专利名称：一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿用应急避难设施，特别是一种具有双重保障功能的煤矿井下避 难硐室，适用于煤矿、非煤地下矿山或者地下工程的人员遇险后避险待援。
背景技术：
我国目前少数矿井也建有少量初级的安全硐室。但从设计布局、构建及使用上都 不具有系统性，现实灾害中根本不能起到躲避灾难的作用，如有的煤矿井下避难硐室距离 采掘工作面距离不合理，有的内部没有水、可呼吸空气有的强度不够等。因此，矿井特别需 要一种具有抗爆、密闭、隔热等性能，装备相应的传感、通讯、空气净化等设备，能在灾后为 井下遇险人员提供生命保障的避难设施。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，它不仅能够在 煤矿井下发生矿难时利用矿井已有“五大系统”为井下矿工提供持续生命保障，还能在已有 “五大系统”损毁时使用自身设备为40名避险人员提供96小时的生存保障。本发明的避难 硐室根据实际需要取舍或者更换相适应的装备，也适用于非煤地下矿山或者地下工程。本发明的技术方案是一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，包括煤矿井 下现有的安全监测监控、人员定位、压风、供水和通信“五大系统”，其特征在于避难硐室 设置在地质构造简单、围岩稳定的进风巷道旁侧的岩层中，避难硐室采用阻燃、抗静电、耐 高温、耐腐蚀的材料支护；避难硐室入口设有带防爆门的防爆墙和用于进出硐室缓冲用的 隔离室，避难硐室的里端为生活室，生活室与隔离室之间设有带密封门的密闭墙；隔离室内 设有使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调、救生工具储藏箱、防爆蓄电池、压缩空气 瓶、环境监控系统、密封生理排泄器及相应的管路；生活室内设有与防爆蓄电池电连接的相 变制冷空调、环境监控系统、控制系统、空气净化装置以及长椅、生存食物储藏箱、氧气瓶。 进入避难硐室的供电、压风及供水的输送管线在入室前面不少于200米的长度，应埋设于 巷底或者巷壁；避难硐室与所述现有的“五大系统”有效对接，避难硐室先使用未被灾害损 毁的“五大系统”提供的资源进行救援维持；当“五大系统”全部或部分被灾害损坏时，立即 切换接入避难硐室自有的相关设备或者设施运转，进行生命维持，等待救援人员到来。所述防爆墙、防爆门、密闭墙和密封门采用双层结构，由IOmm厚加筋钢板焊接组 成，可承受2. 5MPa的爆炸冲击力；由于避难硐室嵌入在巷道侧壁内，防爆墙及防爆门一般 不会遭受正面冲击力，从而降低了爆炸冲击力对硐室的破坏，实现保护避难硐室内人员安 全的目的。所述进入避难硐室的电、压风及水的输送管线包括供电电缆、监测监控、人员定位 及通信设备线路需经防爆接口进入避难硐室；还包括压风及供水管路进入避难硐室内部应 设置阀门。所述空气净化装置设有吸收(X)2的氢氧化钙及MC-CO型一氧化碳吸附剂；氢氧化钙吸收(X)2的能力为120L/Kg，据《煤矿井下避难所试点建设基本要求》吸收(X)2能力人均不 低于0. 5L/min计算，避难硐室容纳40人、96小时需用的氢氧化钙为1200Kg、MC_C0型一氧 化碳吸附剂为6Kg ；避难硐室采用MC-CO型一氧化碳吸附剂来去除灾后可能产生的一氧化 碳气体。MC-CO型一氧化碳吸附剂是贵金属-多元氧化态活性体系，具有双机理在有氧的 气氛中一氧化碳与氧反应生成二氧化碳；在无氧的气氛中吸附剂上的“固态氧”直接与原料 气中的一氧化碳反应而脱除一氧化碳。避难硐室动力系统主要保障硐室内通风制冷装置、传感器工作及后续控制系统电 力，避难硐室引用矿下380V或660V电源为动力系统供应能源，事故后若外部电源未损坏， 则采用外部电网电源进行供电。所述使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调的温度控 制时间无上限，使用与防爆蓄电池电连接的相变制冷空调时，在外部环境温度及内部 40人条件下室内温度控制在35 °C以下的时间不低于96小时。所述防爆蓄电池为48V 420AH 铅蓄电池组，作为系统的备用电源，与接入硐室的外部电网电源通过电闸并联。在外部电网 电源或者线路受损情况下可切换备用电源，为系统提供96小时的动力保障，并有1. 2倍的 安全系数。避难硐室容纳40人、96小时需用的储氧量为110592L，氧气瓶气压力为15MPa， 是硐室内气压的125倍，需用氧气瓶的体积为110592L/125 885L。
图1为避难硐室的轴测图。图2为避难硐室的俯视图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例本发明做进一步的详细说明。实施例1 如图1及图2所示一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，包括 煤矿井下现有的安全监测监控、人员定位、压风、供水和通信“五大系统”；避难硐室设置在 地质构造简单、围岩稳定的进风巷道旁侧的岩层中，避难硐室采用阻燃、抗静电、耐高温、耐 腐蚀的材料支护。避难硐室入口设有带防爆门15的防爆墙5和用于进出硐室缓冲用的隔 离室17，避难硐室的里端为生活室18，生活室18与隔离室17之间设有带密封门16的密闭 墙8。隔离室17内设有使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调1、救生工具储藏箱3、 防爆蓄电池4、压缩空气瓶6、环境监控系统7、密封生理排泄器14及相应的管路；压缩空气 瓶6可以使隔离室17内形成正压，防止有毒有害气体进入硐室。生活室18内设有与防爆 蓄电池4电连接的相变制冷空调2、环境监控系统7、控制系统9、空气净化装置10以及长椅 11、生存食物储藏箱12、氧气瓶13。进入避难硐室的供电、压风及供水的输送管线在入室前 面不少于200米的长度，应埋设于巷底或者巷壁；避难硐室与所述现有的“五大系统”有效 对接，避难硐室先使用未被灾害损毁的“五大系统”提供的资源进行救援维持；当“五大系 统”全部或部分被灾害损坏时，立即切换接入避难硐室自有的相关设备或者设施运转，进行 生命维持，等待救援人员到来。所述防爆墙5、防爆门15、密闭墙8和密封门16采用双层结构，由IOmm厚加筋钢 板焊接组成，可承受2. 的爆炸冲击力；由于避难硐室嵌入在巷道侧壁内，防爆墙5及防 爆门15 —般不会遭受正面冲击力，从而降低了爆炸冲击力对硐室的破坏，实现保护避难硐室内人员安全的目的。所述进入避难硐室的电、压风及水的输送管线包括供电电缆、监测监控、人员定位 及通信设备线路需经防爆接口 19进入避难硐室；还包括压风及供水管路进入避难硐室内 部应设置阀门。所述空气净化装置10设有吸收(X)2的氢氧化钙及MC-CO型一氧化碳吸附剂；氢氧 化钙吸收(X)2的能力为120L/Kg，据《煤矿井下避难所试点建设基本要求》吸收(X)2能力人均 不低于0. 5L/min计算，避难硐室容纳40人、96小时需用的氢氧化钙为1200Kg、MC_C0型一 氧化碳吸附剂为6Kg ；避难硐室采用MC-CO型一氧化碳吸附剂来去除灾后可能产生的一氧 化碳气体。MC-CO型一氧化碳吸附剂是贵金属-多元氧化态活性体系，具有双机理在有氧 的气氛中一氧化碳与氧反应生成二氧化碳；在无氧的气氛中吸附剂上的“固态氧”直接与原 料气中的一氧化碳反应而脱除一氧化碳。避难硐室动力系统主要保障硐室内通风制冷装置、传感器工作及后续控制系统电 力，避难硐室引用矿下380V或660V外部电网电源为动力系统供应能源，事故后若外部电源 未损坏，则采用外部电网电源进行供电。所述使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调 1的温度控制时间无上限，使用与防爆蓄电池4电连接的相变制冷空调2时，在外部环境温 度及内部40人条件下室内温度控制在35°C以下时间不低于96小时。所述防爆蓄电 池4为48V 420AH铅蓄电池组，作为系统的备用电源，与接入硐室的外部电网电源通过电闸 并联。在外部电网电源或者线路受损情况下，切换备用电源，可为系统提供96小时的动力 保障，并有1.2倍的安全系数。避难硐室容纳40人、96小时需用的储氧量为110592L，氧 气瓶气压力为15MPa，是硐室内气压的125倍，需用氧气瓶的体积为110592L/125 885L。当井下供风系统正常工作时，避难硐室不使用氧气瓶13及空气净化装置10;当井 下发生较严重灾变致使井下供风系统损毁时，氧气瓶13及空气净化装置10可为40名避险 人员提供96小时的呼吸保障。生存食物储藏箱12及长椅11下设置的储物柜都用于存放 生存必需品及药物。控制系统9为避难硐室的电控核心，与电源、制冷系统、空气净化系统、 环境监控系统相连，根据硐室内外环境条件通过内部程序控制实现各系统的联合工作。实施例2 实施例1所述的避难硐室可根据实际需要取舍或者更换相适应的装备， 也适用于非煤地下矿山或者地下工程。
权利要求
1.一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，包括煤矿井下现有的安全监测监控、 人员定位、压风、供水和通信“五大系统”，其特征在于避难硐室设置在地质构造简单、围岩 稳定的进风巷道旁侧的岩层中，避难硐室采用阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀的材料支护；避 难硐室入口设有带防爆门(15)的防爆墙(5)和用于进出硐室缓冲用的隔离室(17)，避难硐 室的里端为生活室(18)，生活室(18)与隔离室(17)之间设有带密封门(16)的密闭墙(8); 隔离室(17)内设有使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调(1)、救生工具储藏箱(3)、 防爆蓄电池(4)、压缩空气瓶(6)、环境监控系统(7)、密封生理排泄器(14)及相应的管路； 生活室(18)内设有与防爆蓄电池(4)电连接的相变制冷空调(2)、环境监控系统(7)、控制 系统(9)、空气净化装置(10)以及长椅(11)、生存食物储藏箱(12)、氧气瓶(13)；进入避难 硐室的供电、压风及供水的输送管线在入室前面不少于200米的长度，应埋设于巷底或者 巷壁；避难硐室与所述现有的“五大系统”有效对接，避难硐室先使用未被灾害损毁的“五大 系统”提供的资源进行救援维持；当“五大系统”全部或部分被灾害损坏时，立即切换接入避 难硐室自有的相关设备或者设施运转，进行生命维持，等待救援人员到来。
2.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于所 述防爆墙(5)、防爆门(15)、密闭墙(8)和密封门(16)采用双层结构，由IOmm厚加筋钢板焊 接组成，可承受2. 5MPa的爆炸冲击力。
3.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于所 述进入避难硐室的电、压风及水的输送管线包括供电电缆、监测监控、人员定位及通信设备 线路需经防爆接口(19)进入避难硐室；还包括压风及供水管路进入避难硐室内部应设置 阀门。
4.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于所 述空气净化装置(10)设有吸收C02的氢氧化钙及MC-CO型一氧化碳吸附剂，避难硐室容纳 40人、96小时需用的氢氧化钙为1200Kg、MC-CO型一氧化碳吸附剂为6Kg。
5.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于所 述使用外部电网电源的防爆压缩循环制冷空调(1)的温度控制时间无上限，使用与防爆蓄 电池(4)电连接的相变制冷空调(2)时，在外部环境温度55°C及内部40人条件下室内温度 控制在35°C以下的时间不低于96小时。
6.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于所 述防爆蓄电池(4)为48V 420AH铅蓄电池组，作为系统的备用电源，与接入硐室的外部电网 电源通过电闸并联；在外部电网电源或者线路受损情况下可切换备用电源，为系统提供96 小时的动力保障，并有1. 2倍的安全系数。
7.根据权利要求1所述一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，其特征在于避 难硐室容纳40人、96小时需用的储氧量为110592L，氧气瓶气压力为15MPa，是硐室内气压 的125倍，需用氧气瓶的体积为110592L/125 ^ 885L。
全文摘要
本发明涉及一种具有双重保障功能的煤矿井下避难硐室，设置在进风巷道旁侧稳定的岩层中，坚固、抗爆、阻燃；入口设有带防爆门的防爆墙和隔离室，隔离室与里端的生活室之间设有带密封门的密闭墙；隔离室内设有防爆制冷空调、救生工具箱、防爆蓄电池、压缩空气瓶、环境监控系统、密封生理排泄器及相应的管路；生活室内设有与蓄电池连接的相变制冷空调、环境监控系统、控制系统、空气净化装置、食物储藏箱、氧气瓶。避难硐室与现有的“五大系统”有效对接，“五大系统”损坏后，立即切换避难硐室自有的电力、通讯、制冷空调、空气净化及供氧等设备运转，能为40名避险人员提供96小时的生存保障；本发明也适用于非煤地下矿山或者地下工程。
文档编号B01D53/62GK102146804SQ20111003227
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者李木根, 项光辉 申请人:南昌通宝科技有限公司, 江西省煤炭工业科学研究所