端氏煤礦井下避難所工程實(shí)施方案說明書
目 錄
前言 ……………………………………………………………… 4
一、礦井概述…………………………………………………………4
二、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)
三、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想
四、井下避難所工程設(shè)計(jì)簡介………………………………………5
第一章井下避難所建設(shè)分析…………………………………………6
第一礦井的基本情況 6
第二節(jié) 建立井下避難所必要性 7
第三節(jié)井下避難所建設(shè)基本要求……………………… 7
第四節(jié) 井下避難所位置的確定 10
第二章井下避難所及生命保障系統(tǒng)的組成和主要技術(shù)參數(shù)………13
第一節(jié) 系統(tǒng)簡介………………………………………………13
第二節(jié) 認(rèn)證資質(zhì)………………………………………………14
第三節(jié) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………………………………………………14
第四節(jié) 供氧系統(tǒng)………………………………………………17
第五節(jié) 過濾降溫除濕系統(tǒng)…………………………………22
第六節(jié) 氣幕洗氣系統(tǒng)………………………………………26
第七節(jié) 井下避難所環(huán)境監(jiān)測裝置…………………………28
第八節(jié) 井下避難所供電系統(tǒng)………………………………43
第九節(jié) 救災(zāi)通信系統(tǒng)………………………………………48
第十節(jié) 個(gè)體防護(hù)裝備………………………………………57
第十一節(jié) 輔助設(shè)施…………………………………………58
第三章 避難所維護(hù)管理………………………………………………60
第一節(jié) 日常維護(hù)管理…………………………………………60
第二節(jié) 避難所救援應(yīng)急管理措施……………………………62
第四章 工程投資概算…………………………………………………63
前 言
一、礦井概述
端氏煤礦位于山西省南部，晉城市西北方向約36km(直距)處，隸屬沁水縣端氏鎮(zhèn)管轄。其地理位置為東徑112°30′52″-112°34′28″，北緯35°39′59″-35°41′04″。井田范圍由山西省國土資源廳2006年10月頒發(fā)的采礦許可證(證號為1000000630116)劃定的4個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)(6度帶)：
1.X=3949657 Y=19637120
2.X=3949740 Y=19642571
3.X=3951740 Y=19642540
4.X=3951680 Y=19638590
井田東西長約3.95-5.45km，南北寬約2km，面積9.4036km2。
地表總的趨勢為東高西低，最高點(diǎn)位于井田東北部，標(biāo)高980.90m，最低點(diǎn)位于井田西南角，標(biāo)高588.40m，相對高差392.50m，屬剝蝕強(qiáng)烈的中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)溝谷縱橫，多呈“V”字型、樹枝狀溝谷。
本區(qū)屬黃河流域沁河水系。沁河發(fā)源于沁源西北，向南經(jīng)安澤、沁水王必入井田外西南的潘莊至陽城縣潤城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)東南，穿切太行山經(jīng)河南沁陽、武陟匯入黃河。區(qū)內(nèi)沁河最低侵蝕基準(zhǔn)面+594m，最高洪水位+668m，坡度3‰，據(jù)潤城水文觀測站資料，年平均流量6.49億m3(19.65m3/s)，豐水期流量39.69m3/s，枯水期流量7.82m3/s。區(qū)域內(nèi)主要支流有固縣河，流量0.02m3/s;潘河，流量0.0036m3/s，屬季節(jié)性河流，雨季有短暫洪流。
本井田資源/儲量估算的9號煤層為穩(wěn)定的(西部穩(wěn)定，東部較穩(wěn)定)大部分可采煤層，資源/儲量估算范圍以最低可采厚度(0.80m)線，作為資源/儲量估算范圍, 9號煤層資源/儲量估算面積為8.198km2;3、15號煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，資源/儲量估算范圍為井田范圍(3號煤層未扣除巷道采出量)，其資源/儲量估算面積9.404km2。
3號煤層估算的煤層最高標(biāo)高+360m，最低標(biāo)高+190m,先期開采地段(首采區(qū))面積5.006km2。9號煤層估算的煤層最高標(biāo)高+310m，最低標(biāo)高+150m;15號煤層估算的煤層最高標(biāo)高+270m，最低標(biāo)高+100m。
二. 設(shè)計(jì)的主要依據(jù)
1、《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求》(試行)，煤安監(jiān)司函辦[2009]34號，《國家煤礦安監(jiān)局辦公室關(guān)于做好煤礦井下避難所(救生艙)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目申報(bào)工作的通知》;
2、安監(jiān)總煤裝2010-146號文件的通知，《國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知 >>。
3、《煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定》
3 、《煤礦礦井井底車場硐室設(shè)計(jì)規(guī)范》(MTT 5026 -2009);
4、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》;
5、《煤礦安全規(guī)程》 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2010年1月21日實(shí)施;
6、《煤礦安全工程設(shè)計(jì)》;
7、井下可移動分體避難所配置系統(tǒng)鑒定材料—煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院;
8、端氏煤礦提供的地質(zhì)資料和生產(chǎn)實(shí)測資料。
三.設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想
1、堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，結(jié)合礦區(qū)安全生產(chǎn)實(shí)際情況，圍繞煤礦井下可能出現(xiàn)礦井火災(zāi)、煤塵爆炸、瓦斯爆炸等災(zāi)變情況，使礦工在應(yīng)急避難裝置的掩護(hù)下成功逃生或等待救援，保障職工生命安全;
2、實(shí)現(xiàn)“三防一隔”，防毒、防火、防震、隔爆;
3、實(shí)現(xiàn)井下各避難所與井上指揮中心平臺實(shí)現(xiàn)雙向信號傳輸;
4、在符合相關(guān)要求，滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資;
5、因地制宜地采用新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料;
6、盡量利用原有的巷道、不增加開拓費(fèi)用;
7、避難所及各系統(tǒng)設(shè)備選型留有余地，能充分滿足區(qū)域內(nèi)避難人員數(shù)量的需求。
四.井下避難所工程設(shè)計(jì)簡介
本次設(shè)計(jì)主要包括《井下避難所工程實(shí)施方案》、《井下避難所工程主要設(shè)備材料清冊及概算書》。工程實(shí)施方案只做原則性的簡要說明，由于具體方案未定，本設(shè)備只提供部分圖紙及照片。設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容為：
1、端氏煤礦災(zāi)害情況分析、建立井下避難所的必要性、井下避難所位置確定、對井下避難所規(guī)模的確定等進(jìn)行闡述;
2、井下避難所生命保障系統(tǒng)的組成及主要技術(shù)參數(shù);包括：
1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2)供氧系統(tǒng)
3)壓風(fēng)系統(tǒng) 4)空氣幕洗氣系統(tǒng)
5)降溫除濕系統(tǒng) 6)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
7)供電系統(tǒng) 8)通訊系統(tǒng)
3、井下避難所所需設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置、個(gè)體防護(hù)裝備選型及安裝設(shè)計(jì);
4、井下避難所管理及安全措施;
5、設(shè)備材料清冊及工程投資概算;
第一章 井下避難所建設(shè)分析
第一節(jié) 礦井的基本情況
根據(jù)井田開拓布置，端氏煤礦有2個(gè)進(jìn)風(fēng)斜井，1個(gè)回風(fēng)立井。局部通風(fēng)采用雙局扇壓入式通風(fēng)系統(tǒng)。井田煤層較多，主要可采煤層共3層，煤層穩(wěn)定程度以穩(wěn)定煤層為主，含較穩(wěn)定煤層與不穩(wěn)定煤層。現(xiàn)端氏煤礦開采3號煤層。端氏煤礦屬高瓦斯突出礦井。
第二節(jié) 建立井下避難所必要性
為進(jìn)一步提高煤礦安全防護(hù)能力和應(yīng)急救援水平，保障礦工生命安全，減少因煤礦事故造成的人員傷亡，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)，借鑒美國、澳大利亞、南非等國家成功的經(jīng)驗(yàn)和做法， 國家把建設(shè)煤礦井下避難所(救生艙)應(yīng)用試點(diǎn)已列入2010年煤礦安全改造項(xiàng)目重點(diǎn)支持方向。國家煤礦安全監(jiān)察局辦公室發(fā)布了煤安監(jiān)司函辦【2009】34號文—關(guān)于做好煤礦井下避難所(救生艙)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目申報(bào)工作的通知，要求神華、中煤、開灤、陽泉、晉城、潞安、鐵法、龍煤、淮南、平頂山、兗礦等11個(gè)煤礦企業(yè)開展避難所(救生艙)建設(shè)試點(diǎn)。各煤礦企業(yè)要至少確定一個(gè)煤礦開展試點(diǎn)，按要求在井下不同地點(diǎn)設(shè)置避難所(救生艙)。
通過對端氏煤礦災(zāi)害危險(xiǎn)分析，該礦井下可能出現(xiàn)礦井火災(zāi)、瓦斯突出、瓦斯煤塵爆炸等災(zāi)變情況，試點(diǎn)建設(shè)以采掘工作面移動式救生艙為主更加符合避難逃生的實(shí)際需要，在災(zāi)變情況下使井下有人工作的地點(diǎn)均有避難所為其服務(wù)，實(shí)現(xiàn)礦工在應(yīng)急避難裝置的掩護(hù)下成功逃生或等待救援，保障職工生命安全，因此端氏煤礦建立井下避難所很有必要。
第三節(jié) 井下避難所建設(shè)基本要求
(一)井下避難所設(shè)置的基本要求
1.煤礦井下避難所目前主要有固定式避難硐室和可移動式救生艙兩種類型。礦井可根據(jù)自身的特點(diǎn)自主選擇，并以滿足礦井災(zāi)變條件下礦工應(yīng)急避險(xiǎn)需要，安全、實(shí)用、救生為基本原則。
2.井下有人工作的地點(diǎn)均應(yīng)有避難所為其服務(wù)。避難所距工作地點(diǎn)的距離，以礦工在瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出或礦井火災(zāi)等災(zāi)害事故應(yīng)急避險(xiǎn)情況下，佩戴隨身攜帶的自救器能夠安全到達(dá)為確定原則，一般不超過1000m。井下避難所的設(shè)置要與礦井避災(zāi)路線相結(jié)合。突出礦井的井底車場應(yīng)設(shè)置固定式避難所，有突出煤層的采區(qū)應(yīng)設(shè)置采區(qū)避難所，掘進(jìn)距離超過500m的巷道應(yīng)設(shè)置工作面避難所。
3.避難所的額定人數(shù)，應(yīng)滿足所服務(wù)區(qū)域內(nèi)同時(shí)工作的最多人員的避難需要，并考慮不低于5%的富裕系數(shù)。
4.避難所應(yīng)設(shè)置在無異常應(yīng)力、頂板完整、支護(hù)完好的地點(diǎn)，前后20m范圍內(nèi)應(yīng)采用不燃性材料支護(hù)，符合安全出口的相關(guān)要求。存放在巷道中的可移動式救生艙，應(yīng)保證巷道暢通，安全間距、風(fēng)速等符合《煤礦安全規(guī)程》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有預(yù)防爆炸沖擊破壞的相關(guān)措施。
5.避難所應(yīng)有清晰、醒目的標(biāo)示。礦井避災(zāi)線路圖中應(yīng)明確標(biāo)注避難所位置和規(guī)格、種類，井巷中應(yīng)有避難所方位的明顯標(biāo)示，以方便災(zāi)變時(shí)遇險(xiǎn)人員能夠迅速到達(dá)避難所。
6.避難所應(yīng)有簡明、易懂的使用說明和操作步驟，指導(dǎo)遇險(xiǎn)礦工正確使用避難設(shè)施，安全避險(xiǎn)、
7.建立相應(yīng)管理制度，確定專人負(fù)責(zé)避難所的管理和維護(hù)，保證其始終處于正常待用狀態(tài)。
8.將正確、安全使用避難所作為入井人員安全培訓(xùn)和定期應(yīng)急救援演練的重要內(nèi)容，提高礦工應(yīng)急救援能力。
(二)井下避難所的通用技術(shù)要求
1.井下避難所應(yīng)具備安全防護(hù)、氧氣供給、有害氣體處理、溫濕度控制、通訊、照明及指示、基本生存保障等功能，保證在無任何外部支持的情況下維持避難所內(nèi)額定避險(xiǎn)人員生存(即避難所額定防護(hù)時(shí)間)96h以上。
2.井下避難所應(yīng)配備礦井災(zāi)變期間的空氣供給裝置或設(shè)施，在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)提供避險(xiǎn)人員人均供風(fēng)量不低于0.3m³/min，氧氣濃度在18.5%～22.0%之間，并保證避難所內(nèi)部與外部巷道相比始終處于不低于200Pa的正壓狀態(tài)，以防有毒有害氣體滲入。同時(shí)，應(yīng)接入礦井壓風(fēng)管路，設(shè)有減壓裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴(如果避難所具備直通地面的大直徑鉆孔，可不接入)。為使避難所防護(hù)失效后避難人員能夠逃生，避難所內(nèi)應(yīng)配備隔絕式氧氣自救器，自救器使用時(shí)間不低于45min，配備數(shù)量不低于額定人數(shù)的1.2倍。
3.井下避難所應(yīng)具備對有毒有害氣體的處理能力和空氣調(diào)節(jié)控制能力，對CO2的吸收(排除)能力不低于每人0.5L/min，對CO的吸收(排除)能力不低于400ppm/h，保證在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)，艙內(nèi)CO2低于1.0%、CO低于24ppm，空氣溫度不高于35℃，濕度不高于85%。所使用的各種化學(xué)藥劑應(yīng)做真空包裝。
4.井下避難所應(yīng)具備所內(nèi)外環(huán)境參數(shù)檢測儀器，至少應(yīng)對避難所內(nèi)的CO、CO2、O2、CH4、溫度、壓力;避難所外的CO、CO2、O2、CH4，等進(jìn)行檢測或監(jiān)測。
5.井下避難所應(yīng)設(shè)有與礦(井)調(diào)度室直通的電話，并有通訊方式失效的情況下的信息交流方法，宜采取特殊措施，最大限度保證災(zāi)變期間的。
6.井下避難所應(yīng)配備在額定防護(hù)時(shí)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，食用水0.5L/人·天(如果避難所具備直通地面的大直徑鉆孔，可以通過鉆孔輸送空氣及流體食品。食品和飲用水，可不配備)。
7.井下避難所應(yīng)具有清晰、醒目的標(biāo)示。避難所內(nèi)應(yīng)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。
8.避難所用電氣設(shè)備、高壓容器、儀器儀表、化學(xué)藥劑等，應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和國家有關(guān)管理要求，納入安全標(biāo)志管理的設(shè)備應(yīng)取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志。
(三)可移動式救生艙的基本要求
可移動式救生艙(以下簡稱救生艙)一般為艙體式結(jié)構(gòu)，配備必要的設(shè)備設(shè)施和食物，用于煤礦災(zāi)害事故遇險(xiǎn)人員無法撤離災(zāi)區(qū)或礦井時(shí)的應(yīng)急避難空間，既可固定設(shè)置，也可隨采掘工程而移動。救生艙除應(yīng)滿足井下避難所的通用技術(shù)要求外，還應(yīng)符合以下基本要求：
1.救生艙應(yīng)有明確具體的適用范圍和適用條件。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)品的永久性安全使用須知中注明。
2.救生艙提供的生存空間不應(yīng)低于每人0.8m3，且總有效容積不低于8m3。
3.救生艙艙體應(yīng)有足夠的氣密性和防止有毒有害氣體侵入的能力。救生艙的泄壓速率不超過350Pa/h;艙內(nèi)大氣壓力應(yīng)始終保持高于外界大氣壓力100～500Pa;同時(shí)，應(yīng)設(shè)置過渡艙，不設(shè)過渡艙時(shí)，應(yīng)有防止避險(xiǎn)人員進(jìn)入救生艙時(shí)有害氣體侵入的技術(shù)措施。
4.救生艙應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和防護(hù)能力。適用于在火區(qū)及其影響范圍內(nèi)使用的救生艙，應(yīng)能在環(huán)境溫度55℃條件下安全使用;適用于存在較大煤與瓦斯突出、瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中使用的救生艙，應(yīng)能承受不小于2MPa的爆炸壓力;適用于在水災(zāi)環(huán)境中使用的救生艙，應(yīng)明確能夠承受的最大水壓力。
5.救生艙應(yīng)具有內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)，流量宜在20L/min以上。
6.救生艙應(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(shí)，應(yīng)設(shè)置明顯的安全熒光條碼。
第四節(jié) 井下避難所位置的確定
根據(jù)端氏煤礦對井下避難所建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目提出的要求，避難所距工作地點(diǎn)的距離，以礦工在災(zāi)害事故應(yīng)急避險(xiǎn)下，佩戴隨身攜帶的自救器能夠安全到達(dá)為確定原則，一般不超過1000m。井下避難所的設(shè)置要與礦井避災(zāi)路線相結(jié)合;當(dāng)井下采掘工作面出現(xiàn)災(zāi)變時(shí)，避災(zāi)人員立即配戴自身攜帶的30min隔絕式自救器跑到附近的移動式救生艙。采煤工作面距采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷距離超過1000m，在采煤工作面兩順槽距工作面不超過1000m的位置設(shè)置移動式救生艙，設(shè)計(jì)距離超過500m的掘進(jìn)工作面，在掘進(jìn)巷道距工作面迎頭不超過500m的位置設(shè)置移動式救生艙。
煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求還包括避難所應(yīng)設(shè)置在無異常應(yīng)力，頂板完整、支護(hù)完好的地點(diǎn)，前后20m范圍內(nèi)應(yīng)采用不燃性材料支護(hù)，符合安全出口的相關(guān)要求。
避難所應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)構(gòu)造簡單，圍巖穩(wěn)定的進(jìn)風(fēng)巷道、盡可能設(shè)置在巖層中，必須設(shè)置在煤層中時(shí)，應(yīng)有防瓦斯涌出、煤層自然發(fā)火的安全技術(shù)措施。
結(jié)合端氏煤礦2010年生產(chǎn)情況，我院認(rèn)為端氏煤礦應(yīng)建設(shè)5個(gè)移動式救生艙和1個(gè)臨時(shí)避難硐室、2個(gè)永久避難硐室，用以組成該礦的二、三級避險(xiǎn)系統(tǒng)。
3103回采工作面應(yīng)設(shè)置50人的移動式救生艙，因目前沒有如此大的救生艙，建議選用2個(gè)20人1個(gè)10的移動式分體救生艙。安裝在工作面進(jìn)風(fēng)膠帶順槽與膠帶配巷之間的3#、4#、5#的聯(lián)絡(luò)巷中，構(gòu)成井下第二級緊急避險(xiǎn)。.回采工作面最大班人數(shù)為43人，為安全起見，考慮到備用系數(shù)，配備2臺KJYF—20/96和1臺KJYF—10/96移動救生艙。
3106軌道進(jìn)回風(fēng)掘進(jìn)工作面建設(shè)的臨時(shí)避難硐室，應(yīng)設(shè)置在目前距掘進(jìn)工作面最近的聯(lián)絡(luò)巷中，掘進(jìn)工作面最大班人數(shù)為20人，為安全起見，考慮到備用系數(shù)，建設(shè)30人的臨時(shí)避難硐室。
3106膠帶進(jìn)回風(fēng)掘進(jìn)工作面應(yīng)設(shè)置2臺12人的移動救生艙，設(shè)置在目前距掘進(jìn)工作面最近的2個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中，掘進(jìn)工作面最大班人數(shù)為20人，為安全起見，考慮到備用系數(shù)，選用2臺12人KJYF—12/96的移動救生艙。
在井底車場附近或井下工作人員相對集中的地方，按照國家規(guī)定應(yīng)設(shè)置三級避險(xiǎn)設(shè)施，我院認(rèn)為端氏煤礦應(yīng)在采區(qū)回風(fēng)大巷及軌道運(yùn)輸大巷之間的2#和12#聯(lián)絡(luò)巷中建設(shè)100人的永久避難硐室。
123
第二章井下避難所及生命保障系統(tǒng)的組成和主要技術(shù)參數(shù)
圖2-1 分體式避難所
第一節(jié) 系統(tǒng)簡介
KJYF系列可移動分體式避難所配置系統(tǒng)是一個(gè)密封式逃生避難室，可供災(zāi)變時(shí)期井下人員避險(xiǎn)用，是一種與外界隔離、提供維持生命的安全環(huán)境空間，意在為井下的礦工在逃生成為不可能的情況下避難，以便讓他們脫險(xiǎn)或等待救援。該產(chǎn)品能提供避難人員至少96小時(shí)所需的氧氣、水、食物以及所需的急救包、衛(wèi)生設(shè)施、通信設(shè)備、環(huán)境氣體監(jiān)測設(shè)備等。為了保證避難所內(nèi)人員的健康生存，它具有氧氣供給裝置、一氧化碳和二氧化碳吸收裝置、除濕降溫空調(diào)系統(tǒng)。該避難所配置系統(tǒng)屬于逃生避難的一種先進(jìn)的高新技術(shù)裝備，主要應(yīng)用于煤礦井下，同時(shí)也可用于非煤礦山、核電站、地鐵、地下停車場等場所，具有拆裝方便，操作簡單等特點(diǎn)。
第二節(jié) 認(rèn)證資質(zhì)
1、澳大利亞 MineARC®邁安科應(yīng)急救生艙是目前世界上最先進(jìn)的達(dá)到最嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的救生艙產(chǎn)品，是全球唯一獲得國際ISO9001認(rèn)證資質(zhì)的救生艙生產(chǎn)廠家。
2、MineARC®煤礦應(yīng)急救生艙是世界上唯一獲得美國西弗吉尼亞州礦工健康和安全辦公室認(rèn)證，同時(shí)達(dá)到美國礦工安全及健康管理局(MSHA)標(biāo)準(zhǔn)的救生艙產(chǎn)品。
3、MineARC®獨(dú)創(chuàng)世界上最先進(jìn)的、無需電力驅(qū)動的，集CO/CO2氣體濾清和空調(diào)降溫于一體的本質(zhì)安全型生產(chǎn)技術(shù)。
4、MineARC®煤礦應(yīng)急救生艙成功地通過了真人入艙測試。多項(xiàng)權(quán)威測試表明，該救生艙可以應(yīng)對各種復(fù)雜惡劣的井下環(huán)境，同時(shí)也為外部救援爭取到寶貴的時(shí)間。
5、MineARC®非煤礦山應(yīng)急救生艙是世界上唯一達(dá)到西澳大利亞州消費(fèi)者與職業(yè)保護(hù)部制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，該標(biāo)準(zhǔn)是目前全球業(yè)界普遍認(rèn)可的非煤礦山用救生艙的最高標(biāo)準(zhǔn)。
6、歐盟權(quán)威CE認(rèn)證及澳大利亞C-Tick認(rèn)證。
7、我國安全標(biāo)志辦公室于2011年1月下發(fā)KJYF—10/96移動救生艙安標(biāo)證，KJYF—20(16、12)/96移動救生艙以通過安標(biāo)的現(xiàn)場評審，于近期下發(fā)安標(biāo)證。
第三節(jié) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
KJYF系列可移動分體式避難所配置系統(tǒng)是由過渡艙、主艙、輔助艙、過濾降溫除濕集成裝置、供氧裝置、環(huán)境氣體監(jiān)測監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)、不間斷電源裝置、無線通訊裝置等部分組成。采用分體組合式結(jié)構(gòu)，拆裝、運(yùn)輸方便，密封式鋼結(jié)構(gòu)外殼給避難人員提供了安全生存空間?？筛鶕?jù)用戶不同的需求利用過渡艙、輔助艙和井下避難硐室組成固定式井下避難所，也可組成移動式救生艙。
1、過渡艙：
配備的密封過渡艙可以容納6人，艙內(nèi)配有醫(yī)用氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、壓風(fēng)供給系統(tǒng)、洗氣系統(tǒng)、生物技術(shù)型衛(wèi)廁及流量、壓力等控制顯示儀表。洗氣系統(tǒng)僅一鍵控制，操作十分簡單方便。
圖2-2 過渡艙
2、主艙：
主艙內(nèi)部兩側(cè)均配置符合人體工程學(xué)原理的座位，座位下方有寬敞的儲物空間，內(nèi)外艙壁之間采用特殊的隔熱材料，使之隔絕艙外產(chǎn)生的高溫。艙外安裝有過濾降溫除濕集成裝置，艙壁安裝CO、CO2、O2、CH4傳感器和數(shù)據(jù)采集監(jiān)視器，對艙外環(huán)境氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測。
圖2-3 主艙
3、輔助艙：
輔助艙內(nèi)配有為主艙內(nèi)過濾降溫除濕集成裝置提供動力驅(qū)動的高壓液態(tài)二氧化碳鋼瓶，通過可拆分式鋼瓶架固定;外部正面板右上角處配有CO、CO2、O2、CH4、溫度、壓力傳感器，對艙外環(huán)境氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過電纜將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髋摂?shù)據(jù)采集監(jiān)視器。
圖2-4 輔助艙
第四節(jié) 供氧系統(tǒng)
圖2-5 供氧系統(tǒng)
一、供氧系統(tǒng)的主要功能及要求
由于煤礦井下發(fā)生瓦斯爆炸、火災(zāi)、坍塌等災(zāi)害性事故時(shí)，都會致使避難所周圍環(huán)境伴有缺氧、有毒有害氣體出現(xiàn)。因此，必須在避難所內(nèi)部設(shè)置具有向避險(xiǎn)人員提供氧氣以保證避險(xiǎn)人員能夠維持正常呼吸的供氧裝置。供氧裝置必須滿足：
(1) 避險(xiǎn)人員在救生艙(避難所)主艙內(nèi)能夠呼吸到純凈的氧氣，氧氣濃度在18.5%～22.0%;
?、?氧氣供給量及氧氣濃度必須滿足人體呼吸生理特點(diǎn);
⑶ 氧氣供給時(shí)間必須滿足額定人數(shù)時(shí)不少于96小時(shí)的生存時(shí)間;
?、?供氧裝置在井下特殊條件下不受環(huán)境影響，保證能夠及時(shí)、可靠供氧并不會存在不安全隱患。
二、供氧方案的選擇
對于煤礦個(gè)體呼吸防護(hù)裝備，目前有正壓氧氣呼吸器、壓縮氧自救器、化學(xué)氧自救器、過濾式自救器。這些個(gè)體呼吸防護(hù)裝備都有“使用時(shí)間短”的共同特點(diǎn)：正壓氧氣呼吸器最長的防護(hù)時(shí)間為4小時(shí);壓縮氧自救器、化學(xué)氧自救器、過濾式自救器最長的防護(hù)時(shí)間為45分鐘，而且過濾式自救器對環(huán)境的氧氣濃度要求大于17%。由于上述個(gè)體呼吸防護(hù)裝備防護(hù)時(shí)間短，有些需要經(jīng)常檢查維護(hù)，因此上述個(gè)體呼吸防護(hù)裝備只能放在煤礦井下避難所內(nèi)作為備用或離開避難所逃生時(shí)的供氧設(shè)備使用。經(jīng)研究分析，避難所供氧方案采用壓風(fēng)系統(tǒng)供氧和壓縮氧氣供氧兩種方式。
三、壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置
1、可行性研究
由于人體是依靠呼吸空氣進(jìn)行生存，因此對于呼吸系統(tǒng)而言首選氣源為空氣。如果以儲存在氣瓶中的壓縮空氣作為氣源，按照國家煤礦安全監(jiān)察局辦公室【2009】34號文件“井下避難所應(yīng)配備礦井災(zāi)變期間的空氣供給裝置或設(shè)施，在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)提供避險(xiǎn)人員人均供風(fēng)量不低于J=0.3m3/min”要求，則需要鋼瓶空氣數(shù)量為
移動式救生艙
國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局曾下發(fā)文件(安監(jiān)總煤行〔2007〕167號)，《關(guān)于所有煤礦必須立即安裝和完善井下通訊、壓風(fēng)、防塵供水系統(tǒng)的緊急通知》。因此本方案首先選擇利用煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)作為供氧裝置。
美國礦山和健康管理局(MSHA)認(rèn)為閉合空間類似于面罩式呼吸器。美國職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)察局(OSHA)要求面罩式呼吸器連續(xù)供氣量為0.17～0.42m3/min。因此國家煤礦安全監(jiān)察局辦公室【2009】34號文件所要求的人均供風(fēng)量不低于0.3m3/min在0.17～0.42m3/min范圍內(nèi)。
考慮到避險(xiǎn)人員在進(jìn)入采區(qū)固定式避難硐室前的運(yùn)動程度及心理恐慌等原因。據(jù)資料介紹，此時(shí)人的最大肺通氣量可達(dá)0.12 m3/min，靜坐時(shí)為0.009 m3/min。因此人均0.3m3/min的空氣供給量足以滿足人的最大肺通氣量0.12 m3/min的要求，并在主艙內(nèi)會形成正壓避免外界氣體向主艙內(nèi)的侵入。
按人均供風(fēng)量不低于Q1=0.3m3/min的要求，當(dāng)避險(xiǎn)人員N=20人時(shí)，所需總供風(fēng)量：Q= Q1·N =0.3×20=6(m3/min);當(dāng)避險(xiǎn)人員N=10人時(shí)，所需總供風(fēng)量：Q= Q1·N =0.3×10=3(m3/min)
由于壓風(fēng)系統(tǒng)流量一般在20m3/min以上，兩趟壓風(fēng)管的流量大于所需總供風(fēng)量。因此以空氣作為供氧氣源的供氧方式——壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置方案可行。此方案便于日常對裝置的壓力、供風(fēng)性能等指標(biāo)進(jìn)行檢查、對裝置的組成部件進(jìn)行維護(hù)及保養(yǎng)。
2、壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理
壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置利用地面壓縮空氣通過管路(地面壓風(fēng)系統(tǒng))作為氣源，經(jīng)過閥門后進(jìn)入過渡艙內(nèi)設(shè)置的水、灰塵、油的三級過濾，經(jīng)過預(yù)先設(shè)置的減壓器、浮子流量計(jì)、管路進(jìn)入氣體輸出端。為避難所內(nèi)避險(xiǎn)人員提供更加新鮮、舒適的空氣質(zhì)量。
壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理見圖2-6所示。
圖2-6 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理圖
3、主要技術(shù)參數(shù)
人均供風(fēng)量≥0.3m3/min;
避難所內(nèi)氧氣濃度18.5～22.0%;
減壓器入口壓力≥0.8MPa、出口壓力0～0.6 MPa(可調(diào)節(jié))、輸出流量不小于20 m3/min;
浮子流量計(jì)量程0～8 m3/min、分度值0.3m3/min。
四、壓縮氧氣供氧裝置
1、可行性研究(以20人為例)
在煤礦發(fā)生瓦斯爆炸等災(zāi)害時(shí)，有時(shí)地面壓風(fēng)系統(tǒng)在井下的管路會遭到嚴(yán)重破壞，因此必須有備用的供氧裝置，以應(yīng)對地面壓風(fēng)系統(tǒng)遭到破壞時(shí)仍能有效的供氧。當(dāng)氧氣濃度小于18.5%時(shí)，該情況稱為缺氧。缺氧可致人失去知覺甚至死亡。當(dāng)氧氣濃度大于32%時(shí)，被稱為肺氧中毒。當(dāng)氧氣濃度大于95%時(shí)，被稱為高氧(高濃度氧)。較長時(shí)間的高濃度氧氣不僅損壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，還可能導(dǎo)致高可燃環(huán)境。因此應(yīng)對壓縮氧氣進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
據(jù)資料介紹，人體在平靜坐姿時(shí)潮氣量為500ml，生理無效腔體積為300 ml，呼吸頻率為12～18次/ min，肺每分通氣量為6～9 L/min。由于呼吸系統(tǒng)生理無效腔的存在，潮氣量中的新鮮空氣不能全部與肺泡中血液進(jìn)行氣體交換。因此應(yīng)將與肺泡血液進(jìn)行氣體交換的空氣量作為確定氧氣消耗量的基準(zhǔn)。
平靜坐姿時(shí)對氧氣的消耗量為：
(潮氣量-生理無效腔)·呼吸頻率·氧氣濃度=(500-300)ml×(12～18)次/min×21%=(0.504～0.756)L/min;
美國礦山和健康管理局(MSHA)要求避難所內(nèi)氧氣消耗量按人均0.62 L/min計(jì)算。據(jù)資料介紹并根據(jù)我國人群身體狀況及遇險(xiǎn)時(shí)人體生理狀態(tài)，可以確定人體對氧氣的消耗量為Q1=0.5 L/min。則需要氧氣鋼瓶數(shù)量為：
移動式救生艙
避險(xiǎn)人數(shù)N=20人、避險(xiǎn)時(shí)間T=96h=5760min計(jì)算，所需氧氣體積：
V=Q1·N·T=0.5×20×5760=57600(L)
若采用壓縮氧氣作為供氧氣源，氧氣瓶水容積為V1=80升，每支氣瓶內(nèi)可用氧氣體積為：
V2=△P·V1=109×80=8720(L)
式中：△P—氣體可用壓力差，△P=(13-2)MPa=(128-19)大氣壓=109 大氣壓
氧氣瓶數(shù)量為： Z=V/V2=8(支)
這樣的壓縮氧鋼瓶數(shù)量在避難所內(nèi)完全可以容納，因此選用以貯存在鋼瓶中的壓縮氧氣作為供氧氣源的供氧方式——壓縮氧氣供氧裝置方案可行。此方案便于日常對裝置的壓力、供氧性能等指標(biāo)進(jìn)行檢查，對裝置的組成部件進(jìn)行維護(hù)及保養(yǎng)。
由于在災(zāi)變期間進(jìn)入救生艙內(nèi)避險(xiǎn)人數(shù)隨時(shí)變化，按人體對氧氣的消耗量Q1=0.5 L/min考慮，避險(xiǎn)人數(shù)N=20時(shí)單位時(shí)間總供氧量：
Q= Q1·N=0.5×20=10(L/min)
為了有效控制不同數(shù)量避險(xiǎn)人員時(shí)供氧量的輸出，選擇可調(diào)節(jié)流量計(jì)。
2、工作原理
該裝置是利用儲存在鋼瓶中的醫(yī)用壓縮氧氣，通過供氧控制裝置為避險(xiǎn)人員輸出規(guī)定數(shù)值的氧氣。在入風(fēng)側(cè)過渡硐室和回風(fēng)側(cè)過渡硐室內(nèi)放置的鋼瓶，出口經(jīng)高壓管路并聯(lián)后集中至減壓器，減壓器將來自于氧氣瓶中的醫(yī)用壓縮氧氣壓力進(jìn)行減壓并輸出穩(wěn)定的壓力至可調(diào)節(jié)浮子流量計(jì)。浮子流量計(jì)的氧氣輸出量根據(jù)避險(xiǎn)人員數(shù)量進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，在靜坐狀態(tài)下每人的氧氣消耗量大約為0.5L/min。由于減壓器輸出穩(wěn)定的壓力，因此在浮子流量計(jì)調(diào)節(jié)值一定時(shí)，通過浮子流量計(jì)的氧氣輸出量不會隨著氧氣瓶中的壓力變化而變化。
醫(yī)用壓縮氧氣供氧裝置配置及原理見圖2-7。
3、技術(shù)參數(shù)：
人均供氧量0.5 L/min；
避難所內(nèi)氧氣濃度18.5～22.0%；
兩套供氧系統(tǒng)用的減壓器入口壓力≥15MPa、出口壓力0～0.5 MPa（可調(diào)節(jié)）、最大流量不小于60L/min；
浮子流量計(jì)量程0～60L/min分度值0.5L/min。
布置方式
?。?）20移動式救生艙：在救生艙的過渡艙內(nèi)放置工作壓力為15MPa、水容積為80L氧氣鋼瓶8支，氧氣鋼瓶經(jīng)高壓管路并聯(lián)與減壓器輸入口連接，減壓器及浮子流量計(jì)放置在過渡艙艙壁上。
（2）10移動式救生艙：在救生艙的過渡艙內(nèi)放置工作壓力為15MPa、水容積為80L氧氣鋼瓶4支，氧氣鋼瓶經(jīng)高壓管路并聯(lián)與減壓器輸入口連接，減壓器及浮子流量計(jì)放置在過渡艙艙壁上。
第五節(jié) 過濾降溫除濕系統(tǒng)
新型專利過濾降溫除濕集成裝置，非電力驅(qū)動，氣壓保持恒定，達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)自動啟動空壓機(jī)和制冷除濕系統(tǒng)。能快速清除主艙內(nèi)的有害、有毒氣體。同時(shí)完成過濾、降溫、除濕功能。實(shí)現(xiàn)對避難所空間氣體中CO、CO2濃度控制及溫度、濕度的調(diào)節(jié)，確保在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)空氣溫度在35℃以下、濕度在85%以下，滿足對CO2的吸收能力不低于每人0.5L/min（中國人實(shí)際0.3L/min），對CO的吸收能力不低于400ppm/h，保證艙內(nèi)CO2低于1.0%、CO低于24ppm。
、
1、主要功能
過濾降溫除濕系統(tǒng)是對由于避險(xiǎn)人員在密閉的避難所中長時(shí)間進(jìn)行呼吸所產(chǎn)生的CO2及避險(xiǎn)人員由避難所外帶入的CO氣體通過CO2和CO吸收劑進(jìn)行過濾，對由于人體溫度通過皮膚進(jìn)行散熱及來自于外部空間的熱源傳入而形成的溫升及對由于人體自身呼出飽和濕度的氣體及人體自身汗液蒸發(fā)的濕度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
2、工作原理
過濾降溫除濕系統(tǒng)配置及原理見圖2-9所示，該裝置是利用儲存在鋼瓶中的液態(tài)CO2作為動力源和制冷介質(zhì)，通過管路輸送至裝置中。該裝置由一個(gè)機(jī)械單元組成，通過配備規(guī)定數(shù)量的CO2和CO吸收劑同時(shí)完成過濾、降溫、除濕功能。
圖2-9 過濾降溫集成裝置原理圖
關(guān)于CO2鋼瓶數(shù)量的確定：鋼瓶數(shù)量是根據(jù)平衡20人產(chǎn)生的熱量所需要的制冷劑（液態(tài)CO2）確定的。人在輕微活動的條件下，每小時(shí)的發(fā)熱量為400BTU（英熱單位，相當(dāng)于102大卡），而一公斤液態(tài)CO2蒸發(fā)汽化過程可以吸收275BTU的熱量。由于老虎臺礦避難所圍巖溫度在35℃左右，因此在計(jì)算時(shí)可以不考慮圍巖溫度對避難所的影響。
?。?）20移動式救生艙
20人96小時(shí)發(fā)熱總量=400×20×96=768000（BTU）；
需要液態(tài)CO2總量=768000/275=2792。7（Kg）；
選擇容積為80L的氣瓶，則需要CO2氣瓶總數(shù)為2792。7/48=87。3（個(gè)），確定CO2氣瓶數(shù)量為60個(gè)。
?。?）10移動式救生艙
10人96小時(shí)發(fā)熱總量=400×30×96=384000（BTU）；
需要液態(tài)CO2總量=384000/275=1396。4（Kg）；
選擇容積為80L的氣瓶，則需要CO2氣瓶總數(shù)為4189。2/48=29。1（個(gè)），確定CO2氣瓶數(shù)量為30個(gè)。
關(guān)于空調(diào)數(shù)量確定：每套空調(diào)每小時(shí)可以產(chǎn)生的制冷量為12000（BTU），96小時(shí)總制冷量為12000×96=1152000（BTU）。
（1）20人移動式救生艙：上面已計(jì)算20人96小時(shí)發(fā)熱總量為1920000BTU，因此需要的空調(diào)數(shù)量為：768000/1152000=0。67（個(gè)），因此，選擇空調(diào)數(shù)量為1個(gè)。
（2）10人移動式救生艙：上面已計(jì)算10人96小時(shí)發(fā)熱總量為384000BTU，因此需要的空調(diào)數(shù)量為：384000/1152000=0.33（個(gè)），因此，確定空調(diào)數(shù)量為1個(gè)。
空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水處理：在空調(diào)下方安裝一個(gè)接水盒，或用管路引流，通過過渡艙后排出到外部。
關(guān)于CO2吸收劑數(shù)量確定
按照每人每小時(shí)呼出24L CO2計(jì)算，
?。?）20人移動式救生艙：20人96小時(shí)共呼出CO2數(shù)量為：24×20×96=46080（L）；
每盒裝CO2化學(xué)藥劑15Kg，對應(yīng)的CO2吸收量為1400L/盒，需要配備的CO2吸收劑盒數(shù)位為：69120/1400=49。5（盒），因此確定用CO2吸收劑34盒
（2）10人移動式救生艙
10人96小時(shí)共呼出CO2數(shù)量為：24×10×96=23040（L）；
每盒裝CO2化學(xué)藥劑15Kg，對應(yīng)的CO2吸收量為1400L/盒，需要配備的CO2吸收劑盒數(shù)位為：23040/1400=16.5（盒），因此確定用CO2吸收劑17盒。
關(guān)于CO過濾劑數(shù)量確定：按照煤安監(jiān)司函辦【2009】34號文件 “對CO的吸收（排除）能力不低于400ppm/h” 的要求以及人呼吸產(chǎn)生的CO量為2mg/m3為計(jì)算依據(jù)，并考慮災(zāi)害時(shí)期產(chǎn)生的CO氣體可能進(jìn)入避難所內(nèi)，且每個(gè)空調(diào)需要配備1盒CO吸收劑，所以每個(gè)救生艙須配備2盒（1盒備用）。
3、主要技術(shù)指標(biāo)
對CO2的吸收（排除）能力不低于每人0.5L/ min；
對CO的吸收（排除）能力不低于400ppm/h；
避難所內(nèi)CO2＜1.0%；
避難所內(nèi)CO ＜24ppm；
空氣溫度≤35℃；
濕度≤85%。
布置方式
?。?）20人移動式救生艙：CO2鋼瓶放置在輔助艙內(nèi)，兩側(cè)分別放置工作壓力為15MPa、水容積為80L的鋼瓶30支。在主艙儲物箱內(nèi)放置15Kg/盒的 CO2吸收劑34盒和CO吸收劑2盒（其中1盒備用），艙壁放置過濾降溫除濕裝置1臺，其出風(fēng)口與避難所主軸線角度為3.5度。CO2鋼瓶由銅管并聯(lián)后與過濾降溫除濕裝置相連。
（2）10人移動式救生艙：CO2鋼瓶放置在輔助艙內(nèi)，兩側(cè)分別放置工作壓力為15MPa、水容積為80L的鋼瓶15支。在主艙儲物箱內(nèi)放置15Kg/盒的 CO2吸收劑17盒和CO吸收劑2盒（其中1盒備用），艙壁放置過濾降溫除濕裝置1臺，其出風(fēng)口與避難所主軸線角度為3.5度。CO2鋼瓶由銅管并聯(lián)后與過濾降溫除濕裝置相連。
第六節(jié) 氣幕洗氣系統(tǒng)
1、主要功能
由于避險(xiǎn)人員在開啟井下避難所第一道防火門過程時(shí)會帶入一定濃度的CO及其它有毒、有害氣體，極易造成對避險(xiǎn)人員的二次傷害，因此，氣幕洗氣系統(tǒng)的功能是將壓縮空氣通過噴氣氣幕釋放大量的氣流將有毒氣體驅(qū)之門外，不會隨著避險(xiǎn)人員的進(jìn)入而帶入避難所內(nèi)。
2、工作原理
氣幕洗氣系統(tǒng)配置及原理見圖2-10所示，該系統(tǒng)是利用儲存在鋼瓶中的壓縮空氣，通過減壓器控制穩(wěn)定的輸出壓力至避難所門聯(lián)動開關(guān)。當(dāng)避難所門開啟時(shí)，避難所門聯(lián)動開關(guān)即刻開啟，空氣由氣幕向外噴出。當(dāng)避難所門關(guān)閉時(shí)，避難所門聯(lián)動開關(guān)即刻關(guān)閉，阻止空氣噴出。
3、主要技術(shù)指標(biāo)
減壓器入口壓力≥15MPa、出口壓力0～2MPa(可調(diào))、流量≥4000L/min。
4、布置方式
(1)20人移動式救生艙：在過渡艙一側(cè)放置工作壓力為15MPa、水容積為80L空氣鋼瓶12支。其中每3支鋼瓶通過高壓管路并聯(lián)后與減壓器輸入口連接，減壓器輸出口與避難所門聯(lián)動開關(guān)相連。兩個(gè)避難所門聯(lián)動開關(guān)經(jīng)并聯(lián)后與放置在門口上側(cè)的噴氣氣幕相連。
(2)10人移動式救生艙：在過渡艙一側(cè)放置工作壓力為15MPa、水容積為80L空氣鋼瓶6支。其中每3支鋼瓶通過高壓管路并聯(lián)后與減壓器輸入口連接，減壓器輸出口與避難所門聯(lián)動開關(guān)相連。兩個(gè)避難所門聯(lián)動開關(guān)經(jīng)并聯(lián)后與放置在門口上側(cè)的噴氣氣幕相連。
第七節(jié) 井下避難所環(huán)境監(jiān)測裝置
災(zāi)害發(fā)生時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)掌握艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化情況，有利于避險(xiǎn)人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)安全避險(xiǎn)和及時(shí)出艙脫險(xiǎn);也有利于地面救援人員把握被困人員現(xiàn)狀、通話調(diào)度和策劃最佳救援方案，應(yīng)安裝環(huán)境氣體監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)。
一、主要功能及技術(shù)參數(shù)
1、主要功能
避難所環(huán)境監(jiān)測裝置可用于采集和顯示艙內(nèi)、艙外災(zāi)害氣體濃度，如一氧化碳、二氧化碳、甲烷以及氧氣、溫度、艙體內(nèi)部壓力等，供艙內(nèi)避難人員掌握和判別災(zāi)害環(huán)境，并根據(jù)艙內(nèi)配套救生設(shè)備及時(shí)采取自救措施，最大限度地保證逃生人員的安全。救生艙環(huán)境監(jiān)測裝置由DXB120/24J礦用隔爆型備用電池箱、KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱、JHC12J本安型監(jiān)視器、通信電纜及避難所(艙)內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等組成。
當(dāng)KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱正常工作時(shí)，一方面用于向避難所(艙)內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、逃生指示器、照明和通信設(shè)備等提供不間斷供電的本質(zhì)安全型電源，另一方面與DXB120/24J礦用隔爆型備用電池箱(以下簡稱備用電池箱)配合使用，向備用電池箱進(jìn)行浮充電。當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由備用電池箱向該主機(jī)提供電池輸入供電，并經(jīng)主機(jī)內(nèi)部本質(zhì)安全轉(zhuǎn)換，輸出本質(zhì)安全型電源，向避難所(艙)內(nèi)外本安設(shè)備供電。
DXB120/24J礦用隔爆型備用電池箱是KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱配套使用的UPS備用電池箱。正常工作時(shí)，由主機(jī)向該備用電池箱進(jìn)行浮充電，當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由該備用電池箱向主機(jī)提供UPS不間斷電池供電。
JHC12J本安型監(jiān)視器為礦用本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu)，置于主艙內(nèi)，專門為礦用移動(固定)式避難所(艙)設(shè)計(jì)的。其供電電源由配套研究開發(fā)的置于輔助艙內(nèi)的KDW 1140/12J隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱和DXB 120/24J礦用隔爆型備用電源箱提供，可用于采集和顯示艙內(nèi)、艙外災(zāi)害氣體濃度，如一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、溫度和艙體內(nèi)部壓力等。救生艙艙內(nèi)、外傳感器全部使用國內(nèi)技術(shù)比較先進(jìn)的傳感器，確保采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，為逃生人員提供最可靠的數(shù)據(jù)支持。
2、技術(shù)參數(shù)
1)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定依據(jù)
在井下交流動力電源輸入方面，目前我國礦井低壓供電系統(tǒng)動力電源的電壓等級為正弦交流1140V、660V、380V、127V和36V。為了提高供電效率，我國380V供配電設(shè)備在大多數(shù)國有礦井已升級為660V或1140V，同時(shí)，由于目前我國礦井的127V電源主要供井下照明或煤電鉆使用，電壓波動太不穩(wěn)定，36V主要是設(shè)備內(nèi)部控制線路使用，因此選擇1140V和660V作為UPS電源裝置的輸入電壓使用。
在監(jiān)測內(nèi)容分類方面，第一類是監(jiān)測避難所內(nèi)的CO、CO2、O2、CH4、溫度和壓力等，可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電;第二類是監(jiān)測避難所外部災(zāi)害參數(shù)，設(shè)置在避難所內(nèi)的數(shù)據(jù)采集顯示儀表以及救援通信設(shè)備或艙內(nèi)照明等，可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電;第三類是監(jiān)測避難所外部CO、CO2、O2、CH4、溫度等可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電;第四類是向避難所外部聲光指示器、巷道逃生指示器等設(shè)備用一路本安電源。為保證電源供電的可靠性，第四路電源也可作為前三類電源的備用電源使用。因此，設(shè)計(jì)4路本安電源輸出，為提高各類負(fù)荷設(shè)備抗干擾性能，此4路電源輸入各自獨(dú)立。
在本安電源輸出方面，考慮到各類災(zāi)害氣體參數(shù)的監(jiān)測位置主要集中在井下避難所內(nèi)部和外部附近，線路損耗壓降不明顯，因此，易采用12V輸出。在本安電源輸出容量方面，由于一路電源綜合向多種設(shè)備同時(shí)供電，因此，額定輸出電流設(shè)計(jì)為不小于1300mA。最大短路電流不大于1600mA。
在備用電池或備用電源輸出容量方面，確保最大本安負(fù)載情況下，供電時(shí)間不小于96h，由此計(jì)算出電池額定容量。在備用電池或備用電源保護(hù)方面，確保裝置內(nèi)部接線和外部電纜線路以及外部用電電路發(fā)生短路時(shí)，瞬間切斷電源。監(jiān)視電池放電情況，發(fā)生過放電時(shí)及時(shí)提示或切斷電源。
在電路設(shè)計(jì)可靠性方面，首先保證蓄電池避免過充電而影響正常供電容量下降;其次是合理安排負(fù)荷供電，確保供電時(shí)間不小于96h。
在電源裝置和備用電池裝置操作安全性方面，考慮設(shè)置交流動力電源供電指示、 電池浮充電指示、電池放電指示、各路本安電源供電指示，在安裝、維護(hù)時(shí)為保證電器設(shè)備整體防爆性能，設(shè)置隔離開關(guān)。
在避難所數(shù)據(jù)采集顯示設(shè)計(jì)方面，根據(jù)現(xiàn)場用戶的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)如下方案：
利用甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器監(jiān)測救生艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，對艙外參數(shù)采用專門設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集顯示裝置集中顯示。
2)大功率UPS礦用本安電源
產(chǎn)品防爆型式為兩腔式礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志為Exd[ib]I。交流輸入電源1140(660)V/400VA，允許電壓波動75%～110%;直流電池輸入?yún)?shù)24V/180Ah。輸出本安參數(shù)：4路，輸出各自獨(dú)立
——U0: 12.5V
——I0: 1600mA
——CO：0.2µF
——L0：2mh
本安輸出距離：
——向分站供電最大距離：≤50m
——向傳感器供電最大距離：≤50m
——電纜分布電阻： 13.5Ω/㏎
——電纜分布電容： 0.047µF/㏎
3)大容量UPS備用電池
DXB120-24J礦用隔爆型UPS備用電池裝置是KDW1140-12J礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源裝置配套使用的UPS備用電池裝置。正常工作時(shí)，由主機(jī)向該備用電池裝置進(jìn)行浮充電，當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由該備用電池裝置向主機(jī)提供UPS不間斷電池供電。
該備用電池裝置是礦用移動式避難所(艙)的配套設(shè)備，與主機(jī)配合使用，可用于向避難所(艙)內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、逃生指示器、照明和通信設(shè)備等提供不小于96h供電的本質(zhì)安全型電源。
DXB120-24J礦用隔爆型UPS備用電池容量為120Ah，在15個(gè)傳感器、2個(gè)采集器及攝像頭、救災(zāi)電話同時(shí)工作時(shí)，耗電最大電流為2.9A，其中救災(zāi)電話只是在通話時(shí)電流為1A，不通話時(shí)電流不到100mA。另外KDW1140-12J礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源裝置內(nèi)部浮充電模塊具有間斷性供電和斷電的智能化控制功能。當(dāng)電池自動投入工作后，本安電源輸出分時(shí)工作，即供電3min停電9min，如此循環(huán)往復(fù)，當(dāng)人為需要本安電源工作時(shí)，只需按壓一下避難所(艙)內(nèi)設(shè)置的JHC12J本質(zhì)安全型數(shù)據(jù)采集監(jiān)視器上的按鈕，本安電源輸出控制端即刻復(fù)位，并立即從新分時(shí)工作。既供電3min停電9min······。綜上所述，電源箱在滿負(fù)載的情況下其供電時(shí)間大于96小時(shí)。
電池基本參數(shù)：
Ø 產(chǎn)品防爆型式：礦用隔爆型
Ø 產(chǎn)品防爆標(biāo)志：ExdI
Ø 關(guān)聯(lián)設(shè)備名稱：KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱
——防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志：Exd[ib]I
——防爆合格證號： ，安全標(biāo)志號：
——生產(chǎn)廠家：煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院
——最高開路電壓：12.5V，最大短路電流：1600mA
——過流保護(hù)值：1500mA
Ø 電池基本參數(shù)：
——型號： LC-X12180
——電池電壓：12V×2，兩節(jié)串聯(lián)
——電池容量：120Ah
——電池重量：38×2kg
——端子型號：M8L
Ø 浮充電參數(shù)：
——最高浮充電電壓：32V
——最大充電電流： 2.8A
——充電型式： 恒壓、恒流、涓流
Ø 放電參數(shù)：
——最高放電電壓：32V
——截至放電電壓：22V
——最大放電電流：1.5A
Ø 備用電源放電時(shí)間：
——間斷性放電周期：3min放電/9min截止放電
——間斷性放電時(shí)間：≥96h
Ø 與主機(jī)連接電纜參數(shù)：
——型號：礦用橡套軟電纜，導(dǎo)線截面≥2.5mm2
——最大聯(lián)接距離≤1.0m
4)數(shù)據(jù)采集顯示裝置
當(dāng)逃生待救人員躲避在避難所主艙內(nèi)等待救援或采取自救措施時(shí)，第一反應(yīng)是：
(1) 能否與地面取得通信聯(lián)絡(luò)?
(2) 主艙內(nèi)環(huán)境溫度有多高?
(3) 艙外災(zāi)害環(huán)境變化趨勢如何?
(4) 艙外是否恢復(fù)正常逃生條件?
(5) 還能在主艙內(nèi)滯留或待救多長時(shí)間?
上述疑問中，實(shí)時(shí)了解掌握艙內(nèi)外災(zāi)害氣體參數(shù)是關(guān)鍵。只有具備采集和顯示艙內(nèi)外災(zāi)害氣體濃度，如一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、溫度和艙內(nèi)部壓力等，及時(shí)供艙內(nèi)避難人員掌握和判別災(zāi)害環(huán)境，并根據(jù)艙內(nèi)配套救生設(shè)備及時(shí)采取自救措施，才能最大限度地緩解艙內(nèi)待救人員的精神壓力，并能最大限度的保證逃生人員的安全。在避難所數(shù)據(jù)采集顯示設(shè)計(jì)方面，根據(jù)現(xiàn)場用戶的實(shí)際需求有如下方案：
利用甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器監(jiān)測救生艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，對艙外參數(shù)采用專門設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集顯示裝置集中顯示;
通過調(diào)研，在避難所環(huán)境參數(shù)監(jiān)測方面某些研究單位或企業(yè)利用現(xiàn)有的井下監(jiān)控系統(tǒng)的分站并配接所要求的傳感器來監(jiān)測艙內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，目前同時(shí)具備《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求》(試行)的綜合性專用監(jiān)測功能的設(shè)備，市場上還是空白。
JHC12J礦用本安型監(jiān)視器(以下簡稱監(jiān)視器)，是煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院參照礦井安全監(jiān)控新標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局(煤安監(jiān)司辦【2009】34號)文件的相關(guān)要求及《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求》(試行)，專門為礦井移動(固定)式避難所(艙)設(shè)計(jì)的。該監(jiān)視器為礦用本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu)，置于主艙內(nèi)，其供電電源由配套研究開發(fā)的置于輔助艙內(nèi)的KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱和DXB120/24J隔爆型備用電源箱提供，可用于采集和顯示艙內(nèi)、艙外災(zāi)害氣體濃度，供艙內(nèi)避難人員掌握和判別災(zāi)害環(huán)境，并根據(jù)艙內(nèi)配套救生設(shè)備及時(shí)采取自救措施，最大限度的保證逃生人員的安全。為了滿足采集數(shù)據(jù)上傳的需要，由于礦方現(xiàn)在使用北京長城瑞賽公司的監(jiān)控系統(tǒng)，在本次設(shè)計(jì)中，通過采用北京長城瑞賽公司的監(jiān)控系統(tǒng)分站及顯示屏，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示又可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。
主要技術(shù)參數(shù)：
監(jiān)視器工作電壓適應(yīng)范圍：9～18V
監(jiān)視器工作電流：≤160mA
監(jiān)視器模擬量輸入：8路(頻率型信號：200～1000Hz)
模擬量轉(zhuǎn)換誤差≤0.5%
5)配接傳感器的技術(shù)參數(shù)
A、選擇依據(jù)
首先依據(jù)《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求(試行)》;其次依據(jù)各種傳感器和通信設(shè)備各自產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等要求;第三，廣泛調(diào)研市場用戶，聽取他們的意見和建議。
B、配接或關(guān)聯(lián)設(shè)備參數(shù)確定
避難所外部環(huán)境氣體參數(shù)：
甲烷傳感器測量范圍的選擇應(yīng)考慮瓦斯突出的測量;一氧化碳和二氧化碳傳感器測量范圍的選擇應(yīng)考慮瓦斯爆炸、煤塵爆炸和瓦斯與煤塵爆炸的測量;氧氣傳感器測量范圍的選擇應(yīng)考慮測量范圍的下限值;溫度傳感器測量范圍的選擇應(yīng)考慮火災(zāi)或爆炸后的測量。在利用傳感器或綜合氣體參數(shù)測試儀器的前提下，參數(shù)確定如下;
(1) 甲烷測量范圍：0～100%CH4
(2) 一氧化碳測量范圍：0～1000×10-6 或0～2000×10-6
(3) 氧氣測量范圍：0～23%O2
(4) 溫度測量范圍：0～150℃
C、避難所內(nèi)部環(huán)境氣體參數(shù)：
艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)的變化有兩種情況：一種是待救人員盡管在進(jìn)入過渡艙時(shí)，經(jīng)過了過渡艙內(nèi)高壓空氣的洗禮，但在經(jīng)過過渡艙進(jìn)入主艙時(shí)不可避免地會攜帶一部分災(zāi)害氣體如甲烷、一氧化碳、二氧化碳等進(jìn)入主艙;另一種情況是待救人員長期在主艙內(nèi)等待救援時(shí)，自身會排出二氧化碳等有害氣體，會消耗大量氧氣，人體會釋放熱量。同時(shí)，為防止有毒有害氣體侵入主艙，應(yīng)對主艙內(nèi)外的壓力差進(jìn)行檢測。因此根據(jù)《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求(試行)》，艙內(nèi)參數(shù)確定如下：
(1) 甲烷測量范圍：0～10%CH4
(2) 一氧化碳測量范圍：0～1000×10-6 高于24×10-6報(bào)警
(3) 氧氣測量范圍：0～23%O2 低于18.5%O2報(bào)警
(4) 二氧化碳測量范圍：0～2.5%CO2 高于1.0%CO2報(bào)警
(5) 溫度測量范圍：0～150℃ 高于35℃報(bào)警
(6) 壓力測量范圍：0～3000Pa 低于200Pa報(bào)警
艙內(nèi)放置：甲烷傳感器、CO傳感器、溫度傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器各1臺，監(jiān)測艙內(nèi)氣體參數(shù);壓力傳感器2臺：測回風(fēng)側(cè)和進(jìn)風(fēng)側(cè)的壓差。艙外放置：甲烷傳感器、CO傳感器、溫度傳感器、氧氣傳感器各2臺。監(jiān)測回風(fēng)側(cè)和進(jìn)風(fēng)側(cè)氣體參數(shù);傳感器安裝位置：距頂板300mm，距側(cè)壁200mm。
二、原理
1、大功率UPS礦用本安電源基本原理
圖2-11 KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱電路原理
KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱電路原理見圖4-11。大功率UPS礦用本安電源裝置是礦用移動式避難所（艙）的配套設(shè)備。經(jīng)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心和國家煤礦安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心初步審查，該設(shè)備命名為KDW1140/12J隔爆兼本質(zhì)安全型UPS電源裝置與DXB120-24J礦用隔爆型UPS備用電池裝置配合使用，向救生艙內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、逃生指示器、照明和通信設(shè)備等提供不間斷供電的本質(zhì)安全型電源。同時(shí)，向備用電池裝置進(jìn)行浮充電。當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由備用電池裝置向該主機(jī)UPS提供電池輸入供電，并經(jīng)主機(jī)內(nèi)部本質(zhì)安全轉(zhuǎn)換，輸出本質(zhì)安全電源，向避難所（艙）內(nèi)外本安設(shè)備供電。
KDW1140-12J隔爆兼本質(zhì)安全型UPS電源裝置為兩腔式獨(dú)立隔爆結(jié)構(gòu)，即分為進(jìn)出線接線隔爆腔和主隔爆腔，外殼全部采用Q235鋼板焊接而成，表面采取嚴(yán)格的烤漆工藝，漆膜強(qiáng)度牢、耐腐蝕性好。
為便于斷電維護(hù)，該主機(jī)主隔爆腔設(shè)有隔離開關(guān)，正常工作時(shí)隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)，維護(hù)時(shí)隔離開關(guān)處于分閘狀態(tài)。
主隔爆腔內(nèi)主要設(shè)有660V/1140VAC-220VAC400VA交流變壓器降壓、AC/DC變換器、UPS蓄電池浮充電單元和4路各自獨(dú)立的本質(zhì)安全型直流穩(wěn)壓電源。正常工作時(shí)，該主機(jī)直接向本安直流電源供電，同時(shí)向配接設(shè)備DXB120-24J礦用隔爆型UPS備用電池裝置充電或浮充電；當(dāng)交流電源掉電時(shí)，由備用電池裝置作為備用電源自動投入本安電源轉(zhuǎn)換后向負(fù)載供電。充電板電路原理見圖2-12。
主隔爆腔門蓋中央處設(shè)有觀察窗，用于顯示主機(jī)的各種工作狀態(tài)，如：交流供電、向電池浮充電、電池供電和各路本安電源供電狀態(tài)指示等。
接線腔內(nèi)非本安進(jìn)出線（660/1140VAC交流動力電源和備用電池裝置）與本安電源引出線分兩側(cè)布置，符合“本安”要求和規(guī)定。
該主機(jī)主要由1140V隔離開關(guān)、電源變壓器、大功率AC/DC變換器、浮充電模塊、DC/DC本安電源模塊和保護(hù)性熔斷器等組成。正常工作時(shí)，主機(jī)1140V交流動力電源經(jīng)輸入側(cè)的隔離開關(guān)、電源變壓器和AC/DC變換器直接向4路本安電源模塊供電，由4路各自獨(dú)立的本安電源模塊向負(fù)載提供12V/1500ma的電源，同時(shí)，由AC/DC變換器經(jīng)浮充電模塊向配接設(shè)備DXB120-24J備用電池裝置浮充電。DXB120/24J礦用隔爆型備用電源箱電氣原理見圖2-13，當(dāng)交流電源因故停電時(shí)，DXB120-24礦用隔爆型UPS備用電池裝置通過主機(jī)內(nèi)浮充電模塊控制自動投入放電工作，并通過浮充電模塊向主機(jī)內(nèi)4路各自獨(dú)立的本安電源模塊供電。為保證備用電源向額定負(fù)載的供電時(shí)間大于96h。內(nèi)部浮充電模塊具有間斷性供電和斷電的智能化控制功能。當(dāng)電池自動投入工作后，本安電源輸出分時(shí)工作，即供電3min停電9min，如此循環(huán)往復(fù)，當(dāng)人為需要本安電源工作時(shí)，只需按壓一下避難所（艙）內(nèi)設(shè)置的JHC12J本質(zhì)安全型數(shù)據(jù)采集監(jiān)視器上的按鈕，本安電源輸出控制端即刻復(fù)位，并立即從新分時(shí)工作。既供電3min停電9min······。
圖2-13 DXB120/24J礦用隔爆型備用電源箱電氣原理圖
當(dāng)電池供電至供電終了時(shí)（出廠時(shí)設(shè)定放電電壓為21V），電池供電回路由浮充電模塊控制自動斷開，避免電池過放電造成電池?fù)p壞或影響使用壽命。電池供電電路斷開后，不能自動投入，只有待交流電再次送電并充足電后才能保證正常使用。
2、大容量UPS備用電池基本原理
其主要功能和作用是：正常工作時(shí)，由主機(jī)向該備用電池裝置進(jìn)行浮充電，當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由該備用電池裝置向主機(jī)提供UPS不間斷電池供電。
3、數(shù)據(jù)采集顯示裝置基本原理
該監(jiān)視器主要由接線板、CPU主板和液晶顯示器組成，接線板除用于連接各類傳感器外，板上還具有接收8路傳感器信號的數(shù)據(jù)采集電路和信號隔離電路。該板具有極強(qiáng)的模擬量數(shù)據(jù)采集適應(yīng)能力，凡是與本說明書信號制式相符的200～1000Hz頻率信號礦用傳感器均可直接接入。
CPU主板實(shí)時(shí)采集各種經(jīng)接線板接入并轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號，并對各種傳感器的種類、數(shù)量、量程、報(bào)警門限、斷電門限、復(fù)電門限和檢測數(shù)據(jù)等比較判別后，一方面輸出到漢字液晶顯示器顯示；另一方面，根據(jù)用戶或避難所的實(shí)際需要輸出報(bào)警和相應(yīng)的控制信號。
數(shù)據(jù)顯示部分采用640×480分辨率的帶背光顯示功能的漢字液晶顯示器，用于顯示各路傳感器通道號、接入傳感器名稱、實(shí)測數(shù)值等。以數(shù)值1～8表示輸入量通道1至通道8的通道順序；傳感器名稱以漢字形式表示，最多顯示4個(gè)漢字；數(shù)值顯示用四位數(shù)字顯示。JHC12J監(jiān)視器組成原理見圖2-14。
三、環(huán)境監(jiān)測裝置在救生艙里的布置
環(huán)境監(jiān)測裝置中的電源箱及電池箱放在過渡艙，采集分站及艙內(nèi)傳感器放在主艙中央，艙外氣體采集傳感器放在艙外。具體放置參見附圖環(huán)境監(jiān)測裝置布置圖NTBNDS-JC01～NTBNDS-JC05（附圖）。
四、構(gòu)件結(jié)構(gòu)
救生艙環(huán)境監(jiān)測裝置由DXB120/24J礦用隔爆型備用電源箱、KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱、JHC12J本安型監(jiān)視器、通信電纜及避難所（艙）內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器組成。避難所環(huán)境監(jiān)測構(gòu)件結(jié)構(gòu)見示意圖2-15。
根據(jù)礦方要求，在主艙兩側(cè)放置兩臺防爆攝像儀、在過渡艙電源箱的位置附近放置一臺杭州北辰公司的人員定位分站及識別卡，與該礦人員定位系統(tǒng)配套使用。在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，通過該人員定位分站確定該位置人員。
第八節(jié) 井下避難所供電系統(tǒng)
一、主要功能及技術(shù)參數(shù)
1、主要功能
煤礦井下避難所供電系統(tǒng)（含照明）的主要功能是：可用于避難所日常供電、日常照明；并在遇險(xiǎn)避難時(shí)，提供應(yīng)急供電和照明（不小于96h）。我國礦井低壓供電系統(tǒng)動力電源的電壓等級為AC3300V、AC1140V、AC660V、AC380V、AC127V等，煤礦井下避難所供電系統(tǒng)（含照明）為：AC660V/127V和DC12V。其中避難所日常供電為AC127V，由照明信號綜合保護(hù)裝置提供；避難所日常供電為AC660V，由真空電磁起動器提供；遇險(xiǎn)避難時(shí)的應(yīng)急供電為DC12V，為本安電源，由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型直流穩(wěn)壓電源箱和礦用隔爆型備用電源箱聯(lián)合提供，滿足應(yīng)急供電（不小于96h）；應(yīng)急照明由布置的熒光棒提供。
避難所供電系統(tǒng)（含照明）主要由礦用隔爆型真空電磁起動器、照明信號綜合保護(hù)裝置、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈、礦用隔爆型備用電源箱、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型直流穩(wěn)壓電源箱、熒光棒等組成。其中礦用隔爆型真空電磁起動器：輸入為AC660V，輸出為660V，相當(dāng)于動力總開關(guān)，必要時(shí)可以通過真空電磁起動器的控制通、斷電，對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)（短路、過載、漏電閉鎖）和維修；照明信號綜合保護(hù)裝置：輸入為AC660V，輸出為127V，相當(dāng)于AC127V的供電開關(guān)，并對AC127V線路進(jìn)行漏電保護(hù)、短路保護(hù)、過載保護(hù)、信號保護(hù)；礦用隔爆型備用電源箱和礦用隔爆兼本質(zhì)安全型直流穩(wěn)壓電源箱：日常為監(jiān)測系統(tǒng)分站和傳感器提供電源，應(yīng)急時(shí)為監(jiān)控系統(tǒng)分站、傳感器提供后備電源（不小于96h）；礦用隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈：以LED冷光源大功率發(fā)光元件作為光源，能夠?yàn)楸茈y所提供高效、低功耗、高壽命、安全的日常照明；熒光棒：能夠?yàn)楸茈y所提供安全、可靠的應(yīng)急照明。
2、技術(shù)參數(shù)
1） QBZ -30/660（380）礦用隔爆型真空電磁起動器主要技術(shù)參數(shù)：
防爆型式：礦用隔爆型；
防爆標(biāo)志：ExdI；
輸入電壓：AC660V/380V（三相），允許電壓波動75%～110%；
額定功率：20KW；
額定電流：30A；
保護(hù)功能：具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、漏電閉鎖保護(hù)功能。
2） QBZ-2.5/660(380)M(A) 礦用隔爆型全閉鎖照明信號綜合保護(hù)裝置技術(shù)參數(shù)：
防爆型式：礦用隔爆型；
防爆標(biāo)志：ExdI；
輸入電壓： AC660V/380V，允許電壓波動75%～110%；
輸出電壓：AC127V；
額定功率：2.5KW；
保護(hù)功能：具有漏電保護(hù)、短路保護(hù)、過載保護(hù)、信號保護(hù)功能。
3） DJS36/127L礦用隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈主要技術(shù)指標(biāo)：
防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型；
防爆標(biāo)志：Exd[ib]I；
輸入電源：AC127V，允許電壓波動75%～110%；
額定功率：36W；
額定電流：≤0.3A。
4）KDW1140/12J礦用隔爆兼本質(zhì)安全型直流穩(wěn)壓電源箱主要技術(shù)指標(biāo)：
防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型（兩腔式）；
防爆標(biāo)志：Exd[ib]I；
輸入電源：AC1140（660）V/400VA，允許電壓波動75%～110%；
電池輸入?yún)?shù)：DC24V/180Ah；
輸出本安參數(shù)：4路，輸出各自獨(dú)立：
——U0: 12.5V
——I0: 1600mA
——CO： 0.2µF
——L0： 2mh
本安輸出距離：
——向分站供電最大距離： ≤50m
——向傳感器供電最大距離：≤50m
——電纜分布電阻： 13.5Ω/㏎
——電纜分布電容： 0.047µF/㏎
——電纜分布電感： 470µh/㏎
5）DXB120/24J礦用隔爆型備用電源箱主要技術(shù)指標(biāo)：
產(chǎn)品防爆型式：礦用隔爆型
產(chǎn)品防爆標(biāo)志：ExdI
關(guān)聯(lián)設(shè)備名稱：KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱
——防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志：Exd[ib]I
——防爆合格證號： ，安全標(biāo)志號：
——生產(chǎn)廠家：煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院
——最高開路電壓：12.5V，最大短路電流：1600mA
——過流保護(hù)值：1500mA
電池基本參數(shù)：
——型號： LC-X12180
——電池電壓：12V×2，兩節(jié)串聯(lián)
——電池容量：120Ah
——電池重量：38×2kg
——端子型號：M8L
浮充電參數(shù)：
——最高浮充電電壓：32V
——最大充電電流： 2.8A
——充電型式： 恒壓、恒流、涓流
放電參數(shù)：
——最高放電電壓：32V
——截至放電電壓：22V
——最大放電電流：1.5A
備用電源放電時(shí)間：
——間斷性放電周期：3min放電/9min截止放電
——間斷性放電時(shí)間：≥96h
與主機(jī)連接電纜參數(shù)：
——型號：礦用橡套軟電纜，導(dǎo)線截面≥2.5mm2
——最大聯(lián)接距離≤1.0m
二、原理
根據(jù)避難所日常供電和照明、遇險(xiǎn)避難應(yīng)急供電和照明的功能需求，設(shè)計(jì)了煤礦井下避難所供電照明系統(tǒng)。下面分別進(jìn)行闡述：
1、電源系統(tǒng)
目前我國礦井低壓供電系統(tǒng)，動力電源的電壓等級為AC3300V、AC1140V、AC660V、AC380V、AC127V等?？紤]到避難所空間有限，其電源部分不可能完全按照井下機(jī)電峒室的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，從簡潔清晰的角度，我們只設(shè)計(jì)引入AC660V動力電源，通過照明信號綜合保護(hù)裝置的轉(zhuǎn)換為日常照明系統(tǒng)提供電源；同時(shí)通過礦用隔爆型真空電磁起動器，為UPS電源裝置提供電源，在遇險(xiǎn)避難時(shí)，由UPS電源裝置為監(jiān)測分站、傳感器以及救災(zāi)通信提供直流本安電源。避難照明系統(tǒng)下面通過幾部分進(jìn)行原理說明：
首先，礦用隔爆型真空電磁起動器為動力總開關(guān)，為救生艙環(huán)境監(jiān)測裝置、救災(zāi)通信裝置、UPS電源等提供交流輸入電源，必要時(shí)可以通過真空電磁起動器的控制，通、斷電，對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和維修。
其次，照明信號綜合保護(hù)裝置為日常照明供電。將引入的AC660V電源轉(zhuǎn)換成為照明系統(tǒng)用的AC127V，為隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈提供交流供電電源，并對后續(xù)線路進(jìn)行保護(hù)。
最后，在備用電池或備用電源輸出容量方面，確保最大本安載荷情況下，供電時(shí)間不小于96h，由此計(jì)算出電池額定容量；在備用電池或備用電源保護(hù)方面，確保裝置內(nèi)部接線和外部電纜線路以及外部用電電路發(fā)生短路時(shí)，瞬間切斷電源。監(jiān)視電池放電情況，發(fā)生過放電時(shí)及時(shí)提示或切斷電源。在電路設(shè)計(jì)可靠性方面，首先保證蓄電池避免過充電而影響正常供電容量下降；其次是合理安排負(fù)荷供電，確保供電時(shí)間不小于96h。
在電源裝置和備用電池裝置操作安全性方面，考慮設(shè)置交流動力電源供電指示、電池浮充電指示、電池放電指示、各路本安電源供電指示，在安裝、維護(hù)時(shí)為保證電器設(shè)備整體防爆性能，設(shè)置隔離開關(guān)。其中：
KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱正常工作時(shí)，一方面用于向避難所（艙）內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、逃生指示器、照明和通信設(shè)備等提供不間斷供電的本質(zhì)安全型電源，另一方面與DXB120/24J礦用隔爆型備用電源箱（以下簡稱備用電源箱）配合使用，向備用電源箱進(jìn)行浮充電。當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由備用電源箱向該主機(jī)提供電池輸入供電，并經(jīng)主機(jī)內(nèi)部本質(zhì)安全轉(zhuǎn)換，輸出本質(zhì)安全電源，向避難所（艙）內(nèi)外本安設(shè)備供電，并在遇險(xiǎn)避難時(shí)為本安型LED燈提供電源。
DXB120/24J礦用隔爆型備用電池箱是KDW1140/12J礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源箱配套使用的UPS備用電池箱。正常工作時(shí)，由主機(jī)向該備用電池箱進(jìn)行浮充電，當(dāng)主機(jī)的交流供電電源因故斷電時(shí)，自動由該備用電池箱向主機(jī)提供UPS不間斷電池供電。
2、日常照明系統(tǒng)
煤礦井下峒室一般間隔10米左右設(shè)置1處照明燈，以確保照明的需求；而井下巷道照明燈的設(shè)置間隔距離更遠(yuǎn)。根據(jù)避難所的需求，我們選用了更節(jié)能環(huán)保的隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈：采用LED冷光源大功率發(fā)光元件作為光源，具有發(fā)光效率高，耗電低，工作溫度低，使用壽命長，體積小等優(yōu)點(diǎn)。此外，為確保照明質(zhì)量，間隔距離設(shè)定在5米左右；因隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈為并聯(lián)接入到AC127V電源上，為防止照明燈的損壞，我們采用了冗余設(shè)計(jì)增強(qiáng)其可靠性，每處照明點(diǎn)設(shè)置一組2臺LED照明燈（衛(wèi)生間除外）。
3、避難應(yīng)急照明系統(tǒng)
遇險(xiǎn)避難時(shí)，為給礦工進(jìn)入煤礦井下避難所時(shí)提供照明，以及避難所內(nèi)的關(guān)鍵地點(diǎn)提供應(yīng)急照明，我們設(shè)計(jì)了避難應(yīng)急照明系統(tǒng)，選用熒光棒來確保照明安全和照明質(zhì)量。
熒光棒在艙內(nèi)的布置原則為：艙兩側(cè)每隔1.5米左右布置各1個(gè)，具體可視情況增減。
第九節(jié) 救災(zāi)通信系統(tǒng)
一、主要功能及技術(shù)參數(shù)
1、主要功能
KT103礦井救災(zāi)通信裝置是煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院在借鑒南非SC2000礦用無線電接收技術(shù)的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)煤礦井下事故救援指揮的需要而設(shè)計(jì)開發(fā)的礦井救災(zāi)通信裝置。該裝置由礦用本質(zhì)安全型設(shè)備及地面一般兼礦用本質(zhì)安全型設(shè)備組成。
KT103礦井救災(zāi)通信裝置，主要應(yīng)用于煤礦事故救援工作。事故發(fā)生后，指揮臺置于煤礦井上救災(zāi)指揮部或調(diào)度室，通過音頻電纜或煤礦原有的調(diào)度電話線，與煤礦井下基地臺連接?；嘏_通過特殊環(huán)形天線依靠井下的金屬管路傳輸無線信號，實(shí)現(xiàn)與便攜機(jī)之間的無線通信。指揮臺、基地臺、便攜機(jī)之間的信號傳輸都是雙向的，井上救災(zāi)指揮部可以隨時(shí)了解井下災(zāi)區(qū)的救援情況，并及時(shí)的采取積極有效的措施，對災(zāi)區(qū)救災(zāi)工作進(jìn)行指揮調(diào)度，使事故損失減小到最低程度，給井下被困人員提供了安全保障。
該通信裝置具有如下特點(diǎn)：
該通信裝置中，指揮臺、基地臺、便攜機(jī)之間均可以進(jìn)行半雙工通話：井上指揮人員在指揮臺說話，井下基地臺和便攜機(jī)均能聽到聲音；井下人員在基地臺說話，救護(hù)隊(duì)員從便攜機(jī)可以聽到聲音，井上指揮人員從指揮臺也可以聽到聲音；便攜機(jī)也是如此；救護(hù)隊(duì)員通過便攜機(jī)發(fā)話時(shí)，基地臺和井上指揮臺也都可以聽到聲音；盡可能減少信息遺漏以及信息的傳遞誤差，為準(zhǔn)確反映，及時(shí)指揮，正確調(diào)度提供了保障。
裝置全部設(shè)備均具備電池供電功能：基地臺采用KDW400/1140(660)Z隔爆兼本質(zhì)安全型UPS電源裝置供電，帶有備用電源功能，可長時(shí)間不間斷的為基地臺提供電源；便攜機(jī)采用型號為AA6-1.6AHRH鎳氫電池組供電，容量為7.2V1.6Ah。采用環(huán)氧樹脂澆封。工作時(shí)間不小于8h（按照發(fā)射時(shí)間：接收時(shí)間：待機(jī)時(shí)間為1：4：1計(jì)算）；指揮臺采用AC220V市電供電，同時(shí)也配備了一塊型號為SP12-1.3鉛酸電池作為備用電源。其規(guī)格為12V1.3Ah。當(dāng)交流停電時(shí)，備用電池提供電源。供電時(shí)間≥5h（按照發(fā)射時(shí)間：接收時(shí)間：待機(jī)時(shí)間為1：4：1計(jì)算）。
無線信號傳輸通道具備雙重化功能：井下的無線信號傳輸，一方面可以通過與井下管路耦合來進(jìn)行信號傳輸，另一方面可以通過基地臺上的生命線端子連接探險(xiǎn)繩，使探險(xiǎn)繩作為基地臺的一個(gè)輔助天線來進(jìn)行無線信號傳輸。在這兩種條件都具備的情況下，該通信裝置的通信效果及通話距離要明顯優(yōu)于單一的信號傳輸方式。
便攜機(jī)在有效通信距離內(nèi)可在巷道中任意拐彎：由于該裝置采用的是無線耦合的方式來傳輸信號，所以，理論上只要天線所耦合的金屬管纜能到的地方，都可以通話。但實(shí)際情況還得根據(jù)巷道的具體條件來判定。
全套裝置可不敷設(shè)任何線路：由于該裝置指揮臺與基地臺之間傳輸?shù)男盘枮闃?biāo)準(zhǔn)的音頻信號，所以對電纜沒有特殊要求，如果災(zāi)變時(shí)礦井在基地臺與指揮臺之間的巷道中有電話線的話，完全可以使用這部分電話線將指揮臺與基地臺相連接，避免了重新布線的麻煩，同時(shí)也節(jié)省了布線的時(shí)間，大大提高了被困人員的成功獲救的機(jī)會。
2、技術(shù)參數(shù)
1）設(shè)計(jì)依據(jù)
《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求（試行）》要求“井下避難所應(yīng)設(shè)有與礦（井）調(diào)度室直通的電話，并有通訊方式失效情況下的信息交流方法，宜采取特殊措施，最大限度保證災(zāi)變期間的通訊安全可靠”。
通過試驗(yàn)人員反復(fù)測試，研究人員最終確定使用方案，即：將基地臺設(shè)置在井下避難所內(nèi)，避難所內(nèi)的基地臺與地面通過電話線保持與地面通話，在避難所外部適當(dāng)位置布置基地臺的特殊環(huán)形天線，當(dāng)避難所與地面電話通訊方式失效情況下，利用該系統(tǒng)配套使用的便攜機(jī)，營救人員或救護(hù)隊(duì)員可在一定距離內(nèi)（400～800m，與巷道實(shí)際環(huán)境有關(guān)）與避難所內(nèi)部進(jìn)行有效的無線通信，以最大限度保證災(zāi)變期間的通信安全可靠。
2） 通訊系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)
該系統(tǒng)由井上設(shè)備和井下設(shè)備兩部分組成。
井上設(shè)備包括KT103-Z指揮臺。
井下設(shè)備包括KT103-F基地臺、KT103-S便攜機(jī)、KT103-T天線、KTH111礦用本質(zhì)安全型自動電話機(jī)。
無線通信距離：便攜機(jī)與基地臺無線通信距離400~800米（與巷道實(shí)際環(huán)境有關(guān)）。
3）指揮臺主要技術(shù)參數(shù)
供電電源：交流電源AC220V，最大交流供電電源Um：AC242V，備用電源采用一塊鉛酸電池。型號：SP12-1.3，規(guī)格：12V1.3Ah。當(dāng)交流電源停電時(shí)，備用電池提供電源。供電時(shí)間≥5h（發(fā)射時(shí)間：接收時(shí)間：待機(jī)時(shí)間為1：4：1）
整機(jī)耗流：AC220V供電時(shí)，電流：≤ 40mA；
鉛酸電池供電時(shí)，待機(jī)：≤ 50mA
接收：≤250mA
發(fā)射：≤100mA
向基地臺輸出信號：直流開路電壓≤DC12V，短路電流≤DC10mA。
呼叫信號： 1.8 kHz±0.5kHz。
音頻信號: 300～2700Hz
通信口輸出電平：250±100 mV
輸出失真度：≤10%
從基地臺接收信號：音頻諧波失真：≤10%
最低接收電平：從通信口輸入50mV時(shí)，揚(yáng)聲器輸出響度：≥80dB；
頻率響應(yīng)300～2700Hz ：≤6dB
4）基地臺主要技術(shù)參數(shù)
供電電源：DC6.5~7.0V
工作電流：待機(jī)：≤50mA
發(fā)射：≤550mA
接收：≤350 mA
天線端口：收發(fā)信號為載波信號
調(diào)制方式：單邊帶調(diào)幅
收發(fā)頻率：336.7 kHz±0.5kHz（導(dǎo)頻載波信號）
337.3 kHz～339.7 kHz（語音載波信號）
發(fā)射功率：100mW±50mW
載波抑制比：≥20dB
上邊帶抑制比：≥30dB
接收靈敏度：≤6dBµ
靜噪開啟靈敏度：≤0 dBµ
生命線端口：收發(fā)頻率336.7 kHz±0.5kHz（導(dǎo)頻載波信號）
337.3 kHz～339.7 kHz（語音載波信號）
輸出幅度：2.5V～5V
揚(yáng)聲器：阻抗8Ω
從天線口輸入40dBµ時(shí)，揚(yáng)聲器響度≥80dB；音頻失真≤10%。
5）便攜機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
供電電源：鎳氫電池組，型號：AA6-1.6AHRH，規(guī)格：7.2V1.6Ah。環(huán)氧樹脂澆封，厚度為5mm。
供電時(shí)間：不小于8h（發(fā)射時(shí)間：接收時(shí)間：待機(jī)時(shí)間為1：4：1）。
電池組最高輸出電壓值Uo：DC8.6V
電池組最大輸出電流值Io：DC4.7A
額定工作電壓：DC7.2V
工作電流：待機(jī)：≤50mA
發(fā)射：≤275mA
接收：≤150mA
收發(fā)信號：載波信號
調(diào)制方式：單邊帶調(diào)幅
收發(fā)頻率：336.7 kHz±0.5kHz（導(dǎo)頻載波信號）
337.3 kHz～339.7 kHz（語音載波信號）
發(fā)射功率：100mW±50mW
載波抑制比：≥20dB
上邊帶抑制比：≥30dB
接收靈敏度：≤6dBµ
靜噪開啟靈敏度：≤0 dBµ
揚(yáng)聲器：阻抗：32Ω，
從天線口輸入40dBµ時(shí)，揚(yáng)聲器響度≥80dB；音頻諧波失真≤10%。
6）天線主要技術(shù)參數(shù)
發(fā)射功率：100±50 mW
收發(fā)信號：載波信號
收發(fā)頻率：336.7 kHz±0.5kHz（導(dǎo)頻載波信號）
337.3 kHz～339.7 kHz（語音載波信號）
7）礦用本質(zhì)安全型自動電話機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
最高饋電電壓：≤48V；
最大工作電流：≤19mA；
最高振鈴電壓：≤43V；
振鈴工作電流: ≤19mA；
傳輸特性：發(fā)送響度評定值≥2dB(0km) ≤15dB(5km)
接收響度評定值≥-8dB(0km) ≤2dB(5km)
側(cè)音掩蔽評定值≥3dB(0km) ≥8dB(5km)
發(fā)號方式：音頻/脈沖
振鈴聲級：≥85dB。
二、原理
KT103礦井救災(zāi)通信裝置采用低頻單邊帶調(diào)幅的調(diào)制方式。在煤礦井下通過基地臺和便攜機(jī)天線利用電纜以及金屬管路來完成無線傳輸，實(shí)現(xiàn)基地臺、指揮臺、便攜機(jī)三者之間均能夠完成半雙工通話。KT103礦井救災(zāi)通信裝置原理見圖2-16。
指揮臺發(fā)射信號時(shí)，指揮臺將麥克風(fēng)采集的音頻信號經(jīng)音頻放大后傳至基地臺?；嘏_一方面將音頻信號經(jīng)放大電路輸出至揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音；另一方面將音頻信號經(jīng)過語音壓縮后進(jìn)行無線調(diào)制，然后經(jīng)環(huán)形天線發(fā)射至空間中。便攜機(jī)接收信號后，解調(diào)出音頻信號并進(jìn)行語音擴(kuò)展，然后通過音頻放大電路輸出至揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音。
基地臺發(fā)射信號時(shí)，基地臺一方面將麥克風(fēng)的音頻信號傳至指揮臺；另一方面將音頻信號先經(jīng)過語音壓縮，然后經(jīng)過無線調(diào)制后，通過特殊的環(huán)形天線發(fā)射至空間中。指揮臺將接收來的音頻信號經(jīng)過放大電路輸出發(fā)出聲音。便攜機(jī)接收信號后，解調(diào)出音頻信號，再將音頻信號進(jìn)行語音擴(kuò)展，然后通過音頻放大電路輸出至揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音。
便攜機(jī)發(fā)射信號時(shí)，便攜機(jī)將麥克風(fēng)采集的音頻信號經(jīng)過語音壓縮、無線調(diào)制，然后通過背帶發(fā)射至空間中?；嘏_通過環(huán)形天線接收無線載波信號后，解調(diào)出音頻信號，并將音頻信號進(jìn)行語音擴(kuò)展。一方面，通過音頻放大電路輸出至揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音；另一方面，輸出至指揮臺。指揮臺將信號經(jīng)過音頻放大電路放大輸出至揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音。
三、在避難所中的布置
根據(jù)避難所通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，參照避難所中實(shí)際情況，我們將基地臺和礦用本質(zhì)安全型自動電話機(jī)安放在避難所中部，方便避難所內(nèi)各個(gè)方位人員使用。由于避難所是一個(gè)密閉的空間，為了得到更好的通訊效果和距離，我們將天線安放在避難所外部電纜集中的地方。指揮臺安放于井上調(diào)度室或救災(zāi)指揮部，用電纜同井下避難所中基地臺相連。避難所內(nèi)部的礦用本質(zhì)安全型自動電話機(jī)通過電話線與井上程控交換機(jī)相連，接入煤礦原有的電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)避難所與調(diào)度室或救災(zāi)指揮部之間的通訊。具體布置參見避難所救災(zāi)通訊設(shè)備布置圖NTBNDS-TX01～NTBNDS-TX05（附圖）。
四、構(gòu)件結(jié)構(gòu)
經(jīng)過反復(fù)論證之后，最終確定了一套合理的系統(tǒng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)。
避難所的通訊通過兩條路徑實(shí)現(xiàn)。
第一、通過礦用本質(zhì)安全型自動電話機(jī)連接井上程控交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)非災(zāi)變期間井上調(diào)度室與避難所之間的通訊，該方式在非災(zāi)變期間具有使用簡便靈活，通話效果好，維護(hù)方便等特點(diǎn)。
第二、通過礦用救災(zāi)通訊系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)災(zāi)變期間避難所內(nèi)外的無線通訊。災(zāi)變期間，救護(hù)隊(duì)員佩戴礦用救災(zāi)通信系統(tǒng)中的便攜機(jī)，在信號覆蓋范圍內(nèi)，可與避難所內(nèi)部的基地臺進(jìn)行無線通訊。
具體的構(gòu)件結(jié)構(gòu)如圖2-17所示。
呼吸器采用沈陽研究院生產(chǎn)的HYZ4隔絕式正壓氧氣呼吸器，該產(chǎn)品充分吸收了國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合我國煤礦現(xiàn)狀，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上突出體現(xiàn)了體積小、重量輕、性能可靠、佩帶舒適、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
1.呼吸量 30 L/min
2.呼氣阻力 ≤600 Pa
3.吸氣阻力 0～600 Pa
4.定量供氧量 1.4～1.6 L/min
5.自動補(bǔ)給供氧量 >80 L/min
6.手動補(bǔ)給供氧量 >80 L/min
7.自動補(bǔ)給閥(需求閥)開啟壓力 10～245 MPa
8.吸氣中二氧化碳濃度 <1%
9.吸氣中氧氣濃度 <1%
10.額定防護(hù)時(shí)間 240 min
11.氧氣瓶額定工作壓力 20 MPa
12.氧氣瓶容積 2.4 L
13.氧氣貯量 480 L
14.填裝氫氧化鈣量 2.1 kg
15尺寸 560 mm×370 mm×160 mm
16質(zhì)量 10kg
二、個(gè)體防護(hù)裝備在避難所中的布置
自救器放置在避難所座椅下部的儲物箱里，每人配置1臺，每個(gè)座位下面放置一臺自救器，以便避難人員方便取用;呼吸器放置在避難所內(nèi)靠幫座椅旁邊的專用貨架上，共設(shè)置兩個(gè)貨架，每個(gè)貨架上擺放2臺呼吸器，當(dāng)避難人員需要到避難所外面探察或處理事故時(shí)，需要到貨架上取下呼吸器進(jìn)行佩戴(貨架位置見附圖NTBNDS-00)。
第十一節(jié) 輔助設(shè)施
為了給避難人員創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，保證避難人員健康安全，在避難所內(nèi)設(shè)置有座椅、擔(dān)架、滅火器、急救包、食品、飲水、工具箱、CO2吸收劑、CO吸收劑、指示標(biāo)志牌、棋牌等。
座椅：避難艙內(nèi)設(shè)置30(10)個(gè)座椅，采用不銹鋼制作，座位下面是儲物箱，用于避難人員休息和放置急救包、食品、飲水、CO2吸收劑、CO吸收劑、指示標(biāo)志牌、棋牌等。座椅分為排放置在主艙兩側(cè)，座椅靠背在主艙幫壁上。座椅的擺放位置見總體布置圖。座椅的主要技術(shù)參數(shù)如下(單位mm)：長：1000;寬495;高：800。箱體部分尺寸：長1000;寬：400;高：400。
擔(dān)架：用于救治和運(yùn)送傷員，選用救護(hù)隊(duì)用折疊擔(dān)架，主要參數(shù)如下：
展開尺寸(L×W×H) 1850×500×50mm
折疊尺寸(L×W×H) 930×500×70mm
自重 7Kg
承重 159Kg
急救包：用于傷員的緊急救治和避難人員常備藥物的儲備。急救包中的藥品可根據(jù)具體情況自行選配。建議如下：
(1) 已消毒滅菌的棉簽、紗布、繃帶(推薦止血繃帶，緊急時(shí)可以直接包扎傷口);
(2) 創(chuàng)可貼(一般有2種選擇：A、防水創(chuàng)可貼;B、帶藥的那種，如“云南白藥創(chuàng)可貼”);
(3) 體溫計(jì);
(4) 曼秀雷敦摩擦膏(有效治療扭傷挫傷、傷筋動骨等);
(5) 曼秀雷敦薄荷膏(能治多種疾病，燙傷燒傷、皮炎濕疹等);
(6) 達(dá)維邦藥膏(效果不錯(cuò)的外用消炎藥，減少傷口感染);
(7) 康太克(治感冒傷風(fēng)發(fā)熱);百服寧(可以退燒、止痛);
(8) 藿香正氣滴丸(真正的多功能藥，治療中暑、發(fā)熱、腹瀉、胃脹胃痛、腸胃型及熱性感冒等);
(9) 芬必得(止痛);
(10) 利君沙或嚴(yán)迪：消炎抗菌藥。如受到較大外傷，口服可以增強(qiáng)抗菌消炎效果，也可以碾成粉末，直接敷于傷口;
(11) 云南白藥粉末：止血用(也可以口服治療內(nèi)出血);
(12) 威露士消毒液：可以給皮膚消毒，給傷口消毒，治療皮炎濕疹;
(13) 另外在急救包里還可以準(zhǔn)備碘酒等外傷藥品。
食品：避難所內(nèi)配置壓縮餅干，每人每天2～3塊。壓縮餅干的發(fā)熱量約為1600J/塊，質(zhì)保期為3年。放置在座椅下面的儲物箱中。
飲水：用于避難人員生活用水，用1000升裝礦泉水，質(zhì)保期2年。
工具箱：放置必備的工具，用于避難所儀器設(shè)備的維修。固定式避難硐室工具箱設(shè)置主艙中間位置(靠巷道幫)，裝備工具和維修用的配件(明細(xì)待定);移動式救生艙工具箱設(shè)置在儲物箱內(nèi)。
CO2吸收劑：用于過濾降溫除濕裝置吸收主艙內(nèi)的二氧化碳。放置在座位下的儲物箱中。
CO吸收劑：用于過濾降溫除濕裝置吸收主艙內(nèi)的一氧化碳。放置在座位下的儲物箱中。
指示標(biāo)志牌：若干，用于說明儀器設(shè)備的操作提示和警示。
操作手冊：達(dá)到每人一本，以便閱讀。
棋牌：為了緩解避難人員的緊張情緒，避難所內(nèi)可以放置一些棋牌
第三章 避難所維護(hù)管理
第一節(jié) 日常維護(hù)管理
為加強(qiáng)避難所的日常維護(hù)管理，切實(shí)做好艙室內(nèi)部各種設(shè)備的檢修維護(hù)，急救物資的更新補(bǔ)充，確保避難艙始終處于完好備用狀態(tài)，須遵守如下規(guī)定：
一、明確管理責(zé)任
確定一個(gè)部門作為避險(xiǎn)設(shè)施管理的牽頭部門，總體負(fù)責(zé)避難艙的日常維護(hù)管理工作，必須安排專人管理。
二、加強(qiáng)對避難艙具體操作人員的技術(shù)培訓(xùn)
培訓(xùn)內(nèi)容為系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、操作規(guī)程等，必須經(jīng)過專門的培訓(xùn)，考試合格后，持證上崗，做到專業(yè)化維護(hù)管理。
三、各種設(shè)備、設(shè)施的檢查維護(hù)及物質(zhì)更新
1、壓風(fēng)(供氧)、供電、通訊、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)，由分管的專業(yè)科室進(jìn)行監(jiān)管。相關(guān)業(yè)務(wù)科室要制定具體的管理辦法，明確管理程序、辦法和責(zé)任人。
2、必須按規(guī)定及時(shí)校驗(yàn)、更換避難所內(nèi)各種儀器、儀表，確保其正常運(yùn)行。
3、避難所內(nèi)急救藥品每月進(jìn)行一次檢查，發(fā)現(xiàn)藥品失效、短缺，立即更換、補(bǔ)充。
4、發(fā)現(xiàn)氧氣(空氣瓶)壓力小于8MPa時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。更換完畢后，要對氧氣瓶(空氣瓶)供氧、供氣系統(tǒng)進(jìn)行全面測試，保證完好可靠。
5、相關(guān)部門對避難艙供電所使用的電纜、開關(guān)及變壓器每月進(jìn)行一次防爆完好檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。
6、各職責(zé)單位建立日常儀器調(diào)校，設(shè)備維護(hù)及藥品、食品檢查，更換臺帳。
四、避難所的檢修維護(hù)
1、避難所內(nèi)的氧氣供給、監(jiān)測監(jiān)控、通訊、人員定位及其他系統(tǒng)必須始終保持完備狀態(tài)，因檢修需要，必須辦理《有計(jì)劃停電、停風(fēng)申請》，按照程序?qū)徟蠓娇勺鳂I(yè)。檢修完畢后，應(yīng)立即恢復(fù)各系統(tǒng)，并保證正常運(yùn)行。
2、日常檢修維護(hù)過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備、設(shè)施故障無法排除時(shí)，應(yīng)及時(shí)與廠家聯(lián)系進(jìn)行維修。
五、除專業(yè)維護(hù)、專項(xiàng)檢查(參觀)人員外，其他人員不行隨意進(jìn)入避難所。
六、企管、財(cái)務(wù)等部門要明確避難所內(nèi)各種材料、設(shè)備、物質(zhì)的供應(yīng)程序，確定避難所日常管理的物質(zhì)維修保障。
七、納入應(yīng)急救援系統(tǒng)。
1、避難所作為應(yīng)急救援體系要進(jìn)行專業(yè)管理，同時(shí)要定時(shí)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保每位員工都會使用。
2、演習(xí)期間，人員進(jìn)入避難所后，嚴(yán)格執(zhí)行的相關(guān)規(guī)定和規(guī)程。
八、避難所外側(cè)出入口前20米范圍內(nèi)不得放置雜物，確保暢通。
九、隨時(shí)檢查避難艙處以及其他地點(diǎn)的指示標(biāo)示，使其保持醒目。
第二節(jié) 避難所救援應(yīng)急管理措施
一、 快速、有序進(jìn)入避難所
1、當(dāng)發(fā)生各種災(zāi)害時(shí)，在無法升井的條件下，相關(guān)地點(diǎn)的作業(yè)人員，按照所在地點(diǎn)的避害災(zāi)路線，進(jìn)入避難所。
2、當(dāng)人數(shù)較多時(shí)，各隊(duì)組跟班隊(duì)干部、班組長要加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，進(jìn)入避難所時(shí)要有序，防止擁擠事件，提高進(jìn)入效率。
3、進(jìn)入避難所后，各隊(duì)組班組長必須及時(shí)清點(diǎn)人數(shù)，同時(shí)認(rèn)真檢查及時(shí)掌握本隊(duì)組人員的健康情況。
4、各隊(duì)組跟班干部要利用一切通訊手段，盡快與地面救援指揮中心取得聯(lián)系，及時(shí)、準(zhǔn)確匯報(bào)事故情況及人員情況。
5、必須按井下避難所的各項(xiàng)規(guī)定操作各系統(tǒng)、設(shè)備。
二、有序、高效組織施救
1、由礦井當(dāng)班帶班礦領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)務(wù)科室科長擔(dān)任避難所現(xiàn)場的第一負(fù)責(zé)人，如果上述人員不在現(xiàn)場，由安全經(jīng)驗(yàn)豐富、熟練掌握煤礦各種事故應(yīng)急救援知識、對周邊巷道環(huán)境熟悉的跟班班組長或安全生產(chǎn)骨干擔(dān)任避難所現(xiàn)場第一負(fù)責(zé)人。
2、現(xiàn)場第一負(fù)責(zé)人必須在最短時(shí)間內(nèi)掌握整個(gè)避難所的人員健康情況，盡快與地面救援指揮中心取得聯(lián)系，及時(shí)準(zhǔn)確匯報(bào)事故及人員情況，并接受地面救援中心的指揮。
3、現(xiàn)場第一負(fù)責(zé)人必須進(jìn)一步明確責(zé)任、分解工作，成立臨時(shí)救援指揮體系，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一行動。要安排專人具體負(fù)責(zé)與地面救援指揮中心保持聯(lián)系，對避難所內(nèi)部各系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行檢查控制，對避難所環(huán)境進(jìn)行檢測。
4、進(jìn)入避難所的人員必須聽從指揮，必須保持冷靜、有序，盡量節(jié)省體力消耗。
5、現(xiàn)場第一負(fù)責(zé)人要組織對受傷人員進(jìn)行必要、及時(shí)的急援。
6、現(xiàn)場第一負(fù)責(zé)人必須加強(qiáng)避難所內(nèi)各資源的管理，做到統(tǒng)一管理、傷員優(yōu)先、合理使用。
三、訊速、有序組織撤離
1、在接到地面救援指揮中心的指令或者避難所無法保證人員生存的特殊情況下，現(xiàn)場指揮人員必須指令、結(jié)合現(xiàn)場情況，認(rèn)真組織，確保有序、快速撤離。
2、撤離前現(xiàn)場指揮人員必須規(guī)定聯(lián)系方式，確保撤離過程始終保持聯(lián)系。
3、撤離前必須提前安排好傷員救治轉(zhuǎn)移。
4、撤離前現(xiàn)場指揮人員必須認(rèn)真清點(diǎn)人數(shù)。
