一种金属矿井避灾硐室系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种金属矿井避灾硐室系统，包括：压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式组成的供氧子系统、降温除湿子系统、空气净化子系统、防护密闭子系统、动力供应子系统、环境监测子系统以及通讯子系统。另外还包括应急排气装置以及附属子系统。本实用新型专利技术解决了目前金属矿井用避灾硐室系统在国内尚无成型的技术和产品，无法应对金属矿山发生的灾变，且待援时间较短的问题。确保灾变切断动力电源下，可在硐室内生存96小时以上，在遇到井巷特大透水淹井情况时，可通过相应管路通气与排气，保证基本生存条件，可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾，适用于处于坚固岩石构造中的金属矿井或地下工程。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种矿井避灾硐室系统，更具体的，涉及ー种金属矿井避灾硐室系统。
技术介绍
紧急避险系统建设在我国煤矿行业已经得到了普遍的实施，但在金属非金属矿山领域起步还比较晚。近年来，随着社会对矿产资源需求的不断增长以及对自然环境保护意识的增强，金属矿山由露天开采转向地下开采已成为ー种趋势。但由于开采深度的逐渐增加以及诸多因素导致冒顶、突水、塌陷、火灾等灾害频繁发生，给企业和广大人民群众造成了巨大的生命财产损害和经济损失，严重制约了国民经济和矿山企业的可持续发展。但是，至今为止还没有针对我国金属矿山灾害特点的系统全面的井下避灾硐室系统。国内ー些单位专利技术的井下避灾硐室大部分都是针对煤矿的特点，还未有针对金属矿山的避灾硐室系统，且目前还存在问题如下1、硐室内部结构及设备设施的技术參数、数量、安放位置等缺少合理计算与设计，需要进行整体设计优化从而达到设备设施效用的最大化。2、硐室内结构设计没有考虑到井下真实的灾变环境，没有对各矿自身安全环境及隐患特点进行针对性研发与设计，造成资源严重浪费。3、由于金属矿山由于地质因素，很难进行大孔径精确钻孔，目前绝大部分避灾硐室均没有采取钻孔；由于金属矿井开采方式与煤矿不同，造成绝大部分避灾硐室均为盲巷，只有ー个安全出口。所以以上井下避灾硐室系统均不能有效防护井下透水淹井灾害。4、不重视全矿井避灾路线与硐室相结合的合理化线路布置，反光标志牌、引导绳等设施缺失或不明确。5、矿方重点放在建设永久避灾硐室上，忽略了临时避灾硐室在整体避险系统中与永久避灾硐室相辅相成的作用，临时避灾硐室是紧急避险系统不可或缺的重要組成。6、不能实现避灾硐室与矿井整体监控监测、通信联络系统紧密结合。无法做到精确灾变预警，没有发挥避灾硐室庇护的作用。基于上述描述，亟需要ー种合理的金属矿井避灾硐室系统，在遇到井巷特大透水淹井情况时，可保证基本生存条件，有足够的时间等待救援。可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供ー种合理的金属矿井避灾硐室系统，在遇到井巷特大透水淹井情况时，通过该系统可保证基本生存条件，可对水灾、火灾中有毒有害气体、炮烟毒气进行长达至少96小时的紧急避灾。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案—种金属矿井避灾砸室系统，包括供氧子系统，该子系统包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用便携式压缩氧自救器；降温除湿子系统，该子系统采用蓄冰制冷空调，空调压缩机和空调控制箱设置在硐室外一定高度平台上，防爆风机把室内的高温高湿气体吸入，经过蓄冰柜通风管道的冷凝降温作用形成冷气，从排风口吹出；防护密闭子系统，在入口设有防护静水压力的防护密闭门和防护隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙；生存室内设置两道普通排气管，带有单向排气阀和手动截止阀；空气净化子系统，该子系统在过渡室内设置气幕喷淋系统，压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，喷淋是通过高压喷嘴产生雾化气流，对有毒有害气体进行吹洗，与气幕管路可以进行切换；通过防爆风机内的空气净化风扇将空气吸入净化柜，经过净化柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出风口吹出，可以与蓄冰柜的出风口相连接以减少功耗；动力供应子系统，该子系统采用大容量高可靠性不间断电池组，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，为避灾硐室供应大于96h的电源；环境监测子系统，该子系统利用环境监测仪，实时监测生存室内的环境参数，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，保障避灾硐室内环境平衡；通讯子系统，该子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测参数通过环境监测子系统传达到地面。作为优选，还包括应急排气装置，该应急排气装置包括横穿防爆隔离墙和隔离墙的两道直通生存室的应急排气管以及安装在排气管上的手控阀门，两道应急排气管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机。作为优选，还包括附属子系统，该子系统包括照明系统和生命保障系统里的座椅、担架、急救包、食品、饮用水、工具箱、灭火器、指示标志牌、棋牌、座便器。作为优选，还包括压风、供水系统，在矿井中接入压风管路和供水管路，压风管路上设置减压、消音、具备油水分离功能的过滤装置和带有阀门控制的呼吸嘴；供水管路上设置有专用接口和供水阀，水量和水压满足额定避险人员避险时的需要。作为优选，所述防护密闭门采用Q345强度钢材，具有八点锁紧密闭机构，持续抵抗足够强度的静水压力，硐室外设防水头高度至少为500mm。作为优选，所述防爆隔离墙形状为楔形，周边掏槽，深度不小于0. 2m，用强度不低于C30的混凝土浇筑，并与岩体接实。作为优选，硐室内壁采用隔热耐火材料进行初次喷涂，阻隔深部开采井巷内围岩的散热。作为优选，所述空气净化风扇采用电力驱动或者压缩空气驱动，可与压风管路和压缩空气瓶相连并进行切换。作为优选，所述环境监测子系统监测的环境参数包括氮氧化物、氧气、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度和井下避灾场所所在环境的内外气体压力差。作为优选，所述动カ供应子系统所用的电源为不间断大容量锂电池，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，其可根据设备在动カ供电切断的情况下提供满足设备运行96小时以上的电量。本技术的有益效果为，由于供氧子系统采用压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，所以首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用压缩氧自救器。由于降温除湿子系统采用蓄冰空调制冷降温，压缩机和控制箱设置在硐室外，避免硐室内冷凝放热，且压缩机功耗较低，平时为制冰柜制冷蓄冰，所以遇到突发情况时，即使空调装置断电不能工作，也对避灾硐室内的制冷系统工作无任何影响。由于硐室内墙体使用保温隔热材料进行喷涂，有效阻隔围岩及混凝土墙散热，保证硐室内温、湿度不会过高。动カ供应子系统采用大容量高可靠性不间断矿用电源，且可根据硐室内设备功耗进行容量配置，所以可确保电源供应大于96h以上。由于还设置两道直通生存室的单向排气管，排气管上安装有手控阀门，两道排气管沿巷壁延伸到上一中段井口，其中一道接抽风机，所以在透水淹井导致硐室排气管受阻，可启动应急排通气管路来维持硐室内气压正常状态。由于通讯子系统内设置有直通矿调度室的电话，并可接入井下广播系统站台，所以避灾硐室内、外的监测參数通过矿井现有的监控系统传达到地面，最大限度保证灾变期间的通讯安全可靠。由于该系统将各个功能组件整合到一起，不仅降低了功耗，提高了该避灾硐室的防护工作时间。此外，通过配置专用管路设防水头，设置专用大容量锂电池，配置七參数环境监测传感器，可以对金属矿山井下发生的水灾、火灾毒气、炮烟毒气、冒顶阻巷等井下所发生的继生灾害进行实时庇护，并根据井下实际情况制定逃生计划或引导救护队员实施救护，有效地避免或降低人身伤亡的事故发生。附图说明图1为本技术提供的立体结构示意图；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属矿井避灾硐室系统，包括：供氧子系统，该子系统包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用便携式压缩氧自救器；降温除湿子系统，该子系统采用蓄冰制冷空调，空调压缩机和空调控制箱设置在硐室外一定高度平台上，防爆风机把室内的高温高湿气体吸入，经过蓄冰柜通风管道的冷凝降温作用形成冷气，从排风口吹出；防护密闭子系统，在入口设有防护静水压力的防护密闭门和防护隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙；生存室内设置两道普通排气管，带有单向排气阀和手动截止阀；空气净化子系统，该子系统在过渡室内设置气幕喷淋系统，压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，喷淋是通过高压喷嘴产生雾化气流，对有毒有害气体进行吹洗，与气幕管路可以进行切换；通过防爆风机内的空气净化风扇将空气吸入净化柜，经过净化柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出风口吹出，可以与蓄冰柜的出风口相连接以减少功耗；动力供应子系统，该子系统采用大容量高可靠性不间断电池组，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，为避灾硐室供应大于96h的电源；环境监测子系统，该子系统利用环境监测仪，实时监测生存室内的环境参数，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，保障避灾硐室内环境平衡；通讯子系统，该子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测参数通过环境监测子系统传达到地面。...

【技术特征摘要】
1.一种金属矿井避灾砸室系统，包括: 供氧子系统，该子系统包括压风系统供氧、压缩氧气供氧和自救器供氧三级供氧方式，首先通过与矿井压风系统相连的压风管路向避灾硐室供氧，当压风系统在灾变发生时遭受破坏不能正常工作时，通过瓶装压缩氧气向避灾硐室供氧，当避难人员离开硐室逃生时采用便携式压缩氧自救器； 降温除湿子系统，该子系统采用蓄冰制冷空调，空调压缩机和空调控制箱设置在硐室外一定高度平台上，防爆风机把室内的高温高湿气体吸入，经过蓄冰柜通风管道的冷凝降温作用形成冷气，从排风ロ吹出； 防护密闭子系统，在入口设有防护静水压カ的防护密闭门和防护隔离墙，过渡室与生存室之间设置密闭门和隔离墙；生存室内设置两道普通排气管，带有单向排气阀和手动截止阀； 空气净化子系统，该子系统在过渡室内设置气幕喷淋系统，压缩空气幕是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，喷淋是通过高压喷嘴产生雾化气流，对有毒有害气体进行吹洗，与气幕管路可以进行切換；通过防爆风机内的空气净化风扇将空气吸入净化柜，经过净化柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出风ロ吹出，可以与蓄冰柜的出风ロ相连接以减少功耗； 动カ供应子系统，该子系统采用大容量高可靠性不间断电池组，可根据硐室内设备功耗进行容量配置，为避灾硐室供应大于96h的电源； 环境监测子系统，该子系统利用环境监测仪，实时监测生存室内的环境參数，并在超限报警后为避险人员提供正确的操作语音提示，保障避灾硐室内环境平衡； 通讯子系统，该子系统设置直通矿调度室的电话，并接入井下广播系统站台，把避灾硐室内、外的监测參数通 过环境监测子系统传达到地面。2.根据权利要求1所述的金属矿井避灾硐室系统，其特征在于:还包括应急排气装置，该应急排气装置包括横穿防爆隔离墙和隔离墙的两道直通生存室的应急排气管以及安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，李磊，姚永辉，张子良，王妍，李博，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：实用新型
国别省市：