【正文】 在利用傳感器或綜合氣體參數(shù)測(cè)試儀器的前提下，參數(shù)確定如下； （ 1） 甲烷測(cè)量范圍： 0～ 100%CH4 （ 2） 一氧化碳測(cè)量范圍： 0～ 1000179。 3）配接傳感器的技術(shù)參數(shù) A、選擇依據(jù) 首先依據(jù)《煤礦井下避難所試點(diǎn)建設(shè)基本要求（試行）》及《煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定》；其次依據(jù)各種傳感器和通信設(shè)備各自產(chǎn)品的 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等要求；第三，廣泛調(diào)研市場(chǎng)用戶，聽(tīng)取他們的意見(jiàn)和建議。只有具備采集和顯示艙內(nèi)外災(zāi)害氣體濃度，如一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、溫度和艙內(nèi)部壓力等，及時(shí)供艙內(nèi)避難人員掌握和判別災(zāi)害環(huán)境，并根據(jù)艙內(nèi)配套救生設(shè)備及時(shí)采取自救措施，才能最大限度地緩解艙內(nèi)待救人員的精神壓力，并能最大限度的保證逃生人員的安全。 在避難所數(shù)據(jù)采集顯示設(shè)計(jì)方面，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用戶的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)如下方案： 利用甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器監(jiān)測(cè) 避難硐室 內(nèi)外環(huán)境參數(shù)。因此，設(shè)計(jì) 4路本安電源輸出，為提高各類(lèi)負(fù)荷設(shè)備抗干擾性能，此 4 路電源輸入各自獨(dú)立。 在監(jiān)測(cè)內(nèi)容分類(lèi)方面，第一類(lèi)是監(jiān)測(cè)避難 硐室 內(nèi)的 CO、 CO OCH溫度和壓力等，可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電；第二類(lèi)是監(jiān)測(cè)避難所外部災(zāi)害參數(shù)，設(shè)置在避難所內(nèi)的數(shù)據(jù)采集顯示儀表以及救援通信設(shè)備或艙內(nèi)照明等，可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電；第三類(lèi)是監(jiān)測(cè)避難 硐室 外部 CO、 CO O CH4， 可考慮設(shè)計(jì)一路大容量本安電源綜合供電；第四類(lèi)是向避難 硐室 外部聲光指示器、巷道逃生指示器等設(shè)備用一路本安電源。 技術(shù)參數(shù) 1）主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定依據(jù) 在井下交流動(dòng)力電源輸入方面，目前我國(guó)礦井低壓供電系統(tǒng)動(dòng)力電源的電壓等級(jí)為正弦交流 1140V、 660V、 380V、 127V 和 36V。當(dāng)交流電源因山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 42 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 故停電時(shí)，自動(dòng)由備 用電池箱向該主機(jī)提供電池輸入供電 ， 并經(jīng)主機(jī)內(nèi)部本質(zhì)安全轉(zhuǎn)換，輸出本質(zhì)安全型電源，向避難所（艙）內(nèi)外本安設(shè)備供電。 避難硐室 環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置由 KJYF1 礦用多路電源箱、通用分站 、通信電纜及避難所（艙）內(nèi)外環(huán)境甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等組成。 第六節(jié) 井下避難 硐室 環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置 災(zāi)害發(fā)生時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)掌握 硐室 內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化情況，有利于避險(xiǎn)人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全避險(xiǎn)和及時(shí)出艙脫險(xiǎn)；也有利于地面救援人員把握被困人員現(xiàn)狀、通話調(diào)度和策劃最佳救援方案，應(yīng)安裝環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)。其中每 46 支鋼瓶通過(guò)高壓管路并聯(lián)后與減壓器輸入口連接，減壓器輸出口與避難所門(mén)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)相山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 41 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 連。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 40 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 圖 351 氣幕洗氣系統(tǒng)配置及原理 三 、主要技術(shù)指標(biāo) 減壓器入口壓力≥ 15MPa、出口壓力 0～ 2Mpa（可調(diào)）、流量≥4000L/min。當(dāng)避難所門(mén)開(kāi)啟時(shí)，避難所門(mén)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)即刻開(kāi)啟，空氣由氣幕向外噴出。 第 五 節(jié) 氣幕洗氣系統(tǒng) 一 、主要功能 由于避險(xiǎn)人員在開(kāi)啟井下過(guò)渡硐室 第一道防火門(mén)過(guò)程時(shí)會(huì)帶入一定濃度的 CO 及其它有毒、有害氣體，極易造成對(duì)避險(xiǎn)人員的二次傷害，因此，氣幕洗氣系統(tǒng)的功能是將壓縮空氣通過(guò)噴氣氣幕釋放大量的氣流將有毒氣體驅(qū)之門(mén)外，不會(huì)隨著避險(xiǎn)人員的進(jìn)入而帶入避難所內(nèi)。在 生存 硐室內(nèi)放置 過(guò)濾降溫除濕裝置 4 臺(tái)，其出 風(fēng)口與硐室主軸線角度為 度。 三 、主要技術(shù)指標(biāo) 對(duì) CO2的吸收（排除）能力不低于每人 ； 對(duì) CO 的吸收（排除）能力不低于 400ppm/h； 避難所內(nèi) CO2＜ %； 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 39 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 避難所內(nèi) CO＜ 24ppm； 空氣溫度≤ 35℃； 濕度≤ 85%。 關(guān)于 CO 過(guò)濾劑數(shù)量確定： 按照煤安監(jiān)司函辦【 2020】 34 號(hào)文件 “對(duì) CO 的吸收（排除）能力不低于 400ppm/h” 的要求以及人呼吸產(chǎn)生 的 CO 量為 2mg/m3為計(jì)算依據(jù)，并考慮災(zāi)害時(shí)期產(chǎn)生的 CO 氣體可能進(jìn)入避難所內(nèi)，且每個(gè)空調(diào)需要配備 1 盒 CO 吸收劑， 選擇 8 盒 CO吸收劑（其中 4 盒備用）。 100179。 空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水處理：在空調(diào)下方安裝一個(gè)接水盒，或用管路引流，通過(guò)過(guò)渡艙后排出到外部。 96=1152020（ BTU）。 96=3840000（ BTU）； 需要液態(tài) CO2總量 =3840000/275=（ Kg）； 選擇容積為 80L 的氣瓶，在充裝系數(shù)為 的條件下，需要的氣瓶總數(shù)為： (個(gè) )；根據(jù)安監(jiān)總煤裝【 2020】 15 號(hào)文件要求，永久避難硐室的備用系數(shù)不低于 ，確定氣瓶數(shù)量為 350個(gè)。 100 人 96 小時(shí)發(fā)熱總量 =400179。人在輕微活動(dòng)的條件下，每小時(shí)的發(fā)熱量為 400BTU（英熱單位，相當(dāng)于 102 大卡），而一公斤液態(tài) CO2蒸發(fā)汽化過(guò)程可以吸收 275BTU的熱量。該裝置由一個(gè)機(jī)械單元組成，通過(guò)配備規(guī)定數(shù)量的 CO2和 CO 吸收劑同時(shí)完成過(guò)濾、降溫、除濕功能。 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 36 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 圖 341 過(guò)濾降溫除濕集成裝置 一 、主要功能 過(guò)濾降溫除濕系統(tǒng)是對(duì)由于避險(xiǎn)人員在密閉的避難所中長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行呼吸所產(chǎn)生的 CO2及避險(xiǎn)人員由避難所外帶入的 CO 氣體通過(guò) CO2和 CO 吸收劑進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)由于人體溫度通過(guò)皮膚進(jìn)行散熱及來(lái)自于外部空間的熱源傳入而形成的溫升及對(duì)由于人體自 身呼出飽和濕度的氣體及人體自身汗液蒸發(fā)的濕度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。同時(shí)完成過(guò)濾、降溫、除濕功能。 新型專(zhuān)利過(guò)濾降溫除濕集成裝置，非電力驅(qū)動(dòng)，氣壓保持恒定，達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)空壓機(jī)和制冷除濕系統(tǒng)。 第 四 節(jié) 過(guò)濾降溫除濕系統(tǒng) 目前，國(guó)際上井下避難設(shè)施降溫方式有三種，一是 采用空壓機(jī)降溫 ；二是采用干冰降溫；三是無(wú)電力驅(qū)動(dòng)的空調(diào)技術(shù)。 圖 332 醫(yī)用壓縮氧氣供氧裝置原理 技術(shù)參數(shù)： 人均供氧量 L/min； 緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)氧氣濃度 ～ %； 兩套供氧系統(tǒng)用的減壓器入口壓力≥ 15MPa、出口壓力 0～ MPa（可調(diào)節(jié)）、最大流量不小于 60L/min； 山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 35 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 浮子流量計(jì)量程 0～ 60L/min 分度值 。由于減壓器輸出穩(wěn)定的壓力，因此在浮子流量計(jì)調(diào)節(jié)值一定時(shí)，通過(guò)浮子流量計(jì)的氧氣輸出量不會(huì)隨著氧氣瓶中的壓力變化而變化。在入風(fēng)側(cè)過(guò)渡硐室和回風(fēng)側(cè)過(guò)渡硐室內(nèi)放置 的鋼瓶，出口經(jīng)高壓管路并聯(lián)后集中至減壓器，減壓器將來(lái)自于氧氣瓶中的醫(yī)用壓縮氧氣壓力進(jìn)行減壓并輸出穩(wěn)定的壓力至可調(diào)節(jié)浮子流量計(jì)。 100=50（ L/min） 為了有效控制不同數(shù)量避險(xiǎn)人員時(shí)供氧量的輸出，選擇可調(diào)節(jié)流量計(jì)。 由于在災(zāi)變期間進(jìn)入救生艙內(nèi)避險(xiǎn)人數(shù)隨時(shí)變化，按人體對(duì)氧氣的消耗量 Q1= L/min 考慮，避險(xiǎn)人數(shù) N=100 時(shí)單位時(shí)間總供氧量： Q= Q1178。 這樣的壓縮氧鋼瓶數(shù)量在緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)完全可以容納，因此選用以貯存在鋼瓶中的壓縮氧氣作為供氧氣源的 供氧方式 —— 壓縮氧氣供氧裝置方案可行。 V1=109179。 100179。 N178。據(jù)資料介紹并根據(jù)我國(guó)人群身體狀況及遇險(xiǎn)時(shí)人體生理狀態(tài)，可以確定人體對(duì)氧氣的消耗量為 Q1= L/min。（ 12～ 18）次 /min179。呼吸頻率178。因此應(yīng)將與肺泡血液進(jìn)行氣體交換的空氣量作為確定氧氣消耗量的基 準(zhǔn)。 據(jù)資料介紹，人體在平靜坐姿時(shí)潮氣量為 500ml，生理無(wú)效腔體積為 300 ml， 呼吸頻率為 12～ 18 次 / min，肺每分通氣量為 6～ 9 L/min。較長(zhǎng)時(shí)間的高濃度氧氣不僅損壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，還可能導(dǎo)致高可燃環(huán)境。當(dāng)氧氣濃度大于 32%時(shí)，被稱(chēng)為肺氧中毒。當(dāng)氧氣濃度小于 %時(shí)，該情況稱(chēng)為缺氧 。 布置方式 在 生存 硐室內(nèi)座椅兩側(cè)布置 4 套壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置，裝置的入口通過(guò)管路與壓風(fēng)系統(tǒng)管路連接。 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理見(jiàn)圖 331 所示。 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置利用地面壓縮空氣通過(guò)管路（地面壓風(fēng)系統(tǒng)）作為氣源，經(jīng)過(guò)閥門(mén)后進(jìn)入過(guò)渡艙內(nèi)設(shè)置的水、灰塵、油的三級(jí)過(guò)濾，經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置的減壓器、浮子流量計(jì)、管路進(jìn)入氣體輸出端。因此以空氣作為供氧氣源的供氧方式 —— 壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置方案可行。因此人均 人的最大肺通氣量 m3/min 的要求，并在生存艙內(nèi)會(huì)形成正壓避免外界氣體向生存艙內(nèi)的侵入。 考慮到避險(xiǎn)人員在進(jìn)入采區(qū)固定式避難硐室前的運(yùn)動(dòng)程度及心理恐慌等原因。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)察局（ OSHA）要求面罩式呼吸器連續(xù)供氣量為 ～ 。因此本方案首先選擇利用煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)作為供氧裝置。 三、壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置 可行性研究 由于人體是依靠呼吸空氣進(jìn)行生存 ，因此對(duì)于呼吸系統(tǒng)而言首選氣源為空氣。由于上述個(gè)體呼吸防護(hù)裝備防護(hù)時(shí)間短，有些需要經(jīng)常檢查維護(hù)，因此上述個(gè)體呼吸防護(hù)裝備只能放在煤礦井下避難所內(nèi)作為備用或離開(kāi)避難所逃生時(shí)的供氧設(shè)備使用。 二、供氧方案的選擇 對(duì)于 煤礦個(gè)體呼吸防護(hù)裝備，目前有正壓氧氣呼吸器、壓縮氧自救器、化學(xué)氧自救器、過(guò)濾式自救器。因此，必須在避難所內(nèi)部設(shè)置具有向避險(xiǎn)人員提供氧氣以保證避險(xiǎn)人員能夠維持正常呼吸的供氧裝置。 五、衛(wèi)生間： 衛(wèi)生間內(nèi)配有處理避難人員產(chǎn)生的生活垃圾衛(wèi)生設(shè)施，如生物技術(shù)型衛(wèi)廁 ， 來(lái)保證硐室內(nèi)空氣環(huán)境衛(wèi)生清潔舒適。 三、輔 助硐室： 輔助硐室內(nèi)配有為生存艙內(nèi)過(guò)濾降溫除濕集成裝置提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的高壓液態(tài)二氧化碳鋼瓶、二氧化碳吸附劑、一氧化碳吸附劑及醫(yī)用氧氣供應(yīng) 系統(tǒng)，確保避險(xiǎn)人員生命安全。 配備獨(dú)立的內(nèi)外環(huán)境參數(shù)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)儀器， 在 突發(fā)緊急情況下人員避險(xiǎn)時(shí) ，能夠 對(duì)過(guò)渡硐室 內(nèi)的氧氣、一氧化碳，生存 硐室 內(nèi)的氧氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、溫度、濕度和 避難硐室 外的 氧氣 、甲烷、二氧化碳、一氧化山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 28 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 碳 進(jìn)行 檢測(cè)或監(jiān)測(cè) 。 二、生存硐室： 生存硐室內(nèi)部配置符合人體工程學(xué)原理的座位，座位下方有寬敞的儲(chǔ)物空間。 一、過(guò)渡硐室： 配備的密封過(guò)渡硐室可以容納 810 人，硐室內(nèi)配有壓風(fēng)供給系統(tǒng)和洗氣系統(tǒng)。避難硐室內(nèi)宜加配無(wú)線電話或應(yīng)急通訊設(shè)施。避難硐室還應(yīng)配備自備氧供氧系統(tǒng)，供氧量不小于 24 小時(shí)。 有條件的礦井宜為永久避難硐室布置由地表直達(dá)硐室的鉆孔，鉆孔 直徑應(yīng)不小于 200 毫米 。 避難硐室防護(hù)密閉門(mén)抗沖擊壓力不低于 兆帕 ， 應(yīng)有足夠的氣密性，密封可靠 、 開(kāi)閉靈活。生存室 內(nèi)設(shè)置不少于兩趟單向排氣管和一趟單向排水管，排水管和排氣管應(yīng)加裝手動(dòng)閥門(mén) 。永久避難硐室過(guò)渡室的凈面積應(yīng)不小于 米 2。 防護(hù)密閉門(mén)上設(shè)觀察窗，門(mén)墻設(shè)單向排水管和單向排氣管，排水管和排氣管應(yīng)加裝手動(dòng)閥門(mén)。外側(cè)第一道門(mén)采用既能抵擋一定強(qiáng)度 的 沖擊波 ， 又能阻擋有毒有害氣體的防護(hù)密閉門(mén)；第二道門(mén)采用能阻擋有毒有害氣體的密閉門(mén)。永久避難硐室應(yīng)確保在服務(wù)期間不受采動(dòng)影響，臨時(shí)避難硐室應(yīng)在服務(wù)期間避免受采動(dòng)損害。前后 20 米范圍內(nèi)巷道應(yīng)采用不燃性材料支護(hù)，且頂板完整、支護(hù)完好，符合安全出口的要求。 該避難 硐室 屬于逃生避難的一種先進(jìn)的高新技術(shù)裝備，主要應(yīng)用山西高平科興游仙山煤 業(yè)有限公司 緊急避險(xiǎn)設(shè)施 工程 實(shí)施方案 26 煤炭科學(xué)研究總院 沈陽(yáng) 研究院 于煤礦井下，同時(shí)也可用于非煤礦山、核電站、地鐵、地下停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。該產(chǎn)品能提供避難人員至少 96 小時(shí)所需的氧氣、水、食物以及所需的急救包、衛(wèi)生設(shè) 施、通信設(shè)備、環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備等。墻壁和頂板顏色為白色，底板地面鋪設(shè)淺色地板磚。除防護(hù)密閉門(mén)外，永久 避險(xiǎn) 硐室還通過(guò)壓風(fēng)系統(tǒng)、供電電纜與外界聯(lián)通，在墻體內(nèi)應(yīng)預(yù)埋管 線。 防護(hù)密閉門(mén)上設(shè)觀察窗，門(mén)墻設(shè)單向排水管和單向排氣管 。 由于硐室采用 我院設(shè)計(jì)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)先進(jìn)的整體過(guò)渡艙作為過(guò)渡硐室，過(guò)渡硐室的兩道門(mén)采用既能抵擋一定強(qiáng)度的沖擊波，又能阻擋有毒有害氣體的防護(hù)密閉門(mén)。錨固力不小于 70KN；錨索規(guī)格： L=6300mm，φ 鋼筋網(wǎng)規(guī)格：φ ， 100mm179。 主硐室采用錨（索）網(wǎng)噴支護(hù)加鋼筋砼砌碹聯(lián)合支護(hù)，輔助硐室采用錨（索）網(wǎng)噴支護(hù) 。 緊急避難硐室支護(hù)方式設(shè)計(jì) 該避難硐室主硐室采用錨網(wǎng)噴加鋼筋砼砌碹復(fù)合支護(hù)，噴厚度為50mm，砌碹厚度為 250mm（設(shè)單層鋼筋，保護(hù)層厚度距內(nèi)壁 50mm)，砌碹砼中添加 10%的防水劑，硐室鋪底厚度 200mm；輔助硐