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沈阳院救生舱检验方案修改稿

18
2020年4月19日
文档仅供参考
沈阳研究院救生舱检验方案
依据煤安监司办[ ]9号等规定制定本方案。
一、检验项目
检验项目见表1。
表1 检验项目
序号
检验项目
考核项目
是否可采用已有结果
备注
1
基本参数
生存空间，外形尺寸参数，颜色，警示标志，产品适用条件。

2
结构和安全防护要求
硬体舱外壳强度、起动力、开启时间、观察窗设置、舱体气密性、超压自动泄压能力、可移动性、降温能力等

3
压缩空气保障能力
对气幕、舱内正压维持、舱内补氮供应能力

4
供氧系统
供氧能力

5
有毒有害气体处理能力、除湿能力及空气循环能力
CO、CO2等有害气体处理能力，除湿能力，空气循环能力

6
对于压风系统的防护性能
压风接口、噪声、流量

7
通讯系统
通讯设施是否可靠

8
舱内照明及指示系统
照明种类、续航能力

9
生存保障系统
食品、医疗设施、工具等

10
内外环境参数检测
仪器仪表设置及续航能力

11
综合防护能力
供氧能力与安全、维持正压能力、持续抗高温能力等

12
过渡舱清洗能力
过渡舱对人员带入的外部气体清洗能力

二、试验仪器设备
试验仪器设备见表2。（可根据具体试验补充相应仪器及设备）
表2 试验仪器设备
序号
仪器设备名称
规格要求和说明
1
湿式气体流量计
（0～5） M3/h，精度±1%
2
鼓泡式加温增湿器
（37±2）℃
3
温度测试仪
（0～100）℃ ±1℃
4
温度指示控制仪
（0～100）℃ ±2℃
5
采气泵
（4～6）L/min
6
压力表或压力变送器
量程 （- ～ ）Pa，精确度±20Pa
7
热磁O2分析仪
（0～100）%，准确度0.1%
8
红外线CO2分析仪
（0～5）%，准确度0.1%
9
恒温箱
内有加热、温控、风扇等，（室温～80℃）可调控
10
采集器、计算机、打印机
接口为485
11
电子秒表
0～1h，分辨率1s
12
U型压力计
0～1000Pa ±10Pa
13
声级计
0～1000dВ（A）±10 dВ（A）
备注：产品在进行（现场试验、型式检验）时，应具备的设备。
三、试验步骤
1．基本参数：目测及核算。
生存有效容积：生存空间不应低于每人0.8m3，且总有效容积不低于8m3。
外观尺寸、颜色、安全警示等应满足要求。
产品适用条件是否合理。
2．结构和安全防护要求：
（1）舱门的尺寸及结构：目测。
①舱门开启时间：在非包装情况下，模拟实际应用状况，操作人员按照救生舱说明书（培训教程）规定操作舱门开启装置，人为接触手柄立即拉起，开始记录时间，进入正常工作状态后结束。使用秒表计时。
②舱门启动力：用拉力计勾住舱门开启手柄，直至开启位置，记录起动的最大有效拉力。
（2）观察窗的尺寸及结构：目测，材质提供试验报告。
（3）救生舱气密性

U型压差计
自动泄压阀
空气泵
避难舱体

图1 舱体气密性试验

按图1经过管路连接U型压差计、空气泵至避难舱体，关闭自动泄压阀。试验时，开启空气泵，向舱体内注入空气，观测U型压差计的压力值，当压力值达到200Pa，关闭空气泵和供气开关，同时每20s记录一次U型压差计的值，观测舱内压力下降值，历时1 min结束。
（4）供氧舱：目测。气瓶固定与维护、清洁。钢瓶资质等。
（5）吊装、移动、自重：自测。
（6）救生舱超压时自动泄压功能（保压200Pa，因此设置自动泄压压力应大于200Pa的某个值，此试验能够和气密性试验合并进行）
按图1经过管路连接U型压差计、空气泵至避难舱体，开启自动泄压阀。试验时，开启空气泵，向舱体内注入空气，观测U型压差计的压力值，当压力值达到200Pa时，用秒表开始计时，并记录在30s内时泄压阀开始自动泄压时U型压差计的值。
（7）降温能力：根据舱体的额定人数核算每个人、每小时释放的呼吸散热量和体表辐射热量（千卡），以及舱体隔热材质吸收热量系数，按额定防护时间核算降温能力，按第11条综合防护能力进行降温能力测试。
（8）抗爆炸冲击强度（应作为型式检验项目，本项试验不做）
试验装置组成：主要由试验巷道、气体混合管路、混合通风机、排烟通风机及控制系统组成，见图2。

1-试验巷道；2-延长室；3-封闭装置；4-爆炸室；5-测量孔；6-排烟通风机；
7-发射臼炮；8-循环管路；9-循环风机；10-阀门；11-可燃气进气管；12-测量孔；
13-温度传感器；14-压力传感器；15-记录仪控制器；16-救生舱；17-岩石墙面
图2 抗爆炸冲击能力试验装置
（1）试验巷道为钢制圆筒，分爆炸室和延长室两部分，水平放置，爆炸室内径为Φ=1.8m（按实际救生舱内径≥0.4m，作为爆炸室内径）、长度为：L=5m。爆炸室的封闭端中心有圆口，敞口端设有封闭装置。延长室长度为15m左右，与爆炸室敞口端相衔接；
（2）气体混合管路由进气管、回气管及阀门等组成。进气管由靠近爆炸室封闭端上部引入，回气管由靠近爆炸室敞口端下部引出。在进气管路和回气管路上应分别装有阀门；
（3）混合通风机和排烟机应为防爆型。
爆炸室内甲烷气混合气体或煤粉尘的环境中，甲烷体积分数应为9.0%±0.3%或（煤粉尘≤100g /m3），药温应为20℃±1℃，相对湿度不大于80%，救生舱背面应有岩石墙面。
被试样品救生舱安装在距离炸药引爆源10m的位置，救生舱正面粘贴固定2个温度传感器和2个压力传感器（传感器之间的距离在200mm以上），传感器外接记录仪控制器，将整体电路接通时调整零点稳定10min后，开始准备爆炸试验。试验样品2台，每台进行一次试验，记录2台的测试原始数据。
①试验前，检查甲烷测定器气密性并校准零点，将救生舱放置爆炸室内靠近延长室的一端。称取50g岩石炸药，将一发电雷管插入炸药中制成一药包，将其悬吊在爆炸室内靠近发射臼炮一端。用牛皮纸或塑料薄膜封闭爆炸室的敞口端，将发射臼炮推至爆炸室封闭端并压紧，使凸台进入封闭端圆口，其端面与封闭端内壁齐平。
②开启混合风机，向爆炸室充入试验用气，测量甲烷气体的浓度。当爆炸室内气体混合均匀，甲烷含量达到要求时，停止充气，关闭混合通风机及相关阀门，同时打开卸压阀。
③连接起爆线路，在关闭混合通风机后的2min内起爆药包，引爆可燃气体。
④开启排烟通风机，同时打开混合通风机进气阀门，排除巷道内的炮烟，排烟时间不少于3min。检查救生舱外壳并能正常工作，其结果应符合规定要求。将各阀门复位到试验初始状态。抗爆炸冲击救生舱应具备压力可承受最大爆炸冲击压力不低于2.0MPa。
3．压缩空气保障能力
压缩空气量应足够，包括对气幕、舱内正压维持、舱内补氮等，应提供相关设计计算，并有一定安全系数。
4．供氧能力：目测及核算。
供氧系统应满足相关要求，并有一定安全系数。
5．有毒有害气体处理能力、除湿能力
试验应在空旷区域进行，试验前做好有毒有害气体泄露的防护处理措施等准备工作。
（1）CO处理能力
要求：CO吸收能力不低于400ppm/h，舱内CO浓度不大于24ppm
①CO吸收能力实验
采样泵
CO
干燥塔
红外线CO测试仪
实验药箱
开关
湿式流量计
空气

图3 CO吸收能力实验

按图3所示进行实验。
CO吸收剂实验用量及实验条件：
避难舱额定使用一包CO吸收剂（重约1Kg），可供30人且每人0.8m3使用96小时；实验中模拟对应空间1m3和2小时的CO（CO浓度1000ppm）的处理能力.
采样泵流量控制为20±1L/min；实验时间为120分钟。
实验过程：先关闭开关，安装好吸收剂（1Kg，两端加干燥剂保护）；调整好后各项实验参数（各流量），待其稳定后，将开关调至实验位置，快速使实验药箱的CO浓度达到1000ppm，之后开始实验并实时记录CO测试仪的数据，120分钟后实验结束。
实验结果判别：实验进行120分钟后，如1h时吸收剂实验药箱中的CO浓度小于600ppm或2h后CO浓度小于200ppm为合格，则CO吸收能力大于400ppm/h。
②舱内CO浓度不大于24ppm实验
按第11条综合防护能力进行测试，整过实验过程中舱内CO浓度小于24ppm符合要求。
（2）CO2处理能力
目标要求：CO2吸收能力不低于0.5L/min.人，舱内CO2浓度不大于1%
①CO2吸收能力实验
空气泵
三通
采样泵
温、湿度计
干燥塔
红外线CO2测试仪
实验药箱
补水器

加温增湿器
CO2
湿式流量计
空气
湿式流量计

图4 CO2吸收能力实验

按图4所示进行实验。
CO2吸收剂实验用量及实验条件：
按每人呼出的CO2量为0.4L/min.人和每包CO2吸收剂14.5Kg、可吸收1400L的CO2计算；实验中模拟一人2小时的CO2呼出量，所需吸收剂量为：0.4*(2*60)/(1400/14.5)=0.5Kg；
考虑到实验过程中经过吸收剂后的气体直接排空，不可能完全吸收，同时使吸收剂充分吸收，实验中CO2加入量为0.6L/min；空气流量为0.4L/min；实验温度为35±1℃，湿度85±2%，实验时间为120分钟。
实验过程：先将三通阀调至放空位置，安装好吸收剂（500g）；调整好后各项实验参数（流量、温度和湿度），待其稳定后，将三通阀调至实验位置，开始实验并实时记录红外线CO2测试仪的数据，120分钟后实验结束。
实验结果判别：如实验进行120分钟后吸收剂实验药箱出口的CO2浓度为R，计算CO2吸收能力：
（A）120分钟进入实验药箱的CO2总量为0.6*120=72L，气流总量为（0.6+0.4）*120=120L；
（B）实验结束时出口CO2浓度为R(%)（此浓度值从实验开始至结束，其随时间的变化是递增的），排空的CO2总量应小于120*R（没有考虑因吸收剂吸收CO2导致的出口总气量的降低）；
（C）CO2吸收剂吸收的CO2总量为72-120*R；
（D）CO2吸收剂的吸收能力Rh大于（72-120*R）/120L/min，如Rh 大于0.5L/min.人则合格。
或者，用二氧化碳分析仪在试验箱后连续采样检测，其结果显示最高浓度值小于1%，平均浓度值小于0.5%则为合格。
②舱内CO2浓度不大于1%实验
按第11条综合防护能力进行测试，整过实验过程中舱内CO2浓度小于1%符合要求。
（3）除湿能力
加湿器
湿度计

避难舱体

图5 除湿能力实验
在密闭舱体内注入湿度95±2%的空气，湿度计显示达到95%湿度后，开启除湿处理设备，每隔5min采集一次空气湿度，试验时间1h，试验结束后空气湿度不高于85%合格。
（4）空气循环能力：目测与核算。
救生舱内部空气循环能力不低于20L/min。在目测的基础上，经过流入舱体内的气体总量进行核算。
6．对于压风系统的防护性能：目测。
对于检测所配的相关设施，如压力表、流量计、声级计的规格精度，应符合表2规定要求。压风系统供氧装置应具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等设施，保证压风供氧速率不低于每人2.5L/min（标准状态下用风表测定），在离接口处1米远用声级计测定连续噪声不高于70dB（A），用压力表测定出口压力不高于0.2MPa。应具有压风系统供氧装置及与矿井压风系统的接口。
7．通讯系统：目测及核算续航能力。
目测通讯系统是否安装合理，是否能保障通讯有效。
8．舱内照明及指示系统：目测及核算包括照明用的关联设备名称型号及规格，使用时间应额定时间的1.2倍数。
救生舱应配备照明设备，照明设备应符合防爆安全需要，贮备备用矿灯，数量不少于额定人数的25%，舱外应有外部指示灯。同时应采用安标证在有效期内受控目录产品。
9．生存保障系统：目测及核算。
食品配备不少于 kJ/人.天，食用水500mL/人.天，应急救助所需要医疗设备，包括急救箱、苏生器、自救器等，应配备必要的应急维修所需工具箱、灭火工具等，应具有人体排泄物处理功能。
10．内外环境参数检测：目测与核算
目测配比检测仪器仪表的种类，计算其续航能力。
11．综合防护能力实验（试验报告中试验初始条件、试验过程描述、试验结果分析应尽量详细）
试验装置示意图如图6所示。
按额定人数进行测试，测试前应保证以下具体要求：
（1）按设计要求对救生舱所有设备连接好，安装完成后检查各设备、救生舱工作状态是否正常，检查系统的气密性；
（2）对恒温室进行加热并保持55℃；
（3）试验人员按照救生舱说明书（培训教程）规定，由恒温室外部经过恒温室进入救生舱；
（4）第一位试验人员进入救生舱时试验计时开始。
（5）待救生舱各设备运行稳定后，开始对试验相关数据进行实时采集，直至试验结束。采集的实验数据包括：
① 恒温实验室内温度；
② 舱内温度、湿度、CO、CH4、O2、CO2浓度；
③ 舱内外压差。
（6）建议试验过程中对舱内人员人体生理特征、心理状态进行监测；
（7）应具有对舱内实时的视频监测、内外语音通话功能。
试验前应做好突发事件的应对措施等准备工作。试验过程中舱内CO、CH4、O2、CO2浓度中任何一项参数超过标准规定时，应停止试验。
试验中应有医护人员及医疗设备在现场待命。空

调
空气
加热
装置
空气
加热
装置
数据
采集
分站
视频
显示
数据显示器
打印机
3
2
4
1
5
6
7

1-主舱，2-恒温室，3-温度、CO、CO2、O2、CH4传感器
4-放置于过渡舱的CO、CO2传感器，5-恒温室温度传感器
6-视频摄像机，7-U型压差计
图6 避难舱载人试验装置
12．过渡舱清洗能力
试验采用综合防护能力试验装置，每人的清洗时间应小于5分钟。使用的化学氧、压缩氧自救器应大于30分钟。（30min是否够？！如果按照救生舱额定人数24人进行试验，每批两人清洗，每次从进入过渡舱到清洗完毕所需时间若为5min，则所有人员清洗完毕时间至少为60min！！！）
试验前应做好有毒有害气体泄露等突发事件的应对措施等准备工作。
试验中对恒温室、舱内实时的视频监测；应保持与试验人员语音通话。试验过程中，试验人员不得摘除自救器。
试验中应有医护人员及医疗设备在现场待命。
（1）对救生舱、恒温室气密性进行检查；
（2）恒温室内充入 1.0%CO2，100ppmCO并保持恒定；
（3）开启舱内（过渡舱、生存舱）CO2、CO浓度监测（试验前应保持舱内（过渡舱、生存舱）CO2浓度低于1.0%，CO浓度低于24ppm，实时采样。
（4）依据产品实际给出额定人员（到底是多少，请明确），试验人员戴好自救器进入恒温室内（救生舱外）。
（5）根据救生舱说明书（培训教程）规定，第一批人员（依据产品实际给出批次人员数（到底是多少，请明确））进入救生舱过渡舱，关闭舱门，打开冲洗装置，同时开始计时；
（6）当过渡舱内CO2浓度低于1.0%，CO浓度低于24ppm时，第一批人员冲洗完毕。打开生存舱与过渡舱间的隔离门，进入生存舱（主舱），关闭隔离门，记录清洗时间（进入过渡舱开始至进入生存舱结束时间）；
（7）第二批人员进入过渡舱；
（8）记录每批人员的清洗时间；
（9）直至所有人员进入清洗完毕，进入生存舱，延续检测舱内CO2、CO浓度2min；
（10）排除恒温室中有毒有害气体；
（11）试验人员出舱，摘除自救器；
（12）试验结束。
四、判定方法
经过样品试验记录，按单项结论进行判定。其中如主要项目有一台、项不合格或一般项目有一台二项不合格，加倍抽样复检，但仍有项目不合格，则判该批产品不合格，否则合格。