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一、項目簡介
該項目屬于高海拔制氧及其應用。
(一)主要內容
1.研究適合高海拔地區以及高原隧道的制氧技術。
2.研究高海拔地區變壓吸附制氧理論。
3.研究高原隧道供氧的新方法。
4.研制和建設風火山隧道制氧供氧系統。
(二)技術性能指標
1.首次開發了有壓吸附、低壓解吸的變壓吸附制氧工藝，并且成功應用于高海拔地區制氧系統。
2.揭示了不同海拔地區氧濃度與產氧量的關系，首次取得了變壓吸附制氧裝置的高原效率曲線和氣源容量匹配曲線，為高海拔地區變壓吸附制氧提供了設計依據。
3.為解決隧道掌子面氧氣含量低的問題，采用彌散式裝置將氧氣噴入掌子面作業區，形成氧氣霧，有效提高了氧氣含量，氧分壓比洞外提高2~3kPa。
4.為保證工作人員施工間隙有良好的休息環境，提出了氧吧車供氧的新方法，氧吧車移動方便靈活，可隨掌子面的延伸不斷跟進，在氧吧車內配置12個供氧裝置，可滿足12人同時吸氧，保障了施工人員的身體健康，提高了工作效率。
5.研制建成了世界上海拔最高的風火山隧道制氧站，氧氣產量為20m3/h以上，所產氧氣技術指標符合醫用氧標準，氧氣濃度達到92%以上，為參建人員的身體健康和隧道工程的安全、優質、高效地建成提供了有力的保證。
該項目研究成果應用于青藏鐵路風火山隧道施工，創造了高海拔隧道單口成洞110.14m的施工記錄和隧道施工人員無一人死亡、無一等級事故、高原病征象發生率最低的世界記錄，確保了風火山隧道工程安全、優質、高效地建成，并在青藏鐵路全線推廣使用，覆蓋人群達2萬余人。實踐證明，該成果的成功應用，在“生命禁區”創造了安全施工記錄，創造了施工佳績，取得了可觀的經濟、社會效益。
該項目所取得的變壓吸附制氧裝置的高原效率曲線和氣源、容量匹配曲線，為高原制氧提供了合理的設計依據。制氧、供氧系統的成功研制，可以廣泛推廣應用于高海拔地區的工程建設。
二、技術創新點
風火山地區基于青藏高原特殊環境條件，通過上述理論研究及現場試驗取得了以下創新成果：
1.首次開發了有壓吸附、低壓解吸的變壓吸附制氧工藝，并成功應用于高海拔地區制氧系統。
2.揭示了不同海拔地區氧濃度與產氣量的關系，首次得到了變壓吸附制氧裝置的高原效率曲線，首次得到了高原變壓吸附制氧氣源容量匹配曲線。
3.創新性提出了隧道掌子面彌散式供氧和隧道氧吧車供氧的新方法。
4.研制建成了世界海拔最高的風火山隧道制氧站，氧氣產量大于20m3/h，氧氣濃度達到92%以上，填補了世界高海拔制氧技術的空白。
5.風火山隧道制氧供氧系統投入使用后，隧道施工日掘進速度由原來的2~3m提高到5~8m，進出口成洞雙雙突破100m大關，隧道提前貫通，創造了高海拔凍土隧道施工的新記錄。
三、應用情況
現場使用表明：制氧供氧設備運行平穩、安全可靠，自動化程度高、操作簡便易行，勞動強度小；制氧站出氧率高、耗能低，所生產氧氣各項技術指標符合醫用氧標準要求，氧氣濃度達到92%以上。隧道供氧方案具有創新性，供氧方法使用方便、快捷、安全，能保證24小時不間斷供氧，從根本上解決風火山隧道施工洞內的供氧難題。
風火山隧道投入使用后，提高了勞動效率，加快了施工進度。隧道內氧分壓達到13.1~14.0kPa，比洞外高2~3kPa。因此，勞動效率大大提高，進度加快，使用前需要四個班次完成的工作量，使用后兩個班次即可完成，原來隧道掘進每天2~3m，供氧后達到每天5~8m，隧道進出口月成洞雙雙突破100m大關。更為可喜的是，整個隧道較計劃提前8個月貫通，創造了高海拔凍土隧道施工的新紀錄。風火山隧道制氧供氧系統的使用加強了醫療保障，確保了施工人員以及所有參建人員的氧氣供應，在高原生命禁區為參建人員的健康保障和生命安全提供了保證。參建人員門診人次由供氧前的每天59人次下降到每天33人次，高原病征象發生率由24例/1000人下降到10例/4189人。貫通風火山隧道無一人死亡，無一等級事故，在青藏鐵路全線最差的施工地段，創造了高原病發病率最低的好成績。據記載修建青藏公路時每公里死亡一人，修建海拔3698m的關角隧道時犧牲了數十人，由此說明了風火山隧道制氧供氧系統的作用。該技術在青藏鐵路全線推廣，覆蓋人群2萬余人。
風火山隧道制氧供氧系統投入使用后，中國鐵道建筑總公司于2002年1月下文在全線推廣應用，要求青藏鐵路施工單位采用隧道內彌散供氧，隧道內氧吧供氧，工后每人最少吸氧兩小時。自那時起風火山隧道制氧供氧成果迅速推廣應用于中鐵一局、中鐵三局、中鐵四局、中鐵十六局和中鐵十八局。先后在北麓河、沱沱河、雁石坪、唐古拉山和安多等地建立了制氧站。供養距離幾乎涉及青藏鐵路全線，覆蓋人群2萬余人。
