救生舱液态二氧化碳制冷系统实验研究

为保障救生舱内拥有适宜的环境温度,本文采用液态二氧化碳节流制冷系统进行救生舱温度控制,分析了液态二氧化碳制冷系统制冷效果的主要影响因素,通过实验与计算得出二氧化碳制冷剂在压力为0．6MPa,流量为17．8m3／h时,系统制冷效果最佳,制冷功率可达2．3kW。     

紧急避险设施内一氧化碳气体吸附性能研究

紧急避险设施作为灾变情况下为井下人员提供安全避险的密闭空间,要求能够对空间内部的有毒有害气体进行及时处理。针对井下密闭空间内部一氧化碳气体的吸附处理问题,采用北京科技大学避险技术研究中心的地面模拟救生舱作为实验平台,以实验为基本手段,对两种药剂A、B在不同药剂量、风量的情况下进行去除效率的对比实验,并测定环境湿度对药剂性能的影响,确定一氧化碳药剂的最佳吸附条件,以达到提高去除效率的目的。最终得出药剂A以全风量条件下4kg时吸附效果为最佳,药剂B以全风量条件下8kg时吸附效果为最佳,湿度对一氧化碳药剂的吸附效率有显著影响,需配合干燥剂使用。     

救生舱高温环境的传热研究

为提高救生舱热防护能力,延长救援时间,在空载状态下救生舱热载荷研究的基础上,提出救援状态下救生舱外部传热热负荷的量化方法。已知救援状态下救生舱内、外温度随时间变化曲线,拟合温度函数。依据温度变化特点划分区间,积分求取各区间上温度平均值,计算温差,由传热方程计算救援状态下救生舱的热载荷。以某型号救生舱载人综合防护试验为例,根据模拟灾变环境的温度变化特点,运用该方法计算最高温度与常态温度下外部高温空气向舱体及其内部空间传热的热载荷,得到救生舱的总热负荷,外部传热最大传热功率及救生舱热载荷负荷范围。     

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。     

扩展卡尔曼滤波算法在矿用救生舱舱内气体浓度测控中的应用

为有效控制矿用移动式救生舱内气体浓度,确保救生舱内环境质量,保障舱内人员生命安全;根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的指标要求,采用扩展卡尔曼滤波方法对救生舱舱内气体参数的变化过程进行辨识,得出舱内气体浓度的状态空间模型,并应用迭代优化控制方法对气体浓度进行控制调节;在矿用救生舱模型和现场样机中分别进行了模拟和现场试验。结果表明,测控系统能有效控制救生舱舱内气体浓度进行,满足各项指标要求,且具有较好的鲁棒性。     

新型矿用救生舱空气调节系统研究与设计

救生舱是有效减少井下各种灾害导致人员伤亡的安全设施设备,调节救生舱内的温度是保障矿工生存的重要措施。通过对矿用救生舱热负荷的分析计算和矿用救生舱空气调节系统研究现状的分析,设计了以液态二氧化碳相变制冷为基础的两种空气调节系统,可在无需电力驱动、相对狭小空间配套的情况下,适合作为救生舱的空气调节系统。该系统的研发将会解决矿用救生舱在无电力驱动情况下的温度调节问题。     

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。     

救生舱空气幕对二氧化碳的阻隔性能研究

通过进行救生舱空气幕对二氧化碳阻隔性性能实验研究。结果表明,在救生舱舱门口处设置空气幕系统对阻隔舱外部环境二氧化碳具有明显的效果,阻隔率可达60%～70%。实验选出了较优的气幕管开孔孔径和开孔间距。得出了当环境气体浓度增大时,空气幕阻隔效率会呈下降趋势。     

救生舱内人体体感温度的控制研究

针对救生舱在外界持续高温辐射影响下,研究了救生舱内避险人员体感温度的控制,并通过试验验证初始设计计算满足使用要求。采用热平衡的方法,构建了救生舱内各热源的数学模型,在保证体感温度小于35℃的前提下,以蓄冰耗损最小为目标,建立了救生舱内温度热平衡模型,完成了救生舱内平衡温度预估。试验结果表明:在持续106 h高温辐射情况下,救生舱内温度低于30℃,湿度低于75%,经计算人体体感温度低于30%,满足使用要求。     

支持向量机多重分类救生舱环境评价研究

针对矿用救生舱舱内环境动态评价的问题,采用支持向量机多重分类机制进行评价研究.确定了舱内环境评价的等级指标;将环境评价问题处理为分类和分级两部分,分别给出了相应的函数.使用粒子群优化算法进行了参数优化;制订了具体的评价方案,得出了动态评价结果.经现场试验证明,该环境评价方法可以对救生舱舱内环境进行有效、实时的动态评价,算法收敛速度较快,为救生舱舱内环境调控提供了可靠的理论基础和充分的现场数据.     

Pressure characteristics and dynamic response of coal mine refuge chamber with underground gas explosion

Coal mine refuge chambers are new devices for coal mine safety which can provide basic survival conditions after gas explosion. In order to simulate the propagation of underground methane/air mixture blast wave, and check structural safety of coal mine mobile refuge chamber, an underground tunnel model and a refuge chamber model have been established based on explicit nonlinear dynamic ANSYS/LS-DYNA 970 program. Results show that the reflected wave pressure on the impact surface was about two times higher than that on the incident one. The relationship between the pressure fields of the chamber was analyzed. The maximum pressure of gas explosion reached about 0.71 MPa, and the pulse width was 360 ms. The maximum absolute displacement and stress occurs at the main door center and the connection of stiffeners and the front plate, respectively. The entire coal mine mobile refuge chamber was in elastic state and its strength and stiffness meet the safety requirements. The cabin door, the front plate and the connecting flange at cabin back as well as the stiffeners on each side were the most critical components. Suggestions were put forward for the refuge chamber.     

煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究

为构建煤矿井下紧急避险体系结构,打造基于紧急避险设施的应急救援体系,分析国外矿业发达国家紧急避险理论和应急救援案例,研究煤矿紧急避险建设及相关参数,探讨紧急避险体系构建中的国家层面概念定义、立法保障、救援体系、避险安全文化及评价等关键问题,设计出以危险源感知为基础的"感知-避险设施-运行"3层紧急避险体系结构。采用应急管理阶段理论与方法,构建基于紧急避险"感知-避险-救援"应急救援模型,并对救援模型的可行性进行模拟。煤矿井下紧急避险体系构建要有国家标准和立法保障,紧急避险3层体系结构为避险系统建设提供指导,救援模型为应急救援体系打造提供一种方法。     

金川公司二矿区矿井火灾救灾决策支持系统研究

井下属于受限空间,一旦发生火灾,避灾和救护都比较困难。发生矿井火灾时,火灾参数不易测定,但在制定火灾应急救援预案时,则是必须考虑的问题,因此,数值模拟就成为一种分析矿井火灾的有力工具。笔者利用地下工程火灾理论,从流体网络的角度给出了污染范围的确定及最佳避灾路线的数学模型;从实用的角度出发,根据金川公司二矿区的具体情况,构建了金川公司二矿区矿井火灾救灾决策支持系统;可为火灾时期火情预测、避灾、救灾及制定火灾应急救援预案提供支持。     

救生舱水密及承压性能数值模拟与试验研究

透水事故是井下常发灾害之一。为满足井下紧急避险要求,救生舱不仅要具备持续耐高水压的能力,而且还需保持良好的水密性。为了检验救水舱的水密及承压性能,应用ANSYS模拟软件对舱体应力变化进行了数值模拟,确定了舱体应力值可能偏大的区域,进而选定了现场试验应变监测点;通过水压试验中心现场试验,制定详细升压方案,观察及分析试验现场和试验应变数据。实验结果表明,救生舱在外界水压达到3MPa的情况下,舱体未发生渗漏及明显变形,救生舱水密及承压性能良好。     

旬东煤矿井下永久避难硐室构建研究

避难硐室的构建研究对硐室安全避险功能的实现具有重要意义。根据旬东井下人员分布及巷道布置情况,确定利用4-2采煤区现有巷道构建100人规模永久避难硐室;根据巷道尺寸、人均面积及设备体积等,计算得硐室有效宽度为4.6m,高度为3.5m,总长度为63.4m,人均面积为1.2m2;通过气密试验,测定0.135MPa避险区内外压差可达1980Pa;通过分析人员避险需求,确定旬东永久避难硐室生命保障系统由防火防爆系统、密闭缓冲系统、气幕隔绝系统、供氧系统、制冷除湿系统及附属系统组成。     

抓重点抓深化加快推进煤矿"六大系统"建设——访国家安全监管总局副局长、国家煤矿安全监察局局长赵铁锤

建设完善煤矿井下安全避险＂六大系统＂是为了构建煤矿事前＂防灾＂、事中＂避灾＂和事后＂减灾＂的全过程安全保障体系。国家安全监管总局副局长、国家煤矿安全监察局局长赵铁锤在接受采访中,全面介绍了我国煤矿井下安全避险＂六大系统＂建设进展、取得的经验及完善要求。