壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置

1、可行性研究

由于人體是依靠呼吸空氣進(jìn)行生存，因此對(duì)于呼吸系統(tǒng)而言首選氣源為空氣。如果以儲(chǔ)存在氣瓶中的壓縮空氣作為氣源，按照國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局辦公室【2011】15號(hào)文件“井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施應(yīng)配備礦井災(zāi)變期間的空氣供給裝置或設(shè)施，在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)提供避險(xiǎn)人員人均供風(fēng)量不低于J=0.3m³/min”要求，則需要鋼瓶空氣數(shù)量為：

滿足避險(xiǎn)人員N=60人、避險(xiǎn)時(shí)間T=96h=5760 min計(jì)算，所需空氣體積為：

  V=J·T·N=0.3×5760×60=103680 m³=10368×10⁴ L

若選空氣瓶水容積為V₁=80升，每支氣瓶?jī)?nèi)可用空氣體積為：

V₂=△P·V₁=109×80=8720 L

式中：△P—氣體可用壓力差，△P=(13-2)MPa=(128-19)大氣壓=109 大氣壓

空氣瓶數(shù)量為：Z=V/ V₂=11889(支)

如此多的空氣瓶在避難硐室或救生艙內(nèi)沒有足夠的空間容納，顯然不切合實(shí)際。

國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局曾下發(fā)文件（安監(jiān)總煤行〔2007〕167號(hào)），《關(guān)于所有煤礦必須立即安裝和完善井下通訊、壓風(fēng)、防塵供水系統(tǒng)的緊急通知》。因此本方案首先選擇利用煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)作為供氧裝置。

按人均供風(fēng)量不低于Q₁=0.3m³/min的要求，當(dāng)避險(xiǎn)人員N=60人時(shí)，所需總供風(fēng)量：Q= Q₁·N =0.3×60=18（m³/min）；

由于壓風(fēng)系統(tǒng)流量一般在20m³/min以上，兩趟壓風(fēng)管的流量大于所需總供風(fēng)量。因此以空氣作為供氧氣源的供氧方式——壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置方案可行。此方案便于日常對(duì)裝置的壓力、供風(fēng)性能等指標(biāo)進(jìn)行檢查、對(duì)裝置的組成部件進(jìn)行維護(hù)及保養(yǎng)。

2、壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理

壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置利用地面壓縮空氣通過管路（地面壓風(fēng)系統(tǒng)）作為氣源，經(jīng)過閥門后進(jìn)入過渡艙內(nèi)設(shè)置的水、灰塵、油的三級(jí)過濾，經(jīng)過預(yù)先設(shè)置的減壓器、浮子流量計(jì)、管路進(jìn)入氣體輸出端。為緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)避險(xiǎn)人員提供更加新鮮、舒適的空氣質(zhì)量。

壓風(fēng)系統(tǒng)供氧原理見圖

3、主要技術(shù)參數(shù)

人均供風(fēng)量≥0.3m³/min；

緊急避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)氧氣濃度18.5～23.0%；

減壓器入口壓力≥0.8MPa、出口壓力0～0.6 MPa（可調(diào)節(jié)）、輸出流量不小于20 m³/min；

浮子流量計(jì)量程0～8 m³/min、分度值0.3m³/min。

4、布置方式

在主硐室內(nèi)座椅兩側(cè)布置4套壓風(fēng)系統(tǒng)供氧裝置，裝置的入口通過管路與壓風(fēng)系統(tǒng)管路連接。