【終稿全套】12人井下移動救生艙結(jié)構(gòu)設(shè)計【含13張CAD圖紙+文檔】

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，原稿可自行編輯修改=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，原稿可自行編輯修改=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，原稿可自行編輯修改= 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文摘 要多數(shù)礦難表明，礦井事故發(fā)生后形成的高溫，有毒有害氣體環(huán)境是造成礦工傷亡的主要原因。為井下礦工提供安全可靠的救生艙、避難硐室是降低傷亡的主要手段，是目前國際礦山應(yīng)急救援的發(fā)展趨勢和方向，煤礦井下移動式救生艙的設(shè)計可以為外部救援爭取救援時間，保障礦工朋友們的安全。本文通過對救生艙的研究，完成了一整套救生設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先主要介紹國家的相關(guān)規(guī)定。接著依據(jù)國家規(guī)定，確定設(shè)計目標。之后計算出救生艙的容量要求，進而確定的救生艙的整體結(jié)構(gòu)。除此之外，本文還通過了一些技術(shù)參數(shù)驗證，對井下救生艙內(nèi)部環(huán)境做了更好的安全措施，確保礦工能夠有足夠的時間等待救援。本文還介紹了有關(guān)救生艙的維護及保養(yǎng)內(nèi)容。在最后說明了以后需要改進的方向。關(guān)鍵詞： 救生艙 避難硐室 結(jié)構(gòu)設(shè)計AbstractMost ore difficult to show that mine after the accident of the formation of the high temperature, toxic or harmful gases environment is the main reason for the casualties caused miners. To provide the safety of the miners escape capsule, shelter cavern is the main means to reduce casualties, is the present international mine rescue development tendency and the direction, the design of the underground coal mine escape capsule mobile for external aid for relief time, ensure the safety of the miners friends.This article through to escape capsule research, completed a set of survival equipment structure design, first mainly introduces the relevant provisions of the state. Then according to state regulations, to determine the design goal. After escape capsule capacity requirements calculated, and determine the overall structure of the escape capsule. In addition, this paper also through some technical parameter validation, underground escape capsule internal environment to do better safety measures, to ensure that miners can have enough time to wait for rescue. This paper also introduces the escape capsule maintenance and maintenance content. In the final shows the need to improve after the direction.Key words: escape capsule shelter cavern structure design79目 錄前 言11 緒論21.1 研究意義21.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀41.2.1 國外緊急避險系統(tǒng)現(xiàn)狀41.2.2 國內(nèi)緊急避險系統(tǒng)現(xiàn)狀61.2.3 國外可移動式救生艙的基本情況及特點81.2.4 國內(nèi)可移動式救生艙的基本情況及特點141.2.5 國外應(yīng)用現(xiàn)狀及國際知名應(yīng)急避難室生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品151.3 本文可移動救生艙設(shè)計任務(wù)172 煤礦井下移動式救生艙技術(shù)要求182.1 適用范圍182.2 編制依據(jù)182.3 基本要求182.3.1 礦井救生艙設(shè)置地點和數(shù)量182.3.2 救生艙安放硐室的要求192.4 通風(fēng)設(shè)施202.5 供水設(shè)施202.6 供電設(shè)施202.7 通訊設(shè)施212.8 功能及配置212.9 管理與維護253 救生艙結(jié)構(gòu)設(shè)計273.1 保護殼殼材料的選擇273.1.1 選用材料的一般原則273.1.2 選材的方法與步驟283.1.3 保護殼材料的確定303.1.4 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計303.1.5 產(chǎn)品的安全防護設(shè)計323.1.6 使用環(huán)境343.2 保護殼殼體的設(shè)計343.2.1 焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則343.2.2 保護殼體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計373.3 觀察孔的設(shè)計373.3.1 觀察孔應(yīng)滿足的條件及其結(jié)構(gòu)373.4 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計394 救生艙的移動裝置424.1 絞車424.1.1 絞車的主要類型424.2 滑靴434.3 救生艙移動裝置工作原理435 救生艙模型的建立445.1 Pro/E軟件介紹445.1.1 Pro/E的概述445.1.2 Pro/E的特點和優(yōu)勢445.2 礦用救生艙各個零件模型的建立465.2.1 保護殼模型的建立475.2.2 帶觀察孔保護殼模型的建立475.2.3 緊急艙門模型486 技術(shù)參數(shù)驗證方法496.1 基本參數(shù)的測量和計算496.1.1 參數(shù)測量496.1.2 參數(shù)計算與合理性的驗證方法506.2 主要技術(shù)參數(shù)驗證方法526.2.1 氣密性的驗證方法526.2.2 耐高溫的驗證方法536.3 救生艙各系統(tǒng)防護試驗方法566.4 氧氣供給保障系統(tǒng)586.4.1 壓風(fēng)能力、噪聲測定596.4.2 壓縮氧供氧606.4.3 氧氣自救器數(shù)量計算606.4.4 化學(xué)產(chǎn)氧616.5 空氣凈化與溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)616.5.1 壓縮空氣626.5.2 CO2的凈化626.5.3 CO的凈化646.5.4 溫度控制系統(tǒng)646.6 動力保障系統(tǒng)666.7 生存保障系統(tǒng)677 井下可移動救生艙管理及維護保養(yǎng)697.1 隊伍組織697.2 日常維護管理697.3 艙內(nèi)各設(shè)備的保養(yǎng)707.4 培訓(xùn)與應(yīng)急演練758 全文總結(jié)76致謝78參考文獻79前 言根據(jù)世界各國對礦井事故的調(diào)查，在火災(zāi)、爆炸等事故發(fā)生現(xiàn)場瞬間受到傷害死亡的礦工只占事故傷亡人數(shù)的一部分，有相當一部分礦工都是因為在礦井透水或火災(zāi)、爆炸后不能及時升井或逃離高溫、有毒有害氣體現(xiàn)場，導(dǎo)致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各國都在大力建設(shè)礦井避難硐室和研制礦用救生艙。礦用救生艙可以為發(fā)生事故后無法及時撤離的礦工提供一個安全的密閉空間，對外能夠抵御爆炸沖擊、高溫?zé)煔?，隔絕有毒有害氣體，對內(nèi)能為被困礦工提供氧氣、食物和水，去除有毒有害氣體，贏得較長的生存時間。同時，被困人員還能通過艙內(nèi)通訊監(jiān)測設(shè)備，引導(dǎo)外界救援。每年世界上礦難頻發(fā)，如何預(yù)防事故發(fā)生和減少人員傷亡一直是世界礦產(chǎn)安全工作的重點，救生艙的研制使煤礦救援進入了一個嶄新的階段，一出現(xiàn)便成為了研究熱點。目前，最大限度預(yù)防礦山事故，減少人員傷亡依然為一項世界性難題。為此，在繼續(xù)深入研究事故防范措施的同時，國家投入大量人力財力到礦山重大災(zāi)害應(yīng)急救援技術(shù)方面。1 緒論1.1 研究意義 我國作為能源消費大國，煤炭在我國能源生產(chǎn)的大格局中占有絕對的比重，達到近70%。我國的煤炭產(chǎn)量雖然只占世界煤炭產(chǎn)量的1/3，但煤礦礦難死亡人數(shù)占世界煤礦事故死亡人數(shù)的4/5。世界每發(fā)生20起導(dǎo)致死亡人數(shù)最多的煤礦災(zāi)難中，就有8起發(fā)生在中國，頻繁的礦難不僅造成了許多家庭的破裂，同時也嚴重影響了中國的國際形象。國務(wù)院關(guān)于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知（國發(fā)【2010】23號）明確要求“煤礦和非煤礦山要制定和實施生產(chǎn)技術(shù)裝備校準，安裝監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等技術(shù)裝備，并于3年之內(nèi)完成”，即監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對煤礦井下CO濃度、瓦斯、風(fēng)速、溫度的動態(tài)監(jiān)測；人員定位系統(tǒng)，掌握各個區(qū)域的作業(yè)人員分布情況；壓風(fēng)自救系統(tǒng)，確保發(fā)生災(zāi)害時現(xiàn)場工作人員有充分的氧氣供應(yīng)；避難硐室、可移動式救生艙等緊急避險系統(tǒng)，實現(xiàn)井下災(zāi)害突發(fā)時的安全避險；通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井井上下和各個作業(yè)地點通信暢通；供水施救系統(tǒng)，在災(zāi)害突發(fā)后為井下作業(yè)人員提供清潔水源或必要的營養(yǎng)液。其中監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、壓風(fēng)自救、供水施救和通訊聯(lián)絡(luò)在煤礦日常建設(shè)中已經(jīng)基本完善，只有緊急避險系統(tǒng)沒有完善的理論及實踐研究，事故發(fā)生的瞬間，因坍塌、爆炸、沖擊波等傷害而遇難的人員，僅占事故傷亡總?cè)藬?shù)的10%左右；而90%的煤礦工作人員遇難。是由于事故發(fā)生后附近區(qū)域氧氣耗盡，同時含有高濃度的有毒有害氣體，而逃生路線被阻斷，無法及時撤離到安全區(qū)域所造成的，因此，建設(shè)一個使現(xiàn)場人員能夠及時避開危險的安全場所，是減少人員傷亡的最可靠的措施。為進一步提高煤礦安全防護和應(yīng)急救援水平，保障礦工生命安全，促使煤礦安全生產(chǎn)，借鑒美國、澳大利亞、南非等國家成功經(jīng)驗和做法，國家把建設(shè)煤礦井下避難所（就生硐室）應(yīng)用試點已列入2010年煤礦安全改造項目的重點支持方向。煤礦井下緊急避險系統(tǒng)是在井下發(fā)生緊急情況時，為遇險人員安全避險提供生命生命保障的設(shè)施、設(shè)備、措施組成的有機整體，緊急避險系統(tǒng)建設(shè)包括為井下人員提供自救器建設(shè)井下緊急避險設(shè)施，合理設(shè)置避災(zāi)路線，科學(xué)制定應(yīng)急預(yù)案及進行自救培訓(xùn)等，緊急避險系統(tǒng)是煤礦井下安全避險六大系統(tǒng)的核心部分。2010年五月19日，國家安監(jiān)總局在山西潞安礦業(yè)集團常村煤礦召開全國井下救生艙等避險設(shè)施建設(shè)現(xiàn)場會，該礦當時已建成1個永久避難硐室和2個救生艙，據(jù)常村煤礦估算，采用永久避難硐室+救生艙模式，全礦井約需費用一億元。緊急避險系統(tǒng)能夠在保障礦工生命中發(fā)揮重要作用。美國礦山安全健康監(jiān)察局（MSHA）分析了19002006年的煤礦井下事故，發(fā)現(xiàn)264名礦工在事故發(fā)生后依然幸存，但最終只逃生和等待救援中喪生。針對類似情況下的礦工安全，MSHA認為，通過實施新的標準可挽救其中43名礦工的生命，余下的221名可通過建立緊急避險系統(tǒng)為其提供生命保障，MSHA估計，如果使用救生艙等避險設(shè)施，可使井下發(fā)生事故后礦工生命挽救率提高25%75%。有關(guān)專家對國外36起典型事故進行分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)生在工作面區(qū)域的人員死亡大部分發(fā)生在逃生途中；火災(zāi)和窒息事故的人員死亡主要發(fā)生在人員逃生或逃生受阻的過程中。因此，建立井下緊急避險系統(tǒng)對提高遇險人員的生存概率十分重要。1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1 國外緊急避險系統(tǒng)現(xiàn)狀一直以來，歐美各發(fā)達國家對礦井事故的應(yīng)急救援工作十分重視，將應(yīng)急避難空間作為地下礦山應(yīng)急救援工作的重要部分進行了大量的研究。其中，對于加拿大、美國、澳大利亞采礦業(yè)發(fā)達等國家，在地下礦山中設(shè)置和使用礦井應(yīng)急避難室，已經(jīng)是礦井應(yīng)急救援中的一項成熟而有效的技術(shù)，并且已經(jīng)有了多次成功營救的經(jīng)驗。目前，國外礦井中使用的應(yīng)急避難室主要有以下三種類型：（1）永久性固定避難室（Permanent Chamber）。在礦井巷道兩側(cè)地層中直接挖掘而成，主要布置在主巷或逃生路線上。利用貫穿巖層到達地面的管道為避難室內(nèi)持續(xù)地輸送氧氣、實現(xiàn)通訊。（2）臨時性固定避難室（Temporary Chamber）。在礦井工作區(qū)域附近的巷道巖層中挖掘而成，依靠氧氣瓶等設(shè)備為避難室提供一定時間的氧氣。當此處采掘工作完成后，臨時性避難室即被廢棄，室內(nèi)密封門、氧氣瓶、通訊、監(jiān)測儀器等重復(fù)性使用設(shè)備將拆除并轉(zhuǎn)移到新建設(shè)的臨時避難室中。（3）便攜式避難室（Portable Chamber）。多數(shù)為車體式結(jié)構(gòu)，具有行進裝置或者吊裝、拖曳部件，能在巷道中移動，隨工程進度不斷改變架設(shè)位置。氧氣瓶、通訊、監(jiān)測儀器等設(shè)備均安裝在車體中。南非自20世紀70年代就出現(xiàn)避難所。1986年Kinross金礦礦難（死亡177人）后，法律強制井工礦必須設(shè)立避難所。澳大利亞金礦自2000年一直使用可移動式救生艙，目前已是法律的基本要求。美國煤礦井下避險設(shè)施的應(yīng)用起源于2006年，西弗吉尼亞州薩戈煤礦發(fā)生的爆炸事故（死亡12人），引起社會的高度重視，美國國會通過了2006年礦工法。其后，MSHA和有關(guān)政府出臺了新的礦山安全管理規(guī)定，規(guī)定井下必須設(shè)置氣密性避難所。印度、英國、德國、法國等也在研究和應(yīng)用避難所。從使用情況來看，早期主要用于金屬礦山，煤礦應(yīng)用研究較少，認為煤礦在災(zāi)變時期容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸等次生災(zāi)害，突發(fā)緊急情況下人員盡可能撤離。目前，越來越多的國家規(guī)定煤礦井下必須設(shè)立避難所。國外煤礦井下緊急避險系統(tǒng)的建設(shè)和使用，有以下幾個方面好的經(jīng)驗：（1）世界各主要采煤國對井下緊急避險系統(tǒng)的建設(shè)和使用維護管理均有明確的法律法規(guī)，美國、南非等還建立了救生艙標準，使煤礦安全保障能力具備必要的法制基礎(chǔ)。（2）有緊急避險系統(tǒng)的整體設(shè)計，并于其他安全保障系統(tǒng)有機結(jié)合，美國職業(yè)安全健康研究院在有關(guān)報告中指出：避難所挽救生命的可能性只有在煤礦經(jīng)營者結(jié)合救生艙制定全面的逃生救援計劃的情況下才會實現(xiàn)。（3）井下緊急避險設(shè)施應(yīng)實現(xiàn)對礦井的全覆蓋，所有井下人員，包括生產(chǎn)人員、管理人員及可能臨時出現(xiàn)的人員應(yīng)有避難空間，澳大利亞西澳礦山安全檢查規(guī)章推薦避難所容量應(yīng)為服務(wù)區(qū)作業(yè)人員數(shù)量的2倍以上。（4）避難所的設(shè)置應(yīng)考慮多方面因素：所服務(wù)區(qū)域的特點（空間結(jié)構(gòu)、危險源分布、作業(yè)類型等）；災(zāi)變時期人員抵達難易程度、所需時間；隨身佩戴自救器的防護時間；巖體穩(wěn)定性和支護有效性。（5）避難所類型的選擇應(yīng)考慮所服務(wù)區(qū)域的特點及可能發(fā)生的災(zāi)害類型。一般規(guī)定，避難所的類型由煤礦根據(jù)自身的特點自主選擇，以滿足礦工避險需要的原則。目前，南非煤礦以避難硐室為主；美國煤礦井下配備避難所1193臺，其中軟體式救生艙1000臺、硬體式救生艙123臺，避難硐室70個；加拿大煤礦采用避難硐室與救生艙相結(jié)合方式，二者的數(shù)量比約為1:5，救生艙以硬體式為主。（6）避難所的有效防護時間主要根據(jù)災(zāi)變時期應(yīng)急救援時間確定，南非規(guī)定避難所的有效防護時間為824h，澳大利亞規(guī)定至少36 h，美國規(guī)定不低于96h。（7）避難所采用兩道門結(jié)構(gòu)，以便形成風(fēng)障，防止有毒有害氣體侵入，必須有供氧、有毒有害氣體處理、溫濕度控制、通信、指示等設(shè)施及自救器、飲水機、急救設(shè)備等。（8）建立規(guī)章專人管理，確保始終完好，時刻能用。南非礦產(chǎn)法規(guī)定：避難所和其他安全設(shè)施需要定期檢查，檢查的時間間隔由礦主咨詢礦井督察后決定，或由礦主制定專人調(diào)查后上交的報告決定。澳大利亞規(guī)定：避難所在井下首次安裝時應(yīng)進行試驗測試，包括真空測試，電源支持測試等，以后一個合理周期（6或12個月）也應(yīng)檢測，應(yīng)按照制造商的要求對避難所進行經(jīng)常性的檢查和維護，并作為日常工作的重點。（9）將安全使用避險設(shè)施作為員工培訓(xùn)和應(yīng)急演練的重要內(nèi)容，確保人皆會用。1.2.2 國內(nèi)緊急避險系統(tǒng)現(xiàn)狀2007年10月，澳大利亞巴瑞克礦區(qū)的一座金礦發(fā)生井下車輛火災(zāi)，54人被困，躲入救生艙后全部成功獲救。2006年1月29日凌晨3時，加拿大薩斯喀徹溫?。⊿askatchewan）一座鉀鹽礦井發(fā)生火災(zāi)事故，72名礦工被困井下，轉(zhuǎn)移至礦井應(yīng)急避難室（澳大利亞Minearc Systems公司生產(chǎn)）中，經(jīng)過26h全力營救，72名礦工全部成功獲救。2003年和2004年，南非的兩個特大先后發(fā)生停，電和火災(zāi)事故，其中一個礦井下有3400多人，結(jié)果只死亡9人，有280人是救護隊在井下各個避難所里就出來的；另一個礦在2600人返回地面后，發(fā)現(xiàn)有52人失蹤，2天后在井下的避難所和救生艙里找到，全部被救。2008年8月1日，河南平禹煤電公司發(fā)生突出事故，2名礦工及時躲進220米外的硐室避難成功獲救。因此，可以看出緊急避難系統(tǒng)的建立，對提高煤礦井下緊急避險能力，減少事故傷亡，促進煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。目前我國井工煤礦井下工作人員避難步驟一般為：災(zāi)害發(fā)生后，在災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的井下工人應(yīng)馬上佩戴自救器，選擇不需穿越火區(qū)且距新鮮風(fēng)流最近最安全的避災(zāi)路線迅速進進入安全區(qū)域，并盡快升井避災(zāi)。著不僅需要井下逃生人員清楚災(zāi)害位置，熟悉通風(fēng)系統(tǒng)、避災(zāi)方法和逃生路線，還需要有能夠提供足夠氧氣的自救器來保證工人安全升井。因此有很大的局限性主要表現(xiàn)在：（1）在發(fā)生災(zāi)害后，由于工人在井下分布較為分散，所以不能夠及時了解災(zāi)害位置和洞察發(fā)展趨勢如火災(zāi)發(fā)生時，井下逃生人員無法獲悉地面應(yīng)急搶險指揮部是否實施了反風(fēng)風(fēng)流短路等控風(fēng)避災(zāi)措施，因此無法了解實施控風(fēng)避災(zāi)措施后的避災(zāi)路線，尤其在災(zāi)害產(chǎn)生風(fēng)壓和主風(fēng)機風(fēng)壓綜合作用引起的巷道風(fēng)流漩渦或紊亂情況下，致使災(zāi)變期間風(fēng)流情況千變?nèi)f化。（2）災(zāi)害發(fā)生時井下工人一般會產(chǎn)生極大的心理壓力，不能選擇正確的避災(zāi)路線，因而產(chǎn)生流動混亂，并且地面應(yīng)急搶險指揮部因井下逃生人員流動混亂無法確定逃生人員位置，特別是無法通過一些必要的控風(fēng)措施來控制災(zāi)害擴展和蔓延。（3）避災(zāi)時流動混亂，使得已經(jīng)佩戴了過濾式自救器的井下工人，可能會誤入煙霧濃度較高區(qū)域，破壞過濾式自救器過濾一氧化碳等有害氣體的作用，造成逃生人員中毒或窒息死亡。目前我國井工煤礦工人所使用的隔離式自救器最大供氧時間約為45min，而在45min之內(nèi)，無論在大型煤礦還是小煤礦，要在事故發(fā)生后逃離危險區(qū)域都是非常困難的。（4）狹小的井下空間，關(guān)系復(fù)雜的礦井通風(fēng)及巷道聯(lián)通，以及巷道類型和逆流風(fēng)速等環(huán)境因素災(zāi)后都會限制人員逃生?；谏鲜?，2008年2月被科技部批準立項的國家“十一五”科技支撐計劃“礦井重大災(zāi)害應(yīng)急救援關(guān)鍵技術(shù)研究”項目（編號：2006BAK25B00）的專題“遇險人員快速救護關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究”（編號：2006BAK25B00-4）中，提出了“可移動式救生艙”子專題（由北京科技大學(xué)和潞安礦業(yè)集團公司承擔(dān)），研制出的救生艙應(yīng)具有能抵御礦井內(nèi)瓦斯煤塵爆炸、火災(zāi)、水災(zāi)等災(zāi)害，并能夠在壓風(fēng)、電力等線路中斷的條件下8人存活4天以上的特點，該救生艙具有密閉艙體、密閉空間氣體與人體參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等，可以達到國際先進水平。1.2.3 國外可移動式救生艙的基本情況及特點目前可移動式救生艙按其材質(zhì)可以分為鋼制救生艙（硬體式救生艙）和可充氣式救生艙（軟體式救生艙）。鋼制救生艙：外殼是鋼制的，能承受一定強度的壓力，一般入口處占有近1m的空間用以設(shè)置雙層門或其他阻止外界氣體進入生存艙室的裝置。中段大部分空間為有雙排座椅的人員生存室，有少部分儀器設(shè)備在此處。避難室另一端為主要設(shè)備隔間，動力系統(tǒng)等大部分設(shè)備均在此處。如圖1-1、1-2。圖11 Draeger Safety DSSI RS24-15型避難室布局示意圖圖1-2 硬體式救生艙可充氣式救生艙：救生艙采用阻燃、耐高溫帆布等軟質(zhì)材料制造而成。工作時張開一個氣囊，礦工將在張開的氣囊中得到庇護。未工作時，氣囊和氧氣瓶、空氣瓶、二氧化碳洗滌裝備、降溫設(shè)備、食物、水、急救用品等存在一個防爆的拖撬之中。如圖1-3。圖1-3 可充氣式軟體救生艙救生艙具備基本功能包括氣密性、隔熱性、供氧、空氣調(diào)節(jié)、動力系統(tǒng)、CO2處理、氣體監(jiān)測、通訊指標、附屬設(shè)施，但具體指標不同。（1） 氣密性：目前氣密性問題主要是靠雙層門、空氣簾配合以正壓空氣得以解決的。一般情況下，避難室雙層門結(jié)構(gòu)是在進門端設(shè)置兩道氣密門，而且兩道門通過連鎖裝置控制，不能同時處于開啟狀態(tài)，以免外界氣體直接進入主艙。單層門則會設(shè)置厚重的塑料空氣簾（如圖1-4）阻擋空氣。 圖1 4 Shairzal避難室空氣簾 圖15 MineArc避難室正壓空氣裝置以上單純使用氣密門的設(shè)計并非阻止空氣進入的可靠方式，MineArc、Systems等公司在雙層門之間使用的正壓空氣阻隔系統(tǒng)（圖1-5）能夠利用增加艙室內(nèi)部氣壓很好的阻止有害氣體進入。當人員開啟第一道氣密門時，內(nèi)部第二道門處于關(guān)閉狀態(tài)。此時排氣系統(tǒng)通過外接礦用正壓空氣管道或者高壓空氣瓶中的空氣釋放，使避難室入口處空氣壓力高于外界氣壓，向外排氣防止有害氣體涌入，隨后關(guān)閉第一道氣密門，再進入生存艙。（2）隔熱性：國外一般采用在艙體內(nèi)壁涂抹隔熱材料，厚度一般為20mm左右,實際使用中填充隔熱材料形成隔熱層,能夠有效的減少艙內(nèi)外熱量的傳遞。（3）供氧裝置：目前，國外礦用應(yīng)急避難室的正常氧氣供應(yīng)主要靠礦用壓縮空氣和壓縮O2兩種方式。壓縮O2一般儲存在高壓鋼瓶中而壓縮空氣可以通過礦用壓縮空氣管道和鋼瓶儲存來提供。通常在應(yīng)急救援中意外時常會發(fā)生，避難室的正常O2供應(yīng)也可能在救援過程中出現(xiàn)短時間中斷的情況，因此，避難室中還應(yīng)設(shè)置應(yīng)急用的方便O2發(fā)生源。國外避難室中配備的應(yīng)急氧源一般為自含氧發(fā)生器（Self-Contained Oxygen Generator），又稱為氧燭。（4）空氣調(diào)節(jié)裝置：國外的避難室絕大多數(shù)使用空調(diào)來控制溫度?？照{(diào)主機可置于避難室內(nèi)部，而壓縮機必須外置，因此，在爆炸事故頻發(fā)的煤礦中，避難室空調(diào)壓縮機的防爆是不得不面對的問題。此外，在20多m3的空間中要保持讓人舒適的溫度，需要有足夠的電力運行空調(diào)，而礦難時外部電力切斷，只能靠電池維持。所以，避難室生存時間的長短很大程度上要決定于空調(diào)和備用電池的功率之間的相互協(xié)調(diào)。（5）動力系統(tǒng)：避難室中的空調(diào)、照明、電子控制設(shè)備等都要依靠電力來維持，尤其是大功率的空調(diào)壓縮機，要消耗大量的電力資源。目前，國外礦用避難室的動力供應(yīng)系統(tǒng)一般分為兩部分：礦山電源和UPS（Uninterruptible Power System，不間斷電源）。避難室在正常情況下接入礦山用電源，經(jīng)變壓轉(zhuǎn)換設(shè)備、調(diào)整電壓電流適應(yīng)艙內(nèi)設(shè)備的規(guī)格。而在礦難發(fā)生時，會出現(xiàn)礦山用電源可能由于線路遭到破壞，或者因救援工作需要人為切斷的情況，此時，就需要自動切換到避難室內(nèi)部備用的UPS、來維持相應(yīng)設(shè)備運行。一般情況下，UPS主要由蓄電池供電。礦井用蓄電池要求本質(zhì)安全，并且由于要長時間維持大功率的空調(diào)設(shè)備運行，需要大量的串、并連蓄電池以提高電池電壓及容量，根據(jù)上述特性、國外多數(shù)避難室選用的應(yīng)該為鉛酸蓄電池。（6）CO2處理：目前，國外避難室的標準要求將CO2的濃度控制在0.5%以下，一般不允許超過0.8%。北美RANA-Medical公司生產(chǎn)的Refuge One空氣凈化器是目前國際上較先進的空氣處理裝置，它按照使用的吸收CO2劑的藥板數(shù)量分為單床和雙床兩種，呼吸過的氣體進入處理器后，CO2以及其他的有毒氣體被吸收，同時凈化器連接的O2鋼瓶經(jīng)調(diào)節(jié)裝置控制向空氣中加如與CO2體積相等的O2，使凈化后的氣體達到可呼吸的標準。單床Refuge One空氣凈化器能夠47h使容納10人的避難室保持CO2濃度低于0.18%。國外避難室中一般選用堿石灰（NaOH與CaO組成的混合物）作為CO2的吸收劑，主要是因其價格低廉、性能可靠，保質(zhì)期長。（7）氣體監(jiān)測：避難室中的監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測的對象一般包括O2、CO2、CO、H2S、CH4、壓力、溫度、濕度以及各種設(shè)備的運行狀況。監(jiān)測儀器在避難室內(nèi)分為固定式和便攜式兩種。固定式的儀器一般主要用于避難室生存空間內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)以及各類電子設(shè)備、動力的監(jiān)測。此外，避難室內(nèi)還配備有一部分便攜式氣體檢測設(shè)備，由被困人員中有經(jīng)驗的礦工操作，每隔一段時間對密閉空間內(nèi)氣體循環(huán)較差的角落進行檢測，防止有毒有害氣體局部積累。（8）通訊系統(tǒng)：國外一般采用有線通訊、無線通訊、應(yīng)急通訊及各通訊方式失效情況下的信息交流方法，形成多級通訊保障體系。各通訊設(shè)備應(yīng)技術(shù)先進、安全可靠。救生艙的設(shè)計制造應(yīng)為在各通訊方式失效情況下的信息交流創(chuàng)造條件，具體方法應(yīng)在救生艙內(nèi)明確告知。（9）附屬系統(tǒng)：應(yīng)急避難室中除了主要的設(shè)備儀器外，還有設(shè)計有一系列附屬設(shè)施以滿足被困礦工的生存需要、協(xié)助完成救援工作。化學(xué)廁所：國外避難室中設(shè)置的廁所一般采用化學(xué)方法對排泄物進行消毒和處理，同時，廁所的設(shè)置位置會與人的生存艙隔離開，多數(shù)在避難室入口處的排氣間，能夠?qū)⒊粑峨S氣體排到外界空間。照明裝置：由于應(yīng)急救援中電力資源寶貴，避難室中的照明裝置除了要求本質(zhì)安全外，還要盡可能的節(jié)省電力。因此，避難室中一般使用能耗低、維持時間長、維護簡便的LED(Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管)燈。自救器：避難室中必須配備有一定數(shù)量的隔絕式O2自救器，以便于避難室內(nèi)人員短時間外出進行檢測、營救或自行撤離。逃生窗：礦難發(fā)生后，礦井內(nèi)部情況復(fù)雜，爆炸、塌方等各種原因都有可能導(dǎo)致避難室入口被堵住或損壞而無法開啟艙門，因此，避難室需要有應(yīng)急逃生的窗口，在需要緊急出艙時，被困人員能夠從內(nèi)部不太費力地徒手（也可借助避難室內(nèi)部工具包）打開逃生窗離開避難室。逃生窗內(nèi)外兩側(cè)結(jié)構(gòu)不同，外側(cè)在正常情況下能夠達到氣密性，同時具有與外壁其他部分相同的防爆能力；內(nèi)側(cè)緊固件拆卸后逃生窗就能整體向外推出露出逃生孔。逃生窗主要材料為防爆玻璃，所以平時也可作為觀察窗觀察外界狀況。急救包：國外避難室中通常還配備有急救包，里面有一般情況所需要的急救藥物、器材等，能夠用于對受傷的礦工及時進行簡單的包扎、消毒、治療，防止受傷部位傷情惡化。工具包：等待救援期間，避難室的各種設(shè)備可能會出現(xiàn)運行上的小問題，需要及時排除。所以避難室里還應(yīng)配備一個工具包，里面包括檢查、維修室內(nèi)各種設(shè)備的工具、說明書、維修材料以及供被困人員撤離用的逃生手冊、逃生路線圖等。外部標識：礦難發(fā)生時，由于煙霧、粉塵彌漫等各種原因，礦井中的能見度可能大大降低，為了引導(dǎo)無法撤離的礦工及時確定最近的避難室的位置，避難室艙體外壁以及周邊的一定范圍內(nèi)都應(yīng)設(shè)置有聲、光提示的標識。這些標識包括巷道墻壁上的反射帶方向標志、避難室上安裝的警示燈和外壁上粉刷的熒光帶等。（10）硬體艙和軟體藏均采用過度藏結(jié)構(gòu)。過渡艙設(shè)氣幕和壓氣噴淋裝置，以阻斷和沖洗人員進艙時可能帶入的有毒有害氣體。1.2.4 國內(nèi)可移動式救生艙的基本情況及特點國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局將救生艙技術(shù)列入“十一五國家科技”支撐計劃，并取得了開創(chuàng)性成果。2009年12月，國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布了煤礦井下避難所試點建設(shè)基本要求（試行），提出了可移動式救生艙的基本功能要求。目前全國有超過30家單位從事救生艙及避難硐室配套設(shè)備的研發(fā)，其中有10多家單位已制造出產(chǎn)品，相關(guān)企業(yè)還與澳大利亞、美國等公司開展了有效的國際合作。我國救生艙產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，具備高起點。在充分借鑒國外成功經(jīng)驗和做法的基礎(chǔ)上，將潛艇、船舶、高樓逃生等領(lǐng)域的一些高新技術(shù)用于救生艙研發(fā)，提高了技術(shù)含量，具備航空潛艇等研發(fā)背景的機構(gòu)進入救生艙的開發(fā)領(lǐng)域，有力的推進了研發(fā)進程，從已研制的產(chǎn)品看，我國產(chǎn)品的功能要求和環(huán)境適應(yīng)性高于國外產(chǎn)品。但從總體上來看，我國救生艙的研發(fā)尚處于探索初期，技術(shù)引進和相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)尚處于組裝、仿造、借用階段；研制出的救生艙基本未經(jīng)過實踐檢驗，需通過使用后再不斷調(diào)整優(yōu)化；也尚需通過試點試用的總結(jié)。1.2.5 國外應(yīng)用現(xiàn)狀及國際知名應(yīng)急避難室生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品（1）政策、法規(guī)的支持2006年1月29日凌晨3時，加拿大薩斯喀徹溫?。⊿askatchewan）一座鉀鹽礦井發(fā)生火災(zāi)事故，72名礦工被困井下，轉(zhuǎn)移至礦井應(yīng)急避難室（澳大利亞Minearc Systems公司生產(chǎn)）中，經(jīng)過26h全力營救，72名礦工全部成功獲救，在世界范圍內(nèi)引起轟動效應(yīng)。上述應(yīng)急避難室成功應(yīng)用的前提在于政策、法規(guī)對應(yīng)急救援工作的明確規(guī)定，加拿大薩斯喀徹溫省的礦山應(yīng)急響應(yīng)規(guī)程（Saskatchewan Mine Emergency Response Program）要求，地下礦山（包括煤礦）要設(shè)置長期的和臨時的礦工應(yīng)急避難室，這些避難室內(nèi)存放一定量的氧氣、水和食物，通訊設(shè)施要直達地面。美國、澳大利亞等國家的礦山安全法規(guī)和標準也對推廣、使用礦井應(yīng)急避難室有著硬性的規(guī)定。（2）經(jīng)濟、技術(shù)、市場基礎(chǔ)在相關(guān)政策法規(guī)的支持下，歐美各國十分重視礦山應(yīng)急救援工作及相關(guān)研究，投入了大量的資金，使得大量的具有較強科研實力的企業(yè)單位參與其中。礦井應(yīng)急避難室是一種需要集成多種高新技術(shù)的科技產(chǎn)品，因此，MineArc Systems、Shairzal、德爾格等綜合性安全設(shè)備公司具有相當?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢。這些企業(yè)從事工業(yè)安全領(lǐng)域研究多年，生產(chǎn)礦用安全設(shè)備、監(jiān)測、通訊儀器等一系列的應(yīng)急救援設(shè)備，能夠在本公司內(nèi)部完成整個應(yīng)急避難室系統(tǒng)所需的全部設(shè)計研究。相比之下，國內(nèi)缺乏具有類似完成大型設(shè)備研發(fā)能力的企業(yè)，只能依靠多個部門共同合作完成，帶來諸多協(xié)調(diào)上的問題。國外安全生產(chǎn)的氛圍濃厚，同時經(jīng)濟實力強大，應(yīng)急避難室等設(shè)備具有廣闊的市場。同時，由于采礦行業(yè)水平較高，各類礦井的條件相當，管理水平高，工藝簡單，具備了推廣、使用應(yīng)急避難室的條件。（3）國際知名應(yīng)急避難室生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品目前，國際上得到美國礦業(yè)安全健康管理局（MSHA）技術(shù)認證的生產(chǎn)應(yīng)急避難室的主要公司及其部分產(chǎn)品如下：大洋洲地區(qū)澳大利亞MineARC系統(tǒng)公司（MineARC Systems）生產(chǎn)的MineARC Systems 15人避難室；澳大利亞Shairzal安全工程公司（Shairzal Safety Engineering）生產(chǎn)的Shairzal 快速移動救生站；澳大利亞Cowan制造有限責(zé)任公司（Cowan Mfg, Pty, Ltd.）生產(chǎn)的Cowan低位應(yīng)急避難室。北美地區(qū)美國杰克肯尼迪金屬制品公司（Jack Kennedy Metal Products）生產(chǎn)的Kennedy應(yīng)急避難室；北美Rimer Alco醫(yī)療設(shè)備公司（RANA-Medical）生產(chǎn)的RANA-Medical Tommyknocker礦用避難室；現(xiàn)代礦業(yè)安全支持有限責(zé)任公司（Modern Mine Safety Supply, LLC）生產(chǎn)的Modern Mine Safety Supply避難室。另外還有：美國Strata公司（Strata Products USA）國際空氣系統(tǒng)有限責(zé)任公司（Air Systems International Inc.）美國生化避難室有限責(zé)任公司（ChemBio Shelter, Inc.）國際微克服務(wù)公司（Gamma Services, International）歐洲地區(qū)德國德爾格安全設(shè)備有限責(zé)任公司（Draeger Safety Inc.）生產(chǎn)的Draeger隧道用應(yīng)急避難室1.3 本文可移動救生艙設(shè)計任務(wù)本文可移動救生艙設(shè)計任務(wù)參數(shù)見表1-1表1-1 可移動救生艙設(shè)計任務(wù)參數(shù)項 目參數(shù)額定人數(shù) 人12額定防護時間 h96抗沖擊力 MPa1.5抗爆炸沖擊力 MPa2瞬間耐高溫能力 1200持續(xù)耐高溫能力 55最大耐水壓能力 MPa0.1規(guī)格尺寸（LWH）mm772019002118空載質(zhì)量 t12.8空間安全系數(shù)= 1.52 煤礦井下移動式救生艙技術(shù)要求2.1 適用范圍本要求規(guī)定了煤礦井下移動式救生艙（以下簡稱救生艙）井下的安裝、維護和管理等要求。2.2 編制依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范GB502152005煤礦安全規(guī)程2010年版防治煤與瓦斯突出規(guī)定2009年版國家煤礦安全監(jiān)察局煤礦井下避難所試點建設(shè)基本要求（煤安監(jiān)司辦2010第9號）國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”的通知（安監(jiān)總煤裝2010146號）2.3 基本要求2.3.1 礦井救生艙設(shè)置地點和數(shù)量礦井應(yīng)根據(jù)井下作業(yè)人員和巷道斷面等情況，結(jié)合礦井避災(zāi)路線，合理選擇和布置移動式救生艙。有突出煤層的采區(qū)應(yīng)設(shè)置采區(qū)避難硐室或救生艙，設(shè)置位置應(yīng)當根據(jù)實際情況確定，但必須設(shè)置在防逆流風(fēng)門外的進風(fēng)流中。煤與瓦斯突出礦井以外的其他礦井，從采掘工作面步行，凡在自救器所能提供的額定防護時間內(nèi)不能安全撤到地面的，必須在距離采掘工作面1000米范圍內(nèi)設(shè)置。突出煤層的掘進巷道長度及采煤工作面走向長度超過500米時，必須在距離工作面500米范圍內(nèi)設(shè)置避難硐室或救生艙。救生艙規(guī)格和數(shù)量應(yīng)滿足所服務(wù)區(qū)域內(nèi)同時工作的最多人員的避難需要。2.3.2 救生艙安放硐室的要求A：救生艙安放硐室的設(shè)置應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造帶、應(yīng)力異常區(qū)以及透水威脅區(qū)，并要求盡量布置于巖層中，且頂板完整、支護完好（采用混凝土，厚度200300mm），前后20m范圍內(nèi)應(yīng)采用不燃性材料支護，符合安全出口的相關(guān)要求。應(yīng)保證道路暢通，安全間距、風(fēng)速等符合煤礦安全規(guī)程及相關(guān)標準的規(guī)定。B：救生艙安放硐室的形狀宜采用半圓拱形，高度大于2.6m，救生艙安放硐室的尺寸，應(yīng)根據(jù)選用的救生艙的規(guī)格和通風(fēng)要求確定。C：救生艙安放硐室內(nèi)地面應(yīng)高于巷道底板0.2m，水泥鋪底厚150200mm，傾斜度不大于3，以保證救生艙水平放置時保持平穩(wěn)。D：救生艙安放硐室頂板應(yīng)安裝防水設(shè)施，不得有滴水現(xiàn)象。E：救生艙安放硐室外20米范圍內(nèi)不應(yīng)堆放易燃物品。F：壓風(fēng)、供水及信號傳輸管線在進入避難硐室前應(yīng)埋設(shè)于巷底或巷壁，或采取其他措施保護，確保在災(zāi)變發(fā)生時不被破壞。埋設(shè)或保護距離至少不得低于200米。G：救生艙安放硐室應(yīng)根據(jù)不同巖性采用錨噴、砌碹等方式支護，支護材料應(yīng)阻燃、抗靜電、耐高溫、耐腐蝕。H：救生艙安放硐室標識礦井避災(zāi)路線圖應(yīng)包含井下所有避難硐室設(shè)置情況。救生艙安放硐室應(yīng)有清晰、醒目的標識牌，并懸掛于救生艙安放硐室外。標識牌中應(yīng)明確標注救生艙位置和規(guī)格、種類，井巷中應(yīng)有救生艙方位的明顯標示，以便災(zāi)變時遇險人員能夠迅速到達救生艙。在井下通往救生艙安放硐室的入口處應(yīng)有“救生艙”的反光顯示標志,標志應(yīng)符合AQ1017-2005標準要求。2.4 通風(fēng)設(shè)施救生艙安放硐室應(yīng)設(shè)立在進風(fēng)風(fēng)流中。突出煤層的掘進巷道長度超過500米時，不能設(shè)立在進風(fēng)風(fēng)流中。壓風(fēng)供氣系統(tǒng)應(yīng)專門配置，發(fā)生災(zāi)害時自動投入運行、供給壓氣。必須保證風(fēng)源穩(wěn)定可靠，災(zāi)害應(yīng)急時隨時可用。按救生艙額定人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于0.1m3。2.5 供水設(shè)施與煤礦供水管道相聯(lián)接，管路保持暢通。2.6 供電設(shè)施供電安全、可靠。用于煤礦井下的救生艙用電部分應(yīng)當充分考慮煤礦的供電條件，需要使用井下交流1140V/660V和380V的電。電源安裝要求：a)供電系統(tǒng)供電設(shè)備應(yīng)具有短路、過載和漏電（含漏電閉鎖）保護。低壓控制設(shè)備應(yīng)具有短路、過載、斷相、漏電閉鎖等保護及遠程控制裝置。b)電源供電電纜應(yīng)為煤礦用阻燃電纜，一般采用重型橡套銅芯多股電纜，并應(yīng)帶有一芯接地芯線，內(nèi)接地芯線應(yīng)與接線盒內(nèi)的接地端子可靠連接。電纜應(yīng)設(shè)有防護裝置，應(yīng)防止電纜被意外砸傷、拉傷或刮傷，并應(yīng)將電纜躲開淋水、積水地點。2.7 通訊設(shè)施煤礦救生艙與其相關(guān)點的通訊連接，使用有線程控電話，通訊電話應(yīng)防爆，符合“煤礦安全規(guī)程”和GB3836.2-2000要求；通訊電纜應(yīng)為煤礦用阻燃電纜，電纜應(yīng)設(shè)有防護裝置，應(yīng)防止電纜被意外砸傷、拉傷或刮傷，并應(yīng)將電纜躲開淋水、積水地點；救生艙的通訊應(yīng)與礦井主通訊聯(lián)網(wǎng)。2.8 功能及配置1、救生艙基本參數(shù)見表2-1。表2-1 救生艙基本參數(shù)項 目參數(shù)額定人數(shù)，人12額定防護時間，h96抗沖擊力，MPa1.5抗爆炸沖擊力，MPa2瞬間耐高溫能力，1200持續(xù)耐高溫能力，55最大耐水壓能力，MPa0.1規(guī)格尺寸（長寬高）772019002118空載質(zhì)量（t）13t人員艙容積（m3）9.7過渡艙容積（m3）4.8設(shè)備艙容積（m3）7.22、救生艙正常使用時能保持正壓狀態(tài)（艙內(nèi)氣壓大于艙外氣壓），生存艙內(nèi)壓力在100Pa1000Pa內(nèi)；過渡艙內(nèi)壓力不小于200Pa，防止有毒有害氣體滲入。3、額定防護時間不小于96h，并且有不小于1.2倍的安全系數(shù)。4、 救生艙外部顏色在煤礦井下照明條件下應(yīng)醒目，宜采用黃色或紅色。同時，應(yīng)設(shè)置明顯的安全熒光條碼、安全標志標識、安全使用須知、扳手啟動符號等標識。5、救生艙及內(nèi)部設(shè)備具有防腐蝕、防蟲鼠啃咬等性能。6、救生艙的有效容積（包括過渡艙和生存艙），保證人均占有容積不小于0.8m3，其中過渡艙凈容積應(yīng)不小于1.6m3。觀察窗宜設(shè)置在生存艙的適當位置，材質(zhì)應(yīng)具有與整艙相匹配的耐高溫、抗沖擊等性能。急逃生口，在救生艙艙門無法正常開啟的緊急情況下，遇險人員能夠借此逃生。7、瞬間耐高溫能力，艙體在瞬間（0.2S）環(huán)境溫度1200條件下，無開裂、變形等影響使用的缺陷。8、持續(xù)耐高溫能力，額定防護時間內(nèi)持續(xù)環(huán)境溫度55條件下，艙內(nèi)溫度不大于332。9、抗沖擊力不小于1.5MPa。10、抗爆炸沖擊力不小于2MPa。11、救生艙具備快速起動能力，起動時間應(yīng)不大于20s。12、救生艙具備可移動性，明確安全、可靠移動的方式、方法及所需設(shè)備。13、氧氣供給保障系統(tǒng)、救生艙應(yīng)具備壓風(fēng)供氧、壓縮氧供氧二級供氧保障體系以及自救器逃生保障系統(tǒng)。救生艙具有與礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的接口和壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置，可以在礦井壓風(fēng)系統(tǒng)未被破壞的情況下對艙內(nèi)供氧。保證壓風(fēng)供氧速率應(yīng)不小于每人2.5L/min（標準狀態(tài)下），連續(xù)噪聲應(yīng)不大于70dB(A),出口壓力應(yīng)不大于0.2MPa。壓縮氧供氧，以人均耗氧量0.5L/min計算，能夠單獨保證救生艙的額定保護時間。自救器救生艙應(yīng)配備隔絕式氧氣自救器，使用時間應(yīng)不小于45min。配備量應(yīng)不小于額定人數(shù)的1.5倍。14、空氣凈化救生艙應(yīng)具有有效的空氣凈化與溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在額定防護時間內(nèi)保證艙內(nèi)空氣及有毒有害氣體濃度滿足表2-2的規(guī)定。表2-2 艙內(nèi)空氣及有毒、有害氣體濃度項目O2COCO2CH4溫度濕度指標18.5%23.0%24X10-61.0%1.0%330C20C85%15、溫濕度調(diào)節(jié)在外界電力供應(yīng)中斷或空調(diào)機組意外停轉(zhuǎn)情況下能夠滿足艙內(nèi)制冷除濕的需要。16、環(huán)境監(jiān)測艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)包括CO、CO2、O2、CH4、溫度和濕度，應(yīng)進行實時監(jiān)測、顯示和超限報警，若超出表2的規(guī)定值時應(yīng)自動聲光報警，聲級強度不宜大于85dB（A）；艙外環(huán)境監(jiān)測的參數(shù)包括CO、CO2、O2、CH4，應(yīng)進行實時監(jiān)測、顯示。17、通訊救生艙具備與井下通訊網(wǎng)連接的接口及通訊方式失效情況下的信息交流方法,保證災(zāi)變期間通訊可靠。18、艙內(nèi)照明及指示救生艙采用一體式礦燈照明。艙內(nèi)儲備逃生用一體式礦燈，數(shù)量不少于額定人數(shù)的25%。救生艙外部應(yīng)有反光標志，便于黑暗環(huán)境中辨識。19、動力保障救生艙內(nèi)具有動力供應(yīng)系統(tǒng)，在失去外部供電的情況下，內(nèi)部電源能維持額定工況下的電力消耗需要。具備外部電源接入接口，在救生艙處于備用狀態(tài)下能利用外部電源對救生艙內(nèi)部電源充電。外部電源及電源接口應(yīng)有完善的安全保護，保證在意外情況下的供電安全及災(zāi)變條件下外部電源中斷時救生艙內(nèi)部的供電安全。救生艙內(nèi)部采用集中供電方式，礦用隔爆兼本質(zhì)安全型防爆型式，具備自動充電、充電狀態(tài)顯示、均衡充電、均衡放電等電源管理和過充、過放等安全保護功能。動力保障系統(tǒng)的備用電池采用大容量的鎳氫蓄電池。救生艙內(nèi)、外部供電應(yīng)能自動轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間不大于0.1S。20、生存保障救生艙應(yīng)配備在額定防護時間內(nèi)額定人員生存所需要的食品和飲用水，并有足夠的安全余量。其中，食品配備不少于2000kJ/人.天，飲用水不少于0.5L/人.天。救生艙配備急救箱、蘇生器、工具箱、人體排泄物收集處理裝置等設(shè)施設(shè)備。21、救生艙用電氣設(shè)備、高壓容器、儀器儀表、化學(xué)藥劑等，應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品標準的規(guī)定和國家有關(guān)管理要求，納入安全標志管理的設(shè)備應(yīng)取得礦用產(chǎn)品安全標志。22、救生艙主要配置表見表2-3。表2-3 救生艙主要配置表序 號型號產(chǎn)品名稱備注1艙體2KDD1200礦用隔爆型備用電池箱3KDW1140/12礦用隔爆兼本安直流穩(wěn)壓電源4FBFN01.4/12礦用隔爆型直流電動風(fēng)扇5ZSK-4.0/380煤礦救生艙用防爆空調(diào)裝置6GTG100H（B）紅外甲烷傳感器7GH3多氣體傳感器8GRG5H紅外二氧化碳傳感器2.9 管理與維護1、救生艙及安裝硐室應(yīng)專門設(shè)計并編制施工措施，報礦井總工程師審批后施工；竣工后由安全副礦長組織通風(fēng)、安全及生產(chǎn)部門相關(guān)人員進行驗收，合格后才能投入使用。2、礦井建立救生艙管理制度，設(shè)專人管理，每周檢查一次。按相關(guān)規(guī)定對其配套設(shè)施、設(shè)備進行維護、保養(yǎng)或調(diào)校，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保設(shè)施完好可靠。3、救生艙配備的食品、水和急救藥品，過期或失效的必須及時更換，且在有效期內(nèi)。4、每天檢查救生艙門是否開啟靈活和密封可靠，檢查橡膠是否老化。5、每天必須檢查救生艙內(nèi)壓縮氧和壓風(fēng)供氣性能。（1）壓縮氧供氣： a)減壓器應(yīng)定期檢驗完好性，流量在0.415L/min范圍內(nèi)應(yīng)可調(diào)。 b)定期檢查氧氣瓶壓力，如壓力小于13.5MPa，應(yīng)及時充氣。 c)醫(yī)用氧氣瓶鋼瓶符合GB5099標準和氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程。氧氣瓶有效期15年，3年檢驗一次，檢驗合格后方可使用。充裝后的氣瓶，應(yīng)有專人負責(zé)，逐只進行檢查。檢查內(nèi)容包括：瓶閥開啟靈活性，閥門關(guān)閉應(yīng)可靠；瓶內(nèi)壓力是否在規(guī)定范圍內(nèi)；氣瓶充裝后，如出現(xiàn)缺陷，應(yīng)立即停止使用。（2）壓風(fēng)供氣檢測壓風(fēng)供氣裝置完好性，壓風(fēng)壓力和壓風(fēng)供氣量符合壓風(fēng)自救供氣系統(tǒng)要求。6、便攜式自救器應(yīng)按標準定期校驗，并作好記錄。隔絕式壓縮氧自救器：每隔半年要檢查氧氣瓶壓力。每隔3年要對氧氣瓶做水壓試驗。每隔半年更換CO2吸收劑（未使用狀態(tài)下）。7、每周需檢查救生艙安放硐室內(nèi)的聯(lián)接牢固、可靠性。如螺絲聯(lián)接是否松動等。8、每周需檢查救生艙安放硐室的支護，保證支護牢固，可靠。9、每周需檢查檢查甲烷傳感器的完好性，并定時監(jiān)測通風(fēng)瓦斯?jié)舛取?0、每周需檢查電氣設(shè)備（直變器、礦用真空饋電開關(guān)，照明電源裝置）完好性，檢查供電系統(tǒng)是否供電。應(yīng)定期檢查電氣設(shè)備和儀器儀表完好性以及是否能正常運行。11、定期檢驗進入艙體內(nèi)的空氣流量，流量應(yīng)滿足要求，否則，應(yīng)查明原因并及時排除。12、油水分離器過濾芯每月更換一次，如發(fā)現(xiàn)過濾后氣體有異味，應(yīng)提前更換。13、凈化系統(tǒng)，一般每隔8小時就要對救生艙艙內(nèi)的空氣進行過濾清理，除去異味，同時檢測室內(nèi)氣體濃度，以保證使用安全。凈化系統(tǒng)中所使用的化學(xué)藥劑，應(yīng)封裝保存。如未使用，CO2、CO吸收劑、活性炭、吸濕劑等化學(xué)藥劑2年應(yīng)更換，如果發(fā)生變色失效，應(yīng)及時更換。14、降溫系統(tǒng)應(yīng)完好。15、礦井應(yīng)對入井人員進行救生艙使用的培訓(xùn)，每年組織一次救生艙使用演練，確保每位入井員工都能正確使用救生艙及其配套設(shè)施。3 救生艙結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 保護殼殼材料的選擇合理地選擇和使用材料是一項十分重要的工作，它不僅要考慮材料的性能應(yīng)能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且還要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟性，以便提高機械零件的生產(chǎn)率，降低成本等。3.1.1 選用材料的一般原則1、使用性原則：指材料所提供的使用性能指標對零件功能和壽命的滿足程度。零件在正常情況下，應(yīng)完成設(shè)計規(guī)定的功能并達到預(yù)期的使用壽命。2、工藝性：指所選用的工程材料順利地加工成合格的機械零件。（1）鑄造工藝性：包括流動性、收縮性、熱裂傾向性、偏折性及吸氣性等。（2）鍛造工藝性；包括可鍛性、冷鐓性、沖壓性、鍛后冷卻要求等。（3）焊接工藝性：主要為焊接性，即焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的敏感性及其使用性能。（4）切削加工工藝性：是指材料接受切削加工的能力。如刀具耐用度、斷屑能力等。（5）粘結(jié)固化工藝性：高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料及粉末冶金制品，其粘結(jié)固化性是重要的工藝指標。（6）熱處理工藝性：包括淬透性、變形開裂傾向、過熱敏感性、回火脆性傾向、氧化脫碳傾向等。3、經(jīng)濟性：應(yīng)盡量選用價格比較便宜的材料。從材料本身的價格、從材料加工費用考慮、從資源供應(yīng)條件考慮、注意選用非金屬材料。材料的經(jīng)濟性主要從以下幾個方面考慮：（1）材料本身價格應(yīng)低通常情況下材料的直接成本為產(chǎn)品價格的30% 70%。（2）材料加工費用應(yīng)低非金屬材料（如塑料）加工性能好于金屬材料，有色金屬的加工性能好于鋼，鋼的加工性能好于合金鋼。材料的加工費用應(yīng)從以下幾個方面考慮：1) 成型方法在滿足零件性能要求的前提下，能鑄代鍛，能焊代代鍛。例汽車發(fā)動機曲軸，一直選用強韌性良好的鋼制鍛件，彎曲了的曲軸照樣不能使用，改成鑄造曲軸（球墨鑄鐵）使成本降低很多。從零件的生產(chǎn)的每一道工序都應(yīng)盡量減少。2) 加工工藝路線選用最佳工藝路線。3) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件應(yīng)充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備或進行技術(shù)改造。能自己生產(chǎn)的不要外協(xié)。（3）高材料利用率和再生利用率在加工中盡量采用少切屑（如精鑄、冷拉、模鍛等）和無切屑新工藝，有效利用材料。（4）使用過程的經(jīng)濟效益在選材時，不能片面強調(diào)材料費用及制造成本，還需對材料的使用壽命予以重視，我們生產(chǎn)是為了使用，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不能使用或不能安全使用，或達不到大型零件，如鍋輪，大型齒輪的輪幅，輪轂用鑄鐵，齒圈用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。3.1.2 選材的方法與步驟1、選材的方法：應(yīng)以零件最主要的性能要求作為選材的主要依據(jù)。同時兼顧其它性能要求，這是選材的基本要求。（1）以要求較高綜合力學(xué)性能為主時的選材在機械制造中有相當多的結(jié)構(gòu)零件，如軸、桿、套類零件等，在工作時均不同程度地承受著靜、動載荷的作用，其失效形式可能為變形失效和斷裂失效，所以這類零件要求具有較高的強度和較好的塑性與韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。（2）以疲勞強度為主時的選材疲勞破壞是零件在交變應(yīng)力作用下最常見的破壞形式，如發(fā)動機曲軸、齒輪、彈簧及滾動軸承等零件的失效，大多數(shù)是因疲勞破壞引起的。（3）以抗磨損為主時的選材可分為兩種情況：一是磨損較大、受力較小的零件，其主要失效形式是磨損，故要求材料具有高的耐磨性。如鉆套、各種量具、刀具、頂尖等，選用