专利名称：：一种高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统及供氧方式的制作方法
技术领域：
：本发明属于制氧供氧
技术领域：
，特别涉及一种用于提高隧道掌子面氧分压的弥散式连续供氧系统及供氧方式，适用于高海拔地区隧道施工。
背景技术：
：高海拔地区空气稀薄，缺氧严重，空气中的含氧量仅有内地(海平面)的50%。稀薄的空气使人头痛目眩，心悸发慌，胸闷气短，鼻子出血，出现呕吐。如果在高海拔的环境条件下进行施工作业，施工人员不仅要忍受这些强烈高原反应的折磨与痛苦，面临着健康损害和生命安全的威胁，而且劳动效率极低，施工进度和质量无法保证。为此采取安全、可靠、经济、科学的有效措施进行高海拔地区施工场所供氧，对于保障施工人员健康和生命安全、提高工作效率等具有重要意义。目前，国内外在高海拔地区隧道施工的特殊环境下主要采用个人携氧的方式补充施工人员所需的氧气。施工人员将氧气瓶背在背上，用鼻吸管吸氧。该方法设备简单，容易操作，在短时间或某些紧急情况下比较适用。但这种供氧方式不能连续供氧，每隔一定时间需要更换氧气瓶，影响连续施工作业，并且长时间背负氧气瓶增加了施工人员的劳动强度，尤其是高海拔地区的隧道施工人员，极大地降低了工效。
发明内容本发明的目的是针对高海拔地区隧道施工的环境和特点，提供一种用于提高隧道掌子面氧分压的弥散式连续供氧方式，以解决由于施工隧道掌子面氧气含量低引起的施工人员健康安全受威胁以及工作效率极大降低等问题。一种高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统，其特征是供氧系统由氧气分布器1、连接软管2、氧气源3、控制器4、压力传感器5、调节阀6、滑轨7、输氧管8以及截止阔9组成。氧气源3通过输氧管8连接稳压装置，稳压装置由压力传感器5、控制器4、调节陶6构成，控制隧道掌子面的供氧压力。截止阀9连接压力传感器5和连接软管2，连接软管2接通氧气分布器1，通过滑轨7调整氧气分布器1在隧道掌子面的位置。随着隧道施工的推进，通过连接软管2，使氧气分布器1和滑轨7向前跟进。根据施工现场的环境特点，利用滑轨可以将隧道两侧的氧气分布器调整到需要供氧的工作面，为施工方便，隧道两侧的氧气分布器的间距控制在隧道宽度的70%-95%范围内。通过采用压力传感器、控制器以及调节阀等组成的稳压装置，能够根据需要实时调整从氧气源输出的高浓度氧气的压力，压力范围为0.11.0MPa;经过氧气分布器进行射流雾化喷氧，能在掌子面形成弥散式供氧的氧帘，从而获得局部富氧区域。随着隧道施工的推进，通过连接软管，使氧气分布器和滑轨向前跟进，实现施工现场的连续就地供氧。通过稳压装置能随施工进度、持续将不断推进的隧道掌子面施工区域的氧分压提高23kPa。本发明通过氧气分布器的氧气喷射，在隧道掌子面形成局部富氧区域。实地测试结果表明，采用该方法，可随施工进度、连续地将不断推进的隧道掌子面施工区域的氧分压提高23kPa。该方法投入小、效率高、经济实用，尤其适用于高海拔隧道施工环境。图1为隧道掌子面弥散供氧系统示意图其中，l一氧气分布器，2—连接软管，3—氧气源，4一控制器，5—压力传感器，6—调节阀，7—滑轨，8-输氧管道，9一截止阀图2为氧气分布器构造示意图其中，IO—喷嘴，ll一氧气管具体实施办法某地区氧分压为10.8kPa，要将空气中的含氧量提高到16%，需将氧浓度提高5.7%。首先，氧气源采用变压吸附(PSA)设备制取的浓度大于90%的高纯度氧气，通过压力传感器、控制器以及调节阀将共给隧道掌子面的氧气压力控制在0.25MPa。利用滑轨将隧道两侧的氧气分布器调整到适当的位置，并调整隧道两侧的氧气分布器保持适当的间距，氧气分布器喷孔的间距为500mm，喷孔的孔径为2mm，氧气通过喷孔进行射流雾化喷以及射流的相互扰动，在隧道掌子面两侧形成弥散式供氧的氧帘，从而构成氧气浓度较高的局部富氧区域，并且，随着隧道施工的推进，通过连接软管，使氧气分布器和滑轨向前跟进，实现了风火山隧道施工现场的连续就地供氧。在采用隧道掌子面弥散供氧后，对整个宽度和纵深10m范围内的氧气含量的实际测量结果如表1所示。结果表明，掌子面附近施工区域的氧分压提高了23kPa，氧浓度提高了6.5。/。。隧道掌子面氧含量测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1.一种高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统，其特征是供氧系统由氧气分布器(1)、连接软管(2)、氧气源(3)、控制器(4)、压力传感器(5)、调节阀(6)、滑轨(7)、输氧管(8)以及截止阀(9)组成；氧气源(3)通过输氧管(8)连接稳压装置，稳压装置由压力传感器(5)、控制器(4)、调节阀(6)构成，控制隧道掌子面的供氧压力；截止阀(9)连接压力传感器(5)和连接软管(2)，连接软管(2)接通氧气分布器(1)，通过滑轨(7)调整氧气分布器(1)在隧道掌子面的位置，随着隧道施工的推进，通过连接软管(2)，使氧气分布器(1)和滑轨(7)向前跟进。2.如权利要求1所述的高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统，其特征在于氧气分布器(1)氧气喷孔均匀分布在氧气管上，喷孔间距为100500mrn，喷孔直径为0.15mrn。3.如权利要求1或2所述的高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统，其特征是供氧方式上是根据施工现场的环境特点，利用滑轨将隧道两侧的氧气分布器调整到需要供氧的工作面，隧道两侧的氧气分布器的间距控制在隧道宽度的70%-95%范围内；通过采用压力传感器、控制器以及调节阀组成的稳压装置，能够根据需要实时调整从氧气源输出的高浓度氧气的压力，压力范围为0.1~1.0MPa;经过氧气分布器进行射流雾化喷氧，能在掌子面形成弥散式供氧的氧帘，从而获得局部富氧区域；随着隧道施工的推进，通过连接软管，使氧气分布器和滑轨向前跟进，实现施工现场的连续就地供氧；通过稳压装置，能随施工进度、持续将不断推进的隧道掌子面施工区域的氧分压提高23kPa。全文摘要一种用于提高隧道掌子面氧分压的弥散式连续供氧系统及供氧方式，属于制氧供氧
技术领域：
。本发明建立由氧气分布器1、连接软管2、氧气源3、控制器4、压力传感器5、调节阀6、滑轨7、输氧管8以及截至阀9组成的隧道掌子面弥散供氧系统。利用滑轨将隧道两侧的氧气分布器调整到需要供氧的工作面，隧道两侧的氧气分布器的间距控制在隧道宽度的70％-95％范围内；经过氧气分布器进行射流雾化喷氧，能在掌子面形成弥散式供氧的氧帘，从而获得局部富氧区域；随着隧道施工的推进，通过连接软管，使氧气分布器和滑轨向前跟进，实现施工现场的连续就地供氧；通过稳压装置，能随施工进度、持续将不断推进的隧道掌子面施工区域的氧分压提高2～3kPa，有效解决高海拔隧道施工的缺氧问题。文档编号E21F11/00GK101095972SQ20071011844公开日2008年1月2日申请日期2007年7月5日优先权日2007年7月5日发明者丁守全,恺乐,侯庆文,冯俊小,况成明,刘应书,刘文海,辉张,武志文申请人:北京科技大学