专利名称：一种金属矿井避灾硐室系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井避灾硐室系统，更具体的，涉及一种金属矿井避灾硐室系统。
背景技术：
紧急避险系统建设在我国煤矿行业已经得到了普遍的实施，但在金属非金属矿山领域起步还比较晚。近年来，随着社会对矿产资源需求的不断增长以及对自然环境保护意识的增强，金属矿山由露天开采转向地下开采已成为一种趋势。但由于开采深度的逐渐增加以及诸多因素导致冒顶、突水、塌陷、火灾等灾害频繁发生，给企业和广大人民群众造成了巨大的生命财产损害和经济损失，严重制约了国民经济和矿山企业的可持续发展。但是，至今为止还没有针对我国金属矿山灾害特点的系统全面的井下避灾硐室系统。国内一些单位发明的井下避灾硐室大部分都是针对煤矿的特点，还未有针对金属矿山的避灾硐室系统，且目前还存在问题如下 I、硐室内部结构及设备设施的技术参数、数量、安放位置等缺少合理计算与设计，需要进行整体设计优化从而达到设备设施效用的最大化。2、硐室内结构设计没有考虑到井下真实的灾变环境，没有对各矿自身安全环境及隐患特点进行针对性研发与设计，造成资源严重浪费。3、由于金属矿山由于地质因素，很难进行大孔径精确钻孔，目前绝大部分避灾硐室均没有采取钻孔；由于金属矿井开采方式与煤矿不同，造成绝大部分避灾硐室均为盲巷，只有一个安全出口。所以以上井下避灾硐室系统均不能有效防护井下透水淹井灾害。4、不重视全矿井避灾路线与硐室相结合的合理化线路布置，反光标志牌、引导绳等设施缺失或不明确。5、矿方重点放在建设永久避灾硐室上，忽略了临时避灾硐室在整体避险系统中与永久避灾硐室相辅相成的作用，临时避灾硐室是紧急避险系统不可或缺的重要组成。6、不能实现避灾硐室与矿井整体监控监测、通信联络系统紧密结合。无法做到精确灾变预警，没有发挥避灾硐室庇护的作用。基于上述描述，亟需要一种合理的金属矿井避灾硐室系统，在遇到井巷特大透水淹井情况时，可保证基本生存条件，有足够的时间等待救援。可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种合理的金属矿井避灾硐室系统，在遇到井巷特大透水淹井情况时，通过该系统可保证基本生存条件，可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案—种金属矿井避灾砸室系统，包括供氧子系统，该子系统包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用便携式压缩氧自救器；降温除湿子系统，该子系统采用蓄冰制冷空调，空调压缩机和空调控制箱设置在硐室外一定高度平台上，防爆风机把室内的高温高湿气体吸入，经过蓄冰柜通风管道的冷凝降温作用形成冷气，从排风口吹出；防护密闭子系统，在入口设有防护静水压力的防护密闭门和防护隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙；生存室内设置两道普通排气管，带有单向排气阀和手动截止阀；空气净化子系统，该子系统在过渡室内设置气幕喷淋系统，压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，喷淋是通过高压喷嘴产生雾化气 流，对有毒有害气体进行吹洗，与气幕管路可以进行切换；通过防爆风机内的空气净化风扇将空气吸入净化柜，经过净化柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出风口吹出，可以与蓄冰柜的出风口相连接以减少功耗；动力供应子系统，该子系统采用大容量高可靠性不间断电池组，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，为避灾硐室供应大于96h的电源；环境监测子系统，该子系统利用环境监测仪，实时监测生存室内的环境参数，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，保障避灾硐室内环境平衡；通讯子系统，该子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测参数通过环境监测子系统传达到地面。作为优选，还包括应急排气装置，该应急排气装置包括横穿防爆隔离墙和隔离墙的两道直通生存室的应急排气管以及安装在排气管上的手控阀门，两道应急排气管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机。作为优选，还包括附属子系统，该子系统包括照明系统和生命保障系统里的座椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、座便器。作为优选，还包括压风、供水系统，在矿井中接入压风管路和供水管路，压风管路上设置减压、消音、具备油水分离功能的过滤装置和带有阀门控制的呼吸嘴；供水管路上设置有专用接口和供水阀，水量和水压满足额定避险人员避险时的需要。作为优选，所述防护密闭门采用Q345强度钢材，具有八点锁紧密闭机构，持续抵抗足够强度的静水压力，硐室外设防水头高度至少为500mm。作为优选，所述防爆隔离墙形状为楔形，周边掏槽，深度不小于O. 2m，用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩体接实。作为优选，硐室内壁采用隔热耐火材料进行初次喷涂，阻隔深部开采井巷内围岩的散热。作为优选，所述空气净化风扇采用电力驱动或者压缩空气驱动，可与压风管路和压缩空气瓶相连并进行切换。作为优选，所述环境监测子系统监测的环境参数包括氮氧化物、氧气、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度和井下避灾场所所在环境的内外气体压力差。作为优选，所述动力供应子系统所用的电源为不间断大容量锂电池，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，其可根据设备在动力供电切断的情况下提供满足设备运行96小时以上的电量。本发明的有益效果为，由于供氧子系统采用压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，所以首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用压缩氧自救器。由于降温除湿子系统采用蓄冰空调制冷降温，压缩机和控制箱设置在硐室外，避免硐室内冷凝放热，且压缩机功耗较低，平时为制冰柜制冷蓄冰，所以遇到突发情况时，即使空调装置断电不能工作，也对避灾硐室内的制冷系统工作无任何影响。由于硐室内墙体使用保温隔热材料进行喷涂，有效阻隔围岩及混凝土墙散热，保证硐室内温、湿度不会过高。动力供应子系统采用大容量高可靠性不间断矿用电源，且可根据硐室内设备功耗进行容量配置，所以可确保电源供应大于96h以上。由于还设置两道直通生存室的单向排气管，排气管上安装有手控阀门，两道排气管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机，所以在透水淹井导致硐室排气管受阻，可启动应急排通气管路来维持硐室内气压正常状态。由于通讯子系统内设置有直通矿调度室的电话，并可接入井下广播系统站台，所以避灾硐室内、外的监测参数通过矿井现有的监控系统传达到地面，最大限度保证灾变期间的通讯安全可靠。由于该系统将各个功能组件整合到一起，不仅降低了功耗，提高了该避灾硐室的防护工作时间。此外，通过配置专用管路设防水头，设置专用大容量锂电池，配置七参数环境监测传感器，可以对金属矿山井下发生的水灾、火灾毒气、炮烟毒气、冒顶阻巷等井下所发生的继生灾害进行实时庇护，并根据井下实际情况制定逃生计划或引导救护队员实施救护，有效地避免或降低人身伤亡的事故发生。
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图I为本发明提供的立体结构示意图；图2为本发明提供的压风供氧系统的结构示意图；图3为本发明提供的压缩氧气供氧装置的结构示意图；图4为本发明提供的蓄冰制冷装置的结构示意图；图5为本发明提供的气幕喷淋系统的原理图；图6为本发明提供的排气装置的结构示意图；图7为本发明提供的排气装置中受控阀门的结构示意图。图中11、过渡室；111、防爆隔离墙；112、隔离墙；12、生存室；121、阀门；122、三级过滤器；123、压力表；124、减压器；125、浮子流量计；126、消音器；13、地面压风管路；21、高压氧气钢瓶；22、减压阀；23、高压软管；24、汇流排；25、耐震压力表；26、压缩氧气接口 ；27、氧气流量调节装置；271、低压表；272、浮子流量计；273、截止阀；274、流量调节旋钮；31、进风口 ；32、空调压缩机；33、空调控制箱；34、制冷管路；35、出风口 ；41、汇流排；42、减压阀；43、喷头；44、接压风口 ；45、梭阀；46、硐室门；51、应急排气管；52、手控阀门52 ;53、普通排气管；521、法兰球阀；522、三通变径；523、差压表；524、单向阀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。如图I所示，本发明的硐室系统将供氧子系统、降温除湿子系统、空气净化子系统、防护密闭子系统、动力供应子系统、环境监测子系统以及通讯子系统7大系统的功能结合在一起，另外再结合应急排气装置以及附属子系统，确保灾变发生时切断动力电源下，人员可在硐室内生存96小时以上。供氧子系统采用三级供氧方式，即压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧。首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避难硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避难硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用压缩氧自救器。第一级供氧，即压风管路供氧，如图2所示，井下压风系统的具体结构，地面压风管路13穿过防爆隔离墙111后进入过渡室11，从过渡室11再穿过隔离墙112后进入生存
室，然后再依次经过过渡室11内设置的阀门121、三级过滤器122、减压器124、浮子流量计125、消音器126，其中减压器124上部连接有压力表123。该压风管路供氧的供气压力O. Γ0. 3MPa，供气流量2. 51/人· min，连续噪声不大于70dB (A)0第二级供氧，即压缩氧气供氧，如图3所示，该装置是利用储存在钢瓶中的压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。在生存室内的供氧硐室内放置多个高压氧气钢瓶21，每个高压氧气钢瓶21瓶口连接有高压软管23，在高压氧气钢瓶21瓶口处的高压软管23上安装有减压阀22，高压氧气钢瓶21内的氧气经过减压阀22的减压作用后从高压软管23流向汇流排24汇流，汇流排24上安装有耐震压力表25。在供氧硐室和生存室之间安装有压缩氧气接口 26，从多个高压氧气钢瓶21流出的氧气在汇流排24中经过汇流之后流向压缩氧气接口 26，然后再流向生存室内设置的氧气流量调节装置27内，氧气流量调节装置27内设置有低压表271、浮子流量计272、截止阀273及其流量调节旋钮274。通过氧气流量调节装置27内的浮子流量计272控制氧气的流量，该氧气并与净化后冷空气汇流，排入硐室。氧气输出量可根据避险人员数量进行手动调节。由于减压阀22输出稳定的压力，因此浮子流量计272调节值一定时，通过浮子流量计272的氧气输出量不会随氧气瓶中的压力变化而变化。其主要技术参数如下人均供氧量彡O. 5L/min ；硐室内氧气浓度18. 5 23. 0% ;供氧系统用的减压阀22入口压力彡15MPa、出口压力O O. 5MPa (可调节)；最大流量不小于40L/min ;浮子流量计272量程O 40L/min，分度值O. 5L/min。设计按人均供氧量O. 5L/min，避险人数N人计算，单位时间内总供氧量为O. 5 X N=O. 5N L/min由于灾变期间进入永久避难硐室避险人数可能随时变化，为了有效控制不同数量避险人员时供氧量的输出，设计选择可调节流量计。通常在生存室内的供氧硐室内放置工作压力为15MPa的几支空气瓶，用来维持硐室内正压，保证气体平衡。第三级供氧，即压缩氧自救器，避难硐室内应按额定避险人数配备隔绝式自救器，设计配备ZYX45型压缩氧隔绝式自救器，配备数量为额定避险人数的I. 2倍。ZYX45型压缩氧隔绝式自救器额定防护时间为45min，该自救器具有体积小、重量轻、结构合理、性能稳定、使用方便等特点。自救器放置在避难硐室座椅下部的储物箱里，每个座位下面至少放置一台自救器，以方便避难人员取用。也可放置在自救器柜里。该供氧系统可避免矿井下发生水灾、火灾、爆炸、冒顶等灾害性事故时，避难硐室周围环境伴有缺氧、有毒有害气体出现的情况，可以向避险人员提供氧气以保证其能够维持正常呼吸。该供氧装置可满足以下要求(I)避险人员在避难硐室内能够呼吸到纯净的氧气，氧气浓度应在18. 5% 23. 0%之间；(2)氧气供给量及氧气浓度必须满足人体呼吸生理特点； (3)氧气供给时间必须满足额定避险人数避难时不少于96h的生存时间；(4)供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响能够保证及时、可靠。降温除湿子系统采用蓄冰空调来进行降温除湿，采用ZSK-4. 0/380矿用防爆空调装置。图4为蓄冰制冷装置的结构示意图，该装置包括进风口 31和出风口 35，硐室内的热风经过进风口 31进入制冷装置内部，经过一系列的作用热风变成冷风，通过出风口 35将冷风向硐室内均匀的吹出。空调产生的冷凝水处理在空调下方安装一个接水盒，或用管路引流，通过过渡室排出到外部。具体的，ZSK-4. 0/380矿用防爆空调装置主要由隔爆兼本质安全型空调控制箱33、浇封型空调压缩机32、煤矿用防爆风机、煤矿用胶封型电磁阀防爆部件及高低压压力控制器、温度自动控制装置、冷凝器、贮液器、气液分离器、吸排气铜管等非防爆制冷管路34组成。当冰块达到蒸发温度时，电磁阀动作，功率为4kw，空调压缩机32开始制冰，达到冷凝温度，电磁阀动作，空调压缩机32停止工作。在保温处理良好状态下，每天运行费用很低，可以忽略不计。空调压缩机32和空调控制箱33设置在硐室外，平时为制冰柜制冷蓄冰，遇突发情况时，即使空调装置断电不能工作，也对避灾硐室内的制冷系统工作无任何影响。防护密闭装置包括防护密闭门和防爆隔离墙，具体的，硐室分为过渡室和生存室，过渡室的宽度大约为5米，在入口设有防护静水压力的防护密闭门和防爆隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙，有效的防止水和气体渗入。所述防护密闭门采用Q345强度钢材，具有八点锁紧机构，持续有效防护井下静水压力。如图5所示，防护隔离墙形状为楔形，周边掏槽，深度不小于O. 2m，用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩体接实，保证足够的气密性，使避灾硐室形成一个密闭空间，阻止避难所外部的有毒有害气体进入避难所，损害避难人员的身体健康。硐室内壁采用隔热耐火材料进行初次喷涂，阻隔深部开采井巷内围岩的散热。空气净化子系统，在过渡室内设置气幕喷淋系统，气幕喷淋系统可形成压缩空气幕和喷淋。压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，沿硐室门46形成一面无形的门帘，既不影响人员出入，又能阻止避灾硐室内外空气对流。同时强大的喷淋气流还可以吹散附着在人体衣物上的有毒有害气体。
图4为气幕喷淋系统的原理图，气幕喷淋系统的汇流排41与内部压缩空气钢瓶相连，当外部压风管路正常时，可通过接压风口 44接入外部压风管路。压缩空气瓶为40L，标称压力15MPa，共10瓶，采用先减压后汇流方式，减压后最大压力O. 5MPa。汇流排41的后端接有减压阀42，减压阀42的另一端通过管道和梭阀45相连接，同时，外部压风管路也通过管道和梭阀45相连接。气体经过梭阀45后分别流向两支路，一支路流向硐室门46内侧附近，沿着硐室门46形成压缩空气幕；另一支路流向空气喷淋管，空气喷淋管上加喷头43，气体经过喷头43形成喷淋。喷淋设置在过渡室内，人进入硐室门后，站在喷淋下面进行吹洗，完后进入生存室，作用在于吹洗遇险人员衣服上所附着的有毒有害气体，防止被带入到生存室。其中压缩空气幕工作流量在500-2000L/min内可调节，喷淋装置流量不低于500L/min,出口压力为O. 3MPa以上。如图6所示，生存室设置两道或两道以上的普通排气管53，该普通排气管53横穿防爆隔离墙和隔离墙后直通生存室，并处于墙体的中间位置。普通排气管53的端部连接有手控阀门52，手控阀门52由法兰球阀521、三通变径522、差压表523及其单向阀524组成。通过矿用防爆空调装置的风扇将空气吸入净化柜，空气经过柜内的吸收药剂，有害气体 被充分吸收后从出风口吹出，并接着从普通排气管53排出去。吸收药剂进行真空模块化包装，使用时拆开外包装直接放入空气净化柜中即可，操作方便、无粉尘。空气净化风扇既可以采用电力驱动，又可以采用压缩空气驱动，都可进行无极调速，操作时只需旋转按钮即可按需调整风量。另外，如图6所示，该系统还包括应急排气装置，在硐室内发生水灾的情况下，普通排气管不能正常工作，此时，则启动应急排气装置进行工作，和外界进行气体交换。该应急排气装置包括两道或两道以上的应急排气管51以及安装在应急排气管51端部的手控阀门52，应急排气管51横穿防爆隔离墙和隔离墙后直通生存室，其位置贴墙在下端。两道应急排气管51沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机。动力供应子系统采用大容量高可靠性不间断锂电池，为避灾硐室供应大于96h的电源。可在动力供电切断的情况下，为电动蓄冰制冷过程、电动蓄冰空调融冰过程、通风循环所用的电动水泵、电动风扇、环境监测系统、照明系统等提供满足设备运行96小时以上的电量。环境监测子系统采用新研制的七参数环境检测仪，在生存室、过渡室和硐室外分别安装有检测仪，分别对生存室、过渡室和硐室外的环境进行监测。环境检测仪性能参数如下测量范围为(O.O 25. O)%02 ; (O 1000) X 10-6C0 ; (O 5%) C02 ; (O. O
10.O) %CH4 ; (-40 1250) °C ; (O 100%) RH ； (O 2000Pa)P。生存室内的检测仪用于实时监测生存室内的氧气、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度、氮氧化物、压差，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，通过正确措施来保障避灾硐室内环境平衡。同时避灾硐室外部的检测仪对硐室外面的环境进行实时监测，数据通过通信电缆传到地面调度室，在满足逃生的环境下，遇险人员可以携带硐室内配备的自救器自行逃到安全出口或升井。
由于要求逃生人员在避灾硐室内生存达到96h以上，必须保证避灾硐室满足人体正常生存的环境，硐室内的空气中，氧气浓度应在18. 5%-23. 0%之间，二氧化碳浓度不大于1%，一氧化碳浓度低于24ppm,—氧化氮浓度不大于1%,温度T不大于35°C,湿度不大于85%RH。所以对于硐室内的空气中氧气、二氧化碳、一氧化碳、一氧化氮、差压、温度、湿度等必须进行实时监测并设定报警值，同时还要监测避灾硐室外部环境的变化情况，判断环境是否处于危险状态，便于采取相应的措施来保证人员生存和逃生安全。通讯子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测参数通过环境监测子系统传达到地面，最大限度保证灾变期间的通讯安全可靠。硐室内还包括压风、供水系统，在矿井中接入压风管路和供水管路，压风管路上设置减压、消音、具备油水分离功能的过滤装置和带有阀门控制的呼吸嘴。压风出口压力在
O.I O. 3MPa之间，供风量不低于2. 5L/min ·人，连续噪声不大于70分贝，过滤装置具备油水分离功能。供水管路上设置有专用接口和供水阀，水量和水压满足额定避险人员避险 时的需要。矿井供水施救系统可在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。该硐室内还设置有座椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、卫生间等辅助设施，以便给避难人员创造良好的生活环境，保证避难人员健康安全。座椅的数量为I. 2倍人数，其中每个座椅坐2人，座椅采用不锈钢制作，座位下面是储物箱，用于避难人员休息和放置照明荧光棒、急救包、食品、饮用水、二氧化碳吸收剂、一氧化碳吸收剂、指示标志牌、棋牌等。座椅分为2排放置在生存室中，两侧座椅靠背在巷帮上。座椅的主要技术参数长X宽X高=IOOOmmX495mmX800mm。箱体部分尺寸长X宽 X 高=IOOOmmX 400mmX 400mm。担架选用救护队用折叠担架，数量为4副，用于救治和运送伤员。急救包内储备有用于伤员的紧急救治和避险人员常备药物。急救包中的药品可根据具体情况自行选配。人体排泄物收集处理装置内置垃圾收集袋，每次对排泄物进行自动封装。采用化学除臭剂消除异味，保障避险人员的正常代谢，保持硐室内气体环境清洁无异味。避灾硐室内座椅下面的储物箱中放置有压缩饼干，数量确保每人每天4块。压缩饼干的发热量约为leookj/块，质保期为3年。硐室内配置IOOOmL瓶装矿泉水，用于避难人员生活用水，数量确保每人每天2瓶，质保期2年。避灾硐室内接入矿井供水管路，并设专用接口和供水阀门，以确保在紧急情况下为避险人员供水，并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。工具箱内装放置有必备的工具和维修用的配件，用于避灾硐室仪器设备的维修。工具箱设置在生存室内。硐室内配备4台干粉灭火器灭火器，用于扑救避灾硐室内因电源短路等引起的火灾。设置有指示标志牌若干，用于说明仪器设备的操作提示和警示。硐室内储存有操作手册，达到每人一本，以便阅读。本发明金属矿井下避灾硐室系统将各个功能组件整合到一起，不仅降低了功耗，提高了该避灾硐室的防护工作时间，针对金属矿山的灾变特点，提高了避灾硐室的科学实用性。此外，通过配置专用管路设防水头，设置专用大容量锂电池，配置七参数环境监测传感器，可以对金属矿山井下发生的水灾、火灾毒气、炮烟毒气、冒顶阻巷等井下所发生的继生灾害进行 实时庇护，并根据井下实际情况制定逃生计划或引导救护队员实施救护。有效地避免或降低人身伤亡的事故发生。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式
，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种金属矿井避灾砸室系统，包括 供氧子系统，该子系统包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用便携式压缩氧自救器； 降温除湿子系统，该子系统采用蓄冰制冷空调，空调压缩机和空调控制箱设置在硐室外一定高度平台上，防爆风机把室内的高温高湿气体吸入，经过蓄冰柜通风管道的冷凝降温作用形成冷气，从排风口吹出； 防护密闭子系统，在入口设有防护静水压力的防护密闭门和防护隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙；生存室内设置两道普通排气管，带有单向排气阀和手动截止阀； 空气净化子系统，该子系统在过渡室内设置气幕喷淋系统，压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，喷淋是通过高压喷嘴产生雾化气流，对有毒有害气体进行吹洗，与气幕管路可以进行切换；通过防爆风机内的空气净化风扇将空气吸入净化柜，经过净化柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出风口吹出，可以与蓄冰柜的出风口相连接以减少功耗； 动力供应子系统，该子系统采用大容量高可靠性不间断电池组，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，为避灾硐室供应大于96h的电源； 环境监测子系统，该子系统利用环境监测仪，实时监测生存室内的环境参数，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，保障避灾硐室内环境平衡； 通讯子系统，该子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测参数通过环境监测子系统传达到地面。
2.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于还包括应急排气装置，该应急排气装置包括横穿防爆隔离墙和隔离墙的两道直通生存室的应急排气管以及安装在排气管上的手控阀门，两道应急排气管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机。
3.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于还包括附属子系统，该子系统包括照明系统和生命保障系统里的座椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、座便器。
4.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于还包括压风、供水系统，在硐室内接入压风管路和供水管路，压风管路上设置减压、消音、具备油水分离功能的过滤装置和带有阀门控制的呼吸嘴；供水管路上设置有专用接口和供水阀，水量和水压满足额定避险人员避险时的需要。
5.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于所述防护密闭门采用Q345强度钢材，具有八点锁紧密闭机构，持续抵抗足够强度的静水压力，硐室外设防水头高度至少为500mm。
6.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于所述防护隔离墙形状为楔形，周边掏槽，深度不小于O. 2m，用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩体接实。
7.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于硐室内壁采用隔热耐火材料进行初次喷涂，阻隔井下深部开采井巷内围岩的散热。
8.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于所述空气净化风扇采用电力驱动或者压缩空气驱动，可与压风管路和压缩空气瓶相连并进行切换。
9.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于所述环境监测子系统监测的环境参数包括氮氧化物、氧气、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度和井下避灾场所所在环境的内外气体压力差。
10.根据权利要求I所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于所述动力供应子系统所用的电源为不间断大容量锂电池，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，其可根据设备在动力供电切断的情况下提供满足设备运行96小时以上的电量。
全文摘要
本发明公开了一种金属矿井避灾硐室系统，包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式组成的供氧子系统、降温除湿子系统、空气净化子系统、防护密闭子系统、动力供应子系统、环境监测子系统以及通讯子系统。另外还包括应急排气装置以及附属子系统。本发明解决了目前金属矿井用避灾硐室系统在国内尚无成型的技术和产品，无法应对金属矿山发生的灾变，且待援时间较短的问题。确保灾变切断动力电源下，可在硐室内生存96小时以上，在遇到井巷特大透水淹井情况时，可通过相应管路通气与排气，保证基本生存条件，可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾，适用于处于坚固岩石构造中的金属矿井或地下工程。
文档编号E21F11/00GK102913277SQ20121043663
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者王鹏, 李磊, 姚永辉, 张子良, 王妍, 李博 申请人:煤炭科学研究总院