技术与生产.docx

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技术与生产

4.产品与技术

4.1技术背景

我国作为能源消费大国，煤炭在我国能源生产的大格局中占有绝对的比重，达到近70%。

我国的煤炭产量虽然只占世界煤炭产量的1/3，但煤矿矿难死亡人数占世界煤矿事故死亡人数的4/5。

世界每发生20起导致死亡人数最多的煤矿灾难中，就有8起发生在中国，频繁的矿难不仅造成了许多家庭的破裂，同时也严重影响了中国的国际形象。

然而据调查，发生矿难后，真正在事故发生瞬间伤亡的矿工仅占很少一部分，大部分都是因为无法及时逃离现场而导致意外。

在人本理念成为世界发展潮流的大环境下，积极开展矿山安全保障技术的研究与开发，不仅是我国建设和谐社会的必然要求，更是时刻遭受矿井灾害威胁的煤矿工人的迫切愿望。

国务院于2010年7月19日颁布了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号），明确规定煤矿企业应在2013年建设安装完成井下安全避险“六大系统”即：

监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、通信联络系统、压风自救系统、供水施救系统。

随后安监总局和煤矿安监局联合发布了《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号），对建设完善安全避险“六大系统”做出了进一步规定。

响应国家政策，公司生产出KJYF系列矿用可移动式救生舱产品，不需外部能源补给，就可以为幸存人员躲避有毒有害气体、浓烟烟尘及氧气缺乏等危害，提供一段时间的生命和生存保障，对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。

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4.2产品概况及主要技术指标对比

4.2.1产品来源

KJYF系列矿用可移动式救生舱技术由本公司总经理邓军教授（西安科技大学能源学院安全工程博士生导师）与技术顾问蔡周全（西安科技大学能源学院研究员）及其技术团队自主研发，经邓军教授及其技术团队授权，由天瑞重安生命保障救援设备科技股份有限公司生产及销售。

4.2.2基本类型

4.2.2.1救生舱为硬体式，救生舱采用钢质等硬质材料制造而成。

4.2.2.2救舱为分体组装式结构，为适应煤矿环境，采用一定数量同等规格基本结构单元组合而成

4.2.3型号

产品规格按6、8、12；16、20、24；30、36、42（人）等设计。

4.2.4救生舱基本性能参数

救生舱基本性能参数应符合表1规定。

表1

项目

技术参数

项目

技术参数

外形尺寸（长X宽X高）

6890X1790X1795

二氧化碳浓度（%）

≤1.0

启动时间（S）

≤60

氧气浓度（%）

18.5~23

过渡舱容积米3

≥1.2

甲烷浓度（%）

≤1.0

生存舱容积米3

≥6.5

持续耐高温能力（℃）

≥40

额定人数（人）

□

承受最大冲击波压力（Mpa）

≥2.0

额定防护时间（h）

96

气密性（Pa）

100~500正压

一氧化碳浓度（ppm）

≤24

空载质量（t）

≤8

4.2.5救生舱主要技术指标对比

KJYF系列矿用可移动式救生舱技术水品与国内外同类技术指标对比如下表。

表救生舱技术指标对比

技术指标

制造厂商

天瑞重安科技公司

陕西重生矿业科技公司

美国StrataSafetyProducts

澳大利亚MineARC公司

抵御最高冲击压力

2.0Mpa

1.5Mpa

1.5psi=0.103Mpa

1.5psi=0.103Mpa

抵御瞬时高温冲击

1200℃

1200℃

300℉=148.9℃

　＿

持续耐高温能力

55℃

55℃

＿

＿

氧气浓度

18.5%~23%

18.5%~23%

19%~22%

19%~22%

二氧化碳浓度

＜0.5%

＜0.5%

＜0.5%

＜0.5%

一氧化碳浓度

24ppm

24ppm

＜50ppm

＜50ppm

室内温度

≤35℃

≤35℃

≤95℉（35℃）

≤95℉（35℃）

湿度

≤35℃

≤35℃

被困人员供水量

2020ml／人·天

50ml／人·天0

4quart／人·day

（即3.784L／人·天）

4quart／人·day

（即3.784L／人·天）

被困人员食物所含热量

8000千焦／人·天

8000千焦／人·天

2000kcal／人·day

（即8400千焦／人·天）

2000kcal／人·day

（即8400千焦／人·天）

额定防护时间

≥96h

≥96h

≥96h

≥96h

额定人数

10人

10人

10人

12人

外形尺寸（长×宽×高）

6890×1790×1795mm

6100×1400×1800mm

6100×2440×1830mm

6450×2310×1800mm

空载重量

5.8t

5.5t

7.2t

6.8t

4.3系统组成及技术要求

4.3.1KJYF系列矿用可移动式救生舱由以下各系统组成：

4.3.2技术要求

4.3.2.1一般要求

救生舱应符合本标准的要求，并按经规定的程序批准的图样和技术文件制造。

4.3.2.2适用范围和使用环境条件

a）环境温度：

（-5～+40）℃；

b）相对湿度：

（20%～85）%；

c）大气压力及海拔高度：

（80～106）kPa，海拔不高于2000米；

d）安装井巷空间尺寸：

高度大于2.6m，巷道净宽不得小于2.5m，长度根据救生舱尺寸确定；

e）适用的灾害种类及范围：

应用于高瓦斯、高温矿井掘进头、运输巷等在灾变时期存在高温、爆炸、冒顶、有毒有害气体环境。

4.3.3关键技术及要求

4.3.3.1外观及标志

4.3.3.1.1产品的永久性安全使用须知中应注明救生舱具体的适用范围和适用条件，包括适用的灾害种类及海拔高度、环境条件等。

4.3.3.1.2救生舱外部颜色在煤矿井下照明条件下应醒目，宜采用黄色或红色；

4.3.3.1.3设置明显的安全反光光条码、安全标志标识、安全使用须知、扳手起动符号等标识，配备外部指示灯；

4.3.3.1.4救生舱及内部设备整洁、规范，具有防腐蚀、防虫鼠啃咬、防挂断等性能；

4.3.3.1.5救生舱应便于移动、运输、吊装、安装，适应煤矿井下环境条件；

4.3.3.1.6救生舱的内、外均设置监测环境空气中氧气浓度、一氧化碳浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度、舱内压力、湿度及温度的传感器或检测仪表，这些仪器属于安标管理的应具有有效的安全标志证书。

应有数据采集、显示、报警、处理功能，并与安全监控系统联网，舱内人员应能够看到舱外环境参数数据；

4.3.3.1.7救生舱门设置内外都能开启，并不能反锁。

防爆密闭门

4.3.3.2额定防护时间

救生舱的额定防护时间不低于96h，并且有不低于1.1倍的防护时间安全系数。

4.3.3.3设计功能

救生舱在无任何外部电源、材料等供给的状况下，具备安全防护、氧气供给保障、空气净化与温湿度调节、环境监测、通讯、照明及指示，动力供应、生存保障等功能。

4.3.3.4使用材料

救生舱选用钢质等硬性抗高温老化、无腐蚀性、无公害的环保材料

4.3.3.5配套电气设备

配套用电气设备应符合GB3836和相关产品标准的规定。

4.3.3.6非金属部件

非金属部件符合MT113的规定。

4.3.3.7安标管理配套产品

纳入安全标志管理的配套部件取得煤矿矿用产品安全标志；相关电器设备或连接符合防爆安全要求。

4.3.4结构和安全防护要求

4.3.4.1有效容积（包括过渡舱和生存舱）保证人均占有容积不小于0.8m3，且总有效容积不小于7.0m3。

4.3.4.2生存舱提供的有效生存空间不小于每人0.8米3，在适当位置设有观察窗，材质具有与整舱相匹配的耐高温、抗冲击等性能和不少于2个单向排气阀。

4.3.4.3应急逃生口，在救生舱舱门无法正常开启的紧急情况下，遇险人员能够借此逃生。

应急逃生口面积在0.25-0.3m2，并不在救生舱门同一侧。

4.3.4.4救生舱在合适位置设置引水装置。

4.3.4.5救生舱具有适宜吊装、移动、可靠固定等机械结构。

4.3.4.6气密性

4.3.4.6.1救生舱体具有整体气密性，正常使用时舱内能保持正压状态（舱内气压大于舱外气压），且能根据实际情况进行实时调节：

工作状态下：

救生舱的内外压差应在100～500Pa；当舱内压力大于200Pa时，能自动泄压，舱内气压能根据实际情况进行调节。

4.3.4.6.2试验状态下：

救生舱具有足够的强度和气密性。

硬体式救生舱在+500±20帕压力下，泄压速率应不大于350±20帕/小时，舱内气压能根据实际情况进行调节。

4.3.4.6.3救生舱具备过渡舱结构。

过渡舱的净容积不小于1.2m3，内设压缩空气幕和压气喷淋装置及单向排气阀。

过渡舱保持正压，压力不低于200Pa；在舱门处设有空气幕，喷淋时间不低于2min/组。

喷淋气幕流量不小于100L/m.人）。

空气幕装置是通过高压气体产生一定厚度的幕状气流，形成一面无形的门帘，既不影响人员出入，又能阻止室内外空气对流。

同时，强大气流还可以吹散附着在人体衣物上的有害气体，生存舱门打开时，机械阀控制气幕自行启动，关闭时，气幕自行停止。

空气幕装置

避险人员进入救生舱时，若带入了室外的有毒有害气体，可以在过度室内打开喷淋装置对有毒有害气体进行清洗和置换。

喷淋装置原理图

喷淋装置是使大流量的清洁空气，充入过渡室内，在室内形成正压环境再通过单向排气阀将室内的有毒有害气体排出救生舱。

喷淋装置空气幕、喷淋装置控制阀

4.3.4.7救生舱具有持续耐高温能力：

持续耐高温能力，救生舱额定防护时间内持续环境温度40℃条件下，舱内96h温度不高于35℃；

4.3.4.8救生舱舱体强度

4.3.4.8.1救生舱体材料要求用4毫米以上的钢板，设计的抗冲击能力不低于1.5MPa或150N/cm2。

4.3.4.8.2抗爆炸冲击性能，救生舱具备可承受最大冲击波压力不低于2.0Mpa，在抗爆炸冲击试验条件及试验方法下，试验后救生舱应无明显变形、损坏和位移。

4.3.4.9快速起动能力

4.3.4.9.1救生舱起动时间不超过60s。

4.3.4.9.2避险人员进入生存舱后当一氧化碳降到24ppm以下、二氧化碳降到1%以下、甲烷降到1%以下、氧气含量在18.5%～23.0%之间时方可取下自救器。

4.3.4.10稳定性

救生舱具备防倾覆等措施，保证在煤矿井下运输、安装后及使用时的舱体稳定性。

4.3.4.11动力设备配置

可移动救生舱具备可移动性，明确安全、可靠移动的方式、方法及所需设备。

4.3.5氧气供给保障系统

4.3.5.1供氧保障系统

救生舱具备压风供氧、自备氧二级供氧保障体系以及自救器逃生保障系统。

压风供氧：

井下压风系统通过球阀、单向阀、过滤调压器、消音器引入救生舱室，供风压力：

0.1-0.3MPa,供气流量：

2.5L∕人•min，连续噪音不大于70dB（A）。

压风供氧系统原理图

压风供氧系统模型

压缩氧气供氧示意图

4.3.5.2氧气浓度

保障救生舱内人员呼吸氧气浓度在18.5%-23.0%之间。

4.3.5.3矿井压风系统的结构与工作性能

救生舱具有与矿井压风系统的接口和压风系统供氧装置；供氧装置具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等设施，保证压风供氧速率不低于每人2.5L/min，连续噪声不高于70dB（A），出口压力在（0.1-0.3）MPa，过滤装置具备油水分离功能。

4.3.5.4自备氧供应系统

救生舱具有自备氧供应系统，采用压缩氧并满足以下要求：

4.3.5.4.1以人均耗氧量0.5L/min计算，能够单独保证救生舱的额定保护时间，且安全系数不低于4.2.3.2的规定。

4.3.5.4.2压缩氧供氧时满足GB8982的规定，采用高压气瓶供气系统时设有减压装置。

4.3.5.4.3采用压缩氧供氧方式时，应当操作简便、快捷；流量计应方便读数，具备明显的调节指示；氧气瓶应符合GB5099和《压力容器安全技术监察规程》有关标准的规定；显示压力表应符合GB/T1226的有关规定。

4.3.5.4.4救生舱应配备隔绝式氧气自救器，自救器使用时间不低于45min，配备量不低于额定人数的1.5倍。

4.3.6空气净化与温湿度调节系统

4.3.6.1舱内空气质量

救生舱具有有效的空气净化与温湿度调节系统，在额定防护时间内保障舱内空气及有害气体浓度满足表2的规定。

表2

项目

O2

CO

CO2

CH4

温度

湿度

指标

18.5%～23.0%

≤24ppm

≤1.0%

≤1.0%

≤35℃

≤85%

救生舱内是一个密闭的空间，室内温度会因人体新城代谢产生的热量而逐渐升高。

因此，救生舱内必须配备安全，有效的制冷装置。

温度调节系统的工作原理图

救生舱室内采用蓄冰制冷技术，通过风道将冷风向室内均匀的吹出。

制冰机示意图

空调装置平时为制冰柜制冷蓄冰，遇到突发情况时，即使空调装置断电不能正常工作，也对救生舱内的制冷系统工作无任何影响。

空调装置外箱及防爆控制箱

空气净化系统通过风扇将空气吸入净化柜，空气经过柜内的吸收药剂，有害气体被充分吸收后从出气口吹出。

空气净化柜

4.3.6.2内部空气循环流量

救生舱具有内部空气循环系统，流量宜在20L/min以上。

4.3.6.3有毒有害气体处理能力

救生舱对CO2的吸收能力不低于0.5L（min·人）；救生舱对CO的吸收能力能保证20分钟内将CO浓度由400ppm降低到24ppm。

4.3.6.4化学药剂

救生舱使用的各种化学药剂应符合MT425要求，吸收药剂进行真空模块化包装，使用时拆开外包装直接放入空气净化柜即可，操作方便，无粉尘。

注意：

使用过程中产生粉尘率不大于2%；药剂失效时应有明显的颜色指示。

空气净化系统原理图

空气净化风扇可进行无极速调整，操作时只需旋转按钮即可按需调整风量。

4.3.6.5舱内降温除湿

在外界电力供应中断或空调机组意外停转情况下能够满足舱内制冷除湿的需要。

4.3.7环境监测系统

4.3.7.1环境监测系统设置

救生舱对生存舱内环境参数进行实时监测、显示、并超限报警，并能对舱外环境监测功能。

救生舱内、外环境监测系统独立运行。

救生舱外监控使用密闭的结构。

通过采样泵将室外空气吸入气体采样装置中，读数后再将空气排出。

避险人员无须出门，也可随时监测室外的环境参数。

室外空气监测仪

过渡室监控使用手持式仪表，在进入救生舱时对过渡室的环境进行监测。

CD4B多参数气体测定器

生存室设置一个监控箱，可对室内的CO、CO2、CH4、O2、温度进行实时监测。

通过室内的湿度表，可随时室内的湿度参数。

气体监测仪

4.3.7.2监测参数及报警点

救生舱内过渡舱环境监测的参数包括O2、CO，生存舱环境监测的参数包括O2、CO、CO2、CH4、温度、湿度；舱外环境监测参数包括O2、CO、CO2、CH4。

4.3.7.3报警声级

救生舱内环境监测系统根据表2的规定设置超限报警点，环境参数超出表2的规定值时自动声光报警。

声级不宜大于50dB，环境监测报警的参数包括O2、CO、CO2、CH4、

4.3.8通讯系统

救生舱设有与矿（井）调度室直通的电话。

4.3.9舱内照明及指示系统

4.3.9.1舱内照明

救生舱配备的照明设备保证额定工况下的照明需要。

4.3.9.2逃生照明

救生舱内贮备3～5盏矿灯以备逃生用。

4.3.9.3指示灯

救生舱外有外部指示灯，并有安全防护措施。

为适应所处环境，指示灯为本质安全型。

4.3.10动力保障系统

4.3.10.1动力供应系统

救生舱内具备动力供应系统，在失去外部供电的情况下救生舱内部电源能维持救生舱额定工况下的能源需要，且安全系数应符合4.3.2的规定。

4.3.10.2外部电源接入接口

救生舱具备外部电源接入接口，在救生舱处于备用状态下利用外部电源对救生舱内部电源充电。

外部电源及电源接口应有完善的安全保护，保证在意外情况下的供电安全及灾变条件下外部电源中断时救生舱内部的供电安全。

4.3.10.3供电方式

救生舱内部矿用隔爆兼本质安全型防爆型式，具备自动充电、均衡充电、均衡放电电源管理和过充、过放等安全保护功能。

4.3.10.4转换时间

救生舱内、外部供电能自动转换，转换时间不大于2S。

4.3.11生存保障系统

4.3.11.1食物和水

救生舱内配备在额定防护时间内额定人员生存所需要的食品和饮用水，且安全余量应符合4.3.2的规定。

其中食品配备不少于5000KJ/人.天，饮用水1.5L/人.天。

4.3.11.2辅助设施

救生舱内配备急救助所需要的医疗设备，包括急救箱等（见下图）。

4.3.11.3工具

救生舱内配备配备急维修及拆装的所需工具箱、灭火器等（见下图）。

4.3.11.4排泄物处理

救生舱内设置人体排泄物处理装置（见下图）。

4.3.12综合防护能力

在无外部电源和供给、救生舱额定满载、独立正常工作情况下，其电力保障能力，供氧能力，维持正压能力、安全保护、内外环境参数监测、有毒有害气体处理、维持抗高温能力、维持生命能力、通信等功能应符合要求，每种规格型号的产品均分别应具有详细的设计计算书，并通过国家授权或认可的检测机构组织或监督下的考验考核。

4.4日常管理、维护及培训

4.4.1日常管理

（1）专人管理

矿井因建立紧急避险设施管理制度，设专人管理，定期检查。

按相关规定对其配套设施、设备进行维护、保养或调校，发现问题及时处理，确保设施完好可靠，保证其始终处于正常待用状态。

（2）使用

救生舱室外因悬挂或张贴逃生路线指示标牌。

救生舱室内因悬挂或张贴简明、易懂的使用说明，指导矿工正确使用。

4.4.2日常维护

（1）检查供气性能

每周必须检查救生舱室内自备供氧和压风供氧性能。

a、压缩供氧氧气瓶和空气瓶压力检查，并确保压力正常。

b、检测压风供气装置的完好性，压风压力和压风供气量应符合压风供气自救系统要求。

c、检查

每年对救生舱室进行一次系统性的功能检查，包括气密性、压风供水等。

（2）检查电气设备

定期检查电气设备和仪器仪表的完好性以及是否能正常运行。

（3）油水分离器过滤芯

油水分离器过滤芯每月更换一次，如发现过滤后气体有异味，应提前更换。

（4）生存物品检查

救生舱室配备的食品、水和急救药品应在有效期内，过期或失效的必须及时更换，外包装应明确标示保质日期和下次更换时间。

4.4.3培训

公司郑重承诺，对所有购买本公司产品的矿，都提供对入井人员进行救生舱使用培训的服务。

建议矿上每年组织一次救生舱使用演练，确保每位入井员工够能正确使用救生舱及其配套设施。

（1）培训对象

所有入井人员都必须进行救生舱使用的培训，同时还应对救生舱的管理人员进行日常维护与管理的培训。

对救生舱调整后，应及时对相关区域的人员再培训，确保所有入井人员准确掌握紧急避险系统的实际状况。

（2）培训内容

救生舱的组成、功能、使用方法、日常维护、逃生知识、应急演练和管理等方面的知识。

4.4.4应急演练

煤矿应当每年开展一次紧急避险应急演练，建立应急演练档案，并将应急演练情况书面报告县级以上监管部门和驻地煤矿安全监察机构。

进行避险应急演练时，应按照避险路线图指示，让接受培训的人员明确安全下户口、避险设施的位置，并快速选择最佳逃生线路进入救生舱内。

4.5产品核心竞争力

4.5.1产品主要性能特征

（1）KJYF系列矿用可移动式救生舱,采用钢质等硬质、抗高温老化、无腐蚀性、无公害的环保材料制造而成；

（2）能承受2万立方米冒顶塌方时来自煤层的压力；

（3）对外可抵御25米水深压力和煤粉尘瓦斯爆炸产生的冲击波；

（4）可移动救生舱配有轮子，方便移动和入位停放；

（5）其强大的生命维持系统保障遇险人员在舱内生存4—30天左右；

（6）遇险人员可通过舱内配备的电子监测通讯设备，引导外界救援；

（7）应用领域和市场前景极其广阔。

4.5.1产品竞争优势

KJYF系列矿用可移动式救生舱具有以下显著优点：

4.6研究与开发计划

公司依托我校强大的科研力量，不断将最新的科研成果转化成公司的现实生产力。

天瑞重安科技有限公司成立初期就投入大量资金投入进行研发，在第一代产品KJYF系列矿用可移动式救生舱投放市场的同时，加紧研发第二代产品可折叠式软硬结合矿用可移动式救生舱、固定式避难硐室以及用于矿井生命救援的其它设备设施，如生命探测仪，井下人员定位系统等产品，是产品性能更完善，应用范围更广阔。

4.7产品展望

公司在不断根据市场需要研发系列产品的同时进行产品的升级换代。

在进一步积累实践经验后，公司将进入监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、通信联络系统、压风自救系统、供水施救系统领域进行生命保障设备的研发。

在特殊情况下，我们的小型救生舱进入家庭完全可为一个家庭支撑起一个保障生命的“安全岛”。

社会公共场所内若用救生舱，更多的人可以从容应对类似地震、火灾等更多的灾害。

7.生产与运作管理

7.1生产运作管理概述

天瑞重安科技有限公司立足国内市场，以先进的管理理念为指导，制定本产品的生产运作战略，从而达到企业的经营目标。

生产运作管理是一个流动过程的管理，从产品的开发设计到用户使用，在综合考虑宏观经济和产业政策的基础上，根据市场需求及变化，满足客户需求，进行生产技术的选择，尽量减少库存和设备更新，力求人力资源合理配置，从而降低产品成本，实现产品成本领先战略。

高效、低耗、灵活和准时地生产出符合市场需求的合格产品，提供优质服务是公司不懈追求的目标。

公司不断推出新产品，以适应和满足煤矿安全和矿工生命保障的需要。

公司以质量求生存、以科技促发展，与用户精诚合作、共创美好未来。

7.2产品研发和市场开拓

公司依托我校强大的科研力量，不断将最新的科研成果转化成公司的现实生产力。

天瑞重安科技有限公司成立初期就投入大量资金投入进行研发，在第一代产品KJYF系列矿用可移动式救生舱投放市场的同时，加紧研发我们的第二代可折叠式软硬结合式救生舱和主要用于矿山生命保障救援的系列产品等，然后再进一步研发面向地震、火灾等灾害防治的救生设备。

公司在不断根据市场需要研发系列产品的同时进行产品的升级换代，使产品性能更加完善，使用范围更广。

公司在市场开拓初期，目标市场主要定位于西北地区，依托公司的三大股东，在陕西榆林，陕西韩城，陕西铜川，宁夏灵武，内蒙古鄂尔多斯都建立了代理商。

在公司进一步发展的基础上，公司将力求将市场拓展到全国，建立完善的销售网络。

7.3生产与运作系统

7.3.1选址及厂房布置

天瑞重安科技有限公司的生产厂房设在西安市高新区。

根据4M标准，即：

第一，把一次性成本降到最低。

第二，把运营成本降到最低。

第三，把潜在的风险降到最低。

第四，把机会放到最大，决定将公司的生产厂房设在西安市高新区。

图7-1西安市高新区

厂房布置采用产品专业化布置，把生KJYF系列矿用可移动式救生舱所需的机器设备按照工艺流程顺序排列，分别置