礦井救生艙避難硐室供氣系統(tǒng)
礦井救生艙/避難硐室供氣系統(tǒng)：
業(yè)內(nèi)專家曾指出，配置避險(xiǎn)硐室在美國、加拿大等國已有強(qiáng)制性規(guī)定，起到了不錯(cuò)的效果。智利被困礦工能夠生存下來，井下避險(xiǎn)硐室起到了至關(guān)重要的作用。不過，對正在計(jì)劃強(qiáng)制推行井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)，專家們認(rèn)為落實(shí)存在困難，特別是井下避險(xiǎn)硐室投入巨大，這對小礦來說更是壓力不小。避難硐室氧氣供應(yīng)自控系統(tǒng)、礦用救生艙硐室專用氣體匯流排、救生艙內(nèi)氧氣供應(yīng)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，缺乏氧氣，將造成受困人員窒息而死。許多礦難導(dǎo)致的生命死亡，70%以上都是因?yàn)槿狈ρ鯕馑?。救生艙是生命存活的希望所在，因此，如何提供可靠的氧氣供?yīng)，是決定救生艙是否應(yīng)用成功的關(guān)鍵。
礦用救生艙硐室專用氣體匯流排、救生艙硐室內(nèi)氧氣來源不外乎以下幾種方式：
（1）液態(tài)氧
（2）化學(xué)生氧
（3）制氧機(jī)
（4）高壓氧氣瓶供氣
對于如何持續(xù)向艙內(nèi)供應(yīng)氧氣，許多救生艙企業(yè)都有自己的解決辦法，比較多的辦法是手動(dòng)釋放氧氣。即操作者通過氧氣濃度傳感器觀察艙內(nèi)氧氣濃度變化，當(dāng)濃度低于某一值時(shí)，人工手動(dòng)啟動(dòng)氣瓶放氧，當(dāng)氧濃度升高到另一高值時(shí)，再關(guān)閉氣瓶，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)供氧。市場上另有一種辦法是，使用者按指導(dǎo)手冊大致計(jì)算每人的耗氧量，然后在匯流排（將多個(gè)氣瓶連接在一起的管件就叫匯流排）末端安裝一個(gè)氧氣流量調(diào)節(jié)器，手動(dòng)調(diào)節(jié)流量大小，以持續(xù)釋放氧氣。應(yīng)當(dāng)講，這兩種方案是目前國內(nèi)普遍采用的方案，不耗任何電能，即可實(shí)現(xiàn)供氧。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
但仔細(xì)分析，這種手動(dòng)調(diào)節(jié)方式又存在不少問題。比如上面第一種方式，由于氧氣排**瓶并不是均勻分布，而比較多的情況是產(chǎn)生一個(gè)氣團(tuán)，該氣團(tuán)如果正好籠罩在氧氣傳感器上，則氧氣傳感器將作出錯(cuò)誤的顯示，事實(shí)上，靠人手動(dòng)調(diào)節(jié)，永遠(yuǎn)存在比較大的偏差，這種方式最大的弊病，就是供氧不均勻，放氧或多或少，造成對氧氣的浪費(fèi)供應(yīng)。再看上面第二種辦法，從理論上講應(yīng)當(dāng)是對的，可以實(shí)現(xiàn)較為精確的供氧，但對于深陷恐懼之中的礦工而言，能否準(zhǔn)確計(jì)算，能否心態(tài)平穩(wěn)地調(diào)節(jié)，能否不手忙腳亂進(jìn)行這種精密設(shè)備的操作，還是一個(gè)問題。而且，礦工的活動(dòng)情況不同，耗氧量有很大的不同，礦工能否根據(jù)不同的情況進(jìn)行計(jì)算和設(shè)置，也是一個(gè)有待考慮的問題. 我公司采用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行精確供氧，就是為了解決以上手動(dòng)操作的弊端與不足。我們的基本考慮點(diǎn)是：礦工逃進(jìn)救生艙，緊張焦灼情緒可想而知。在這種面臨生死考驗(yàn)的時(shí)候，沒有人能夠鎮(zhèn)定自若的。我們采用全自動(dòng)控制技術(shù)，就是要減輕礦工的操作流程，幫助他們實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供氧，他們只要能夠打開氧氣瓶閥門（這在手動(dòng)操作中也是必不可少的環(huán)節(jié)），其它的一切均由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
我們的控制系統(tǒng)依下列的思路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，即氧氣傳感器時(shí)刻監(jiān)測艙內(nèi)氧氣濃度變化，當(dāng)濃度低于某一設(shè)定值時(shí)（如18%），控制板自動(dòng)指揮電磁閥打開，向艙內(nèi)充氧；當(dāng)氧氣濃度超過一定值時(shí)（如23%），控制板自動(dòng)指揮電磁閥關(guān)閉，停止向艙內(nèi)供氧。這樣周而復(fù)始，自動(dòng)將氧氣濃度限制在18－23%之間。在這個(gè)過程中，不需要任何人員參與，而是由控制系統(tǒng)自動(dòng)指揮完成。當(dāng)然，為防止自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或電能耗盡無法啟用自控系統(tǒng)，我們在管路上設(shè)置了手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，即當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)失效后，操作者可以立即啟動(dòng)手動(dòng)裝置進(jìn)行氧氣釋放，確保氧氣供應(yīng)能夠連續(xù)進(jìn)行，這樣將極大地提高系統(tǒng)的可靠性及安全性。此外，為防止氧氣排放時(shí)形成不均勻氣團(tuán)影響傳感器的讀數(shù)，我們在匯流管末端加裝了阻尼消音裝置，使氣流緩慢釋放，從而確保氧氣與艙內(nèi)空氣均勻混合，使傳感器盡可能準(zhǔn)確地讀取到艙內(nèi)氧氣的平均濃度，這樣也使控制系統(tǒng)可做出更精確的判斷和動(dòng)作。 目前，國內(nèi)已經(jīng)有多家救生艙生產(chǎn)企業(yè)使用了這套自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，控制精準(zhǔn)，反響良好。通過實(shí)際測試，我們也獲得了另一個(gè)重要參數(shù)，即呆在救生艙的人員，平均耗氧量為0.35-0.4/min，這是一個(gè)比較合理的耗氧量，救生艙建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中定義的**耗氧量為0.5L/min，比我們實(shí)際測下來的偏高，一方面證明我們自控系統(tǒng)確實(shí)節(jié)省氧氣用量，另一方面也通過實(shí)踐獲得了可靠的計(jì)算參數(shù)，這為眾多救生艙企業(yè)計(jì)算用氧量提供了參考。
下面，我們提供了氧氣用量的計(jì)算方法，供同行參考。有兩個(gè)重要參數(shù)上面已經(jīng)提到，一是一個(gè)氣瓶的有效壓力值為120KG，另一個(gè)就是艙內(nèi)**的耗氧量按0.4L/min計(jì)算。
假定我們選用60L的氧氣瓶，救生艙人數(shù)為12人。按有效壓力120公斤計(jì)算，根據(jù)p1v1=p2v2公式，一瓶氧氣可釋放出60*120=7200L=7.2立方米氧氣（艙內(nèi)壓力基本接近大氣壓，即1公斤壓力）。我們按每人每分鐘0.4L耗氧量計(jì)算，則12人每分鐘的耗氧量為12*0.4=4.8L，則每小時(shí)的耗氧量為4.8*60=288L，則120小時(shí)的全部耗氧量為120*288=34560L=34.56立方米。由于每瓶氧氣可以釋放出7.2立方米的氧氣，則34.45立方米共需要?dú)馄?4.56/7.2=4.8瓶，考慮到艙體泄露情況，我們按1.2的安全系數(shù)設(shè)計(jì)，則總共需要氧氣瓶數(shù)為為4.8*1.2=5.76瓶，取整即為6瓶。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
此處給出了救生艙氧氣用量計(jì)算方法，大家可按上述計(jì)算公式，計(jì)算自己所生產(chǎn)的救生艙所需要的氧氣瓶數(shù)。為方便起見，此處再給出氧氣瓶的不同規(guī)格，供同仁們參考（此值取自上海高壓容器有限公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)）：70L氧氣瓶，高度154cm，直徑26.7cm；60L氧氣瓶，高度137cm，直徑26.7cm；40L的氧氣瓶，高度133cm，直徑21.9cm。
氣瓶，高度137cm，直徑26.7cm；40L的氧氣瓶，高度133cm，直徑21.9cm。
性能說明 （詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
系列：MS
認(rèn)證:TS
使用介質(zhì)：氧氣、空氣，二氧化碳、
分組選擇：單組式，雙組式
主要材質(zhì)：HPB59-1，SUS316或T2
切換類型：手動(dòng)切換，自動(dòng)切換，半自動(dòng)切換
安裝形式：靠墻安裝或水平安裝
主要密封件：PTFE，Nylon1010
配置減壓器型號：DJ-22或DJ370-8E，DJ-15AP
選配件：泄壓閥或壓力報(bào)警器
工作環(huán)境溫度：-20~40℃
氣瓶接管：金屬軟管或紫銅匯流圈，高壓膠管，金屬軟管，
安全泄壓裝置螺紋接口：M14×1.5 。詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566
業(yè)內(nèi)專家曾指出，配置避險(xiǎn)硐室在美國、加拿大等國已有強(qiáng)制性規(guī)定，起到了不錯(cuò)的效果。智利被困礦工能夠生存下來，井下避險(xiǎn)硐室起到了至關(guān)重要的作用。不過，對正在計(jì)劃強(qiáng)制推行井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)，專家們認(rèn)為落實(shí)存在困難，特別是井下避險(xiǎn)硐室投入巨大，這對小礦來說更是壓力不小。避難硐室氧氣供應(yīng)自控系統(tǒng)、礦用救生艙硐室專用氣體匯流排、救生艙內(nèi)氧氣供應(yīng)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，缺乏氧氣，將造成受困人員窒息而死。許多礦難導(dǎo)致的生命死亡，70%以上都是因?yàn)槿狈ρ鯕馑?。救生艙是生命存活的希望所在，因此，如何提供可靠的氧氣供?yīng)，是決定救生艙是否應(yīng)用成功的關(guān)鍵。
礦用救生艙硐室專用氣體匯流排、救生艙硐室內(nèi)氧氣來源不外乎以下幾種方式：
（1）液態(tài)氧
（2）化學(xué)生氧
（3）制氧機(jī)
（4）高壓氧氣瓶供氣
對于如何持續(xù)向艙內(nèi)供應(yīng)氧氣，許多救生艙企業(yè)都有自己的解決辦法，比較多的辦法是手動(dòng)釋放氧氣。即操作者通過氧氣濃度傳感器觀察艙內(nèi)氧氣濃度變化，當(dāng)濃度低于某一值時(shí)，人工手動(dòng)啟動(dòng)氣瓶放氧，當(dāng)氧濃度升高到另一高值時(shí)，再關(guān)閉氣瓶，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)供氧。市場上另有一種辦法是，使用者按指導(dǎo)手冊大致計(jì)算每人的耗氧量，然后在匯流排（將多個(gè)氣瓶連接在一起的管件就叫匯流排）末端安裝一個(gè)氧氣流量調(diào)節(jié)器，手動(dòng)調(diào)節(jié)流量大小，以持續(xù)釋放氧氣。應(yīng)當(dāng)講，這兩種方案是目前國內(nèi)普遍采用的方案，不耗任何電能，即可實(shí)現(xiàn)供氧。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
但仔細(xì)分析，這種手動(dòng)調(diào)節(jié)方式又存在不少問題。比如上面第一種方式，由于氧氣排**瓶并不是均勻分布，而比較多的情況是產(chǎn)生一個(gè)氣團(tuán)，該氣團(tuán)如果正好籠罩在氧氣傳感器上，則氧氣傳感器將作出錯(cuò)誤的顯示，事實(shí)上，靠人手動(dòng)調(diào)節(jié)，永遠(yuǎn)存在比較大的偏差，這種方式最大的弊病，就是供氧不均勻，放氧或多或少，造成對氧氣的浪費(fèi)供應(yīng)。再看上面第二種辦法，從理論上講應(yīng)當(dāng)是對的，可以實(shí)現(xiàn)較為精確的供氧，但對于深陷恐懼之中的礦工而言，能否準(zhǔn)確計(jì)算，能否心態(tài)平穩(wěn)地調(diào)節(jié)，能否不手忙腳亂進(jìn)行這種精密設(shè)備的操作，還是一個(gè)問題。而且，礦工的活動(dòng)情況不同，耗氧量有很大的不同，礦工能否根據(jù)不同的情況進(jìn)行計(jì)算和設(shè)置，也是一個(gè)有待考慮的問題. 我公司采用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行精確供氧，就是為了解決以上手動(dòng)操作的弊端與不足。我們的基本考慮點(diǎn)是：礦工逃進(jìn)救生艙，緊張焦灼情緒可想而知。在這種面臨生死考驗(yàn)的時(shí)候，沒有人能夠鎮(zhèn)定自若的。我們采用全自動(dòng)控制技術(shù)，就是要減輕礦工的操作流程，幫助他們實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供氧，他們只要能夠打開氧氣瓶閥門（這在手動(dòng)操作中也是必不可少的環(huán)節(jié)），其它的一切均由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
我們的控制系統(tǒng)依下列的思路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，即氧氣傳感器時(shí)刻監(jiān)測艙內(nèi)氧氣濃度變化，當(dāng)濃度低于某一設(shè)定值時(shí)（如18%），控制板自動(dòng)指揮電磁閥打開，向艙內(nèi)充氧；當(dāng)氧氣濃度超過一定值時(shí)（如23%），控制板自動(dòng)指揮電磁閥關(guān)閉，停止向艙內(nèi)供氧。這樣周而復(fù)始，自動(dòng)將氧氣濃度限制在18－23%之間。在這個(gè)過程中，不需要任何人員參與，而是由控制系統(tǒng)自動(dòng)指揮完成。當(dāng)然，為防止自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或電能耗盡無法啟用自控系統(tǒng)，我們在管路上設(shè)置了手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，即當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)失效后，操作者可以立即啟動(dòng)手動(dòng)裝置進(jìn)行氧氣釋放，確保氧氣供應(yīng)能夠連續(xù)進(jìn)行，這樣將極大地提高系統(tǒng)的可靠性及安全性。此外，為防止氧氣排放時(shí)形成不均勻氣團(tuán)影響傳感器的讀數(shù)，我們在匯流管末端加裝了阻尼消音裝置，使氣流緩慢釋放，從而確保氧氣與艙內(nèi)空氣均勻混合，使傳感器盡可能準(zhǔn)確地讀取到艙內(nèi)氧氣的平均濃度，這樣也使控制系統(tǒng)可做出更精確的判斷和動(dòng)作。 目前，國內(nèi)已經(jīng)有多家救生艙生產(chǎn)企業(yè)使用了這套自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，控制精準(zhǔn)，反響良好。通過實(shí)際測試，我們也獲得了另一個(gè)重要參數(shù)，即呆在救生艙的人員，平均耗氧量為0.35-0.4/min，這是一個(gè)比較合理的耗氧量，救生艙建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中定義的**耗氧量為0.5L/min，比我們實(shí)際測下來的偏高，一方面證明我們自控系統(tǒng)確實(shí)節(jié)省氧氣用量，另一方面也通過實(shí)踐獲得了可靠的計(jì)算參數(shù)，這為眾多救生艙企業(yè)計(jì)算用氧量提供了參考。
下面，我們提供了氧氣用量的計(jì)算方法，供同行參考。有兩個(gè)重要參數(shù)上面已經(jīng)提到，一是一個(gè)氣瓶的有效壓力值為120KG，另一個(gè)就是艙內(nèi)**的耗氧量按0.4L/min計(jì)算。
假定我們選用60L的氧氣瓶，救生艙人數(shù)為12人。按有效壓力120公斤計(jì)算，根據(jù)p1v1=p2v2公式，一瓶氧氣可釋放出60*120=7200L=7.2立方米氧氣（艙內(nèi)壓力基本接近大氣壓，即1公斤壓力）。我們按每人每分鐘0.4L耗氧量計(jì)算，則12人每分鐘的耗氧量為12*0.4=4.8L，則每小時(shí)的耗氧量為4.8*60=288L，則120小時(shí)的全部耗氧量為120*288=34560L=34.56立方米。由于每瓶氧氣可以釋放出7.2立方米的氧氣，則34.45立方米共需要?dú)馄?4.56/7.2=4.8瓶，考慮到艙體泄露情況，我們按1.2的安全系數(shù)設(shè)計(jì)，則總共需要氧氣瓶數(shù)為為4.8*1.2=5.76瓶，取整即為6瓶。（詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
此處給出了救生艙氧氣用量計(jì)算方法，大家可按上述計(jì)算公式，計(jì)算自己所生產(chǎn)的救生艙所需要的氧氣瓶數(shù)。為方便起見，此處再給出氧氣瓶的不同規(guī)格，供同仁們參考（此值取自上海高壓容器有限公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)）：70L氧氣瓶，高度154cm，直徑26.7cm；60L氧氣瓶，高度137cm，直徑26.7cm；40L的氧氣瓶，高度133cm，直徑21.9cm。
氣瓶，高度137cm，直徑26.7cm；40L的氧氣瓶，高度133cm，直徑21.9cm。
性能說明 （詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566）
系列：MS
認(rèn)證:TS
使用介質(zhì)：氧氣、空氣，二氧化碳、
分組選擇：單組式，雙組式
主要材質(zhì)：HPB59-1，SUS316或T2
切換類型：手動(dòng)切換，自動(dòng)切換，半自動(dòng)切換
安裝形式：靠墻安裝或水平安裝
主要密封件：PTFE，Nylon1010
配置減壓器型號：DJ-22或DJ370-8E，DJ-15AP
選配件：泄壓閥或壓力報(bào)警器
工作環(huán)境溫度：-20~40℃
氣瓶接管：金屬軟管或紫銅匯流圈，高壓膠管，金屬軟管，
安全泄壓裝置螺紋接口：M14×1.5 。詳情請咨詢技術(shù)部姚工：13952875566
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