50人避难硐室设计方案

50人避难硐室设计方案一防护密闭系统避难硐室防护密闭系统采用向外开启的两道门结构,外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室，密闭门之内为避险生存室。防护密闭门抗冲击压力要求不低于0.3兆帕，我们公司的防护密闭门实际抗冲击压力大于1兆帕，有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽，深度不小于0.2米，墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩（煤）体接实，保证足够的气密性。设备配置：我们为贵公司50人避难硐室配置了2套防护密闭门，2套密闭门。二气幕吹洗喷淋系统由于避险人员在开启避难硐室第一道门时会带入一定浓度的CO及其它有毒、有害气体，极易对避险人员造成二次伤害，为此我们设计了气幕喷淋系统来解决这一问题。（一）主要功能气幕喷淋系统的功能是将压缩空气通过喷气气幕管形成气幕，在硐室防护密闭门处形成一个相对隔绝的密闭室，过渡室上部的喷淋设备释放大量的气流，单向换气阀将有毒气体替换出去，不会随着避险人员进入到生存室内。气幕管透气缝隙仅为0.05mm，在0.5-0.6Mpa的压力下，可覆盖1.2m远的吹扫距离。气幕管长度根据室门定制。（二）系统原理气幕喷淋系统主要解决外界有毒有害气体进入硐室和过渡室换气问题。气幕吹洗是在第一道门内侧，使压缩空气通过气幕管形成致密的气帘，阻挡外界空气的进入，同时扫除外界进入人员身上携带的有毒有害物质。喷淋则是通过注入大气量的新鲜压缩空气，将有害气体稀释并通过泄压阀排放到室外，以达到降低有害气体浓度并净化的目的。气幕喷淋系统原理图（三）设备配置两个过渡室设备共计2套气幕管、2组喷头、40瓶15MPa、60L的压缩空气以及相应的连接管件。1、气幕用压缩空气钢瓶数量的计算：气幕管耗气量为6m3/min，假设形成的气幕可以持续10分钟，硐室内气压取1个标准大气压≈0.1Mpa，吹洗用空气的用量在一个标准大气压下的体积为：6m3/min×10min=60m3=60000L根据气态方程P1×V1/T1=P2×V2/T2，其中P是压强，V是体积，T是开氏温度。在温度不变的条件下，60000L的1个标准大气压的空气在13Mpa的压力下的体积为：V2=0.1×60000/13≈462L（15Mpa的空气瓶一般充到13Mpa左右，后文中的15MPa的压缩空气钢瓶、压缩氧气瓶的压力均按照13Mpa计算，后面不再赘述）。考虑上1.2的备用系数，所用60L、15Mpa的钢瓶数量为：462/60×1.2=9.24≈10个这是1个过渡室的用量，2个过渡室用20个。2、喷淋用压缩空气钢瓶数量的计算：避难硐室每个过渡室空间按30m3计算按照换气2次计算即60m3，考虑上1.2的备用系数，则需要的压缩空气瓶数量为：60×1000/130/60×1.2=9.23≈10个这是1个过渡室需要的数量，两个过渡室共需要20个。三氧气供给系统（一）供氧系统的主要功能及要求避难硐室内部设置供氧装置，向避险人员提供氧气，以保证避险人员能够维持正常呼吸。供氧装置能够满足以下要求：1、在整个额定防护时间内，避难硐室内部环境中氧气含量在18.5%～23.0%之间；2、氧气供给量及氧气浓度必须符合人体呼吸生理特点；3、氧气供给时间必须满足额定人数时不少于96小时的生存时间；4、供氧装置在井下特殊条件下不受环境影响，保证能够及时可靠。供氧不允许存在安全隐患。（二）供氧方案的选择对于煤矿个体呼吸防护装备，目前有正压氧气呼吸器、压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器。这些个体呼吸防护装备都有“使用时间短”的共同特点：正压氧气呼吸器最长的防护时间为4小时，压缩氧自救器、化学氧自救器、过滤式自救器最长的防护时间为45分钟，而过滤式自救器要求环境氧气的浓度大于17%。由于上述个体呼吸防护装备防护时间短，有些需要经常检查维护，因此上述个体呼吸防护装备只能放在煤矿井下避难硐室内作为备用或离开避难硐室逃生时的供氧设备使用。经研究分析，避难硐室供氧方案采用压风系统供氧和压缩氧气供氧、备用自救器三种方式。1、压风供氧按人均供风量不低于Q1=0.3m3/min的要求，当避险人员N=50人时，考虑到1.2的富裕系数，所需总供风量：Q=Q1·N=0.3×50×1.2=18（m3/min）。公司选用2套9m3/min压风设施为硐室内进行压风。此方案便于日常对装置的压力、供风性能等指标进行检查、对装置的组成部件进行维护及保养。（1）压风系统供氧原理压风供氧装置利用硐室前预埋的压风管路作为气源，通过阀门进入水、灰尘、油三级过滤器，然后经过减压器、管路、消音器，输出后为避难所内避险人员提供新鲜、充足的空气。（2）主要技术参数人均供风量≥0.3m3/min；避难硐室内氧气浓度18.5%～23.0%；减压器入口压力≥0.8MPa、出口压力0～0.6MPa（可调节）、输出流量不小于20m3/min；2、压缩氧气供氧系统压风供氧系统原理图（1）主要功能当地面压风系统在井下的管路遭到严重破坏时，压缩氧气供氧系统仍能有效地供氧。并根据实际情况人工调节控制压缩氧气的供应量，保证人体正常生存呼吸。（2）工作原理该装置是利用储存在钢瓶中的医用压缩氧气，通过供氧控制装置为避险人员输出规定数值的氧气。在生存室内放置的钢瓶，出口经高压管路并联集中，然后通过防爆电磁阀、气压表、减压阀和气体流量计，最终将医用压缩氧气输出到硐室内的均布管中，保证了氧气的均匀分布。压缩氧气供氧系统原理图根据避险人数和额定时间计算，50人硐室总共需要60L、15Mpa压缩氧气气瓶23个。(3)隔绝式压缩氧气自救器供氧《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》(安监总煤装(2011)15号)要求必须配备不小于45分钟的隔绝式自救器。根据招标文件要求，在生存室内配置的60台防护时间为45分钟的压缩氧自救器由矿方提供。（三）设备配置配置三级过滤器2套，60L、15Mpa压缩氧气瓶23个，连接管件1套，其余附件1套。四室内外环境参数监测系统灾害发生时，能够实时掌握室内外环境参数变化情况，有利于避险人员根据监测数据安全避险和及时出室脱险，也有利于地面救援人员把握被困人员现状、通话调度和策划最佳救援方案，因此安装环境气体监测与报警系统很有必要。(一)主要功能室内环境参数监测系统可以动态监测室内6个参数，包括CO2浓度、CO浓度、O2浓度、CH4浓度、温度和湿度；室外环境参数监测系统主要用于监测室外5个参数，包括CO2浓度、CO浓度、O2浓度、CH4浓度、温度；过渡室主要监测O2浓度、CO浓度。所有监测数据动态地集中显示在主控装置的液晶屏上，对于超标的做出声光报警提示。（二）工作原理通过各种传感器将硐室内外的环境参数传输到硐室内部的监控主机上，监控主机将传入的模拟信号转换为显示在显示器的数字信号，通过读取对应的接口数值，可以得到应的传感器测得数值，从而得知室内外环境参数。为方便数据的读取和确认，可以在对应的接口处贴上相应的标签。（三）设备配置及技术参数环境监测系统所用的产品均由矿方提供。五过滤除湿净化系统新型过滤除湿集成装置，可采用无源气动马达驱动。能快速清除生存室内的有毒有害气体,同时完成过滤和除湿功能。（一）主要功能过滤除湿系统是对由于避险人员在密闭的避难硐室中长时间进行呼吸所产生的CO2及避险人员由避难硐室外带入的CO、H2S、CH4气体通过相应药剂进行过滤，对由于人体自身呼出饱和湿度的气体及人体自身汗液蒸发的湿度、恶臭进行控制和调节。（二）设备配置根据贵公司50人的配置要求，以及国家规定的在20分钟内快速将CO浓度由400PPM降到24PPM的要求：配备高效CO2吸附剂500公斤；高效CO催化剂30公斤；H4S、CH4吸附剂40公斤；除臭剂40公斤；高效干燥帘300公斤。为了加快有害气体的快速去除，放置2台我司生产的无源空气净化机。配置16个60L的压缩空气瓶为气动风机提供动力源。50人需要2台空气净化处理机，需要16瓶60L压缩空气作动力。（三）药剂用量计算：1）干燥剂数量计算：在25度的环境下，人的平均散湿为50g/h•人，则每人一天的散湿量为50*24=1200g=1.2kg；我们采用吸水率为100%的干燥剂吸附水份，增加1.2的系数，则50人硐室要1.2kg×50×4×1.2×100%=288kg，为了安全起见我们配置高分子干燥剂300Kg。2）CO2吸附剂的消耗量计算：在轻微活动情况下，每人每天呼出的CO2气体量为：0.32×60×24=460L按CO2的比重1.98kg/m3计算，则每人每天呼出的CO2为0.46×1.98=0.91kg按50%的吸收率计算，需要吸附剂0.91×2=1.82kg/每人每天那么50人4天并考虑1.2的系数，则需要的吸附剂数量为：50×4×1.82×1.2=437kg，为了安全起见我们配置了500KG。3）CO贵金属催化剂：根据实验及经验得知，需要20kg，根据实际情况，我们在50人硐室里配置了30kg。4）H4S、CH4及除臭剂药剂用量：净化处理机配套使用专用过滤网、特殊的吸附剂，可对甲烷、硫化氢等有害气体实现吸附。50人硐室用40kg药剂。六室压调节控制系统本系统可对避难硐室内的室压进行自动调节，确保室内始终处于不低于100帕的正压状态。当压差高于某一设定值时（如350pa），自动泄压排气阀可以自动调控室内的压力。自动泄压排气阀,采用国家标准法兰连接，材质为铸钢，单向开启压力300Pa（可以自由定制）。该机械式自动泄压阀安全可靠，避免了采用管式单向阀靠弹簧复位，时间久了弹簧产生疲劳变形、性能不可靠的缺点。设备配置：生存室两个DN200、过渡室两个DN150的单向阀，每个阀体都配套安装截止阀。穿线管路用防火泥及防火胶密封。七降温制冷系统避难硐室采用气密和正压结构，当遇险人员进入气密的避难硐室后，避难硐室内的温度会逐渐上升。因此，需要对避难硐室进行降温，以满足温度不大于35℃的要求。为使硐室内有一个适宜的环境温度，我们采用蓄冰制冷的方式降低硐室内环境温度。通过矿井下避难硐室内部的防爆空调主机工作，迫使压缩制冷剂在蓄冰柜内胆排设的冷凝管内循环，以此实现热交换，促使蓄冰柜内胆的储存水结成－20℃冰体；灾变情况下，可根据避难硐室内部气体温度的高低状况，再通过调整矿用防爆调速风机提供的风量大小，将避难硐室内部高温气体抽入蓄冰柜的内置散冷风道，经由蓄冰柜内置高效散冷管、散冷风道，将冷却后的空气送至作业人员避险生存空间内，实现降低避难硐室内部气体温度的目的。我们设计的每组蓄冰空调装置的蓄冰柜的有效容积4立方左右。设备配置：防爆空调装置2套、煤矿用防爆风机2台、本质安全型电气控制箱2台、隔爆型干式隔离变压器1台，附属配件1宗。八照明及动力保障系统供电系统可用于避难硐室日常供电、日常照明，并在遇险避难时提供应急供电。其中日常供电由照明信号综合保护装置提供；遇险避难时的应急供电为本安电源，由矿用隔爆兼本质安全型直流不间断电源箱和矿用隔爆型备用电源箱联合提供。应急照明由配置的矿灯提供。电池容量根据硐室内部用电量定制。智能充电功能，当电池电量欠压时，及时自动充电。开盖断电功能，开盖后，自动切断直流输出。（一）矿用后备电源系统该矿用不间断电源为本质安全型电源，无外部电源供给情况下，可维持硐室机电设备正常运转96h以上。具备自动充电、电量显示、均衡充电、均衡放电等电源管理和过充、过放等安全保护功能。所用电池容量的计算：硐室内主要的用电设备是制冷设备的风机、环境监测的传感器和应急照明。50人避难硐室的制冷系统用2个风机。每个风机60W，若使用每组24v、120ah的电池，则每组电池可供风机运行的时间是120/（60/24）=48h，要运行96小时需要2组电池。这是一个风机的用量，2个风机运行96小时需要4组电池。另外，环境监测传感器需要2组电池，照明需要1组电池。需要电池的总容量为840ah。（二）矿用隔爆兼本质安全型照明灯矿用隔爆兼本质安全型照明灯，能够为避难硐室提供高效、低功耗、高寿命、安全的日常照明。（三）矿灯矿灯是矿用灯