矿井避难硐室供氧系统研究

在矿山井下事故发生后的矿工自救中,设置避难硐室是十分必要的.供氧系统是避难硐室内避难人员生存的重要保障,避难硐室具有容载人数多、空间相对较大的特点.针对国内避难硐室采用的地面钻孔供氧、压风供氧、压缩气瓶供氧、化学氧供氧等供氧方式进行了研究,分别通过基本供风量、供氧量等参数的理论计算方法,密闭空间模拟试验的方法来对几种供氧方式进行比较,最终确定避难硐室设置多种供氧方式的必要性,为今后避难硐室供氧系统的构建奠定基础.     

避难硐室气体防毒安全性研究

为研究灾变时期井下避难硐室进出口有毒气体CO入侵弥散问题,基于等效原理,利用Gambit软件建立地面钻孔正压通风避难硐室物理模型和开门状态下有毒气体进入避难硐室的流体力学原理及气体弥散数学模型,并利用Fluent软件模拟钻孔压风量与室内CO浓度变化关系,提出在避难硐室的隔离门前加装门衬的办法,使避难人员穿过避难硐室门时...     

智利矿难与避难硐室建设：避难硐室建设 重在吃透规范——访北京科技大学金龙哲教授

2010年8月5日,智利圣何塞铜矿发生塌方事故,后经各方救援人员全力营救,33名被困矿工于事发69天后成功升井,全部获救。这一创造了被困时间最长历史记录的救援奇迹让人们见证了避难硐室的作用。这一事件也让国内的众多媒体同时疾呼“我们的避难硐室在哪里？”随后国家安全监管总局出台的一系列通知、规定、规范等文件以及类似“我国完成首次井下避难设施载人验证试验”这样报道,让人们真正看到了我们自己的井下避难所。     

矿井避难硐室正压密闭系统研究

矿井避难硐室在灾变时为矿工提供了隔绝密闭的避难空间,内部正压密闭系统起到了隔绝有毒有害气体的作用。本文对矿井避难硐室正压系统进行研究,确定影响矿井避难硐室正压数值的因素,通过理论计算确定了矿井避难硐室正压值,同时确定了矿井避难硐室的正压维持方式并设计了相应的余压阀。为保证矿井避难硐室正压的实现,对矿井避难硐室密闭系统进行研究,包括建筑密闭和设施密闭。     

新型应急避难硐室研究与设计

简要介绍了国内外避难硐室研究现状。针对避难硐室所要防护的灾害,确定了防护定位,选址注意事项,给出了硐室大小参考值,避难硐室强度与密闭性要求。进行了避难硐室内部生存系统设计,包括多级供氧系统、空气净化系统、温湿度控制系统、动力系统、监测通讯系统等。     

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。     

智利矿难与避难硐室建设

2010年8月5日,智利圣何塞铜矿发生塌方事故,后经各方救援人员全力营救,33名被困矿工于事发69天后成功升井,全部获救。这一创造了被困时间最长历史记录的救援奇迹让人们见证了避难硐室的作用。这一事件也让国内的众多媒体同时疾呼"我们的避难硐室在哪里?"随后国家安全监管总局     

煤矿矿井避险硐室设计浅析

根据世界各国对矿井事故的调查,在火灾、爆炸等事故发生现场瞬间受到死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分。在相当一部分矿工都是因为在井下透水或火灾、爆炸后不能及时升井或逃离高温有毒有害气体现场,导致溺水、窒息或中毒死亡的,而且井下自救器又无法提供长时间的氧气。因此,各国都在大力建设矿井避险硐室和研制矿用救生舱,以便为矿井发生事故无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间,对外能够抵制爆炸冲击、高温、烟气、隔绝有毒有害气体,对内能够为被困矿工提供氧气、食物和水,去除有毒有害气体,赢得较长的生存时间。同时被困人员还能通过舱内通讯监测设备,引导外界救援。建立井下避险硐室,对事故幸存者来说,就是一个通向求生道路的中转加油站。     

由“被动救援”转变为“主动自救”——福建省马坑矿业股份有限公司安全避险“六大系统”建设侧记

为切实提高地下矿山的本质安全水平,降低井下当班作业人员较多的矿井发生群死群伤事故,2007年,福建省安监局在马坑矿业开始井下安全避险系统建设试点,并于2008年6月完成了井下人员定位及视频监控系统的建设。基于马坑铁矿水文地质条件较为复杂,井下涌水可能给井下作业人员安全带来威胁的客观情况,2009年初,福建省安监局指导马坑矿业开展了井下避灾硐室（防水型）的建设,并于当年10月完成了井下避灾硐室建设工程,2010年11月通过了科技成果鉴定。目前,马坑矿业已在全国率先初步建立了井下＂安全避险＂六大系统,这些成果的应用基本符合国家安监总局制定的《金属非金属地下矿山安全避险＂六大系统＂安装使用和监督检查暂行规定》。     

矿井避难硐室防护系统研究

根据避难硐室的防护功能,确定防护系统由防火防爆、密闭、供氧、制冷除湿、监测监控、动力、通讯、定位、照明、医疗、食品、水、卫生几大系统组成;通过理论分析,确定防火防爆密闭系统抗爆压力影响因素为反射压力、入射压力、静压载荷、门体材料及安全系数;通过计算,可得100人避难硐室压风供氧系统总供风量不得低于36m3/min,其他供氧方式的最小供氧量不得低于60L/min。为避难硐室防护系统研究提供了科学依据及可靠数据,为矿井紧急避险系统的研究奠定了基础。     

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。     

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.     

避难硐室压风供氧系统压风量研究

分析避难硐室内人员生存环境主要参数变化情况,研究其压风供氧系统人均所需压风量。根据硐室内压风与人员呼吸CO2间关系,绘制硐室内空气中CO2体积分数随时间变化曲线,得出CO2体积分数稳定值与压风量的关系。通过分析CO2稀释方程、热量平衡、湿度平衡和O2平衡,确定人均压风量为100 L/min。在常村煤矿避难硐室进行80人16 h压风供氧生存试验,结果表明:压风量100 L/min能够满足硐室内人员呼吸需要,硐室内各环境参数均在国家标准要求范围内,温度的迅速稳定表明硐室周围岩体的导热性良好。     

Simulation analysis on structure safety of coal mine mobile refuge chamber under explosion load

In order to check structural strength of coal mine mobiles refuge chamber, and do security evaluation of the mobile refuge chamber, a refuge chamber model was established, then a finite element method was instituted for it to ensure the refuge chamber would not be severely damaged when gas or coal dust explosion suddenly happened. A triangle shock wave with 1.2 MPa over-pressure, 300 ms lasting time was settled. Explicit nonlinear dynamic analysis program was used to simulate response of the refuge chamber. The maximum stress was 244 MPa, located in central part of sides and tail end of the last capsule. The maximum displacement was 29.32 mm, located in central part of sides and tail end of the last capsule. The calculation indicated that the refuge chamber was not obviously damaged. It could reliable work to meet safety requirements. Compared with the reported experimental results, the simulation method was verified. Based on analysis, suggestions were put forward for further improving.     

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。     

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。     

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。     

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。