矿用胶囊式救生舱设计与仿真分析

矿用救生舱是应对煤矿救援的重要设备,为增强救生舱的整体安全性,根据我国现有煤矿地质特点,结合国内外煤矿火灾救援成功案例,提出一种矿用胶囊式救生舱结构。借助NX软件对救生舱进行了结构设计,集成了引导、容纳、缓冲、防火及通信等功能,同时,参照已有防爆液压绞车,利用ANSYS对救生舱的救援工况进行了安全分析。结果表明,该救生舱安全裕量大,能够利用常规液压绞车系统,安全实现受困人员的救援。

煤矿可移动式救生舱防护密闭门气密性数值模拟研究

为了研究不同因素对煤矿可移动式救生舱防护密闭门气密性的影响,通过数值模拟方法建立防护密闭门精确三维模型,在煤矿井下巷道爆炸流场载荷作用下,分别计算了采用不同数量的闭锁机构、不同性质密封条、不同强度的门框条件下防护密闭门闭锁机构与门框相对跳动位移大小,对比分析了有关因素对防护密闭门气密性影响,给出了闭锁机构、密封条、门框等影响因素对气密性跳动位移的基本规律,为救生舱防护密闭门的设计与优化提供了技术参考。

水下救生舱结构设计与强度仿真

抽水蓄能是目前主流的大规模储能形式,由于抽水蓄能电站的地理位置及工作环境,电站的地下厂房可能会发生水淹事故,造成人员伤亡与财产损失。救生舱可在水淹地下厂房事故中,为人员提供一种新的避难途径。本文设计了一款防水耐压的水下救生舱,并通过ANSYS软件进行数值模拟,模拟结果显示设计出的水下救生舱整体可在外部120m(1.2MPa)静水压力下,生存舱在20m(0.2MPa)静水压力下,均可保证舱体的结构强度可靠,无塑形变形或破裂现象。

水下救生舱关键技术及研究进展

近年来国内外水电站相继发生过水淹厂房事故,造成很大的设备损失、人员伤亡和经济损失。根据抽水电站地下厂房特点,一旦发生紧急事故,传统的逃生通道逃生方式不能满足当前的安全管控需求。在考察现有文献和类似产品的基础上,综合上述救援影响因素,对救生舱的舱体结构、氧气供应、空气净化、除湿等各主要系统的运行原理和技术指标进行分析讨论,为水下救生舱的研制提供参考及设计依据。

矿用救生舱热环境分析

通过对救生舱进行传热特性的实验研究,确定了救生舱等效传热系数和系统平均热容值。并对舱内各种热源进行了分析,确定了其热载荷的计算方法;最后根据救生舱标准规定的环境参数,通过舱内热平衡原理得出了该工况救生舱制冷系统所需最大制冷量。

爆炸冲击下煤矿救生舱抗爆能力有限元分析

目前对救生舱的结构安全性能爆炸测试还较困难,借助有限元分析方法可以降低爆炸冲击实验成本并达到结构安全性分析的目的.基于弹塑性有限元理论和LS-DYNA软件对不同爆炸冲击条件下某型号救生舱结构的变形和应力分布进行了有限元分析.分析结果表明:相同冲击载荷条件下侧面比正面受的变形和应力大;加强筋和外层钢板的等效应力较大,容易产生失效.当冲击载荷为1.5 MPa时,舱体整体基本处于弹性变形状态;当冲击载荷为2.0 MPa时,侧面的最大等效应力约为283 MPa,此时加强筋将发生微小的塑性变形,但等效应力远小于抗拉强度.

国外矿用应急救生舱技术现状

在南非、澳大利亚等矿业发达国家,应急避难室（救生舱）是一种重要的井下应急救援装备,用于在矿井事故发生后保护被困矿工,等待救援。本文对国外现有救生舱产品进行了深入的调研,对救生舱内氧气供应、有害气体去除、空气调节、环境监测、动力供应、附属装备等各主要系统的运行原理和技术指标进行了详细介绍,为分析国外救生舱技术研究现状和研发我国矿井救生舱产品提供参数依据和指导。

矿用救生舱中人体自身代谢一氧化碳规律分析

为深入研究矿用密闭空间的生命保障技术,做了大量人体生存实验,其中发现人体在密闭空间内自身代谢一氧化碳,检出率为100%。通过救生舱内6组人体生存实验,对人体代谢一氧化碳规律作了深入分析,得到了人体代谢一氧化碳的量值及产生速率,并对代谢速率进行了分析,对代谢一氧化碳的趋势进行了数据拟合,为矿用救生舱中环控生保系统的建立提供了依据。

救生舱用氧烛配方的优化研究

为确定适用于救生舱的较优氧烛配方，通过热重试验，确定氧烛催化剂Co3O4，Co2O3和Fe2O3的质量分数研究范围为3％-5％，及燃料Fe，Mg和Mn的质量分数研究范围为4％-8％。据此设计正交燃烧试验，综合分析氧烛药块的产氧量、产氧速率、表面最高温度，确定适用于救生舱的较优氧烛配方为88％NaClO3，6％Mn，5％Co2O3，1％高岭土。对以此配方制作的2．8kg氧烛在环境温度不高于33．3℃，相对湿度不大于31％的舱内进行特性试验，得到其总供氧量241．0L，生氧密度0．3L／g，供氧速度17．3L／min，利用率88．6％，生成有害气体φ（CO）≤0．0001％，φ（CO2）≤0．06％，外壳最高温度≤115．1℃。结果表明，所得数据结果满足救生舱相关指标要求，该较优氧烛配方适用于救生舱。

巷道救生舱抗冲击数值仿真

基于辅助设计软件Hypermesh与有限元计算软件LS-DYNA,对某简单钢结构救生舱体在冲击载荷作用下的动态响应进行数值模拟。舱体单元的最大位移与压力增大时间成存在极小值的负指数衰减规律,并随超压作用时间成存在极大值的指数增长规律,进行数值仿真检测时不能忽略压力载荷时间参数的影响。环向加强筋的厚度从8 mm增大到14 mm时,舱体单元最大位移减小3 mm;轴向加强筋从8 mm增大到14 mm时,舱体单元最大位移仅减小0.9 mm,说明环向加强筋对减小救生舱表面位移、提高救生舱的抗冲击能力起主要作用。

国外矿井救生舱研究现状及问题分析

由于矿井事故存在破坏力大、原因复杂和易引起继发性事故等特点,使得矿难发生后外界无法及时展开救援。所以在矿山井下作业面放置具备抗压、防毒、防水、隔热并能提供必需的生存条件的应急救生舱是非常必要的。美国等发达国家在救生舱的设计与研发方面已经积累了相当多的经验,通过借鉴这些国家在设计、实践方面的经验,初步探讨了我国矿井救生舱设计,如动力设计、灾害抗击设计,具有食品能量供应、供氧、温度调节、排泄物处理功能的生命维持系统,生命保障与应急系统的整体框架思路及应注意的问题。

井下救生舱抵抗爆炸冲击的数值模拟

对救生舱抵抗瓦斯爆炸冲击的能力进行分析,为其结构设计及改进提供理论指导意见。应用非线性显式有限元算法对瞬间冲击的响应进行模拟,得出冲击过程中的应力、应变变化规律和最终变形情况。得出变形量和压力峰值并非线性关系,而是随峰值升高变形量急剧增大;舱体受到0.5 MPa峰值冲击波作用时发生弹性变形,大于1.0 MPa峰值时产生塑性变形;冲击卸载后,由于惯性作用变形会有所滞后,有一定量的回弹。可将舱头优化为向外凸的结构,以减少局部过度变形造成的破坏。

煤矿救生舱防爆性能分析

通过有限元分析软件分析了一台煤矿救生舱在爆炸载荷作用下的应力、应变及能量变化规律。结果表明,10 mm厚的外壳焊接5号槽钢的结构可以抵抗0.6 MPa以上的爆炸载荷冲击。舱体前面板的位移随着载荷增大而增大,爆炸载荷峰值0.6 MPa时,前面板中心最大位移1.47 mm,载荷卸除后,位移缓慢衰减。整个舱体的内能、应变能、动能的变化规律与位移相同。

矿用救生舱内二氧化碳净化特性研究

煤矿救生舱是在矿井下发生事故后保护被困矿工生存、等待救援的密闭舱室设备。在救援过程中,二氧化碳的处理是舱内空气净化系统的一项主要功能。本文对救生舱内二氧化碳净化装置的功率、吸收效率、药剂床层厚度等因素进行了一系列试验,确定了救生舱二氧化碳的最优净化方式,并通过救生舱内真人生存试验对其进行了验证。最终得出救生舱内处理二氧化碳最佳反应条件为:药剂量20kg,最佳功率为100W;间歇式工作的运行时间与停机时间比例为2:3;在救生舱内8人生存模拟实验中,得出8kg药剂可供8人使用6.1h,平均吸收速率为1.34L/min。

蓄冷型矿用可移动救生舱降温系统性能实验

提出了一种应用于矿用救生舱的基于传统降温技术的蓄冷型降温系统。通过在真人生存条件下,对蓄冷型降温系统进行性能实验,得出舱内不同位置点的温度变化曲线。实验表明,降温系统性能总体稳定,能够为舱内人体生存提供较为舒适的温度生存环境,为设计和有针对性的研究矿用救生舱降温系统提供参考。

冲击载荷下矿用移动式救生舱动态响应的数值模拟

矿用救生舱作为煤矿井下重要的逃生装备,舱体的抗爆炸冲击性能直接决定矿工的生命安全。为了评估某型移动式救生舱的动强度,建立舱体在瓦斯爆炸载荷作用下的全尺寸有限元模型,采用ABAQUS动态显式算法对舱体的整体和局部动态响应进行了分析,按照国家暂行规定获得了舱体正面和侧面承受最大峰值压力分别为0.72 MPa和0.36 MPa,研究结果为舱体的改进设计和安全使用提供科学依据。

矿用安全救生舱的发展趋势研究

智利矿难33名矿工的成功获救不仅震撼了世界,也加快了我国矿井安全技术的研发,主要介绍了国内矿用安全救生舱的分类、研制发展现状和市场分析,认为矿用安全救生舱具有很大的发展潜力,也是市场急需的产品。

煤矿可移动式救生舱隔热性能研究

矿用移动式救生舱的使用对降低煤矿事故死亡率有重要作用,而隔热性能直接影响到救生舱的救援效果。通过ANSYS有限元分析和外部加热试验的方法验证救生舱的隔热效果,为产品进一步的改进提供了依据。

煤矿井下救生舱舱体结构设计与分析

阐述了煤矿井下救生舱的国内外研究现状,并在分析国内煤矿井下工作环境的基础上进行了救生舱舱体的基本结构设计,通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对舱体进行了静载分析,讨论了救生舱舱体的基本结构形式,为救生舱的研发提供了一定的参考依据,并提出今后救生舱舱体的设计急需解决的问题。

煤矿井下移动救生舱的设计思路

矿用移动救生舱将成为我国煤矿井下矿工的一种重要逃生装备。本文简述了矿用救生舱在国内外的研究与应用现状,分析了在现阶段,我国有关企业单位研制煤矿井下移动救生舱时,在功能定位、舱内设施、检测检验、使用与维护等方面必须注意的几个问题。