井下避难硐室系统失效评价与在线监测系统研究

为了实现井下避难硐室的安全管理与灾变应急联动,防止系统功能失效,采用事故树定量分析硐室失效成因与各子系统内在联系,结合工程实践,推导出硐室系统失效经验公式,建立失效评价预警模型。根据井上与井下空间分布特点,提出“双网+双系统”协作架构模式及监测系统的物联网架构;搭建一站式指挥调度专线、双向视频语音等设施,保障了系统在线监测与应急网络安全,扩大了系统协同范围;根据预警模型设计了系统软件的六大功能,完善了系统监测与应急应用,实现了井上、井下信息交互安全畅通。该监测系统已在西南某矿成功应用,有利于降低避难硐室失效事件发生,减少安全检查工作量,提高运维管理效率,提升矿山安全管理智能化水平。

屯城煤矿井下永久避难硐室设计

永久避难硐室应具有防爆密闭,动力、氧气供应,监测监控,通信、人员定位,有毒有害气体处理,硐室温度控制,食品饮水供应等多级功能,为实现这些功能,硐室内应配置好各类设备设施。以屯城煤矿七采区永久避难硐室设计为例,按80人额定容量合理配置系统能力、优选设施设备,建成了避难硐室,各项功能达预期目标,提高了矿井安全防护水平,保障了矿山人员生命安全。

相变材料在煤矿井下避难硐室降温技术中的应用研究

避难室可以抵御高温烟雾,隔离有毒有害气体,提供氧气、食物和水,创造基本的生存条件,为紧急救援创造条件和时间。基于此,针对目前避难硐室存在的热害问题,基于受限空间中的制冷技术,采用相变材料作为制冷工质,开展相变制冷技术研究,介绍一种简单、可靠、经济、免维护的无源制冷技术。

李家壕煤矿采区永久避难硐室降温系统设计与应用

采区永久避难硐室各系统配备多级防护的全套功能,硐室内部安装了供氧系统、压缩空气系统、空气清洁净化系统、温度和湿度控制系统、监控系统、电力系统、通信系统等各种生命维持系统,以及担架、照明设备、应急救援灯、急救包、食物、饮水、工具箱和指示牌等辅助设施。按照规定,在无外界帮助的条件下,避难硐室内至少要有96 h的保护时间。基于此,针对李家壕煤矿5-1南主辅大巷6联巷永久避难硐室存在的热害问题,提出了三种制冷方式,基于受限空间中的制冷技术的特性,通过对比三种制冷方式,采用相变材料作为制冷设备,开展相变制冷技术研究,介绍一种简单、可靠、经济、免维护的无源制冷技术。

相变储能墙体应用于避难硐室的基础试验研究

提出了一种避难硐室相变储能墙体蓄热控温的方法,即常规状态下矿井压风、储能墙体相变蓄冷,发生矿难时墙体相变吸热的耦合控温方法;将硅藻土基相变材料作为储能骨料添加物制备复合水泥砂浆后敷设到避难硐室墙体,达到控温效果。试验结果显示:当储能骨料掺入量为15%,活性炭的掺入量为6%,制备的复合水泥砂浆可适应用到避难硐室的储能墙体结构中,改善避难硐室内热环境。

避难硐室隔绝式智能自动苏生器的应用研究

为提高自动苏生器的使用范围,在原自动苏生器基础上改进设计了隔绝式智能自动苏生器,可有效阻止外界环境有害气体渗入,实现呼吸状态智能判断及供氧方式自动转换,满足瞬间大流量氧气的需求。

布尔台煤矿新盘区永久避难硐室设计实例

根据布尔台煤矿开拓布局,12上煤新盘区需设置永久避难硐室,结合矿井条件优选了永久避难硐室位置,布置在明安木独回风立井井底附近、两大巷煤柱之间。为营造快速救灾条件,在地面风井场地布置直通硐室内的钻孔,保证联络通信及物资输送。结合围岩条件,优化了硐室断面及支护方式,进行了硐室的生存保障系统设计和施工,完善了硐室功能,满足了安全生产需要。

煤矿避难硐室生存环境关键技术有效应用思考

井下安全事故不仅影响煤矿开采作业,还会威胁到人身安全。避难硐室能为井下人员创设可应急避险的空间,结合生存环境关键技术,可进一步提高存活概率。本文在深入分析煤矿避难硐室建设原则的前提下,阐明了避难硐室生存环境关键技术的有效应用。

煤矿避难硐室设备能耗优化控制研究

煤矿避难硐室的内部电源使用效率关系到避难硐室在矿难发生时使用时间的长短及人员安全的保障,使用效率越高,相同容量的电池使用时间更长。避难硐室内设备能为井上救援人员获得更多的救援时间,提高了被困人员的生还率。本文分析了避难硐室设备的能耗,得到了避难硐室生存环境维持系统框图,并研究了避难硐室的最优控制策略;还分析了避难硐室所面临的特殊用电环境,以提高电源使用效率及延长续航时间。

煤矿井下避难硐室安全要求

提出了避难硐室防护密闭门(墙)、过渡室、生存室、应急逃生出口等结构应满足的基本要求;明确了避难硐室应具有强度防护、氧气提供、有害有毒气体祛除、湿度/温度调节、环境监测、照明、通信、生命支持等全部或部分功能,并满足相应要求;在避难硐室设计中,应根据具体条件,进行有针对性的设计计算和方案优选。

矿井避难硐室防护系统研究

根据避难硐室的防护功能,确定防护系统由防火防爆、密闭、供氧、制冷除湿、监测监控、动力、通讯、定位、照明、医疗、食品、水、卫生几大系统组成;通过理论分析,确定防火防爆密闭系统抗爆压力影响因素为反射压力、入射压力、静压载荷、门体材料及安全系数;通过计算,可得100人避难硐室压风供氧系统总供风量不得低于36m3/min,其他供氧方式的最小供氧量不得低于60L/min。为避难硐室防护系统研究提供了科学依据及可靠数据,为矿井紧急避险系统的研究奠定了基础。

常村矿避难硐室地面钻孔生命保障系统研究

永久避难硐室利用贯穿岩层到达地面的钻孔为硐室内部持续地输送氧气、实现通讯。对常村矿永久避难硐室地面钻孔生命保障系统进行研究,确定钻孔供氧系统、流食供给系统、通信动力供应系统组成。通过对三大系统的研究,确定了地面钻孔内部布置及回风方式;通过对地质结构分析,确定了钻孔结构和方式。

常村煤矿避难硐室供氧系统研究与应用

为完成常村煤矿避难硐室供氧系统的构建,通过理论分析,确定常村煤矿避难硐室"多级供氧系统"的研究内容及地面钻孔、井下压风和生氧净化器3种供氧系统的工作原理;根据温度平衡原理,计算压风系统的供风量为300 L/min;根据人均需氧量及空间影响函数,计算生氧净化器系统96 h,100人的总供氧量为484 m3;根据人均排放二氧化碳情况,计算生氧净化器系统去除二氧化碳所需进风量为468 m3/h;通过净化器药剂压损试验,测得药剂压损随着风速的增加而增大,且当风速大于5 m/s时,压损增加较快;通过打压试验,测定常村煤矿避难硐室进、回风系统可保证硐室内160 Pa正压;研究结论可为避难硐室供氧系统的构建提供科学依据和试验数据。

煤矿井下避难硐室的选址及其关键技术

针对安全避险"六大系统"中,避难硐室选址的问题,从瓦斯爆炸事故的分析、避难硐室选址的地质因素、避难硐室选址与人员分布和人员疏散检验4个方面来研究避难硐室选址中的关键技术.结果表明:避难硐室选址应该避开压力峰值区域;避难硐室至工作面的距离要大于冲击波破坏造成的人员死亡边界;根据疏散时间检验,避难硐室距离工作面以1 000 m为宜;避难硐室两端入口要布置在进风巷道中,以采区布置为主,井底车场附近可不设置避难硐室.

矿井避难硐室防火防爆密闭系统研究与试验

通过爆炸冲击压力计算,确定了矿井避难硐室防火防爆密闭门、墙的厚度分别为8 mm和1.6 m。研究确定了防爆门墙采用抗爆隔温的复合结构及阻燃材料:硐室外管路采用预埋的铺设方式;硐室四周充填密闭缓冲材料。通过抗爆及现场气密试验,测定了防爆门的最大抗爆压力为0.61 MPa,回风系统抗爆压力为0.37 MPa,硐室最大充气压力为2 700 Pa,研究确定了避难硐室防火防爆密闭系统的组成,提高了系统的防火防爆性能。

矿井避难硐室压风供风量及其载人实验

通过模型计算确定了避难硐室CO2生成速率、耗氧率与压风供风量的关系,结合相关研究确定了影响压风供风量的关键因素和因素控制水平.根据密闭空间CO2平衡方程、O2平衡方程、CO2稀释方程、通风降温方程,并结合相关规范确定了密闭空间理论人均供风量,通过100人载人试验确定了避难硐室的最小供风量.结果表明:避难硐室供气量与人数有关,与硐室体积无关,确定以CO2时间加权阈限值0.5%为避难硐室控制水平,100人避难硐室最小供风量不小于600 m3/h.

矿井避难硐室供氧系统研究

在矿山井下事故发生后的矿工自救中,设置避难硐室是十分必要的。供氧系统是避难硐室内避难人员生存的重要保障,避难硐室具有容载人数多、空间相对较大的特点。针对国内避难硐室采用的地面钻孔供氧、压风供氧、压缩气瓶供氧、化学氧供氧等供氧方式进行了研究,分别通过基本供风量、供氧量等参数的理论计算方法,密闭空间模拟试验的方法来对几种供氧方式进行比较,最终确定避难硐室设置多种供氧方式的必要性,为今后避难硐室供氧系统的构建奠定基础。

避难硐室压风供氧系统压风量研究

分析避难硐室内人员生存环境主要参数变化情况,研究其压风供氧系统人均所需压风量。根据硐室内压风与人员呼吸CO2间关系,绘制硐室内空气中CO2体积分数随时间变化曲线,得出CO2体积分数稳定值与压风量的关系。通过分析CO2稀释方程、热量平衡、湿度平衡和O2平衡,确定人均压风量为100 L/min。在常村煤矿避难硐室进行80人16 h压风供氧生存试验,结果表明:压风量100 L/min能够满足硐室内人员呼吸需要,硐室内各环境参数均在国家标准要求范围内,温度的迅速稳定表明硐室周围岩体的导热性良好。

矿井避难硐室正压密闭系统研究

矿井避难硐室在灾变时为矿工提供了隔绝密闭的避难空间,内部正压密闭系统起到了隔绝有毒有害气体的作用。本文对矿井避难硐室正压系统进行研究,确定影响矿井避难硐室正压数值的因素,通过理论计算确定了矿井避难硐室正压值,同时确定了矿井避难硐室的正压维持方式并设计了相应的余压阀。为保证矿井避难硐室正压的实现,对矿井避难硐室密闭系统进行研究,包括建筑密闭和设施密闭。

矿井避难硐室研究与设计

基于井下发生瓦斯、煤尘事故时,人员伤亡的75%是由于有害气体中毒而死亡,而井下自救器又无法提供长时间的氧气供应这一事实。本文提出了建立井下避难硐室的基本要求,从通风、供氧、防火、供电等12个方面做出了设计,因此建立井下避难硐室,对于爆炸事故的幸存者来说,就是一个通向求生道路的中转加油站。