煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)應(yīng)急救援車的研究與試用

黃延春

（山西介休義棠城峰煤業(yè)有限公司，山西 介休 032000）

煤礦井下避難硐室是緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)遇險(xiǎn)礦工脫離危險(xiǎn)區(qū)沿著避災(zāi)路線進(jìn)入避難硐室后，利用硐室中儲(chǔ)存的氧氣、食物等維持生存。但是這些物品是有限的，為了更好地保證其生存，直至被安全救出，從地面提供生存必需品是首要的供給途徑。供給方法是通過(guò)鉆孔將避難硐室和地面連通，在鉆孔內(nèi)敷設(shè)管線，在地面鉆孔口利用救援設(shè)備設(shè)施，提供硐室避難人員所需給養(yǎng)，同時(shí)觀察避難人員的生存情況。為滿足避難硐室實(shí)際需求，利用車載救援設(shè)備提供供給、監(jiān)測(cè)的方式是一種既節(jié)約投資，又便于管理的思路?；谶@種設(shè)想，設(shè)計(jì)研制了應(yīng)急救援車。

1 應(yīng)急救援車的用途

應(yīng)急救援車主要服務(wù)于鉆孔型及專用管路型永久避難硐室，當(dāng)井下發(fā)生事故，六大系統(tǒng)遭到破壞時(shí)，應(yīng)急救援車可以迅速趕到事故礦井現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)通過(guò)對(duì)接系統(tǒng)及鉆孔與井下避難硐室實(shí)現(xiàn)對(duì)接，進(jìn)行直接通信、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、人員定位、數(shù)據(jù)傳輸、向井下供給流食、供電、供風(fēng)等工作，為避險(xiǎn)人員的生存提供保障。

2 應(yīng)急救援車結(jié)構(gòu)組成及布局

2.1 結(jié)構(gòu)組成

應(yīng)急救援車由空壓機(jī)組、發(fā)電機(jī)組、變壓器、操作臺(tái)、監(jiān)控機(jī)、流食輸送裝置、接口箱及附屬設(shè)施組成。

（1）根據(jù)井下避難硐室中的用電功率及應(yīng)急車自身用電量選取發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)組容量為30kW，輸出電壓為AC380V，能滿足該礦避難硐室的需要。

（2）變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力轉(zhuǎn)換為AC660V、AC380V、AC220V和AC127V，統(tǒng)一連接到控制臺(tái)，再通過(guò)接口箱的接口與井下連接，從而滿足井下各系統(tǒng)及地面各救援裝備的用電需求。

（3）控制臺(tái)上設(shè)置有觀測(cè)井下各種檢測(cè)參數(shù)的儀表面板及發(fā)電機(jī)控制面板，還設(shè)置有電話交換機(jī)，使得救援車上電話與井下避難硐室電話能及時(shí)接通。

（4）監(jiān)控機(jī)包括監(jiān)測(cè)監(jiān)控分站及視頻接口，監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和視頻的內(nèi)容在控制臺(tái)上的顯示器顯示。

（5）流食輸送裝置由水箱、真空吸水泵等組成。

（6）接口箱由660V電力快速接口、信號(hào)快速接口及視頻光纖快速接口組成。

（7）附屬設(shè)施包括熒光聲能電話、微型紅外光纖攝像頭及配套的韌性線纜，以及移動(dòng)控制室的吊臂。在控制室安裝有儲(chǔ)物箱柜，可分別存放各礦所需裝備。

2.2 布局結(jié)構(gòu)

應(yīng)急救援專用車集成了供電保障系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控通信系統(tǒng)等，并通過(guò)對(duì)接系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鉆孔與井下避難硐室互接。在井下系統(tǒng)遭到破壞時(shí)，為避難硐室提供動(dòng)力、通信、食品等。該車?yán)酶魯鄬④噹譃榭刂剖液驮O(shè)備工作室兩部分?？刂剖曳胖貌僮髋_(tái)，用于控制車上的電器輸入（出）、實(shí)現(xiàn)人員定位和監(jiān)測(cè)監(jiān)控功能。

3 功能說(shuō)明

3.1 電話通信

應(yīng)急救援車通過(guò)車上直通電話與井下避難硐室內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接，與受困人員進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，及時(shí)了解井下人員的狀況。使用方法：（1）呼叫分機(jī)：拿起電話，即可向分機(jī)呼叫，分機(jī)響鈴，分機(jī)摘機(jī)后雙方可實(shí)現(xiàn)通話，通話完畢雙方掛機(jī)；（2）接收分機(jī)呼叫：當(dāng)分機(jī)摘機(jī)，即向本機(jī)呼叫，本話機(jī)響鈴，摘機(jī)后雙方便可實(shí)現(xiàn)通話，通話完畢雙方掛機(jī)。

3.2 視頻傳輸

視頻傳輸光纖通過(guò)光端機(jī)將視頻信號(hào)輸送至監(jiān)控機(jī)，可及時(shí)了解避難硐室內(nèi)的情況。視頻采用四路外置式視頻采集卡，通過(guò)光纖傳輸信號(hào)。使用方法：（1）將視頻采集卡插入主機(jī)箱USB接口；（2）打開相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)軟件即可。

3.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

救援車上配置了與各個(gè)礦對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接口，需要時(shí)同監(jiān)控機(jī)接駁，利用相應(yīng)的軟件，即可實(shí)現(xiàn)避難硐室監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的上傳。

3.4 人員定位

救援車上配置了與各個(gè)礦對(duì)應(yīng)的人員定位數(shù)據(jù)接口，需要時(shí)同監(jiān)控機(jī)接駁，利用相應(yīng)的軟件，即可實(shí)現(xiàn)避難硐室人員定位數(shù)據(jù)的上傳。

3.5 空氣輸送

由空壓機(jī)LGCY- 32/10向井下避難硐室內(nèi)受困人員提供新鮮空氣，驅(qū)動(dòng)方式為柴油驅(qū)動(dòng)。

3.6 電力系統(tǒng)

車載平臺(tái)可為井下固定救生艙、避難硐室緊急提供AC660V、AC380V、AC220V和AC127V電源。AC660V由工作變壓器提供，通過(guò)操作控制箱控制，經(jīng)過(guò)接口箱進(jìn)行輸送；AC380V由STC直接提供，控制箱輸送到接口箱；AC220V由工作變壓器提供，漏電控制器保護(hù)后，控制箱內(nèi)輸出到插排和輸出端口直接輸送：AC127V由工作變壓器提供，經(jīng)過(guò)控制箱接輸入、輸出端輸送。

3.7 提供營(yíng)養(yǎng)液

車內(nèi)設(shè)有特殊的營(yíng)養(yǎng)液輸送系統(tǒng)，能為井下避難硐室內(nèi)被困人員提供充分的營(yíng)養(yǎng)液體，以保證受困人員的生活需求。主要通過(guò)流食輸送裝置來(lái)完成，工作電源為AC220V。

4 應(yīng)急救援車對(duì)接操作、注意事項(xiàng)及維護(hù)

4.1 通過(guò)鉆孔與避難硐室對(duì)接操作

鉆孔對(duì)接設(shè)施系統(tǒng)包括壓風(fēng)管接口（法蘭盤）、水管和信號(hào)線集成箱，連接時(shí)用插頭快接，即插即用。應(yīng)急救援車啟動(dòng)前，應(yīng)先連接車上的地線，防止發(fā)生漏電事故。救援車與鉆孔對(duì)接系統(tǒng)的具體連接方法如下：

（1）井下供電線路連接。應(yīng)急救援車上的三相交流柴油發(fā)電機(jī)（功率32kW）發(fā)電后經(jīng)過(guò)車載變壓器（額定容量30kV·A）輸出到控制臺(tái)，再到車上的電源接口箱，通過(guò)帶插頭的供電線路與鉆孔處的電源接口相連接，啟動(dòng)救援車發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)向井下供電。

（2）井上下電話通信連接。用電話信號(hào)線，一端連接鉆孔處集成信號(hào)箱中的電話信號(hào)線接口，另一端連接應(yīng)急救援車接口箱的電話輸入口，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后實(shí)現(xiàn)井上電話通過(guò)程控交換機(jī)提供的信號(hào)通話。

（3）井下視頻顯示。應(yīng)急救援車車載電腦裝有視頻顯示軟件，在礦井實(shí)地試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)主要使用光纖和信號(hào)線傳輸信號(hào)。使用光纖傳輸信號(hào)：鉆孔處安置光端輸出口，通過(guò)視頻傳輸信號(hào)線連接光端機(jī)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換器連接至電腦，啟動(dòng)電腦和視頻軟件顯示井下視頻信號(hào)。使用數(shù)據(jù)信號(hào)線傳輸信號(hào)：鉆孔處安置視頻信號(hào)輸出端，通過(guò)視頻傳輸信號(hào)線連接，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換器連接至電腦，啟動(dòng)電腦和視頻軟件顯示井下視頻信號(hào)。

（4）監(jiān)測(cè)監(jiān)控顯示連接。鉆孔處安置數(shù)據(jù)集成信號(hào)箱，連接監(jiān)測(cè)監(jiān)控信號(hào)輸出端，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)線連接救援車信號(hào)箱相應(yīng)的接口，經(jīng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信號(hào)轉(zhuǎn)換接口連接至電腦，啟動(dòng)電腦和監(jiān)測(cè)監(jiān)控軟件顯示井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控傳感器傳來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（5）人員定位顯示。鉆孔處安置數(shù)據(jù)集成信號(hào)箱，連接人員定位信號(hào)輸出端，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)線連接救援車信號(hào)箱相應(yīng)的接口，經(jīng)人員定位信號(hào)轉(zhuǎn)換接口連接至電腦，啟動(dòng)電腦和人員定位軟件顯示井下監(jiān)測(cè)基站傳來(lái)的人員定位數(shù)據(jù)信息。

（6）井下壓水（流食）。應(yīng)急救援車自帶容量為320L的水箱，并配有抽水泵和壓水泵用于上水和壓水。在車上安置三個(gè)水口，分別是：上水口、出水口和溢水口。通過(guò)水管一端連接應(yīng)急車上的出水口，另一端連接鉆孔處的水管接口，通過(guò)通信電話，通知避難硐室內(nèi)人員打開水閥門，接著打開車上水箱閥門，插電使用壓水泵實(shí)現(xiàn)井下供水。

（7）井下壓風(fēng)。用壓風(fēng)管一端與鉆孔處的風(fēng)管連接，另一端連接壓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口。壓風(fēng)設(shè)備供電后利用自身內(nèi)部壓力產(chǎn)生壓力風(fēng)流，通過(guò)壓風(fēng)管路向井下避難硐室輸送地面新鮮空氣。

4.2 要求及注意事項(xiàng)

（1）救援時(shí)應(yīng)急車與避難硐室對(duì)接完成后，要注意各系統(tǒng)啟用順序，如井下停電時(shí)，應(yīng)先使用電話聯(lián)系，再通過(guò)人員定位系統(tǒng)找人，同時(shí)供風(fēng)，再通過(guò)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)了解硐室情況。（2）要安排專人時(shí)刻注意觀察壓水功能開啟后，井下避難硐室內(nèi)水路供給發(fā)生的變化，如水流聲音、氣流聲音等，并通過(guò)通信電話向地面救援車反饋信息以便及時(shí)掌握硐室情況。（3）壓風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)要嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書操作。（4）使用時(shí)注意防火，在設(shè)備工作室附近嚴(yán)禁煙火，車上的滅火器要保持完好。

4.3 使用和維護(hù)

該應(yīng)急救援車功能齊全，移動(dòng)方便，為礦山井下?lián)岆U(xiǎn)救災(zāi)帶來(lái)了極大的方便。在日常保養(yǎng)過(guò)程中，要定人、定期檢驗(yàn)車輛及柴油量，保證車輛能穩(wěn)定可靠的行駛；柴油發(fā)電機(jī)、供電系統(tǒng)及負(fù)載設(shè)備也需要定期檢驗(yàn)、操作演練，保持良好的工作狀態(tài)；通信、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、人員定位系統(tǒng)需要專人定期聯(lián)網(wǎng)操作，保持通信的實(shí)時(shí)與暢通。

5 結(jié) 論

煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)應(yīng)急救援車是井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的輔助應(yīng)急救援裝備，能進(jìn)一步完善永久避難硐室的各項(xiàng)避災(zāi)功能，可以持續(xù)不斷地為硐室內(nèi)避難人員提供食物、新鮮風(fēng)、電力等，且能監(jiān)測(cè)硐室內(nèi)生存環(huán)境，為避難硐室提供了額外保障。當(dāng)前城峰煤業(yè)公司已為礦山救護(hù)大隊(duì)配備應(yīng)急救援車2輛，可為該礦及集團(tuán)公司多個(gè)礦井的避難硐室提供有效服務(wù)。在礦井建設(shè)井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)時(shí)，僅需設(shè)置能與應(yīng)急救援車配套的鉆孔即可，無(wú)需建造固定的供給氧氣、供風(fēng)、供電設(shè)施和設(shè)備，可以為企業(yè)節(jié)省大量資金。