煤礦井下緊急避險系統應急救援車的研究與試用

黃延春

（山西介休義棠城峰煤業有限公司，山西 介休 032000）

煤礦井下避難硐室是緊急避險系統中的重要環節，當遇險礦工脫離危險區沿著避災路線進入避難硐室后，利用硐室中儲存的氧氣、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。供給方法是通過鉆孔將避難硐室和地面連通，在鉆孔內敷設管線，在地面鉆孔口利用救援設備設施，提供硐室避難人員所需給養，同時觀察避難人員的生存情況。為滿足避難硐室實際需求，利用車載救援設備提供供給、監測的方式是一種既節約投資，又便于管理的思路。基于這種設想，設計研制了應急救援車。

1 應急救援車的用途

應急救援車主要服務于鉆孔型及專用管路型永久避難硐室，當井下發生事故，六大系統遭到破壞時，應急救援車可以迅速趕到事故礦井現場，及時通過對接系統及鉆孔與井下避難硐室實現對接，進行直接通信、監測監控、人員定位、數據傳輸、向井下供給流食、供電、供風等工作，為避險人員的生存提供保障。

2 應急救援車結構組成及布局

2.1 結構組成

應急救援車由空壓機組、發電機組、變壓器、操作臺、監控機、流食輸送裝置、接口箱及附屬設施組成。

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

（2）變壓器將發電機發出的電力轉換為AC660V、AC380V、AC220V和AC127V，統一連接到控制臺，再通過接口箱的接口與井下連接，從而滿足井下各系統及地面各救援裝備的用電需求。

（3）控制臺上設置有觀測井下各種檢測參數的儀表面板及發電機控制面板，還設置有電話交換機，使得救援車上電話與井下避難硐室電話能及時接通。

（4）監控機包括監測監控分站及視頻接口，監測監控數據和視頻的內容在控制臺上的顯示器顯示。

（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、信號快速接口及視頻光纖快速接口組成。

（7）附屬設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，以及移動控制室的吊臂。在控制室安裝有儲物箱柜，可分別存放各礦所需裝備。

2.2 布局結構

應急救援專用車集成了供電保障系統、供風系統、供水系統、監測監控通信系統等，并通過對接系統實現鉆孔與井下避難硐室互接。在井下系統遭到破壞時，為避難硐室提供動力、通信、食品等。該車利用隔斷將車廂分為控制室和設備工作室兩部分。控制室放置操作臺，用于控制車上的電器輸入（出）、實現人員定位和監測監控功能。

3 功能說明

3.1 電話通信

應急救援車通過車上直通電話與井下避難硐室內的通信設備進行無縫連接，與受困人員進行聯絡，及時了解井下人員的狀況。使用方法：（1）呼叫分機：拿起電話，即可向分機呼叫，分機響鈴，分機摘機后雙方可實現通話，通話完畢雙方掛機；（2）接收分機呼叫：當分機摘機，即向本機呼叫，本話機響鈴，摘機后雙方便可實現通話，通話完畢雙方掛機。

3.2 視頻傳輸

視頻傳輸光纖通過光端機將視頻信號輸送至監控機，可及時了解避難硐室內的情況。視頻采用四路外置式視頻采集卡，通過光纖傳輸信號。使用方法：（1）將視頻采集卡插入主機箱USB接口；（2）打開相對應的檢測軟件即可。

3.3 監測監控

救援車上配置了與各個礦對應的監測監控數據接口，需要時同監控機接駁，利用相應的軟件，即可實現避難硐室監測監控數據的上傳。

3.4 人員定位

救援車上配置了與各個礦對應的人員定位數據接口，需要時同監控機接駁，利用相應的軟件，即可實現避難硐室人員定位數據的上傳。

3.5 空氣輸送

由空壓機LGCY- 32/10向井下避難硐室內受困人員提供新鮮空氣，驅動方式為柴油驅動。

3.6 電力系統

車載平臺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，通過操作控制箱控制，經過接口箱進行輸送；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，漏電控制器保護后，控制箱內輸出到插排和輸出端口直接輸送：AC127V由工作變壓器提供，經過控制箱接輸入、輸出端輸送。

3.7 提供營養液

車內設有特殊的營養液輸送系統，能為井下避難硐室內被困人員提供充分的營養液體，以保證受困人員的生活需求。主要通過流食輸送裝置來完成，工作電源為AC220V。

4 應急救援車對接操作、注意事項及維護

4.1 通過鉆孔與避難硐室對接操作

鉆孔對接設施系統包括壓風管接口（法蘭盤）、水管和信號線集成箱，連接時用插頭快接，即插即用。應急救援車啟動前，應先連接車上的地線，防止發生漏電事故。救援車與鉆孔對接系統的具體連接方法如下：

（1）井下供電線路連接。應急救援車上的三相交流柴油發電機（功率32kW）發電后經過車載變壓器（額定容量30kV·A）輸出到控制臺，再到車上的電源接口箱，通過帶插頭的供電線路與鉆孔處的電源接口相連接，啟動救援車發電機實現向井下供電。

（2）井上下電話通信連接。用電話信號線，一端連接鉆孔處集成信號箱中的電話信號線接口，另一端連接應急救援車接口箱的電話輸入口，啟動發動機后實現井上電話通過程控交換機提供的信號通話。

（3）井下視頻顯示。應急救援車車載電腦裝有視頻顯示軟件，在礦井實地試驗時現場主要使用光纖和信號線傳輸信號。使用光纖傳輸信號：鉆孔處安置光端輸出口，通過視頻傳輸信號線連接光端機，經接口轉換器連接至電腦，啟動電腦和視頻軟件顯示井下視頻信號。使用數據信號線傳輸信號：鉆孔處安置視頻信號輸出端，通過視頻傳輸信號線連接，經接口轉換器連接至電腦，啟動電腦和視頻軟件顯示井下視頻信號。

（4）監測監控顯示連接。鉆孔處安置數據集成信號箱，連接監測監控信號輸出端，通過數據傳輸信號線連接救援車信號箱相應的接口，經監測監控信號轉換接口連接至電腦，啟動電腦和監測監控軟件顯示井下監測監控傳感器傳來的監測數據。

（5）人員定位顯示。鉆孔處安置數據集成信號箱，連接人員定位信號輸出端，通過數據傳輸信號線連接救援車信號箱相應的接口，經人員定位信號轉換接口連接至電腦，啟動電腦和人員定位軟件顯示井下監測基站傳來的人員定位數據信息。

（6）井下壓水（流食）。應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。在車上安置三個水口，分別是：上水口、出水口和溢水口。通過水管一端連接應急車上的出水口，另一端連接鉆孔處的水管接口，通過通信電話，通知避難硐室內人員打開水閥門，接著打開車上水箱閥門，插電使用壓水泵實現井下供水。

（7）井下壓風。用壓風管一端與鉆孔處的風管連接，另一端連接壓風機的出風口。壓風設備供電后利用自身內部壓力產生壓力風流，通過壓風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

（1）救援時應急車與避難硐室對接完成后，要注意各系統啟用順序，如井下停電時，應先使用電話聯系，再通過人員定位系統找人，同時供風，再通過監測監控系統了解硐室情況。（2）要安排專人時刻注意觀察壓水功能開啟后，井下避難硐室內水路供給發生的變化，如水流聲音、氣流聲音等，并通過通信電話向地面救援車反饋信息以便及時掌握硐室情況。（3）壓風機和發電機要嚴格按照使用說明書操作。（4）使用時注意防火，在設備工作室附近嚴禁煙火，車上的滅火器要保持完好。

4.3 使用和維護

該應急救援車功能齊全，移動方便，為礦山井下搶險救災帶來了極大的方便。在日常保養過程中，要定人、定期檢驗車輛及柴油量，保證車輛能穩定可靠的行駛；柴油發電機、供電系統及負載設備也需要定期檢驗、操作演練，保持良好的工作狀態；通信、監測監控、人員定位系統需要專人定期聯網操作，保持通信的實時與暢通。

5 結 論

煤礦井下緊急避險系統應急救援車是井下緊急避險系統的輔助應急救援裝備，能進一步完善永久避難硐室的各項避災功能，可以持續不斷地為硐室內避難人員提供食物、新鮮風、電力等，且能監測硐室內生存環境，為避難硐室提供了額外保障。當前城峰煤業公司已為礦山救護大隊配備應急救援車2輛，可為該礦及集團公司多個礦井的避難硐室提供有效服務。在礦井建設井下緊急避險系統時，僅需設置能與應急救援車配套的鉆孔即可，無需建造固定的供給氧氣、供風、供電設施和設備，可以為企業節省大量資金。