口罩多层材料过滤施工扬尘机理的研究

尘肺病是所有职业病患者中人数最多的一种职业病,受到了国家卫生健康委员会的高度重视。作为预防尘肺病的最后一道防线,口罩的过滤机理成为研究热点。针对口罩的多层材料对施工扬尘的过滤机理,研究首先基于51单片机进行了模拟呼吸试验,并将其与建筑工人真实佩戴口罩的场景作对比,验证其可靠性。其次,利用研制的模拟呼吸装置收集了在施工扬尘环境中不同佩戴时间的一次性使用口罩。最后,使用扫描电子显微镜对收集到的口罩样本进行微观层面污染物的观察,并计算了口罩污染率。研究显示:一次性使用口罩在佩戴8 h后污染率明显上升,因此一次性使用口罩最长佩戴时间不宜超过8 h。鼻翼处内层的污染率高达0.212%,脸颊处内层的污染率高达0.216%,下颌处内层的污染率高达0.174%。在口罩同一部位,对比不同层的污染率发现,口罩内层的污染率最高,其次是口罩外层,最低的是口罩中层。口罩内层污染率最高的原因有3条:(1)模拟呼吸装置与真实人脸的边界条件差距较大,施工扬尘会从通风管和口罩接触的空隙钻进来。(2)国内的一次性使用口罩大多是参照国外设计资料生产,不符合中国人的面部特征,很多施工扬尘直接通过口罩侧边进入了口罩内部。(3)施工扬尘的粒径集中于2~4μm,在口罩外层就被拦截。研究结果对施工扬尘的环境中一次性使用口罩的多层材料选用具有参考意义。同时,研制的模拟呼吸装置为今后实验室研究尘肺病防治提供了一种新的试验手段。

重离子微米孔膜防尘口罩滤芯的研制

本文以重离子微孔膜作为主要过滤材料,研制出一款梳格结构的新型防尘口罩滤芯。经国家权威机构测试,该口罩滤芯过滤效率为99.7%,达到国家标准GB 2626—2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》KN95的标准;呼吸阻力小于180Pa,低于国家标准350Pa。

电焊烟尘防护口罩过滤模式研究

为了研发过滤效果好、呼吸阻力低的电焊烟尘防护口罩烟尘过滤模式,以电焊烟尘为研究对象,利用扫描电镜分析了电焊烟尘的微观结构和元素构成,利用激光粒子计数器检测并统计分析了电焊烟尘的粒径分布,发现电焊烟尘中的颗粒物99%以上均为对人体危害严重的呼尘;直径0. 1~0. 3μm颗粒物粒子占粒子总数的68%以上,直径2μm以上颗粒物虽然粒子数所占比例仅为1%,但体积分数高达20%。在设计防护口罩时,上述二者均应充分考虑。利用CAD建立了a(3层过滤孔径分别为2μm、1μm、0. 1μm)、b(3层过滤孔径分别为1μm、0. 2μm、0. 1μm)、c(3层过滤孔径分别为0. 3μm、0. 2μm、0. 1μm) 3种由滤料最外层至最内层不同孔径的过滤模式,利用Fluent对3种过滤模式下速度场、压力差和电焊烟尘浓度分布等进行了数值模拟与对比分析,结果发现a模式吸气阻力最小,但粉尘过滤效果最差;c模式吸气阻力最大,但粉尘过滤效果最好,b模式居于a和c模式之间,并得出不同孔径滤料组合方案对于吸气阻力和过滤效率具有较大影响的结论。

煤矿用送风式防尘口罩的设计与实现

为有效预防尘肺病,解决煤矿井下使用的自吸式防尘口罩在长时间、高浓度粉尘环境中呼吸阻力增大,产生憋气的问题,基于送风原理,研制一种舒适、滤尘效果好的动力送风式防尘口罩。介绍送风式防尘口罩的设计要求、工作原理及主要技术指标,给出小型风机参数,设计出容尘量大、阻尘率高的过滤器和风量可调的控制电路,并进行性能测试。结果表明,该口罩实现了动力送风,风量可调,方便使用等设计要求,能在100 mg/m3粉尘质量浓度环境中连续工作6 h。

防尘口罩结构/材料及其加工技术探讨

介绍了防尘口罩的结构及选用时应注意的一些问题,分析了作为防尘口罩核心组件的滤料的过滤机制。论述了一些非织造布材料和非织造布加工方式对于防尘口罩滤料生产的优点和不足之处。对于广泛应用于口罩滤料的聚丙烯材料及滤料的主要加工方式——熔喷法非织造布生产技术,进行了重点介绍。同时也简要介绍了为完善口罩的综合性能而采用的非织造布复合技术。最后研究分析了提高口罩过滤效率的一种非常重要的方法——非织造布驻极加工方法,并对目前防尘口罩应用中存在的问题进行了简要的分析。

重点行业在用呼吸防护用品质量状况的调查分析

调查重点行业企业在用呼吸防护用品质量状况,发现主要问题并研究对策,促进对呼吸防护用品的监督管理。对106家企业进行问卷调查,并随机抽样37家企业对在用69种呼吸防护用品进行检测。所有企业均配发了呼吸防护用品,样品合格率为40.58%,LA认证率33.33%。防尘口罩过滤效率和泄漏率的合格率较低(40.38%和48.08%),且国内外品牌差异具有统计学意义(P<0.05);防毒口罩防护时间合格率35.29%,防护时间、过滤元件通气阻力(30L/Min和95 L/Min)的国内外品牌差异具有统计学意义(P<0.05)。

粉尘危害个人防护技术研究

以白刚玉试验粉尘替代滑石粉 ,并对传统的测尘装置进行了改进 ,较好地解决了对呼吸性粉尘阻尘效率的检验。研制出一种新型高效低阻聚丙烯滤料和新型防尘口罩 ,口罩主要性能参数均达到国家标准。

自吸附式防尘口罩专利技术研究

自吸附式防尘口罩的除尘率、口罩的密封性、透气性四者共同影响防尘口罩的性能,笔者从这四个方面对专利进行技术发展脉络梳理,简要介绍自吸附式防尘口罩技术的发展路线。

煤矿用多级过滤防尘面罩的设计及试验研究

为解决传统防尘面罩容尘量低、在高浓度粉尘环境有效使用时间短的问题,提出1种基于轻质微球的多级过滤防尘面罩。该防尘面罩第1级采用轻质微球,不仅能够提高面罩的孔隙率、增加容尘量,而且能够实现及时清灰和水洗的功能;第2级采用高精度纤维滤膜,保障吸入空气的质量。采用3D打印对多级防尘面罩进行结构设计,并在煤矿井下进行现场试验。试验结果表明:1级轻质微球能够阻挡煤尘中93%以上的粉尘;轻质微球的过滤效率随着使用时间的增长而不断增加;轻质微球的过滤效率与巷道内风速有关,风速越大过滤效率越低,但过滤效率均保持在93%以上。研究结果表明:基于轻质微球的多级防尘面罩可有效减少传统纤维滤膜的负荷,从而延长口罩滤膜在煤矿井下高浓度环境的有效使用时间。

3M3200型高效防尘口罩佩戴试验应用

为了做好煤矿职业危害作业场所防护,杜绝煤矿职业尘肺病发病率,提升职工个体防护用品,分三个月时间在协庄煤矿、翟镇煤矿两矿进行了3M 3200型高效防尘口罩全员佩戴试验,通过抽样调查得出结论:3M 3200型高效防尘口罩具有阻尘效果好、体积小、重量轻、佩戴方便等特点,可以推广应用。

矿用本质安全型动力送风防尘面罩的设计

为了有效预防煤矿尘肺病,针对传统防尘口罩存在的弊端,提出用动力送风,将含粉尘的矿井空气经过滤后供给人员呼吸的思路,设计研制一种适合煤矿井下使用的本质安全型动力送风防尘面罩。重点介绍其工作原理、结构特征及其关键技术特性(如最小送风量、持续使用时间、过滤效率、安全性能)等内容。该防尘口罩已经通过国家相关检验部门的监测,并经现场使用验证,基本解决了传统防尘口罩存在的防尘效果差、气流交换不畅等问题,为矿工个体预防尘肺病提供一种新途径,配合国家对于煤矿尘肺病的防治工作。

潜孔钻机除尘系统的研究

为了减少潜孔钻机在工作过程产生的灰尘污染,设计了潜孔钻机除尘系统,介绍了除尘系统的工作原理与除尘系统的组成,对捕尘罩、旋风除尘器、除尘箱、除尘风机、反吹系统等进行了研究。在潜孔钻机上的实际应用结果表明了除尘系统的可靠性。

基于小世界网络的煤矿工人违规佩戴口罩行为传播和干预研究

为了对煤矿工人防尘口罩违规佩戴行为进行有效控制,寻找违规行为传播和干预的影响因素,基于小世界网络构建了煤矿工人违规佩戴防尘口罩的行为传播模型。研究表明:基于小世界网络的行为传播模型可以模拟比较复杂的煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播过程,并对其做出可视化分析及预测;煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播速度随煤矿规模增大而加快,但煤矿规模超过300人时增速趋于平缓;当事前干预有效率达到40%,或事后干预有效率达到50%以上时可以防止违规佩戴防尘口罩行为大面积传播;当事前干预有效率达到70%以上时,可以有效阻止违规佩戴行为在工人中传播;即使事后干预有效率达到100%,违规行为传播后仍然能够让违规工人数达到总工人数的18.0%~22.7%;事前干预有效率达到20%~30%,配合不同程度的事后干预,比单纯进行事前或事后干预效果更佳。

基于深度学习的煤矿防尘口罩佩戴检测

煤矿井下存在大量有害气体及粉尘,井下工作人员长期吸入有害气体或粉尘后会对身体造成严重危害.提出一种基于深度学习的煤矿防尘口罩佩戴检测方法,对数据集进行预处理后,采用YOLO算法进行迭代训练,得到最优权重.通过与其他算法进行对比,本文算法mAP值为92.5%,检测速度为12 ms,相比于其他目标识别算法检测精度更高、速度更快,表明该算法能够更好地识别防尘口罩,满足实际应用需求.

基于超声等离子除尘技术的新型防雾霾口罩设计

为了让普通人民群众在雾霾天气得到更好的保护,设计了一种利用超声等离子除尘技术的防雾霾口罩。相比于传统口罩其具有携带方便、过滤效果好,同时具备换气的功能。不但可以满足长期处在特殊环境PM2.5下的人员和特殊工作人员需求,还可以用于日常生活。

经口罩过滤后的铀矿尘颗粒物呼吸暴露剂量评价

铀矿尘中含有大量的长寿命α放射性核素,其对铀矿井下工人内照射剂量具有不容忽视的贡献。为研究经两种常用口罩过滤后的铀矿尘颗粒物的呼吸暴露风险,本文采用铀矿尘颗粒物的呼吸暴露风险评价模型和经两种常用口罩过滤后的铀矿尘颗粒物的粒径和浓度监测数据,对南方某铀矿井下工人进行了呼吸暴露风险评价,计算了铀矿尘颗粒物的呼吸暴露剂量和暴露风险指数。结果表明:1)在铀矿井下各典型作业场所中,独头巷道、采场和主风机房是铀矿井下工人所受呼吸暴露剂量较大的主要场所;2)佩戴纱布口罩和KN95口罩后铀矿尘所致剂量分别为0.14～2.01 mSv/a、0.03～0.53 mSv/a,佩戴KN95型口罩时的呼吸暴露剂量和暴露风险指数明显低于纱布口罩;3)当铀品位为0.01%～1%,铀矿尘质量浓度为0.01～0.2 mg/m^3时,铀矿井下工人所受的铀矿尘颗粒物的呼吸暴露剂量及呼吸暴露风险指数都随铀矿尘质量浓度的增加而增大。

关于牙轮钻机除尘系统的研究探讨

根据哈尔乌素露天煤矿使用的牙轮钻机现有干式除尘效果差的问题,分析了牙轮钻机除尘系统设计和使用中的不足,提出了对钻机除尘系统的孔口沉降空间结构和集尘管结构进行改造,从而提高除尘效果。

口罩用聚丙烯熔喷非织造布过滤性能的研究

采用盐性气溶胶颗粒对聚丙烯(PP)熔喷非织造布进行容尘实验,研究了不同气体流量、滤料层数、过滤时间对PP熔喷非织造布过滤特性的影响。结果表明:对于单层熔喷非织造布,气体流量为30 L/min时,初始阻力为37.4 Pa,初始过滤效率为97.86%;气体流量为85 L/min时,初始阻力为112.2 Pa,初始过滤效率为90.69%;随着气体流量的增加,PP熔喷非织造布的过滤效率呈现近似线性下降的趋势,而过滤阻力则呈现线性增长的趋势;当气体流量为30,85 L/min,采样时间为4 s时,随着叠加层数的增加,其过滤效率的差异越来越小,过滤阻力差异越来越大,呈现不同的增长趋势;对于单层熔喷非织造布,随着过滤时间的增加,过滤效率和阻力增加,但过滤效率的增长趋势呈先急后缓,而过滤阻力则呈先缓后急的趋势。

矿用供风式防尘口罩的研制与应用

基于矿山掘进工作面在设计供风量时需要考虑供掘进工作面作业人员正常呼吸所需最低风量的思想,研制了一种矿用供风式防尘口罩,将压入式掘进工作面供风风筒内的新鲜风流直接配送到各个定点作业人员。作业人员在佩戴此口罩吸气时,口罩呼吸腔内仍可保持适当的正压,因此可有效地避免掘进工作面粉尘及瓦斯等有害气体进入口罩呼吸腔内,从根本上解决了压入式通风掘进工作面定点作业人员的防尘问题。该口罩在薛湖煤矿25040风巷应用后,取得了良好的防尘效果,有效地避免了作业人员吸入粉尘及有害气体,保护了作业人员的身体健康。

多功能矿用防尘面罩供给水系统设计

随着社会的发展, 每年新报告职业病病例近3万例, 尘肺病占全部职业病的90%以上.其中, 煤矿行业造成的尘肺病在全部职业病中占较大比重, 尘肺病防治工作迫在眉睫.在矿下, 合理佩戴矿用防尘面罩是防范尘肺病的必要措施, 为了解决煤矿工人饮水时需频繁摘下面罩及摘下面罩后由于各种原因未能重新及时佩戴或佩戴不到位导致尘肺病发病率增加的问题, 提出矿用防尘面罩供给水系统的设想.本文简述了供给水系统的设计结构、 原理、 要求等内容, 打破了喝水就要摘下面罩的现状, 从而降低粉尘吸入, 为预防矿山尘肺病提供了新的途径.