一区二区福利导航在线 HXQL型过滤式空气呼吸器在矿场的使用效

1 引言

柴油设备具有生产能力大、机动灵活、效率高等优点，在矿山井下有着广泛的应用前景。但柴油设备在生产过程中将产生有毒有害物质，主要有 CO,NO _z ,C _m H _m , 黑烟 ( 碳粒 ) 以及大量的粉尘。如不采取措施，作业环境中有毒有害物质的浓度会经常超标。工人长期工作在这样的环境中，将严重危害工人身体健康，轻者有咳嗽、胸闷、呼吸不杨、头痛等症状 ; 重者引起肺气肿、窟症等疾病，是一退待解决的间题。

本研究的 过滤式呼吸器 ，就是供柴油设备作业的操作人员佩戴，使其免受尘毒的危害。经过在实验室和梅山矿采矿场一 l98m 水平的柴油铲运机上试验，结果表明，该装置的滤尘效率 >99% ，滤毒 (CO, NO _z ) 效率 >85 ％，工人佩戴方便舒适，具有较好的防护效果。

2 呼吸器结构原理及主要参数

2.1 呼吸器结构原理

本装置采用固定式，操作人员只需佩戴自己的口罩，使用时，将口罩与软管连接即可。其结构如图 1

面罩是以普通防尘口罩为主体，加设侧向送风阀，面罩连接管是伸缩强的软管，风机为小型离心风机，额定电压为 4.0V ，额定转速 9000r/min , 额定电流 0.4A 。滤尘盒为塑料制作，夹持化纤立体滤料。滤毒罐为合金铝罐，内分层装有化学药剂 :NaCIO ₃ 、活性炭，氧化剂 Na ₂ CO ₃ 以及 MnO,CuO 等。控制部分采用可调式三端稳压集成电路，使风机两端电压控制在 4.0-4.5V 之间连续可调。

图1 呼吸器结构原理

1.面罩连接管 2.滤毒罐 3.隔板 4.连接件 5.连接软管 6.风帆 7.滤尘盒 8.控制部分

其原理为作业环境内的污风由小风机抽风，进人滤尘盒滤尘，滤毒罐滤除油烟 ,CO,NO ₂ 等有毒有害物质后，经软管送人呼吸面罩，供操作人员呼吸。

2.2 主要参数

根据安全规程有关规定，呼吸器主要设计参数为 :

送风量 :15 一 25 L/min

呼吸阀呼气阻力 :50Pa

呼吸阀吸气阻力 :10Pa

供气口粉尘浓度 :<2mg/m ³

供气口 CO 浓度 :<30mg/m ³

供气口 NO ₂ 浓度 :<5mg/m ³

3 呼吸器实验室试验

实验室试验包括滤尘性能和滤毒性能试验 : 在实验室内对滤料进行了测试分析。

3.1 过谁邢滤尘性能测试与分析

3.1.1 滤尘材料性能测定方法

评价滤尘材料的滤尘性能主要有三个指标 : 阻力、捕尘效率、容尘量。

试验是在通风防尘实验室的滤料性能测试装置上进行的，如图 2 。

图2 滤尘材料性能测试装置

为了控制试验风筒内的粉尘浓度均匀，利用等速回转的圆盘进行定量发尘。圆盘上刻有不同宽度与深度的沟槽，压缩空气引射器人口设在环形沟槽上，打开压缩空气，沟楷内的粉尘便被吸人并射向风筒内 ; 改变圆盘驰动电机转速和引射器位置，可改变发尘量，从而达到控制风筒内粉尘之目的。滤料阻力用倾斜微压计测定，精度为 1.0Pa, 滤料效率由鞍劳 D-4 型粉尘采样器等速采样，计算求得。热球风速仪侧定道管内风速。试验粉尘为磁铁矿试验尘，相对密度 2.85 。滤料试样尺寸 :350mm × 350mm 。

3,1.2 测试结果及分析

在实验室共进行了下列项目的测试 : 滤料初阻力，滤料阻力与容尘量的关系，滤料容尘量与净化效率的关系。其结果如图 3 。

综合侧试数据及整理绘制的曲线，作如下分析 :

(1) 化纤滤料的初始阻力直接受滤料结构特性的影响，它不仅决定于纤维丝经和排列方式。而且与滤料厚度和孔隙度有关。

(2) 化纤组合滤料不仅净化效率高，而且稳定。从图 3 可见，滤尘效率大于 98.5 ％。

图 3 滤尘材料容尘 . 、阻力、净化效率的关系

(3) 滤料容尘特性好，不仅临界条件下的容尘量高，而且在相同容尘量的情况下，可获

得较高的净化效率，且阻力增加很小。

       (4) 滤料容尘后的阻力，虽与滤料初阻力有一定关系，但主要取决于滤料的结构，如图 3 所示 . 随容尘量增加，阻力上升缓慢。综上所述，组合滤料特性见表 l 。

3.2 滤毒性能试验

3.2.1 滤毒性能测试方法

为了使被试验气体与井下柴油设备排气中有害成分相似，采用图 4 所示配气流程，即利用气体混合器将空气、 CO,NO ₂ 气体混合，利用抽气泵抽气，使气体通过滤毒雏，测定过滤罐两侧气体试样浓度。侧试仪器为光电比色分析仪，根据测试浓度计算效率。

图 4 气体试验流程

3.2.2 滤毒罐性能测试

滤毒材料的滤毒效能包括滤毒效率和有效过滤时间。参照有关标准及规范，对滤毒材料的过滤性能进行测定，并与常规过滤罐作对比。

(1) 净化效率测定。如图 4 所示采样点采样，计算净化效率 见表 2 。

表 2 净化性能试验表

由表 2 可见，平均净化效率达 96 ％以上，而国产普通过滤罐净化效率仅为 58 ％

(2) 净化效率与时间的关系。净化时间的试验根据试验气体通过滤毒罐后。测定过滤前后气体中毒物浓度，计算净化效率，并观测与过滤时间的关系。

由图 5 可见，净化时间达 24h 时，净化效率几乎不变。

图 5 过渔时间与净化效率关系

4 现场试验

梅山矿业公司采矿场采用无底柱分段崩落法采矿。由于从一 198m 水平开始，矿块结构参数变化，采矿进路由 50m 改为 75m 。进一步增加了工作面通风的难度。因此。柴油铲运机司机在进路出矿过程中，深受粉尘、 C0,NO ，等有毒有害物的危害。为了保障工人身体健康，提高工时利用率，该矿业公司于 1995 年立项，与马鞍山矿山研究院合作 . 在一 198m 水平的一台柴油铲 i} 机上，试验侧试 HXQL 型呼吸器防护性能。

4.1 测定方法及测定仪器

粉尘及有毒气体的测定，依据有关的国家标准和行业规范进行。测定仪器为 : 粉尘用 Fc -Ⅱ 型粉尘采样器测定。 NOx.CO 用光电比色分析仪测定。

4.2 作业场所有毒有害物浓度测度

通过对铲运机工作进路中环境的有毒有害物质浓度测定，其粉尘、黑烟的浓度为 9.4 一 14.4mg/m ³ ,CO 的浓度为 40 一 75mg/m ³， NO 的浓度为 8.5-15.4mg/m ³，均超过国家卫生标准，应采取一定的防护措施。

4.3 过滤器的滤尘性能试验

4.3.1 滤尘效果

通过对呼吸器出口的粉尘浓度测定，采样时取呼吸器出口的部分气体，粉尘浓度为 0.6 – 0.8 mg/m ，达到国家卫生标准 (<2 mg/m) 。

4.3.2 滤尘材料使用时间

三维组合滤料使用时，随着过滤时间延长，容尘量增加，阻力增大，净化效率升高。但容尘量达到一定值时，阻力增加缓慢，此时，有部分粉尘穿透滤料，从而使净化效率略有下降，这时应更换过滤材料。

现场试验表明，更换滤料在前述的现场环境浓度中，使用时间达 8 一 10d,

4.4 过滤器滤毒性能

4.4.1 滤毒效果

铲运机在进路工作时，对呼吸器供气口毒物 (CO 、 NOx) 测定表明， Nx 浓度为 0.62-1.38mg/m ³ ,CO 浓度 1～ 18mg/m ³ ，均达到国家卫生标准 (NOx : <30mg/m ³， CO:<5mg/m ³ ) 。

4.4.2 过滤时间试验

滤毒药剂有效过滤时间长短直接影响到呼吸器的应用条件和前景，药剂使用时间越长，运行费用越低。现场试验表明，随着出矿量增加，过滤时间延长，其滤毒效果几乎不变。当铲运机出矿量达 10320t 时，净化器出口气体毒物浓度仍达到卫生标准，效果稳定，具有较好防护效果。

综上所述，过滤式空气呼吸器现场试验结果如表 3 所示。

4.5 经济分析

梅山矿采矿场多级机站通风系统形成后，矿块联络巷形成新鲜风流，长进路铲运机司机防护措施采用个体防护装置，即佩戴过滤式空气呼吸器防护尘毒的危害是适宜的。

实验室与现场试验表明，该装置的性能是可靠的。以该矿的一 198m 水平一台铲运机上配置进行费用分析，吨矿石成本仅增加 0.018 元 ( 详见表 4 〕，是一种经济有效的防护装置。

5 结语

(1) HXQL 过滤式空气呼吸器滤毒滤尘效果较好，供气质量达到国家卫生标准 .

(2) 过滤式空气呼吸器采用正压送风结构、工人佩戴方便舒适，且整个装置不影响工人的操作。

(3) 过滤材料更换时间适中，每吨矿石成本仅增加为 0.018 元，是一经济有效的防护装置。

(4) 该呼吸器作适当改进后，还可适用于凿岩、喷浆等作业场所，具有较大的推广应用价值。