專利名稱：煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦井下緊急安全避險硐室的設(shè)施，具體涉及的是一種煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
煤礦井下緊急避險硐室是指煤礦井下發(fā)生緊急情況時，為遇險人員安全避險提供生命保障的密閉空間的硐室，該硐室對外能夠抵御高溫?zé)煔?，隔絕有毒有害氣體，對內(nèi)提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創(chuàng)造生存基本條件，為緊急救援創(chuàng)造條件、贏得時間。目前煤礦井下緊急避險硐室主要分為永久避險硐室、臨時避險硐室、可移動式救生艙。永久避險硐室是指設(shè)置在井底車場、水平大巷、采區(qū)避險路線上具有緊急避險功能的井下專用巷道硐室，服務(wù)于整個礦井、水平或采區(qū)，服務(wù)年限一般不低于五年。臨時避險硐室是指設(shè)置在采掘區(qū)域或采區(qū)避災(zāi)路線上，具有緊急避險功能的井下專用巷道硐室，主要服務(wù)于采掘工作面及其附近區(qū)域，服務(wù)年限一般不大于五年?？梢苿邮骄壬撌侵缚赏ㄟ^牽引、吊裝等方式實(shí)現(xiàn)移動，適應(yīng)井下采掘作業(yè)地點(diǎn)變化要求的避險設(shè)施。煤礦井下緊急避險硐室按規(guī)定，應(yīng)具備安全保護(hù)、氧氣供給保障、有害氣體去除、 環(huán)境監(jiān)測、通訊、照明、人員生存保障等基本功能，在無任何外界支持的情況下，額定防護(hù)時間不低于96小時。煤礦緊急避險硐室一般應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖層中，每個永久避險硐室設(shè)計額定避險人數(shù)不少于20人，不多于100人，其中生存室的寬度不得小于2. 0米，凈高不低于2. 0米， 每人應(yīng)有不低于1. 0平方米的有效使用面積。臨時避險硐室設(shè)計額定避險人數(shù)不少于10 人，不多于40人，其中臨時避險硐室生存室的凈高不低于1. 85米，每人應(yīng)有不低于0. 9平方米的有效使用面積。可移動式救生艙提供的有效生存空間不小于每人0. 9立方米。緊急避險設(shè)施內(nèi)部環(huán)境中氧氣含量應(yīng)在18. 5% -23. 0%之間，二氧化碳濃度不大于1. 0%，甲烷濃度不大于1. 0%，一氧化碳濃度不大于0. 00 %，溫度不高于35攝氏度， 濕度不大于85%，并保證緊急避險設(shè)施內(nèi)始終處于不低于100帕的正壓狀態(tài)。現(xiàn)有的避險設(shè)施內(nèi)對于溫度的調(diào)節(jié)，一般采用空調(diào)裝置和利用冰柜儲存冰塊調(diào)節(jié)溫度，其中采用空調(diào)調(diào)節(jié)溫度時還配備有蓄電瓶組，一旦發(fā)生事故導(dǎo)致供電電源發(fā)生斷電， 隨即采用蓄電池組供給空調(diào)電源，確保避險硐室溫度在35攝氏度以下。采用空調(diào)和利用冰柜儲存冰塊調(diào)節(jié)避險硐室溫度存在的問題是，一旦電源發(fā)生斷電事故，空調(diào)和冰柜所消耗的電源就需要蓄電瓶組供給，如果蓄電池組電量不足，將嚴(yán)重影響避險硐室的溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)避險硐室的溫度超過35攝氏度，將影響避難人員的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述所說的煤礦井下一旦遭遇災(zāi)害性重大事故，造成避險硐室電源斷電，靠蓄電池組供電的空調(diào)和儲存冰塊的冰柜出現(xiàn)電量不足，嚴(yán)重影響調(diào)節(jié)避險硐室溫度的問題，設(shè)計了一種煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置。本
3裝置的實(shí)施，可以省略現(xiàn)有的煤礦井下避險硐室為調(diào)節(jié)硐室溫度設(shè)置的空調(diào)、儲存冰塊的冰柜以及所需的蓄電池組。該裝置以水為冷源，以金屬腔體為冷源的載體調(diào)節(jié)并控制避險硐室溫度，為避難人員提供一種適宜的等待救援的環(huán)境溫度。一種煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于由金屬板材制成幾何形的腔體安裝在避險硐室內(nèi)，幾何形的金屬腔體注入水構(gòu)成避險硐室以水為冷源的溫控體，所說的溫控體上部設(shè)有注水口，下部設(shè)有排水出口和聯(lián)絡(luò)接口，排水出口接有閥門， 聯(lián)絡(luò)接口通過管道連通多個以水為冷源的溫控體腔體構(gòu)成避險硐室的溫度調(diào)節(jié)裝置，所述的溫度調(diào)節(jié)裝置的腔體內(nèi)注入作為冷源的水容量與避難人員總數(shù)之比不小于0. 25立方米。所述的以水為冷源的溫控體腔體可以設(shè)置成就坐的座椅，就坐的平面和靠背面設(shè)置有防潮、防涼軟墊。本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，也可以由耐腐蝕金屬板材(例如不銹鋼板材)制成其它形狀的幾何形腔體。根據(jù)水比熱容公式(C水)=4. 2KJ/kg · °C可知，每千克水每升高或降低1攝氏度需要4. IJ (千焦耳)的熱量(C71O，一般情況下，人體在維持正常的肢體代謝過程中平均每天所散發(fā)的能量約M00KJ，100人4天(即96小時)所散發(fā)的總能量Q約等于Q = Q 均 XlOO 人 X4 天=2400X100X4 = 960000 (KJ)。在空載狀態(tài)下，避險硐室的室溫約為20攝氏度，經(jīng)過試驗，本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，經(jīng)過計算，其腔體內(nèi)作為冷源的水按照每個避難人員0. 25m3 設(shè)計配置，避險硐室內(nèi)用于可供100位避難人員調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的水總共需25m3(水的密度為lkg/L)，即25m3水的重量(M)等于25000kg，把上述相關(guān)參數(shù)帶入下列算式可計算出100 人4天(96小時)在避險硐室避難，其環(huán)境溫度從20攝氏度可升高的溫度(At)At = Q + C水 +M = 960000KJ + 4. 2KJ/kg · V +25000kg = 9. 14°C ；根據(jù)上述理論公式計算可進(jìn)一步證明，4天(96小時)100人散發(fā)的總熱量，可以使煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置腔體內(nèi)25000kg水的溫度從20攝氏度的水溫最高上升至29. 14攝氏度，顯然可以證明避險硐室的室溫不會超過規(guī)定的35攝氏度。當(dāng)避險硐室沒有避險人員處于空載狀態(tài)時，環(huán)境溫度與以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置溫度相等，約20攝氏度；當(dāng)避險硐室啟用涌入避難人員時，由于涌入避險硐室的人員的體溫和活動、呼吸等因素影響，環(huán)境溫度會升高，以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置會自動吸收避險硐室升高的溫度，控制避險硐室的環(huán)境溫度不超過35攝氏度，使避難人員在不低于96小時的規(guī)定避險時間等待救援時，有一個較適宜的室內(nèi)避險環(huán)境溫度。本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置的實(shí)施，省略了現(xiàn)有的煤礦井下避險硐室為調(diào)節(jié)硐室溫度設(shè)置的空調(diào)、儲存冰塊的冰柜以及所需的蓄電池組。該裝置以水為冷源，以金屬腔體為冷源的載體，自然調(diào)節(jié)并控制避險硐室溫度，不用電力，具有安全、節(jié)能、環(huán)保的積極效果，達(dá)到了設(shè)計目的。


圖1是本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計成座椅幾何形的溫控體結(jié)構(gòu)示意圖2是本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置擺放位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示曲線圖，是一次百人在避險硐室不小于96小時的封閉性模擬試驗溫度變化曲線；其中I-溫控體，2-開口，3-出口，4-接口，5-平面，6-靠背面，7-調(diào)節(jié)裝置溫度變化曲線，8-避難硐室溫度變化曲線。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1、圖2，在具體實(shí)施本煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置時， 根據(jù)避險硐室需要，可以將所述的溫腔體1設(shè)置成避險人員就坐的座椅，就坐的平面和靠背面設(shè)置有防潮、防涼軟墊。作為溫控體的座椅可以設(shè)計成雙人并排座位，座椅腔體的上平面開口 2是注水口，出口 3可接閥門用于排水，接口 4通過管道相互連通多個溫控體的座椅腔體，使多個溫控體與腔體內(nèi)的水作為冷源構(gòu)成避險硐室的溫度調(diào)節(jié)裝置。在座椅就坐的平面5和靠背面6設(shè)置防潮、防涼軟墊，避難人員就坐后不會有陰涼的感覺。在避險硐室有限的空間內(nèi)將溫度調(diào)節(jié)裝置制成座椅形式的幾何體，使本發(fā)明具有就坐和調(diào)節(jié)溫度的雙重功能，還有利于節(jié)約硐室有效空間，具有積極的使用效果。結(jié)合圖3所示曲線圖，在空載情況下，避險硐室溫度與以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置的溫度均為20攝氏度，其中溫度調(diào)節(jié)裝置的腔體內(nèi)注入作為冷源的水容量與避難人員總數(shù)之比為0.25立方米，即溫度調(diào)節(jié)裝置的腔體內(nèi)總共注入25000kg水。圖3所示曲線8是避險硐室涌入百人(滿載)后，硐室溫度在本發(fā)明作用下96小時的溫度變化狀態(tài)； 曲線7是避險硐室涌入百人后，溫度調(diào)節(jié)裝置96小時的溫度變化狀態(tài)。通過圖3所示的溫度檢測變化曲線，進(jìn)一步證明本發(fā)明的煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，安裝在煤礦井下緊急避險硐室內(nèi)具有調(diào)節(jié)避險硐室溫度的顯著效果，避險硐室環(huán)境溫度不會超過35攝氏度，具有積極地使用效果。實(shí)踐試驗證明，當(dāng)避險硐室一下涌入百人后，避險硐室溫度由20攝氏度在96小時左右逐漸上升，最高可達(dá)觀攝氏度。隨時間推移，硐室溫度在溫度調(diào)節(jié)裝置的作用影響下逐漸下降，23小時后避險硐室溫度趨于平穩(wěn)達(dá)到25攝氏度，同時溫度調(diào)節(jié)裝置由于吸收了室內(nèi)升溫的熱量，以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置由20攝氏度升高至25攝氏度后趨于穩(wěn)定狀態(tài)，給避難人員提供了較適宜的環(huán)境溫度。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于由金屬板材制成幾何形的腔體安裝在避險硐室內(nèi)，幾何形的金屬腔體注入水構(gòu)成避險硐室以水為冷源的溫控體，所說的溫控體上部設(shè)有注水口，下部設(shè)有排水出口和聯(lián)絡(luò)接口，排水出口接有閥門，聯(lián)絡(luò)接口通過管道連通多個以水為冷源的溫控體腔體構(gòu)成避險硐室的溫度調(diào)節(jié)裝置，所述的溫度調(diào)節(jié)裝置的腔體內(nèi)注入作為冷源的水容量與避難人員總數(shù)之比不小于0. 25立方米。
2.按照權(quán)利要求1所說的煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的以水為冷源的溫控體腔體可以設(shè)置成就坐的座椅，就坐的平面和靠背面設(shè)置有防潮、防涼軟墊。
全文摘要
一種煤礦井下避險硐室以水為冷源的溫度調(diào)節(jié)裝置，省略了現(xiàn)有的煤礦井下避險硐室為調(diào)節(jié)硐室溫度設(shè)置的空調(diào)、儲存冰塊的冰柜以及所需的蓄電池組，不用電力，具有安全、節(jié)能、環(huán)保的積極效果，其特征在于由金屬板材制成幾何形的腔體安裝在避險硐室內(nèi)，幾何形的金屬腔體注入水構(gòu)成避險硐室以水為冷源的溫控體，所說的溫控體上部設(shè)有注水口，下部設(shè)有排水出口和聯(lián)絡(luò)接口，排水出口接有閥門，聯(lián)絡(luò)接口通過管道連通多個以水為冷源的溫控體腔體構(gòu)成避險硐室的溫度調(diào)節(jié)裝置，所述的溫度調(diào)節(jié)裝置的腔體內(nèi)注入作為冷源的水容量與避難人員總數(shù)之比不小于0.25立方米。
文檔編號E21F3/00GK102562136SQ20121001597
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者馮帥, 徐玉龍, 李 浩, 王林 申請人:山西科林礦山檢測技術(shù)有限責(zé)任公司