避难硐室内部系统设计核算方案

1、山西灵石昕益致富煤业70人避难硐室内部系统核算方案BOSSUN西安博深煤矿安全科技有限公司XIAN BOSSUN MINING SAFETY TECHNOLOGY CO.LTD目 录1.避难硐室设备配置单12.技术条件、技术规范、技术特点53.技术资料63.1设计依据63.2系统组成及基本要求73.3主要系统设计方案73.3.1密闭系统73.3.2自备氧供氧系统133.3.3压风供氧系统153.3.4空气净化与温湿度调节系统173.3.5气幕喷淋系统233.3.6环境检测系统263.3.7供水系统273.3.8动力保障系统283.3.9辅助设施2933 / 35文档可自由编辑打印1. 避难硐室

2、设备配置单序号名称型号单位数量备注设备尺寸（mm）（一）安全防护系统1防爆密封门BDMM1800X900套21800×9002密闭门BDTM1800X900套21800×9003硐室门安装件BDMX（A)个24（二）供水排水系统1供水控制阀DN20个12洗手盆/个1600×600×8003水净化器/个1450×450×7004不锈钢水龙头DN20个15手摇排水泵CS-20个1200×130×1606手摇排水泵固定过渡件CX（A）套17排水管路止回阀DN20个18供水、排水管路配件/套1（三）气幕喷淋系统1空气幕装置

3、BDQM-1200套21200×30×302空气幕控制机械阀MV-09个23空气幕控制球阀DN15个24空气幕供气管路配件/套25空气幕流量计LZT-10A个26喷淋装置BDPL-01套21200×30×30（两组）7喷淋装置减压器QTY-50个28气幕控制箱BDPK(A)套2450×450×129喷淋控制球阀DN50个210喷淋流量计LZT-25A个211压缩空气钢瓶60L个8267×150012空气减压器YQK-352个813空气汇流装置YQHL-6S套214喷淋供气管路配件/套215手动排气阀DN50个416自动单向排

4、气阀103-2.5"个417排气管路配件/套2（四）压风供氧系统1空气过滤器（三级）QSC套1100×350（三组）2空气过滤器三角固定支架KLX(A)-1套23手动控制阀（球阀）DN50个24流量调节阀DN50个25消音器DN50个26减压器（空气）QTY-50个17流量计LZB-100（8001800m3/h)个18流量计固定支架BDLX(A)套19压风管路配件/套1（五）自备氧供氧系统1压缩氧气瓶(医用氧）60L支19267×15002减压器（氧气）YQY-12支193氧气汇流装置YQHL-16S套14手动控制阀（球阀）DN15个15流量调节阀（球阀）DN1

5、5个46流量计LZB-15（4004000L/h)支17自备氧流量计固定支架BDZYK套18供氧管路配件/套1(六)空气净化系统1空气净化装置BDJH-15台5500×500×9002空气净化驱动装置FQNO.1.3/30台5250×2003压缩空气瓶60L支75267×15004减压器（空气）YQK-352个755空气汇流装置YQHL-16S个46压力表1.0MPa个57控制阀DN15个58空气净化管路配件/套59空气净化控制盒BDJK（A）套510二氧化碳吸附剂BDCO2HH-100kg84011一氧化碳催化剂BDCOCH-100kg70（七）降温除

6、湿系统1矿用防爆空调装置ZSK-4.0/380台3940×840×7302蓄冰柜BDBG-15台61600×800×10003降温除湿驱动装置FQNO.1.3/30台3250×2004煤矿救生舱用隔爆型动力变压器综合装置ZBZ-5.0/1140(660)台35压缩空气瓶60L支45267×15006空气减压器YQK-352个457空气汇流装置YQHL-16S个48压力表1.0MPa个39控制阀DN15个310降温管路配件/套311高效干燥剂BDGXXS-100公斤70（八）环境监测系统（该配置可根据各个煤矿安全监控系统不同而调整配置，

7、实现与原有系统的兼容）1矿用氧气传感器GYH25台5矿方自购2矿用一氧化碳传感器GTH500（B)台5矿方自购3红外二氧化碳传感器GRG5H台3矿方自购4矿用甲烷传感器KG9701A 台3矿方自购5矿用温度传感器GW50(A)台1矿方自购6湿度传感器/台1矿方自购7压差传感器/台1矿方自购8监控分站KJ90-F16台1矿方自购9分站电源/台1矿方自购10矿用隔爆型备用电池组套1矿方自购11矿用隔爆兼本安直流电源套1矿方自购12矿用隔爆型磁力启动器QBZ-80/660台2矿方自购（九）通讯联络系统1本安型自动电话机KTH8台4矿方自购2电话线MHYBV-5×2×0.8米300

8、矿方自购3矿用摄像仪KBA148套1矿方自购4视频线SYV75-5米100矿方自购（十）照明系统1矿用隔爆型LED巷道灯DGS12/127L(B)个82防爆转换开关/个23硐室外信号指示灯DHX0.17/3L(A)个24矿用隔爆型照明综保ZBZ-4.0/1140（660）个15荧光棒6英寸个186荧光杯/个50（十一）人员定位系统1人员定位基站KJ133F套1矿方自购2人员识别器套2矿方自购3各种供电、信号电缆米2000矿方自购（十二）生命保障辅助系统1苏生器MZS30台12隔绝式压缩氧自救器ZYX-45台84矿方自备3矿灯KL4LM(A)个84矿方自购4自动打包厕具/个2500×4

9、00×5505专用座椅BDZY-5个143000×500×5006折叠担架ZDDJ-1副4矿方自购7急救箱/个5矿方自购300×200×200890压缩干粮10496KJ/包包175矿方自购9饮用水500ml瓶1050矿方自购10工具箱/个1矿方自购440×350×11011手提式干粉灭火器5kg个7矿方自购150×45012指示牌/套1注：由于一些小设备并不在设备布置图中体现，不影响设备布置图的绘制，所以此配置单不提供小件设备的外形尺寸，只提供大件设备的外形尺寸以供参考。2. 技术条件、技术规范、技术特点设计原理

10、及基本特征避难硐室系统功能包括：供氧系统、生命保障系统、环境监测系统、通讯系统、照明指示系统和生活保障系统。 性能参数额定防护人数：70人额定防护时间：>96h防护密闭门抗冲击力：>0.3MPa压风出口压力：0.10.3 MPa硐室内O2浓度：18.5%23%硐室内CO2浓度：1%硐室内CO浓度：24ppm硐室内温度：35硐室内湿度：85%RH设备标准功能描述1.抵御水头压力。2.隔绝外部有毒有害气体。3.提供氧气，食物和水。4.空气净化（去除二氧化碳、一氧化碳、水蒸气及其它微量有毒有害气体）5.硐室内降温。6.室内、室外环境监测。7.提供照明和急救用品。8.具备对外通讯联络手段材

11、料选用及加工工艺避难硐室由过渡室、生存室组成。避难硐室的第一道门为防护密闭门。防护密闭门采用高强度锰钢材料，结构坚固，避难室与生存室之间的门为密闭门。密闭门采用高强度锰钢材料，气密性良好。硐室具备安全防护、空气与氧气供给、空气净化与温湿度调节、环境检测监测、通讯、照明及指示、动力供应、生存保障等系统。空气与氧气供给采用压风供给和自备气瓶供给两种方式。所选用的管接件均为符合国家标准的正规产品，重要部件和管件采用进口高档元件。环境监测检测、通讯、照明与指示等系统均选用取得安全标志证书的配件。其余生存保障设施均选用可靠性高、安全性能符合要求的产品。 3. 技术资料避难硐室是紧急避险设施的一种。避难硐

12、室与可移动式救生避难硐室相比，具有额定避险人数多、人均有效面积大的优点。与临时避难硐室相比，避难硐室的服务年限更长。避难硐室一般设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避灾路线上，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年。避难硐室是在矿井下发生灾变事故时，在存在高温、爆炸、冒顶、有毒有害气体等危险的环境中，为遇险人员提供应急避险空间和生存条件的特定装置，是矿井紧急避险系统中必不可少的设备。避难硐室是当矿井下在灾变时期存在水灾、高温、爆炸、冒顶、有毒有害气体集聚等环境中，在逃生路径被阻或自救器防护时间不足的情况下，为无法及时撤离的遇险人员提供一个安全的密闭空间，并创造基本生存条件，为应急

13、救援赢取时间。3.1设计依据避难硐室的设计、施工、设备安装调试、性能指标确定以下列文件为依据，并符合其中有关避难硐室的性能指标要求和安全要求。1 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发201023号)；2 煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）3 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定（安监总煤装201115号)；4 煤矿安全规程（2011版）5 防治煤与瓦斯突出规定6 矿山救护规程7 煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法（征求意见稿）（煤安监司函办20111号）8 煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定（安监总煤装201115号）9 金属非金属地下矿

14、山紧急避险系统建设规范10 煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）（安监总煤装201133号）11 关于进一步加快煤矿井下安全避险“六大系统”示范矿井建设的通知（安监总厅煤装201159号）12 医用氧（GB8982-1998）13 钢制无缝气瓶（GB5099-1994）14 室内空气质量标准（GB/T18883-2002）15 现行国家、行业的有关标准3.2系统组成及基本要求1、避难硐室的建设方案应综合考虑所服务区域的特征和巷道布置、可能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素。2、避难硐室应具备以下功能系统，满足在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96小时，并且有一定的安全

15、系数。3、避难硐室的配套用电气设备应符合GB 3836.1-2010和相关产品标准的规定；非金属部件应符合MT 113的规定；内部使用的轻质合金部件应符合GB 3836.1-2010、GB 3836.4-2010和GB/T 13813的有关规定。纳入安全标志管理的配套部件应取得煤矿矿用产品安全标志，纳入特种设备安全管理的应符合相关管理规定。4、避难硐室的设备供货和安装，在型号规格、数量、性能指标等方面应符合招标方设计技术方案的要求，并达到金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范的标准。3.3主要系统设计方案3.3.1密闭系统1概述避难硐室是在矿井下发生灾变事故时，在存在高温、爆炸、冒顶、有毒有害

16、气体等危险的环境中，为遇险人员提供应急避险空间和生存条件的一个安全的密闭空间，是矿井紧急避险系统中必不可少的设备。因此，避难硐室应具有整体安全防护性能，具有一定的抗爆炸冲击性能。避难硐室应具有气密性，并且对外能保持正压整体气密性。2技术要求1) 避难硐室前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。2) 避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室，密闭门之内为避险生存室。3) 生存室的宽度不得小于2.0m，长度根据设计的额定避险人

17、数以及内配装备情况确定。生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管。避难硐室生存室的净高不低于2.0m，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积。4) 避难硐室防护密闭门应有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活。防护密闭门应设有观察窗，观察窗材质应具有相匹配的抗冲击性能.5) 接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。3设计方案1）硐室结构设计避难硐室长度根据硐室内部设备的布置需求设计，并且符合以下规定：a) 过渡室的净面积不小于3m2。b) 生存室净高不低于2m。c) 生存室人均使用面积不低于1m2。硐室地面宜比相邻巷道高至少200

18、500mm，可设置人行台阶或缓坡。第一道门采用防护密闭门，过渡室和生存室之间采用密闭门。生存室一侧应挖蓄水槽，用来储存室内的冷凝水和生活污水，蓄水槽储满后，可用排水泵将水排出室外。壁龛用来放置一些必要的设备以及气瓶，过渡室内设置厕具。2）硐室防护密闭门和密闭门设计避难硐室第一道门采用防护密闭门。防护密闭门抗水压力不低于0.3MPa，应有足够的气密性，密封可靠、开闭灵活。防护密闭门在船舰水密门结构的基础上，进行结构优化改进设计。外层采用12mm厚度的Q345材料作为主体结构，外壳设计为整体铸造工艺，提升抗爆性能。内衬使用1.5mm厚的SUS304不锈钢板，夹层为70mm厚的隔热层。防护密闭门设置

19、有观察窗，观察窗使用双层19mm厚的钢化玻璃制作，所用的材质具有和防护密闭门相同的抗冲击压力等级。防护密闭门的结构如下图所示：防护密闭门结构图开关门采用转盘式设计，内部齿轮带动连杆，再带动12个销轴同步压紧（或松开）门框，操作简便灵活，12个锁固点高度可调，在某一个点压不住的情况下可进行调整。门上设有密封槽，压入宽度50mm、厚度25mm的密封条，关门时12个锁固点平衡压紧，使密封条与门框紧密压合，密封效果良好。防护密闭门的锁紧和密封结构如下图所示：锁紧和密封结构示意图密闭门采用和防护密闭门相同的结构设计特点。外层采用6mm厚度的Q345材料，内衬使用1.5mm厚的SUS304不锈钢板，夹层为

20、20mm厚的隔热层。开关门采用转盘式12点锁紧结构，门上的密封结构采用和防护密闭门相同的设计，具有和防护密闭门同样良好的气密性。防护密闭门和密闭门的安装，必须在厂家专业人员的指导下进行。安装时，须使用专门设计的配套预埋件。下井安装前，将门框和预埋件按图纸要求焊接，如下图：硐室门安装件焊接示意图将焊接好的门框嵌入防爆密闭墙的钢筋骨架中。门框安装骨架示意图门框安装须水平、垂直，如下图所示：门框安装位置示意图3）泄压管路设计泄压管路分为两部分，一部分布置在过渡室，避险人员使用喷淋装置时，泄压管路可保证过渡室内压力不至于过高；一部分布置在生存室，用来维持生存室对外保持100500Pa的正压。过渡室的泄

21、压装置设计为两趟，分别采用自动泄压装置和手动泄压装置。自动泄压装置采用进口配件，该泄压阀反应灵敏、逆向气密性好，出厂时调整为300Pa左右开启，250Pa左右关闭。自动泄压阀的管路连接至硐室外部后，采取保护措施，防止爆炸冲击力对阀体造成破坏。手动泄压装置作为第二趟泄压阀，是用来防止自动泄压装置发生故障，无法正常泄压时使用。手动泄压装置采用手动排气阀控制，操作简便、可靠性高。4）各系统接口设计避难硐室的接口包括：压风引入、供水引入、电力管线引入、通讯线路引入、制冷管路引入、泄压口和排水口。其中，压风引入、供水引入、电力管线引入、通讯管线引入和排水管路，采用预埋引入硐室内部的方式，在接入硐室前就应

22、采取保护措施。在硐室挖掘完毕后，硐室管线的埋设深度300mm，确保在灾变发生时不被破坏。引入预埋如下图所示。引入管路预埋示意图制冷管路引入和排气阀连接采用在硐室门墙预留套管的方式安装。硐室施工时在门墙预留套管，安装硐室内部系统时，管路通过套管引入硐室。系统调试完毕后，将门墙套管内需要密封的地方用混凝土浇筑密封，所使用的混凝土强度等级应和门墙强度相同。3.3.2自备氧供氧系统1概述呼吸是人体生存的必备条件，而硐室内部是一个有限的密闭空间，避险人员会不断消耗内部环境的氧气。为维持避难硐室内人员呼吸需要，必须不断向硐室内供应氧气。矿井发生事故后，井下压风系统有可能会发生故障。为保证遇险人员进入避难硐

23、室后氧气浓度始终维持在18.5%23%，避难硐室还须设置安全可靠的自备供氧系统。2技术要求1）避难硐室应具备可靠的空气和氧气供给系统，保障额定防护时间内，生存室内的氧气浓度在18.523.0%之间。2）避难硐室内配备的自备氧供给系统，须保证在额定防护时间内人均供氧量不低于0.5L/min。3）压缩氧氧气浓度不低于99.8%，并满足GB8982的规定。4）压缩氧气气瓶应符合GB5099和压力容器安全技术监察规程的有关规定；显示压力表应符合GB/T 1226的有关规定。5）高压气瓶应采用先减压至0.3MPa以下后低压汇流的方式，管路内的流速应不超过30m/s。3设计方案1）自备供氧设计方案自备供氧

24、系统设计为两组。一组为压缩空气供气，一组为压缩氧气供气。压缩空气先减压至0.3MPa，连接至空气汇流装置。压缩空气经汇流后，为生存室内的气动设备提供动力后，通入硐室内供呼吸用。压缩氧气减压至0.3MPa，连接至氧气汇流装置，然后通至各个出气口，供避险人员呼吸。所有供氧管路和阀件应按相关规定进行脱脂处理。2）气路原理图自备供氧系统的气路原理如下图所示：自备供氧气路原理图3）气量计算按70人、防护时间96小时，,满足1.2的备用系数，人均耗氧量0.5L/min计算，人均需氧量0.5×60 ×96×1.2=3456 L，整个硐室需氧量为：3456×70=241

25、920。氧气瓶采用60L标准钢制无缝气瓶，氧气瓶的储气能力的标准是耐压能力。常规氧气瓶的压力上限为15Mp（兆帕）换算为大气压就是147个大气压。耐压能力检测值为22.5Mp。常规氧气瓶内压力应在1215Mp左右。装满的钢瓶内大约有135150个大气压。 氧气瓶氧气容量：60×135=8100 L 自备氧气瓶数量：241920L÷8100 L =30瓶设计中配备19瓶60L压缩氧气瓶，和120瓶60L压缩空气瓶（可以提供与24瓶60L压缩氧气等量的氧气），共计可提供43瓶60L压缩氧气，完全满足避险人员呼吸要求。3.3.3压风供氧系统1概述呼吸是人体生存的必备条件，而硐室内

26、部是一个有限的密闭空间，避险人员会不断消耗内部环境的氧气。为维持避难硐室内人员呼吸需要，必须不断向硐室内供应氧气。为保证遇险人员进入避难硐室后氧气浓度始终维持在18.5%23%，避难硐室必须设置安全可靠的空气和氧气供给保障系统。压风引入供氧是将矿井压风系统引入避难硐室内部，经过减压、过滤、降噪后供呼吸使用。在矿井压风系统能够正常使用时，压风供氧系统可以持续不断的为避险人员提供呼吸用氧。2技术要求1）避难硐室应具有与矿井压风系统连接的接口及配套减压、消音、过滤、控制等设施，保证在压风自救系统可用的情况下，能够持续对避险人员供氧。2）压风出口压力在0.10.3MPa之间。3）压风供氧量不小于0.3

27、m3/人·min。3设计方案1）概述压风供氧系统的设计将矿井压风自救系统和紧急避险系统有机的结合成一个整体，使矿井压风自救系统能够持续的为硐室内的避险人员提供呼吸用空气。压风自救系统的接入还可为硐室内的气动设备提供动力，较大的供气流量设计还可以有效的置换硐室内的有毒有害气体。2）压风管路的引入压风系统引入采用预埋管路的方式，引入避难硐室后进行分流。其中一路引入过渡室中，为气幕洗气系统提供气源。另外一路引入生存室中，为避险人员提供呼吸用气，同时为生存室内的气动设备提供动力。压风引入管路可根据避难硐室设置的位置和矿井的现场情况，从硐室的某一端引入或从两边过渡室均引入一条压风管路。3）过渡

28、室部分引入过渡室的压风气路，经减压至0.30.6MPa后，用一个球阀控制。避险人员使用气幕洗气系统时，若减压阀的入口压力达到指标，说明压风系统可用，可以打开这一路的球阀，调节流量进行喷淋。在压风系统不可用时，使用过渡室内自备的压缩空气瓶进行喷淋。4）生存室部分引入生存室的压风气路，经减压、消音及过滤后，分为两路。一路将出气口平均分布至生存室内部各处，提供避险人员呼吸需要。另一路分流连接至各气动设备的供气口，为设备提供动力。引入生存室内的压风管路，先连接一个总控制球阀，然后按照管路及过滤器、流量计等气动配件的流量要求经计算后分为二到四条供风管路。每条管路先经过减压器降压至0.10.3MPa，然后

29、经过滤，将管路引至各个出气口处。在出气口处安装消音器，降低出气噪声。5）气路原理图压风引入的气路原理如下图所示：压风引入气路原理图3.3.4空气净化与温湿度调节系统1空气净化技术要求1）避难硐室应具有有效的空气净化系统，具备有害气体去除功能。处理CO2的能力不低于0.5L/min·人；处理CO的能力应能保证在额定防护时间内，生存室内的CO含量不高于24ppm。2）在额定防护时间内，避难硐室生存室内的环境应符合下表的要求。生存室内空气及有害气体浓度要求项目O2COCO2CH4温度指标18.5%23%24×10-4%<1.0%1.0%353）驱动空气净化装置的气瓶应符合G

30、B 5099和压力容器安全技术监察规程的有关规定。2空气净化设计方案1）空气净化系统空气净化系统用来维持避难硐室内空气质量，吸收有毒有害气体，应具有吸收CO2和CO的功能。空气净化系统采用气动设备作为驱动装置，驱动装置依靠压风系统引入或硐室内自备的压缩空气瓶提供动力。驱动装置带动生存室内的空气经过空气净化装置。生存室内的空气含有的CO2和CO气体经过空气净化柜内的吸收药剂，被吸收或催化后，洁净的空气循环回到生存室内。空气净化系统工作原理如下图所示。空气净化系统工作原理图2）空气净化装置空气净化装置外壳采用SUS304材质，结构上采用进风口在下方、出风口在上方的形式。净化装置内的装药层采用多层式

31、分段吸收设计，使过滤吸收更彻底。使用时打开正面的小门，更换相应的药剂盒即可，操作简便灵活。3）驱动装置选择驱动装置采用气动设备，不采用用电设备降低了对外界供电的依靠，避免了可能出现的电气故障造成空气净化系统无法正常使用。气动设备的选择须遵循耗气量小、进气压力要求低、动力转换效率高，所选用的设备安全性能应有保障，故障率低，连续工作时间应能满足空气净化系统的使用需求。避险人员在硐室内时，会不断的产生热量，随着在硐室内生存时间的延长，生存室内部温湿度会不停的升高。温湿度偏高时，人体会产生中暑反应。因此，避难硐室内必须配置有效的降温系统，才能保障人员生存环境适宜。4）药剂量的计算据实验结果表明，70人

32、的避难硐室应采用5台空气净化装置方可满足硐室内部有害气体的净化需求，与5台空气净化装置对应的气动装备为5台，根据启动装备（风动设备）的额定耗气量0.3L/s进行计算可得，在满足96h的避险时间，并考虑1.2倍安全系数的情况下，每台驱动装备需要15瓶60L工况压力的压缩空气瓶。具体计算如下：0.3×96×1.2×3600=124416LN=124416/8100=15瓶，取15瓶。N净化=15×5=75应配备75个60L的压缩空气瓶，设计中为了保证供气量。4、CO2吸附剂BDCO2HH-100数量的确定：1）设计选用硐室内人员的相对能量消耗率RMR0.5。

33、实际能量代谢率M（RMR1.2）B(0.51.2)×43.8 W/ m274.46 W/ m2实际能量消耗QM·S74.46×1.7911133.37W=8KJ/min所以一个在避难硐室中生活的人在散热方面可以等效为一个130W的发热器。2）设计采用的二氧化碳吸收剂为：钠石灰20%，氢氧化锂80%。3）氧气消耗率和二氧化碳呼出率的计算：应用呼吸商概念计算：呼吸商单位时间呼出的二氧化碳的量/单位时间消耗的氧气量.一般混合食物的呼吸商可在0.85左右；非蛋白呼吸商与氧热价的关系（呼吸商为85时的氧热价为20.352KJ/L）。耗氧率Vo2Q/20.352 KJ/L（8

34、.00 KJ/min）/（20.352KJ/L）0.393L/min二氧化碳排放率Vco20.85×Vo20.3342L/min避难硐室内70人，生存96小时，并考虑1.2的安全系数计算，二氧化碳排放的总量为：Vco2总N·Vco2·T70×0.3342×96×60×1.2161699.3L二氧化碳吸收剂对二氧化碳吸收量为500550L/kg所需的二氧化碳吸收剂质量Vco2总/500L/kg）323kg为了进一步满足更大需求的二氧化碳吸收情况，本方案配备了二氧化碳吸附药剂为840kg。5、CO催化剂BDCOCH-100数量的

35、确定：一氧化碳的去除过程是在催化剂作用下的催化氧化过程，并不是一个吸收或吸附过程，故并不涉及药品多少的问题，只需要非常少的催化剂即可。据实验结果可得，70人避难硐室需要一氧化碳催化剂质量为10Kg即可，为了防止催化剂中毒，硐室内部配备70Kg的一氧化碳催化剂。3降温除湿技术要求1）避难硐室采用蓄冰降温方式，空调机组应有规定的安全保护，冷却剂管应有必要安全防护，以保障空调机组的工作安全。2）在额定防护时间内，避难硐室生存室内的温度应不超过35。3）驱动生存室内制冷装置的气瓶应符合GB 5099和压力容器安全技术监察规程的有关规定。4降温除湿设计方案1）降温除湿系统温湿度调节系统采用蓄冰制冷的方式

36、。制冷装置采用矿用防爆空调装置，连接蓄冰柜。防爆空调装置平时处于常开状态，将蓄冰柜内储存的水冻结成冰，并维持在-20左右。遇灾变状况，避难硐室开始使用时：若矿井电力系统仍能正常供电，则温湿度系统可以无限时的为生存室提供制冷；若矿井电力系统瘫痪，则蓄冰柜内储存的冰所提供的制冷量，足够额定人数的避险人员在硐室内生存96h以上。由于矿用防爆空调装置开启时，需要持续散热，因此须布置在避难硐室外部靠近门墙的位置，并采取防积尘、防砸的防护措施。蓄冰柜放置在生存室内，根据硐室的长度分布在硐室的两端或一端。将蓄冰柜内的冷量带出的驱动装置采用气动设备，驱动装置依靠备用压缩空气瓶提供动力。使用时，打开蓄冰柜风道的

37、风门，开启驱动装置，使生存室内的热空气进入蓄冰柜。热空气在蓄冰柜内经过循环风道冷却后，冷气循环进入生存室内。温湿度调节系统在为环境制冷时，会降室内的水汽凝结成水滴，通过蓄冰柜上的排水管排出。温湿度调节系统运行时，排出的冷凝水可能会较多，这是正常现象，应将冷凝水引入排水沟内排至生存室一侧的蓄水槽内，待蓄水槽储水量较多时，再通过排水泵将水排出室外。另外在避难硐室内配备一定数量的干燥剂，使用时直接打开外层包装，分布在生存室内各处，作为辅助除湿的方式。温湿度调节系统工作原理如下图。温湿度调节系统工作原理图2）矿用防爆空调装置温湿度调节系统使用的矿用防爆空调装置，必须取得矿用安全标志和防爆合格证。空调装

38、置的制冷量应足够满足将5m3的水持续制冰的需要。3）蓄冰柜蓄冰柜外壳和内衬均使用SUS304不锈钢材质，中间夹层使用30mm厚的保温材料。每个蓄冰柜内部有效容积在1.5m3左右，内部制冷铜管排布应能均匀有效得将冰柜内的水全部冻结成冰，制冷风道的设置应能使空气循环时有效换热，风道设排水口，用来排出冷凝水。4）驱动装置驱动装置采用小功率的电动风机，风机的风速可根据实际情况进行无级调节，动力部分采用矿井内提供的电力和蓄电池提供的备用电力两种方式。在外部电力发生故障后，可以启动蓄电池进行供电，满足避难硐室在额定避险时间内的正常运行。5）用量计算要求在外界电力供应中断或空调机组意外停转情况下，蓄冰降温系

39、统应能满足70人，4天，并保障1.2备用系数，硐室内温度35的要求。每人每天的散热量是8400KJ，按避难硐室内人数70人计算。能量消耗率Q总=nQ=70×8400×4=2822400KJ（3）降温系统的制冷量应>2822400KJ3）蓄冰量和冰体温度计算制冷系统的工作原理图空调装置安装在硐室外，接井下交流电源，避难硐室闲置时将制冰机冷冻箱体中的水冻成冰块，并保持在-20的温度。避难硐室与外界隔离的状态下，空调装置断电，不再为制冰机提供制冷，这时制冰机内的冰块蓄含的冷量作为救生避难硐室降温的制冷能量来源。避难人员进入避难硐室内，需要制冷时打开制冷风门和风扇的开关，不断

40、的将制冰机内的冷量带出，风扇将避难硐室内热空气吸入，经制冰机管道冷却后，再将冷风吹出，即可为硐室内降温。避难人员可根据人员数量，以及硐室内当时的温度状况，调节风扇的风速，即可调整到适合的制冷量。由于避难硐室有隔热层，与外界环境热交换很少，在这里等效为一个绝热体系，所以，需要空调系统吸收的热量Q吸Q放2822400KJ。空调系统中的制冰机保持冰体的温度为-20，将避难硐室内温度控制在35以下。故空调系统可吸收热量为：Q吸m水c水（T1-0）+ m水c冰（0-T2）+ m水c熔式中，m水为水的质量，kg；c水为水的比热容，取4.2KJ/(Kg·)；c冰为冰的比热容，取2.1KJ/(Kg&

41、#183;)；c熔为冰的溶化热，取3.36×102KJ/Kg；T1为环境温度的最大允许值，；T2为冰体的额定温度，m水Q吸/ （c水（T1-0）+c冰（0-T2）+c熔）2822400÷（4.2×352.1×203.36×10²）=5376kgm冰m水5376kg计算结果，当冰体温度为-20时，蓄冰量5.4m3每个蓄冰柜的体积为1.28 m3，去除管路及外壳体积，剩余容积为1.18 m3，应需蓄冰柜个数n=5.4/1.18=4.8个，取n=6。避难硐室内配备了6个蓄冰柜，满足降温需求。6台蓄冰柜对应2台矿用防爆空调装置，2台气动降温除

42、湿驱动装置，30个60L的压缩空气瓶，设计实际配备70个60L的压缩空气瓶，完全满足用气需求。3.3.5气幕喷淋系统1概述避难硐室内，在防护密闭门和密闭门之间设有过渡室。过渡室的设置，是为了使避险人员进入避难硐室时，不将外部空间的有毒有害气体带入生存空间内。因此，过渡室内需要设置气幕系统和喷淋系统。气幕系统是在避险人员进入避难硐室的过程中，由上向下形成气幕，有效的将室内外空气隔开，防止内外空气对流。喷淋系统是用于稀释、置换过渡避难硐室内可能存在的有毒有害气体，在避险人员进入过渡室后，如果检测到室内气体超标（氧气含量低于18.5%，或一氧化碳含量高于24ppm），可开启喷淋系统，直至室内环境气体

43、指标正常。另外，为使过渡室保持200Pa左右的正压，且喷淋过程中压力不能过高，过渡室须有泄压措施。避难硐室使用过程中，硐室须保持100500Pa的正压，因此，生存室也须有泄压措施。2技术要求1）过渡室内设压缩空气幕、压气喷淋装置。喷淋装置流量不小于500L/min。2）气幕装置应在防护密闭门开启时能够自动开启，关门后气幕自动停止工作。气幕装置另设手动开关，平时检修时可以手动关闭。3）喷淋装置应使用压风引入和自备气瓶两路供气方式。在井下压风系统能够正常工作时，使用压风供气喷淋；井下压风系统损坏时，使用自备气瓶供气。4）过渡室的气瓶储备量，应考虑到所有避险人员分组进入过渡室时，每组分配的人数以及总

44、人数。5）生存室内设置不少于两趟单向排气管。3设计方案1）气幕系统设计气幕系统由过渡室内的自备气瓶供气，压缩空气瓶经减压汇流后，连接流量计和空气幕联动开关，气路开闭由联动开关控制。联动开关与防护密闭门联接，防护密闭门打开时，联动开关控制气路打开；防护密闭门关闭时，联动开关控制气路关闭。另在空气幕气路连接一个控制球阀，检修时，进入过渡室时可关闭控制球阀，以免空气幕持续工作。空气幕装置设置在过渡室内防护密闭门的正上方，工作时，空气幕内高速气流由上向下吹出，形成一道风幕，防止室内外空气对流。2）喷淋系统设计喷淋系统采用两路供气，一路用矿井压风，另一路采用自备的压缩空气瓶供气。矿井压风系统引入避难硐室

45、后，分流一路减压至0.30.6MPa，为喷淋系统供气。压缩空气瓶经减压后汇流，也接入气幕喷淋系统作为气源。两路供气分别用一个球阀控制，使用时优先使用压风系统供气，当压风系统损坏或压力不足时，确认关闭压风供气阀门后打开自备的压缩空气控制阀门供气。3）气瓶储备量计算避难硐室的过渡室面积要求不小于3m2，在设计中，硐室的净宽度不小于2.0m，长度不小于3m。按过渡室有效面积为38.4m2计算，避险人员进入过渡室可分为510人一组。过渡室设计面积较大时，每组进入如数可按实际情况增多。按空气幕系统每人使用1015s，喷淋系统每人使用2030s，流量1000L/min计算，取安全系数1.2。共需耗气：V耗

46、=1.2×n·（t1+t2）·S=1.5×70×（15+30）×1000/60=14000L气瓶采用60L、15MPa压缩空气瓶，充装压力大于10MPa，每瓶的储气量为：V储=V瓶·（P充/1atm）=60×（10/0.1）=6000L因此，额定避险人数为70人的避难硐室，每个过渡室的气瓶储备量应为3瓶。设计中，有两个过渡硐室，每个过渡硐室配备4个，总共8瓶配备，已完全满足喷淋需求及应急呼吸需求。4）气幕喷淋系统气路原理如下图所示。气幕洗气系统气路原理图5）泄压管路设计泄压管路分为两部分，一部分布置在过渡室，避险人

47、员使用喷淋装置时，泄压管路可保证过渡室内压力不至于过高；一部分布置在生存室，用来维持生存室对外保持100500Pa的正压。过渡室的泄压装置设计为两趟，分别采用自动泄压装置和手动泄压装置。自动泄压装置采用进口配件，该泄压阀反应灵敏、逆向气密性好，出厂时调整为300Pa左右开启，250Pa左右关闭。自动泄压阀的管路连接至硐室外部后，采取保护措施，防止爆炸冲击力对阀体造成破坏。手动泄压装置作为第二趟泄压阀，是用来防止自动泄压装置发生故障，无法正常泄压时使用。手动泄压装置采用手动排气阀控制，操作简便、可靠性高。注：空气幕装置标准长度为1.2m，由上向下形成气幕。可根据客户要求定制。自动单向排气阀开启关

48、闭压力可调，需要时请联系厂家专业人员进行调节。3.3.6环境检测系统1概述为了保障避险人员的生命安全，必须对生存室内的环境参数进行实时监测及调控，并可超限报警提醒避险人员根据不同情况做出相应决策。同时对避难硐室外部的环境可以随时进行检测，以便硐室内部人员了解外部实时环境，配合救援及时展开自救。2技术要求1）避难硐室应具备独立的内外环境参数检测或监测系统，能够在人员避险时，对过渡室内的O2、CO，生存室内的O2、CH4、CO2、CO、温度、湿度、压差和避难硐室外的O2、CH4、CO2、CO进行检测或监测。2）无论采取何种方式进行环境检（监）测，应在需要时随时可对硐室内、外的环境进行检测，且仪表运

49、行时不能依靠外界动力支持。3设计方案1）过渡室环境检测过渡室环境检测装置是避险人员进入过渡室时，用来检测过渡室内空气质量的，应能够对过渡室内的O2、CO及CH4参数进行检测。每一组避险人员进入过渡室，关闭防护密闭门后，应对过渡室空气中的O2、CO及CH4参数进行检测。若过渡室内环境指标符合要求，则该组人员可以进入生存室；若过渡室内环境指标不符合要求，则应打开喷淋系统，待过渡室内环境指标达标后方可进入生存室。过渡室的环境检测装置，采用一个便携式多参数气体测定器。所选的多参数气体测定器，必须至少具备O2、CO及CH4参数，并取得矿用安全标志证书和防爆合格证。2）生存室环境监测生存室环境监测要求O2、CH4、CO2、CO、温度、湿度、压差7种参数，其中O2、CH4、CO2、CO采用矿用气体传感器和便携式多参数气体测定器，所选产品必须取得矿用安全标志证书和防