CN205503172U - 一种矿难救生装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于救生装置领域，提供了一种矿难救生装置及系统，所述矿难救生装置包括贮存室、反应室及水气分离室，所述贮存室的出口通过管道与所述反应室的进口连接，所述反应室的出口通过管道与所述水气分离室进口连接。旨在解决当在矿难发生时为矿难者提供维持生命的氧气和水，为救援工作增加了时间，本装置在结构上简单，成本低，安装方便，实用性大。

Description

一种矿难救生装置及系统

技术领域

本实用新型属于救生装置领域，尤其涉及一种矿难救生装置及系统。

背景技术

空气（氧水）、水和能量（食物热置）是人类生命生存的三大基本要素，三者缺少任一项均会导致窒息、或脱水、或虚脱的死亡结局。

世界上矿产种类很多，不同矿井诱发灾难的原因也不相同，大致有瓦斯爆炸、井层透水、井下粉尘爆炸、气体中毒、地震塌陷等多种形式，虽然形式不同，但是造成矿难的后果却是相同的，均会造成支撑生命的三大基本要素中的某一项或全部缺失，在世界各地不断发生各类矿难中，每年都有数以万计的人员死亡，大多数被掩埋在浮井下的旷工是在缺氧、缺水、缺热量的极端困境下挣扎而死，特别是缺氧造成的窒息会很快地夺去生命，失去了生命宝贵的救援时机。

借鉴与飞机上安装“黑匣子”用于全程记录飞机状态，追踪事故原因，寻找残骸，争取生命救援时间的做法，针对一般矿难所面临的井下空气稀薄呼吸困难，有毒气体浓度超标，洁净饮用水断供，井下崩塌造成无立足之地等共性，如何通过人为的预防和积极的救生手段去减少伤害和维系生命在极端恶劣条件下的生存，对于突破生命禁区，拓展人类的生存能力是有积极的意义，也是本实用新型着力点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种矿难救生装置及系统，旨在解决当发生矿难时能为矿难者提供维持生命的氧气和水的问题。

本实用新型是这样实现的，一种矿难救生装置，所述矿难救生装置包括贮存室、反应室及水气分离室，所述贮存室的出口通过管道与所述反应室的进口连接，所述反应室的出口通过管道与所述水气分离室的进口连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述矿难救生装置还包括流量控制阀，所述流量控制阀的进口通过管道与所述贮存室的出口连接，所述流量控制阀的出口通过管道与所述反应室的进口连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述矿难救生装置还包括逆止阀，所述逆止阀的进口通过管道与所述流量控制阀的出口连接，所述逆止阀的出口通过管道与所述反应室的进口连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述贮存室包括贮存罐及监测装置，所述监测装置设于所述贮存罐的侧面上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述监测装置包括第一采样器、处理器、通讯模块、音频模块、红绿黄三灯报警器、喇叭、显示模块及显示器，所述第一采样器输出端与所述处理器输入端连接，所述通讯模块及所述显示模块分别与所述处理器双向通讯连接，所述音频模块输入端与所述处理器输出端连接，所述喇叭输入端及所述红绿黄三灯报警器输入端分别与所述音频模块输出端连接，所述显示器与所述显示模块双向通讯连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述流量控制阀为普通流量控制阀或智能流量控制阀。

本实用新型的进一步技术方案是：所述水气分离器为浮筒式水气分离器，所述水气分离器包括出气阀口、出水阀口、集气罩、水气分离网格栏、水收集池及第二采样器，所述集气罩与所述水收集池形成空腔，所述水气分离网格栏设于所述水收集池顶端，所述第二采样器设于所述水收集池内侧面上，所述水气分离网格栏及第二采样器设于所述空腔内，所述出气阀口设于所述集气罩顶端，所述出水阀口设于所述水收集池底端，所述第二采样器输出端与所述处理器输入端连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述矿难救生装置为金属材料制成。

本实用新型的进一步技术方案是：所述金属材料为钢材。

本实用新型的另一目的在于提供一种矿难救生装置的系统，所述系统包括矿难救生装置及服务器，所述服务器与所述通讯模块双向通讯连接。

本实用新型的有益效果是：当在矿难发生时为矿难者提供维持生命的氧气和水，为救援工作增加了时间，本装置在结构上简单，成本低，安装方便，实用性大。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种矿难救生装置的结构图。

图2是本实用新型实施例提供的一种矿难救生装置的检测装置结构框图。

具体实施方式

附图标记：1-贮存室 2-反应室 3-水气分离器 4-流量控制阀 5-逆止阀 6-吸水阀口 7-水收集池 8-水气分离网格栏 9-集气罩 10-吸氧阀口 11-检测装置 12-第二采样器 13-贮存罐。

图1示出了本实用新型提供的一种矿难救生装置，所述矿难救生装置包括贮存室1、反应室2及水气分离室3，所述贮存室1的出口通过管道与所述反应室2的进口连接，所述反应室2的出口通过管道与所述水气分离室3的进口连接。在贮存室1中存放着反应的原液多氧水，发生矿难的时候可以通过此装置来进行生成氧气和水，为矿难者提供生存的条件，当多氧水通过管道到达反应室2的时候，在反应室2开始催化还原反应，使得多氧水分解生成氧气和水，生成的氧气和水会进入到水气分离室3，在水气分离室3中氧气是气体会上升，水是液体会在下沉，将氧气和水分离开来。

所述矿难救生装置还包括流量控制阀4，所述流量控制阀4的进口通过管道与所述贮存室1的出口连接，所述流量控制阀4的出口通过管道与所述反应室2的进口连接。因为设备不可能长期的处在工作状态，所以给设备配置了流量控制阀4，可以方便的切断原液的流出，以便控制反应的进行，使得不产生不必要的浪费，还可以自动的来控制反应原液流量的大小。

所述矿难救生装置还包括逆止阀5，所述逆止阀5的进口通过管道与所述流量控制阀4的出口连接，所述逆止阀5的出口通过管道与所述反应室2的进口连接。安装逆止阀5是防止当反应后所生成的水以及氧气倒流回贮存室1，逆止阀5的安装阻止了这种事情的发生。

所述贮存室1包括贮存罐13及监测装置11，所述监测装置11设于所述贮存罐13的侧面上。在贮存罐13的上部边缘位置有添加多氧水的进口，当贮存罐13里的多氧水消耗的比较多或是没有的时候，可以进行添加多氧水进去，在贮存罐13的底端边缘位置有出口，将出口打开的时候，多氧水会流入反应室2进行催化还原反应生成水和氧气，在不需要的时候可以是关闭的。检测装置11安装在贮存罐13的侧面上，可以对贮存罐13内部多氧水的多少进行检测。

如图2所示，所述监测装置11包括第一采样器201、处理器206、通讯模块207、音频模块205、红绿黄三灯报警器209、喇叭204、显示模块210及显示器211，所述第一采样器201输出端与所述处理器205输入端连接，所述通讯模块207及所述显示模块210分别与所述处理器206双向通讯连接，所述音频模块205输入端与所述处理器206输出端连接，所述喇叭204输入端及所述红绿黄三灯报警器209输入端分别与所述音频模块205输出端连接，所述显示器211与所述显示模块210双向通讯连接。在检测装置11中第一采样器201置于贮存室1内侧面上，对贮存室1内的多氧水多少进行监测，将检测的信号传递给处理器206，处理器206进行分析得出贮存室1中多氧水的多少，在通过显示模块210将所得的结果显示在显示器211上，处理器206具有预设定功能，可以将预设定的程序通过显示器211输入处理器206，当监测到多氧水的含量少于预设值的时候，处理器206会使音频模块205启动，音频模块205在使红绿黄三灯报警器209启动，同时喇叭204会发出提示音来提示，当设备正常工作的时候绿灯会亮起，当多氧水含量少于预设值时红灯会亮起，进行预设定可以通过显示屏幕进行设置，同时处理器所显示在显示器211上的信息也同时会传递给通讯模块207，通过通讯模块207可以使得设备的情况进行远距离查看。

所述流量控制阀4为普通流量控制阀或智能流量控制阀。在这里流量控制阀4我们可以选择是普通的或智能的，但无论选择哪种流量控制阀4我们都可以在上面看见当前的多氧水流量，如果选择的是普通的流量控制阀4那么只能通过观看来控制流量，假如选择的是智能的流量控制阀4我们所控制的流量数值可以显示在显示器上，也可以显示出从开始到结束总的流出量是多少，也能计算出贮存罐13中剩余多氧水的含量，因为在贮存罐13中有第一采样器201可以监测多氧水的含量，这里也可以监测多氧水的含量，就会出现所检测出的值会不一样，那么我们要以那个为准呢，在这里我们以第一采样器201采样的数据为准，因为智能流量控制阀所显示的是从它哪里流出的总的多氧水含量，如果我们使用了设备那么贮存罐13中的多氧水含量就会减少，我们同时又将减少的多氧水补充进去，那么智能流量控制阀是不知道我们进行的多氧水的补充，那么在下次使用的时候它就会认为还是半瓶的多氧水，那么它所计算出来的贮存罐13多氧水含量就与第一采样器201所监测出来的多氧水含量不一致，那么处理器206会以第一采样器201所监测出来的为准来对智能流量控制阀进行校准，使的它们的显示数据同步。

所述水气分离器3为浮筒式水气分离器，所述水气分离器3包括出气阀口10、出水阀口6、集气罩9、水气分离网格栏8、水收集池7及第二采样器12，所述集气罩9与所述水收集池7形成空腔结构，所述水气分离网格栏8及第二采样器12设于所述空腔内，所述水气分离网格栏8设于所述水收集池7顶端，所述第二采样器12设于所述水收集池7内侧面上，所述出气阀口10设于所述集气罩顶端，所述出水阀口6设于所述水收集池7底端，所述第二采样器12输出端与所述处理器206输入端连接。选用浮筒式水气分离器可以节约占用空间，同时也不影响其使用时的体积，在浮筒式水气分离器的集气罩9顶端装有出气阀口10，此阀口是将分离器里面的氧气放出而使用的，在水收集池7的底端装有出水阀口6，此阀口是将分离器里面的水放出而使用的，在水气分离器3的内部还装有水气分离网格栏8及第二采样器12，水气分离网格栏8的作用是将水和氧气进行分离而设计的，第二采样器12是监测水气分离室中的水的含量和氧气的含量的，检测出水和氧气的含量会通过处理器206在通过显示模块210显示在显示器211上，同样对水和氧气的含量上也做了预设值设定，当水气分离室3中的水和氧气达到预设值是也会发出报警以及语音提示，当发出报警时红绿黄三灯报警器209黄灯会亮起，同时喇叭204会发出语音提示，假如使用的智能流量控制阀处理器会发出信号将智能流量控制阀关闭，同样的在水气分离室中的水和氧气的含量低于一定的时，处理器206会再次启动智能流量控制阀使反应再次进行，以给水气分离室补充氧气和水。

所述矿难救生装置为金属材料制成。由于设备要求抗震、抗压。因此做设备的同时需要考虑这一点，所以设备应该使用金属材料制成，如铁、铝、铜等，优选金属材料为钢制成。

一种矿难救生装置的系统，所述系统包括矿难救生装置及服务器208，所述服务器208与所述通讯模块207双向通讯连接。在这里服务器与通讯模块连接是为了将设备的一些数据进行远距离的显示，当发生矿难的时候，那个装置被启用了，服务器就会显示出，这样就可以对被启用装置的位置进行重点挖掘，当装置与服务器的线路出现故障时，服务器会显示装置与服务器断开连接，叫我们知道那个装置与服务器没有连接上，好做进一步的处理。

地面空气中的正常氧气浓度是21%左右，过低的氧气浓度均含有造成人的呼吸困难，另外空气中的甲烷、一氧化碳、硫化氢等一些有害气体浓度一旦超标，也会造成人的呼吸系统伤害乃至死亡。

利用一定的化学工艺在水中添加氧元素，可合成双氧水或多氧水，在此统一称为多氧水（H2Ox，x≥2）。此溶液在合适的催化剂参与下可以发生还原反应，分解成水并释放出氧气和喷射功能，这一化学反应的生成物，正是满足人类生存的三大基本要素，这对于极端条件下的生命救援是十分宝贵的，本实用新型正式基于利用回收该化学反应所释放的新生氧气，新生热水用于矿难救助思路而形成的技术，实施“灾前预防报警，灾中保护自救”的策略，具体包括如下几个方面:

本实用新型包括且不限于在矿井逃生巷道上设置“集装箱”式钢质箱体，已提供应急避难场所，降低无法逃离矿井人员无立足之地的身体受伤几率，在此恶劣环境下提供一个相对安全的“生命孤岛”，并依此孤岛建设矿难救生装置。

本实用新型包括且不限于基于钢质箱体建设矿难救生装置预警功能，装备监测系统，将涉及井下诱发矿难以及感应生命的诸多安全隐患纳入监控范畴，在井下作业层通道乃至箱体内分别设置不同探头，将检测仪表上备有UPS不间断电源的钢质箱体内，监测包括但不限于井下湿度（造水隐患信号）、甲烷浓度（瓦斯爆炸隐患信号）、氧气浓度（呼吸隐患信号）、井下温度（粉尘爆炸隐患信号）、一氧化碳和硫化氢浓度（有毒气体隐患信号）等关键信息，对超出安全阀值的情况及时发出预警，以方便迅速组织人员撤离。

在井下作业层通道多个位置及箱体内设置多个不同传感器探头，这些传感器分别为温湿度传感器、甲烷浓度传感器、氧气浓度传感器、一氧化碳传感器及硫化氢传感器，这些传感器的输出端连接处理器206的输入端，将其所监测的信号传递给处理器206进行分析处理，处理器206将处理的结果通过显示模块210显示在显示器211上，当有危害的气体浓度超标时喇叭204会发出报警提示音，也可以在远程的服务器208上知道那些气体浓度超标，这样就可以早一点的组织人员进行撤离，预防发生矿难，并对超标的气体进行处理。

本实用新型包括且不限于在钢质箱体内预设存储若干保质期内的必备药品和食物，瓶装氧气的洁净饮用水，与地面通讯器材防毒面罩，保暖衣物等生活用品，以备逃生时进入钢质箱体“生命孤岛”的人员提供基本生存保障。

本实用新型包括且不限于在钢制箱体内设立基于多氧水的生命维持系统，利用多氧水催化还原反应中释放的新生氧气与新生热水为逃生人员提供生命急救，一旦瓶装备用氧气用完，且出现氧气浓度稀薄，或井下有毒气体超标报警，应立即启动生命维持系统，逃生人员通过专用管道呼吸新生氧气或饮用新生水，以此来延续生命过程，避免窒息、延缓等待救援时间。

本实用新型涉及的生命维持系统包括且不限于由多氧水贮存室1，反映室2，气水分离室3三大部分组成，整个系统采用承压设计，可在缺电、缺外来动力甚至缺少空气（全盲）环境下工作，避免人体与多氧水原液直接接触。贮存室1采用不透光材料，反映室2可方便装卸催化剂，水气分离室3用于回收新生氧气和新生水，采用上下分体设计，中间装水气分离网格栏8，上部为浮面式设计用于回收新生氧气，通过集气罩9沉降来判断以收集氧气量的多少，集气罩9上设置吸氧的出气阀口，下部为新生水收集池7，水收集池7下设置一出水阀口，新生氧气和新生水的产量可以通过流量控制阀4来控制多氧水的流量来决定，为防止反应时反应室2内的生成物在喷射压力作用下向贮存室1回流，在流量控制阀4的出口端管道上设置一逆止阀5。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿难救生装置，其特征在于，所述矿难救生装置包括贮存室、反应室及水气分离室，所述贮存室的出口通过管道与所述反应室的进口连接，所述反应室的出口通过管道与所述水气分离室的进口连接。

2.根据权利要求1所述的矿难救生装置，其特征在于，所述矿难救生装置还包括流量控制阀，所述流量控制阀的进口通过管道与所述贮存室的出口连接，所述流量控制阀的出口通过管道与所述反应室的进口连接。

3.根据权利要求2所述的矿难救生装置，其特征在于，所述矿难救生装置还包括逆止阀，所述逆止阀的进口通过管道与所述流量控制阀的出口连接，所述逆止阀的出口通过管道与所述反应室的进口连接。

4.根据权利要求3所述的矿难救生装置，其特征在于，所述贮存室包括贮存罐及监测装置，所述监测装置设于所述贮存罐的侧面上。

5.根据权利要求4所述的矿难救生装置，其特征在于，所述监测装置包括第一采样器、处理器、通讯模块、音频模块、红绿黄三灯报警器、喇叭、显示模块及显示器，所述第一采样器输出端与所述处理器输入端连接，所述通讯模块及所述显示模块分别与所述处理器双向通讯连接，所述音频模块输入端与所述处理器输出端连接，所述喇叭输入端及所述红绿黄三灯报警器输入端分别与所述音频模块输出端连接，所述显示器与所述显示模块双向通讯连接。

6.根据权利要求5所述的矿难救生装置，其特征在于，所述流量控制阀为普通流量控制阀或智能流量控制阀。

7.根据权利要求6所述的矿难救生装置，其特征在于，所述水气分离器为浮筒式水气分离器，所述水气分离器包括出气阀口、出水阀口、集气罩、水气分离网格栏、水收集池及第二采样器，所述集气罩与所述水收集池形成空腔，所述水气分离网格栏及第二采样器设于所述空腔内，所述水气分离网格栏设于所述水收集池顶端，所述第二采样器设于所述水收集池内侧面上，所述出气阀口设于所述集气罩顶端，所述出水阀口设于所述水收集池底端，所述第二采样器输出端与所述处理器输入端连接。

8.根据权利要求7所述的矿难救生装置，其特征在于，所述矿难救生装置为金属材料制成。

9.根据权利要求8所述的矿难救生装置，其特征在于，所述金属材料为钢材。

10.一种矿难救生装置的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求5-9任一项所述的矿难救生装置及服务器，所述服务器与所述通讯模块双向通讯连接。