救生艙現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

礦用救生艙研發(fā)現(xiàn)狀與開展趨勢葛世榮中國礦業(yè)大學(xué)2011年3月29日美國：STRATA：硬體艙、軟體艙、中繼站ChemBio：主要為軟體艙澳大利亞：MineARC：硬體艙南非：Survivair-RRC：硬體式加拿大：RANA：硬體艙、空氣供給與廢氣處理設(shè)備德國：DREGER：硬體艙、快速充氣站英國：Molecular：有害氣體處理設(shè)備1救生艙國內(nèi)外研發(fā)根本情況〔1〕國外救生艙研發(fā)情況〔2〕國外救生艙的根本特點根本功能：包括氣密、隔熱、防護(hù)、供氧、有害氣體

去除、環(huán)境監(jiān)測、通訊指示等，但具體指標(biāo)不同防護(hù)時間：24~48h，MASH規(guī)定96h，但認(rèn)證尚在進(jìn)行艙體強(qiáng)度：抗爆、抗沖擊多為0.1MPa電源：美國、澳洲傾向無源(非煤有源)；南非用鉛酸蓄電池供氧：南非多用化學(xué)氧；美國、澳洲、加拿大多用壓縮氧空調(diào)：電力空調(diào)、蓄冰降溫、液態(tài)CO2汽化、通風(fēng)降溫艙內(nèi)空氣流動：具備促進(jìn)艙內(nèi)空氣流動的相關(guān)措施過渡倉結(jié)構(gòu)：必要要求目前超過20家單位從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)。通過專家鑒定4家：北京科大〔西安重生〕

中國礦大〔無錫寶神〕煤科總院平安分院(上海鵬燕)

煤科總院沈陽院〔MineARC〕

取得安標(biāo)證(新產(chǎn)品)1家：北京科大(西安重生)中國礦大〔無錫寶神〕正在積極申辦中，四月份完成〔3〕國內(nèi)救生艙研發(fā)情況軟體式救生艙主要研發(fā)單位煤科總院〔上海鵬燕〕中煤機(jī)械集團(tuán)西安新竹防災(zāi)救生設(shè)備北京中煤礦山工程硬體式救生艙主要研發(fā)單位

北京科大(西安重生)煤科總院沈陽院(MineARC)中煤機(jī)械集團(tuán)中國礦大(無錫寶神)中煤電氣集團(tuán)〔STRATA〕煤科總院重慶院無錫信諾視聽設(shè)備濟(jì)寧恒泰礦業(yè)科技天津鴻緒工貿(mào)青島華盾生命保障設(shè)備公司西安東風(fēng)儀表廠西安新竹防災(zāi)救生設(shè)備公司武昌船舶重工中平能化機(jī)械制造濟(jì)寧同創(chuàng)工礦設(shè)備青島磐石生命科技三一重工龍煤救援裝備科技Air,WaterandFoodAirTanksOxygenTanksPackedShelter〔1〕軟體式救生艙2當(dāng)前主要的救生艙產(chǎn)品采用阻燃、抗靜電、耐高溫帆布等軟質(zhì)材料制造，在突發(fā)緊急情況下依靠快速〔幾十秒至幾分鐘〕自動充氣膨脹架設(shè)。MineARC公司研制的礦井救生艙〔a〕薄煤層型〔b〕標(biāo)準(zhǔn)型〔2〕硬體式救生艙斯特拉塔〔STRATA〕平安設(shè)備公司避難艙生化避難艙公司〔ChemBio〕救生艙中國礦大〔無錫寶神〕救生艙陜西重生救生艙青島磐石生命科技股份救生艙濟(jì)寧市同創(chuàng)工礦設(shè)備救生艙三一重工救生艙中平能化集團(tuán)機(jī)械制造救生艙龍煤救援裝備科技救生艙山東華盾科技股份救生艙〔3〕救生艙在井下的布置山西潞安集團(tuán)常村煤礦，安放在綜采工作面附近〔4〕安標(biāo)中心對救生艙的根本要求有明確具體的適用條件和范圍，包括適用的災(zāi)情、災(zāi)種、災(zāi)區(qū)及海拔高度、環(huán)境條件、井巷空間尺寸等，并在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、使用說明書、產(chǎn)品的永久性平安使用須知中注明具備平安防護(hù)、O2供給、有害氣體處理、溫濕度控制、通訊、照明及指示、生存保障等功能，保證在無外部支持條件下維持艙額定避險人員生存〔即額定防護(hù)時間〕96h以上有足夠的強(qiáng)度、防護(hù)能力、氣密性和防止有毒有害氣體侵入的能力；提供生存空間不低于每人0.8m3配備災(zāi)變時期空氣供給裝置或設(shè)施，在額定防護(hù)時間內(nèi)提供人均供風(fēng)量不低于0.3m3/min，O2在18.5%～22.0%之間，并保證避難所內(nèi)部始終處于正壓狀態(tài)，以防止有毒有害氣體滲入。同時應(yīng)具備接入礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的接口應(yīng)具有內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)，流量宜在20L/min以上避難所應(yīng)具備所內(nèi)外環(huán)境參數(shù)檢測儀器，至少應(yīng)對艙內(nèi)的CO、CO2、O2、CH4，艙外的CO、O2、CH4、CO2、溫度等進(jìn)行檢測或監(jiān)測配備通訊設(shè)備并預(yù)留接口配備在額定防護(hù)時間內(nèi)額定人員生存所需要的食品和飲用水，食品配備不少于2000kJ/人·天，食用0.5L/人·天有必要的照明，并有急救箱、工具箱、滅火器、人體排泄物收集處理裝置等設(shè)施設(shè)備；救生艙外應(yīng)有清晰、醒目的標(biāo)示應(yīng)選用抗高溫老化、無腐蝕性、無公害的環(huán)保材料。救生艙外體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)置明顯的平安熒光條碼3中國礦大-無錫寶神救生艙KJYF100/6煤礦用可移動式救生艙已完成設(shè)計研發(fā)已通過安標(biāo)中心指定的第三方機(jī)構(gòu)檢測已通過國家平安生產(chǎn)監(jiān)督管理總局科技司組織的技術(shù)鑒定即將獲得平安標(biāo)志證書正在小批量生產(chǎn)中結(jié)構(gòu)與平安防護(hù)系統(tǒng)礦用可移動式救生艙動力保障系統(tǒng)通訊與照明系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)呼吸環(huán)境再造系統(tǒng)溫濕度維持系統(tǒng)生命維持系統(tǒng)〔1〕救生艙系統(tǒng)組成〔2〕技術(shù)創(chuàng)新1圓柱形艙體結(jié)構(gòu)，抗爆炸沖擊能力強(qiáng)2模塊化艙體設(shè)計，整艙由8個模塊經(jīng)法蘭連接3根據(jù)人機(jī)工程理論，合理規(guī)劃艙內(nèi)功能區(qū)4艙門位置布有空氣噴嘴，形成空氣幕阻隔艙外有害氣體；5過渡艙內(nèi)設(shè)有氣體噴淋裝置，清洗乘員所攜帶的有害氣體6艙內(nèi)通過外接壓風(fēng)或自備氣體供氧并保持正壓7艙體采用三層結(jié)構(gòu)〔中間層為硅酸鋁棉氈〕，隔熱效果好8當(dāng)井下電源被破壞后，依靠蓄冰制冷系統(tǒng)調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度9采用潛艇空氣處理技術(shù)處理有害氣體27〔3〕主要技術(shù)參數(shù)序號項目單位參數(shù)指標(biāo)1額定容納人數(shù)人62額定救護(hù)時間h100（安全系數(shù)1.2）3額定抗沖擊壓力MPa2.54額定耐高溫---艙外55℃時艙內(nèi)≤32℃達(dá)100h5外形尺寸-外徑×長×高mmφ1624×8600×19806總重Kg≤120007內(nèi)部有效容積m3≥7.5（人均≥0.8）圓柱狀艙體〔4〕救生艙產(chǎn)品進(jìn)艙門噴淋裝置31人員艙蓄冰箱冷氣循環(huán)裝置空氣處理裝置環(huán)境監(jiān)測傳感器組蓄電池36緊急出口37〔5〕技術(shù)性能檢測已委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行了性能指標(biāo)檢測檢驗工程：艙體瓦斯煤塵爆炸試驗檢測單位：煤炭科學(xué)總院重慶研究院檢測時間：2008年11月檢驗工程：七大系統(tǒng)試驗及綜合防護(hù)試驗檢測單位：國家平安生產(chǎn)重慶礦用設(shè)備檢測檢驗中心檢測時間：2010年12月38在2.50MPa的爆炸壓力沖擊下艙體沒有結(jié)構(gòu)損傷(a)爆炸前(b)爆炸后39出艙過程本次綜合防護(hù)試驗共歷時125小時21分鐘，艙外環(huán)境溫度55℃，艙內(nèi)6名人員在沒有外部補(bǔ)給的情況下生存狀態(tài)良好，出艙后各項身體指標(biāo)完全正常?！?〕通過專家鑒定鑒定結(jié)論：該工程研究系統(tǒng)全面，在相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)上均有創(chuàng)新和突破，總體上到達(dá)了國際領(lǐng)先水平。該產(chǎn)品符合國家有關(guān)規(guī)定，同意通過鑒定。并建議盡快完成井下工業(yè)性試驗，并推廣應(yīng)用。4礦用救生艙開展趨勢國外救生艙產(chǎn)品多數(shù)應(yīng)用于金屬礦山，煤礦用產(chǎn)品較少或不夠成熟，且國外煤礦多為房柱式開采，與我國煤礦長臂式開采存在巨大差異。同時，由于井下環(huán)境、管理水平等方面的原因，直接引進(jìn)國外現(xiàn)有救生艙產(chǎn)品并不能很好的適應(yīng)我國煤礦生產(chǎn)條件。因此，我國的救生艙研發(fā)工作必須針對本國煤礦的復(fù)雜生產(chǎn)條件，對國外技術(shù)消化吸收的根底上加大自主研發(fā)力度?！?〕堅持引進(jìn)吸收和自主研發(fā)相結(jié)合〔2〕需突破的關(guān)鍵技術(shù)便于井下安裝，且保證現(xiàn)場安裝后各項性能達(dá)標(biāo)提高產(chǎn)品自動化水平，便于遇險礦工操作保證產(chǎn)品啟動快速、高可靠性，隨時進(jìn)入工作狀態(tài)實現(xiàn)進(jìn)艙過程快速化，且無有害氣體帶入低維護(hù)本錢高效融入煤礦井下救生體系〔3〕建立高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)救生艙是涉及煤礦遇險礦工生命平安的重要救生裝備，其工作條件相當(dāng)復(fù)雜，運行過程中不穩(wěn)定因素多，必須采用高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)及檢驗。相關(guān)部門對其技術(shù)指標(biāo)必須進(jìn)行詳盡的規(guī)定，盡早形成產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)，并制定嚴(yán)格的產(chǎn)品安標(biāo)申領(lǐng)制度，提高研發(fā)企業(yè)的準(zhǔn)