專利名稱：一種金屬礦井避災硐室系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種礦井避災硐室系統(tǒng)，更具體的，涉及一種金屬礦井避災硐室系統(tǒng)。
背景技術：
緊急避險系統(tǒng)建設在我國煤礦行業(yè)已經(jīng)得到了普遍的實施，但在金屬非金屬礦山領域起步還比較晚。近年來，隨著社會對礦產(chǎn)資源需求的不斷增長以及對自然環(huán)境保護意識的增強，金屬礦山由露天開采轉(zhuǎn)向地下開采已成為一種趨勢。但由于開采深度的逐漸增加以及諸多因素導致冒頂、突水、塌陷、火災等災害頻繁發(fā)生，給企業(yè)和廣大人民群眾造成了巨大的生命財產(chǎn)損害和經(jīng)濟損失，嚴重制約了國民經(jīng)濟和礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是，至今為止還沒有針對我國金屬礦山災害特點的系統(tǒng)全面的井下避災硐室系統(tǒng)。國內(nèi)一些單位發(fā)明的井下避災硐室大部分都是針對煤礦的特點，還未有針對金屬礦山的避災硐室系統(tǒng)，且目前還存在問題如下 I、硐室內(nèi)部結構及設備設施的技術參數(shù)、數(shù)量、安放位置等缺少合理計算與設計，需要進行整體設計優(yōu)化從而達到設備設施效用的最大化。2、硐室內(nèi)結構設計沒有考慮到井下真實的災變環(huán)境，沒有對各礦自身安全環(huán)境及隱患特點進行針對性研發(fā)與設計，造成資源嚴重浪費。3、由于金屬礦山由于地質(zhì)因素，很難進行大孔徑精確鉆孔，目前絕大部分避災硐室均沒有采取鉆孔；由于金屬礦井開采方式與煤礦不同，造成絕大部分避災硐室均為盲巷，只有一個安全出口。所以以上井下避災硐室系統(tǒng)均不能有效防護井下透水淹井災害。4、不重視全礦井避災路線與硐室相結合的合理化線路布置，反光標志牌、引導繩等設施缺失或不明確。5、礦方重點放在建設永久避災硐室上，忽略了臨時避災硐室在整體避險系統(tǒng)中與永久避災硐室相輔相成的作用，臨時避災硐室是緊急避險系統(tǒng)不可或缺的重要組成。6、不能實現(xiàn)避災硐室與礦井整體監(jiān)控監(jiān)測、通信聯(lián)絡系統(tǒng)緊密結合。無法做到精確災變預警，沒有發(fā)揮避災硐室庇護的作用?；谏鲜雒枋?，亟需要一種合理的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，在遇到井巷特大透水淹井情況時，可保證基本生存條件，有足夠的時間等待救援?？蓪λ疄?、火災中有毒有害氣體、炮煙毒氣進行長達至少96小時的緊急避災。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種合理的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，在遇到井巷特大透水淹井情況時，通過該系統(tǒng)可保證基本生存條件，可對水災、火災中有毒有害氣體、炮煙毒氣進行長達至少96小時的緊急避災。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案—種金屬礦井避災砸室系統(tǒng)，包括供氧子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括壓風系統(tǒng)供氧、壓縮氧氣供氧和自救器供氧三級供氧方式，首先通過與礦井壓風系統(tǒng)相連的壓風管路向避災硐室供氧，當壓風系統(tǒng)在災變發(fā)生時遭受破壞不能正常工作時，通過瓶裝壓縮氧氣向避災硐室供氧，當避難人員離開硐室逃生時采用便攜式壓縮氧自救器；降溫除濕子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)采用蓄冰制冷空調(diào)，空調(diào)壓縮機和空調(diào)控制箱設置在硐室外一定高度平臺上，防爆風機把室內(nèi)的高溫高濕氣體吸入，經(jīng)過蓄冰柜通風管道的冷凝降溫作用形成冷氣，從排風口吹出；防護密閉子系統(tǒng)，在入口設有防護靜水壓力的防護密閉門和防護隔離墻，過渡室與生存室之間設置密閉門和隔離墻；生存室內(nèi)設置兩道普通排氣管，帶有單向排氣閥和手動截止閥；空氣凈化子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在過渡室內(nèi)設置氣幕噴淋系統(tǒng)，壓縮空氣幕是通過高壓氣體產(chǎn)生一定厚度的幕狀氣流，形成一面無形的門簾，噴淋是通過高壓噴嘴產(chǎn)生霧化氣 流，對有毒有害氣體進行吹洗，與氣幕管路可以進行切換；通過防爆風機內(nèi)的空氣凈化風扇將空氣吸入凈化柜，經(jīng)過凈化柜內(nèi)的吸收藥劑，有害氣體被充分吸收后從出風口吹出，可以與蓄冰柜的出風口相連接以減少功耗；動力供應子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)采用大容量高可靠性不間斷電池組，可根據(jù)硐室內(nèi)設備功耗進行容量配置，為避災硐室供應大于96h的電源；環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)利用環(huán)境監(jiān)測儀，實時監(jiān)測生存室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并在超限報警后為避險人員提供正確的操作語音提示，保障避災硐室內(nèi)環(huán)境平衡；通訊子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)設置直通礦調(diào)度室的電話，并接入井下廣播系統(tǒng)站臺，把避災硐室內(nèi)、外的監(jiān)測參數(shù)通過環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)傳達到地面。作為優(yōu)選，還包括應急排氣裝置，該應急排氣裝置包括橫穿防爆隔離墻和隔離墻的兩道直通生存室的應急排氣管以及安裝在排氣管上的手控閥門，兩道應急排氣管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風機。作為優(yōu)選，還包括附屬子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng)里的座椅、擔架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標志牌、棋牌、座便器。作為優(yōu)選，還包括壓風、供水系統(tǒng)，在礦井中接入壓風管路和供水管路，壓風管路上設置減壓、消音、具備油水分離功能的過濾裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴；供水管路上設置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險人員避險時的需要。作為優(yōu)選，所述防護密閉門采用Q345強度鋼材，具有八點鎖緊密閉機構，持續(xù)抵抗足夠強度的靜水壓力，硐室外設防水頭高度至少為500mm。作為優(yōu)選，所述防爆隔離墻形狀為楔形，周邊掏槽，深度不小于O. 2m，用強度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實。作為優(yōu)選，硐室內(nèi)壁采用隔熱耐火材料進行初次噴涂，阻隔深部開采井巷內(nèi)圍巖的散熱。作為優(yōu)選，所述空氣凈化風扇采用電力驅(qū)動或者壓縮空氣驅(qū)動，可與壓風管路和壓縮空氣瓶相連并進行切換。作為優(yōu)選，所述環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)包括氮氧化物、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度和井下避災場所所在環(huán)境的內(nèi)外氣體壓力差。作為優(yōu)選，所述動力供應子系統(tǒng)所用的電源為不間斷大容量鋰電池，可根據(jù)硐室內(nèi)設備功耗進行容量配置，其可根據(jù)設備在動力供電切斷的情況下提供滿足設備運行96小時以上的電量。本發(fā)明的有益效果為，由于供氧子系統(tǒng)采用壓風系統(tǒng)供氧、壓縮氧氣供氧和自救器供氧三級供氧方式，所以首先通過與礦井壓風系統(tǒng)相連的壓風管路向避災硐室供氧，當壓風系統(tǒng)在災變發(fā)生時遭受破壞不能正常工作時，通過瓶裝壓縮氧氣向避災硐室供氧，當避難人員離開硐室逃生時采用壓縮氧自救器。由于降溫除濕子系統(tǒng)采用蓄冰空調(diào)制冷降溫，壓縮機和控制箱設置在硐室外，避免硐室內(nèi)冷凝放熱，且壓縮機功耗較低，平時為制冰柜制冷蓄冰，所以遇到突發(fā)情況時，即使空調(diào)裝置斷電不能工作，也對避災硐室內(nèi)的制冷系統(tǒng)工作無任何影響。由于硐室內(nèi)墻體使用保溫隔熱材料進行噴涂，有效阻隔圍巖及混凝土墻散熱，保證硐室內(nèi)溫、濕度不會過高。動力供應子系統(tǒng)采用大容量高可靠性不間斷礦用電源，且可根據(jù)硐室內(nèi)設備功耗進行容量配置，所以可確保電源供應大于96h以上。由于還設置兩道直通生存室的單向排氣管，排氣管上安裝有手控閥門，兩道排氣管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風機，所以在透水淹井導致硐室排氣管受阻，可啟動應急排通氣管路來維持硐室內(nèi)氣壓正常狀態(tài)。由于通訊子系統(tǒng)內(nèi)設置有直通礦調(diào)度室的電話，并可接入井下廣播系統(tǒng)站臺，所以避災硐室內(nèi)、外的監(jiān)測參數(shù)通過礦井現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)傳達到地面，最大限度保證災變期間的通訊安全可靠。由于該系統(tǒng)將各個功能組件整合到一起，不僅降低了功耗，提高了該避災硐室的防護工作時間。此外，通過配置專用管路設防水頭，設置專用大容量鋰電池，配置七參數(shù)環(huán)境監(jiān)測傳感器，可以對金屬礦山井下發(fā)生的水災、火災毒氣、炮煙毒氣、冒頂阻巷等井下所發(fā)生的繼生災害進行實時庇護，并根據(jù)井下實際情況制定逃生計劃或引導救護隊員實施救護，有效地避免或降低人身傷亡的事故發(fā)生。


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圖I為本發(fā)明提供的立體結構示意圖；圖2為本發(fā)明提供的壓風供氧系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本發(fā)明提供的壓縮氧氣供氧裝置的結構示意圖；圖4為本發(fā)明提供的蓄冰制冷裝置的結構示意圖；圖5為本發(fā)明提供的氣幕噴淋系統(tǒng)的原理圖；圖6為本發(fā)明提供的排氣裝置的結構示意圖；圖7為本發(fā)明提供的排氣裝置中受控閥門的結構示意圖。圖中11、過渡室；111、防爆隔離墻；112、隔離墻；12、生存室；121、閥門；122、三級過濾器；123、壓力表；124、減壓器；125、浮子流量計；126、消音器；13、地面壓風管路；21、高壓氧氣鋼瓶；22、減壓閥；23、高壓軟管；24、匯流排；25、耐震壓力表；26、壓縮氧氣接口 ；27、氧氣流量調(diào)節(jié)裝置；271、低壓表；272、浮子流量計；273、截止閥；274、流量調(diào)節(jié)旋鈕；31、進風口 ；32、空調(diào)壓縮機；33、空調(diào)控制箱；34、制冷管路；35、出風口 ；41、匯流排；42、減壓閥；43、噴頭；44、接壓風口 ；45、梭閥；46、硐室門；51、應急排氣管；52、手控閥門52 ;53、普通排氣管；521、法蘭球閥；522、三通變徑；523、差壓表；524、單向閥。
具體實施方式
下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術方案。如圖I所示，本發(fā)明的硐室系統(tǒng)將供氧子系統(tǒng)、降溫除濕子系統(tǒng)、空氣凈化子系統(tǒng)、防護密閉子系統(tǒng)、動力供應子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)以及通訊子系統(tǒng)7大系統(tǒng)的功能結合在一起，另外再結合應急排氣裝置以及附屬子系統(tǒng)，確保災變發(fā)生時切斷動力電源下，人員可在硐室內(nèi)生存96小時以上。供氧子系統(tǒng)采用三級供氧方式，即壓風系統(tǒng)供氧、壓縮氧氣供氧和自救器供氧。首先通過與礦井壓風系統(tǒng)相連的壓風管路向避難硐室供氧，當壓風系統(tǒng)在災變發(fā)生時遭受破壞不能正常工作時，通過瓶裝壓縮氧氣向避難硐室供氧，當避難人員離開硐室逃生時采用壓縮氧自救器。第一級供氧，即壓風管路供氧，如圖2所示，井下壓風系統(tǒng)的具體結構，地面壓風管路13穿過防爆隔離墻111后進入過渡室11，從過渡室11再穿過隔離墻112后進入生存
室，然后再依次經(jīng)過過渡室11內(nèi)設置的閥門121、三級過濾器122、減壓器124、浮子流量計125、消音器126，其中減壓器124上部連接有壓力表123。該壓風管路供氧的供氣壓力O. Γ0. 3MPa，供氣流量2. 51/人· min，連續(xù)噪聲不大于70dB (A)0第二級供氧，即壓縮氧氣供氧，如圖3所示，該裝置是利用儲存在鋼瓶中的壓縮氧氣，通過供氧控制裝置為避險人員輸出規(guī)定數(shù)值的氧氣。在生存室內(nèi)的供氧硐室內(nèi)放置多個高壓氧氣鋼瓶21，每個高壓氧氣鋼瓶21瓶口連接有高壓軟管23，在高壓氧氣鋼瓶21瓶口處的高壓軟管23上安裝有減壓閥22，高壓氧氣鋼瓶21內(nèi)的氧氣經(jīng)過減壓閥22的減壓作用后從高壓軟管23流向匯流排24匯流，匯流排24上安裝有耐震壓力表25。在供氧硐室和生存室之間安裝有壓縮氧氣接口 26，從多個高壓氧氣鋼瓶21流出的氧氣在匯流排24中經(jīng)過匯流之后流向壓縮氧氣接口 26，然后再流向生存室內(nèi)設置的氧氣流量調(diào)節(jié)裝置27內(nèi)，氧氣流量調(diào)節(jié)裝置27內(nèi)設置有低壓表271、浮子流量計272、截止閥273及其流量調(diào)節(jié)旋鈕274。通過氧氣流量調(diào)節(jié)裝置27內(nèi)的浮子流量計272控制氧氣的流量，該氧氣并與凈化后冷空氣匯流，排入硐室。氧氣輸出量可根據(jù)避險人員數(shù)量進行手動調(diào)節(jié)。由于減壓閥22輸出穩(wěn)定的壓力，因此浮子流量計272調(diào)節(jié)值一定時，通過浮子流量計272的氧氣輸出量不會隨氧氣瓶中的壓力變化而變化。其主要技術參數(shù)如下人均供氧量彡O. 5L/min ；硐室內(nèi)氧氣濃度18. 5 23. 0% ;供氧系統(tǒng)用的減壓閥22入口壓力彡15MPa、出口壓力O O. 5MPa (可調(diào)節(jié))；最大流量不小于40L/min ;浮子流量計272量程O 40L/min，分度值O. 5L/min。設計按人均供氧量O. 5L/min，避險人數(shù)N人計算，單位時間內(nèi)總供氧量為O. 5 X N=O. 5N L/min由于災變期間進入永久避難硐室避險人數(shù)可能隨時變化，為了有效控制不同數(shù)量避險人員時供氧量的輸出，設計選擇可調(diào)節(jié)流量計。通常在生存室內(nèi)的供氧硐室內(nèi)放置工作壓力為15MPa的幾支空氣瓶，用來維持硐室內(nèi)正壓，保證氣體平衡。第三級供氧，即壓縮氧自救器，避難硐室內(nèi)應按額定避險人數(shù)配備隔絕式自救器，設計配備ZYX45型壓縮氧隔絕式自救器，配備數(shù)量為額定避險人數(shù)的I. 2倍。ZYX45型壓縮氧隔絕式自救器額定防護時間為45min，該自救器具有體積小、重量輕、結構合理、性能穩(wěn)定、使用方便等特點。自救器放置在避難硐室座椅下部的儲物箱里，每個座位下面至少放置一臺自救器，以方便避難人員取用。也可放置在自救器柜里。該供氧系統(tǒng)可避免礦井下發(fā)生水災、火災、爆炸、冒頂?shù)葹暮π允鹿蕰r，避難硐室周圍環(huán)境伴有缺氧、有毒有害氣體出現(xiàn)的情況，可以向避險人員提供氧氣以保證其能夠維持正常呼吸。該供氧裝置可滿足以下要求(I)避險人員在避難硐室內(nèi)能夠呼吸到純凈的氧氣，氧氣濃度應在18. 5% 23. 0%之間；(2)氧氣供給量及氧氣濃度必須滿足人體呼吸生理特點； (3)氧氣供給時間必須滿足額定避險人數(shù)避難時不少于96h的生存時間；(4)供氧裝置在井下特殊條件下不受環(huán)境影響能夠保證及時、可靠。降溫除濕子系統(tǒng)采用蓄冰空調(diào)來進行降溫除濕，采用ZSK-4. 0/380礦用防爆空調(diào)裝置。圖4為蓄冰制冷裝置的結構示意圖，該裝置包括進風口 31和出風口 35，硐室內(nèi)的熱風經(jīng)過進風口 31進入制冷裝置內(nèi)部，經(jīng)過一系列的作用熱風變成冷風，通過出風口 35將冷風向硐室內(nèi)均勻的吹出?？照{(diào)產(chǎn)生的冷凝水處理在空調(diào)下方安裝一個接水盒，或用管路引流，通過過渡室排出到外部。具體的，ZSK-4. 0/380礦用防爆空調(diào)裝置主要由隔爆兼本質(zhì)安全型空調(diào)控制箱33、澆封型空調(diào)壓縮機32、煤礦用防爆風機、煤礦用膠封型電磁閥防爆部件及高低壓壓力控制器、溫度自動控制裝置、冷凝器、貯液器、氣液分離器、吸排氣銅管等非防爆制冷管路34組成。當冰塊達到蒸發(fā)溫度時，電磁閥動作，功率為4kw，空調(diào)壓縮機32開始制冰，達到冷凝溫度，電磁閥動作，空調(diào)壓縮機32停止工作。在保溫處理良好狀態(tài)下，每天運行費用很低，可以忽略不計?？照{(diào)壓縮機32和空調(diào)控制箱33設置在硐室外，平時為制冰柜制冷蓄冰，遇突發(fā)情況時，即使空調(diào)裝置斷電不能工作，也對避災硐室內(nèi)的制冷系統(tǒng)工作無任何影響。防護密閉裝置包括防護密閉門和防爆隔離墻，具體的，硐室分為過渡室和生存室，過渡室的寬度大約為5米，在入口設有防護靜水壓力的防護密閉門和防爆隔離墻，過渡室與生存室之間設置密閉門和隔離墻，有效的防止水和氣體滲入。所述防護密閉門采用Q345強度鋼材，具有八點鎖緊機構，持續(xù)有效防護井下靜水壓力。如圖5所示，防護隔離墻形狀為楔形，周邊掏槽，深度不小于O. 2m，用強度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實，保證足夠的氣密性，使避災硐室形成一個密閉空間，阻止避難所外部的有毒有害氣體進入避難所，損害避難人員的身體健康。硐室內(nèi)壁采用隔熱耐火材料進行初次噴涂，阻隔深部開采井巷內(nèi)圍巖的散熱?？諝鈨艋酉到y(tǒng)，在過渡室內(nèi)設置氣幕噴淋系統(tǒng)，氣幕噴淋系統(tǒng)可形成壓縮空氣幕和噴淋。壓縮空氣幕是通過高壓氣體產(chǎn)生一定厚度的幕狀氣流，沿硐室門46形成一面無形的門簾，既不影響人員出入，又能阻止避災硐室內(nèi)外空氣對流。同時強大的噴淋氣流還可以吹散附著在人體衣物上的有毒有害氣體。
圖4為氣幕噴淋系統(tǒng)的原理圖，氣幕噴淋系統(tǒng)的匯流排41與內(nèi)部壓縮空氣鋼瓶相連，當外部壓風管路正常時，可通過接壓風口 44接入外部壓風管路。壓縮空氣瓶為40L，標稱壓力15MPa，共10瓶，采用先減壓后匯流方式，減壓后最大壓力O. 5MPa。匯流排41的后端接有減壓閥42，減壓閥42的另一端通過管道和梭閥45相連接，同時，外部壓風管路也通過管道和梭閥45相連接。氣體經(jīng)過梭閥45后分別流向兩支路，一支路流向硐室門46內(nèi)側附近，沿著硐室門46形成壓縮空氣幕；另一支路流向空氣噴淋管，空氣噴淋管上加噴頭43，氣體經(jīng)過噴頭43形成噴淋。噴淋設置在過渡室內(nèi)，人進入硐室門后，站在噴淋下面進行吹洗，完后進入生存室，作用在于吹洗遇險人員衣服上所附著的有毒有害氣體，防止被帶入到生存室。其中壓縮空氣幕工作流量在500-2000L/min內(nèi)可調(diào)節(jié)，噴淋裝置流量不低于500L/min,出口壓力為O. 3MPa以上。如圖6所示，生存室設置兩道或兩道以上的普通排氣管53，該普通排氣管53橫穿防爆隔離墻和隔離墻后直通生存室，并處于墻體的中間位置。普通排氣管53的端部連接有手控閥門52，手控閥門52由法蘭球閥521、三通變徑522、差壓表523及其單向閥524組成。通過礦用防爆空調(diào)裝置的風扇將空氣吸入凈化柜，空氣經(jīng)過柜內(nèi)的吸收藥劑，有害氣體 被充分吸收后從出風口吹出，并接著從普通排氣管53排出去。吸收藥劑進行真空模塊化包裝，使用時拆開外包裝直接放入空氣凈化柜中即可，操作方便、無粉塵。空氣凈化風扇既可以采用電力驅(qū)動，又可以采用壓縮空氣驅(qū)動，都可進行無極調(diào)速，操作時只需旋轉(zhuǎn)按鈕即可按需調(diào)整風量。另外，如圖6所示，該系統(tǒng)還包括應急排氣裝置，在硐室內(nèi)發(fā)生水災的情況下，普通排氣管不能正常工作，此時，則啟動應急排氣裝置進行工作，和外界進行氣體交換。該應急排氣裝置包括兩道或兩道以上的應急排氣管51以及安裝在應急排氣管51端部的手控閥門52，應急排氣管51橫穿防爆隔離墻和隔離墻后直通生存室，其位置貼墻在下端。兩道應急排氣管51沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風機。動力供應子系統(tǒng)采用大容量高可靠性不間斷鋰電池，為避災硐室供應大于96h的電源?？稍趧恿╇娗袛嗟那闆r下，為電動蓄冰制冷過程、電動蓄冰空調(diào)融冰過程、通風循環(huán)所用的電動水泵、電動風扇、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等提供滿足設備運行96小時以上的電量。環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)采用新研制的七參數(shù)環(huán)境檢測儀，在生存室、過渡室和硐室外分別安裝有檢測儀，分別對生存室、過渡室和硐室外的環(huán)境進行監(jiān)測。環(huán)境檢測儀性能參數(shù)如下測量范圍為(O.O 25. O)%02 ; (O 1000) X 10-6C0 ; (O 5%) C02 ; (O. O
10.O) %CH4 ; (-40 1250) °C ; (O 100%) RH ； (O 2000Pa)P。生存室內(nèi)的檢測儀用于實時監(jiān)測生存室內(nèi)的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、溫度、濕度、氮氧化物、壓差，并在超限報警后為避險人員提供正確的操作語音提示，通過正確措施來保障避災硐室內(nèi)環(huán)境平衡。同時避災硐室外部的檢測儀對硐室外面的環(huán)境進行實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)通過通信電纜傳到地面調(diào)度室，在滿足逃生的環(huán)境下，遇險人員可以攜帶硐室內(nèi)配備的自救器自行逃到安全出口或升井。
由于要求逃生人員在避災硐室內(nèi)生存達到96h以上，必須保證避災硐室滿足人體正常生存的環(huán)境，硐室內(nèi)的空氣中，氧氣濃度應在18. 5%-23. 0%之間，二氧化碳濃度不大于1%，一氧化碳濃度低于24ppm,—氧化氮濃度不大于1%,溫度T不大于35°C,濕度不大于85%RH。所以對于硐室內(nèi)的空氣中氧氣、二氧化碳、一氧化碳、一氧化氮、差壓、溫度、濕度等必須進行實時監(jiān)測并設定報警值，同時還要監(jiān)測避災硐室外部環(huán)境的變化情況，判斷環(huán)境是否處于危險狀態(tài)，便于采取相應的措施來保證人員生存和逃生安全。通訊子系統(tǒng)設置直通礦調(diào)度室的電話，并接入井下廣播系統(tǒng)站臺，把避災硐室內(nèi)、外的監(jiān)測參數(shù)通過環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)傳達到地面，最大限度保證災變期間的通訊安全可靠。硐室內(nèi)還包括壓風、供水系統(tǒng)，在礦井中接入壓風管路和供水管路，壓風管路上設置減壓、消音、具備油水分離功能的過濾裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴。壓風出口壓力在
O.I O. 3MPa之間，供風量不低于2. 5L/min ·人，連續(xù)噪聲不大于70分貝，過濾裝置具備油水分離功能。供水管路上設置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險人員避險 時的需要。礦井供水施救系統(tǒng)可在緊急情況下為避險人員供水，并為在緊急情況下輸送液態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)創(chuàng)造條件。該硐室內(nèi)還設置有座椅、擔架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標志牌、棋牌、衛(wèi)生間等輔助設施，以便給避難人員創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，保證避難人員健康安全。座椅的數(shù)量為I. 2倍人數(shù)，其中每個座椅坐2人，座椅采用不銹鋼制作，座位下面是儲物箱，用于避難人員休息和放置照明熒光棒、急救包、食品、飲用水、二氧化碳吸收劑、一氧化碳吸收劑、指示標志牌、棋牌等。座椅分為2排放置在生存室中，兩側座椅靠背在巷幫上。座椅的主要技術參數(shù)長X寬X高=IOOOmmX495mmX800mm。箱體部分尺寸長X寬 X 高=IOOOmmX 400mmX 400mm。擔架選用救護隊用折疊擔架，數(shù)量為4副，用于救治和運送傷員。急救包內(nèi)儲備有用于傷員的緊急救治和避險人員常備藥物。急救包中的藥品可根據(jù)具體情況自行選配。人體排泄物收集處理裝置內(nèi)置垃圾收集袋，每次對排泄物進行自動封裝。采用化學除臭劑消除異味，保障避險人員的正常代謝，保持硐室內(nèi)氣體環(huán)境清潔無異味。避災硐室內(nèi)座椅下面的儲物箱中放置有壓縮餅干，數(shù)量確保每人每天4塊。壓縮餅干的發(fā)熱量約為leookj/塊，質(zhì)保期為3年。硐室內(nèi)配置IOOOmL瓶裝礦泉水，用于避難人員生活用水，數(shù)量確保每人每天2瓶，質(zhì)保期2年。避災硐室內(nèi)接入礦井供水管路，并設專用接口和供水閥門，以確保在緊急情況下為避險人員供水，并為在緊急情況下輸送液態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)創(chuàng)造條件。工具箱內(nèi)裝放置有必備的工具和維修用的配件，用于避災硐室儀器設備的維修。工具箱設置在生存室內(nèi)。硐室內(nèi)配備4臺干粉滅火器滅火器，用于撲救避災硐室內(nèi)因電源短路等引起的火災。設置有指示標志牌若干，用于說明儀器設備的操作提示和警示。硐室內(nèi)儲存有操作手冊，達到每人一本，以便閱讀。本發(fā)明金屬礦井下避災硐室系統(tǒng)將各個功能組件整合到一起，不僅降低了功耗，提高了該避災硐室的防護工作時間，針對金屬礦山的災變特點，提高了避災硐室的科學實用性。此外，通過配置專用管路設防水頭，設置專用大容量鋰電池，配置七參數(shù)環(huán)境監(jiān)測傳感器，可以對金屬礦山井下發(fā)生的水災、火災毒氣、炮煙毒氣、冒頂阻巷等井下所發(fā)生的繼生災害進行 實時庇護，并根據(jù)井下實際情況制定逃生計劃或引導救護隊員實施救護。有效地避免或降低人身傷亡的事故發(fā)生。以上結合具體實施例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種金屬礦井避災砸室系統(tǒng)，包括 供氧子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括壓風系統(tǒng)供氧、壓縮氧氣供氧和自救器供氧三級供氧方式，首先通過與礦井壓風系統(tǒng)相連的壓風管路向避災硐室供氧，當壓風系統(tǒng)在災變發(fā)生時遭受破壞不能正常工作時，通過瓶裝壓縮氧氣向避災硐室供氧，當避難人員離開硐室逃生時采用便攜式壓縮氧自救器； 降溫除濕子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)采用蓄冰制冷空調(diào)，空調(diào)壓縮機和空調(diào)控制箱設置在硐室外一定高度平臺上，防爆風機把室內(nèi)的高溫高濕氣體吸入，經(jīng)過蓄冰柜通風管道的冷凝降溫作用形成冷氣，從排風口吹出； 防護密閉子系統(tǒng)，在入口設有防護靜水壓力的防護密閉門和防護隔離墻，過渡室與生存室之間設置密閉門和隔離墻；生存室內(nèi)設置兩道普通排氣管，帶有單向排氣閥和手動截止閥； 空氣凈化子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在過渡室內(nèi)設置氣幕噴淋系統(tǒng)，壓縮空氣幕是通過高壓氣體產(chǎn)生一定厚度的幕狀氣流，形成一面無形的門簾，噴淋是通過高壓噴嘴產(chǎn)生霧化氣流，對有毒有害氣體進行吹洗，與氣幕管路可以進行切換；通過防爆風機內(nèi)的空氣凈化風扇將空氣吸入凈化柜，經(jīng)過凈化柜內(nèi)的吸收藥劑，有害氣體被充分吸收后從出風口吹出，可以與蓄冰柜的出風口相連接以減少功耗； 動力供應子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)采用大容量高可靠性不間斷電池組，可根據(jù)硐室內(nèi)設備功耗進行容量配置，為避災硐室供應大于96h的電源； 環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)利用環(huán)境監(jiān)測儀，實時監(jiān)測生存室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并在超限報警后為避險人員提供正確的操作語音提示，保障避災硐室內(nèi)環(huán)境平衡； 通訊子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)設置直通礦調(diào)度室的電話，并接入井下廣播系統(tǒng)站臺，把避災硐室內(nèi)、外的監(jiān)測參數(shù)通過環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)傳達到地面。
2.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于還包括應急排氣裝置，該應急排氣裝置包括橫穿防爆隔離墻和隔離墻的兩道直通生存室的應急排氣管以及安裝在排氣管上的手控閥門，兩道應急排氣管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風機。
3.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于還包括附屬子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng)里的座椅、擔架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標志牌、棋牌、座便器。
4.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于還包括壓風、供水系統(tǒng)，在硐室內(nèi)接入壓風管路和供水管路，壓風管路上設置減壓、消音、具備油水分離功能的過濾裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴；供水管路上設置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險人員避險時的需要。
5.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于所述防護密閉門采用Q345強度鋼材，具有八點鎖緊密閉機構，持續(xù)抵抗足夠強度的靜水壓力，硐室外設防水頭高度至少為500mm。
6.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于所述防護隔離墻形狀為楔形，周邊掏槽，深度不小于O. 2m，用強度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實。
7.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于硐室內(nèi)壁采用隔熱耐火材料進行初次噴涂，阻隔井下深部開采井巷內(nèi)圍巖的散熱。
8.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于所述空氣凈化風扇采用電力驅(qū)動或者壓縮空氣驅(qū)動，可與壓風管路和壓縮空氣瓶相連并進行切換。
9.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于所述環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)包括氮氧化物、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度和井下避災場所所在環(huán)境的內(nèi)外氣體壓力差。
10.根據(jù)權利要求I所述的金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，其特征在于所述動力供應子系統(tǒng)所用的電源為不間斷大容量鋰電池，可根據(jù)硐室內(nèi)設備功耗進行容量配置，其可根據(jù)設備在動力供電切斷的情況下提供滿足設備運行96小時以上的電量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬礦井避災硐室系統(tǒng)，包括壓風系統(tǒng)供氧、壓縮氧氣供氧和自救器供氧三級供氧方式組成的供氧子系統(tǒng)、降溫除濕子系統(tǒng)、空氣凈化子系統(tǒng)、防護密閉子系統(tǒng)、動力供應子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)以及通訊子系統(tǒng)。另外還包括應急排氣裝置以及附屬子系統(tǒng)。本發(fā)明解決了目前金屬礦井用避災硐室系統(tǒng)在國內(nèi)尚無成型的技術和產(chǎn)品，無法應對金屬礦山發(fā)生的災變，且待援時間較短的問題。確保災變切斷動力電源下，可在硐室內(nèi)生存96小時以上，在遇到井巷特大透水淹井情況時，可通過相應管路通氣與排氣，保證基本生存條件，可對水災、火災中有毒有害氣體、炮煙毒氣進行長達至少96小時的緊急避災，適用于處于堅固巖石構造中的金屬礦井或地下工程。
文檔編號E21F11/00GK102913277SQ20121043663
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者王鵬, 李磊, 姚永輝, 張子良, 王妍, 李博 申請人:煤炭科學研究總院