一种矿井垂直救援提升系统技术方案

一种矿井垂直救援提升系统，包括矿井救援机动车和组装式提升井架平台以及矿井救援舱；其中的矿井救援机动车上设置有车载提升装备基础平台及其救援提升装置，再由救援提升装置上的通讯钢丝绳通过井口独立组装提升井架平台及其天轮垂直连接有矿井救援舱，并由救援提升装置监控系统对矿井救援舱及其被困人员实施救援和监控。本发明专利技术在煤矿井下发生重特大事故时，即刻将矿井救援机动车开赴事故现场，进行快速有效地生命救援，大大地加快了整体实施救援的速度，极大地提高了矿难人员的救援效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿井提升设备，尤其是一种用于煤矿井下发生重特大事故的生命救援垂直提升系统。
技术介绍
近年来，随着我国矿难事故的频繁出现，矿山救援装备的技术水平越来越受到人们的关注。因此，提高救援装备的技术水平，最大限度地发挥救援装备的整体效能，是矿山救援装备的发展方向。利用升降救生系统将煤矿井下被困人员提升救出是一种快速垂直的救援方式，例如2010年8月在智利圣何塞铜矿发生的塌方事故，就是利用升降机将井下硐室中的矿工营救出来。现有针对救援通道的提升救援系统，国内也有几种，包括专利技术人先前申请的专利技术专利，但均存在某些不足。如公开号为203796313U公开的“一种垂直救生救援系统”，该系统将液压绞车、井架和配套设备集成在一体式底座上，这种结构虽比较紧凑，但是由于其复杂的操纵机构，存在不足是在实施应急救援时，到达救援现场非常困难，耽误救援的最佳时机，而且提升高度有限，控制系统较为简单；再如公开号为CN103982224A公开的一种“车载救援提升系统”，该系统将液压绞车、井架和配套设备集成在卡车上，这种方式虽比较紧凑，但是由于其复杂的操纵机构，存在的不足是浪费资源等待救援，救援时提升高度有限，控制系统较为简单。现有在德国西马格公司生产的救援提升系统，主要用于大井筒大井深，而且价格较高，不适用于中小矿井实施救援使用。
技术实现思路
本专利技术针对中小煤矿井下实施应急抢险救援特点，提供一种响应速度快，安全性能高，灵活机动的一种矿井救援垂直提升系统。本专利技术所采取的技术措施如下。一种矿井垂直救援提升系统，包括矿井救援机动车、车载提升装备基础平台和矿井救援舱；其特征在于：所述矿井救援机动车是安装固定有起重机及其液压系统、安装固定有救援提升装置及其车载提升装备基础平台；所述救援提升装置是在矿井垂直救援时由通讯钢丝绳通过井口独立组装提升井架平台的天轮垂直连接有矿井救援舱构成；所述车载提升装备基础平台是集成固定有电机减速器模块、液压站模块、滚筒模块和万向联轴器模块构成；并通过救援提升装置监控系统实现对矿井救援舱及其被困人员实施救援和监控。进一步的附加技术方案如下。所述矿井救援机动车是依次在驾驶室后的车底盘纵梁上固定有起重机及其液压系统、前辅助支撑和后辅助支撑构，在车底盘横梁上安装固定有救援提升装置、车载提升装备基础平台及其救援提升装置监控系统。所述车载提升装备基础平台是通过U型螺栓依次集成固定有电机减速器模块、液压站模块、滚筒模块和万向联轴器模块构成；其中：电机减速器模块是由电机、减速器及其槽钢结构底座Ⅰ构成；液压站模块是由液压站及其槽钢结构底座Ⅱ构成；滚筒模块是由滚筒盘式制动器盘闸及其槽钢结构底座Ⅲ构成；联轴器模块是由减速器低速端连接盘通过十字轴式万向联轴器连接有滚筒端连接盘构成；并通过万向联轴器模块实现减速器与滚筒的运转连接。所述救援提升装置监控系统是在槽钢结构底座Ⅳ上固定有救援提升电控系统以及救援提升监控和通讯装置；其中，救援提升机电控系统是依次由一侧固定连接的主控柜、制动柜、变频电源柜和另一侧的操作台Ⅰ、操作台Ⅱ构成；并采用布置在主控柜中的双PLC与分别布置在电机轴和组装式提升井架平台上部天轮轴处的两个数字变频器对矿井救援舱进行平滑调速控制，对矿井救援舱的起动、加速、等速、减速、爬行和停止的过程中提供各种保护及监控；操作台Ⅰ设置有手柄及控制按钮，操作台Ⅱ设置有监控显示屏，用来监测滚筒和矿井救援舱运行的实时状态。所述救援提升监控和通讯装置是由与操作台Ⅲ和设置在矿井救援舱设备舱中的探测盒构成；探测盒中设置有带变焦镜头的高清晰彩色摄像头、语音对讲系统、照明灯和各种环境传感器，进行各种数据采集并通过通讯钢丝绳传输回位于操作台Ⅲ上的显示频上，从而完成氧气、瓦斯、温度等信息的采集、音视频数据的编码与传输、RFID定位查找等功能。所述组装式提升井架平台是在井架槽钢底座上铰接有由型钢装配而成的独立柱型结构，并通过四个支撑点支承救援系统载荷，在靠近救援机动车一侧铰接有一个框架式斜撑，在顶端安装有天轮，组装式提升井架平台中部安装有防撞梁、行程开关和松绳保护装置。所述矿井救援舱是由救援主舱和救援副舱构成，其中，救援主舱是依次由导向舱Ⅰ、设备舱Ⅰ、生命舱Ⅰ和缓冲舱Ⅰ连接构成，进一步的，救援主舱高约4m，在设备舱Ⅰ中集成有救援缓降装置、自救式氧气装置、接线盒、矿灯以及救援提升监控和通讯装置探测盒，在生命舱下部设置有旋转式分离底板，在出现救援主舱卡在救援通道中，手动操纵分离旋转式分离底板；所述救援副舱是依次由导向舱Ⅱ、生命舱Ⅱ和缓冲舱Ⅱ连接构成，在救援主舱卡在救援通道中救援。所述通讯钢丝绳是由通信电缆为绳芯，外周分两层反向缠绕钢丝形成铠装承荷探测的电缆钢丝绳。所述矿井救援舱的提升速度是2m/s，起重量是0.5t～1t。所述矿井垂直救援提升系统是固定安装在矿井救援机动车上进行救援，或者是安装布置在实施救援提升井口旁进行救援。本专利技术上述所提供的一种矿井救援垂直提升系统的技术方案，与现有技术相比，具有如下的有益效果。本救援系统是在现有货运卡车的基础上，通过在货运卡车的底盘上加装现有起重吊车系统的液压系统及其连通的起吊系统和支腿结构，实现了本专利技术所提出的响应速度快，安全性能高，灵活机动的特点，特别适应于中小煤矿井下实施生命应急抢险救援。本救援系统是针对现有救援舱出现的救援主舱卡在救援通道井筒中的情况，在救援主舱中增设了应急二级分离装置，并配合延伸绳长的缓降器，实现了被救人员安全返回井底，等待下一步救援的结构功能。同时设计救援副舱，解决了救援主舱卡在救援通道井筒中再次救援的难题，提高了救援的可靠性和安全性，进一步保障了矿工的人身安全。本救援系统具有车载分离功能，在矿井发生重特大事故时，车载矿井救援垂直提升系统快速到达救援现场，实施生命救援；在不需要救援的时候，将矿井救援垂直提升系统置于仓库中备用，增加了救援装置的有效性用，维护时间的便利性。在正常情况下，货运卡车还具有货运卡车的功能，提高了货运卡车的有效利用率。本救援系统的控制系统采用双PLC与数字变频器对垂直进行平滑调速控制，在起动、加速、等速、减速、爬行、停止的过程中，提供了各种保护及监控功能，确保了救援提升机能够准确的运行，并保证了被救人员的生命安全。本救援系统的监控和通讯系统将探测仪器集成在救援舱中，完成了氧气、瓦斯、温度等信息的采集、生命迹象的搜寻、音视频数据的编码与传输、主动式RFID定位查找与点对点通信，能够极大地稳定被困矿工的情绪，给其以极大的生命存活的希望，对整个救援顺利展开提供了有利条件以及人性化的救援。本救援系统设置有两个工作模式，即车载工作模式和地面工作模式。两种模式实时选用，方便灵活，安全可靠；另外，本系统还设计有车载救援工棚，保证了在雨雪等恶劣工况条件下设备的正常工作，保障了救援设备实施救援的可靠性和安全性。本救援系统在地面工作模式时，靠卡车自配起重机对各模块的槽钢结构进行吊装，稳定可靠；而针对电机减速器模块和滚筒模块对中性不好的问本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井垂直救援提升系统，包括矿井救援机动车、车载提升装备基础平台和矿井救援舱；其特征在于：所述矿井救援机动车[1]是安装固定有起重机[14]及其液压系统[10]、安装固定有救援提升装置[5]及其车载提升装备基础平台[4]；所述救援提升装置[5]是在矿井垂直救援时由通讯钢丝绳[6]通过井口独立组装提升井架平台[2]的天轮[7]垂直连接有矿井救援舱[3]构成；所述车载提升装备基础平台[4]是集成固定有电机减速器模块[15]、液压站模块[16]、滚筒模块[17]和万向联轴器模块[18]构成；并通过救援提升装置监控系统[8]实现对矿井救援舱及其被困人员实施救援和监控。

【技术特征摘要】
1.一种矿井垂直救援提升系统，包括矿井救援机动车、车载提升装备基础平台和矿井救援舱；其特征在于：所述矿井救援机动车[1]是安装固定有起重机[14]及其液压系统[10]、安装固定有救援提升装置[5]及其车载提升装备基础平台[4]；所述救援提升装置[5]是在矿井垂直救援时由通讯钢丝绳[6]通过井口独立组装提升井架平台[2]的天轮[7]垂直连接有矿井救援舱[3]构成；所述车载提升装备基础平台[4]是集成固定有电机减速器模块[15]、液压站模块[16]、滚筒模块[17]和万向联轴器模块[18]构成；并通过救援提升装置监控系统[8]实现对矿井救援舱及其被困人员实施救援和监控。
2.如权利要求1所述的矿井垂直救援提升系统，其特征在于：所述矿井救援机动车[1]是依次在驾驶室后的车底盘纵梁[9]上固定有起重机[14]及其液压系统[10]、前辅助支撑[11]和后辅助支撑[12]结构，在车底盘横梁[13]上安装固定有救援提升装置[5]、车载提升装备基础平台[4]及其救援提升装置监控系统[8]；
所述车载提升装备基础平台[4]是通过U型螺栓依次集成固定有电机减速器模块[15]、液压站模块[16]、滚筒模块[17]和万向联轴器模块[18]构成；其中：电机减速器模块[15]是由电机[19]、减速器[20]及其槽钢结构底座Ⅰ[21]构成；液压站模块[16]是由液压站[22]及其槽钢结构底座Ⅱ[23]构成；滚筒模块[17]是由滚筒[24]盘式制动器盘闸[25]及其槽钢结构底座Ⅲ[26]构成；联轴器模块[18]是由减速器低速端[27]连接盘通过十字轴式万向联轴器[28]连接有滚筒端连接盘[29]构成；并通过万向联轴器模块[18]实现减速器[20]与滚筒[24]的运转连接；
所述救援提升装置监控系统[8]是在槽钢结构底座Ⅳ[38]上固定有救援提升电控系统[30]以及救援提升监控和通讯装置[31]；其中，救援提升机电控系统[30]是依次由一侧固定连接的主控柜[32]、制动柜[33]、变频电源柜[34]和另一侧的操作台Ⅰ[35]、操作台Ⅱ[36]构成，并采用布置在主控柜中的双PLC与分别布置在电机轴和组装式提升井架平台[2]上部天轮[7]轴处的两个数字变频器对矿井救援舱[3]进行平滑调速控制，对矿井救援舱[3]的起动、加速、等速、减速、爬行和停止的过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆建，谢嘉成，丁慧，邱卫忠，王淑平，陈宗顺，张利军，张耀成，王义亮，
申请(专利权)人：山西省煤炭地质一一五勘查院，太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14