随着我国煤矿开采量的逐年上升,煤矿事故也频繁发生。据统计,我国煤矿矿难死亡人数占世界煤矿死亡人数的4/5。降低事故发生率、提高安全生产水平关乎着矿工的生命安全和国家的财产安全。加强煤矿基础建设并严格按照煤矿安全生产规程操作是减少事故发生率的有效手段。除此之外,事故发生前的预警、发生时的避险和发生后的救援是降低死亡率和减少财产损失的关键。本文将避险方式之一的可移动式救生舱作为研究对象,展开以下几部分的研究工作。　　 (1)设计了一台井下可移动式救生舱,并对其在煤矿井下复杂事故环境中,尤其是瓦斯爆炸中的抗冲击能力进行了有限元分析。分析了整个舱体的应力、应变状况,并对各个部件进行了失效分析,找出最易失效的部位。对观察窗和舱体其他部分分别采用第四强度准则和第一强度准则,分析舱体可能产生失效的重点部位,为救生舱体的设计和优化提供了依据。　　 (2)针对煤矿井下易爆炸的实际情况,设计了一套非电式的开式二氧化碳制冷除湿系统。该系统的热负荷包括人员热负荷、舱体结构热负荷及化学反应热负荷。设计了换热面积相同的不锈钢管翅式换热器、紫铜管翅式换热器和紫铜光管换热器,搭建了模拟人员产热、产湿的环境模拟室,并对比了三种换热器在系统中的制冷除湿效果。实验表明,三种换热器的制冷除湿效果相当,不锈钢换热器是成本最低的方案。　　 (3)利用毛细管的换热降压效应,用节流换热器取代节流阀和换热器的组合,有效解决了液态二氧化碳在压力降低时易结冰从而堵塞系统的问题,并通过计算对这一实验现象进行了对比验证。　　 (4)将人员产湿和产热以源项的方式糅合到能量方程中,通过计算舱体内人员周围的速度场和温度场,模拟人员对舱内空气流场的扰动作用。对比不同出风角度时整个舱体内及人体周围尤其是头部周围的流场分布,为制冷系统的出风方式和出风角度的确定提供必要的理论支持。　　 (5)招募实验人员进行了106h的真人实验,采集生存舱内温度、湿度、气体浓度等参数,并结合人员根据自身感受填写的ASHERA七级标准投票结果,绘制了热、湿感觉以及舒适性与温、湿度的关系图,从中找出了人体对于温度和湿度的敏感度。该结果主要针对常年生活在高温、高湿环境中的人。另外,通过实验确定了人体感觉较舒服的氧气、二氧化碳的浓度,以及对人体不会产生伤害的一氧化碳的浓度范围。并通过另一组人员主动调节环境参数的实验对第一组实验结果进行验证。