北方重工“聯(lián)姻”濟(jì)南火龍“超級(jí)隔熱材料”應(yīng)用于礦難救生艙(圖)

救生艙是一種新型的礦井應(yīng)急救援裝備，用于當(dāng)?shù)V井事故發(fā)生時(shí)，為井下被困人員提供一個(gè)密閉的空間避難場(chǎng)所，為等待救援爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。智利救援圣何塞銅礦被困礦工事件中，就是這種救生艙起到了關(guān)鍵作用。國(guó)家安監(jiān)總局副局長(zhǎng)、國(guó)家煤監(jiān)局長(zhǎng)趙鐵錘稱，此次智利礦難救援的成功對(duì)我國(guó)礦山安全工作有重大借鑒意義，“救生艙的建設(shè)工作將是整個(gè)礦山企業(yè)的重中之重。”

智利的救生艙在礦難救援中發(fā)揮了重要作用

　　據(jù)記者了解，救生艙體對(duì)外能抵御頂部墜落、爆炸沖擊、隔絕有毒有害氣體、屏蔽高溫?zé)煔猸h(huán)境；對(duì)內(nèi)能為避難人員提供生存所需的氧氣、水和食物。但是當(dāng)煤礦發(fā)生爆炸、火災(zāi)等事故后，極有可能對(duì)巷道、井下設(shè)備、水、電管線造成嚴(yán)重?fù)p壞，造成井下停風(fēng)斷電的狀況，使得救生艙在救援過(guò)程中處于長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)煔猸h(huán)境中。因此，為保障救生艙內(nèi)避難人員的安全，對(duì)救生艙的高溫防護(hù)能力和設(shè)計(jì)安裝方面 的要求就顯得尤為重要。

　　根據(jù)國(guó)際普遍的礦井救護(hù)隊(duì)在礦井事故救援過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，煤礦井下的災(zāi)變環(huán)境溫度可能長(zhǎng)時(shí)間處于50攝氏度，因此，應(yīng)用于我國(guó)煤礦井下的救生艙溫度防護(hù)指標(biāo)至少應(yīng)為55攝氏度，在外界環(huán)境溫度持續(xù)保持在55攝氏度的條件下，救生艙必須依靠自身結(jié)構(gòu)和設(shè)備將艙內(nèi)溫度控制在35攝氏度以下。

　　采用什么樣的材料作為保溫隔熱夾層呢？

　　傳統(tǒng)的輕質(zhì)隔熱保溫材料一般是指黏土質(zhì)輕質(zhì)保溫磚，雖然使用溫度能滿足火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的800攝氏度的高溫，但由于相對(duì)密度大、質(zhì)量重、導(dǎo)熱率高，而無(wú)法滿足救生艙移動(dòng)方便和有效阻隔熱傳導(dǎo)的要求；巖棉和玻璃棉是優(yōu)于保溫磚的隔熱材料，相比保溫磚在導(dǎo)熱系數(shù)上降低了許多，但由于使用溫度只能限定在550攝氏度以內(nèi)，因此在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的高溫條件下會(huì)嚴(yán)重收縮，從而損壞本體結(jié)構(gòu)。在濟(jì)南火龍熱陶瓷公司與沈陽(yáng)北方重工簽訂的救生艙用耐火隔熱材料合同上，記者見(jiàn)到了一種新的材料，濟(jì)南火龍熱陶瓷公司研發(fā)的新產(chǎn)品陶瓷纖維復(fù)合絕熱板。

　　就北方重工為何選取濟(jì)南火龍熱陶瓷公司研發(fā)的這種救生艙用的新產(chǎn)品，記者電話采訪了北方重工技術(shù)人員。北重方面告訴記者：“井下救生艙的構(gòu)成是內(nèi)外兩層金屬板，夾層是隔熱材料的多層混合平壁結(jié)構(gòu)。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，救生艙的熱防護(hù)性能是指夾層的熱屏蔽性能和艙內(nèi)的制冷能力，也就是外部的熱量傳遞進(jìn)艙內(nèi)的越少越好，艙內(nèi)的冷氣傳遞到外界的越少越好。由于救生艙體積有嚴(yán)格限制，并且艙內(nèi)要求盡可能大的空間，所以我們對(duì)夾層的隔熱性能要求十分苛刻。這次項(xiàng)目招標(biāo)之所以沒(méi)有選擇日本的廠家，是因?yàn)槲覀兏杏X(jué)國(guó)內(nèi)提供的產(chǎn)品完全可以滿足技術(shù)要求，并且施工方案更為合理。”

　　濟(jì)南火龍公司新品研發(fā)部郭延勇介紹說(shuō)：“氣凝膠是指以納米量級(jí)超微顆粒相互聚集構(gòu)成納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)絡(luò)孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的輕質(zhì)納米固態(tài)材料，其導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)重質(zhì)保溫磚的1/10，是巖棉類產(chǎn)品的1/20。作為國(guó)內(nèi)超高溫納米高科技材料研發(fā)單位，我們于2009年末開(kāi)始就納米復(fù)合絕熱材料的轉(zhuǎn)化進(jìn)行初試，期間做了大量的課題攻關(guān)模擬，在氣相二氧化硅的定型階段走了很多彎路，最終通過(guò)溶劑法找到了突破口，使納米級(jí)顆粒在均勻分散的同時(shí)與高溫纖維載體實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合，納米顆粒的孔隙依舊均勻布列。這使得終產(chǎn)品在隔熱保溫消聲降噪等方面具備了傳統(tǒng)材料無(wú)法比擬的功能性優(yōu)勢(shì)，從而克服了礦難時(shí)井下復(fù)雜的災(zāi)變影響”。

　　當(dāng)記者提及陶瓷纖維復(fù)合絕熱板的應(yīng)用特點(diǎn)時(shí)，火龍公司陳總告訴記者：“復(fù)合絕熱材料的保溫隔熱性能可以把由于瓦斯爆炸或明火燃燒造成的高溫阻隔在災(zāi)害面；鋁箔的復(fù)合層則可以把有毒煙氣屏蔽，并且同時(shí)起到反熱輻射作用。在救生艙應(yīng)用方面，我們考慮到艙體外部鋼板如果遇明火燒蝕，納米材料的線收縮基本達(dá)到了線變化臨界點(diǎn)，因此我們采用了耐火度在1890℃的高純度耐火纖維材料作為復(fù)合基材，實(shí)現(xiàn)了冷面的納米級(jí)材料在外部災(zāi)變持續(xù)高溫時(shí)的高溫線收縮率不超過(guò)2%。

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