矿用移动救生舱计算书.docx

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矿用移动救生舱计算书

HZ-MSC-12/96救生舱

计算说明书

.

目录

一、设计参数要求3

二、设计计算书4

1、救生舱容量及长度计算4

1.1标准要求4

1.2设计计算4

1.3计算结果5

2、氧气供应量计算5

2.1、标准要求5

2.2设计计算5

2.3计算结果6

3、空气净化装置计算6

3.1标准要求6

3.2设计计算6

4、空调系统的冷量计算7

4.1标准要求7

4.2设计计算8

5、生存保障配备8

6、备用蓄电池容量计算8

JSC-12/K（Y）救生舱各部件系统计算书

一、设计参数要求

项目

参数

额定人数，人

12

额定防护时间，h

≥96

抗冲击力，MPa

≥0.3

瞬间耐高温能力（≤0.2S），℃

1200

舱外持续耐高温能力，℃

≥55

舱内持续温度，℃

≤33±2

舱内持续湿度

≤85%

最大耐水压能力，MPa

0.1

人均占有容积m3

0.8

舱内正压力Pa

200-300

供电电压V

220

舱内设备启动时间S

≤20

舱内O2含量%

18.5～23.0

舱内CO2含量%

<1.0

舱内CO含量%

≤24X10-6

舱内CH4含量%

≤1.0

二、执行标准：

《煤炭工业矿井设计规范》GB50215—2005

《煤矿安全规程》2010年版

《防治煤与瓦斯突出规定》2009年版

《矿山救护规程》2009年版

国家煤矿安全监察局《煤矿井下紧急避险系统暂行规定》（安监总煤装[2011]15号）

三、舱体布置图

四、舱容计算

1、过渡舱容积：

过渡舱长：

1.8m，宽：

1.48m，高1.68m

过度舱容积V=1.8X1.48X1.68=4.47m3

标准要求Vmin=1.2m3

V=4.47m3>Vmin

符合标准要求

2、生存舱容积：

生存舱长：

3.6m，宽：

1.48m，高1.68m

过度舱容积V=4.5X1.48X1.68=11.2m3

标准要求：

1.2m3每人，设计人数12人容积要求：

Vmin=0.8X12=9.6m3

V=11.2m3>Vmin

符合标准要求

3、设备舱容积

设备舱生存舱长：

4.5m，宽：

1.48m，高1.68m

设备舱容积：

V=4.5X1.48X1.68=11.2m3

救生舱总体尺寸：

长：

10.8m，宽：

1.48m，高1.68m

总容积：

V=11.2+11.2+4.47=26.87m3

五、氧气供应系统计算

氧气供应系统概述：

本救生舱采用压缩空气供氧，过渡舱设医用压缩气瓶数量为4个，规格为80L17.2Mpa，氧气供应管路为铜管路，设减压阀，手动关断阀，电磁阀，消音器。

根据舱内氧气浓度，在氧浓度低于18.5%时，电磁阀自动开启，为舱内供氧；氧浓度低于22%时，电磁阀自动关闭。

电磁阀可以自动开启，也可以手动开启。

1、氧气供应量计算

1.1实际储存氧量：

80L压缩氧气瓶，内部压力为17.2MPa，数量为4个

储存氧量80LX172X4=55040升；

1.2标准要求最低氧量

12人单位耗氧量=12*0.5L/min=420L/h

12人96小时耗氧量（1.2倍余量）=1.2*96*420L/h=48384升

因为储存氧量55040升大于标准最低要求氧气量，所以氧气供应符合标准要求。

六、舱压维持系统

系统综述：

舱压维持主要依靠矿井压风系统与舱内压缩空气系统，如矿井压风系统没有损坏，则设备将优先选择压风来控制舱压，如果压风系统破坏，设备将启动舱内压缩空气系统维持舱压。

设备通过舱内外差压计信号来控制舱压。

舱内压正压差超过500Pa，系统将开启泄压电磁阀，自动泄压，如舱内外压差低于500Pa，系统将打开压缩空气管路，自动提高舱压。

舱内压风管路及压缩空气管路分别设减压阀，手动关段阀，电磁阀，过滤器，消音器。

保证进入舱内的空气质量达到标准

七、舱门入口空气幕系统

系统综述

为保证舱门开启时，外界有害气体的进入，在舱门入口四周设风刀气幕系统，舱门开启时，触动行程开关。

气幕系统自动开启。

风刀气幕为在管子上开1mm的缝隙，喷出的压缩空气形成气幕，可以实现全方位覆盖，保证舱内正压并清除有害气体（洗气），每人约10s，出风压力0.2Mpa，出风口流量为100L/min/。

舱内压缩空气洗气：

选用容积80L，内部压力17.2mp的压缩空气瓶。

1.1压缩空气用量计算

气瓶，压缩空气容量为27520升（0.1Mpa）。

洗气用压缩空气=12X10X1.2X120/60=2880升

后备保证舱内大于200Pa—300Pa

计算结果：

配80L压缩空气钢瓶2个用于后备正压气体保护及清洗有害气体并可用于补充空气中的氮气。

九、CO2吸附系统

参考文献北京科技大学“2010.10期煤矿安全《矿用救生舱二氧化碳净化装置研究》栗倩，金龙哲”；吸附材料为碱石灰（16.5kg桶装），经中船重工718研究所实验，12人115小时吸附CO2重量为160KG、共需10桶。

十、CO催化氧化系统

采用蜂窝陶瓷载体贵金属催化氧化法吸收二氧化碳，一氧化碳在催化剂的作用下，常温状态与氧气反应，生成二氧化碳和水。

催化剂本身不消耗。

每小时处理量位15mg.

参考文献北京科技大学“2010.08期煤矿安全《矿用救生舱中人体自身代谢一氧化碳规律分析》栗倩，金龙哲等”人体一氧化碳代谢速率0.25x106/h，每人一昼夜产生一氧化碳15mg。

经中船重工718研究所实验，选用CO吸附剂重量3KG总够满足吸附12人115小时排除的CO.同事

十一、空调系统

系统概述：

1、温度调节系统：

本舱采用无动力二氧化碳蓄冷空调，系统配备液态二氧化碳气瓶工作压力为15Mpa，容积为70L，数量为50个。

按国家标准每升二氧化碳充装量为0.6Kg。

二氧化碳总充装量为2100Kg。

二氧化碳钢瓶间采用不锈钢管路连接。

汇集管路设手动球阀，安全阀，电磁阀。

二氧化碳通过特殊的小流量喷嘴，喷入二氧化碳蒸发器。

蒸发器采用紫铜外螺纹管，为保护蒸发器，蒸发器末端设安全阀，排放压力位1MPa.安全阀排气管路进入气动马达，气动马达带动风机叶轮，为空调循环风机。

风机的排风量为300m3/h。

标准要求

持续环境温度55℃条件下，舱内温度不大于33℃±2℃

设计计算

参考文献北京科技大学“2010.08期煤矿安全《矿用救生舱热防护性能研究》汪声，金龙哲等”。

保温采用钢板内层衬稀土保温材料80MM,外层为陶瓷纤维板20MM、，内层敷设不锈钢板，通过角钢为间断外壳体焊接传导，密封门开启结构去掉了同轴结构。

参照北京科技大学的实验数据，选用自主开发的二氧化碳蓄冷空调，采用二氧化碳钢瓶储存二氧化碳，储存量为2100Kg，空调制冷量为4KW，连续运行时间为50小时。

2、湿度调节系统

采用无水氯化钙作为吸湿剂，保证空气湿度在允许的范围内。

3、舱内异味，CH4等去除系统

采用冷触媒滤网。

有效清除舱内异味、CH4及其他有害气体。

参考文献北京科技大学“2010.08期煤矿安全《矿用救生舱热防护性能研究》汪声，金龙哲等”。

保温采用钢板内层衬稀土保温材料80MM,外层为陶瓷纤维板20MM、，内层敷设不锈钢板，通过角钢支撑固定角钢支撑焊接于外壳体，不锈钢板与支撑采用螺栓连接，中间用石棉橡胶板，以隔断传热。

自主开发的二氧化碳蓄冷空调，采用二氧化碳钢瓶储存二氧化碳，储存量为2100Kg，空调制冷量为4KW，连续运行时间为50小时，空调风扇采用气动马达带动。

十二、生存保障配备

按标准要求：

食品配备不少于2000kJ/人.天，饮用水不少于0.5L/人.天。

食品选用军用压缩饼干：

1912kJ/100g（每包）

压缩饼干总需求量=12*1.2*4*2000/1912=60.25包

应用水为桶装矿泉水=12*1.2*4*0.5=28.8升

救生舱配备急救箱、苏生器、工具箱、人体排泄物收集处理装置等设施设备。

十三、备用蓄电池容量计算

在电力缺失时，备用电池应承担舱内外监控仪表及空气循环风机的能源供给。

主控系统为我公司开发的专用控制系统，采集8路传感器数据，实现舱内压力、温度、氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体含量的检测，并且具有报警设置功能，根据采集的数据，控制外部压风系统进气阀的启动与停止，控制循环风机的启停。

整个主控板电流控制在150mA以内（12V供电）。

风机