技术与生产

14.产品与技术4.1技术背景我国作为能源消费大国，煤炭在我国能源生产的大格局中占有绝对的比重，达到近70%。我国的煤炭产量虽然只占世界煤炭产量的1/3，但煤矿矿难死亡人数占世界煤矿事故死亡人数的4/5。世界每发生20起导致死亡人数最多的煤矿灾难中，就有8起发生在中国，频繁的矿难不仅造成了许多家庭的破裂，同时也严重影响了中国的国际形象。然而据调查，发生矿难后，真正在事故发生瞬间伤亡的矿工仅占很少一部分，大部分都是因为无法及时逃离现场而导致意外。在人本理念成为世界发展潮流的大环境下，积极开展矿山安全保障技术的研究与开发，不仅是我国建设和谐社会的必然要求，更是时刻遭受矿井灾害威胁的煤矿工人的迫切愿望。国务院于2010年7月19日颁布了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号），明确规定煤矿企业应在2013年建设安装完成井下安全避险“六大系统”即：监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、通信联络系统、压风自救系统、供水施救系统。随后安监总局和煤矿安监局联合发布了《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号），对建设完善安全避险“六大系统”做出了进一步规定。2响应国家政策，公司生产出KJYF系列矿用可移动式救生舱产品，不需外部能源补给，就可以为幸存人员躲避有毒有害气体、浓烟烟尘及氧气缺乏等危害，提供一段时间的生命和生存保障，对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。.34.2产品概况及主要技术指标对比4.2.1产品来源KJYF系列矿用可移动式救生舱技术由本公司总经理邓军教授（西安科技大学能源学院安全工程博士生导师）与技术顾问蔡周全（西安科技大学能源学院研究员）及其技术团队自主研发，经邓军教授及其技术团队授权，由天瑞重安生命保障救援设备科技股份有限公司生产及销售。4.2.2基本类型4.2.2.1救生舱为硬体式，救生舱采用钢质等硬质材料制造而成。4.2.2.2救舱为分体组装式结构，为适应煤矿环境，采用一定数量同等规格基本结构单元组合而成4.2.3型号产品规格按6、8、12；16、20、24；30、36、42(人)等设计。4.2.4救生舱基本性能参数KJYF96/□额定人数额定防护时间分体组装式硬体式矿用移动式救生舱4救生舱基本性能参数应符合表1规定。表1项目技术参数项目技术参数外形尺寸(长X宽X高)6890X1790X1795二氧化碳浓度（%）≤1.0启动时间（S）≤60氧气浓度（%）18.5~23过渡舱容积米3≥1.2甲烷浓度（%）≤1.0生存舱容积米3≥6.5持续耐高温能力(℃)≥40额定人数（人）□承受最大冲击波压力(Mpa)≥2.0额定防护时间（h）96气密性（Pa）100~500正压一氧化碳浓度（ppm）≤24空载质量(t)≤854.2.5救生舱主要技术指标对比KJYF系列矿用可移动式救生舱技术水品与国内外同类技术指标对比如下表。6表救生舱技术指标对比技术指标制造厂商天瑞重安科技公司陕西重生矿业科技公司美国StrataSafetyProducts澳大利亚MineARC公司抵御最高冲击压力2.0Mpa1.5Mpa1.5psi=0.103Mpa1.5psi=0.103Mpa抵御瞬时高温冲击1200℃1200℃300℉=148.9℃＿持续耐高温能力55℃55℃＿＿氧气浓度18.5%~23%18.5%~23%19%~22%19%~22%二氧化碳浓度＜0.5%＜0.5%＜0.5%＜0.5%一氧化碳浓度24ppm24ppm＜50ppm＜50ppm室内温度≤35℃≤35℃≤95℉(35℃)≤95℉(35℃)湿度≤35℃≤35℃被困人员供水量2020ml／人·天50ml／人·天04quart／人·day（即3.784L／人·天）4quart／人·day（即3.784L／人·天）被困人员食物所含热量8000千焦／人·天8000千焦／人·天2000kcal／人·day（即8400千焦／人·天）2000kcal／人·day（即8400千焦／人·天）额定防护时间≥96h≥96h≥96h≥96h额定人数10人10人10人12人外形尺寸（长×宽×高）6890×1790×1795mm6100×1400×1800mm6100×2440×1830mm6450×2310×1800mm空载重量5.8t5.5t7.2t6.8t74.3系统组成及技术要求4.3.1KJYF系列矿用可移动式救生舱由以下各系统组成：84.3.2技术要求4.3.2.1一般要求救生舱应符合本标准的要求，并按经规定的程序批准的图样和技术文件制造。4.3.2.2适用范围和使用环境条件a)环境温度：（-5～+40）℃；b)相对湿度：（20%～85）%；c)大气压力及海拔高度：（80～106）kPa，海拔不高于2000米；d)安装井巷空间尺寸：高度大于2.6m，巷道净宽不得小于2.5m，长度根据救生舱尺寸确定；e)适用的灾害种类及范围：应用于高瓦斯、高温矿井掘进头、运输巷等在灾变时期存在高温、爆炸、冒顶、有毒有害气体环境。4.3.3关键技术及要求4.3.3.1外观及标志4.3.3.1.1产品的永久性安全使用须知中应注明救生舱具体的适用范围和适用条件，包括适用的灾害种类及海拔高度、环境条件等。4.3.3.1.2救生舱外部颜色在煤矿井下照明条件下应醒目，宜采用黄色或红色；4.3.3.1.3设置明显的安全反光光条码、安全标志标识、安全使用须知、9扳手起动符号等标识，配备外部指示灯；4.3.3.1.4救生舱及内部设备整洁、规范，具有防腐蚀、防虫鼠啃咬、防挂断等性能；4.3.3.1.5救生舱应便于移动、运输、吊装、安装，适应煤矿井下环境条件；4.3.3.1.6救生舱的内、外均设置监测环境空气中氧气浓度、一氧化碳浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度、舱内压力、湿度及温度的传感器或检测仪表，这些仪器属于安标管理的应具有有效的安全标志证书。应有数据采集、显示、报警、处理功能，并与安全监控系统联网，舱内人员应能够看到舱外环境参数数据；4.3.3.1.7救生舱门设置内外都能开启，并不能反锁。防爆密闭门4.3.3.2额定防护时间救生舱的额定防护时间不低于96h，并且有不低于1.1倍的防10护时间安全系数。4.3.3.3设计功能救生舱在无任何外部电源、材料等供给的状况下，具备安全防护、氧气供给保障、空气净化与温湿度调节、环境监测、通讯、照明及指示，动力供应、生存保障等功能。4.3.3.4使用材料救生舱选用钢质等硬性抗高温老化、无腐蚀性、无公害的环保材料4.3.3.5配套电气设备配套用电气设备应符合GB3836和相关产品标准的规定。4.3.3.6非金属部件非金属部件符合MT113的规定。4.3.3.7安标管理配套产品纳入安全标志管理的配套部件取得煤矿矿用产品安全标志；相关电器设备或连接符合防爆安全要求。4.3.4结构和安全防护要求4.3.4.1有效容积（包括过渡舱和生存舱）保证人均占有容积不小于0.8m3，且总有效容积不小于7.0m3。4.3.4.2生存舱提供的有效生存空间不小于每人0.8米3，在适当位置设有观察窗，材质具有与整舱相匹配的耐高温、抗冲击等性能和不少于2个单向排气阀。114.3.4.3应急逃生口，在救生舱舱门无法正常开启的紧急情况下，遇险人员能够借此逃生。应急逃生口面积在0.25-0.3m2，并不在救生舱门同一侧。4.3.4.4救生舱在合适位置设置引水装置。4.3.4.5救生舱具有适宜吊装、移动、可靠固定等机械结构。4.3.4.6气密性4.3.4.6.1救生舱体具有整体气密性，正常使用时舱内能保持正压状态（舱内气压大于舱外气压），且能根据实际情况进行实时调节：工作状态下：救生舱的内外压差应在100～500Pa；当舱内压力大于200Pa时，能自动泄压，舱内气压能根据实际情况进行调节。4.3.4.6.2试验状态下：救生舱具有足够的强度和气密性。硬体式救生舱在+500±20帕压力下，泄压速率应不大于350±20帕/小时，舱内气压能根据实际情况进行调节。4.3.4.6.3救生舱具备过渡舱结构。过渡舱的净容积不小于1.2m3，内设压缩空气幕和压气喷淋装置及单向排气阀。过渡舱保持正压，压力不低于200Pa；在舱门处设有空气幕，喷淋时间不低于2min/组。喷淋气幕流量不小于100L/m.人）。空气幕装置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，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，生存舱门打开时，机械阀控制气幕自行启动，关闭时，气幕自行停止。12空气幕装置避险人员进入救生舱时，若带入了室外的有毒有害气体，可以在过度室内打开喷淋装置对有毒有害气体进行清洗和置换。喷淋装置原理图喷淋装置是使大流量的清洁空气，充入过渡室内，在室内形成正压环境再通过单向排气阀将室内的有毒有害气体排出救生舱。13喷淋装置空气幕、喷淋装置控制阀4.3.4.7救生舱具有持续耐高温能力：持续耐高温能力，救生舱额定防护时间内持续环境温度40℃条件下，舱内96h温度不高于35℃；4.3.4.8救生舱舱体强度4.3.4.8.1救生舱体材料要求用4毫米以上的钢板，设计的抗冲击能力不低于1.5MPa或150N/cm2。4.3.4.8.2抗爆炸冲击性能，救生舱具备可承受最大冲击波压力不低于2.0Mpa，在抗爆炸冲击试验条件及试验方法下，试验后救生舱应无明显变形、损坏和位移。4.3.4.9快速起动能力4.3.4.9.1救生舱起动时间不超过60s。4.3.4.9.2避险人员进入生存舱后当一氧化碳降到24ppm以下、二氧化碳14降到1%以下、甲烷降到1%以下、氧气含量在18.5%～23.0%之间时方可取下自救器。4.3.4.10稳定性救生舱具备防倾覆等措施，保证在煤矿井下运输、安装后及使用时的舱体稳定性。4.3.4.11动力设备配置可移动救生舱具备可移动性，明确安全、可靠移动的方式、方法及所需设备。4.3.5氧气供给保障系统4.3.5.1供氧保障系统救生舱具备压风供氧、自备氧二级供氧保障体系以及自救器逃生保障系统。压风供氧：井下压风系统通过球阀、单向阀、过滤调压器、消音器引入救生舱室，供风压力：0.1-0.3MPa,供气流量：2.5L∕人•min，连续噪音不大于70dB（A）。15压风供氧系统原理图压风供氧系统模型压缩氧气供氧示意图4.3.5.2氧气浓度保障救生舱内人员呼吸氧气浓度在18.5%-23.0%之间。4.3.5.3矿井压风系统的结构与工作性能救生舱具有与矿井压风系统的接口和压风系统供氧装置；供氧装置具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等设施，保证压风供氧速率不低于每人2.5L/min，连续噪声不高于70dB（A），出口压力在（0.1-0.3）MPa，16过滤装置具备油水分离功能。4.3.5.4自备氧供应系统救生舱具有自备氧供应系统，采用压缩氧并满足以下要求：4.3.5.4.1以人均耗氧量0.5L/min计算，能够单独保证救生舱的额定保护时间，且安全系数不低于4.2.3.2的规定。4.3.5.4.2压缩氧供氧时满足GB8982的规定，采用高压气瓶供气系统时设有减压装置。4.3.5.4.3采用压缩氧供氧方式时，应当操作简便、快捷；流量计应方便读数，具备明显的调节指示；氧气瓶应符合GB5099和《压力容器安全技术监察规程》有关标准的规定；显示压力表应符合GB/T1226的有关规定。4.3.5.4.4救生舱应配备隔绝式氧气自救器，自救器使用时间不低于45min，配备量不低于额定人数的1.5倍。4.3.6空气净化与温湿度调节系统4.3.6.1舱内空气质量救生舱具有有效的空气净化与温湿度调节系统，在额定防护时间内保障舱内空气及有害气体浓度满足表2的规定。表2项目O2COCO2CH4温度湿度指标18.5%～23.0%≤24ppm≤1.0%≤1.0%≤35℃≤85%救生舱内是一个密闭的空间，室内温度会因人体新城代谢产生的热量而逐渐升高。因此，救生舱内必须配备安全，有效的制冷装置。17温度调节系统的工作原理图救生舱室内采用蓄冰制冷技术