提示系统，提示生还者如何登上无人搜索舱、打开密封舱盖获取救生舱内的救援物资，以及如何与外界联系和操作无人搜索舱自动返回。 

上述各实施例中所涉及悬浮装置的浮箱的进水口设置过滤器，避免井下积水中的杂质进入浮箱造成不良后果。 

上述各实施例中，救援舱操控系统设置的救援照明装置包括水面照明装置和水下照明装置，以及舱内照明装置。 

作为上述实施例的改进，履带救援舱还设置充气气囊以增加浮力，以满足救援需要。采用救援舱的电动或手动充气装置对充气气囊装置进行充气。通常该充气气囊装置的充气气囊处于收卷待充气状态，只有在需要提供浮力的特定环境状态下，才充气展开。在使用后该充气气囊再次被收卷。 

在此基础上，充气气囊装置设置带舱室的成可分离充气气囊以满足救援需要。如充气气囊装置采用可独立行驶的橡皮舟。该橡皮舟与救援舱通过连接及充气装置连接。需要时脱开连接及充气装置单独载人行驶。 

上述实施例中，所述控制缆线收放装置收放的控制缆线是多芯缆线，包括供电回路、信号双向传输回路。终端操控系统在向履带救援舱输送电能外，还可以与履带救援舱之间进行信号参数的双向传输。此外，还可以利用控制缆线绝缘外套具备的高强度对履带救援舱进行被动牵引回收。 

所述的载人舱设置独立操控系统，记录该载人舱已经生成的检测参数、运行参数和探测信息参数，并根据已经过的航行轨迹参数提供返航控制参数，使运载施救人员或被救人员的履带救援舱可以独自返回出发地。独立操控系统既可以是单独的自动操控系统或人工操控系统，也可以是两套系统的组合。 

通过自动操控系统，救援舱根据位置检测器的检测数据生成的操作控制指令，自动进行积水巷道搜索援救，并根据记录的救援舱移动轨迹自动返回。 

采用人工操控系统，便于施救人员或被救人员在救援舱内操控救援舱返回。 

作为上述实施例的进一步改进，所述的控制缆线可以采用多芯管线复合缆线；该多芯复合缆线中的一路空芯管路是输气管路。终端操控系统既可以通过该输气管路给履带救援舱的充气气囊进行充气；也可以通过该输气管路向履带救援舱输送氧气，满足救援需要。相关救援舱内的输气阀门既可以由操控人员手动控制，也可以由终端操控系统远程控制。 

作为上述实施例的进一步改进，所述的控制缆线设置悬浮体，并通过该悬浮体悬浮在井下积水巷道中，以减轻履带救援舱的牵引负载。该悬浮体既可以是保护套结构包裹在多芯控制缆线外围，也可以是分立悬浮体，随多芯控制缆线每间隔一段距离人工配置一个悬浮体。 

作为上述实施例的改进，所述的设备舱、载人舱、物资载荷舱、均设置用于搜索探测生还者的救援探测器。 

作为上述实施例的改进，上述的履带救援舱是圆舱或椭圆舱结构。采用圆圆形或椭圆形履带救援舱结构，既有利于舱体在井下巷道积水中的平衡，也便于履带救援舱在狭小的空间内转向。 

作为上述实施例的改进，所述的悬浮装置的浮箱可以是多仓浮箱，并且分仓控制进水量，从而提高履带救援舱的升降控制能力。 

作为上述实施例的改进，可以将终端操控系统移至水面上的终端控制舱内，以便于更好地实施井下远距离救援。 

作为上述实施例的进一步改进，设置发电舱，为终端控制舱、设备舱、载人舱、物资载荷舱、无人搜索舱提供电力。 

作为上述实施例的进一步改进，利用井下巷道原有电线，为水面救援指挥舱、设备舱、载人舱、物资载荷舱、无人搜索舱提供电力。 

上述的各种救援舱均为履带救援舱。 

上述各实施例可以配套使用，以及相互组合构成新的履带救援舱救援方法。 

上述实施例中，所述的履带救援舱的操控系统分别向螺旋推进器和悬浮装置输出控制救援舱的移动及安全浮降参数，控制履带救援舱移动。终端操控系统和履带救援舱的操控系统都可以根据位置检测器、水位检测器、救援探测器、救援照明装置检测履带救援舱与周围积水巷道的相关参数，对履带救援舱进行移动操作控制。此外，终端操控系统和履带救援舱的操控系统之间还可以建立通信联系。 

在设计履带救援舱时，将履带救援舱按井下环境、透水规模，以及救援舱额定救援能力和任务性质，设计不同的规格，并且为每个规格的救援舱设计足够的的储备浮力和配置相应蓄水量的悬浮装置，以适应不同的井下巷道及透水环境，并且根据工作内容的不同设计成各种系列机型。履带救援舱还可以根据实际救援工作内容对供电能力的不同要求，在线控救援舱或无线控制救援舱，以及单路电源或双电源模式救援舱之间进行选择，以确保救援过程的安全。 

Claims (10)

1.一种履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于包括救援舱、悬浮装置、螺旋推进器、履带移动装置，设置位置监控器和水位检测器的操控系统；该悬浮装置设置浮箱及蓄、排水系统；该救援舱设置密封舱盖，并同悬浮装置、螺旋推进器、履带移动装置，以及控制缆线收放装置连接构成一体；该救援舱的操控系统与位置监控器、悬浮装置、螺旋推进器以及履带移动装置的控制电路连接，根据位置监控器以井下巷道作为移动参照物，通过检测履带救援舱与巷道的距离信号参数，以及水位检测器检测履带救援舱与巷道积水的水位信号参数，形成控制履带救援舱移动及安全浮降的信号参数，分别驱动悬浮装置和螺旋推进器及履带移动装置。

2.如权利要求1所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于还包括供电装置；该供电装置与操控系统及各装置的控制电路连接。

3.如权利要求1所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于还包括控制缆线及收放装置和终端操控系统；所述的履带救援舱是线控履带救援舱，其操控系统通过控制缆线连接终端操控系统的供电装置，并将检测到的信号参数经连接的控制缆线传输到终端操控系统，且接收其相应输出控制履带救援舱的移动及安全浮降参数，分别控制驱动履带移动装置、螺旋推进器和悬浮装置；该控制缆线收放装置在控制缆线的长度范围内，随履带救援舱的移动改变其外伸部分的长度。

4.如权利要求1、2或3所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于所述的操控系统还设置救援探测器、救援照明装置，并接收各装置检测或探测到的信号参数；所述的悬浮装置还设置过滤器，对于进入浮箱的巷道积水进行过滤处理。

5.如权利要求1、2或3所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于所述的履带救援舱设置带锁扣的多舱连接器，并通过操控系统进行离合控制；该多舱连接器是用于连接至少包括无线履带救援舱及线控履带救援舱二者之一的活动连接器；位于多舱连接器前面的履带救援舱脱开多舱连接器，以在后的履带救援舱为工作母舱，在其操控系统的控制距离范围内沿巷道移动。

6.如权利要求5所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于所述的履带救援舱包括设备舱、载人舱、无人搜索舱。

7.如权利要求5所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于所述的履带救援舱还包括物资载荷舱；该物资载荷舱设置卸载装置，在积水中潜行受阻过程中，卸去部分载荷载减轻重量适当上浮，相应处于安全浮降的潜行状态，其保留的载荷重量即为该处潜行的安全载荷重量。

8.如权利要求5所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于还包括控制缆线连接器；所述的履带救援舱是线控履带救援舱，并通过控制缆线连接器连接另一履带救援舱控制缆线的末端进行多个履带救援舱的密封串接；最后一个履带救援舱的控制缆线末端密封连接终端操控系统的控制缆线连接器，并且由终端操控系统通过控制缆线对每个履带救援舱操控系统进行单独运行控制，并记录每个履带救援舱的检测参数、运行参数和探测信息参数；相邻两履带救援舱之间的最大移动距离为控制缆线的长度。

9.如权利要求8所述的履带救援舱在井下巷道透水中的救援方法，其特征在于所述的载人舱设置独立操控系统，记录该载人舱已经生成的检测参数、运行参数和探测信息参数，并根据已经过的航行轨迹参数提供返航控制参数。

10.如权利要求3、6、7、8或9所述的用于井下透水救援的线控救援装置，其特征在于所述的控制缆线是多芯管线复合缆；该多芯管线复合缆中的一路空芯管路是输气管路。