礦山救援裝備介紹礦山救援裝備礦山救護(hù)隊(duì)員個(gè)體防護(hù)裝備井下遇險(xiǎn)遇難人的搜尋設(shè)備災(zāi)區(qū)通訊裝備災(zāi)區(qū)環(huán)境氣體檢測設(shè)備礦用大型滅火設(shè)備礦用快速防火密閉救援技術(shù)發(fā)展前景第一節(jié)礦山救護(hù)儀器裝備發(fā)展簡史

1953年，建立了撫順煤礦安全儀器廠。隨后又建立了重慶、西安、湖南等安全儀器廠。五十年代，撫順和重慶安全儀器廠生產(chǎn)了AHG-4型負(fù)壓氧氣呼吸器，在很長的時(shí)期內(nèi)，是礦山救護(hù)指戰(zhàn)員的主要個(gè)體防護(hù)裝備。九十年代，在引進(jìn)消化國外先進(jìn)的個(gè)人防護(hù)儀器的基礎(chǔ)上，礦山救護(hù)隊(duì)開始裝備全面罩正壓氧氣呼吸器，同時(shí)裝備了快速密閉、惰氣滅火裝置、高泡滅火裝置、氣體分析化驗(yàn)車、救災(zāi)通訊、多功能氣體分析儀、CO2滅火裝置等一系列先進(jìn)的礦山救護(hù)儀器裝備。2002年，國家從國債資金中投資1.14億元，為全國86支礦山救護(hù)隊(duì)伍配備了正壓氧氣呼吸器2253臺(tái)，備用氧氣瓶641個(gè)，各類礦山救護(hù)車255輛。2004年國家再次投資7703萬元，為14個(gè)礦山救援基地和國家礦山救援指揮中心配備了礦山救護(hù)車輛、移動(dòng)氣體分析工作站、正壓氧氣呼吸器、CO2滅火裝置等先進(jìn)的救援裝備。目前，全國從事礦山救護(hù)儀器裝備研究的單位十幾家，從事礦山救護(hù)儀器裝備生產(chǎn)的廠家?guī)资摇５诙?jié)礦山救護(hù)隊(duì)員個(gè)體防護(hù)裝備礦山救護(hù)隊(duì)是處理礦井五大災(zāi)害的專業(yè)性隊(duì)伍，所從事的是在急、難、險(xiǎn)、重等危險(xiǎn)環(huán)境下的救護(hù)工作。礦山救護(hù)隊(duì)員的個(gè)體防護(hù)裝備主要是指參加搶險(xiǎn)救災(zāi)工作時(shí)佩戴的隔絕式氧氣呼吸器。（一）氧氣呼吸器的發(fā)展世界上發(fā)明氧氣呼吸器最早的國家是比利時(shí)。遠(yuǎn)在一百五十多年前（1853年），比利時(shí)耶秋大學(xué)的生理學(xué)家秀恩教授首創(chuàng)了世界上第一臺(tái)氧氣呼吸器。此后，各國已相繼開始研究制造各式各樣的氧氣呼吸器，并不斷更新?lián)Q代，從原理、結(jié)構(gòu)、性能等各個(gè)方面予以革新和改進(jìn)，使氧氣呼吸器在生理參數(shù)，戰(zhàn)術(shù)性能，結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面日趨完善，逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。1977年后M、S、A公司根據(jù)美國聯(lián)邦法的要求，開始研制正壓系統(tǒng)的呼吸器。這是近年來世界上對(duì)呼吸器發(fā)展上進(jìn)行的一項(xiàng)重大的革新嘗試。德國、英國和日本也都在進(jìn)行著這個(gè)方面的探索和試驗(yàn)，并把這一原理開始移植到自救器方面上來。我國解放后，礦山救護(hù)事業(yè)在黨和政府的關(guān)懷下，得到了較快的發(fā)展，從無到有、從小到大建立了煤礦安全儀器科研、制造部門，建立了礦山救護(hù)隊(duì)組織。1953年試制成功國產(chǎn)的AHG-4型和AHG-2型氧氣呼吸器(仿前蘇聯(lián)P-27)，1986年試制成功AHY6型氧氣呼吸器(仿前蘇聯(lián)P-30)。1997年以來，我國的撫順安全儀器廠、虹安、神瑞等廠家生產(chǎn)了仿美國的呼吸倉式正壓呼吸器；河南方圓公司、撫順新科公司、撫順煤科院、重慶煤科院等廠家生產(chǎn)了仿德國的儲(chǔ)氣囊式正壓呼吸器。（二）氧氣呼吸器簡介氧氣呼吸器是礦山救護(hù)人員必不可少的基本救護(hù)裝備，它保證礦山救護(hù)人員免遭外界有毒有害氣體的侵害、維持正常的呼吸循環(huán)、在災(zāi)區(qū)中執(zhí)行搶險(xiǎn)救護(hù)工作。在一定的意義上說，氧氣呼吸器就是救護(hù)工作人員的生命。1.氧氣呼吸器的呼吸特性和工作原理1）負(fù)壓氧氣呼吸器的呼、吸特性曲線和工作原理如圖1所示是救護(hù)隊(duì)員佩戴負(fù)壓氧氣呼吸器工作時(shí)，通過儀器測量顯示的呼吸阻力正弦曲線。呼氣時(shí)，呼吸器內(nèi)部的氧氣壓力大于外部環(huán)境的大氣壓力；吸氣時(shí)則小于大氣壓力。因此，為了保證安全救災(zāi)，對(duì)它的氣密性要求非常嚴(yán)格。

1-呼氣軟管；2-排唾液泵；3-呼氣軟管；4呼氣閥；5-清凈罐；6-排氣閥；7-氣囊；8-氧氣瓶；9-氧氣瓶開關(guān)；10-壓力表開關(guān)；11-壓力表；12-手動(dòng)補(bǔ)給閥；13-減壓器；14-自動(dòng)肺；15-壓力表；16-密封蓋；17-冷卻元件；18-冷卻器；19-吸氣閥；20-吸氣軟管。圖2呼吸器作用原理圖

如圖2所示，AHY-6型負(fù)壓呼吸器按如下工作方式進(jìn)行工作。人體呼出的約含4%CO2的空氣，經(jīng)顏面部分連接盒-呼氣閥-清凈罐進(jìn)入到氣囊。空氣在流經(jīng)裝有Ca(OH)2吸收劑的清凈罐時(shí)CO2被吸收。吸氣時(shí)，空氣從氣囊出來，經(jīng)過冷卻器-吸氣閥-吸氣軟管-連接盒和顏面部分進(jìn)入人的肺部。呼吸時(shí)，借助呼吸閥使氣體總是沿著閉合回路的同一方向流動(dòng)，流動(dòng)方向如箭頭所示。2）正壓氧氣呼吸器的特性和工作原理圖3正壓氧氣呼吸器的特性從圖3可以看出正壓氧氣呼吸器靠產(chǎn)品呼吸系統(tǒng)的壓力改變，將人的呼氣和吸氣的阻力設(shè)計(jì)值自動(dòng)的調(diào)整到0坐標(biāo)以上，保證了在吸氣時(shí)系統(tǒng)內(nèi)壓力不低于外界大氣壓力。結(jié)構(gòu)和工作原理如圖4所示：1—面罩；2—吸氣閥；3—呼氣閥；4—呼氣軟管；5—呼吸倉；6—清凈罐；7—定量供氧裝置；8—自動(dòng)補(bǔ)給閥；9—手動(dòng)補(bǔ)給閥；10—警報(bào)器；11—減壓器；12—氧氣瓶；13—?dú)馄繅毫Ρ恚?4—?dú)馄块_關(guān)；15—肩掛壓力表；16—排氣閥；17—加載彈簧；18—膜片；19—連接軟管；20—冷卻芯；21冷卻罐；22—吸氣軟管圖4Biopak240正壓氧氣呼吸器機(jī)構(gòu)及工作原理示意圖圖5負(fù)壓呼吸器壓力特性圖6正壓呼吸器壓力特性

2.兩種呼吸器做功時(shí)的壓力特性比較如圖5和圖6所示在搶險(xiǎn)救災(zāi)中人的作功量變化范圍較大，因此呼吸量也隨著變化。科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：一般休息時(shí)呼吸量為10L/Min，極強(qiáng)負(fù)荷勞動(dòng)時(shí)可達(dá)50L/Min，極限短時(shí)間如3～5Min可達(dá)75L/Min。為此正壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須保證在50L/Min以下時(shí)為正壓值。圖5為負(fù)壓呼吸器的呼吸壓力值，呼氣為正壓，吸氣為負(fù)壓，從而可以看出呼吸量越大造成外界毒氣向系統(tǒng)滲漏的危險(xiǎn)性越大，圖6為正壓呼吸器的呼吸壓力值，克服了這種滲漏的危險(xiǎn)性。這就是正壓氧氣呼吸器研制的關(guān)鍵問題。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定呼吸量為50L/Min頻率為25N/Min，正向呼氣壓力不許大于700Pa，吸氣壓力不許低于零，呼吸量40L/Min頻率24N/Min，呼氣壓力值不大于890Pa，吸氣壓力值不許低于零。思考題：1、描述正、負(fù)壓呼吸器的呼吸特性。2、論述正壓呼吸器的安全性。2.安全注意事項(xiàng)1）閃電暴風(fēng)雨時(shí)不要在開放空間使用金屬天線。2）戴手套會(huì)降低生命探測器的靈敏度。3）在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中探測，嚴(yán)禁開關(guān)雷射燈。4）本儀器為精密儀器，不得碰撞，摔擊。5）移動(dòng)DKL作偵測時(shí)，請注意動(dòng)作必須成一直線，不可成弧形，否則會(huì)導(dǎo)致偵測失敗或發(fā)生誤差。6）移動(dòng)的速度太慢，極化現(xiàn)象亦可能失敗，因無法產(chǎn)生足夠的力矩推動(dòng)偵測桿；若移動(dòng)太快，會(huì)讓偵測桿因使用者擺動(dòng)過劇而擺動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致偵測失敗。7）要再重新偵測，請回復(fù)到“清除”姿勢，“清除”會(huì)將原先之“極化”消除。8）充電14至16小時(shí)可連續(xù)正常使用12小時(shí)；超時(shí)充電會(huì)損壞電池壽命。9）儀器不要放在高磁場所。10）每次使用后，應(yīng)把選擇檔位調(diào)到最低檔位。（二）人體搜尋儀1.工作原理人體搜尋儀由一個(gè)感應(yīng)器（內(nèi)存識(shí)別卡）、一個(gè)導(dǎo)電器和一個(gè)震蕩器（指向裝置）組成。當(dāng)這些器材和人體相連時(shí)，即可發(fā)揮定位功能。1）馬可尼的晶體共振理論（當(dāng)一對(duì)匹配石英晶體的波長彼此相交時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振）；2）庫侖原理：靜電經(jīng)過導(dǎo)線時(shí)，能使導(dǎo)線分子轉(zhuǎn)向，因?yàn)榇藭r(shí)導(dǎo)線實(shí)際上變成了一個(gè)磁體；3）人體天然是帶電的，人體中80%是水，H2O含有H原子，H原子是弱磁性的，含有弱磁電荷；4）磁共振成像系統(tǒng)（MRI）2.儀器的一些簡易故障的處理1）在使用儀器的過程中。如果發(fā)生連接導(dǎo)線斷裂，應(yīng)及時(shí)更換備用的連接導(dǎo)線。2）在使用儀器的過程中，如果發(fā)生指針折斷或者嚴(yán)重變形，應(yīng)及時(shí)更換備用的指針。否則影響到指針轉(zhuǎn)動(dòng)的靈敏度。3）一旦發(fā)生儀器運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，則應(yīng)對(duì)操作手柄和感應(yīng)主機(jī)進(jìn)行檢測或更換。第四節(jié)災(zāi)區(qū)通訊裝備所謂災(zāi)區(qū)通訊，主要是指井下新鮮風(fēng)流基地與進(jìn)入災(zāi)區(qū)工作的救護(hù)小隊(duì)之間的通訊聯(lián)系。按照規(guī)程的規(guī)定，救護(hù)小隊(duì)在進(jìn)入災(zāi)區(qū)前，必須在基地設(shè)置好災(zāi)區(qū)電話，基地指揮員利用災(zāi)區(qū)電話與進(jìn)入災(zāi)區(qū)工作的救護(hù)小隊(duì)保持不間斷的聯(lián)系。通過災(zāi)區(qū)電話詢問和回答，基地指揮員不僅可以及時(shí)的掌握進(jìn)入災(zāi)區(qū)救護(hù)小隊(duì)的工作情況，而且在需要時(shí)，派出基地待機(jī)的小隊(duì)去支援他們。目前，我國礦山救護(hù)隊(duì)災(zāi)區(qū)通訊使用的災(zāi)區(qū)電話為有線和無線通訊兩種。其中有線通訊又分為聲能電話和語言直接通話。（一）有線通訊1.聲能電話機(jī)所謂聲能電話機(jī)，就是只使用聲能而沒有電源的一種特殊通訊設(shè)備。多年來，聲能電話機(jī)的投入和使用，已成為礦山救護(hù)隊(duì)佩戴負(fù)壓氧氣呼吸器進(jìn)入災(zāi)區(qū)工作時(shí)專用的通訊設(shè)備。為此規(guī)程中規(guī)定了使用聲能電話傳遞信息的音響信號(hào)。1）工作原理PXS—1型手握式聲電話，由發(fā)話器、受話器組成。可配救護(hù)儀器面罩、擴(kuò)大器、對(duì)講擴(kuò)大器。通話時(shí)，發(fā)話器中與平衡電樞聯(lián)接的金屬膜片發(fā)出振動(dòng)，產(chǎn)生輸出電壓，這個(gè)信號(hào)在接話端的受話器中由膜擬轉(zhuǎn)能器轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)發(fā)出，同時(shí)音頻信號(hào)進(jìn)入擴(kuò)大器中放大，使周圍人員也能聽到聲音。表1PXS-1型聲能電話機(jī)技術(shù)參數(shù)工作環(huán)境溫度－10～+700C

有效通話距離

2～4km

工作濕度95±3%對(duì)講擴(kuò)大器和手握式電話機(jī)最大傳輸距離

0.6m大氣壓力0.8～11×105Pa

擴(kuò)大器至面罩最長傳輸距離

0.6m2.電能救災(zāi)電話所謂電能救災(zāi)電話，就是利用蓄電池的電能進(jìn)行通話聯(lián)系的防爆災(zāi)區(qū)電話。它是與正壓氧氣呼吸器配套使用的通訊設(shè)備，并適用于所有環(huán)境下的通訊使用。它能使進(jìn)入災(zāi)區(qū)現(xiàn)場搶救的救護(hù)小隊(duì)與新鮮風(fēng)流基地指揮員直接通話，保證通訊暢通無阻。目前有很多種電能救災(zāi)電話已投入救護(hù)市場，下面以JZ-I型救災(zāi)電話為例進(jìn)行介紹。1）系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)JZ一I型救災(zāi)電話由兩臺(tái)或多臺(tái)救災(zāi)電話通信盒（以下簡稱通信盒）、一臺(tái)或多臺(tái)繞線架（含500m通信電纜）組成。儀器結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便。同時(shí)具有防爆功能。2）安全注意事項(xiàng)（1）在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，外殼須套上皮套，以防止靜電引起爆炸。（2）通信盒電源充電必須在地面安全場所進(jìn)行。（3）通信盒通信1插座不用時(shí)，在易爆環(huán)境下不應(yīng)暴露在外面，應(yīng)該用非金屬帽擰上；通信2插座不用時(shí)，只要不打開尾線開關(guān)就可以了。（4）用戶只能在非爆炸環(huán)境下給電池充電。（5）定期檢查通信電纜外皮、插頭、引線的絕緣性能，出現(xiàn)絕緣性能減低或漏電一定要排除故障后再接入系統(tǒng)工作。（6）充電時(shí)，將專用充電器交流插接上220V交流電源，直流插頭插入通信盒充電插座即可，一次大約需要8～10小時(shí)。（二）災(zāi)區(qū)無線通訊電話該救援通訊系統(tǒng)由一個(gè)設(shè)置在地面指揮部的遠(yuǎn)程控制裝置，一個(gè)設(shè)置在井下的基站和若干個(gè)便攜式無線電手機(jī)組成。專門用于災(zāi)害事故情況下的救災(zāi)通訊。它可以由一個(gè)基站和若干個(gè)便攜式無線電手機(jī)組成井下無線通訊系統(tǒng)，幫助基地和進(jìn)入災(zāi)區(qū)工作的救護(hù)小隊(duì)建立有效的通訊聯(lián)系；還可以與地面程控交換機(jī)相連，構(gòu)成全礦井的救災(zāi)指揮通信系統(tǒng)。1.系統(tǒng)構(gòu)造及工作原理(如圖7所示)12345671環(huán)形天線；2遠(yuǎn)程控制器；3基站；4無線電手機(jī)；5電纜線；6生命線；7電纜或水管圖7系統(tǒng)構(gòu)造

該系統(tǒng)由一個(gè)基站，一個(gè)遠(yuǎn)程控制裝置（RCU）和3個(gè)便攜式無線電手機(jī)，環(huán)形天線等組成。當(dāng)井下發(fā)生事故時(shí)，基站安裝在使用便攜式無線電手機(jī)地點(diǎn)的就近安全位置。遠(yuǎn)程控制裝置安裝在地面的操作室中（如調(diào)度室），并通過一對(duì)專用電線與基站連接。建立與地面的連接后，便攜式無線電接收器便可以開始移動(dòng)工作。2）工作原理礦用無線電通訊系統(tǒng)在需要無線電通訊的礦井巷道中使用，它通過電纜和管道的感應(yīng)在低頻（340kHz千赫茲）段工作。通過基站的環(huán)形天線、手機(jī)的子彈袋天線與管道和電纜結(jié)構(gòu)的感應(yīng)，無線電信號(hào)可完成手機(jī)與基站之間的傳遞，通訊范圍為500到800米。在沒有管道或電纜的地方，便攜式手機(jī)之間的通訊距離應(yīng)在50米以內(nèi)（以地面為例）。2.注意事項(xiàng)1）BC2000鉛酸電池充電器不是本質(zhì)安全型的，應(yīng)在地面使用。2）生命線由一條阻抗約130Ohm的雙芯軟電纜組成。電纜的終端接在與便攜式無線電手機(jī)相連的生命線適配器上，可以使通話效果達(dá)到最好。3）為了測試便攜式無線電手機(jī)是否能正常運(yùn)作，可將該手機(jī)遠(yuǎn)離（天線、生命線、管道、電纜等）地下鋪設(shè)結(jié)構(gòu)，與基站進(jìn)行通訊。手機(jī)應(yīng)可以同樣接受到來自其它手機(jī)的信號(hào)4）該系統(tǒng)或系統(tǒng)的任何一部分不能正常工作時(shí)，應(yīng)首先檢查電池，電池的終端電壓應(yīng)該為7V左右。5）如果遠(yuǎn)程控制裝置與基站通訊正常，但無法與便攜式無線電接手機(jī)進(jìn)行通訊，應(yīng)檢查音頻線路是否斷路或短路。另外，檢查遠(yuǎn)程控制裝置到基站PTT的電壓（從RCU到PTT需要10V的電壓）。思考題：1、災(zāi)區(qū)電話的種類和特點(diǎn)。2、你認(rèn)為那一種災(zāi)區(qū)電話好用，為什么？第五節(jié)災(zāi)區(qū)環(huán)境氣體檢測設(shè)備當(dāng)煤塊井下發(fā)生火災(zāi)和瓦斯爆炸事故后，不僅破壞井下的設(shè)施和巷道，而且使災(zāi)區(qū)產(chǎn)生大量有毒有害氣體。此時(shí)，只有依靠礦山救護(hù)隊(duì)員配戴氧氣呼吸器進(jìn)入進(jìn)行災(zāi)區(qū)偵查，取得災(zāi)區(qū)內(nèi)的第一手資料，礦井指揮部才能制定科學(xué)的救災(zāi)方案。在災(zāi)區(qū)偵查時(shí)，對(duì)礦山救護(hù)隊(duì)員最大的威脅就是瓦斯爆炸。因此，災(zāi)區(qū)環(huán)境氣體檢測分析技術(shù)的研究和先進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，保證救護(hù)隊(duì)員的安全救災(zāi)，是應(yīng)急救援的一個(gè)非常重要課題。目前我國礦山救護(hù)隊(duì)使用的災(zāi)區(qū)氣體檢測儀器有：手動(dòng)檢測儀器、便攜式自動(dòng)檢測儀、氣相色譜檢測儀。（一）氣相色譜檢測煤礦安全監(jiān)測技術(shù)，特別是災(zāi)害發(fā)生后救災(zāi)過程中的監(jiān)測技術(shù)，歷來是煤礦安全生產(chǎn)的一大難題。因?yàn)楫?dāng)災(zāi)害發(fā)生后，原有的監(jiān)測設(shè)施基本被損壞，不能進(jìn)行正常的監(jiān)測工作。因此，煤礦急需一種“機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)迅速”，集監(jiān)測、通訊、動(dòng)態(tài)監(jiān)視于一體的監(jiān)測指揮系統(tǒng)。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，能迅速趕到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)視，對(duì)災(zāi)區(qū)的有毒、有害氣體進(jìn)行監(jiān)測及爆炸危險(xiǎn)性的判別，并實(shí)現(xiàn)救災(zāi)通訊、災(zāi)區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)視于一體的監(jiān)測指揮系統(tǒng)，滿足煤礦救災(zāi)過程中的急切需求。ZJC型車載救災(zāi)指揮系統(tǒng)是將現(xiàn)有使用技術(shù)加以改進(jìn)、創(chuàng)新、提高，是一種集車載束管檢測、工業(yè)電視監(jiān)視、救災(zāi)通信等多項(xiàng)高新技術(shù)于一體的綜合集成式系統(tǒng)，可根據(jù)需要安裝在大、中、小型面包車上。系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、功能齊全。能夠?qū)?zāi)害現(xiàn)場的圖象、聲音、氣體變化情況、爆炸危險(xiǎn)性判別及災(zāi)害決策等信息，實(shí)時(shí)、直觀、快速地提供給礦山救援中心，為救災(zāi)指揮決策者提供科學(xué)依據(jù)。（二）便攜式自動(dòng)檢測儀目前常用的便攜式自動(dòng)檢測儀有G750POLYTECTORⅡ便攜式多種氣體檢測儀1.用途G750外觀小巧，使用方便，可同時(shí)監(jiān)測多達(dá)6種氣體；G750的“智能傳感器系統(tǒng)”設(shè)計(jì)可以非常方便的更換可插撥式傳感器，以適應(yīng)更加復(fù)雜的氣體環(huán)境。2.檢測原理根據(jù)不同的氣體，G750會(huì)使用不同的檢測原理及傳感器。催化燃燒（CC）及熱傳導(dǎo)（TC）是比較成熟的可燃?xì)怏w檢測方式，用于檢測可燃?xì)怏w可能引起的爆炸危險(xiǎn)。而電化學(xué)（EC）傳感器則適用于檢測氧氣及各種有害氣體。紅外線（IR）傳感器適用于檢測二氧化碳。通常氣體是通過氣體擴(kuò)散吸入口進(jìn)入傳感器氣腔，但是當(dāng)氣泵打開時(shí)氣體則通過氣泵吸入。當(dāng)需要時(shí)，可以在氣泵上加一根取樣管，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離采集氣樣。思考題：目前用于救護(hù)隊(duì)的檢測設(shè)備有幾種，使用情況如何？第六節(jié)礦用大型滅火設(shè)備礦用大型滅火設(shè)備是利用燃油燃燒產(chǎn)生氮?dú)饣蚶没瘜W(xué)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的設(shè)備。按照規(guī)程的規(guī)定，礦用大型滅火裝置是救護(hù)大隊(duì)或獨(dú)立中隊(duì)?wèi)?yīng)配備的救護(hù)裝備。目前國內(nèi)礦山救護(hù)隊(duì)配備的主要有惰氣發(fā)生裝置和二氧化碳發(fā)生裝置。（一）惰氣（氮?dú)猓┌l(fā)生裝置惰氣發(fā)生裝置是利用燃油燃燒產(chǎn)生氮?dú)鈦斫档突饏^(qū)的的氧氣含量，從而達(dá)到撲滅火災(zāi)。它適用于礦山井下、隧道、機(jī)庫、地下商場等封閉場所，撲滅有限空間大面積火災(zāi)，抑制瓦斯爆炸，高瓦斯礦井惰性化的理想新型滅火裝備。目前我國礦山救護(hù)隊(duì)使用的惰氣發(fā)生裝置為DQ系列惰氣發(fā)生裝置。下面以DQ—400/500惰氣發(fā)生裝置為例進(jìn)行介紹。1.主要技術(shù)性能產(chǎn)生惰氣量400～500m3/min耗油量12～15kg/min耗水量15m3/min出氣口溫度＜90℃整機(jī)全長10.5m氣體成分O2≤3%，CO＜0.4%，CO2為9～18%、N2為＞9～85%重量900kg2.結(jié)構(gòu)和工作原理如圖8所示該裝置由供風(fēng)裝置，噴油室，風(fēng)油比自控系統(tǒng)，燃燒室、噴水段、封閉門、煙道、供油系統(tǒng)，控制臺(tái)及供水系統(tǒng)等＋部分組成。1-進(jìn)風(fēng)筒；2-自控傳感器；3-電機(jī)；4-風(fēng)機(jī)；5-正流段；6-點(diǎn)火線圈；7-點(diǎn)火器；8-燃燒室；9-安全閥；10-快卸環(huán)；11-噴嘴；12-壓力傳感器；13-水環(huán)；14-封閉門；15-溫度傳感器；16-取氣管；17-煙道；18-分水器；19-濾水器；20-水漏；21-三通管；22-電機(jī)；23-油泵；24-油電機(jī)與開關(guān)；25-油箱；26-操作臺(tái)；27-回油銅管圖8DQ—400/500型惰氣發(fā)生裝置安裝示意圖該裝置以普通民用煤油為燃料，在自備電動(dòng)風(fēng)機(jī)供風(fēng)的條件下，特制的噴油室內(nèi)適量噴油，通過啟動(dòng)點(diǎn)火，引燃從噴油咀噴出均勻的油霧，在有水保護(hù)套的燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒，高溫燃燒產(chǎn)物，經(jīng)過在煙道內(nèi)噴水冷卻降溫，即得到符合滅火要求的惰性氣體。3.注意事項(xiàng)DQ400/500型惰氣發(fā)生裝置，屬非防爆型的滅火裝置。在井下使用時(shí)，必須安裝在有電源、水源，巷道平直長度不小于15m、斷面大于4m2的入風(fēng)側(cè)，并且巷道風(fēng)量不小于250m3/min，操作區(qū)的瓦斯含量不得大于0.5％，粉塵濃度應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。并且要注意以下幾點(diǎn)：1）在連接供油泵系統(tǒng)時(shí)，首先開油泵循環(huán)10s鐘，將油泵和管路充滿油后，再將出油管接到噴咀上。2）所有供油系統(tǒng)接頭處不得漏油，一且發(fā)現(xiàn)漏油不得開機(jī)，防止影響燃燒和引起著火。3）注意觀察油位指示器液面界線值，及時(shí)往油箱里補(bǔ)充燃油。注意過濾，確保油質(zhì)，以防堵塞噴油咀。4）機(jī)器開動(dòng)后注意巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。5）不得隨意扭動(dòng)多圈調(diào)位器位置。6）安裝點(diǎn)火器時(shí)，必須把引燃管安牢。(二)CO2發(fā)生器CO2發(fā)生器采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制成高壓容器，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體。CO2惰氣成分中無氧氣，CO2濃度>98%，出氣溫度低于環(huán)境溫度。構(gòu)造如圖所示。1382795641011CO2發(fā)生器的構(gòu)造1-B物料（濃硫酸）容器；2-A物料（碳酸氫氨）容器；3-B物料裝料口；4-A物料裝料口；5-反應(yīng)物排料口；6-CO2輸出閥；7-控制閥；8-壓力平衡管；9-B物料分布管；10-安全閥；11-壓力表1.主要用途及原理CO2發(fā)生器具有抑爆和滅火作用，既能防止火區(qū)瓦斯爆炸，又能撲滅井下內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)。它通過B物料濃硫酸和A物料碳酸氫氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生純CO2氣體，并從反應(yīng)生成物中收集CO2進(jìn)行預(yù)防和滅火。其化學(xué)反應(yīng)式如下：H2SO4+2(NH4)HCO3=(NH4)2SO4+2H2O+2CO22.設(shè)備使用的安全注意事項(xiàng)1）使用過程中，壓力表壓力超過極限安全值，安全閥不啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉控制閥，停止制氣，手動(dòng)開啟安全閥。同時(shí)打開輸出閥或排污閥將容器內(nèi)的CO2氣體卸壓。待壓力表指示零后，更換新安全閥。2）運(yùn)輸使用濃硫酸時(shí)，一定要按：運(yùn)送、使用濃酸危險(xiǎn)品的方法來運(yùn)送和安全使用，要根據(jù)現(xiàn)場制定專門的措施后方可使用。3）設(shè)備運(yùn)輸過程要嚴(yán)防強(qiáng)烈沖擊，高空墜落造成設(shè)備變形或結(jié)構(gòu)受損。設(shè)備搬運(yùn)要用汽車、火車、礦車等運(yùn)輸工具，用吊車裝卸，嚴(yán)禁采用墜落式裝卸。4）設(shè)備長期不用時(shí)，要貯存在倉庫中，每年要對(duì)設(shè)備內(nèi)外進(jìn)行一次防腐處理。研討題：1、你的救護(hù)隊(duì)使用的那一種大型滅火設(shè)備，請介紹使用情況。（三）惰氣的抑爆原理爆炸試驗(yàn)表明，在瓦斯與空氣的混合物中加入惰氣，就能改變易爆氣體的爆炸性能。隨著充入惰氣濃度的增加，則氧氣濃度的相對(duì)減小，爆炸上限值將大幅度下降，下限值略有升高。當(dāng)惰氣濃度達(dá)到一定值時(shí)上下限便重合于一點(diǎn)即失爆點(diǎn)（見圖9），從而使瓦斯混合氣體完全處于失爆狀態(tài)，徹底排除了瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性。圖9注入惰氣對(duì)甲烷爆炸界限的影響對(duì)比分析：惰氣抑爆有效，氮?dú)夂投趸季鹨直饔谩?.爆炸三角形及爆炸判別方法瓦斯混合氣體爆炸三角形如圖10所示，該圖因其坐標(biāo)軸所示意義不同而使爆炸三角形的形狀與圖9不同，但其原理和使用條件則基本相同。圖10爆炸三角形圖爆炸三角形圖可劃分為四個(gè)區(qū)，其中Ⅰ—爆炸區(qū)；Ⅱ—富氧區(qū)；Ⅲ—富燃料區(qū)；Ⅳ—失爆區(qū)，根據(jù)氣樣組分在圖上所在位置判別爆炸危險(xiǎn)性。爆炸判別方法如下：組分點(diǎn)在Ⅰ區(qū)，則有爆炸危險(xiǎn)性；組分點(diǎn)在Ⅱ區(qū)，則暫無危險(xiǎn)，但當(dāng)瓦斯?jié)舛仍黾訒r(shí)，便容易進(jìn)入爆炸區(qū)；組分點(diǎn)在Ⅲ區(qū)，亦暫無危險(xiǎn)，但當(dāng)氧氣濃度增加時(shí)，便容易進(jìn)入爆炸區(qū)；組分點(diǎn)位于IV區(qū)，雖然無爆炸危險(xiǎn)，但亦可經(jīng)II區(qū)進(jìn)入爆炸區(qū)或者經(jīng)III區(qū)進(jìn)入爆炸區(qū)。對(duì)比分析：無論爆炸區(qū)還是其余三個(gè)區(qū)，仍然存在爆炸危險(xiǎn)性，事實(shí)上爆炸危險(xiǎn)尚未排除，只不過是爆炸危險(xiǎn)程度不同罷了。2.爆炸區(qū)轉(zhuǎn)化成為失爆區(qū)瓦斯混合氣體被氮?dú)饣蚨趸级杌螅舯ㄈ切蔚膬蓷l邊重合于失爆點(diǎn)，則表明爆炸三角形己不復(fù)存在，瓦斯混合氣體己處于失爆狀態(tài)，徹底排除了爆炸危險(xiǎn)性。此時(shí)，原爆炸三角形狀態(tài)變成為經(jīng)失爆點(diǎn)并與橫坐標(biāo)軸平行的一條直線（見圖11和圖12）。該平行線上部為非組分區(qū)，下部則為失爆區(qū)。02040608010048121620O2CH4氮?dú)舛杌П瑓^(qū)（％）（％）02040608010048121620O2CH4二氧化碳惰化失爆區(qū)（％）（％）惰化域非組分區(qū)圖11氮?dú)舛杌П瑓^(qū)圖12二氧化碳惰化失爆區(qū)由圖11和圖12看出，氮?dú)舛杌П€是通過縱軸氧濃度12.1%并與橫軸平行，而二氧化碳惰化失爆線則是通過氧濃度14.6%并與橫軸平行，兩者相差2.5個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)比分析：高瓦斯礦井和突出礦井有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域?qū)嶋H氧濃度與二氧碳惰化失爆氧濃度14.6%接近，與氮?dú)舛杌П鯘舛?2.1%相差較大，所以采取二氧化碳抑爆技術(shù)顯然優(yōu)于氮?dú)狻?.由爆炸區(qū)向失爆區(qū)轉(zhuǎn)化期間爆炸危險(xiǎn)性向具有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域注入惰氣，使爆炸區(qū)轉(zhuǎn)化成為失爆區(qū)需要一個(gè)惰化過程，惰化時(shí)間的長短取決于爆炸區(qū)域的大小、爆炸區(qū)內(nèi)的瓦斯?jié)舛燃巴咚褂砍隽俊⒈▍^(qū)內(nèi)原有氧濃度以及惰氣設(shè)備的產(chǎn)氣能力等諸多因素。惰氣注入工藝視其爆炸危險(xiǎn)程度而定，如確認(rèn)瓦斯?jié)舛忍幱诒ń缦薹秶蛇M(jìn)行爆炸危險(xiǎn)區(qū)敞開條件下注惰氣，剛開始注入時(shí)可適量加入風(fēng)量，使瓦斯?jié)舛冉抵帘ㄏ孪抟韵隆４▍^(qū)內(nèi)惰氣升高，氧濃度降低，確認(rèn)無爆炸危險(xiǎn)的情況下，建立永久密閉，并進(jìn)行滅火工作。對(duì)比分析：由爆炸區(qū)向失爆區(qū)轉(zhuǎn)化期間，仍然有爆烽危險(xiǎn)性，應(yīng)根據(jù)其情況采取安全惰化措施。討論題：1、瓦斯爆炸三角形的四個(gè)區(qū)域是如何劃分的，除爆炸區(qū)危險(xiǎn)外，其它三個(gè)區(qū)域都是安全的嗎？為什么。2、為了提高救護(hù)隊(duì)封閉火區(qū)的安全性，你認(rèn)為應(yīng)采取什么措施。氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)氮?dú)夥罍缁鹩幸韵聝?yōu)點(diǎn)：①注入氮?dú)饪墒狗乐螀^(qū)域缺氧惰化，迅速滅火，并能為搶險(xiǎn)救災(zāi)工作提供較安全可靠的環(huán)境。②可使防治區(qū)域呈正壓，防止或杜絕新鮮空氣流入，以保持防治區(qū)域的氮?dú)舛杌取＂劬哂薪禍刈饔谩５獨(dú)庠诠苈分袔狠斔停谧⒌诘獨(dú)馀蛎浳鼰幔刹糠值匚彰禾垦趸傻臒崃俊＂艿獨(dú)獗戎睾涂諝庀嘟子诤涂諝饣旌希肿幽軡B入采空區(qū)的所有地點(diǎn)，擴(kuò)散半徑大，惰化覆蓋面廣。⑤注氮不污染防治區(qū)，無腐蝕或不損壞綜采設(shè)備。注氮防滅火有以下缺點(diǎn)：①氮?dú)庠诜乐螀^(qū)滯留的時(shí)間不是太長，特別是存在漏風(fēng)通道的情況下，氮?dú)庖走z失，不能像泥漿那樣長期起到防滅火作用。②注氮能迅速遏制火災(zāi)，但滅火降溫困難，使火區(qū)完全熄滅時(shí)間相當(dāng)長。因此，注氮滅火的同時(shí)，要輔助其它滅火措施，處理殘火，以防復(fù)燃。③氮?dú)獗旧黼m無毒，但具有窒息性，對(duì)人體有害。井下作業(yè)場所所需氧含量下限值為19％，所以有氮?dú)庑孤┑墓ぷ鞯攸c(diǎn)的氧含量不得低于19％。注氮工藝氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)的實(shí)質(zhì)是向工作面采空區(qū)注入氮?dú)猓共煽諈^(qū)氧化自燃帶惰化，使空氣中氧氣的體積濃度降至7％以下；要將陰燃完全熄滅時(shí)，氧氣濃度應(yīng)該低于2％。一般采取沿順槽埋管方式進(jìn)行注氮防火。可在工作面進(jìn)風(fēng)順槽外側(cè)巷幫敷設(shè)無縫鋼管，并埋入采空區(qū)內(nèi)。如采空區(qū)埋管兼作灌漿管時(shí)，則該埋管分別通過三通與注氮、灌漿管相連，根據(jù)需要，通過埋管注氮或灌漿。采空區(qū)埋管管路每隔一定距離預(yù)設(shè)氮?dú)忉尫趴冢湮恢脩?yīng)高于煤層底板0.2~0.3m，并采用石塊或木垛加以妥善保護(hù)，以免孔口堵塞。為控制注氮地點(diǎn)，提高注氮效果，可采用拉管移動(dòng)式注氮方式，即采用回柱絞車將埋管向外牽引，埋管移動(dòng)周期與工作面推進(jìn)速度保持同步，使注氮孔始終在采空區(qū)氧化自燃帶內(nèi)注入氮?dú)猓瑩?jù)經(jīng)驗(yàn)，埋管距工作面17m之內(nèi)，采用回柱絞車能夠牽移動(dòng)埋管。利用惰化火區(qū)的措施進(jìn)行防滅火是非常有效的，也是很重要的一種防滅火手段，特別是在火災(zāi)關(guān)鍵時(shí)候。但是，當(dāng)火區(qū)的埋藏得比較深的時(shí)候，可以用惰性氣體來控制住火勢，但是很少能夠?qū)⒒饏^(qū)完全冷卻，使火災(zāi)被徹底熄滅。因此，不恰當(dāng)?shù)赝Ｖ棺⒌獣?huì)使火災(zāi)快速發(fā)展并擴(kuò)大范圍。同樣，在對(duì)內(nèi)因火區(qū)注惰性氣體時(shí)，應(yīng)該持續(xù)注入惰性氣體直至火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度降低到2％以下為止。

（5）三相泡沫防滅火新技術(shù)氮?dú)夥勖夯一螯S泥水三相泡沫三相泡沫特點(diǎn)可向采空區(qū)高處堆積水漿成為泡沫，可避免漿體的流失粉煤灰或黃泥固體顆粒的分布更為均勻，提高了防滅火的有效性氮?dú)獗环庋b在泡沫之中，能較長時(shí)間滯留在采空區(qū)中泡沫堆積沒有安全隱患，即不會(huì)發(fā)生潰漿三相泡沫制作流程制漿站混合器發(fā)泡器發(fā)泡劑氮?dú)馊嗯菽瓕?shí)驗(yàn)產(chǎn)生的三相泡沫噴出的三相泡沫三相泡沫有良好的堆積性能第七節(jié)礦用快速防火密閉（略）所謂礦用快速防火密閉墻，就是能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，達(dá)到隔絕空氣隔絕滅火的密閉墻。它適用于礦山井下快速臨時(shí)密閉，封堵巷道風(fēng)流，封閉火區(qū)，控制火勢、煙霧等。目前國內(nèi)礦山救護(hù)隊(duì)使用的主要有氣囊型和噴涂型快速充氣密閉。（一）氣囊型快速充氣密閉氣囊式快速密閉是礦山救護(hù)隊(duì)在火災(zāi)搶險(xiǎn)中用來迅速隔絕進(jìn)入火區(qū)的風(fēng)流，使火區(qū)因缺氧而迅速熄滅的搶險(xiǎn)救護(hù)裝置，防止災(zāi)情蔓延擴(kuò)大，提高礦井的抗災(zāi)能力，對(duì)減少礦井火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.氣囊式快速密閉特點(diǎn)1）重量輕（8～10kg、10--12kg)，攜帶操作方便，施工速度快。使用高壓氮?dú)馄浚?50-200kg）充氣一般4～8分鐘完成施工；2）該氣囊的形狀隨意性強(qiáng)、可大可小，不受巷道斷面及幾何形狀、支護(hù)類型的限制3）氣密性強(qiáng)，在無外力破壞的情況下，可保持48小時(shí)不泄漏。4）該氣囊無易損和消耗件，可以反復(fù)使用若干次。2.性能指標(biāo)1）氣囊式快速密閉主要通過對(duì)弧形氣囊充氣后形成氣囊骨架，對(duì)封存堵布起到支撐作用，同時(shí)又對(duì)巷道起到封堵作用，從而達(dá)到封堵效果。2）氣囊的工作壓力為7～10kpa。3）氣囊的密閉性能：當(dāng)氣囊內(nèi)的壓力達(dá)到最大工作壓力10kpa時(shí)，經(jīng)過大于24小時(shí)后，氣囊內(nèi)的壓力能保持在7kpa最小工作壓力，而不發(fā)生收縮，封堵效果不受影響。4）氣囊的充氣：采用2升氮?dú)馄?個(gè)（氣瓶壓力20kpa)，一個(gè)瓶充氣時(shí)間約1.5分鐘～2分鐘。若無氮?dú)鈿庠磿r(shí)可用皮老虎兩個(gè)同時(shí)充空氣，充氣時(shí)間約5分鐘～6分鐘。5）氣囊式快速密閉由直徑為250mm～300mm展開長度為8.4mak8.7m的弧形氣囊與封堵組合而成，二者可分開攜帶，其重量分別為8～10kg和10～12kg。6）氣囊式快速密閉采用具有抗靜電、阻燃性能的材料：氣囊材料采用增強(qiáng)織物涂覆橡膠布粘合而成；封堵布采用橡膠涂覆布。

（二）噴涂式快速密閉輕質(zhì)膨脹型封閉材料是一種新型的聚氨酯材料，它具有輕便、氣密性好、防滲水、隔漏、保溫防震，適用于礦山井下封閉窒息火區(qū)。如果造快速臨時(shí)密閉，封堵漏風(fēng)，防滲水等。它以聚醚樹脂和多種異氰酸脂為基料，輔以幾種助劑和填料，分甲、乙兩組份，按一定比例混合，經(jīng)壓氣強(qiáng)力攪拌，通過噴槍均勻的噴灑在目的物上，即可在極知時(shí)間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，幾秒鐘后即由液態(tài)變成固態(tài)發(fā)泡成型，連續(xù)噴涂即形成泡沫塑料涂。1.手動(dòng)噴涂設(shè)備構(gòu)造及技術(shù)性能為適應(yīng)井下特殊地點(diǎn)封閉和堵漏的需要，手動(dòng)噴涂設(shè)備以其不用電、攜帶方便，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)適用于礦山救護(hù)隊(duì)封閉火區(qū)、窒息火區(qū)等。其構(gòu)造由五個(gè)部分組成：1）噴槍；2）計(jì)量泵；3）藥筒；4）高壓氣瓶；5）減壓閥。技術(shù)性能如下：1）供氣壓力為0.18～0.2MPa（3L鋼瓶壓力不低于15MPa）；2）供氣量為70～100L/min；3）計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為0.5～1.0轉(zhuǎn)/s（計(jì)量泵每轉(zhuǎn)為12ml）；4）噴涂能力為1.2～2.1kg/min；5）最大有效噴涂面積為400×300mm；6）起泡時(shí)間為2～8s。2.注意事項(xiàng)：1）噴涂時(shí)，持槍人不得將槍頭對(duì)準(zhǔn)其他人，以防發(fā)生意外。2）噴涂管路系統(tǒng)不得漏氣或漏藥，以免形象配比。3）A、B藥筒要嚴(yán)格區(qū)分，不能混裝或倒錯(cuò)藥劑。4）手動(dòng)設(shè)備搖泵速度要與噴槍移動(dòng)速度緊密配合，否則，噴涂層厚薄不均，影響密閉質(zhì)量。5）噴涂藥劑時(shí)，釋放出的有害氣體對(duì)眼睛、呼吸器官有刺激，要呆口罩和眼鏡。6）不要將藥液弄到有傷口的地方，以免引起發(fā)炎，不小心灑到傷口上時(shí)，要用水清洗。第八節(jié)救援技術(shù)發(fā)展前景一、應(yīng)急救援技術(shù)面臨的突出問題（一）礦山應(yīng)急救援設(shè)備的安全管理礦山應(yīng)急救援設(shè)備是指處理礦山水、火、瓦斯、煤塵、頂板、機(jī)械傷害等事故的專用儀器裝備。它的安全管理和使用，事關(guān)救援人員的生命安全和救災(zāi)的成敗。因此，加強(qiáng)礦山應(yīng)急救援設(shè)備的管理是急待解決的問題。實(shí)行礦山應(yīng)急救援設(shè)備的安全監(jiān)察管理制度，通過建立健全監(jiān)察管理體制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行政許可制度、監(jiān)督檢查制度、應(yīng)用制度和責(zé)任追究等方式，加強(qiáng)礦山應(yīng)急救援設(shè)備的安全管理和使用，體現(xiàn)監(jiān)察的強(qiáng)制性、系統(tǒng)性和有效性，努力實(shí)現(xiàn)礦山應(yīng)急救援設(shè)備的法制化和科學(xué)化管理和使用是關(guān)鍵。目前各救援基地和救護(hù)隊(duì)都投入了大量的新型救援裝備，特別是正壓氧呼吸器的投入，生產(chǎn)廠家多，型號(hào)繁雜，性能不一，沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全措施，這就造成了在使用中存在著諸多不安全隱患，可見這就需要建立安全監(jiān)察制度，實(shí)行市場準(zhǔn)入和設(shè)備準(zhǔn)用制度，從設(shè)計(jì)、制造、修理、維護(hù)保養(yǎng)、使用等進(jìn)行安全性能監(jiān)察和使用監(jiān)督，消除各類不安全隱患。另外新型的大型裝備，如有關(guān)氣體分析設(shè)備、惰氣滅火設(shè)備等，也缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作標(biāo)準(zhǔn)、安全措施和使用制度，直接影響了其性能的發(fā)揮和安全保障。（二）提高災(zāi)區(qū)狀態(tài)分析手段當(dāng)?shù)V山發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)急救援的決策是救災(zāi)成功關(guān)鍵。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的收集災(zāi)區(qū)信息和災(zāi)區(qū)狀態(tài)的判斷是提高應(yīng)急救援決策水平的重要因素。目前，在救災(zāi)工作中，對(duì)于災(zāi)區(qū)的氣體檢測主要有兩種方式，一是通過救護(hù)隊(duì)員用各種便攜式的氣體檢測儀器測定災(zāi)區(qū)空氣中的CH4、CO2、CO、O2、H2S等氣體成分。二是通過在災(zāi)區(qū)取氣樣，然后送到地面進(jìn)行色譜分析。以上的兩種氣體的檢測方式都存在著一定的問題。前者是由于災(zāi)區(qū)內(nèi)氧氣含量抵、溫度高、濕度大等原因，造成所測得的氣體種類較少并且數(shù)值偏差較大。后者是需要把災(zāi)區(qū)氣樣送到井上后需要很長時(shí)間，造成了災(zāi)區(qū)信息的置后性。為此需要進(jìn)一步提高災(zāi)區(qū)狀態(tài)分析手段，研制適用井下環(huán)境的快速、準(zhǔn)確的氣體分析、爆炸性判斷的連續(xù)監(jiān)控設(shè)備。（三）提高災(zāi)區(qū)滅火手段1.新型惰氣發(fā)生裝置的研制目前應(yīng)用于井下滅火的惰氣發(fā)生裝置主要有N2和CO2發(fā)生器。通過現(xiàn)場應(yīng)用，它們存在著體積大、運(yùn)輸不便，產(chǎn)氣量小等缺點(diǎn)。因此，需要研制大流量、連續(xù)性的惰氣發(fā)生裝置。2.有效快速封閉設(shè)施的研制隔絕滅火是井下常用的一種有效的滅火方法。但是在救援人員封閉火區(qū)的過程中，火區(qū)內(nèi)存在發(fā)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。目前，為了降低這種危險(xiǎn)，救援人員在封閉火區(qū)時(shí)，需要與時(shí)間賽跑，快速有效的封閉火區(qū)。但目前的封閉設(shè)施都不夠理想，需要研制新型的快速有效的封閉設(shè)施。二、應(yīng)急救援技術(shù)發(fā)展方向（略）（一）信息化在礦山應(yīng)急救援中的應(yīng)用近年來隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域也不斷的發(fā)展、完善。其應(yīng)用范圍幾乎涉及社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。多年來，提高煤礦應(yīng)急救援水平，避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大是煤礦應(yīng)急救援的一項(xiàng)重要工作。因此，不僅在礦井的常規(guī)工作方面需要信息化管理技術(shù)，而且在煤礦應(yīng)急狀態(tài)也需要救援管理的信息化，提高和促進(jìn)應(yīng)急救援的管理水平。1.應(yīng)急救援管理信息化技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用1）應(yīng)急救援信息化系統(tǒng)目前，應(yīng)急救援管理信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用于應(yīng)急救援的日常管理。它對(duì)于提高應(yīng)急救援管理水平、提高日常的工作質(zhì)量和工作效率，提高整體的決策水平起到了重要的參考和指導(dǎo)作用。系統(tǒng)主要應(yīng)該包括：管理信息系統(tǒng)；救災(zāi)指揮系統(tǒng)；專業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)；仿真模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等。2）應(yīng)急救援管理信息系統(tǒng)的主要內(nèi)容和功能（1）信息的管理維護(hù)：主要是對(duì)日常信息進(jìn)行錄入、修改、編輯等。（2）信息的查詢：對(duì)需要的信息進(jìn)行網(wǎng)上查詢。（3）信息的統(tǒng)計(jì)功能包括：救護(hù)人員的結(jié)構(gòu)的分析，提供人員調(diào)整參考；學(xué)習(xí)訓(xùn)練情況的分析，為改進(jìn)學(xué)習(xí)訓(xùn)練提高參考；事故的統(tǒng)計(jì)分析，為事故預(yù)防及事故處理提供

參考；救護(hù)檔案的自動(dòng)形成，為事故處理的人員調(diào)配提供參考；工作日志的自動(dòng)形成，為工作計(jì)劃的制定和工作總結(jié)提供參考；應(yīng)急救援裝備的統(tǒng)計(jì)分析，為裝備的配備、更新提供參考。（4）專業(yè)的網(wǎng)上辦公系統(tǒng)包括：計(jì)劃、總結(jié)、規(guī)章制度、技術(shù)文件等的遠(yuǎn)程制度、審批、發(fā)布；考試題庫的建立與命題；達(dá)標(biāo)驗(yàn)收的遠(yuǎn)程評(píng)定；即時(shí)信息的制定發(fā)送。（5）報(bào)表的自動(dòng)形成；（6）應(yīng)急救援方案的編制查詢；（7）網(wǎng)上的技術(shù)交流；（8）應(yīng)急救援資料庫的建立查詢。2.災(zāi)區(qū)機(jī)器人的研究與發(fā)展趨勢所謂礦山搜救機(jī)器人，就是在礦井發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，可以承載多種傳感、探測、救援設(shè)備，代替救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域勘察的一種多功能的智能救護(hù)裝備。在災(zāi)區(qū)情況不明時(shí)，使用搜救機(jī)器人進(jìn)入探查，既可以防止救援人員發(fā)生傷亡。又能夠連續(xù)將災(zāi)區(qū)的信息傳輸?shù)骄仍笓]中心，為救援決策提供科學(xué)依據(jù)，以便快速、準(zhǔn)確地制定救援方案。1）機(jī)器人應(yīng)具備三個(gè)方面的功能：具有復(fù)雜環(huán)境的通過和越障能力，防爆、防水、抗高溫、耐沖擊力；具有自主定位與半自動(dòng)導(dǎo)航能力；可連續(xù)可靠工作（采集數(shù)據(jù)和圖像信息），并及時(shí)將信息傳輸?shù)街笓]中心。2）國內(nèi)外礦山搜救機(jī)器人的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢由于國外發(fā)達(dá)國家對(duì)煤炭能源依靠程度低，且煤炭開采自動(dòng)化程度和安全生產(chǎn)管理水平高，安全性好，因此，對(duì)礦山救援探測自動(dòng)化裝備的需求不迫切，相關(guān)研究主要集中在廢棄或正常作業(yè)的礦井內(nèi)繪制地圖等方面。而煤炭是我國的主要能源（占全部能源的67%），它直接關(guān)系到我國能源安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。我國煤炭開采自動(dòng)化程度和安全生產(chǎn)管理水平相對(duì)較低，人員密度高，礦難事故頻發(fā)，迫切需要礦山救援探測自動(dòng)化設(shè)備。在“十五”期間，我國有智能機(jī)器人技術(shù)研究領(lǐng)域取得了可喜的成績，已經(jīng)形成了系列化的智能機(jī)器人產(chǎn)品，如消防機(jī)器人、水面救援機(jī)器人以及反恐防爆機(jī)器人等。一些救援機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)化基地相繼成立，如中科院沈陽自動(dòng)化研究所救援及安全機(jī)器人技術(shù)研究中心，沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地等。目前，無論從國內(nèi)還是從國外機(jī)器人研究現(xiàn)狀來看，還沒有能用于礦山井下救援探測的機(jī)器人樣機(jī)和具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品問世。因此，面對(duì)我國礦山行業(yè)安全事故頻發(fā)的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，以及國家對(duì)特殊環(huán)境應(yīng)用的智能機(jī)器人的重大需求，決定了研制礦山井下救援探測機(jī)器人已成為一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)之一。（二）智能化搶險(xiǎn)救災(zāi)決策多年以來，重大災(zāi)害事故搶救依靠的是指揮者個(gè)人的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)、處理事故的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)井下情況的熟悉程度。事故發(fā)生后，指揮者依據(jù)每年一度編制的《礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃》和礦井有關(guān)工程圖紙，以及事故現(xiàn)場偵察得來的各種信息，分析判斷做出決定。這種處理事故的方法屬于經(jīng)驗(yàn)型的，成功與否在很大程度上取決于指揮者判斷的準(zhǔn)確性和搶險(xiǎn)救災(zāi)所需材料設(shè)備的充足程度，以及救護(hù)隊(duì)的行動(dòng)是否正確。20世紀(jì)60年代初期興起了一門新的學(xué)科即專家系統(tǒng)，它的應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在礦山應(yīng)急救援中，專家系統(tǒng)也得到應(yīng)用，其指導(dǎo)思想是運(yùn)用專家知識(shí)庫輔助決策。20世紀(jì)70至80年代，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和遙測監(jiān)控技術(shù)與儀表的實(shí)際應(yīng)用，以及人們對(duì)礦山重大災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展規(guī)律認(rèn)識(shí)的加深，使礦山應(yīng)急救援從單純的經(jīng)驗(yàn)型分析向定量分析階段邁出了可喜的一步。計(jì)算機(jī)風(fēng)流狀態(tài)模擬技術(shù)在事故處理中得到應(yīng)用。人們常說“通風(fēng)救護(hù)不分家”，在這里得到充分體現(xiàn)。本部分試圖通過火災(zāi)救災(zāi)決策過程如何實(shí)現(xiàn)智能化來介紹智能化搶險(xiǎn)救災(zāi)決策。1.處理火災(zāi)事故決策的特殊性礦井火災(zāi)生成的高溫及有害氣體是造成井下人員遇難的最主要原因。發(fā)生事故后，指揮員能夠做出正確的決策是非常關(guān)鍵。人腦信息處理能力是有限的，所以，救護(hù)指

戰(zhàn)員在礦井火災(zāi)時(shí)期，即使熟練的救災(zāi)專家也難以正確估計(jì)全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)速和風(fēng)量變化速率。發(fā)生火災(zāi)后調(diào)節(jié)煙流通行路線，減少火災(zāi)造成的生命財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)流狀態(tài)控制是礦井救火的最主要任務(wù)之一。控風(fēng)目的不是對(duì)風(fēng)網(wǎng)所有分支進(jìn)行控風(fēng)，而是重點(diǎn)保護(hù)井下人員的主要撤退路線以及救災(zāi)人員救災(zāi)、滅火通行路線。因此，利用計(jì)算機(jī)真實(shí)模擬礦井災(zāi)害和在火災(zāi)時(shí)期礦井的風(fēng)流和煙流流動(dòng)，并實(shí)時(shí)采取一些救災(zāi)措施，把救災(zāi)效果逼真地反映出來非常必要。2.系統(tǒng)主要功能系統(tǒng)由三部分組成：礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算和火災(zāi)運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)，礦井監(jiān)測和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸接收系統(tǒng)，三維圖形計(jì)算機(jī)仿真和通防數(shù)據(jù)動(dòng)畫顯示系統(tǒng)。三者緊密結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)完整的大系統(tǒng)（如圖13）。圖形顯示系統(tǒng)１、Mfire（Access數(shù)據(jù)庫）２、使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)１、井下檢測系統(tǒng)服務(wù)器（*.dat文件）２、FTP服務(wù)（傳輸數(shù)據(jù)文件給圖形系統(tǒng)）*.dat圖13數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件聯(lián)系（三）智能化模擬訓(xùn)練1.礦山救護(hù)模擬實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練特點(diǎn)因?yàn)榈V山救護(hù)的工作地點(diǎn)具有空間狹窄、氣候環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。因此，《礦山安全規(guī)程》、《礦山救護(hù)規(guī)程》明確要求礦山救護(hù)隊(duì)要定期開展高溫濃煙訓(xùn)練，培養(yǎng)礦山救護(hù)隊(duì)員應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力高效工作。2.救護(hù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1）該系統(tǒng)能夠模擬惡劣環(huán)境條件下的多功能救護(hù)訓(xùn)練（產(chǎn)生高溫、煙流和有毒有害氣體），并對(duì)其實(shí)施智能化調(diào)控。2）系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，能對(duì)訓(xùn)練全過程的可視化及影像資料自動(dòng)儲(chǔ)存。3）系統(tǒng)提供了不同災(zāi)害環(huán)境下人體運(yùn)動(dòng)體能變化