矿用压风自救装置节流减压原理的探讨

煤与瓦斯突出是煤矿主要的灾害之一,它不仅严重影响矿井生产,而且直接威胁着矿工的生命安全。煤与瓦斯突出的特点是,涌出大量的瓦斯。在此类事故中,大多数工人伤亡是由瓦斯窒息引起。

我国在长期和煤与瓦斯突出作斗争中,已建立了一整套防治措施,防突出技术达到较高水平;但至今突出未能完全有效控制,意外的突出时有发生。为了保障矿工的生命安全,应采取的安全防护措施,建立生命保障系统。目前,矿井避灾硐室、化学氧、压缩氧自救器和压风自救装置已在矿山救灾方面获广泛应用。

利用矿井的压缩空气系统作气源,建立矿井压风自救系统是可行的,也是的。由于管道压缩空气具有较高的压力和流量,不能直接用于呼吸,经过减压、节流,使其达到适应人体呼吸的压力、流量值。

另外,减压过程中会产生噪声,使用时间长了的管道内会有锈渣和尘粒,需在装置的结构研究时,考虑实现消声和净化空气问题。

节流减压原理的探讨

为使管道压缩空气通过压风自救装置后达到人体呼吸的需要量,装置内需有减压、节流元件。流量Q与节流孔面积A成正比,与节流孔前后端的压力差△1的平方根成正比。当所需气体流量,节流口的面积大,节流口前后端的压力差小;反之,则压力差大。节流口后端的压力P2对自救装置来说,应视为减压后达到的值,即这个值在自救装置呼吸罩中扩散后接近大气压。由于管路在输送压气时会有沿程损失,在矿井的不同区域会有不同的供气压力。又因压力差随着供气压力的不同而不同,所以根据气体流量关系式节流口的节流面积应该是一个可变面积,即把节流阀设计成可调式节流结构,以适应不同供气压力下的流量要求。