專利名稱：：一種高海拔地區(qū)隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)及供氧方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于制氧供氧
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種用于提高隧道掌子面氧分壓的彌散式連續(xù)供氧系統(tǒng)及供氧方式，適用于高海拔地區(qū)隧道施工。
背景技術(shù)：
：高海拔地區(qū)空氣稀薄，缺氧嚴(yán)重，空氣中的含氧量?jī)H有內(nèi)地(海平面)的50%。稀薄的空氣使人頭痛目眩，心悸發(fā)慌，胸悶氣短，鼻子出血，出現(xiàn)嘔吐。如果在高海拔的環(huán)境條件下進(jìn)行施工作業(yè)，施工人員不僅要忍受這些強(qiáng)烈高原反應(yīng)的折磨與痛苦，面臨著健康損害和生命安全的威脅，而且勞動(dòng)效率極低，施工進(jìn)度和質(zhì)量無(wú)法保證。為此采取安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的有效措施進(jìn)行高海拔地區(qū)施工場(chǎng)所供氧，對(duì)于保障施工人員健康和生命安全、提高工作效率等具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外在高海拔地區(qū)隧道施工的特殊環(huán)境下主要采用個(gè)人攜氧的方式補(bǔ)充施工人員所需的氧氣。施工人員將氧氣瓶背在背上，用鼻吸管吸氧。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，在短時(shí)間或某些緊急情況下比較適用。但這種供氧方式不能連續(xù)供氧，每隔一定時(shí)間需要更換氧氣瓶，影響連續(xù)施工作業(yè)，并且長(zhǎng)時(shí)間背負(fù)氧氣瓶增加了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其是高海拔地區(qū)的隧道施工人員，極大地降低了工效。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)高海拔地區(qū)隧道施工的環(huán)境和特點(diǎn)，提供一種用于提高隧道掌子面氧分壓的彌散式連續(xù)供氧方式，以解決由于施工隧道掌子面氧氣含量低引起的施工人員健康安全受威脅以及工作效率極大降低等問(wèn)題。一種高海拔地區(qū)隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)，其特征是供氧系統(tǒng)由氧氣分布器1、連接軟管2、氧氣源3、控制器4、壓力傳感器5、調(diào)節(jié)閥6、滑軌7、輸氧管8以及截止闊9組成。氧氣源3通過(guò)輸氧管8連接穩(wěn)壓裝置，穩(wěn)壓裝置由壓力傳感器5、控制器4、調(diào)節(jié)陶6構(gòu)成，控制隧道掌子面的供氧壓力。截止閥9連接壓力傳感器5和連接軟管2，連接軟管2接通氧氣分布器1，通過(guò)滑軌7調(diào)整氧氣分布器1在隧道掌子面的位置。隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管2，使氧氣分布器1和滑軌7向前跟進(jìn)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特點(diǎn)，利用滑軌可以將隧道兩側(cè)的氧氣分布器調(diào)整到需要供氧的工作面，為施工方便，隧道兩側(cè)的氧氣分布器的間距控制在隧道寬度的70%-95%范圍內(nèi)。通過(guò)采用壓力傳感器、控制器以及調(diào)節(jié)閥等組成的穩(wěn)壓裝置，能夠根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)整從氧氣源輸出的高濃度氧氣的壓力，壓力范圍為0.11.0MPa;經(jīng)過(guò)氧氣分布器進(jìn)行射流霧化噴氧，能在掌子面形成彌散式供氧的氧簾，從而獲得局部富氧區(qū)域。隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管，使氧氣分布器和滑軌向前跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)就地供氧。通過(guò)穩(wěn)壓裝置能隨施工進(jìn)度、持續(xù)將不斷推進(jìn)的隧道掌子面施工區(qū)域的氧分壓提高23kPa。本發(fā)明通過(guò)氧氣分布器的氧氣噴射，在隧道掌子面形成局部富氧區(qū)域。實(shí)地測(cè)試結(jié)果表明，采用該方法，可隨施工進(jìn)度、連續(xù)地將不斷推進(jìn)的隧道掌子面施工區(qū)域的氧分壓提高23kPa。該方法投入小、效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，尤其適用于高海拔隧道施工環(huán)境。圖1為隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)示意圖其中，l一氧氣分布器，2—連接軟管，3—氧氣源，4一控制器，5—壓力傳感器，6—調(diào)節(jié)閥，7—滑軌，8-輸氧管道，9一截止閥圖2為氧氣分布器構(gòu)造示意圖其中，IO—噴嘴，ll一氧氣管具體實(shí)施辦法某地區(qū)氧分壓為10.8kPa，要將空氣中的含氧量提高到16%，需將氧濃度提高5.7%。首先，氧氣源采用變壓吸附(PSA)設(shè)備制取的濃度大于90%的高純度氧氣，通過(guò)壓力傳感器、控制器以及調(diào)節(jié)閥將共給隧道掌子面的氧氣壓力控制在0.25MPa。利用滑軌將隧道兩側(cè)的氧氣分布器調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?，并調(diào)整隧道兩側(cè)的氧氣分布器保持適當(dāng)?shù)拈g距，氧氣分布器噴孔的間距為500mm，噴孔的孔徑為2mm，氧氣通過(guò)噴孔進(jìn)行射流霧化噴以及射流的相互擾動(dòng)，在隧道掌子面兩側(cè)形成彌散式供氧的氧簾，從而構(gòu)成氧氣濃度較高的局部富氧區(qū)域，并且，隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管，使氧氣分布器和滑軌向前跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)火山隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)就地供氧。在采用隧道掌子面彌散供氧后，對(duì)整個(gè)寬度和縱深10m范圍內(nèi)的氧氣含量的實(shí)際測(cè)量結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，掌子面附近施工區(qū)域的氧分壓提高了23kPa，氧濃度提高了6.5。/。。隧道掌子面氧含量測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高海拔地區(qū)隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)，其特征是供氧系統(tǒng)由氧氣分布器(1)、連接軟管(2)、氧氣源(3)、控制器(4)、壓力傳感器(5)、調(diào)節(jié)閥(6)、滑軌(7)、輸氧管(8)以及截止閥(9)組成；氧氣源(3)通過(guò)輸氧管(8)連接穩(wěn)壓裝置，穩(wěn)壓裝置由壓力傳感器(5)、控制器(4)、調(diào)節(jié)閥(6)構(gòu)成，控制隧道掌子面的供氧壓力；截止閥(9)連接壓力傳感器(5)和連接軟管(2)，連接軟管(2)接通氧氣分布器(1)，通過(guò)滑軌(7)調(diào)整氧氣分布器(1)在隧道掌子面的位置，隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管(2)，使氧氣分布器(1)和滑軌(7)向前跟進(jìn)。2.如權(quán)利要求1所述的高海拔地區(qū)隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)，其特征在于氧氣分布器(1)氧氣噴孔均勻分布在氧氣管上，噴孔間距為100500mrn，噴孔直徑為0.15mrn。3.如權(quán)利要求1或2所述的高海拔地區(qū)隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)，其特征是供氧方式上是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特點(diǎn)，利用滑軌將隧道兩側(cè)的氧氣分布器調(diào)整到需要供氧的工作面，隧道兩側(cè)的氧氣分布器的間距控制在隧道寬度的70%-95%范圍內(nèi)；通過(guò)采用壓力傳感器、控制器以及調(diào)節(jié)閥組成的穩(wěn)壓裝置，能夠根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)整從氧氣源輸出的高濃度氧氣的壓力，壓力范圍為0.1~1.0MPa;經(jīng)過(guò)氧氣分布器進(jìn)行射流霧化噴氧，能在掌子面形成彌散式供氧的氧簾，從而獲得局部富氧區(qū)域；隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管，使氧氣分布器和滑軌向前跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)就地供氧；通過(guò)穩(wěn)壓裝置，能隨施工進(jìn)度、持續(xù)將不斷推進(jìn)的隧道掌子面施工區(qū)域的氧分壓提高23kPa。全文摘要一種用于提高隧道掌子面氧分壓的彌散式連續(xù)供氧系統(tǒng)及供氧方式，屬于制氧供氧
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明建立由氧氣分布器1、連接軟管2、氧氣源3、控制器4、壓力傳感器5、調(diào)節(jié)閥6、滑軌7、輸氧管8以及截至閥9組成的隧道掌子面彌散供氧系統(tǒng)。利用滑軌將隧道兩側(cè)的氧氣分布器調(diào)整到需要供氧的工作面，隧道兩側(cè)的氧氣分布器的間距控制在隧道寬度的70％-95％范圍內(nèi)；經(jīng)過(guò)氧氣分布器進(jìn)行射流霧化噴氧，能在掌子面形成彌散式供氧的氧簾，從而獲得局部富氧區(qū)域；隨著隧道施工的推進(jìn)，通過(guò)連接軟管，使氧氣分布器和滑軌向前跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)就地供氧；通過(guò)穩(wěn)壓裝置，能隨施工進(jìn)度、持續(xù)將不斷推進(jìn)的隧道掌子面施工區(qū)域的氧分壓提高2～3kPa，有效解決高海拔隧道施工的缺氧問(wèn)題。文檔編號(hào)E21F11/00GK101095972SQ20071011844公開(kāi)日2008年1月2日申請(qǐng)日期2007年7月5日優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日發(fā)明者丁守全,愷樂(lè),侯慶文,馮俊小,況成明,劉應(yīng)書,劉文海,輝張,武志文申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)