矿用自救器接力站的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用自救器接力站，属于矿井井下逃生设备技术领域，为解决现有的井下避难硐室数量有限而无法满足接力逃生需求设计。本实用新型提供的矿用自救器接力站内部布置有入口过渡室、自救器补给室和出口过渡室，入口过渡室设有进口门，出口过渡室设有出口门，进口朝向与出口朝向垂直；入口过渡室配有气幕系统，用于人员进入时避免有害气体进入自救器补给室；自救器补给室配有压缩空气供氧系统和空气净化系统，压缩空气供氧系统用于为自救器补给室提供氧气，空气净化系统用于将自救器补给室内的有害气体吸收去除。本实用新型矿用自救器接力站能够提供井下人员接力逃生时安全的自救器更换环境。
【专利说明】
矿用自救器接力站
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿井下逃生设备领域，具体涉及一种矿用自救器接力站。
【背景技术】
[0002]随着国家对煤矿安全的治理，煤矿安全性有着大幅度的提高，但煤矿井下各种各样的灾害、事故依然存在，形式还很严峻。当煤矿井下突发事故或灾害时，人员无法快速升井，可以暂时躲避在井下避难硐室，等待救援，传统的井下避难硐室仅是在发生事故时为人员在井下提供暂时的躲避空间，而且是被动等待救援，不能主动撤离到地面安全地点，在救援工程量大，耗费时间长时存在一定局限性，救援成功率低。同时，永久避难硐室的数量不能满足整个矿井井下人员避险的要求，需用救生舱或临时避难硐室作为补充避险设施，成本较高且体积大，不易搬运，且井下组装很难保证气密性要求。煤安监司办
[2012]34号文规定:高瓦斯和瓦斯矿井在建设采区(或区域)永久避难硐室的基础上，可用移动式救生接力站替代避难硐室，满足更大的避险需求。避险人员在接力站安全环境内更换大容量压缩氧自救器，实现自主逃生，通过接力逃生从而快速撤离灾区，抵达大巷安全地带或地表，大大降低了次生灾害伤亡率，保障我国矿井安全高效开采。
[0003]目前澳大利亚已有使用接力站的经验，美国煤矿井下使用中继站，主要用途与接力站类似，但难以适应我国煤矿井下条件。我国只有少量企业研制出专门用于矿山救援的自救器接力站，但站体结构设计过于简单、功能性不完善、整体抗爆炸冲击能力不强，同时对接力站井下合理位置布设、布设间距等缺乏基础研究，因此国内厂家生产的接力站只是粗放设计，未结合矿井实际条件，存在严重的使用缺陷，不能为更换自救器提供一个相对安全、便捷的环境，很难满足井下逃生人员避险和逃生接力的需求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提出一种能够更好的、更安全的、更便捷的满足井下逃生人员避险和逃生需求的矿用自救器接力站。
[0005]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种矿用自救器接力站，矿用自救器接力站内部布置有入口过渡室、自救器补给室和出口过渡室，其中，所述入口过渡室设有进口门，所述出口过渡室设有出口门，进口朝向与出口朝向垂直;所述入口过渡室配有气幕系统，用于人员进入时避免有害气体进入自救器补给室;所述自救器补给室配有压缩空气供氧系统和空气净化系统，所述压缩空气供氧系统用于为自救器补给室提供氧气，所述空气净化系统用于将自救器补给室内的有害气体吸收去除。
[0007]进一步的，接力站室内还分别设置有:环境监测系统，用于实时监测接力站室内环境;人员定位系统，用于监测井下人员的分布情况;通讯系统，用于接力站内人员与井上通信;动力保障系统，用于为接力站提供供电需求。
[0008]作为本实用新型的一个优选方案，所述动力保障系统配备隔爆型锂离子蓄电池，用于在发生断电事故时为所述接力站供电。
[0009]作为本实用新型的一个优选方案，所述压缩空气幕系统包括压缩空气瓶、与所述压缩空气瓶通过第一减压器连接的压风供气管路、控制阀以及与所述控制阀连接的第一流量计。
[0010]作为本实用新型的一个优选方案，所述压缩空气供氧系统为地面压风管路供氧装置，所述地面压风管路供氧装置包括地面压风管路、与所述地面压风管路连接的至少一个过滤器、依次与所述过滤器连接的第二减压器、第二流量计以及消音器。
[0011]作为本实用新型的一个优选方案，所述压缩空气供氧系统为压缩空气瓶供氧装置，所述压缩空气瓶供氧装置包括至少一个空气瓶、与所述空气瓶连接的第三减压器以及与所述第三减压器连接的第三流量计。
[0012]作为本实用新型的一个优选方案，所述空气循环净化系统为空气净化柜，所述空气净化柜内设置有真空包装的吸收药剂。
[0013]进一步的，所述接力站室还包括照明系统，所述照明系统包括隔爆型LED灯、指示灯以及荧光条，所述隔爆型LED灯设于所述接力站室内，所述指示灯和所述荧光条设于所述接力站室外。
[0014]本实用新型的有益效果为:
[0015](I)、本实用新型的矿用自救器接力站包括压缩空气幕系统、压缩空气供氧系统、空气循环系统、环境监测系统、人员定位系统、通讯系统、动力保障系统，当矿难发生后，接力站具有避险和逃生的双项功能，以逃生为主，以避险为辅，当发生水灾、火灾和爆炸等灾害时，应快速佩戴随身携带的自救器逃生路线逃生，进入就近接力站内，更换大容量压缩氧自救器继续逃生至安全地带；当遇到冒顶、透水阻隔时，无法逃离，可进入接力站内等待救援。接力站可替代临时避难硐室和可移动式救生舱，结构简单、占用空间小、易于井下布置和移动，经济性和实用性高。
[0016](2)、本实用新型的矿用自救器接力站采用一进一出两个门的贯通式结构，进口朝向与出口朝向垂直，这种设计极大地提高了正面抗冲击能力，进口门设置在侧边可大大减小防护密闭门的抗爆要求，在保证整体要求的前提下，节约了制造成本，经济高效，也更方便人员进入，为井下逃生人员在井下逃生时提供方便。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型优选实施例提供的压缩空气幕系统的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型优选实施例提供的地面压风管路供氧装置的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型优选实施例提供的压缩空气瓶供氧装置的结构示意图；
[0020]图4是本实用新型优选实施例提供的矿用自救器接力站布置平面示意图；
[0021 ]图5是本实用新型优选实施例提供的矿用自救器接力站布置侧面示意图。
[0022]图中标记为:
[0023]1、压缩空气瓶;2、第一减压器;3、控制阀；4、第一流量计;5、过滤器;6、地面压风管路;7、第二减压器;8、第二流量计;9、消音器；10、空气瓶；11、第三减压器；12、第三流量计；13、压风供气管路。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0025]优选实施例:
[0026]本优选实施例公开一种矿用自救器接力站。如图1至图3所示，矿用自救器接力站包括分别设于接力站室内的:压缩空气幕系统、压缩空气供氧系统、空气循环系统、环境监测系统、人员定位系统、通讯系统、动力保障系统、照明系统以及储备物品。
[0027]本实施例中，如图4和图5所示，接力站长度为4000-6000mm，宽度为1800mm，高度为2100mm，外皮为4mm厚的钢板，钢板的屈服强度? 6OOMPa，外表涂装防腐漆，做防腐处理，保证壳体防腐使用寿命大于10年，接力站内肋结构采用60mm X 10mm的方钢片，沿接力站长度方向(纵向)布置的方钢片加强筋总共12道；左右侧面钢板处加强方钢片共4道，间距约620mm，通长。前后面钢板处加强方钢片共4道，间距约为620mm。顶板处加强方钢片共2道，间距约为514mm，通长;底板处加强方钢管共2道，间距约为514mm，通长。总计4 X 2+2 X 2 = 12道;底部中间有两方钢管加强，距离为900mm，沿着中心线对称布置，方钢管尺寸为300mmX60mm，厚度为5mm，经过抗爆炸模拟实验抗爆炸峰值超压不小于0.12MPa，能抵抗一定条件的抗爆炸冲击。
[0028]接力站内壁采用防火等级为A60级轻质结构壁板，复合板构成为2层0.6mm镀锌钢板中间加一层10mm厚的岩棉，岩棉本身为阻燃抗静电，隔声量40dBA，导热系数0.95Kcal/m2h.°C，满足了煤矿井下对材料的各方面要求。
[0029]本实施例中，优选的，压缩空气幕系统包括压缩空气瓶1、与压缩空气瓶I通过第一减压器2连接的压风供气管路13、控制阀3以及与控制阀3连接的第一流量计4，控制阀3为机械阀，压缩空气幕系统工作时能将接力站室内分割成入口过渡室、自救器补给室、出口过渡室三个腔室;接力站内设压缩空气幕装置，空气幕装置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，既不影响人员出入，又能阻止室内外空气对流，同时，强大气流还可以吹散附着在人体衣物上的有害气体，当过渡室出入口门打开时机械阀控制气幕自行启动，关门时空气幕自行停止，气幕可连续工作时间为15min，也可断续工作，以满足多批次人员出入的需求。气幕使大流量的清洁空气充入入口过渡室内，在室内形成密闭环境，再通过单向排气阀将室内的有毒有害气体排出接力站。
[0030]压缩空气幕系统采用压风引入和压缩空气瓶两种供气方式形成气幕，压缩空气通过减压器2减压，入口压力2 15MPa、出口压力0.5?0.6MPa可调，压风系统通过球阀和单向阀引入接力站后为供氧系统供气;若压风系统气路损坏无法工作，可关闭压风开关，打开压缩空气瓶开关，通过自备的压缩空气进行气幕吹洗。根据出入口防爆密闭门尺寸、门开关时间、人数、气幕流速、气体压力、喷头覆盖面积、喷头数量、喷射时间等参数进行计算，需要2支压力为15MPa、体积为水容积60L钢瓶的压缩空气，以防井下地面压风管路系统遭破坏时使用，两套系统通过转换阀连接互为备用。
[0031 ]入口过渡室的一侧面设有进口门，出口过渡室的一侧面设有出口门，进口朝向与出口朝向垂直，采用屈服强度大于600MPa的钢材作为面板，配以良好力学性能的框架式加强筋，夹层间填充复合氧化铝毡矿物棉板，站体防火等级达到A60级，具有阻燃、隔热、隔音、抗冲击性能，也具有持续耐高温能力55°C下2h，这种设计极大地提高了正面抗冲击能力，进口门设置在侧边可大大减小防护密闭门的抗爆要求，在保证整体要求的前提下，节约了制造成本，经济高效，也更方便人员进入，为井下逃生人员在井下逃生时提供方便。
[0032]本实施例中，如图2所示，压缩空气供氧系统为地面压风管路供氧装置，图中的两条虚线之间形成的部分为自救器补给室，从左侧起第一条虚线之前的区域为过渡室，地面压风管路供氧装置包括地面压风管路6、与地面压风管路6连接的至少一个过滤器5、依次与过滤器5连接的第二减压器7、第二流量计8以及消音器9，过滤器5优选为三级过滤器，第二流量计8为浮子流量计，接力站内的地面压风管路供氧装置供气压力0.1-0.3MPa，供气流量300L/人.min，连续噪声不大于70dBA，该装置具有调节压力、消音、过滤等功能;压缩空气供氧系统并不局限于是地面压风管路供氧装置，还可以是压缩空气瓶供氧装置，压缩空气瓶供氧装置包括至少一个空气瓶10、与空气瓶10连接的第三减压器11以及与第三减压器11连接的第三流量计12，为保证在地面压风管路失效情况下保障接力站内避险人员安全生存，在接力站配置压缩空气瓶供氧，由压缩空气瓶10(60L、15MPa)通过接力站内的汇流排以及相连接的不锈钢管路供氧，接力站设置4个空气瓶10及减压装置，可释放不小于20000L的空气，由于第三减压器11保持稳定的压力，空气输出量不会随空气瓶中的压力变化而变化。
[0033]氧气供给系统采用两种方式:一、通过地面压风管路实现供风；二、通过压缩空气瓶供给，保证接力站内部的氧气需求:
[0034]一级矿井压风系统供氧:接入矿井压风系统，经过阀门后进入接力站内，通过三级过滤器减压降噪后排入接力站，供气方式为扩散式，为接力站内避险逃生人员提供符合正常生存环境要求的空气质量，同时接入压风自救装置提供安全保障，内部安装有ZYJ压风自救装置3台，每台配有6组呼吸面罩，可供15人同时压风自救。
[0035]二级压缩空气供氧:当矿井压风系统遭到破坏时，启动接力站内压缩空气供给系统，按照正常人每分钟呼吸次数为16-20次，每次呼吸量大约为500ml，按20次/min计算，每人需要空气供给量0.0lmVmin，考虑到逃生跑步程度，按人均0.02m3/min供给满足生存需要，并制造站内正压环境，经计算，按备用系数1.1得出，确定在接力站内配备工作压力为15Mpa，水容积60L的空气钢瓶4支。
[0036]压缩空气供氧系统还包括120min压缩氧自救器，根据服务区域内人数，配置数量不低于50台。压缩氧自救器是一种隔绝闭路循环呼吸保护装置，用于煤矿井下灾变时，保证遇险人员较长时间正常呼吸并及时撤离灾区。长时压缩氧自救器具有以下优点:1、减少接力站布置数量，降低成本;2、减少自救器更换次数，保障安全;3、增加有效逃生时间，提高逃生效率。
[0037]本实施例中，空气循环净化系统为空气净化柜，空气净化柜内设置有真空包装的吸收药剂，空气净化系统通过气动风机将含有害气体的空气吸入空气净化柜，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，做到无源动力驱动。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;接力站内布置I台空气净化柜，空气净化柜可处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟.人，处理CO的能力能使浓度400ppm在20min内降低到浓度24ppm。
[0038]本实施例中，环境监测系统用于实时监测接力站室内环境，接力站壳体预留监控监测仪表接口，在接力站内接入一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、瓦斯传感器、温湿度计等环境参数监测检测传感器，实现井口调度室对接力站环境的实时监测并超限报警，配备2台便携式4参数气体测定器，供避险人员随时检测站内环境。
[0039]本实施例中，人员定位系统用于掌握井下避险逃生人员的分布情况，接力站壳体预留人员定位线路接入口，配置人员定位读卡器，数据可通过通信电缆传到地面调度室，以保障地面救援指挥组掌握井下避险逃生人员的分布情况等信息。
[0040]本实施例中，动力保障系统用于为接力站提供供电需求，动力保障系统至少包括隔爆型锂离子蓄电池。接力站内采用双回路供电措施，以更有效保障接力站内监测监控等设备的正常运转。日常采用井下交流127V电源供电，由煤矿井下就近变电所供接力站内部用电，另配置避险专用蓄电池组，蓄电池提供127V、24V输出，蓄电池供电不小于9小时，当发生断电事故时，能够实现自身供电，供内部环境监测、应急通讯、照明、指示等设施提供动力保障，该电源日常处于待机状态。
[0041]本实施例中，照明系统包括隔爆型LED灯、指示灯以及荧光条，隔爆型LED灯设于接力站室内，指示灯和荧光条设于接力站室外。接力站内采用节能环保的隔爆型LED灯照明，避险逃生人员可选择日常照明或应急照明；接力站采用指示灯和荧光条作为接力站在黑暗环境下的逃生指示，指引接力站的位置，电源取自矿供电系统或站内自备蓄电池组，可保证日常设备维护、保养等状态下的正常工作。为给接力站内提供应急照明，选用荧光棒作为应急照明，以确保照明安全和照明质量，可使进入接力站人员能够迅速寻找相关物品。同时避险逃生人员还可利用头戴的矿灯进行辅助照明。
[0042]本实施例中，通讯系统用于与井上设施无线连接，接力站配备电话通讯装备，与煤矿整体通讯系统联网，通讯系统可连接井上调度室、井下值班室、接力站、救生舱、避难硐室等设施，形成通讯系统，与煤矿通讯系统相配合，无缝对接。
[0043]此外，矿用接力站内配备有供规定避险人次使用的储备物资，其中包括规定数量的隔绝式压缩氧自救器、饮用水、医疗急救包，防爆应急工具等，数量根据避险人数由计算而来。医疗急救包:创可贴、无菌纱布、绷带、三角巾、夹板等止血器具。急救包中的药品可根据具体情况自行选配。防爆应急工具:放置必备的工具，用于接力站仪器设备的维修。
[0044]矿用自救器接力站布设要求:
[0045]1、接力站应优先布置于采掘工作面进回风巷道内。
[0046]2、满足距离采掘工作面100m范围内应布置I台接力站。
[0047]3、距离接力站或避难硐室2000m范围内应间接布置I台接力站。
[0048]基于上述矿用自救器接力站的井下逃生方法，具体包括下述步骤:
[0049]开启压缩空气幕系统，通过压缩空气幕系统形成的无形的门帘将接力站室内分割成入口过渡室、自救器补给室、出口过渡室三个腔室；
[0050]开启压缩空气供氧系统，确保通入接力站内的氧气量满足需求；
[0051]开启空气循环净化系统，将空气中的有害气体吸收。
[0052]启动动力保障系统并开启照明系统，确保进入接力站内的人员能够迅速逃生；
[0053]配置人员定位系统，通过人员定位系统和通讯系统与井上设施配合确保井下人员的分布情况从而加速救援；
[0054]启动环境监测系统，实时监测接力站室内环境。
[0055]上述步骤中可以依次进行，也可以根据实际逃生需求随进进行，此处仅是一种优选的实施方式，并不做限制。
[0056]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0057]以上是结合附图给出的实施例，仅是实现本实用新型的优选方案而非对其限制，任何对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神，均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。本实用新型的保护范围还包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。
【主权项】
1.一种矿用自救器接力站，其特征在于，矿用自救器接力站内部布置有入口过渡室、自救器补给室和出口过渡室，其中， 所述入口过渡室设有进口门，所述出口过渡室设有出口门，进口朝向与出口朝向垂直；所述入口过渡室配有气幕系统，用于人员进入时避免有害气体进入自救器补给室;所述自救器补给室配有压缩空气供氧系统和空气净化系统，所述压缩空气供氧系统用于为自救器补给室提供氧气，所述空气净化系统用于将自救器补给室内的有害气体吸收去除。2.根据权利要求1所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，接力站室内还分别设置有:环境监测系统，用于实时监测接力站室内环境;人员定位系统，用于监测井下人员的分布情况;通讯系统，用于接力站内人员与井上通信;动力保障系统，用于为接力站提供供电需求。3.根据权利要求2所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述动力保障系统配备隔爆型锂离子蓄电池，用于在发生断电事故时为所述接力站供电。4.根据权利要求1-3任一所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述压缩空气幕系统包括压缩空气瓶(I)、与所述压缩空气瓶(I)通过第一减压器(2)连接的压风供气管路(13)、控制阀(3)以及与所述控制阀(3)连接的第一流量计(4)。5.根据权利要求2所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述压缩空气供氧系统为地面压风管路供氧装置，所述地面压风管路供氧装置包括地面压风管路(6)、与所述地面压风管路(6)连接的至少一个过滤器(5)、依次与所述过滤器(5)连接的第二减压器(7)、第二流量计(8)以及消音器(9)。6.根据权利要求2所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述压缩空气供氧系统为压缩空气瓶供氧装置，所述压缩空气瓶供氧装置包括至少一个空气瓶(10)、与所述空气瓶(10)连接的第三减压器(11)以及与所述第三减压器(11)连接的第三流量计(12)。7.根据权利要求1-3任一所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述空气循环净化系统为空气净化柜，所述空气净化柜内设置有真空包装的吸收药剂。8.根据权利要求1-3任一所述的一种矿用自救器接力站，其特征在于，所述接力站室还包括照明系统，所述照明系统包括隔爆型LED灯、指示灯以及荧光条，所述隔爆型LED灯设于所述接力站室内，所述指示灯和所述荧光条设于所述接力站室外。
【文档编号】E21F11/00GK205532695SQ201620065864
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】王喜胜, 李磊, 崔刚, 彭然, 刘宁宁, 尹岚岚
【申请人】煤炭科学技术研究院有限公司