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[摘 要]为了促进主动逃生与矿井紧急避险系统相结合，研制了矿用逃生救援接力站。详细描述了该接力站的结构、工作原理，分别对接力站各部件的设计进行详细阐述，并进行了工艺性试验。该接力站储存有自救器，且提供换戴自救器的空间，具备氧气供给、逃生指引及通信等功能，为遇险人员安全逃生提供可靠支持。
[关键词]矿用逃生；接力站；自救器；紧急避险系统
中图分类号：X936 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0320-01
0 引言
紧急避险系统[1]作为国务院重点推进项目已经在全国铺开，全国各处煤矿陆续开始或已经安装了救生舱和避难硐室，但面临避险系统的特殊性，如矿工主动施救，逃离灾变区域，与救援系统相互结合和支撑方面还存有不足。为此，国家相关部门、科研院所和煤矿企业一直在研究矿井紧急救援系统进一步的应用模式，力求在高安全、低投入、易救援等几个方面，推动国家对相关政策进行调整，支持井下主动逃生与自救设备的研制，促进“主动逃生与现有紧急避险”[2]有效结合。
随着采矿技术发展，矿井回采工作面的推进长度逐年加大，有时工作面的进、回风巷道长度能达到2000m以上，一旦发生大的瓦斯突出、爆炸、火灾事故，仅靠现有30min或45min自救器，遇险矿工很难安全撤离出事故波及范围。急需一种支持逃生过程补给的矿用逃生接力站（以下简称“接力站”），内部储存一种有效防护时间更长的隔绝式自救器，且提供安全换戴自救器的空间，为井下遇险人员安全逃生提供可靠支持，并为救援人员提供一定的信息与动力支撑[3]。
1 接力站结构和工作原理
接力站由壳体、自救器、氧气供给系统、排气系统、动力保障系统、环境检测系统、接力通信和定位系统、逃生指引报警系统、补给站内照明和生命保障系统等组成，见图1。
当矿井发生灾害时，逃生人员根据声光报警和语音指示来到接力站，打开补给站侧边密闭门，进入补给站内，打开备用电源开关，开启照明灯，同时关闭该密闭门。取备用自救器，打开氧气供给阀门，取下在用自救器，口鼻正对呼吸小面罩呼吸，同时换戴新自救器，离开时关闭压风，打开正面密闭门并将已换下自救器放置于接力站外，关闭密闭门。按避灾路线紧急逃生，或进入前方补给站接力逃生。
2 主要部件设计
2.1 壳体
按4人同时换戴自救器所需空间以及储存接力自救器30台等占用空间，得出接力站壳体结构尺寸为：1.6m×1.2m×1.8m（长×宽×高）左右。
壳体外形结构为长方体，采用Q345钢板及槽钢焊接成型；采用双密闭门结构，一进一出；预留压风、通信天线、电源和排气阀等接口。
2.2 氧气供给系统
采用压风供气和空气瓶供气两种供气方式，供气原理见图2。
压风气源与矿井压风系统联接，前端设置油水分离器、过滤器和减压阀等，以保证输入接力站压风洁净及输出压力在0.3～0.5MPa之间。
压风损坏后，由压缩空气瓶进行供气。按每
人更换自救器平均时间2min，（30～50）L/min·人流量供气，则可计算出30人次所需供气量应不小于3000L，则接力站内配置一瓶40L/15MPa规格的空气瓶则可满足供气要求。压缩空气经减压阀减压至0.1～0.5MPa后，通过呼吸小面罩供人呼吸。
2.3 逃生指引报警系统
采用声光警示报警器和语音提示相结合，均布置在壳体上方醒目位置。
声光报警器采用某公司KXB24型聲光爆炸装置，声级强度在距其1m远处不小于80dB（A），光信号在黑暗中20m处清晰可见。
语音提示采用某厂KXB127型矿用隔爆兼本安型声光报警器进行技术改装，实现语音声级在距其1m远处不低于80dB（A）效果。
2.4 动力保障系统
为了保证接力站声光报警和环境监测系统的用电，配置一套备用电源，提供12V、18V和24V的本安输出。电池容量大于1200Wh，可满足接站的用电需求。
2.5 环境检测系统
配置CH4、CO2、CO、O2、温度传感器各1台，与矿井监控系统联网，实时监测接力站内环境参数。
2.6 接力通信和定位系统
接力站配置一部有线矿用防爆电话机，与矿井调度室相通，实现有线通信。
接力站无线通信和人员定位由KT121M系统的无线路由器以及本安手机组成，见图3、图4。其中，无线路由器井下巷道单跳无线通信距离为500m～800m，本安手机通信距离大于150m。
3 结论
该矿用逃生接力站在重庆某煤矿进行了工业性试验，对接力站供气、逃生指引报警功能、动力保障、接力通信及环境检测功能等进行了试验，结果表明：矿用逃生接力站各系统运行正常，供氧可靠，更换自救器及时可靠，通信畅通，能实现接力避险功能。
参考文献
[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定[EB/OL].www.safehoo.com/Laws/Trade/Coal/201101/168370.shtml，2011.01.28.
[2] 张祖敬，刘林，余秀清.矿用逃生救援补给站设计及井下布局研究[J].煤炭技术，2014，33（9）：296-299.
[3] 何廷梅，余秀清，张世涛等.矿用逃生救援补给站[P].中国专利：201420743723.6，2014-12-01.
[关键词]矿用逃生；接力站；自救器；紧急避险系统
中图分类号：X936 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0320-01
0 引言
紧急避险系统[1]作为国务院重点推进项目已经在全国铺开，全国各处煤矿陆续开始或已经安装了救生舱和避难硐室，但面临避险系统的特殊性，如矿工主动施救，逃离灾变区域，与救援系统相互结合和支撑方面还存有不足。为此，国家相关部门、科研院所和煤矿企业一直在研究矿井紧急救援系统进一步的应用模式，力求在高安全、低投入、易救援等几个方面，推动国家对相关政策进行调整，支持井下主动逃生与自救设备的研制，促进“主动逃生与现有紧急避险”[2]有效结合。
随着采矿技术发展，矿井回采工作面的推进长度逐年加大，有时工作面的进、回风巷道长度能达到2000m以上，一旦发生大的瓦斯突出、爆炸、火灾事故，仅靠现有30min或45min自救器，遇险矿工很难安全撤离出事故波及范围。急需一种支持逃生过程补给的矿用逃生接力站（以下简称“接力站”），内部储存一种有效防护时间更长的隔绝式自救器，且提供安全换戴自救器的空间，为井下遇险人员安全逃生提供可靠支持，并为救援人员提供一定的信息与动力支撑[3]。
1 接力站结构和工作原理
接力站由壳体、自救器、氧气供给系统、排气系统、动力保障系统、环境检测系统、接力通信和定位系统、逃生指引报警系统、补给站内照明和生命保障系统等组成，见图1。
当矿井发生灾害时，逃生人员根据声光报警和语音指示来到接力站，打开补给站侧边密闭门，进入补给站内，打开备用电源开关，开启照明灯，同时关闭该密闭门。取备用自救器，打开氧气供给阀门，取下在用自救器，口鼻正对呼吸小面罩呼吸，同时换戴新自救器，离开时关闭压风，打开正面密闭门并将已换下自救器放置于接力站外，关闭密闭门。按避灾路线紧急逃生，或进入前方补给站接力逃生。
2 主要部件设计
2.1 壳体
按4人同时换戴自救器所需空间以及储存接力自救器30台等占用空间，得出接力站壳体结构尺寸为：1.6m×1.2m×1.8m（长×宽×高）左右。
壳体外形结构为长方体，采用Q345钢板及槽钢焊接成型；采用双密闭门结构，一进一出；预留压风、通信天线、电源和排气阀等接口。
2.2 氧气供给系统
采用压风供气和空气瓶供气两种供气方式，供气原理见图2。
压风气源与矿井压风系统联接，前端设置油水分离器、过滤器和减压阀等，以保证输入接力站压风洁净及输出压力在0.3～0.5MPa之间。
压风损坏后，由压缩空气瓶进行供气。按每
人更换自救器平均时间2min，（30～50）L/min·人流量供气，则可计算出30人次所需供气量应不小于3000L，则接力站内配置一瓶40L/15MPa规格的空气瓶则可满足供气要求。压缩空气经减压阀减压至0.1～0.5MPa后，通过呼吸小面罩供人呼吸。
2.3 逃生指引报警系统
采用声光警示报警器和语音提示相结合，均布置在壳体上方醒目位置。
声光报警器采用某公司KXB24型聲光爆炸装置，声级强度在距其1m远处不小于80dB（A），光信号在黑暗中20m处清晰可见。
语音提示采用某厂KXB127型矿用隔爆兼本安型声光报警器进行技术改装，实现语音声级在距其1m远处不低于80dB（A）效果。
2.4 动力保障系统
为了保证接力站声光报警和环境监测系统的用电，配置一套备用电源，提供12V、18V和24V的本安输出。电池容量大于1200Wh，可满足接站的用电需求。
2.5 环境检测系统
配置CH4、CO2、CO、O2、温度传感器各1台，与矿井监控系统联网，实时监测接力站内环境参数。
2.6 接力通信和定位系统
接力站配置一部有线矿用防爆电话机，与矿井调度室相通，实现有线通信。
接力站无线通信和人员定位由KT121M系统的无线路由器以及本安手机组成，见图3、图4。其中，无线路由器井下巷道单跳无线通信距离为500m～800m，本安手机通信距离大于150m。
3 结论
该矿用逃生接力站在重庆某煤矿进行了工业性试验，对接力站供气、逃生指引报警功能、动力保障、接力通信及环境检测功能等进行了试验，结果表明：矿用逃生接力站各系统运行正常，供氧可靠，更换自救器及时可靠，通信畅通，能实现接力避险功能。
参考文献
[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定[EB/OL].www.safehoo.com/Laws/Trade/Coal/201101/168370.shtml，2011.01.28.
[2] 张祖敬，刘林，余秀清.矿用逃生救援补给站设计及井下布局研究[J].煤炭技术，2014，33（9）：296-299.
[3] 何廷梅，余秀清，张世涛等.矿用逃生救援补给站[P].中国专利：201420743723.6，2014-12-01.