专利名称：一种水隔式煤矿避难硐室过渡室及进硐方法
技术领域：
本发明涉及矿难救援技术与装备领域，特别涉及一种煤矿井下避难硐室的过渡室和进硐方法。
背景技术：
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，然而各类煤矿事故频发，死亡人数居高不下。当前国家正在大力推进煤矿井下紧急避险系统的建设，其中井下避难硐室可以为紧急情况下不能安全升井的遇险人员提供避难场所，以便等待救援。目前，国家相关规定中要求的和已知建成的煤矿井下避难硐室结构均由人员生存室和过渡室组成。其中过渡室的主要作用是对遇险人员进入硐室过程中所带入的有害气体(一氧化碳、二氧化碳和甲烷等)进行阻隔和清除。目前设计的避难硐室过渡室采用的方案为在硐室过渡室的安全门周边设置空气幕装置，并在硐室的过渡室顶部安装空气喷淋装置进行有害气体的阻隔和清除。然而矿难发生后，当井下巷道内布满大量的高浓度有毒、有害气体时，在遇险人员进入硐室的过程中，上述方法不能起到有效的阻隔和清除作用。一旦高浓度的有毒、有害气体进入避难硐室的生存室，则更加难以清除，使得避难硐室的后续功能完全失效。另外，采用空气幕和喷淋法需要在过渡室内设置大量的压缩空气瓶，这将增大过渡室的空间。而且遇险人员需要相对集中地进入过渡室或者一次性全部挤入过渡室进行气体喷淋处理，这可能会引起现场秩序的混乱，不利于快速、有效地避险。鉴于此，需要有更加安全、可靠和快速、灵活的避难硐室进硐方法，以及相应的过渡室有害气体阻隔结构，以保证矿难情况下矿井避难硐室能真正地发挥作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿避难硐室过渡室，该过渡室可以有效地阻隔有毒、有害气体，防止遇险人员进入避难硐室时有毒、有害气体同时进入避难硐室的人员生存空间。此外，本发明要解决的技术问题为提供一种避难硐室进硐方法，确保井下发生事故时无法及时撤离的遇险人员安全进入避难硐室，且进入过程中避免有害气体进入人员生存室内。为解决上述技术问题，本发明设计一种水隔式避难硐室过渡室，该过渡室结构应用连通器原理，通过以水作为避难硐室过渡室的有害气体阻隔体。遇险人员在进入硐室过程中，从水下潜行进入避难硐室的人员生存室，确保硐室外有害气体的完全阻隔。该结构作为井下避难硐室的一个重要模块，设置在避难硐室人员生存室的前端。水隔式避难硐室过渡室包括一个与避难硐室的人员生存室相连接的过渡空间和相关内部设施；所述过渡室设有内外侧两道门墙和安全门；所述内外两道门墙之间设有中间隔墙；所述过渡室底板的一侧设有蓄水池，并蓄有一定深度的水。所述内外侧门墙和内外侧安全门均能抵挡一定强度的爆炸冲击波，且门墙和硐室周壁密封良好，内外侧安全门也具有良好的密封特性，防止有害气体的侵入。
所述两道安全门之间的中间隔墙与硐室周壁接触密封良好。所述中间隔墙横跨蓄水池，隔墙下部留有水下通道。所述过渡室底部蓄水池中水面应高于中间隔墙的下沿。所述中间隔墙上设有大面积的有机玻璃观察窗，且观察窗与门墙之间密封良好。所述蓄水池内设有一单向排水管，维持一定的水位高度，确保池内的水不会溢出到过渡室内。所述过渡室侧壁设有水箱，当蓄水池内的水位不足时，可通过输水管向蓄水池内补水，维持蓄水池内水位。所述中间隔墙另一侧设有安装、调试或维护人员的专用通道，并设有密闭门。所述密闭门具有良好的气密性，在硐室正常服役情况下，应锁死密闭门，关闭此通道。此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种遇险人员进入避难硐室的方法，使得紧急情况下避难硐室外的遇险人员能够快速、安全、有序进入避难硐室避难。当矿难发生后，巷道中充斥有大量高浓度的有毒、有害气体，此时遇险人员通过避灾路线的指引到达避难硐室位置，进行简单的排队准备，脱去厚重外衣物，派出一名先遣人员打开避难硐室外侧安全门，通过过渡室底部蓄水池内的水下通道，快速潜水穿过中间隔墙，浮出水面，再打开内侧安全门，进入避难硐室的人员生存室，后续人员陆续采用相同方法进入避难硐室，最后一名进入人员依次关闭外侧安全门和内侧安全门，完成整个进硐过程。避难硐室安装、调试和后续维护时间段内，调试、维护人员通过打开过渡室中间隔墙上另一侧的密闭门进入硐室内进行调试、维护。调试、维护工作结束后退出避难硐室时锁死中间隔墙上的安全门。本发明中的水隔式避难硐室过渡室及进硐方法具有的优点和积极效果如下人员进硐过程中利用水作为一种柔性的密封隔离物，保证了进舱过程中的有害气体的阻隔效果。进硐过程中无需开启空气幕装置和进行气体喷淋，减少了避难硐室中压缩气体的消耗量，使得过渡室的空间更加紧凑，节约了成本。该过渡室的结构设计简单，且通过水密封，降低了过渡室安全门的气密性要求，在外侧安全门由于次生灾害导致的爆炸冲击损坏变形时，仍然可以保证避难硐室的整体气密性。遇险人员在进入避难硐室时无需进行分组，保证了所有等待进入的遇险人员可以无间断一次性进硐，有利于遇险人员保持良好的进硐秩序和心理状态。整个进硐过程免除了气体喷淋所需要的时间，大大提高了遇险人员的避险速度，可以更有效地保护遇险人员的安全。
图I为本发明的一种实例中水隔式避难硐室过渡室结构图(俯视)(I)硐室周壁；⑵过渡室外侧门墙；(3)过渡室中间隔墙；⑷过渡室内侧门墙；
(5)过渡室外侧安全门；(6)蓄水池；(7)过渡室内侧安全门；(8)中间隔墙密闭门
图2为本发明的一种实例中水隔式避难硐室过渡室结构图(剖视)(9)水箱；(10)输水管；(11)观察窗；(12)单向溢水管
具体实施例方式本发明的核心是一种水隔式避难硐室过渡室及进硐方法，解决现有煤矿井下避难硐室的进硐过程中的有害气体阻隔、清除难题。为进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹列举以下实例，并配合附图详细说明如下·请参考图I和图2，图I为本发明一种实例中水隔式避难硐室过渡室结构图(俯视)，图2为本发明一种实例中水隔式避难硐室过渡室结构图(剖视)。在实施实例中，本避难硐室过渡室包括硐室周壁⑴；过渡室外侧门墙⑵；过渡室中间隔墙⑶；过渡室内侧门墙⑷；过渡室外侧安全门(5);蓄水池(6);过渡室内侧安全门(7);中间隔墙密闭门(8);水箱(9);输水管(10);观察窗(11);单向溢水管(12)。当煤矿井下发生瓦斯、煤尘爆炸时，首次爆炸后的遇险人员通过井下应急避险系统中避灾路线的指引来到避难硐室的门墙(2)外，遇险人员需要进入避难硐室躲避有毒有害气体、高温和后续可能发生的二次爆炸等次生灾害。由于爆炸后巷道中充满高浓度的有毒、有害气体，为防止有害气体侵入避难硐室的人员生存室，使得避难硐室的后续防护功能失去意义，遇险人员需严格按照以下方法进入避难硐室遇险人员应严格遵守避难规则，有序排队，进入硐室前脱去厚重外衣物，派出一名先遣人员打开避难硐室的外侧安全门(5)，跳入过渡室底部的蓄水池￠)内，快速潜入水下，穿过中间隔墙下部的过渡通道，浮出水面，再打开内侧安全门(7)，进入人员生存室，后续人员陆续采用相同方法进入避难硐室，最后一名进硐人员依次关闭外侧安全门(5)和内侧门(7)，完成全体遇险人员的进硐过程。遇险人员在进硐过程中可以通过中间隔墙(3)上的观察窗(11)观察硐室另外一侧的情况。特别注意的是当发生瓦斯、煤尘爆炸灾害后，避险人员进入避难硐室的过程中，过渡室内中间隔墙(3)上的密闭门(8)不允许打开。在进行避难硐室建设、调试及维护时，相关施工和维护人员可通过打开中间隔墙
(3)上的密闭门(8)的方式进入人员生存室，不需经由蓄水池(6)潜水的方式进入人员生存室。需要指出的是为了保证遇险人员进入硐室过程中的有害气体的有效阻隔，蓄水池(6)中的水面的高度必须淹没中间隔墙(3)的下沿；且在避难硐室的日常维护中，维护人员要严格按照维护手册检查蓄水池(6)中的水位高度，当由于蒸发等因素导致水位下降时要及时开启输水管(10)，从水箱(9)中补水进入蓄水池￠)，调整蓄水池(6)中的水位高度。同时蓄水池(6) —侧设有单向溢水管(12)，其作用是防止蓄水池￠)内注水过度导致水溢出，当蓄水池(6)内的水位超过单向溢水管(12)时，会自动向外排水。以上对本发明所提供的一种水隔式避难硐室过渡室及进硐方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的内容。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种水隔式煤矿避难硐室过渡室，其特征是所述过渡室包括硐室周壁(I);过渡室夕卜侧门墙⑵；过渡室中间隔墙⑶；过渡室内侧门墙⑷；过渡室外侧安全门(5);蓄水池(6);过渡室内侧安全门(7);中间隔墙密闭门(8);水箱(9);输水管(10);观察窗(11);单向溢水管(12)。
2.根据权利要求I所述的过渡室，其特征是过渡室底部的一侧设有一定深度的蓄水池(6)，以水作为柔性密封体，隔绝进硐过程中有害气体的侵入。
3.根据权利要求I所述的过渡室，其特征是外侧安全门(5)和内侧安全门(7)之间设有中间隔墙(3)，将过渡室空间和蓄水池(6) —分为二，中间隔墙(3)下部留有潜水通道，中间隔墙(3)上设有大面积的有机玻璃观察窗(11)，中间隔墙(3)上另一侧设有安装、调试或维护工作时所需的专用便捷通道，该通道在硐室正常服役状态下采用密闭门(8)密闭。
4.根据权利要求2所述的蓄水池￠)，其特征是蓄水池￠)中的水面应高于中间隔墙(3)的下沿，过渡室的侧壁设有水箱(9)，当蓄水池￠)中水位不足时，可通过输水管(10)向蓄水池￠)内补水，维持合适的水位高度，蓄水池￠)内设有一单向溢水管(12)，保证蓄水池(6)中水不会溢出到过渡室内。
5.一种遇险人员进入避难硐室的方法，使得紧急情况下避难硐室外遇险人员能够快速、安全、有序地进入避难硐室避难，其特征是包括以下步骤当矿难发生后，遇险人员通过避灾路线的指引到达避难硐室位置，进行简单的排队准备，脱去厚重外衣物，派出一名先遣人员打开避难硐室外侧安全门(5)，通过过渡室蓄水池￠)内的水下通道，快速穿过中间隔墙，浮出水面，再打开内侧安全门(7)，进入避难硐室的人员生存室，后续人员陆续采用相同方法进入避难硐室，最后一名进入人员依次关闭外侧安全门(5)和内侧安全护门(7)；此外，在避难硐室安装调试和后续维护时间段内，调试、维护人员通过打开过渡室中间隔墙(3)上的密闭门(8)进入硐室进行调试、维护，调试、维护工作结束后退出避难硐室时锁死中间隔板上的密闭门(8)。
全文摘要
本发明涉及一种水隔式避难硐室过渡室及进硐方法，解决现有煤矿井下避难硐室的进硐过程中有害气体隔离难题。过渡室结构包括硐室周壁(1)；过渡室外侧门墙(2)；过渡室中间隔墙(3)；过渡室内侧门墙(4)；过渡室外侧安全门(5)；蓄水池(6)；过渡室内侧安全门(7)；中间隔墙密闭门(8)；中间隔墙观察窗(9)。遇险矿工进入硐室前脱去厚重外外衣，打开避难硐室外侧安全门(5)，潜入过渡室蓄水池(6)内，穿过中间隔板的下部通道，再打开内侧安全门(7)，进入人员生存室。
文档编号E21F11/00GK102979554SQ20111026846
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者胡而已, 朱华, 葛世荣 申请人:中国矿业大学