6国内外技术情况对比报告.docx

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6国内外技术情况对比报告

鉴定材料6：

国内外技术情况对比报告

由于煤矿井下救生舱对于保护遇险矿工具有重要意义，国内外煤矿井下救生舱的研究持续不断，相应的关键技术已经取得突破性进展。

个别公司已经推出其设计研发的救生舱产品，由于其产品的设计应用环境不同，不同国家和企业的产品性能存在各自的特点。

1．国外救生舱

加拿大、美国、澳大利亚等国家的矿山安全法规和标准对推广、使用矿用救生舱有着硬性的规定。

在美国，几乎所有的大型重点煤矿都安装了救生舱，在澳大利亚、加拿大和南非等国的煤矿灾后救护中，救生舱也成为一项重要装备。

在相关政策法规的支持下，欧美各国十分重视矿山应急救援工作及相关研究，投入了大量的资金，使得一些具有较强科研实力的企业单位参与其中，比较有代表性的是澳大利亚的MineARC系统公司（MineARCSystems）、美国Strata公司（StrataProductsUSA）、生化避难舱公司（ChemBioshelter）。

（a）

（b）

图1.MineARC公司研制的矿井救生舱（a）薄煤层型（b）标准型

MineARC煤矿安全避难舱如图1所示，该产品已经获得美国西弗吉尼亚州矿工健康及安全办公室认证资质，并达到美国矿工安全及健康管理局（MSHA）制定的《煤矿避险管理办法》（2009年最新修订版本）的严格标准。

斯特拉塔安全设备公司（StrataSafetyProducts）的避难舱产品通过美国国家职业安全与健康研究所的相关测试。

该公司主要有井工煤矿避难舱、充气型避难舱两种类型避难舱产品，如图2所示。

（a）

（b）

图2.斯特拉塔安全设备公司避难舱（a）钢制避难舱（b）充气型可折叠避难舱

图3.生化避难舱公司的充气式避难舱

生化避难舱（ChemBioshelter）公司主要生产充气式避难舱，分为刚性储藏箱和充气舱两部分，充气舱平时放置在结构紧凑的刚性储藏箱中，如图3所示。

2．国内救生舱

我国煤矿灾害严重，近年来国家加大对救生舱产品的关注和投入，国内数家企业、单位开始了矿用救生舱的研制工作，其中产品比较成熟的主要有陕西重生矿业科技有限公司、无锡宝神矿用设备科技有限公司。

陕西重生矿业科技有限公司与北京科技大学合作开发研制的“矿用可移动式救生舱“包括应急救援密闭舱、舱内环控生保系统、实时环境监控系统三大部分如图4所示。

图4.陕西重生矿业科技有限公司救生舱

图5.无锡宝神矿用设备科技有限公司救生舱

无锡宝神矿用设备科技有限公司同中国矿业大学救援技术与装备研究所联合研制的矿用可移动式救生舱，如图5所示，包括整体抗爆、呼吸环境再造、环境监测、温湿度保持、动力保障、通讯照明、生命维持七大系统。

此外，国内还有多家单位进行救生舱的研制，比如无锡信诺机电塑业有限公司（图6）、天津向日葵有限公司（图7）、黑龙江龙煤集团救生舱（图8）等。

图6.无锡信诺救生舱

图7天津向日葵应急救生舱

图8黑龙江龙煤集团救生舱

3．国内外救生舱性能对比

综合比较国内外目前主流的救生舱产品的设计：

国外救生舱技术比较成熟，产品已经在很多国家矿山投入使用，而我国救生舱研制较晚，在最近几年开始陆续有数家公司、单位开始救生舱的研制。

基于国内外煤矿的地质条件和矿难后的灾害环境区别，国内外救生舱存在一些设计理念、产品技术条件等方面差异。

外形结构方面，由于救生舱长度要求，大都采用分节式连接。

其中，国外救生舱、陕西重生矿业科技有限公司救生舱都采用方形结构，通过外置加强筋增加结构强度；斯特拉塔安全设备公司充气型可折叠避难舱和生化避难舱公司的充气式避难舱结构相似，分为硬体和软体两部分，软体部分平时处于折叠状态，使用时，内充空气膨胀成大体积的方形空间；无锡宝神矿用设备科技有限公司救生舱采用压力容器式圆筒结构，通过内置加强筋增加结构强度。

由于结构的差别，其抗爆性能存在很大差别，MineARC煤矿安全避难舱生舱外壳为5mm（1/4"）钢板，同时用100毫米（4"）热轧槽钢加固，能承受外部15psi（0.1MPa）的过压；斯特拉塔安全设备公司的钢制救生舱可承受15个psi（0.10Mpa）单位的超压；国内对救生舱的抗爆炸性能要求严格，陕西重生矿业科技有限公司的救生舱抗冲击能力不低于2.2MPa；无锡宝神矿用设备科技有限公司生产救生舱外壳使用12mm厚的Q345钢，能承受2.50MPa正面压力和1.42MPa侧面压力，并在煤科总院重庆研究院做过相应的瓦斯、煤尘爆炸试验。

有害气体处理方面，MineARC救生舱使用自主开发的非电力驱动气体（一氧化碳和二氧化碳）滤清器专门清楚舱内有毒有害气体；斯特塔公司的两种救生舱都采用由压缩空气提供动力的二氧化碳洗涤器（专利申请中），利用碱石灰化学品来清除二氧化碳，至于一氧化碳的处理并未涉及；生化避难舱公司的救生舱利用悬挂在避难舱内含有碱石灰等化学成分的若干个幕帘来完成二氧化碳的吸收；重生救生舱在舱门安装空气幕，阻碍有害气体进舱，舱内采用达到煤矿用电气防爆标准的净化器，内部填充化学药剂处理救生舱内二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等多种有毒有害气体；宝神公司的救生舱舱门两侧竖直方向上排列有喷嘴，连接到高压空气瓶形成空气幕，阻隔舱外有害气体；并且过渡舱内设有气体喷淋装置，能在避难人员进入过渡舱后清洗所携带的有害气体，节约了用气量，内置采用潜艇气体处理技术的呼吸处理系统，通过化学药剂催化转化处理舱内一氧化碳，能循环使用，并利用氢氧化锂/氢氧化钙复合剂颗粒吸收二氧化碳，同时通过压风供氧能够一直更新舱内气体环境，也能很好的起到有害气体处理的作用。

供氧方面，MineARC救生舱避难舱安装有三套空气供应系统：

即经过过滤和降噪处理的压缩空气系统、医疗等级氧气瓶供氧气系统以及启动后60min内可供2600升氧气的氧气烛系统；斯特塔公司和生化避难舱公司的救生舱使用压缩空气瓶和氧气瓶的方式供氧；重生救生舱采用外接井下压风系统内置压缩氧气瓶的双层供氧系统，宝神公司救生舱外接井下压风系统，内置压缩氧气瓶，配备一定数量的呼吸自救器，三层供氧，可靠性高，同时，压缩氧气瓶单独连接一个浮标式氧气吸入器，为呼吸困难的矿工单独提供呼吸供氧。

温度控制方面，MineARC救生舱使用分体式空调设备，其温度控制能力为：

满员条件下，舱外矿井环境温度持续高达60℃，舱内温度保持≤29℃；斯特塔公司救生舱使用无动力式冷却系统；生化避难舱公司的充气避难舱的舱体材料是符合军用标准的阻燃材料，并通过避难舱底面与井下底板的直接接触实现散热；重生救生舱壳体中间包裹隔温层，阻隔外界高温传热进入舱内，内部使用包括有制冷压缩机、翅片换热器、冷凝风机、膨胀阀组成的舱外制冷机组和上蓄冰箱、下蓄冰箱及防爆风机组成的舱内空气调节装置，在外部断电的情况下，空气调节装置利用较少的能源可在舱内独立工作，实现制冷，不受舱内电力储备以及外部环境温度的影响，为救生舱提供必要的冷量；宝神公司救生舱的壳体是内胆式结构，中间使用隔温层，阻隔外界热量进舱，内部使用防爆空调和相变材料组成温度控制系统，能够承受瞬间1200℃高温，且通过真人试验证明，在外部55℃高温内部6人条件下，即使外部电源中断，舱内通过自备降温系统能维持温度≤32℃达到125小时。

环境检测方面，MineARC避难舱安装有氧气、一氧化碳、二氧化碳含量和井工煤矿避难舱在美国的研发应用现状最低爆炸极限的实时数据监测系统，此外，还有手持式气体检测器；斯特塔公司救生舱装备有美国国家矿山安全与健康监察局批准使用的各种气体探测表，用来对避难舱内空气中的氧气、一氧化碳、甲烷和硫化氢含量进行测定，为使避难舱内部避险人员了解避难舱外部的空气质量状况，在避难舱内部还设有一个专用气泵，用于对舱外的空气进行检验；重生救生舱的环境监测仪表主要采用氧气、一氧化碳、甲烷等气体传感器，监测舱内数据，提醒舱内人员根据不同情况作出相应决策，保障生命安全，同时，在舱外一定区域设置监测仪表，以便舱内人员了解外部环境；宝神救生舱舱内外分别安装矿用本安型氧气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和温度传感器，实时的对舱内外环境监测，其中舱外传感器周围设置有防护板，降低传感器受破坏的可能性。

系统操作方面，国外救生舱大都使用自动化操作系统，避免人员误操作，尤其是MineARC救生舱控制系统使用了当今较为先进的双向转换器技术，是同档次控制设备中最先进、最可靠而且效益最佳的控制系统，该检测控制系统具有如下的特点：

单触键式紧急状态操作，避难舱内、外部温度和蓄电池温度监测，24小时自动可调测试，图像显示及远程监控及软件升级；重生救生舱在实现完全电气自动化控制的情况下，还可以对舱内的设备进行手动操作，比如开启空气净化系统，调节供氧系统等，其中舱内配置监控系统操作台，对舱内传感器数据经过转换，通过PLC以及组态操作系统，可以实时监测到舱内传感仪表的环境参数数据，并进行记录；无锡宝神矿用设备科技有限公司救生舱使用通用监控分站对传感器监测的舱内外气体环境进行记录显示，舱内呼吸处理、氧气释放、风量循环使用旋钮，操作简单易行，并配有相应的操作指示牌，矿工可以根据舱内环境实时的调节氧气含量和控制舱内温度。

综上所述，救生舱在国外比较成熟，产品应用也比较早，我国在最近几年开始的救生舱研制工作，在很多方面还要借鉴国外的技术。

当然我国复杂的煤矿地质条件和煤矿灾害事故的特殊性，要求救生舱必须达到更高的性能要求，具有更高的安全系数，在借鉴国外产品的基础上也要不断创新，坚持“以人为本”的理念，保护矿工的生命财产安全。