[发明专利]煤矿井下热环境仿真气候室及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全设备技术领域，具体为煤矿井下热环境仿真气候室及测试方法。

技术背景

随着煤矿矿井开采深度逐渐增加，综合机械化程度不断提高，地热和井下设备向井下空气散发的热量显著增加，高温矿井越来越多。高温热害已成为继水、火、瓦斯、煤尘、顶板5大自然灾害后的第6大自然灾害。矿工长期在矿井下热害环境中作业，人的中枢神经系统特别容易失调，从而造成人精神恍惚、疲劳、浑身无力、昏昏沉沉，这不仅严重危害了矿工身体健康，还成为诱发事故的重要因素。

为保障煤矿职工的身心健康，《煤矿安全规程》第一百零二条明确规定：“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备峒室的空气温度不得超过30℃。当空气温度超过规定时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇”。

秉承“以人为本”的理念，研究者已开发出投资少、见效快、运行经济、高效节能的各种热防护服，应用范围已从航空、航海，逐步扩展到野战、生化、消防、交通、冶金、核工业、医疗和体育等领域。但目前煤炭行业并没有得到广泛应用，主要原因有：1、由于煤矿行业是一个及其特殊的行业，作业环境非常恶劣，作业环境对人体有哪些危害，危害程度如何，至今仍然没有具体、详细的研究可供参考。因此市场上并没有现成的热防护服可直接应用。2、因为煤炭行业的特殊性，许多热防护服研究者对煤炭行业热环境并不熟悉。3、研发出来的热防护服到底适不适合此行业，由于煤炭行业的危险性又不能直接拿到煤矿井下试用，缺少中试环节。以上3点限制了煤炭行业热防护服的开发研究及广泛应用。国外学者实验结果表明，当使用水冷却工作服时，人体出汗率可减少25%。当使用空气冷却服时，人体出汗率可减少35%，即使温度高达40℃，这种工作服仍可将温度调节到合适人体的温度。而目前煤矿行业多采用地面集中制冷、冷却、排热布置方式，存在“投资大、工期长、损耗高、效率低、运行成本高、降温效果不明显”等问题。要想使热防护服在煤炭行业广泛应用，就要缩小研发与现场之间的距离。仿真气候室是以各种模拟手段，人为地制造出与自然界和特殊环境条件下的环境气候条件相近的密闭空间，它不受地理、季节等自然条件的限制，并能缩短研发的周期，成为科研、教学和生产的一种重要设备。

发明内容

基于以上考虑，本发明提出一种用于实验、研究煤矿井井下热湿环境对人体健康危害、矿用个体防护降温服及其降温服防护性能主、客观评价的仿真气候室。它可以较真实的模拟煤矿井下热湿环境，提供较准确的数据，避免现场环境测试时对环境的不可控制性，满足实际工作的需要。

煤矿井下热环境仿真气候室，在仿真气候室内设有控制柜1、第一计算机2、温湿系统4、新风系统5、模拟风系统6、人体微气侯采集系统7、报警系统8、人体生理指标测试系统9。其中，

温湿系统4、新风系统5、模拟风系统6、人体微气侯采集系统7分别与控制柜1相连接。人体生理指标测试系统9与第一计算机2相连接。由操作人员通过控制柜1向温湿系统4、新风系统5、模拟风系统6下达工作参数指令。

温湿系统4负责对仿真气候室内的湿度和温度进行采样，并反馈至控制柜1。温湿系统4在控制柜1的控制下，调节仿真气候室内的湿度和温度。

新风系统5负责对仿真气候室内的含氧量进行采样，并反馈至控制柜1。新风系统5在控制柜1的控制下，向仿真气候室输送氧气。

模拟风系统6在控制柜1的控制下，模拟煤矿井下通风情况。

人体微气侯采集系统7、人体生理指标测试系统9对仿真气候室内的实验人员进行信号采集，其中，由人体微气侯采集系统7采集到的信号传递至控制柜1，由人体生理指标测试系统9采集到的信号传递至第一计算机2。

报警系统8对仿真气候室内的湿度、温度和氧气浓度进行采样并反馈至控制柜1。当报警系统8检测到仿真气候室内的湿度、温度或氧气浓度超过人工设定的报警值时，控制柜1报警。

进一步说，所述的煤矿井下热环境仿真气候室呈矩形，由实验准备间、测试间和设备间组成。

在仿真气候室的外部设有实验准备间，测试间一端设有设备间。

实验准备间隔成观察间、更衣间和缓冲间。其中观察间与更衣间之间、更衣间与缓冲间之间、缓冲间与测试间之间均设有常闭门。

在观察间与测试间之间的墙壁上设有观察窗。

设备间被分割成里间和外间。里间与外间之间设有常闭门。在测试间与里间之间的墙壁上设有第一回风口，在第一回风口上配有百叶窗。在测试间与外间之间的墙壁的上设有第二回风口、出风口，在第二回风口上配有具有透气栅格的门。该具有透气栅格的门常闭。