[发明专利]煤矿井下紧急避险场所安全型空气再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下紧急避险装置，尤其是涉及一种煤矿井下紧急避险场所安全型空气再生装置。

背景技术

煤矿井下紧急避险场所：是指在煤矿井下发生紧急情况后，为遇难人员安全避险提供生命保障的地方，由避难硐室和救生舱二种，以避难硐室为主。

空气再生：人体每天正常消耗氧气约576升，排出二氧化碳490升，排出水分180g(全天静止状态下该数值大幅度减少)。正常大气中氧气含量在20-21％，二氧化碳含量在0.02％，水分含量在15-80％之间，在多人置于小型封闭空间时，空气中氧气含量逐步减少，二氧化碳含量上升，水分上升，很快失去人类生存的基本条件。空气再生就是保持空气中各类指标，使混浊的空气再生为新鲜的空气。

为保护人民群众生命财产的安全，提升煤矿安全保障能力，《国务院关于进一步加强安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)的要求，“煤矿要安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年内完成。逾期未安装的，依法暂扣安全生产许可证、生产许可证。”在安全避险六大系统中，紧急避险系统是需要新建设的安全避险系统。

2011年1月国家安全监管总局下发了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》(安监总煤装〔2011〕15号)对煤矿井下紧急避险系统作了具体要求：“在整个额定防护时间内，紧急避险设施内容环境中的氧气含量应在18.5％--23.0％之间，二氧化碳浓度不大于1.0％，甲烷浓度不大于1.0％，一氧化碳浓度不大于0.0024％，温度不高于35摄氏度，湿度不大于85％。”，《国家安全监管总局、科学技术部关于进一步加强安全生产科技支撑工作的通知》(安监总科技〔2011〕65号)，要求坚持把预防事故作为安全生产科技工作主攻方向，着力提高生产企业防、管、监控科技能力，围绕煤矿井下安全避险“六大系统”关键技术及装备开展研发。

目前，在煤井中使用都是压缩供氧进行空气再生，例如：中煤集团徐庄矿一个避难硐室就用60个氧气瓶。压缩供氧系统通常由氧气瓶组、汇流排、自动切换控制台(也可手动)、安全阀、报警装置等设备组成。压缩供氧技术具有如下不足：

1)氧瓶多、风险大：高压氧瓶的灌冲，搬运和长期储存等环节都会出现重大安全隐患，而且其工作、运输和储存环境中不能有强烈震动、高温的情况出现，对人员要求较高，每个峒室使用氧瓶达几十个，整个矿山有数个到数十个峒室，危险因素增加很多。氧气瓶是高压容器，瓶内要灌装压力为150大气压(15兆帕)的氧气，瓶装氧是强烈氧化剂，所以在生产、运输、操纵和维护中，若出现氧瓶质量不过关、使用不当等经常会引起爆炸爆炸事故。一旦出现事故，其破坏力相当大。例如某单位用拖车运装氧气瓶在卸车时，将一个气瓶撞击到另一个气瓶上，引起两个气瓶同时爆炸，气瓶碎片飞出最远的约200米，旁边库房的墙被打穿，最大的洞约1000×800毫米，造成了伤人事故。今年下半年以来，我国每月都发生地面氧气瓶爆炸事故，事故教训触目惊心。

2)维护性较差：我国高压氧瓶每日泄露率为0.3％，无法长期保存，为保证避难设施能发挥作用，定期(通常为每半年)需更换氧气瓶，增加维护成本和维护难度。

3)对操作人员要求较高：数十个高压氧气瓶构成一个复杂的供气系统，任何误操作都会引起严重后果。包括：高速纯氧气流和有机物冲击时产生的温度会引起火灾；高压氧气会引起封闭空间内瞬间增压，有可能造成增压灾害，泄压过程也容易同舱外可燃气体混合成易高爆危险气体。当检测仪表失效时氧气浓度不易控制等。

4)系统复杂。压缩制氧系统产生氧气，有扩散系统和吸收二氧化碳和水分工艺，系统复杂，经济成本高。

5)空气质量不高。压缩空气制氧技术，密封空间的空气有臭味，空气质量很差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿井下紧急避险场所安全型空气再生装置。针对目前我国煤矿井下紧急避险场所压缩制氧技术存在的氧瓶多、风险大、系统复杂等弊端，本发明利用超氧化钾药板吸收二氧化碳和水分，产生氧气的空气的原理设计出空气再生装置，该装置无电源无压力，不怕碰撞，不怕误操作，属安全型装置；该装置不仅为煤矿井下避难人员提供安全舒适的生存环境，而且消除了煤矿井下紧急避险场所压缩制氧技术的风险，提高了煤矿安全保障能力。

为解决上述技术问题，本发明一种煤矿井下紧急避险场所安全型空气再生装置，包括空气再生单元；该空气再生单元包括壳体和设置在壳体内的超氧化钾药板组，所述壳体上设有进气通道和出气通道。