專利名稱：由地面向下貫通地下礦層的預(yù)建常設(shè)性救生管道及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于各類地下采礦區(qū)在礦難事故發(fā)生時，用于緊急救援地下受困礦工的設(shè)施和設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于各種原因，每年都有地下采礦區(qū)的塌方、爆炸、水淹、有害氣體侵襲等等事故，造成地下至地面的通路斷絕，音訊不通，情況不明，地下受困人員逃生手段缺乏；地面救援人員也難以著手并及時成功地完成對處于地下可能深達(dá)幾百米以上的巷道里的受困人員的救援行動。有一種方案是由地面向地下開挖一條小直徑的救生通道，然而在緊迫的有效救援時間里，用什么手段開挖？在哪個地點開挖？下面的地質(zhì)情況如何，怎樣處理可能發(fā)生的崩塌、水淹等現(xiàn)象？能否及時挖成此種通道并且接通處于某個受困地點的礦工？這些都是不能貿(mào)然盲目處理的先決條件和實際問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，根據(jù)救援行動實際需要而提供一種預(yù)先建造在地下采礦區(qū)的、常設(shè)性的救生管道及其設(shè)備，以便在地下礦難事故發(fā)生時，地下和地上人員能在最短時間里互相通信、了解情況并且利用本發(fā)明的救生管道和設(shè)備及時安全地將地下受困人員接運至地面。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，如下在各個礦區(qū)(煤礦、金礦等等各類礦區(qū))，不論是已建的、新建的、在建的，都可建造一條預(yù)先建造妥當(dāng)?shù)摹⒊ＴO(shè)性的預(yù)留在地下采礦區(qū)的救生管道及其設(shè)備，每條由地面向地下貫通各礦物層及其采礦區(qū)的這種救生管道及其設(shè)備備用于一定地域面積的地下礦區(qū)(該地下礦區(qū)可以是多層的，在地下有巷道相通)，大礦區(qū)可建多條救生管道。
每條救生管道的具體結(jié)構(gòu)是它由多段且每段長約2米、內(nèi)徑約1.5米左右、管壁厚約10厘米的鋼筋混凝土管道彼此在端部用防水性粘結(jié)材料粘合，在上下兩個管道端部相連處的內(nèi)壁面，增設(shè)一整圈環(huán)形寬幅(寬約15厘米)的軟性可變形扭曲的(平時它是折疊合攏著的)韌性材料，它能在礦難發(fā)生時、管道變形移位時隨之變形移位而不會輕易破裂，此韌性材料應(yīng)是不透水性的，其材質(zhì)可以是合成纖維、高分子增強(qiáng)塑料或合成復(fù)合材料等等，此環(huán)帶狀的韌性材料的上緣和下緣分別粘牢在上下兩段管道端部相連接處的內(nèi)壁面。
此管道可以垂直向下，也可以有所歪斜地向下(有斜度)；還可以不連續(xù)地分段向下到達(dá)各礦層巷道或接近巷道的位置，也就是說，其中有些段的管道可以在同一層巷道的別的合適地點繼續(xù)向下貫通采礦層。
整條管道內(nèi)壁面上有一條由多級或多根踏腳(兼扶手、把手)組成的供人員上下登踏用的梯道，該梯道對面的管道內(nèi)壁上，應(yīng)設(shè)置一組(兩根)供電動上下升降梯使用的導(dǎo)軌，以便讓電動升降梯上下運輸人員和設(shè)備；管道內(nèi)還應(yīng)具備地面和地下之間的通訊設(shè)備(包括通信電纜、監(jiān)聽監(jiān)測器材)以及其它所需設(shè)備、應(yīng)急食品等等。
位于地下巷道旁邊的救生管道，在其管壁上裝設(shè)救生門，關(guān)閉時這門應(yīng)是能防火、防水、隔氣(隔離有害氣體的)的。這種救生門也應(yīng)按需要或可能性而開設(shè)在其門外的有巷道的礦區(qū)的某個位置上，此種情況下，在該救生門口應(yīng)留出一段不超過幾米長度的短短的備用巷道，以便在礦難發(fā)生時從此門出發(fā)可能更接近于地下受困人員，并且能夠更快更安全地展開開挖通道的救援作業(yè)。
在各個救生門所需的設(shè)備中，可設(shè)置多條直徑約10厘米的膠皮軟管，從救生門位置出發(fā)將地下礦層鉆通并穿透打出孔洞，并將這些長長的膠皮軟管分別從這些孔洞壁穿過并到達(dá)地下采礦區(qū)的某處巷道，露出其端部。其作用是如果礦難發(fā)生，礦工可能因塌方而不能返回地面，于是受困礦工有可能會找到這些小直徑膠皮管露出的端部，因為根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，在這些小直徑膠皮管端部位置，應(yīng)配備或放置有備用工具(包括挖掘工具)，至少幾個氧氣面罩(含吸氣管)、應(yīng)急燈以及應(yīng)急食品、飲水等等，所以這里可稱為“救援站”，受困礦工找到這里可以戴上氧氣面罩以避免受地下有害氣體(例如瓦斯氣)的危害，可以使用它的通信設(shè)備與地面通話。不但能將流質(zhì)(水、營養(yǎng)品等等)從救生管道的救生門經(jīng)過此膠皮管內(nèi)輸往“救援站”，也可以將包裝在球形容器里的水和食物以滾動下落的方式傳送到救援站，讓受困礦工可以多堅持若干天等待獲救。
如上所述，整條救生管道的直徑是1.5米左右(內(nèi)徑小一些，建造成本低一些)，能夠由地面人員向下垂放幾百米以上長度的救生拉索，該拉索有多個節(jié)點(10多個或更多)，每個節(jié)點綁扎有用軟性材料制成的座墊及可以圍系受困人員上身的肩帶，如此，可以讓多個受困人員可依次序坐在座墊上，隨著整個救生拉索被慢而穩(wěn)當(dāng)?shù)貜牡叵律钐幚系降孛娑@救。
視實際情況，分別使用各種設(shè)備(如電動升降梯、救生拉索等)。每節(jié)救生管道的兩端部的外壁均有水平突出的扁圓環(huán)，至少一根是鋼管(空心的)，外徑約15厘米，可以在建造本發(fā)明的救生管道前先打入在選定的位置，深入到地下預(yù)定深度，然后從地面往下用稍小于管道外徑的掘進(jìn)工具向下挖掘，不斷地將各節(jié)管道上下兩個端部旁邊的扁圓環(huán)套住此長鋼管并沿此鋼管向下沉或吊放，為了便于吊放，每節(jié)管道的上端部有幾個孔洞，以便讓吊鉤勾住吊放。此長鋼管還能為整條救生管道提供穩(wěn)定性。為了防止受到過大的地層應(yīng)力而牽動破壞整條救生管道的功用，該長鋼管每隔幾米應(yīng)包含一節(jié)內(nèi)部裝設(shè)著強(qiáng)力彈簧的減震消扭力管道，作為該長鋼管的一個組成部分，該減震消扭力管道可以比較短(約10厘米長度)，同樣地，這整條長鋼管都是空心的，允許從地下將水或有害氣體抽至地面，如果救援作業(yè)需要的話。
說明書附圖
是礦區(qū)的剖面圖(示意圖)，圖文說明如下圖中的“1”是地面；“2”是長長的由各根管道“10”(“10”是每節(jié)管道)組接而成的救生管道；“3”是救生管道在地面的進(jìn)口處的管理處和有關(guān)的救援設(shè)備機(jī)器房；“4”是主巷道，在地下采礦區(qū)；“5”是某一巷道的正視圖；“6”是對救生管道結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)定和加強(qiáng)等項作用的長(鋼)管道(空心的)，它從“7”(“7”是位于每節(jié)管道“10”兩頭端部旁邊的空心圓環(huán))由上往下貫穿直至下面救生管道底部的基礎(chǔ)巖土層或礦層；“8”是從巷道或救生門出發(fā)，并且穿越礦層的小直徑的通信和物品輸送管，其與終端“13”一起組成為救援站；“11”省略號代表未畫出的各節(jié)救生管道；“12”是設(shè)立在巷道旁的救生門；“14”是每節(jié)救生管道上下兩個端部的折疊著的軟韌性材料，它是環(huán)帶狀的，其下緣粘牢在下面救生管道的上緣，其上緣粘牢在相鄰的位于上面的救生管道的下緣；“9”是采用從一個救援站以連續(xù)接力方式穿越礦層的小直徑的物品輸送膠皮管(它還包括通信線路)。
發(fā)明效果本發(fā)明的小直徑的救生管道及其設(shè)備，建造和維護(hù)費用都不高，然而在礦難發(fā)生的危急時刻，具有即時的多功能救援作用。即使管道也受損壞，但是整個管道仍在，能迅速加以修復(fù)，將人員和設(shè)備送到災(zāi)難發(fā)生地點，從多個位置上摸清災(zāi)情，迅速開始開挖救生通道的作業(yè)。同時，地下受困人員也能利用本發(fā)明的各種設(shè)施，自行利用工具到達(dá)救生門或救援站(上述的膠皮管的終端位置處)，從而有效地避免了人命的重大損失，造福礦工及其家庭，造福社會。
最佳實施例用于各種大小煤礦。一處礦區(qū)采空以后，還可將本發(fā)明的設(shè)施拔出，轉(zhuǎn)移到別的礦區(qū)再使用，從而經(jīng)濟(jì)效益更佳，減少投資費用。在規(guī)劃建造時，一個救生門配用多個救援站，從各個救援站接力式地接通另一處巷道的救援站，這樣，礦難事故發(fā)生時，即使礦區(qū)面積很大，也能多方面了解情況和提供救援。
為了達(dá)到最佳的救援效率，需要根據(jù)礦區(qū)的具體條件，將救生管道的位置選好，使其能夠位于地區(qū)采礦區(qū)的四通八達(dá)的位置；仔細(xì)地布置救生門及其救援站的走向和位置，運用聯(lián)通的巷道和接力式救援站(每個救援站都包括通訊線路、設(shè)備和輸送物品的膠皮管通道)，以便最大限度地將各個或各段巷道都置于本發(fā)明的救援手段的有效發(fā)揮作用的范圍里，必要時，這種膠皮管里可裝入一長串用量適當(dāng)?shù)谋ㄕㄋ帲ㄏ虮?，為迅速形成空隙再擴(kuò)大成小直徑的救援通道創(chuàng)造條件。
如果礦難現(xiàn)場充滿瓦斯氣體，受困人員有可能找到附近的救援站，戴上氧氣面罩呼吸到新鮮空氣，同時，外面的救援人員所采取的多種綜合性措施中可以包括利用同一現(xiàn)場的別的救援站的膠皮管通道往外抽出瓦斯氣體。
從上述事例可見，救生管道的存在能夠使救援力量迅速來到地下礦難現(xiàn)場，利用巷道及其救援站設(shè)施能最大限度地為受困人員創(chuàng)造解危機(jī)會。
巷道本來就是存在于采礦作業(yè)層的，因而，為了建造本發(fā)明的設(shè)施，需要樹立居安思危、有備無患的觀念，利用安全時期合理地規(guī)劃巷道、救生門、救援站這三者之間的功能關(guān)系，花費一些不大的費用，采用接力式救援站(及其膠皮管通道)將各巷道納入聯(lián)系范圍，這是關(guān)鍵所在，在意想不到礦難事故發(fā)生時，如果受困人員能依托救援站，就有機(jī)會解危得救。
由于救生管道位于地下礦區(qū)的內(nèi)部深處，從概率機(jī)會推算，其遭受礦難影響的機(jī)會比較大，該時地下受困人員有可能不能從進(jìn)路返回地面，反而有更大可能在巷道里繞行來到或接近救生管道及其救生門和救援站來獲得救援。
對于一些位于地下較淺、同時各種地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦，很適合應(yīng)用本發(fā)明的系統(tǒng)，因為本發(fā)明成本低、作用大。一次性將本發(fā)明的系統(tǒng)建造好，以后只需有所擴(kuò)展就能滿足救援作業(yè)的需要，平時還能運用本發(fā)明包含的各種監(jiān)測、監(jiān)聽設(shè)備監(jiān)視各種危險跡象。
每上、下兩節(jié)救生管道的聯(lián)接處，當(dāng)然可以增加使用螺帽和螺栓等常規(guī)的緊固件，但是，宜使用低強(qiáng)度的小直徑或細(xì)小尺寸的緊固件，目的是在地層發(fā)生震動或牽拉滑動時，寧可讓某幾節(jié)救生管道松動脫開，也不能讓受力最大的那些管道對整條救生管道的穩(wěn)定性形成過大的負(fù)作用力。
此外，在兩節(jié)救生管道的連接處，也就是該管道的上下兩個端部的端面，凡是朝下的端面可有一圈凹入的形狀，凡是朝上的管道端部的端面的橫截面的中央有凸起的形狀，該凸起部位正好塞入與其相接的上面的救生管道的下端部端面的那處凹入的部位，如此，有利于雙方的結(jié)合，不易錯位滑脫。
權(quán)利要求
1.一種在地下采礦區(qū)礦難事故發(fā)生時緊急救援用的救生管道及其設(shè)備，其特征在于是預(yù)先建造在地下采礦區(qū)的，常設(shè)性的適當(dāng)直徑的救生管道，該救生管道從地面通向地下各層采礦作業(yè)區(qū)的巷道或巷道附近；該救生管道設(shè)有多個救生門通向巷道或在救生門外包含一段幾米長度的備用性的短巷道的礦層；還包括與救生門和巷道一起發(fā)揮作用的多個接力式的救援站，該種救援站的組成部分包括穿越礦層通向各巷道的小直徑的多條用于通訊、輸送救援物品等作用的管道以及此管道在巷道的終端處的預(yù)留的設(shè)備、工具、用品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救生管道及其設(shè)備，其特征在于該救生管道可以是用鋼筋混凝土材料制成的，每節(jié)(段)長約2米，內(nèi)徑約1.5米，管壁厚度約10厘米；每節(jié)管道的兩個端部的外壁面各有一個與壁面垂直的空心圓環(huán)(其圓心在同一垂直線上)；上下兩段管道端部相接處的管道內(nèi)壁面設(shè)置有折疊著帶狀的似“布”的韌性材料，該韌性材料的上下緣分別牢固地粘貼在上、下節(jié)管道的端部或靠近端部的內(nèi)壁面，該韌性材料宜用隔氣不透水的合成復(fù)合材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救生管道及其設(shè)備，其特征在于該救生管道內(nèi)有靠近內(nèi)壁面的由多級或多根踏腳組成的梯道、有電動升降梯及其導(dǎo)軌，備有可供地下受困人員在此救生管道內(nèi)以系坐方式從地下拉升至地面的救生拉索。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救生管道及其設(shè)備，其特征在于該整條救生管道側(cè)面至少有一根空心的長管道(鋼管材質(zhì)為佳)從上述權(quán)利要求2所述的管道端部外側(cè)的空心圓環(huán)的中空位置穿過，并將此兩者(救生管道和此空心長管道)彼此固定鎖緊；該空心長管道每隔若干米(例如4米)由一小段內(nèi)含強(qiáng)力彈簧的管道作為與其相鄰的上面和下面的管道的具有減震抗扭功能的中間連接結(jié)構(gòu)；該空心長管道還可用于將礦難事故發(fā)生后需排出的地下水或有害氣體抽出至地面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個連續(xù)接力式的救援站所具有的多條輸送物品的小直徑管道，其特征在于該管道是用軟韌性材料(例如壓不破的膠皮管等等制成的；不但可以以液體流質(zhì)(如水等)方式輸送，也可以將輸送品(食物、水等等)裝在可在此管道里滾動傳送的圓球形包裝容器里。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有如救生臍帶功能的預(yù)先建造在地下采礦區(qū)的常設(shè)性的用于在地下礦難事故發(fā)生時立即可用的進(jìn)行地下現(xiàn)場救援作業(yè)的救生管道及其設(shè)備，地面和地下受困人員可利用本發(fā)明的設(shè)施以解危，避免人命損失。本發(fā)明是一種由地面向下貫通各類礦區(qū)的地下各采礦層的適當(dāng)直徑的鋼筋混凝土救生管道，它具有多個救生門、多處接力式的救援站。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡明實用，使用壽命長，可移運到別處再使用，節(jié)省投資費用。
文檔編號E21F11/00GK101082284SQ20061002701
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者楊福順 申請人:楊福根