煤矿安全救生舱对煤矿井下救生舱逃生门结构的研究

时间：2019-05-01 03:13:31　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】本文对煤矿井下可移动式救生舱的逃生门的结构形式进行了阐述，通过对比、分析，提出自己的基本观。　　【关键词】逃生门；救生舱；防爆密闭；强度；密封　　一、逃生门在救生舱中的位置和作用
　　1.救生舱中的逃生门和基本概念：
　　“逃生门”一词，顾名思义，就是能够在紧急情况下为逃生设置的门，意思应为救命之门。要从这里逃生，而是指对于救生舱这个避难所来讲，开始启动其中的生命保障系统必须要穿过这个门，通过此门后，才能打开保障生存的氧气，制冷剂的阀门在舱内使其循环起来，使人可以在舱内生存若干时间（我国规定最低应为96小时），为外界的抢险救援赢得宝贵的时间，从而保护了生命。因此在生存舱和设备舱之间的一道密闭门被称作“逃生门”。
　　基于这种情况，目的虽然相同，但应用位置不同，功能和特点有着较大的区别。当井下发生紧急情况后人员进入救生舱后，首先就是要启动生命保障系统。这样人才可以呼吸和生存。因此这个门是必须要在第一时间快速打开的，否则舱内的氧气和制冷剂就无法在生存舱内进行循环。因此，这道门它就是一个“生命之门”。它的特点是要开，关自如，密封良好，操作方便。而舱壁上的逃生门要和舱壁一样承受不小于0.3Mpa冲击力和冲击，在撤离救生舱时才可以用到它。当两端的舱门失效时它是必须要有的，否则后果不堪设想。所以它的强度要求高，密封性要求也严格，但作用时间应在最后，当两端舱门无损，便不需要使用该门。但设计上必须要加上此门，以杜绝逃生“隐患”。
　　2．对两个逃生门的具体要求：
　　①．位于生存舱和设备舱之间的逃生门，除需要上面所讲的“开关自如，密封良好，操作方便”之外，在门板厚度上较舱壁上的逃生门门板要薄，因为其不受高压作用。在密封上不要求密封介质具有较高的阻燃性，对密封压力要求较低，约在0.2MPa即可。因此整个门要求轻便，具有密封性，开关容易，保证具有良好的操作性能。
　　②.位于舱壁上的逃生门其要求必须是防爆密闭门，它主要要求能够承受高温，高压，耐冲击。同时对密封材料要求具有很高的阻燃性能，因此其钢板要厚，要有岩棉隔热，且要求在舱里和舱外均可开启和关闭。
　　③.在开启方式上，两个逃生门是不同的，在生存舱和设备舱之间的逃生门只要满足在生存舱一侧打开就可以了，因为人员进入救生舱其入口是在过渡舱（要先气幕洗涤，消毒）然后才能进入生存舱。而舱壁上的逃生门则必须满足两个方向都能开启而且要保证足够的密封压力。
　　二、逃生门的结构
　　1.逃生门的几何形状：
　　一般来讲，煤矿井下救生舱大都结构紧凑，除了满足人员生存和所需设备的最小空间外，一般不设计多余的空间，即本着在满足额定生存条件下的最小空间原则来设计救生舱的体积和形状。而逃生门的结构设计也不能脱离这个原则。所以在逃生门的几何形状上，普遍都采用圆形舱门，以节省空间。通常为便于人员的出入，舱门直径一般不小于600mm，根据救生舱使用的时间来看，随着时间的推移，人们越来越有经验和数据，其舱内逃生门在满足气密要求的前提下，向轻便化，舒适化发展。
　　2.逃生门的密封结构形式的选择：
　　逃生门的密封结构形式通常采用填料式，具体应用上有如下两种方式：
　　①．油封沟槽式软填料密封：
　　这种密封方式要求加工精度较高，即在门的定位圈表面车出沟槽，然后在槽内装阻燃密封圈，密封效果尚可，但存在着结构上的弊病，即当定位间隙较小时（通常小于1）时由于胶圈发涩，安装和拆卸困难，这对于逃生门来讲是不适合的。当前已经不采用此种结构。
　　②.平面压封式密封：
　　这种密封方式是在门的定位圈外圈的端面上加装弹性密封圈。一般采用具有空气隙的弹性阻燃橡胶，用胶粘的方式粘在门的定位面上，高度易于控制，压缩量大，当门的预紧力达到一定程度时，密封效果很好，且保证了开闭自如，操作方便，这种方式现正被广泛采用。
　　③.逃生门压紧机构的设计：
　　逃生门的密封是需要一定的外力来压紧弹性体而产生密封作用的，而产生压紧力的装置在逃生门上通常有如下两种：
　　一是采用螺旋转动式使锁舌沿斜面（5°）滑动产生锁紧力，这种机构锁定可靠，压紧力大，自锁能力强，但结构较复杂，不够紧凑。占用空间大，但仍有很多家制造厂采用此种结构。对于舱壁上的逃生门比较通用。目前多采用双手轮双面开启机构。
　　二是救生舱内的逃生门采用薄门板外配压紧凸轮式进行压紧，舱门轻便，易于操作，密封也比较好，单面开门，占用空间小，是内舱逃生门较为理想的结构形式。
　　3.逃生门材质的选择：
　　逃生门的材质，对于舱壁的逃生门，其材质应与舱体材质一致，这是无需置疑的。而生存舱和设备舱之间的逃生门的材质，在满足舱门开关过程中不变形或变形较小，不影响密封的条件下，尽量采用轻质材料，以方便狭小空间内的操作。但选用的前提是其强度指标应接近于Q235，即其抗拉强度，屈服极限不能低于200Mpa，根据我国新型轻质材料的开发，在铝合金一族中就有强度满足此要求的合金材料，如T5状态下的6063铝合金材料可高达230Mpa，已初步满足救生门的最佳材料选择。故当前救生舱的逃生门在满足强度，刚性的基础上，应首选轻质材料，其成本有上升，其升幅较小，但实用价值较高。
　　三、需要说明的事项
　　1．关于煤矿井下可移动式救生舱，由于其在井下所处的位置通常靠近于采掘作业面，比井下永久性和临时性避难硐室更加接近于危险区域，由于通道狭小，所以救生舱通常制作的容积较小，舱内设备密度大，所以舱体空间较小，相对于能够避难的人数就较少，因此才出现在舱内设有逃生门的必要，这也说明了救生舱所处的逃生环境恶劣，所以设计好煤矿井下救生舱的逃生门结构也是一项十分关键的举措。在当前井下采用的永久性和临时性避难硐室内，由于生存环境较救生舱宽松，因此可容纳的避难人数较多（目前最多可容纳100人），所以在结构上有所不同，并设有逃生门这个设备。
　　2．煤矿井下可移动式的救生舱设计中，它把人员生存舱和设备舱进行了严格的区分并严格规定设备舱内不许有人。这是因为设备舱内是高压氧气和高压制冷剂。具有一定的气味和腐蚀性。由于是井下无电式操作，所以不能采用自动方式开启循环氧和制冷剂。必须依靠人工来打开氧气和制冷剂气瓶的开关，所以必须设置有沟通生存舱和设备舱的生命通道，紧急情况下打开气阀供氧，迅速降低舱内由于舱外由于爆炸产生的高温这两点正是逃生自救的关键，所以该门则名副其实为“逃生门”，那么它的品质关系到逃生的质量高低，所以逃生门的结构则是至关重要的。
　　3．井下救生舱在我国煤矿中的应用目前还属初次运用，一切有待于时间的验证，对于救生舱的结构，各生产厂家都在摸索中，因为它的结构设计应该是有待进一步来完善，这需要方方面面的辛勤努力才能日趋完善起来。所以它需要一个过程，但不管怎样，思考好，设计好逃生门的结构是整个救生舱设计的重要一环。
　　参考文献
　　[1]成大先主编.机械设计手册.化学工业出版社
　　[2]煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定.中国煤矿安监司发布

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