[00137703]矿用避难硐室或救生舱综合生命保障系统的研究与开发

一、课题来源及背景： 我国煤矿企业多发生水、火、瓦斯、煤尘等灾害事故，事故发生后第一时间所处的位置、所选择的逃生路线对生存来说至关重要，随着矿业的发展，矿井开采的规模越来越大，井下巷道越来越长，巷道之间越来越复杂，这样当井下灾难发生时，人员逃生困难，从而导致大量人员伤亡，应对的方法就是在矿工避灾路线上每隔一定的距离设置一些避难硐室，硐室中有足以维持数日的生活必需品和其他辅助设施，可以大大地降低人员的伤亡程度。目前在煤矿发达国家，避难硐室的应用已经较为普遍，而在国内应用还很少，2011年国家安全监管总局和国家煤矿安监局联合下发了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》和国务院2010年7月19日颁发《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》，山东国泰科技有限公司在积极学习当前的安全生产规章制度，深刻了解和学习国外避难硐室的特点和应用情况的基础上，结合我国煤矿的生产特点，设计开发了一套适用于我国矿井的避难硐室或救生舱的综合生命保障系统。 二、技术原理和技术参数： 系统利用先进的计算机技术、控制技术、检测技术等在国内首次将煤矿避难硐室各子系统有机的结合在一起，实现了煤矿避难硐室的综合氧气供应PID调节、室（舱）内压力PID调节、气幕喷淋系统控制、室（舱）内外环境参数检测及故障自诊断与预警保护，研究的制冷机空气净化一体化系统可大大地节约用电量。 本系统主要包括以下几个子系统： 1.氧气浓度自动控制系统： 通过在液晶屏中设定的氧气浓度值和检测的实际氧气浓度比较，利用PID控制器对供氧电磁阀进行调节； 2.舱体增压自动控制系统； 3.基于故障自诊断的室（舱）内、外自动检测系统： 装置利用信号处理和故障自诊断技术，对采集的频率信号进行Hilbert-Hunag变换，对信号进行MED分解，得到瞬时频率，利用HHT分析，及时发现传感器的故障，对装置的可靠性提供了有利的保障； 4.大流量气路控制的过渡硐室（舱）空气吹洗系统； 5.多功能组合的一体化空气净化处理系统： 指标超过设定值时，风机自动启动，偏离度越大，风机转速越快，加速空气质量回归正常，其性价比高、占用空间最小、为效能较显著的一体化解决方案； 6.手动/自动智能切换的双路控制、双电源供电系统： 通过以上各子系统，该综合保障系统实现了室（舱）内供氧量不低于0.5L/min.人，处理二氧化碳的能力不低于0.5L/min﹒人，处理一氧化碳的能力应能保证在20min内将一氧化碳的浓度由0.04%降到0.0024%以下，在96h内，内部环境中氧气含量在18.5%～23.0%之间，二氧化碳浓度小于1.0%，甲烷浓度小于1.0%，一氧化碳浓度小于0.0024%，温度小于35℃，湿度小于85%，室（舱）内始终处于大于100帕的正压状态，在96小时的避险时间内系统均符合规程的要求。 主要技术指标： 1)氧气含量：18.5～23.0%； 2)供氧速率：大于0.5L/min﹒人； 3)二氧化碳处理率：大于0.5L/min﹒人； 4)二氧化碳浓度：小于1.0%； 5)甲烷浓度：小于1.0%； 6)一氧化碳浓度：小于0.0024%； 7)室（舱）内温度小于35℃； 8)室（舱）内湿度：小于85%； 9)室（舱）内正压：100～150帕； 10)调节控制方式：PID调节。 三、创造性和先进性： 系统从设计和布局、构建、自动化控制、智能检测等方面入手，提供了完善的避难硐室或救生舱综合生命保障系统，保证当煤矿井下发生重大灾害事故时，井下遇险人员在不能立即升井逃生脱险的紧急情况下，可以快速地进入救生舱内等待救援，对改善单纯依赖外部救援的矿难应急救援模式，有被动救援到主动救援相结合，使救援工作科学、有序、有效进行，最大限度地减少伤亡事故。 四、项目开发以来已进行多次模拟平台试验检测，成熟度高，安全可靠，特别适用于矿山井下避险救援。 五、目前产品已生产样机并经山东省科学技术厅鉴定，进入市场应用于井下避险，获得客户好评。