新型煤矿用隔绝式压缩氧气自救器设计与试验
邹晓旭
抚顺中煤科工检测中心有限公司,辽宁 抚顺 113122;中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122
摘要：为解决传统煤矿用隔绝式压缩氧气自救器单一定量的供氧方式(供氧量 1.2 L/min)导致受灾人员在逃生状态下(需氧量 2.1 L/min)氧气不足、静坐待援状态下(需氧量 0.5 L/min)氧气浪费的问题,同时解决其机械压力指示器易失效、CO2 吸收剂更换不方便、关键零部件材料不可靠等问题,设计了一种满足标准GB 24502-2023《煤矿用自救器》的新型压缩氧气自救器.通过优化减压器流道拓扑结构,实现了定量供氧量在 0.5～2.4 L/min宽域内动态可调,适应逃生/静坐双模式供氧需求,显著提高了静坐时的防护时间和供氧稳定性;基于高精度压力传感器开发了低功耗矿用本质安全型数显压力指示器,解决了机械式指示器的弹性疲劳、非线性漂移及高故障率问题;设计了模块化可更换清净罐,实现了CO2 吸收剂 10 s快速更换;基于Ca(OH)2 吸收CO2 的化学反应动力学,建立了CO2 吸收剂装药量计算模型,并优选了外壳、氧气瓶、气囊等重要零部件.试验表明,该自救器满足 45 min的额定防护时间,静坐防护时间超过 135 min,O2体积分数≥46.5%,CO2 体积分数峰值 1.46%,吸气温度峰值 41.1℃,呼吸阻力之和≤1.2 kPa;氧气瓶工作压力在 3～20 MPa时,35 L/min呼吸量下定量供氧 2.3 L/min,10 L/min呼吸量下定量供氧0.7 L/min,自动/手动补给供氧量均达到了70 L/min,供氧量波动≤0.1 L/min.研究成果在多家自救器生产企业开展应用,并依据GB 24502-2023《煤矿用自救器》通过了安全标志认证检验.
关键词：压缩氧气自救器减压器清净罐CO2吸收剂隔绝式自救器
分类号：TD79+3(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(U23B2094)
论文发表日期：2025-12-20
在线出版日期：2025-12-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 211-218 )
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