一种纵深隧道富氧气体循环系统技术方案

本发明专利技术涉及隧道通风领域，旨在提供一种纵深隧道富氧气体循环系统，包括沿隧道纵深地平行设置的新风管和排风管，新风管相连着新风风机，排风管相连着I号排风风机；与新风管平行设置有一条氧气输送管；氧气输送管在接近隧道的掌子面处与新风管通过气体混合装置结合，将新风管中的新风混合为富氧空气，并通过氧气弥散终端向隧道掌子面处的空间弥散。本发明专利技术能将包括掌子面在内的主要施工区域建立为一个洁净的富氧环境，改善高原作业人员的工作条件，减少低气压低氧对人体带来的危害，降低急慢性高原病发病率，提供工作效率，保障施工质量。

A Deep Tunnel Oxygen-enriched Gas Circulation System

【技术实现步骤摘要】
一种纵深隧道富氧气体循环系统
本专利技术涉及隧道通风领域，更具体地说，是一种纵深隧道富氧气体循环系统。
技术介绍
随着西部地区的不断发展，川藏铁路的规划和建设已全面开启。据悉，川藏铁路总长约1700公里，地形条件极其复杂，从四川盆地到青藏高原，川藏铁路依次经过四川盆地、川西高山峡谷区、川西高山原区、藏东南横断山区、藏南谷底区等5个地貌单元，80％以上将以隧道和桥梁的方式建设，其中众多隧道处于高原低气压环境中。施工期间，由于高原地区的山体特别高峻，因此不能像常规山体那样开设隧道斜井通风，隧道内空气污染严重，粉尘、柴油机尾气、炮烟、焊烟、有害气体等影响作业人员的健康。而且在高原低气压环境中氧分压要远远低于正常水平，作业设备也将消耗大量氧气。在低氧、空气污染严重的隧道内，不仅工作效率低，工程的进度和质量无法确切，而且作业人员的身体健康也将受到严重危害，甚至生命安全受到威胁。因此，高原隧道内采取有效的供氧方式，可以避免低氧、有害气体等对作业人员造成危害，身体健康得到保障，提高工作效率，确保施工进度。掌子面是隧道施工的主要工作区，隧道开挖过程中施工人员主要集中在该区域，而掌子面处于隧道通风的死角，通风效果差，并且由于爆破、设备、人员的耗氧，造成该区域氧气含量比洞内其它地方更低。目前高原低气压环境隧道施工供氧方式主要有：个体携氧供氧，氧吧车供氧，掌子面弥散供氧等。个体携氧供氧是指作业人员个体背负一个氧气瓶，通过鼻吸管一边施工一边吸氧。其优点是设备简单，作业人员可以呼吸到高密度的氧气，耗氧量小，在短时间内或紧急情况下可以用于急救。但氧气瓶容量小，不能连续供氧，需要每隔一段时间进行充氧，若采用较大的氧气瓶又会增加作业人员的负担。掌子面弥散供氧是在施工隧道施工期间，将氧气输送到作业人员和施工机械集中的掌子面附近，并在该区域进行弥散，将有效的解决作业人员的缺氧问题。但施工过程中产生的粉尘、CO、CO2、NO、NO2、硫化物、焊烟等有害气体无法有效的排出，残留在作业区域内，仍会危害到作业人员的身体健康。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种纵深隧道富氧气体循环系统，以将包括掌子面在内的主要施工区域建立为一个洁净的富氧环境，改善高原作业人员的工作条件，减少低气压低氧对人体带来的危害，降低急慢性高原病发病率，提供工作效率，保障施工质量。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纵深隧道富氧气体循环系统，包括沿隧道纵深地平行设置的新风管和排风管，所述新风管相连着新风风机，所述排风管相连着I号排风风机；与所述新风管平行设置有一条氧气输送管；所述氧气输送管在接近隧道的掌子面处与所述新风管通过气体混合装置结合，将所述新风管中的新风混合为富氧空气，并通过氧气弥散终端向隧道掌子面处的空间弥散。作为本专利技术的进一步改进，所述氧气弥散终端为整体外形与隧道轮廓相适的环状管，管的朝内部分设有若干个均匀分布的喷管；所述喷管的侧面开设有若干个朝向不同角度的弥散喷嘴。作为本专利技术的进一步改进，在所述气体混合装置的后方设置有II号加湿机；所述II号加湿机在氧气弥散终端的后方形成加湿空气幕以作隔断。作为本专利技术的进一步改进，所述掌子面处安装有氧气浓度检测仪和二氧化碳检测仪；所述氧气输送管相连着PSA制氧机；所述氧气浓度检测仪和二氧化碳检测仪的检测信号传输到富氧控制系统后控制着所述PSA制氧机的电磁阀进行工作。作为本专利技术的进一步改进，所述富氧控制系统还包括显示屏，用于显示所述掌子面处的各种气体浓度和流量，可触摸点动控制阀门的开关及紧急切断。作为本专利技术的进一步改进，所述富氧控制系统还在掌子面处设有二氧化碳超标的报警蜂鸣器。作为本专利技术的进一步改进，所述排风管的出隧道尾部安装有排风口扩散装置。作为本专利技术的进一步改进，所述排风口扩散装置的上方设有加湿降尘装置；所述加湿降尘装置由I号加湿机1带动工作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的纵深隧道富氧气体循环系统是将弥散供氧与通风相结合，从大环境上解决高原隧道施工粉尘及低氧问题。在对施工区域弥散供氧的同时用富氧进行通风循环，向隧道内供给新鲜的富氧空气，并有效地将粉尘、有害气体等循环排出施工区域。隧道富氧气体循环系统与现有的隧道新风系统不同，是在现有的隧道新风系统的基础上向新风管路上增加了氧气，通过气体混合装置提高了新风系统中的氧气含量，使供给的新风氧气含量达到23％-25％，通过弥散装置扩散到隧道施工区域，解决了高原地区超长隧道内缺氧的问题，同时采用气帘隔断加湿，减少了弥散供氧区域，并降低了隔断处的粉尘，因此对川藏铁路超长隧道建设有着十分重要的意义。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的剖视图(掌子面处)；图3为本专利技术的工作原理图。图中：1I号加湿机、2PSA制氧机、3富氧控制系统、4施工运输车辆、5II号加湿机、6加湿空气幕、7氧气弥散终端、8氧气浓度检测仪、9二氧化碳检测仪、10掌子面、11I号排风风机、12气体混合装置、13电磁阀、14排风管、15新风管、16II号排风风机、17风机软连接接头、18新风风机、19排风口扩散装置、20加湿降尘装置、21氧气输送管、22喷管、23弥散喷嘴。I号加湿机具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。如图1、图2所示，本专利技术的纵深隧道富氧气体循环系统中，施工运输车辆4和人员沿隧道来到掌子面10处进行挖进工作，沿着隧道的纵深，平行设置有新风管15和排风管14用于更新洞内的空气。新风管15通过风机软连接接头17连着新风风机18，排风管14隧道内的一端相连着I号排风风机11，出隧道的尾部安装有排风口扩散装置19，在排风口扩散装置19的上方设有加湿降尘装置20；加湿降尘装置20由I号加湿机1带动工作。为了加强排风管14的风力，可在过长的排风管14的中部，考虑增加II号排风风机(16)。本专利技术中，与新风管15平行设置有一条氧气输送管21；氧气输送管21在接近隧道的掌子面10处与新风管15通过气体混合装置12结合，将新风管15中的新风混合为富氧空气，并通过氧气弥散终端7向隧道掌子面10处的空间弥散。氧气弥散终端7为整体外形与隧道轮廓相适的环状管，管的朝内部分设有若干个均匀分布的喷管22；喷管22的侧面开设有若干个朝向不同角度的弥散喷嘴22。在气体混合装置12的后方设置有II号加湿机5；II号加湿机5在氧气弥散终端7的后方形成加湿空气幕6以作隔断。掌子面10处安装有氧气浓度检测仪8和二氧化碳检测仪9；氧气输送管21相连着PSA制氧机2；氧气浓度检测仪8和二氧化碳检测仪9的检测信号传输到富氧控制系统3后控制着PSA制氧机2的电磁阀13进行工作。富氧控制系统3还包括显示屏，用于显示掌子面10处的各种气体浓度和流量，可触摸点动控制阀门的开关及紧急切断。富氧控制系统3还在掌子面10处设有二氧化碳超标的报警蜂鸣器。本专利技术的目的是完成以下几方面的任务：1、进风输送系统的建设，能满足隧道内新风量的要求。2、供氧系统的建设，与新风混合后，能使隧道施工区域的空气的氧气浓度达到23％-25％。3、富氧环境监测和二氧化碳浓度监测系统，能随时监测隧道内的氧气浓度和二氧化碳浓度。4、富氧环境的安全控制系统，能控制隧道的氧气浓度。5、出风系统，能满足隧道内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纵深隧道富氧气体循环系统，包括沿隧道纵深地平行设置的新风管(15)和排风管(14)，所述新风管(15相连着新风风机(18)，所述排风管(14)相连着I号排风风机(11)；其特征在于，与所述新风管(15)平行设置有一条氧气输送管(21)；所述氧气输送管(21)在接近隧道的掌子面(10)处与所述新风管(15)通过气体混合装置(12)结合，将所述新风管(15)中的新风混合为富氧空气，并通过氧气弥散终端(7)向隧道掌子面(10)处的空间弥散。

【技术特征摘要】
1.一种纵深隧道富氧气体循环系统，包括沿隧道纵深地平行设置的新风管(15)和排风管(14)，所述新风管(15相连着新风风机(18)，所述排风管(14)相连着I号排风风机(11)；其特征在于，与所述新风管(15)平行设置有一条氧气输送管(21)；所述氧气输送管(21)在接近隧道的掌子面(10)处与所述新风管(15)通过气体混合装置(12)结合，将所述新风管(15)中的新风混合为富氧空气，并通过氧气弥散终端(7)向隧道掌子面(10)处的空间弥散。2.根据权利要求1所述的纵深隧道富氧气体循环系统，其特征在于，所述氧气弥散终端(7)为整体外形与隧道轮廓相适的环状管，管的朝内部分设有若干个均匀分布的喷管(22)；所述喷管(22)的侧面开设有若干个朝向不同角度的弥散喷嘴(22)。3.根据权利要求1所述的纵深隧道富氧气体循环系统，其特征在于，在所述气体混合装置(12)的后方设置有II号加湿机(5)；所述II号加湿机(5)在氧气弥散终端(7)的后方形成加湿空气幕(6)以作隔断。4.根据权利要求1所述的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼百根，孙莉，钱晶，斯航军，
申请(专利权)人：杭州创威实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33