一种煤矿用可移动式应急救生舱.pdf

一种煤矿用可移动式救生舱，属于安全设备领域。其特征是由同一规格的舱体基本单元连接组装而成，(1)为外部波纹钢板；(2)为法兰结构，用于舱体基本单元之间的连接；(3)为连接用螺栓孔；(4)是吊装孔，是在矿井下使用单轨吊运输舱体基本单元；(5)是叉车插槽，用于叉车运输舱体基本单元；(6)是滚轮，两轮之间轨距能调，用于在矿井巷道内通过轨道行进；组装完毕的救生舱包括门舱(7)、生存舱(8)、设备舱(9)、外挂动力站(10)。救生舱能够在为井下被困工作人员提供具有基本生存条件的安全应急避难空间，同时抵御外界有毒有害气体、坍塌、高温、爆炸冲击波等伤害，提高井下被困人员生还几率。救生舱的分体框架式设计便于拆卸和运输，并能快速适应矿井下工作面位置的频繁改变。

1.  一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是由同一规格的舱体基本单元连接组装而成，(1)为外部波纹钢板；(2)为法兰结构，用于舱体基本单元之间的连接；(3)为连接用螺栓孔；(4)是吊装孔，是在矿井下使用单轨吊运输舱体基本单元；(5)是叉车插槽，用于叉车运输舱体基本单元；(6)是滚轮，两轮之间轨距能调，用于在矿井巷道内通过轨道行进；组装完毕的救生舱包括门舱(7)、生存舱(8)、设备舱(9)、外挂动力站(10)。

2.  如权利要求1所述的一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是滚轮(6)由拖靴(13)替代。

3.  如权利要求1所述的一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是救生舱外侧气密门(12)与内侧水密门(21)之间的空间称为门舱(7)，门舱(7)内部设有正压排气装置，由压缩空气钢瓶排气系统(19)和压风供氧系统(20)两套气源供气)，在外部气密门(12)开启同时带动排气装置，门框四周气流喷嘴形成空气幕，阻止外界有毒有害气体进入，人员进入并关闭外部气密门(12)后，再开内部水密门(21)进入生存舱(8)。

4.  如权利要求1所述的一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是救生舱水密门(21)内部空间为生存舱(8)，是被困矿工避难生存的空间；生存舱(8)顶部有一道防透水气密门(11)，当煤矿发生透水事故，水位高于侧面气密门(12)的门槛时，为避免水进入救生舱，矿工通过舱壁应急梯(14)攀爬至舱顶，开启气密门(11)直接进入生存舱内；生存舱(8)内一侧舱壁上安装单人折叠座椅(22)，固定座椅(23)，另一侧为长折叠座椅(24)，需要节省舱内空间时能够拆卸；单人折叠座椅(22)下为化学处理厕所(34)，固定座椅(23)下空间放置食物、饮用水、急救箱、应急化学氧储罐；舱侧壁上安装有气体传感器(25)，顶部有LED防爆照明灯(31)以及气、电管线(32)；舱内靠近设备舱一侧底部为空气净化装置(26)，运行时将舱内空气从空气净化装置内循环并对其进行净化有毒有害气体及杂质的处理；舱壁上为通讯、监测设备控制面板(33)；空气净化装置(26)一侧空间放置备用空气净化药剂(27)；舱壁下部有手动和自动泄压阀(28)，用于压风供氧时气压过高情况下的平衡舱内气体压力。

5.  如权利要求1所述的一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是救生舱尾部舱体基本单元为设备舱(9)，内部有高压氧气钢瓶(29)，用于外部矿用压风供氧管路中断后舱内的氧气供应。

6.  如权利要求1所述的一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是外挂动力站(10)与救生舱舱体分离以提高安全性，通过防爆供电管路(17)连接，救生舱内所有电气设备的供电依靠外挂动力站(10)，动力站(10)自身具有防爆外壳，内部为铅酸电池组、充电器；正常生产情况下矿用电源通过动力站(10)对救生舱内设备供电，同时对动力站(10)保持充电状态；当事故发生导致矿用电源中断时，动力站(10)通过内部大容量铅酸电池组向救生舱内供电。

一种煤矿用可移动式应急救生舱
技术领域
本发明属于安全设备领域，涉及一种煤矿用应急救生舱，尤其是煤矿及其它井工矿矿井下发生事故时为无法及时撤离的矿工提供安全的应急避难空间，在一定时间内维持其生存，能够显著地提高煤矿事故中被困矿工的生还几率。
背景技术
目前，公知的矿井可移动的应急避难空间在国内经检索相关信息尚无完成的技术、产品，在国外此类产品称为矿井用应急避难室(Mine Emergency RefugeChamber)，主要用于金属矿井中为矿工短时间(一般不超过96h)躲避防止有毒有害气体或火灾烟气的伤害，其相关设备防爆要求远低于煤矿矿井。但是，由于中国煤矿矿井条件复杂，存在爆炸、透水等特殊灾害，一般国外应急避难室无法满足其运输、防爆等要求，且造价较高，难以引进使用。
发明内容
本发明提供一种煤矿用可移动式救生舱。在煤矿或其它井工矿内发生事故时，无法及时撤离到安全区域的矿工进入救生舱，救生舱能隔绝巷道内有毒有害气体、水，在一定时间内承受一定强度的高温、爆炸冲击波，为舱内人员提供氧气、食物、水以及应急药品等维持生存的必要因素，保证其生命安全，等待救援。同时它能克服现有应急避难空间类救援设备无法适应煤矿安全要求的不足。
一种煤矿用可移动式救生舱，其特征是由同一规格的舱体基本单元(图1)连接组装而成。舱体基本单元规格同一，1为外部波纹钢板；2为法兰结构，用于舱体基本单元之间的连接；3为连接用螺栓孔；4是吊装孔，可在矿井下使用单轨吊运输舱体基本单元；5是叉车插槽，用于叉车运输舱体基本单元；6是滚轮，两轮之间轨距可调，用于在矿井巷道内通过轨道行进。
组装完毕的救生舱(见图2、图3)，包括以下部分：门舱7、生存舱8、设备舱9、外挂动力站10、防透水气密门11、气密门12、钢制脱靴13、应急梯14、观察窗15、设备舱检修门16、动力站供电管路17、矿用压风管路接口18、压缩空气钢瓶排气系统19、压风供氧系统20、水密门21、单人折叠座椅22、固定折叠座椅23、折叠座椅24、舱内气体传感器25、舱内空气净化装置26、净化装置备用药剂27、手动、自动泄压阀28、高压氧气钢瓶29、警示灯30、LED防爆照明灯31、舱内气、电管线32、舱内设备操作控制面板33、化学处理厕所34。
救生舱外侧气密门12与内侧水密门21之间的空间称为门舱7，主要作为舱内人员与外界危险环境的缓冲地带。门舱7内部设有正压排气装置(由压缩空气钢瓶排气系统19和压风供氧系统20两套气源供气)，在外部气密门12开启同时带动排气装置，门框四周气流喷嘴形成空气幕，阻止外界有毒有害气体进入，人员进入并关闭外部气密门12后，再开内部水密门21进入生存舱8。
救生舱水密门21内部空间为生存舱8，是被困矿工避难生存的主要空间。生存舱8顶部有一道防透水气密门11，用于煤矿发生透水事故，水位高于侧面气密门12的门槛时，为避免水进入救生舱，矿工可通过舱壁应急梯14攀爬至舱顶，开启气密门11直接进入生存舱内。生存舱8内一侧舱壁上安装单人折叠座椅22，固定座椅23，另一侧为长折叠座椅24(需要节省舱内空间时可拆卸)。单人折叠座椅22下为化学处理厕所34，固定座椅23下空间放置食物、饮用水、急救箱、应急化学氧储罐。舱侧壁上安装有各类气体传感器25，顶部有LED防爆照明灯31以及气、电管线32。舱内靠近设备舱一侧底部为空气净化装置26，运行时将舱内空气从装置内循环并对其进行净化有毒有害气体及杂质的处理。舱壁上为通讯、监测设备控制面板33。空气净化装置26一侧空间放置备用空气净化药剂27。舱壁较低位置有手动和自动泄压阀28，用于压风供氧时气压过高情况下的平衡舱内气体压力。
救生舱尾部舱体基本单元为设备舱9，内部主要设备为高压氧气钢瓶29，用于外部矿用压风供氧管路中断后舱内的氧气供应。
救生舱内所有电气设备的供电依靠外挂动力站10，动力站10与救生舱舱体分离以提高安全性，通过防爆供电管路17连接。动力站自身具有防爆外壳，内部为铅酸电池组、充电器等装置。正常情况下矿用电源通过动力站10对舱内设备供电，同时对动力站10保持充电状态；当事故发生导致矿用电源中断时，动力站10通过内部大容量铅酸电池组向舱内供电。
救生舱设计上满足《煤矿安全操作规程》要求，具有气密、防爆、隔热、抗压等特性，能提供氧气、食物、水，容纳一定数量(救生舱有多种规格)人员生存，内部设有监测、通讯设备。可移动式救生舱由同一规格的舱体基本单元连接组装而成，改变基本单元的数量即可使救生舱整体拥有多种规格，满足不同矿井要求。救生舱能够迅速拆卸成舱体基本单元，方便快捷地在矿井巷道中运输、组装，满足井下工程进度地要求；在安全状态下，各救生舱可作为矿井区域监测分站，起到区域预警作用，并依靠内部监测通讯设备对矿井安全状况进行监控。在煤矿出现瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、透水、火灾等事故时，本系统中的救生舱能够在外部水、气、电力供应切断的情况下为井下被困工作人员提供包括氧气、食物、水等基本生存条件的安全应急避难空间，同时抵御外界有毒有害气体、坍塌、高温、爆炸冲击波等伤害，并能利用舱内外检测仪器实时监测周围环境状况，同时通过通讯设备与外界取得联系，引导救援，提高井下被困人员生还几率。平时，救生舱以及矿用通讯、监测网络组成的一体化的应急救援系统能够对井下安全状况起到一定监控作用，提高矿井的事故预警能力。救生舱的分体框架式设计使其能够在拆卸后运输，到架设地点后进行安装，降低了整体运输工作的难度，并能快速适应矿井下工作面位置的频繁改变。
附图说明
图1为本发明舱体基本单元构造图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明俯视图；
图4为本发明左视图；
图5为本发明A-A侧剖视图；
图6为本发明B-B侧剖视图。
具体实施方式
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：救生舱舱体采用分体组装式结构，全部由同一规格的舱体基本单元(图1)通过法兰式结构2依靠螺栓连接组装而成，连接处加装密封材料以达到气密性能，舱体底部以钢架辅助连接各单元以提高整体强度。舱体基本单元长650～900mm，不同数量的基本单元能够组成相应不同规格(容纳人数、动力水平等性能指标上不同)的救生舱，可依据不同煤矿巷道条件选择，同时便于随工程进展拆装、运输。
舱体基本单元舱壁(即救生舱舱壁)设计采用复合结构，内层为不锈钢保温层、中部为填充的高效隔热材料，外部框架为特殊加工的高强度波纹钢板1，钢板与不锈钢板之间依靠保温材料制成的龙骨支撑连接，设计上保证内外金属材料无直接连接点。外部波纹钢板上涂耐火涂料，提高其耐高温性能。舱体基本单元底部行进装置为可依据矿用钢轨宽度调整轮距的钢制滚轮6(可换装拖靴13)；顶部有吊装孔4可用于在煤矿井下巷道中依靠单轨吊运输；舱体基本单元底部两侧有叉车插槽5，可采用叉车运输。根据特殊需要，部分舱体基本单元有特殊加工处理(如加装观察窗15、防透水气密门11等)。
门舱7内部设有正压排气装置(由压缩空气钢瓶排气系统19和压风供氧系统20两套气源供气)，在外部气密门12门框内部有空气管路、排气孔，两套空气源向空气管路送气，气密门12关闭时，挤压门框空气管路中的针阀关闭切断气路，当气密门12开启时，针阀打开，气路畅通，门框四周气流喷嘴形成空气幕，阻止外界有毒有害气体进入。
救生舱内正常氧气供应系统包括压风供氧系统20和高压氧气钢瓶供氧系统29。压风供氧管路通过外部压风管、专用压风接头18、压风供氧系统20(压力表、截止阀、过滤减压器、球阀、流量计、消音器、送气管)连通到生存舱，生存舱另一侧有相应的泄压阀28(自动和手动)。高压氧气钢瓶供氧系统29中氧气瓶通过汇流排截止阀、压力表、软管、截止阀、减压阀、减压器、压力表、安全阀、流量阀、流量计连接到到生存舱氧气释放管32；一套氧气供应装置出现故障时可以在气动控制装置调节下自动切换到另一套供氧装置。同时生存舱8内设有即开即用型应急化学氧储罐，存放在固定座椅23下的空间内。
救生舱内各类气体传感器25、空气净化装置26、设备控制面板33等组成舱内环境控制系统，空气净化装置26在动力站10的电力供应下，对舱内气体进行处理，传感器25实时监测舱内气体参数，通过线路传输到控制系统，当气体环境出现异常时，系统自动报警，提示通过控制面板33对系统设备运行进行调整。
救生舱内所有电气设备的供电依靠外挂动力站10，动力站10与救生舱舱体分离以提高安全性，通过防爆供电管路17连接。动力站自身具有防爆外壳，内部为铅酸电池组、充电器等装置。正常情况下矿用电源通过动力站10对舱内设备供电，同时对动力站10保持充电状态；当事故发生导致矿用电源中断时，动力站10通过内部大容量铅酸电池组向舱内供电。独立的外挂式动力站各项技术指标均可调整，通过改变电池组的容量来满足救生舱不同规格的动力要求。