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救生舱是一种新型的矿井应急救援装备,用于当矿井事故发生时,为井下被困人员提供一个密闭的空间避难场所,为等待救援争取宝贵时间。智利救援圣何塞铜矿被困矿工事件中,就是这种救生舱起到了关键作用。国家安监总局副局长、国家煤监局长赵铁锤称,此次智利矿难救援的成功对我国矿山安全工作有重大借鉴意 义,“救生舱的建设工作将是整个矿山企业的重中之重。”

智利的救生舱在矿难救援中发挥了重要作用

据记者了解,救生舱体对外能抵御顶部坠落、爆炸冲击、隔绝有毒有害气体、屏蔽高温烟气环境;对内能为避难人员提供生存所需的氧气、水和食物。但是当煤矿发生爆炸、火灾等事故后,极有可能对巷道、井下设备、水、电管线造成严重损坏,造成井下停风断电的状况,使得救生舱在救援过程中处于长时间的高温烟气环境中。因此,为保障救生舱内避难人员的安全,对救生舱的高温防护能力和设计安装方面 的要求就显得尤为重要。

根据国际普遍的矿井救护队在矿井事故救援过程中的经验,煤矿井下的灾变环境温度可能长时间处于50摄氏度,因此,应用于我国煤矿井下的救生舱温度防护指标至少应为55摄氏度,在外界环境温度持续保持在55摄氏度的条件下,救生舱必须依靠自身结构和设备将舱内温度控制在35摄氏度以下。

采用什么样的材料作为保温隔热夹层呢?

传统的轻质隔热保温材料一般是指黏土质轻质保温砖,虽然使用温度能满足火灾现场的800摄氏度的高温,但由于相对密度大、质量重、导热率高,而无法满足救生舱移动方便和有效阻隔热传导的要求;岩棉和玻璃棉是 优于保温砖的隔热材料,相比保温砖在导热系数上降低了许多,但由于使用温度只能限定在550摄氏度以内,因此在灾害现场的高温条件下会严重收缩,从而损坏本体结构。在济南火龙热陶瓷公司与沈阳北方重工签订的救生舱用耐火隔热材料合同上,记者见到了一种新的材料,济南火龙热陶瓷公司研发的新产品陶瓷纤维复合绝热板。

就北方重工为何选取济南火龙热陶瓷公司研发的这种救生舱用的新产品,记者电话采访了北方重工技术人员。北重方面告诉记者:“井下救生舱的构成是内外两层金属板,夹层是隔热材料的多层混合平壁结构。当灾害发生时,救生舱的热防护性能是指夹层的热屏蔽性能和舱内的制冷能力,也就是外 部的热量传递进舱内的越少越好,舱内的冷气传递到外界的越少越好。由于救生舱体积有严格限制,并且舱内要求尽可能大的空间,所以我们对夹层的隔热性能要求 十分苛刻。这次项目招标之所以没有选择日本的厂家,是因为我们感觉国内提供的产品完全可以满足技术要求,并且施工方案更为合理。”

济南火龙公司新品研发部郭延勇介绍说:“气凝胶是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料,其 导热系数是传统重质保温砖的1/10,是岩棉类产品的1/20。作为国内超高温纳米高科技材料研发单位,我们于2009年末开始就纳米复合绝热材料的转化 进行初试,期间做了大量的课题攻关模拟,在气相二氧化硅的定型阶段走了很多弯路,最终通过溶剂法找到了突破口,使纳米级颗粒在均匀分散的同时与高温纤维载 体实现了有机结合,纳米颗粒的孔隙依旧均匀布列。这使得终产品在隔热保温消声降噪等方面具备了传统材料无法比拟的功能性优势,从而克服了矿难时井下复杂的灾变影响”。

当记者提及陶瓷纤维复合绝热板的应用特点时,火龙公司陈总告诉记者:“复合绝热材料的保温隔热性能可以把由于瓦斯爆炸或明 火燃烧造成的高温阻隔在灾害面;铝箔的复合层则可以把有毒烟气屏蔽,并且同时起到反热辐射作用。在救生舱应用方面,我们考虑到舱体外部钢板如果遇明火烧 蚀,纳米材料的线收缩基本达到了线变化临界点,因此我们采用了耐火度在1890℃的高纯度耐火纤维材料作为复合基材,实现了冷面的纳米级材料在外部灾变持续高温时的高温线收缩率不超过2%。

文章来源:和讯新闻——中国产经新闻

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