矿山救援装备

矿山救援装备介绍矿山救援装备矿山救护队员个体防护装备井下遇险遇难人的搜寻设备灾区通讯装备灾区环境气体检测设备矿用大型灭火设备矿用快速防火密闭救援技术发展前景第一节矿山救护仪器装备发展简史1953年，建立了抚顺煤矿安全仪器厂。随后又建立了重庆、西安、湖南等安全仪器厂。五十年代，抚顺和重庆安全仪器厂生产了AHG-4型负压氧气呼吸器，在很长的时期内，是矿山救护指战员的主要个体防护装备。八十年代，装备升级换代速度加快，以抚顺、重庆两家安全仪器生产厂家为代表，在原苏联P30和波兰呼吸器基础上，于1984年研制成功AHY-6型和AHG-4A型负压氧气呼吸器，并很快投入使用，使个人防护装备性能有了较大的提高。九十年代，在引进消化国外先进的个人防护仪器的基础上，矿山救护队开始装备全面罩正压氧气呼吸器，同时装备了快速密闭、惰气灭火装置、高泡灭火装置、气体分析化验车、救灾通讯、多功能气体分析仪、CO2灭火装置等一系列先进的矿山救护仪器装备。2002年，国家从国债资金中投资1.14亿元，为全国86支矿山救护队伍配备了正压氧气呼吸器2253台，备用氧气瓶641个，各类矿山救护车255辆。2004年国家再次投资7703万元，为14个矿山救援基地和国家矿山救援指挥中心配备了矿山救护车辆、移动气体分析工作站、正压氧气呼吸器、CO2灭火装置等先进的救援装备。目前，全国从事矿山救护仪器装备研究的单位十几家，从事矿山救护仪器装备生产的厂家几十家。第二节矿山救护队员个体防护装备矿山救护队是处理矿井五大灾害的专业性队伍，所从事的是在急、难、险、重等危险环境下的救护工作。矿山救护队员的个体防护装备主要是指参加抢险救灾工作时佩戴的隔绝式氧气呼吸器。（一）氧气呼吸器的发展世界上发明氧气呼吸器最早的国家是比利时。远在一百五十多年前（1853年），比利时耶秋大学的生理学家秀恩教授首创了世界上第一台氧气呼吸器。此后，各国已相继开始研究制造各式各样的氧气呼吸器，并不断更新换代，从原理、结构、性能等各个方面予以革新和改进，使氧气呼吸器在生理参数，战术性能，结构参数等方面日趋完善，逐渐形成标准化，系列化。1928年前苏联首次自行设计试制成第一台PKP2型氧气呼吸器，从四十年代开始致力于缩小呼吸器的尺寸．减轻重量和提高呼吸器的工作性能，取得了很大进步，研究设计生产了第二代氧气呼吸器P-27型。1979年全苏矿山救护科学研究所设计成功了P-30型氧气呼吸器。1980年由顿涅茨矿山救护仪器厂生产并开始装备到苏联各矿山救护队。P-30型呼吸器重量减轻到11公斤，使用时间为4小时。它保持了P-27型的优点，并进一步改进了外壳结构；改善了清净罐的空气动力特性，降低了呼吸阻力；对冷却器也做了改进；为了保证救护队员在灾区工作的安全，配置了面罩。因此，P-30氧气呼吸器被认为是目前世界上最优秀的负压氧气呼吸器之一。1977年后M、S、A公司根据美国联邦法的要求，开始研制正压系统的呼吸器。这是近年来世界上对呼吸器发展上进行的一项重大的革新尝试。德国、英国和日本也都在进行着这个方面的探索和试验，并把这一原理开始移植到自救器方面上来。我国解放后，矿山救护事业在党和政府的关怀下，得到了较快的发展，从无到有、从小到大建立了煤矿安全仪器科研、制造部门，建立了矿山救护队组织。1953年试制成功国产的AHG-4型和AHG-2型氧气呼吸器(仿前苏联P-27)，1986年试制成功AHY6型氧气呼吸器(仿前苏联P-30)。1997年以来，我国的抚顺安全仪器厂、虹安、神瑞等厂家生产了仿美国的呼吸仓式正压呼吸器；河南方圆公司、抚顺新科公司、抚顺煤科院、重庆煤科院等厂家生产了仿德国的储气囊式正压呼吸器。目前我国矿山救护队使用的负压氧气呼吸器，按使用用途分类为：救护工作型、抢救型和逃生型三种。其中救护工作型有AHG—4型、AHG—4A型和AHY6型三种型号的氧气呼吸器；抢救型有AHG—2和AHG—1型两种型号的氧气呼吸器；逃生型有过滤式、化学氧式和压缩氧式三种自救氧气呼吸器。正压呼吸器按氧气储存容器分类呼吸仓式和气囊式两大类，共有10种型号。其中呼吸仓式呼吸器有BIOPAK240HAY—240型、HYZ4型、ZYHS—240型四种型号，储气囊式呼吸器有BG4型、：HY240型、PB4型、KF-1型、HYZ4G型、HYZ4T-G型六种型号。BIOPAK240型和BG4型正压氧气呼吸器，是我国20世纪90年代从美国和德国引进并推广使用的正压氧气呼吸器，其它品牌是国内生产厂家研究、借鉴这两种正压氧气呼吸器的基础上制造的。思考题：1、世界和中国氧气呼吸器的发展情况.2、氧气呼吸器按用途分类。（二）氧气呼吸器简介氧气呼吸器是矿山救护人员必不可少的基本救护装备，它保证矿山救护人员免遭外界有毒有害气体的侵害、维持正常的呼吸循环、在灾区中执行抢险救护工作。在一定的意义上说，氧气呼吸器就是救护工作人员的生命。1.氧气呼吸器的呼吸特性和工作原理1）负压氧气呼吸器的呼、吸特性曲线和工作原理图1负压氧气呼吸器的呼、吸阻力特性曲线图如图1所示是救护队员佩戴负压氧气呼吸器工作时，通过仪器测量显示的呼吸阻力正弦曲线。呼气时，呼吸器内部的氧气压力大于外部环境的大气压力；吸气时则小于大气压力。因此，为了保证安全救灾，对它的气密性要求非常严格。1-呼气软管；2-排唾液泵；3-呼气软管；4呼气阀；5-清净罐；6-排气阀；7-气囊；8-氧气瓶；9-氧气瓶开关；10-压力表开关；11-压力表；12-手动补给阀；13-减压器；14-自动肺；15-压力表；16-密封盖；17-冷却元件；18-冷却器；19-吸气阀；20-吸气软管。图2呼吸器作用原理图如图2所示，AHY-6型负压呼吸器按如下工作方式进行工作。人体呼出的约含4%CO2的空气，经颜面部分连接盒-呼气阀-清净罐进入到气囊。空气在流经装有Ca(OH)2吸收剂的清净罐时CO2被吸收。吸气时，空气从气囊出来，经过冷却器-吸气阀-吸气软管-连接盒和颜面部分进入人的肺部。呼吸时，借助呼吸阀使气体总是沿着闭合回路的同一方向流动，流动方向如箭头所示。2）正压氧气呼吸器的特性和工作原理图3正压氧气呼吸器的特性从图3可以看出正压氧气呼吸器靠产品呼吸系统的压力改变，将人的呼气和吸气的阻力设计值自动的调整到0坐标以上，保证了在吸气时系统内压力不低于外界大气压力。结构和工作原理如图4所示：1—面罩；2—吸气阀；3—呼气阀；4—呼气软管；5—呼吸仓；6—清净罐；7—定量供氧装置；8—自动补给阀；9—手动补给阀；10—警报器；11—减压器；12—氧气瓶；13—气瓶压力表；14—气瓶开关；15—肩挂压力表；16—排气阀；17—加载弹簧；18—膜片；19—连接软管；20—冷却芯；21冷却罐；22—吸气软管图4Biopak240正压氧气呼吸器机构及工作原理示意图打开氧气瓶，高压氧气通过减压器将20692.03kPa的氧气压力减压至1843.650kPa2，减压后氧气通过供氧管流入流量限制器（定量孔），并以一定流量进入呼吸仓，通过吸收剂盒，再由呼吸腔的边缘进入下呼吸仓，通过连接管流入冷却罐，被冷却后的气体通过吸气软管进入面罩。呼气时，气体通过呼气软管进入呼吸仓，与定量孔供给的氧气混合后经过清净罐除去CO2后，再由呼吸腔边缘进入下呼吸仓，形成封闭式的循环系统。图5负压呼吸器压力特性图6正压呼吸器压力特性2.两种呼吸器做功时的压力特性比较如图5和图6所示在抢险救灾中人的作功量变化范围较大，因此呼吸量也随着变化。科学实验数据表明：一般休息时呼吸量为10L/Min，极强负荷劳动时可达50L/Min，极限短时间如3～5Min可达75L/Min。为此正压系统的设计必须保证在50L/Min以下时为正压值。图5为负压呼吸器的呼吸压力值，呼气为正压，吸气为负压，从而可以看出呼吸量越大造成外界毒气向系统渗漏的危险性越大，图6为正压呼吸器的呼吸压力值，克服了这种渗漏的危险性。这就是正压氧气呼吸器研制的关键问题。标准规定呼吸量为50L/Min频率为25N/Min，正向呼气压力不许大于700Pa，吸气压力不许低于零，呼吸量40L/Min频率24N/Min，呼气压力值不大于890Pa，吸气压力值不许低于零。思考题：1、描述正、负压呼吸器的呼吸特性。2、论述正压呼吸器的安全性。第三节井下遇险遇难人的搜寻设备(略）当遇险人员被困与外界无法联系的情况下，利用常规手段不能找到他们时，通过使用生命探测仪对遇险人员进行精确定位后，可以有效对他们实施抢救。（一）生命探测仪1.工作原理当DKL心跳探测器扫过人体电场时，会产生瞬间极化现象，也就是产生正负极，进而产生力矩，推动侦测杆，使操作者感觉到“侦测”的结果。DKL配备特殊电波过滤器，可将其它异于人类之动物之频率加以过滤去除，使DKL心跳探测器只会感应到人类所发出频率产生之电场。2.安全注意事项1）闪电暴风雨时不要在开放空间使用金属天线。2）戴手套会降低生命探测器的灵敏度。3）在有爆炸危险的环境中探测，严禁开关雷射灯。4）本仪器为精密仪器，不得碰撞，摔击。5）移动DKL作侦测时，请注意动作必须成一直线，不可成弧形，否则会导致侦测失败或发生误差。6）移动的速度太慢，极化现象亦可能失败，因无法产生足够的力矩推动侦测杆；若移动太快，会让侦测杆因使用者摆动过剧而摆动，也会导致侦测失败。7）要再重新侦测，请回复到“清除”姿势，“清除”会将原先之“极化”消除。8）充电14至16小时可连续正常使用12小时；超时充电会损坏电池寿命。9）仪器不要放在高磁场所。10）每次使用后，应把选择档位调到最低档位。（二）人体搜寻仪1.工作原理人体搜寻仪由一个感应器（内存识别卡）、一个导电器和一个震荡器（指向装置）组成。当这些器材和人体相连时，即可发挥定位功能。当携带大量正电荷的人体作用于识别卡产生的震荡频率以垂直方向移动，与所要搜寻的物质形成的低频磁场对齐时，就会发生共振并产生排斥现象。这个排斥现象迫使人体中大量的正电荷同时转向，由此产生的磁吸引拉动人体搜寻仪指针转向操作者空手一侧。如果训练有素的操作者正确地平衡了指针，并在指针转向身体时及时停住，其肩膀便可以和目标磁场基本对齐。通过矩形搜索我们就可以轻松做到将目标物锁定在5~10米的范围内，甚至更为精确。人体搜寻仪的物理依据为：1）马可尼的晶体共振理论（当一对匹配石英晶体的波长彼此相交时，会产生共振）；2）库仑原理：静电经过导线时，能使导线分子转向，因为此时导线实际上变成了一个磁体；3）人体天然是带电的，人体中80%是水，H2O含有H原子，H原子是弱磁性的，含有弱磁电荷；4）磁共振成像系统（MRI）2.仪器的一些简易故障的处理1）在使用仪器的过程中。如果发生连接导线断裂，应及时更换备用的连接导线。2）在使用仪器的过程中，如果发生指针折断或者严重变形，应及时更换备用的指针。否则影响到指针转动的灵敏度。3）一旦发生仪器运转失灵，则应对操作手柄和感应主机进行检测或更换。第四节灾区通讯装备所谓灾区通讯，主要是指井下新鲜风流基地与进入灾区工作的救护小队之间的通讯联系。按照规程的规定，救护小队在进入灾区前，必须在基地设置好灾区电话，基地指挥员利用灾区电话与进入灾区工作的救护小队保持不间断的联系。通过灾区电话询问和回答，基地指挥员不仅可以及时的掌握进入灾区救护小队的工作情况，而且在需要时，派出基地待机的小队去支援他们。目前，我国矿山救护队灾区通讯使用的灾区电话为有线和无线通讯两种。其中有线通讯又分为声能电话和语言直接通话。（一）有线通讯1.声能电话机所谓声能电话机，就是只使用声能而没有电源的一种特殊通讯设备。多年来，声能电话机的投入和使用，已成为矿山救护队佩戴负压氧气呼吸器进入灾区工作时专用的通讯设备。为此规程中规定了使用声能电话传递信息的音响信号。1）工作原理PXS—1型手握式声电话，由发话器、受话器组成。可配救护仪器面罩、扩大器、对讲扩大器。通话时，发话器中与平衡电枢联接的金属膜片发出振动，产生输出电压，这个信号在接话端的受话器中由膜拟转能器转换成音频信号发出，同时音频信号进入扩大器中放大，使周围人员也