专利名称：煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤矿井下紧急安全避险硐室的设施，具体涉及的是一种煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置。
背景技术：
煤矿井下紧急避险硐室是指煤矿井下发生紧急情况时，为遇险人员安全避险提供生命保障的密闭空间的硐室，该硐室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，为紧急救援创造条件、赢得时间。目前煤矿井下紧急避险硐室主要分为永久避险硐室、临时避险硐室、可移动式救生舱。永久避险硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区避险路线上具有紧急避险功能的 井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于五年。临时避险硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于五年。可移动式救生舱是指可通过牵引、吊装等方式实现移动，适应井下采掘作业地点变化要求的避险设施。煤矿井下紧急避险硐室按规定，应具备安全保护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下，额定防护时间不低于96小时。煤矿紧急避险硐室一般应布置在稳定的岩层中，每个永久避险硐室设计额定避险人数不少于20人，不多于100人，其中生存室的宽度不得小于2. O米，净高不低于2. O米，每人应有不低于I. O平方米的有效使用面积。临时避险硐室设计额定避险人数不少于10人，不多于40人，其中临时避险硐室生存室的净高不低于I. 85米，每人应有不低于O. 9平方米的有效使用面积。可移动式救生舱提供的有效生存空间不小于每人O. 9立方米。紧急避险设施内部环境中氧气含量应在18. 5% -23. O %之间，二氧化碳浓度不大于I. 0%,甲烧浓度不大于I. 0%, —氧化碳浓度不大于O. 0024%,温度不高于35摄氏度，湿度不大于85%，并保证紧急避险设施内始终处于不低于100帕的正压状态。现有的避险设施内对于温度的调节，一般采用空调装置和利用冰柜储存冰块调节温度，其中采用空调调节温度时还配备有蓄电瓶组，一旦发生事故导致供电电源发生断电，随即采用蓄电池组供给空调电源，确保避险硐室温度在35摄氏度以下。采用空调和利用冰柜储存冰块调节避险硐室温度存在的问题是，一旦电源发生断电事故，空调和冰柜所消耗的电源就需要蓄电瓶组供给，如果蓄电池组电量不足，将严重影响避险硐室的温度调节，当避险硐室的温度超过35摄氏度，将影响避难人员的安全。
发明内容本实用新型的目的，就是为了解决上述所说的煤矿井下一旦遭遇灾害性重大事故，造成避险硐室电源断电，靠蓄电池组供电的空调和储存冰块的冰柜出现电量不足，严重影响调节避险硐室温度的问题，设计了一种煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置。本装置的实施，可以省略现有的煤矿井下避险硐室为调节硐室温度设置的空调、储存冰块的冰柜以及所需的蓄电池组。该装置以水为冷源，以金属腔体为冷源的载体调节并控制避险硐室温度，为避难人员提供一种适宜的等待救援的环境温度。一种煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，其特征在于由金属板材制成几何形的腔体安装在避险硐室内，几何形的金属腔体注入水构成避险硐室以水为冷源的温控体，所说的温控体上部设有注水口，下部设有排水出口和联络接口，排水出口接有阀门，联络接口通过管道连通多个以水为冷源的温控体腔体构成避险硐室的温度调节装置，所述的温度调节装置的腔体内注入作为冷源的水容量与避难人员总数之比不小于O. 25立方米。所述的以水为冷源的温控体腔体设置成可以就坐的座椅，就坐的平面和靠背面设 置有防潮、防凉软垫。本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，也可以由耐腐蚀金属板材(例如不锈钢板材)制成其它形状的几何形腔体。根据水比热容公式(C71O = 4. 2KJ/kg · °C可知，每千克水每升高或降低I摄氏度需要4. 2KJ (千焦耳)的热量(C#)，一般情况下，人体在维持正常的肢体代谢过程中平均每天所散发的能量(Qtt)约2400KJ，100人4天(即96小时)所散发的总能量Q约等于Q = Q 均 XlOO 人 X4 天=2400X100X4 = 960000 (KJ)。在空载状态下，避险硐室的室温约为20摄氏度，经过试验，本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，经过计算，其腔体内作为冷源的水按照每个避难人员O. 25m3设计配置，避险硐室内用于可供100位避难人员调节环境温度的水总共需25m3(水的密度为lkg/L)，即25m3水的重量(M)等于25000kg，把上述相关参数带入下列算式可计算出100人4天(96小时)在避险硐室避难，其环境温度从20摄氏度可升高的温度(At):At = Q + C水 +M = 960000KJ + 4. 2KJ/kg · V +25000kg = 9. 14°C ；根据上述理论公式计算可进一步证明，4天(96小时)100人散发的总热量，可以使煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置腔体内25000kg水的温度从20摄氏度的水温最高上升至29. 14摄氏度，显然可以证明避险硐室的室温不会超过规定的35摄氏度。当避险硐室没有避险人员处于空载状态时，环境温度与以水为冷源的温度调节装置温度相等，约20摄氏度；当避险硐室启用涌入避难人员时，由于涌入避险硐室的人员的体温和活动、呼吸等因素影响，环境温度会升高，以水为冷源的温度调节装置会自动吸收避险硐室升高的温度，控制避险硐室的环境温度不超过35摄氏度，使避难人员在不低于96小时的规定避险时间等待救援时，有一个较适宜的室内避险环境温度。本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置的实施，省略了现有的煤矿井下避险硐室为调节硐室温度设置的空调、储存冰块的冰柜以及所需的蓄电池组。该装置以水为冷源，以金属腔体为冷源的载体，自然调节并控制避险硐室温度，不用电力，具有安全、节能、环保的积极效果，达到了设计目的。
图I是本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置设计成座椅几何形的温控体结构示意图；[0021]图2是本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置摆放位置结构示意图；图3所示曲线图，是一次百人在避险硐室不小于96小时的封闭性模拟试验温度变化曲线；其中1_温控体，2-开口，3-出口，4-接口，5-平面，6-靠背面，7-调节装置温度变化曲线，8-避难硐室温度变化曲线。
具体实施方式
结合图I、图2，在具体实施本煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置时，根据避险硐室需要，可以将所述的温腔体I设置成避险人员就坐的座椅，就坐的平面和靠背面设置有防潮、防凉软垫。作为温控体的座椅可以设计成双人并排座位，座椅腔体的上平面开口 2是注水口，出口 3可接阀门用于排水，接口 4通过管道相互连通多个温控体的座椅 腔体，使多个温控体与腔体内的水作为冷源构成避险硐室的温度调节装置。在座椅就坐的平面5和靠背面6设置防潮、防凉软垫，避难人员就坐后不会有阴凉的感觉。在避险硐室有限的空间内将温度调节装置制成座椅形式的几何体，使本实用新型具有就坐和调节温度的双重功能，还有利于节约硐室有效空间，具有积极的使用效果。结合图3所示曲线图，在空载情况下，避险硐室温度与以水为冷源的温度调节装置的温度均为20摄氏度，其中温度调节装置的腔体内注入作为冷源的水容量与避难人员总数之比为O. 25立方米，即温度调节装置的腔体内总共注入(25m3) 25000kg水。图3所示曲线8是避险硐室涌入百人(满载)后，硐室温度在本实用新型作用下96小时的温度变化状态；曲线7是避险硐室涌入百人后，温度调节装置96小时的温度变化状态。通过图3所示的温度检测变化曲线，进一步证明本实用新型的煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，安装在煤矿井下紧急避险硐室内具有调节避险硐室温度的显著效果，避险硐室环境温度不会超过35摄氏度，具有积极地使用效果。实践试验证明，当避险硐室一下涌入百人后，避险硐室温度由20摄氏度在96小时左右逐渐上升，最高可达28摄氏度。随时间推移，硐室温度在温度调节装置的作用影响下逐渐下降，23小时后避险硐室温度趋于平稳达到25摄氏度，同时温度调节装置由于吸收了室内升温的热量，以水为冷源的温度调节装置由20摄氏度升高至25摄氏度后趋于稳定状态，给避难人员提供了较适宜的环境温度。
权利要求1.一种煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，其特征在于由金属板材制成几何形的腔体安装在避险硐室内，几何形的金属腔体注入水构成避险硐室以水为冷源的温控体，所说的温控体上部设有注水口，下部设有排水出口和联络接口，排水出口接有阀门，联络接口通过管道连通多个以水为冷源的温控体腔体构成避险硐室的温度调节装置，所述的温度调节装置的腔体内注入作为冷源的水容量与避难人员总数之比不小于O. 25立方米。
2.按照权利要求I所说的煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，其特征在于所述的以水为冷源的温控体的腔体设置成可以就坐的座椅，就坐的平面和靠背面设置有防潮、防凉软垫。
专利摘要一种煤矿井下避险硐室以水为冷源的温度调节装置，省略了现有的煤矿井下避险硐室为调节硐室温度设置的空调、储存冰块的冰柜以及所需的蓄电池组，不用电力，具有安全、节能、环保的积极效果，其特征在于由金属板材制成几何形的腔体安装在避险硐室内，几何形的金属腔体注入水构成避险硐室以水为冷源的温控体，所说的温控体上部设有注水口，下部设有排水出口和联络接口，排水出口接有阀门，联络接口通过管道连通多个以水为冷源的温控体腔体构成避险硐室的温度调节装置，所述的温度调节装置的腔体内注入作为冷源的水容量与避难人员总数之比不小于0.25立方米。
文档编号E21F3/00GK202673333SQ20122002361
公开日2013年1月16日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者徐玉龙, 李 浩, 王林, 冯帅 申请人:山西科林矿山检测技术有限责任公司