專利名稱：一種金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，更具體的，涉及ー種金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)在我國煤礦行業(yè)已經(jīng)得到了普遍的實(shí)施，但在金屬非金屬礦山領(lǐng)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(hù)意識的增強(qiáng)，金屬礦山由露天開采轉(zhuǎn)向地下開采已成為ー種趨勢。但由于開采深度的逐漸增加以及諸多因素導(dǎo)致冒頂、突水、塌陷、火災(zāi)等災(zāi)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(cái)產(chǎn)損害和經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟(jì)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(zāi)害特點(diǎn)的系統(tǒng)全面的井下避災(zāi)硐室系統(tǒng)。國內(nèi)ー些單位發(fā)明的井下避災(zāi)硐室大部分都是針對煤礦的特點(diǎn)，還未有針對金屬礦山的避災(zāi)硐室系統(tǒng)，且目前還存在問題如下1、硐室內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)備設(shè)施的技術(shù)參數(shù)、數(shù)量、安放位置等缺少合理計(jì)算與設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行整體設(shè)計(jì)優(yōu)化從而達(dá)到設(shè)備設(shè)施效用的最大化。2、硐室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有考慮到井下真實(shí)的災(zāi)變環(huán)境，沒有對各礦自身安全環(huán)境及隱患特點(diǎn)進(jìn)行針對性研發(fā)與設(shè)計(jì)，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。3、由于金屬礦山由于地質(zhì)因素，很難進(jìn)行大孔徑精確鉆孔，目前絕大部分避災(zāi)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(zāi)硐室均為盲巷，只有ー個(gè)安全出口。所以以上井下避災(zāi)硐室系統(tǒng)均不能有效防護(hù)井下透水淹井災(zāi)害。4、不重視全礦井避災(zāi)路線與硐室相結(jié)合的合理化線路布置，反光標(biāo)志牌、引導(dǎo)繩等設(shè)施缺失或不明確。5、礦方重點(diǎn)放在建設(shè)永久避災(zāi)硐室上，忽略了臨時(shí)避災(zāi)硐室在整體避險(xiǎn)系統(tǒng)中與永久避災(zāi)硐室相輔相成的作用，臨時(shí)避災(zāi)硐室是緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)不可或缺的重要組成。6、不能實(shí)現(xiàn)避災(zāi)硐室與礦井整體監(jiān)控監(jiān)測、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)緊密結(jié)合。無法做到精確災(zāi)變預(yù)警，沒有發(fā)揮避災(zāi)硐室庇護(hù)的作用?；谏鲜雒枋?，亟需要ー種合理的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，在遇到井巷特大透水淹井情況時(shí)，可保證基本生存條件，有足夠的時(shí)間等待救援?？蓪λ疄?zāi)、火災(zāi)中有毒有害氣體、炮煙毒氣進(jìn)行長達(dá)至少96小時(shí)的緊急避災(zāi)。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種合理的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，在遇到井巷特大透水淹井情況時(shí)，通過該系統(tǒng)可保證基本生存條件，可對水災(zāi)、火災(zāi)中有毒有害氣體、炮煙毒氣進(jìn)行長達(dá)至少96小時(shí)的緊急避災(zāi)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案—種金屬礦井避災(zāi)砸室系統(tǒng)，包括[0014]供氧子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括壓風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)相連的壓風(fēng)管路向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)在災(zāi)變發(fā)生時(shí)遭受破壞不能正常工作時(shí)，通過瓶裝壓縮氧氣向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)避難人員離開硐室逃生時(shí)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(jī)和空調(diào)控制箱設(shè)置在硐室外一定高度平臺上，防爆風(fēng)機(jī)把室內(nèi)的高溫高濕氣體吸入，經(jīng)過蓄冰柜通風(fēng)管道的冷凝降溫作用形成冷氣，從排風(fēng)口吹出；防護(hù)密閉子系統(tǒng)，在入口設(shè)有防護(hù)靜水壓力的防護(hù)密閉門和防護(hù)隔離墻，過渡室與生存室之間設(shè)置密閉門和隔離墻；生存室內(nèi)設(shè)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(shè)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(jìn)行吹洗，與氣幕管路可以進(jìn)行切換；通過防爆風(fēng)機(jī)內(nèi)的空氣凈化風(fēng)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(fēng)口吹出，可以與蓄冰柜的出風(fēng)口相連接以減少功耗；動力供應(yīng)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(shè)備功耗進(jìn)行容量配置，為避災(zāi)硐室供應(yīng)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(shí)時(shí)監(jiān)測生存室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并在超限報(bào)警后為避險(xiǎn)人員提供正確的操作語音提示，保障避災(zāi)硐室內(nèi)環(huán)境平衡；通訊子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)設(shè)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(zāi)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(dá)到地面。作為優(yōu)選，還包括應(yīng)急排氣裝置，該應(yīng)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(yīng)急排氣管以及安裝在排氣管上的手控閥門，兩道應(yīng)急排氣管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風(fēng)機(jī)。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(dān)架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標(biāo)志牌、棋牌、座便器。作為優(yōu)選，還包括壓風(fēng)、供水系統(tǒng)，在礦井中接入壓風(fēng)管路和供水管路，壓風(fēng)管路上設(shè)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(shè)置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險(xiǎn)人員避險(xiǎn)時(shí)的需要。作為優(yōu)選，所述防護(hù)密閉門采用Q345強(qiáng)度鋼材，具有八點(diǎn)鎖緊密閉機(jī)構(gòu)，持續(xù)抵抗足夠強(qiáng)度的靜水壓力，硐室外設(shè)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0. 2m，用強(qiáng)度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實(shí)。作為優(yōu)選，硐室內(nèi)壁采用隔熱耐火材料進(jìn)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(fēng)扇采用電力驅(qū)動或者壓縮空氣驅(qū)動，可與壓風(fēng)管路和壓縮空氣瓶相連并進(jìn)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(zāi)場所所在環(huán)境的內(nèi)外氣體壓力差。[0029]作為優(yōu)選，所述動カ供應(yīng)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(shè)備功耗進(jìn)行容量配置，其可根據(jù)設(shè)備在動カ供電切斷的情況下提供滿足設(shè)備運(yùn)行96小時(shí)以上的電量。本實(shí)用新型的有益效果為，由于供氧子系統(tǒng)采用壓風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)相連的壓風(fēng)管路向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)在災(zāi)變發(fā)生時(shí)遭受破壞不能正常工作時(shí)，通過瓶裝壓縮氧氣向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)避難人員離開硐室逃生時(shí)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(jī)和控制箱設(shè)置在硐室外，避免硐室內(nèi)冷凝放熱，且壓縮機(jī)功耗較低，平時(shí)為制冰柜制冷蓄冰，所以遇到突發(fā)情況時(shí)，即使空調(diào)裝置斷電不能工作，也對避災(zāi)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(jìn)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。動カ供應(yīng)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(shè)備功耗進(jìn)行容量配置，所以可確保電源供應(yīng)大于96h以上。由于還設(shè)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(fēng)機(jī)，所以在透水淹井導(dǎo)致硐室排氣管受阻，可啟動應(yīng)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(shè)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(zāi)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(dá)到地面，最大限度保證災(zāi)變期間的通訊安全可靠。由于該系統(tǒng)將各個(gè)功能組件整合到一起，不僅降低了功耗，提高了該避災(zāi)硐室的防護(hù)工作時(shí)間。此外，通過配置專用管路設(shè)防水頭，設(shè)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(zāi)、火災(zāi)毒氣、炮煙毒氣、冒頂阻巷等井下所發(fā)生的繼生災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)庇護(hù)，并根據(jù)井下實(shí)際情況制定逃生計(jì)劃或引導(dǎo)救護(hù)隊(duì)員實(shí)施救護(hù)，有效地避免或降低人身傷亡的事故發(fā)生。

圖1為本實(shí)用新型提供的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的壓風(fēng)供氧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型提供的壓縮氧氣供氧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型提供的蓄冰制冷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型提供的氣幕噴淋系統(tǒng)的原理圖；圖6為本實(shí)用新型提供的排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型提供的排氣裝置中受控閥門的結(jié)構(gòu)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、壓カ表；124、減壓器；125、浮子流量計(jì)；126、消音器；13、地面壓風(fēng)管路；21、高壓氧氣鋼瓶；22、減壓閥；23、高壓軟管；24、匯流排；25、耐震壓カ表；26、壓縮氧氣接ロ ；27、氧氣流量調(diào)節(jié)裝置；271、低壓表；272、浮子流量計(jì)；273、截止閥；274、流量調(diào)節(jié)旋鈕；31、進(jìn)風(fēng)ロ ；32、空調(diào)壓縮機(jī)；33、空調(diào)控制箱；34、制冷管路；35、出風(fēng)ロ ；41、匯流排；42、減壓閥；43、噴頭；44、接壓風(fēng)ロ ；45、梭閥；46、硐室門；51、應(yīng)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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)用新型的硐室系統(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(hù)密閉子系統(tǒng)、動力供應(yīng)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(jié)合在一起，另外再結(jié)合應(yīng)急排氣裝置以及附屬子系統(tǒng)，確保災(zāi)變發(fā)生時(shí)切斷動力電源下，人員可在硐室內(nèi)生存96小時(shí)以上。供氧子系統(tǒng)采用三級供氧方式，即壓風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)相連的壓風(fēng)管路向避難硐室供氧，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)在災(zāi)變發(fā)生時(shí)遭受破壞不能正常工作時(shí)，通過瓶裝壓縮氧氣向避難硐室供氧，當(dāng)避難人員離開硐室逃生時(shí)采用壓縮氧自救器。第一級供氧，即壓風(fēng)管路供氧，如圖2所示，井下壓風(fēng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，地面壓風(fēng)管路13穿過防爆隔離墻111后進(jìn)入過渡室11，從過渡室11再穿過隔離墻112后進(jìn)入生存室，然后再依次經(jīng)過過渡室11內(nèi)設(shè)置的閥門121、三級過濾器122、減壓器124、浮子流量計(jì)125、消音器126，其中減壓 器124上部連接有壓力表123。該壓風(fēng)管路供氧的供氣壓力
0.1 0.3MPa，供氣流量2.5L/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(xiǎn)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(gè)高壓氧氣鋼瓶21，每個(gè)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(gè)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(shè)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(shè)置有低壓表271、浮子流量計(jì)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(jì)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(xiǎn)人員數(shù)量進(jìn)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(jì)272調(diào)節(jié)值一定時(shí)，通過浮子流量計(jì)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(shù)參數(shù)如下:人均供氧量彡0.5L/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0 0.5MPa (可調(diào)節(jié))；最大流量不小于40L/min ;浮子流量計(jì)272量程0 40L/min，分度值0.5L/min。設(shè)計(jì)按人均供氧量0.5L/min，避險(xiǎn)人數(shù)N人計(jì)算，單位時(shí)間內(nèi)總供氧量為:0.5 X N=0.5N L/min由于災(zāi)變期間進(jìn)入永久避難硐室避險(xiǎn)人數(shù)可能隨時(shí)變化，為了有效控制不同數(shù)量避險(xiǎn)人員時(shí)供氧量的輸出，設(shè)計(jì)選擇可調(diào)節(jié)流量計(jì)。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。[0055]第三級供氧，即壓縮氧自救器，避難硐室內(nèi)應(yīng)按額定避險(xiǎn)人數(shù)配備隔絕式自救器，設(shè)計(jì)配備ZYX45型壓縮氧隔絕式自救器，配備數(shù)量為額定避險(xiǎn)人數(shù)的1. 2倍。ZYX45型壓縮氧隔絕式自救器額定防護(hù)時(shí)間為45min，該自救器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、使用方便等特點(diǎn)。自救器放置在避難硐室座椅下部的儲物箱里，每個(gè)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(zāi)、火災(zāi)、爆炸、冒頂?shù)葹?zāi)害性事故時(shí)，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(xiǎn)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(xiǎn)人員在避難硐室內(nèi)能夠呼吸到純凈的氧氣，氧氣濃度應(yīng)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(diǎn)；(3)氧氣供給時(shí)間必須滿足額定避險(xiǎn)人數(shù)避難時(shí)不少于96h的生存時(shí)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(shí)、可靠。降溫除濕子系統(tǒng)采用蓄冰空調(diào)來進(jìn)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(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括進(jìn)風(fēng)口 31和出風(fēng)口 35，硐室內(nèi)的熱風(fēng)經(jīng)過進(jìn)風(fēng)口 31進(jìn)入制冷裝置內(nèi)部，經(jīng)過一系列的作用熱風(fēng)變成冷風(fēng)，通過出風(fēng)口 35將冷風(fēng)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(gè)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(jī)32、煤礦用防爆風(fēng)機(jī)、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(dāng)冰塊達(dá)到蒸發(fā)溫度時(shí)，電磁閥動作，功率為4kw，空調(diào)壓縮機(jī)32開始制冰，達(dá)到冷凝溫度，電磁閥動作，空調(diào)壓縮機(jī)32停止工作。在保溫處理良好狀態(tài)下，每天運(yùn)行費(fèi)用很低，可以忽略不計(jì)?？照{(diào)壓縮機(jī)32和空調(diào)控制箱33設(shè)置在硐室外，平時(shí)為制冰柜制冷蓄冰，遇突發(fā)情況時(shí)，即使空調(diào)裝置斷電不能工作，也對避災(zāi)硐室內(nèi)的制冷系統(tǒng)工作無任何影響。防護(hù)密閉裝置包括防護(hù)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(shè)有防護(hù)靜水壓力的防護(hù)密閉門和防爆隔離墻，過渡室與生存室之間設(shè)置密閉門和隔離墻，有效的防止水和氣體滲入。所述防護(hù)密閉門采用Q345強(qiáng)度鋼材，具有八點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)，持續(xù)有效防護(hù)井下靜水壓力。如圖5所示，防護(hù)隔離墻形狀為楔形，周邊掏槽，深度不小于0. 2m，用強(qiáng)度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實(shí)，保證足夠的氣密性，使避災(zāi)硐室形成一個(gè)密閉空間，阻止避難所外部的有毒有害氣體進(jìn)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(jìn)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(shè)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(zāi)硐室內(nèi)外空氣對流。同時(shí)強(qiáng)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(dāng)外部壓風(fēng)管路正常時(shí)，可通過接壓風(fēng)ロ 44接入外部壓風(fēng)管路。壓縮空氣瓶為40L，標(biāo)稱壓カ15MPa，共10瓶，采用先減壓后匯流方式，減壓后最大壓カ0.5MPa。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(shí)，外部壓風(fēng)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(cè)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(shè)置在過渡室內(nèi)，人進(jìn)入硐室門后，站在噴淋下面進(jìn)行吹洗，完后進(jìn)入生存室，作用在于吹洗遇險(xiǎn)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,出ロ壓カ為0.3MPa以上。如圖6所示，生存室設(shè)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(fēng)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(fēng)ロ吹出，并接著從普通排氣管53排出去。吸收藥劑進(jìn)行真空模塊化包裝，使用時(shí)拆開外包裝直接放入空氣凈化柜中即可，操作方便、無粉塵?？諝鈨艋L(fēng)扇既可以采用電カ驅(qū)動，又可以采用壓縮空氣驅(qū)動，都可進(jìn)行無極調(diào)速，操作時(shí)只需旋轉(zhuǎn)按鈕即可按需調(diào)整風(fēng)量。另外，如圖6所示，該系統(tǒng)還包括應(yīng)急排氣裝置，在硐室內(nèi)發(fā)生水災(zāi)的情況下，普通排氣管不能正常工作，此時(shí)，則啟動應(yīng)急排氣裝置進(jìn)行工作，和外界進(jìn)行氣體交換。該應(yīng)急排氣裝置包括兩道或兩道以上的應(yīng)急排氣管51以及安裝在應(yīng)急排氣管51端部的手控閥門52，應(yīng)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(yīng)急排氣管51沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風(fēng)機(jī)。動カ供應(yīng)子系統(tǒng)采用大容量高可靠性不間斷鋰電池，為避災(zāi)硐室供應(yīng)大于96h的電源?？稍趧鹰╇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(fēng)循環(huán)所用的電動水泵、電動風(fēng)扇、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等提供滿足設(shè)備運(yùn)行96小時(shí)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(jìn)行監(jiān)測。環(huán)境檢測儀性能參數(shù)如下:測量范圍為:(0.0 25.0)%02 ; (0 1000) X 10-6C0 ; (0 5%) C02 ; (0.0 10.0) %CH4 ； (-40 1250) °C ; (0 100%) RH ； (0 2000Pa)P。生存室內(nèi)的檢測儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測生存室內(nèi)的氧氣、ニ氧化碳、一氧化碳、溫度、濕度、氮氧化物、壓差，并在超限報(bào)警后為避險(xiǎn)人員提供正確的操作語音提示，通過正確措施來保障避災(zāi)硐室內(nèi)環(huán)境平衡。同時(shí)避災(zāi)硐室外部的檢測儀對硐室外面的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)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(xiǎn)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(zāi)硐室內(nèi)生存達(dá)到96h以上，必須保證避災(zāi)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(yīng)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并設(shè)定報(bào)警值，同時(shí)還要監(jiān)測避災(zāi)硐室外部環(huán)境的變化情況，判斷環(huán)境是否處于危險(xiǎn)狀態(tài)，便于采取相應(yīng)的措施來保證人員生存和逃生安全。通訊子系統(tǒng)設(shè)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(zāi)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(dá)到地面，最大限度保證災(zāi)變期間的通訊安全可靠。硐室內(nèi)還包括壓風(fēng)、供水系統(tǒng)，在礦井中接入壓風(fēng)管路和供水管路，壓風(fēng)管路上設(shè)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(fēng)出口壓力在
0.1 0.3MPa之間，供風(fēng)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(shè)置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險(xiǎn)人員避險(xiǎn)時(shí)的需要。礦井供水施救系統(tǒng)可在緊急情況下為避險(xiǎn)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(shè)置有座椅、擔(dān)架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標(biāo)志牌、棋牌、衛(wèi)生間等輔助設(shè)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1.2倍人 數(shù)，其中每個(gè)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(biāo)志牌、棋牌等。座椅分為2排放置在生存室中，兩側(cè)座椅靠背在巷幫上。座椅的主要技術(shù)參數(shù):長X寬X高=IOOOmmX495mmX800mm。箱體部分尺寸:長X寬 X 高=IOOOmmX 400mmX 400mm。擔(dān)架選用救護(hù)隊(duì)用折疊擔(dān)架，數(shù)量為4副，用于救治和運(yùn)送傷員。急救包內(nèi)儲備有用于傷員的緊急救治和避險(xiǎn)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(jìn)行自動封裝。采用化學(xué)除臭劑消除異味，保障避險(xiǎn)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(zāi)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(zāi)硐室內(nèi)接入礦井供水管路，并設(shè)專用接口和供水閥門，以確保在緊急情況下為避險(xiǎn)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(zāi)硐室儀器設(shè)備的維修。工具箱設(shè)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(zāi)硐室內(nèi)因電源短路等引起的火災(zāi)。設(shè)置有指示標(biāo)志牌若干，用于說明儀器設(shè)備的操作提示和警示。硐室內(nèi)儲存有操作手冊，達(dá)到每人一本，以便閱讀。[0094]本實(shí)用新型金屬礦井下避災(zāi)硐室系統(tǒng)將各個(gè)功能組件整合到一起，不僅降低了功耗，提高了該避災(zāi)硐室的防護(hù)工作時(shí)間，針對金屬礦山的災(zāi)變特點(diǎn)，提高了避災(zāi)硐室的科學(xué)實(shí)用性。此外，通過配置專用管路設(shè)防水頭，設(shè)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(zāi)、火災(zāi)毒氣、炮煙毒氣、冒頂阻巷等井下所發(fā)生的繼生災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)庇護(hù)，井根據(jù)井下實(shí)際情況制定逃生計(jì)劃或引導(dǎo)救護(hù)隊(duì)員實(shí)施救護(hù)。有效地避免或降低人身傷亡的事故發(fā)生。以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式
，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種金屬礦井避災(zāi)砸室系統(tǒng)，包括: 供氧子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括壓風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)相連的壓風(fēng)管路向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)在災(zāi)變發(fā)生時(shí)遭受破壞不能正常工作時(shí)，通過瓶裝壓縮氧氣向避災(zāi)硐室供氧，當(dāng)避難人員離開硐室逃生時(shí)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(jī)和空調(diào)控制箱設(shè)置在硐室外一定高度平臺上，防爆風(fēng)機(jī)把室內(nèi)的高溫高濕氣體吸入，經(jīng)過蓄冰柜通風(fēng)管道的冷凝降溫作用形成冷氣，從排風(fēng)ロ吹出； 防護(hù)密閉子系統(tǒng)，在入口設(shè)有防護(hù)靜水壓カ的防護(hù)密閉門和防護(hù)隔離墻，過渡室與生存室之間設(shè)置密閉門和隔離墻；生存室內(nèi)設(shè)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(shè)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(jìn)行吹洗，與氣幕管路可以進(jìn)行切換；通過防爆風(fēng)機(jī)內(nèi)的空氣凈化風(fēng)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(fēng)ロ吹出，可以與蓄冰柜的出風(fēng)ロ相連接以減少功耗； 動カ供應(yīng)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(shè)備功耗進(jìn)行容量配置，為避災(zāi)硐室供應(yīng)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(shí)時(shí)監(jiān)測生存室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并在超限報(bào)警后為避險(xiǎn)人員提供正確的操作語音提示，保障避災(zāi)硐室內(nèi)環(huán)境平衡； 通訊子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)設(shè)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(zāi)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(dá)到地面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:還包括應(yīng)急排氣裝置，該應(yīng)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(yīng)急排氣管以及安裝在排氣管上的手控閥門，兩道應(yīng)急排氣管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)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(dān)架、急救包、食品、飲用水、工具箱、滅火器、指示標(biāo)志牌、棋牌、座便器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:還包括壓風(fēng)、供水系統(tǒng)，在硐室內(nèi)接入壓風(fēng)管路和供水管路，壓風(fēng)管路上設(shè)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(shè)置有專用接口和供水閥，水量和水壓滿足額定避險(xiǎn)人員避險(xiǎn)時(shí)的需要。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:所述防護(hù)密閉門采用Q345強(qiáng)度鋼材，具有八點(diǎn)鎖緊密閉機(jī)構(gòu)，持續(xù)抵抗足夠強(qiáng)度的靜水壓力，硐室外設(shè)防水頭高度至少為500mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:所述防護(hù)隔離墻形狀為楔形，周邊掏槽，深度不小于0.2m，用強(qiáng)度不低于C30的混凝土澆筑，并與巖體接實(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:硐室內(nèi)壁采用隔熱耐火材料進(jìn)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(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣凈化風(fēng)扇采用電力驅(qū)動或者壓縮空氣驅(qū)動，可與壓風(fēng)管路和壓縮空氣瓶相連并進(jìn)行切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)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(zāi)場所所在環(huán)境的內(nèi)外氣體壓力差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，其特征在于:所述動力供應(yīng)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(shè)備功耗進(jìn)行容量配置，其可根據(jù)設(shè)備在動力供電切斷的情況下提供`滿足設(shè)備運(yùn)行96小時(shí)以上的電量。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種金屬礦井避災(zāi)硐室系統(tǒng)，包括壓風(fēng)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(hù)密閉子系統(tǒng)、動力供應(yīng)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(yīng)急排氣裝置以及附屬子系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決了目前金屬礦井用避災(zāi)硐室系統(tǒng)在國內(nèi)尚無成型的技術(shù)和產(chǎn)品，無法應(yīng)對金屬礦山發(fā)生的災(zāi)變，且待援時(shí)間較短的問題。確保災(zāi)變切斷動力電源下，可在硐室內(nèi)生存96小時(shí)以上，在遇到井巷特大透水淹井情況時(shí)，可通過相應(yīng)管路通氣與排氣，保證基本生存條件，可對水災(zāi)、火災(zāi)中有毒有害氣體、炮煙毒氣進(jìn)行長達(dá)至少96小時(shí)的緊急避災(zāi)，適用于處于堅(jiān)固巖石構(gòu)造中的金屬礦井或地下工程。
文檔編號E21F11/00GK202914129SQ201220577530
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)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(xué)研究總院