矿用可移动式救生舱

6.取得的阶段性成果
4）2010年8月成功进行4人24小时综合防护能力试验； 5）2010年9月成功进行4人48小时综合防护能力试验； 6 ） 2010 年 10 月成功进行 8 人 48 小时综合防护能力试验； 7 ） 2010 年 11 月成功进行 8 人 96 小时综合防护能力试验；
经调研，河南省内的其它国有及地方煤矿，其主（副）
井设计及巷道条件与中平能化集团所辖矿井具有诸多相似 之处，尺寸偏小，有相当一部分矿井为热害严重矿井。
2.研究目标
“矿用可移动式救生舱” 项目的研制目标：研制
出一种适合中平能化集团的矿井实际，也可适用于河南其
它煤矿的重特大灾害事故遇险人员的应急避险设备，他应
2.研究目标
服务对象：中国平煤神马能源化工集团有限公司
中平能化集团现有矿井30余对，由于大部分矿井建设 时间较早，主（副）井及巷道尺寸较小，同时，绝大多数 矿井为高瓦斯或瓦斯与煤尘突出矿井，大部分矿井的温度 较高，普遍在31℃以上，其中四矿、六矿、八矿、十矿、 十三矿等数对矿井为热害严重矿井，其工作面温度超过 35℃。
5.技术难点
由于煤矿矿井事故环境极其复杂，因此对矿用救生 舱技术的针对性、适应性、可靠性提出了极其严格的要 求，主要的技术难点有： 1）可移动式救生舱整体结构设计 救生舱的外壳结构应具有较强的抗爆炸冲击能力， 且应能够适应中平能化集团及周边矿井巷道尺寸的限制 条件，方便于不同环境下的安装、运输及维护。 2）救生舱空气净化技术 救生舱内部空气净化系统应不仅能满足矿井灾害事 故发生后，侵入救生舱内较高浓度有毒有害气体的处理 要求，同时能够满足额定防护时间里舱内待援人员代谢
4.研究内容
针对中平能化集团及周边煤矿的情况，首先合理确 定救生舱的外形尺寸及结构，他应满足运输、安装及移 动等方面的要求，满足工作面的布置及人员避险的需要， 首期确定的型号是KJYF96/8。其次是矿用可移动式救生 舱若干子系统的研究与试验验证，包括舱体结构及安全 防护要求、氧气保障系统、空气净化系统、温湿度调节 系统、环境监测系统、通讯系统、照明与指示系统、动 力供应系统及生存保障系统。三是各系统优化，在相应 子系统理论计算的基础上采用试验验证、比较鉴别的方 法，进行方案选择优化，形成最终方案。
8）2010年12月成功进行KJYF96/8矿用可移动式救生舱 舱体抗爆性能试验；
9）2010年12月 ～2011年1月，顺利通过国家安全生产 重庆矿用产品检测检验中心技术审查； 10）2011年3月顺利通过行业鉴定。
7.取得Байду номын сангаас创新型结论
1）救生舱舱体采用模块化设计，按照功能分为过渡舱、 生存舱和设备舱三部分，舱体之间采用法兰连接，有利 于适应不同矿井的下井尺寸限制条件，便于在井下移动 与运输。 2）救生舱舱体采用圆弧形的截面结构，具有较好的抗 压能力，舱外焊接纵横交错的加强筋组成矩形形状网格， 使救生舱具有较高的抗爆炸冲击能力。 3）基于高压气体节流膨胀技术，设计的无风机式的降 温除湿系统，无须电力驱动，可靠性较高。 4）救生舱在井下安装或移动完毕后，制冷系统可立即 投入使用，无须蓄冷过程，可实现制冷系统的无缝对接。
7.取得的创新型结论
5）救生舱空气净化系统采用双回路的设计方案，一路 去除二氧化碳，另一路主要用于去除一氧化碳，操作简 单方便，且在一路出现故障时可利用另一路同时处理一 氧化碳及二氧化碳等气体。 6）使用催化剂结合脱硫剂及干燥剂，处理了可造成催 化剂中毒甚至失活的水蒸气及硫化物等，处理一氧化碳 效果明显。 7）申请专利6项，其中已获得4项授权。
生产和消费中占有较大的比重，其战略地位在相当长的
时间内不会改变。据不完全统计我国约有13000余座矿 井，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的产量占全国煤炭产量 的1/3，国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险的占87.37 ％，具有自然发火危险的占51.3％ ，安全生产形势严
峻，煤矿重、特大事故时有发生，不仅造成人民生命财
具有可移动、多次重复使用、距工作面近便于人员紧急避 险等优点。
2.研究目标
设计思路： （1）可移动式救生舱应有与煤矿井下三条生命线 相对应的接口，包括压风供气、供水、供电及通 讯的接口，一般情况下，由他们向救生舱提供能 源供给，可最大限度地延长舱内人员的避险时间 。 （2）可以有外部供给，但不能完全依赖于外部供 给，矿用可移动式救生舱应在没有外部供给的情 况下，具有96h以上的综合防护时间，对外能够 抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧 气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基 本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。
1.2 项目意义
我国煤矿数量巨大，且井下环境条件较差，安全生产形 势严峻，煤矿重、特大事故时有发生，严重制约了我国煤 矿产业的发展。据不完全统计，占矿难数量90%以上的是 瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出和透水事故，这些事 故中的伤亡人员只有约5%是在事故发生瞬间受到伤害死亡， 绝大部分是由于在事故发生后未能及时逃离危险区域而导 致死亡的。因此，尽快研究矿井重大灾害应急救援关键技 术与装备，为应急救援提供技术及装备支撑，是实现我国 煤矿安全生产的优先主题。 在此背景下，中平能化集团机械制造有限公司于2008 年9月立项，开展矿用可移动式救生舱的研制，并先后与 河南城建学院、南京航空航天大学进行救生舱专项技术的
--- 《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》
3.设计依据
在+500±20帕压力下，救生舱泄压速率应不大于350±20 帕/小时；舱内气压应始终保持高于外界气压100～500帕， 且能根据实际情况进行调节。 --- 《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》 救生舱所配备环境监测仪器能够对救生舱过渡舱内的CO、 O2，生存舱内的CO、CO2、O2、CH4、温度、湿度和救生舱 外的CO、CO2、O2、CH4进行检测或监测。 --- 《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》 救生舱配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人，饮用 水不少于1.5升/天·人。 --- 《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》
1.1 立项背景
的通知》（安监总煤装[2010]146号），并再次特别强调 2012年6月底前，所有煤（岩）与瓦斯（一氧化碳）突出 矿井，中央企业和国有重点煤矿中的高瓦斯、开采容易自 燃煤层的矿井，要完成紧急避险系统的建设完善工作， 2013年6月底前，其他所有煤矿要完成紧急避险系统的建 设完善工作。 旨在提高煤矿抗灾防灾能力。南非、加拿大、美国、澳 大利亚等采矿业发达国家，已经形成了煤矿井下固定避难 室、移动救生舱、应急逃生和个人防护等成熟的实用技术 和装备，在井工煤矿普遍建立了比较完备有效的应急避难 设施，并且已经有了一些事故发生时成功避难的典型经验。
3.设计依据
3.1 矿用可移动式救生舱研制主要依据：
a) 2009年12月25日发布的《煤矿井下避难所（救生舱）试点 建设基本要求》（煤安监司函办[2009]34号。 b) 2010年11月26日版《可移动式救生舱安全标志技术审查准 则（草案暂执行）》。
c) 2011年1月25日发布的《煤矿井下紧急避险系统建设管理
5.技术难点
所产生的有毒有害气体（如CO、CO2、H2S等）的处理要求。 3）救生舱温湿度控制技术 救生舱的温湿度控制系统，应能够抵御外界高温向 舱内的热量传导，在断绝外部能源供给的情况下，控制 密闭环境中因人体及设备散热所导致的温升，满足额定 防护时间内舱内温湿度调节要求（温度不高于 35 ℃，湿 度不高于85%），且经济性较好、便于维护。 4）救生舱电力保障系统设计 在外部电源供给正常情况下，可利用外部电源满足 舱内舱内照明、环境监测、空气净化等系统的用电需求， 同时对舱内电源装置进行充电；在外部电源供给中断的
5.技术难点
情况下，救生舱内供电保障系统应能单独满足额定防护 时间里舱内的用电需求。 5）救生舱供氧方案设计 救生舱的供氧系统应采用冗余设计，具有多种供氧 方式，保证舱内待援人员额定防护时间里的呼吸需要 （氧气浓度 18.5% ～ 23% ），供氧速率可控、安全、操 作方便。 6）气密性及有毒有害气体隔绝技术 救生舱应具用良好的气密性、舱内正压保持功能及 舱门开启时的有毒有害气体隔绝能力，防止外部有毒有 害气体侵入。
产和企业的巨大损失，而且给 “和谐社会”的创建和 煤矿企业的稳定发展造成了巨大的压力。
1.1 立项背景
为提高煤矿安全防护能力和应急救援水平，减少因煤矿 安全事故造成的人员伤亡及损失， 2009年12月25日国 家煤矿安监局发布了《关于做好煤矿井下避难所（救生 舱）建设试点项目申报工作的通知》（煤安监司函办 [2009]34号），将平顶山等11个煤矿企业确定为避难 所（救生舱）建设试点。 2010年7月19日国务院发布了《关于进一步加强企业安 全生产工作的通知》（国发[2010]23号），特别强调 强制推行先进适用的紧急避险系统等技术装备，并要求 于3年内完成。 2010年8月24日，国家安全监管总局、国家煤矿安监局 发布了《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”
3.设计依据
过渡舱的净容积应不小于1.2 m3，内设压缩空气幕、压气 喷淋装置及单向排气阀。生存舱提供的有效生存空间应不 小于每人0.8 m3，应设有观察窗和不少于2个单向排气阀。 --- 《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》
救生舱具备自备氧供氧系统和有害气体去除设施。供氧量 不低于0.5L/min·人，处理CO2的能力不低于0.5 L/min·人，处理CO的能力应能保证在20min内将CO浓度由 0.04%降到0.0024%以下。在整个额定防护时间内，救生舱 内部环境中O2含量应在18.5%～23.0%之间， CO2浓度不大 于1.0%， CH4浓度不大于1.0%， CO浓度不大于0.0024%， 温度不高于35摄氏度，湿度不大于85%，并保证救生舱内 始终处于不低于100帕的正压状态。
5.技术难点 7)几个关键技术的说明 a、CO的存在验证与处理； b、CO2的处理技术； c、HS的处理； d、除湿、降温技术分析； e、O2的来源； f、如何进舱？ g、舱内环境及舱外环境的监测与应急逃生； h、试验系统设计与应用； i、鉴定装置; j、冗余设计。