一种煤矿用救生舱舱体的制作方法

本发明涉及煤矿挖掘技术领域，具体为一种煤矿用救生舱舱体。

背景技术：

随着我国现阶段经济的飞速发展，长期以来，我国能源结构一直以消费煤炭能源为主。2016年世界煤炭协会技术委员会会议公报显示，尽管我国煤炭在能源消费结构中的比例在持续的减小，但是中国的煤炭消费量在2015年仍然占据世界总量的一半，煤炭能源需求仍然高位运行，与此同时，煤炭开采过程中重特大安全事故频发，瓦斯爆炸是造成煤矿井下大量人员伤亡和财产损失的重大灾难事故之一，为增加煤矿瓦斯爆炸后井下遇险人员的生存机率、减少人员伤亡、提高矿难救援的工作效率，救生舱被大量采用。

而现有的救生舱，多数为一体式结构，需进行整体运输和安装，由此给使用过程造成了一定阻碍，且受结构或设计因素等影响，其结构稳定性问题较为明显，有的救生舱为了提高整体的抗压性能，而矿难过程中，救生舱的受力往往存在多样性，如一般的救生舱在设计时会忽视抵御冲击波的性能，而在实际的矿难过程中，经常性的发生瓦斯爆炸，一般的救生舱却无法抵御爆炸产生的冲击。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种煤矿用救生舱舱体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿用救生舱舱体，包括逃生舱，所述逃生舱的表面限位安装有逃生门，所述逃生舱的一端安装有设备舱，所述逃生舱的另一端表面安装有人员舱，且人员舱的一侧表面安装有过渡舱，所述逃生舱、设备舱、人员舱和过渡舱形成救生舱整体，且救生舱的内部安装有固化机构；所述固化机构包括内钢板和外钢板，外钢板安装在救生舱的外表面，救生舱内壁表面安装有内钢板，且内钢板与救生舱内壁的间隙处皆安装有泡沫铝。

优选的，所述过渡舱与人员舱的间隙、人员舱与逃生舱的间隙、逃生舱与设备舱的间隙处皆安装有连接法兰，且逃生舱、设备舱、人员舱和过渡舱的外表面皆安装有吊耳。

优选的，所述逃生舱、设备舱、人员舱和过渡舱的外表面和内钢板的表面皆安装有加强筋，加强筋横向和纵向交叉安装，且横向、纵向间距都设置为400mm。

优选的，所述过渡舱的一端表面安装有前舱门，前舱门的表面安装有防爆门，设备舱的一端表面安装有后舱门，且人员舱的表面安装有观察窗。

优选的，所述在逃生门和逃生门一侧的逃生舱内壁表面安装有顶开机构；所述顶开机构包括u型槽板和活动环，活动环安装在逃生门一侧的逃生舱内壁表面，活动环的内部套接有翘棒，且u型槽板安装在活动环一侧的逃生舱内壁表面和逃生门的表面。

优选的，在救生舱的内部安装有防撞机构；所述防撞机构包括快充囊和防撞囊，防撞囊安装在救生舱的内部，防撞囊的表面设置有开口，且快充囊安装在开口两侧的防撞囊表面，快充囊两侧的防撞囊表面安装有柔性囊。

优选的，所述防撞囊一侧的救生舱内部安装有高压气瓶，高压气瓶的输出端通过管道与防撞囊连接，且管道上安装有开关阀。

优选的，所述连接法兰的表面向内延伸，且连接法兰的连接处安装有连接门体，连接门体的表面安装有防爆门。

优选的，所述连接法兰的间隙处安装有密封垫，密封垫的内部安装有固定螺栓。

优选的，所述固定螺栓的一端安装有焊接板筋，固定螺栓的另一端安装有调节螺母头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本煤矿用救生舱舱体，通过泡沫铝，为多孔材料，可在瓦斯爆炸的过程中，具有高的吸收冲击能特性，同时具备优良的吸声、电磁屏蔽、阻燃、高阻尼等性能，提高该救生舱整体力学性能的同时，对救生舱内部的人员进行保护，并通过内钢板，和外钢板结合使用，可实现多层加固效果，进一步提高结构稳定性。

2、本煤矿用救生舱舱体，通过吊耳，可便于外部部件对该救生舱的单节舱体进行起吊等操作，利于装运或实际安装操作，并通过连接法兰，可便于实现各个舱体直接的连接，便于安装，并通过加强筋，利用横向和纵向交叉安装的方案，并采用内外双层加固，横向、纵向间距都设置为400mm的情况下，可实现结构强大的充分加大，增加力学性能，保证整个救生舱的安全。

3、本煤矿用救生舱舱体，通过逃生门，可在除前舱门和后舱门的逃生通道外，避免二者在瓦斯爆炸等过程中形成堵塞，形成另一个通道，利于人员的正常逃生，并通过观察窗，可对外部环境进行人工观察，对外部环境进行掌握的同时，利于实现人工逃生，并通过活动环，和翘棒结合使用，可借助杠杠原理，在逃生门顶紧的情况下，对逃生门进行顶开，避免逃生门堵塞。

4、本煤矿用救生舱舱体，通过高压气瓶，内部可填充高压空气或氧气等，为整个救生舱内部提供所需的空气等，并和开关阀结合使用，可快速对防撞囊进行充气效果，实现膨胀，通过防撞囊，可在救生舱整体晃动等情况下，人工快速进入其中，对人员整体进行保护，避免撞击力过大对人员造成损伤，并通过快充囊，可在充气时，快速填充，对防撞囊的开口进行密封操作，利于实际使用；

5、本煤矿用救生舱舱体，通过连接门体，可对防爆门进行安装的同时，对人员舱和逃生舱与逃生舱和设备舱之间的通道形成隔绝，在单个舱体内部发生火灾等事故时，可实现防火隔绝效果，保证安全性能，并通过固定螺栓，可实现两个连接法兰之间在舱体内部的连接，并借助焊接板筋，和调节螺母头结合使用，可实现固定螺栓一端的固定和另一端的活动连接的效果，可在遭受意外情况下，使得两个连接法兰分离，进而实现两个舱体之间的分离效果，利于实际安装和逃生使用。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例1的救生舱正视图；

图3为实施例1的单节舱体结构剖视图；

图4为实施例1的局部放大图；

图5为实施例2的逃生门结构示意图；

图6为实施例3的单节舱体内部结构示意图。

图7为实施例4的连接法兰结构示意图；

图8为实施例4的连接法兰局部结构示意图。

图中：1、前舱门；2、过渡舱；3、人员舱；4、加强筋；5、逃生舱；6、连接法兰；7、设备舱；8、逃生门；9、观察窗；10、防爆门；11、后舱门；12、吊耳；13、内钢板；14、泡沫铝；15、外钢板；16、u型槽板；17、活动环；18、翘棒；19、柔性囊；20、快充囊；21、高压气瓶；22、开关阀；23、防撞囊；24、焊接板筋；25、连接门体；26、密封垫；27、固定螺栓；28、调节螺母头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例煤矿用救生舱舱体，包括逃生舱5，逃生舱5处于整个救生舱体挠度较小的部位，可作为人员的逃生空间，而实际应用时，可分析瓦斯爆炸可能产生的方位，并将整个救生舱放在与爆炸传播方向成45°、135°或90°的巷道内，也可放置在与爆炸传播方向的平行巷道内，以确保瓦斯爆炸时救生舱的载荷较小，逃生舱5的表面限位安装有逃生门8，且表面安装有合页和锁紧部件，逃生门8本身通过合页和锁紧部件安装在逃生舱5上，可在正常通道的情况下，形成另一个通道，利于人员的正常逃生，提高安全性能，逃生舱5的一端安装有设备舱7，可存储有该救生舱所需的设备和物品，如氧气瓶、空气净化设备和食物等，逃生舱5的另一端表面安装有人员舱3，空间较大，为人员活动的舱体，且人员舱3的一侧表面安装有过渡舱2，过渡舱2的长度较小，可作为进入该救生舱的通道，逃生舱5、设备舱7、人员舱3和过渡舱2形成救生舱整体，而整个救生舱的底端可采用底盘滑靴的方式，与外部滑轨配合使用，以达到移动效果，且救生舱的内部安装有固化机构；固化机构包括内钢板13和外钢板15，外钢板15安装在救生舱的外表面，实际作为救生舱的外表面，可作为最外侧的保护，救生舱内壁表面安装有内钢板13，内钢板13与外钢板15结合使用，可实现二次加固的效果，且内钢板13与救生舱内壁的间隙处皆安装有泡沫铝14，即内钢板13与外钢板15之间安装有泡沫铝14，该铝制板材为多孔结构，可在瓦斯爆炸的过程中，具有高的吸收冲击能特性，同时具备优良的吸声、电磁屏蔽、阻燃、高阻尼等性能，提高该救生舱整体力学性能的同时，对救生舱内部的人员进行保护。

具体的，过渡舱2与人员舱3的间隙、人员舱3与逃生舱5的间隙、逃生舱5与设备舱7的间隙处皆安装有连接法兰6，连接法兰6之间相互配合，并通过螺栓，可实现各个单节舱体之间的连接效果，且逃生舱5、设备舱7、人员舱3和过渡舱2的外表面皆固定安装有吊耳12，吊耳12处于舱体的上方，且设置有通孔，可与外部起吊部件结合使用，对单节舱体乃至整个救生舱进行起吊操作。

进一步的，逃生舱5、设备舱7、人员舱3和过渡舱2的外表面和内钢板13的表面皆安装有加强筋4，即内外两层加强筋4，加强筋4为5号槽钢，加强筋4横向和纵向交叉安装，且横向、纵向间距都设置为400mm，可实现结构强大的充分加大，增加力学性能，保证整个救生舱的安全。

进一步的，过渡舱2的一端表面安装有前舱门1，正常情况下，前舱门1为人员进入的门体，为内外两层钢板组合而成，前舱门1的表面安装有防爆门10，是由内外手轮、合页和一些复杂的齿轮机构组成，在舱体中起到主要防范的作用，为主要的进出通道，且设备舱7的一端表面安装有后舱门11，后舱门11处于常闭状态，人员舱3的表面安装有观察窗9，观察窗9为透明窗体，可由舱体内部人员对外部环境进行人工观察，对外部环境进行掌握。

更进一步的，一种泡沫铝的生产工艺，步骤如下：

（1）利用碾碎机，碾碎发泡陶瓷，保证颗粒直径达到2~6mm，作为参加发泡的发泡剂部分成分，对发泡陶瓷进行充分碾碎处理，细微化处理，可增加后续的发泡反应速率；

（2）以适量的tih2为主要发泡剂，置入搅拌罐中，并置入适量的发泡陶瓷中，二者充分搅拌，形成混合发泡剂，作为后续的泡沫铝制备的发泡剂使用；

（3）将铝材料导入熔炼炉中，加热熔炼炉至661~700℃，使得铝材料融合，形成流动性强的铝水，将泡沫铝生产模具预热至670~700℃，可在后续铝水注入模具时，避免模具与铝水温差过大造成的不良反应；

（4）开启熔炼炉，对铝水进行调剂后，导入成型的泡沫铝生产模具中，开始进行模具铸造过程；

（5）以混合发泡剂与铝水质量比值为0.7~0.92%，将适量的混合发泡剂注入泡沫铝生产模具中，在受热和，混合发泡剂与铝水表面接触，开始进行发泡处理，并间歇性搅拌，以便于混合发泡剂与铝水充分接触；

（6）泡沫铝生产模具冷却后，内部泡沫铝成型，开启脱模，顶出成型后的泡沫铝，并清洗模具，置入加热炉内部，进行预热，以便于再次进行再次模具成型操作；

（7）对泡沫铝进行定量切割，两面涂覆一层石棉网，可直接增加泡沫铝表面的吸音抗震的效果，对泡沫铝的表面进行喷漆处理，对对泡沫铝表面进行着色，便于达到一定吸音效果的同时，产生的吸附粘力便于石棉网粘附在泡沫铝表面，制成成品，以便于后续对救生舱舱体的制造。

本实施例的使用方法为：在对该救生舱的舱体进行制造时，可通过焊接机，将定量切割后的泡沫铝焊接在外钢板15与内钢板13的中间位置处，在实际安装过程中，可通过吊耳12，将单个舱体起吊运输至适宜位置，如与爆炸传播方向的平行巷道内，使得各个单节舱体的连接法兰6相互配合，并通过螺栓进行连接，在舱体底端安装与巷道内部滑轨配合的底盘滑靴或滑条，保证过渡舱2与人员舱3相配合、人员舱3与逃生舱5相配合、逃生舱5与设备舱7相配合方式进行安装，并对整个救生舱进行固定，随后在救生舱内部存放和安装所需的设备等，如将救生设备安装在设备舱7内部，防爆门10处于常开状态，在瓦斯爆炸事故发生后，逃生人员可直接经防爆门10进入整个救生舱内部，并关闭防爆门10，人员可经过渡舱2进入人员舱3内部，并通过观察窗9观察外部情况，当爆炸发生后，冲击波直接作用在救生舱表面，经外钢板15抵消后，可与多孔材料的泡沫铝14接触，而受多孔的结构，可吸收绝大部分冲击能，具备优良的吸声，同时冲击能可被具有吸音功能的石棉网和油漆进行一定吸收，以对内部人员进行防冲击波的保护，而当外部作用力直接与救生舱接触时，如发生坍塌，落石可先与加强筋4直接接触，并受双层加强筋4和内钢板13与外钢板15结合的结构，可提高结构稳定性，对外部的力矩进行充分的抵消，防止形变，而在后续的营救或自救过程中，当防爆门10受落石等阻碍，无法打开后，可打开逃生门8，逃生人员经逃生门8逃离。

实施例2

本实施例煤矿用救生舱舱体的结构与实施例1煤矿用救生舱舱体的结构基本相同，其不同之处在于：在逃生门8与逃生门8一侧的逃生舱5内壁表面安装有顶开机构；顶开机构包括u型槽板16和活动环17，活动环17安装在逃生门8一侧的逃生舱5内壁表面，活动环17的内部套接有翘棒18，且u型槽板16安装在活动环17一侧的逃生舱5内壁表面和逃生门8的表面（参见图5）。u型槽板16的开口向上，并分布在逃生舱5和逃生门8的表面，可对翘棒18整体进行支撑和限位，在实际使用时，翘棒18的长度较大，可直接搭在u型槽板16上，而活动环17为环形环体，内径大于翘棒18的外径，可在翘棒18与u型槽板16分离的情况下，以活动环17为支撑点，对紧固的逃生门8进行顶开。

本实施例的使用方法为：当逃生人员需要利用逃生门8进行逃生时，而逃生门8被外部的落石等进行顶紧，无法正常打开时，逃生人员将翘棒18上提，与u型槽板16分离，并以活动环17为支撑，拉动翘棒18，将翘棒18的小部分置于活动环17左侧，并与逃生门8顶紧，大部分翘棒18处于活动环17右侧，由救生人员紧握右侧的翘棒18，并施加特定方向的作用力，在逃生门8锁体开启的情况下，借助杠杆原理，翘棒18对逃生门8施加作用力，便于撬开逃生门8，以实现自救的效果。

实施例3

本实施例煤矿用救生舱舱体的结构与实施例1或2煤矿用救生舱舱体的结构基本相同，其不同之处在于：在救生舱的内部安装有防撞机构；防撞机构包括快充囊20和防撞囊23，防撞囊23安装在救生舱的内部，防撞囊23的表面设置有开口，且快充囊20安装在开口两侧的防撞囊23表面，快充囊20两侧的防撞囊23表面安装有柔性囊19（参见图6）。开口可作为人员进入防撞囊23的通道，而防撞囊23整体为橡胶囊体，内部空间大小适中，当进入高压空气后，可受压膨胀，对内部的人员进行防撞保护，而快充囊20和柔性囊19的柔韧性大于防撞囊23的材质，可受压后，先与防撞囊23变形，对开口进行堵塞，避免防撞囊23内部人员受力从开口脱离。

具体的，防撞囊23一侧的救生舱内部安装有高压气瓶21，内部可填充高压空气或氧气等，为整个救生舱内部提供所需的空气等，高压气瓶21的输出端通过管道与防撞囊23连接，且管道上安装有开关阀22，为一般的开关阀件，可在开启后，使得高压气瓶21打开，并快速对防撞囊23进行充气效果，实现膨胀。

本实施例的使用方法为：在正常情况下，防撞囊23、快充囊20和柔性囊19内部不存在气体，当救生舱遭受极大的冲击力，产生晃动等事故时，逃生人员为对自身进行保护，可快速快速开关阀22，打开高压气瓶21，将高压气瓶21内空气导入防撞囊23内部，人员快速打开开口，进入防撞囊23内部，与此同时，由于快充囊20和柔性囊19的柔韧性较大与防撞囊23，在受相同气压时，快充囊20和柔性囊19首先发生形变，并膨胀，快速对开口进行堵塞，必要时，可在防撞囊23内部安装固定部件，便于使得防撞囊23与人员身体进行相对固定，形成一个弹性包裹和保护，对救生人员的身体并进行完全的包裹，而防撞囊23完全固定在救生舱内部，在遭受振动力时，防撞囊23产生一定晃动，而受弹性包裹影响，内部人员遭受的振动力不大，且不与外部部件造成碰撞等意外，由此形成对逃生人员的充分保护。

实施例4

本实施例煤矿用救生舱舱体的结构与实施例1~3煤矿用救生舱舱体的结构基本相同，其不同之处在于：连接法兰6的表面向内延伸，不同的连接法兰6延伸至不同的舱体内部，且连接法兰6的连接处安装有连接门体25，连接门体25的表面安装有防爆门1（图7和图8）。实际连接门体25为一个金属门框，而受实际连接作用，在过渡舱2和人员舱3连接、人员舱3和逃生舱5连接、逃生舱5和设备舱7连接时，皆为两个连接法兰6相互对齐，由此为两个连接门体25相互对齐，防爆门1可安装在一个乃至两个连接门体25上，对各个舱体之间的通道形成隔绝，在单个舱体内部发生火灾等事故时，可实现防火隔绝效果，进一步提高安全性能。

具体的，连接法兰6的间隙处安装有密封垫26，密封垫26较薄，可处于两个连接法兰6乃至两个舱体的间隙处，达到安全密封的效果，密封垫26的内部安装有固定螺栓27，固定螺栓27的一端安装有焊接板筋24，焊接板筋24通过焊接的方式固定安装在连接法兰6上，固定螺栓27的另一端安装有调节螺母头28，调节螺母头28为体型较大的螺母部件，且其上安装有把手，可通过螺纹与固定螺栓27连接，并对另一连接法兰6产生挤压力，保证两个连接法兰6之间的连接效果，可在遭受意外情况下，通过卸下调节螺母头28卸去作用力，使得两个连接法兰6分离，进而实现两个舱体之间的分离效果，利于实际逃生的使用。

本实施例的使用方法为：实际使用时，为实现两个舱体之间的连接，如逃生舱5与人员舱3连接时，二者的连接法兰6相互对齐，且间隙处安装有密封垫6，并以逃生舱5作为逃生用的主要舱体，经螺孔，可将固定螺栓27的一端穿入两个连接法兰6内部，在人员舱3内部，将焊接板筋24的一端通过焊接板筋24与人员舱3的连接法兰6乃至连接门体25固定连接，实现固定螺栓27一端的固定，而另一端，工作人员可手握调节螺母头28上的把手，沿固定螺栓27表面的螺纹进行旋转运动，使得固定螺栓27对逃生舱5的连接法兰6乃至连接门体25进行挤压，进而实现两个连接法兰6的安装，进而实现逃生舱5与人员舱3的连接效果，为保证固定连接性能，可将多个固定螺栓27安装在两个连接门体25上，并将防爆门10安装在连接门体25上，在后续使用过程中，当发生意外，如人员舱3内部起火，在火势无法控制时，人员可逃往逃生舱5内部，并关闭防爆门10进行防护，而若是遭遇其他意外，如人员舱3处于地势较低位置，对逃生舱5和设备舱7进行拖拽，不得不分离人员舱3时，逃生人员可快速旋转调节螺母头28，进而将调节螺母头28卸去，使得固定螺栓27的一端卸去力矩，而因人员舱3遭受外力，固定在人员舱3连接法兰6上的固定螺栓27，连带着人员舱3向下坠落，进而与逃生舱5分离，由此避免逃生舱5波及到危险，提高安全性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。