安全工程专业实验教程111矿山安全救护仪器应用实验

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矿山安全救护仪器应用实验一、实验目的熟悉并掌握呼吸器、自救器等救护设备的工作原理及使用方法。通过实验，稳固和加深对矿井工作中平安自救技术知识的理解及应用。二、仪器设备1、过滤式自救器

在井下工作，当发现有火灾或瓦斯爆炸时，必须立即佩用自救器，撤离现场。灾区空气中氧浓度不低于18%和一氧化碳浓度不高于1.5%，环境温度为25℃，相对湿度为90%，呼吸量为30升/分钟时使用时长为40分钟。其外观示意图如图11-1所示。

主要由保护罩、上盖、下壳、封印带、腰条环、后封口带、前封口带、过滤药罐组成。图11-1过滤式自救器二、仪器设备2、隔绝式化学氧自救器

隔绝式化学氧自救器是利用化学药品生氧原理，适用于各种有毒有害气体及缺氧环境及有煤尘与瓦斯突出、爆炸的矿井和其它有害气体突出的场所中，供个人佩戴逃生使用。主要用于煤矿采掘场所作业中发生瓦斯、煤尘爆炸、火灾和瓦斯、煤尘突出等自然灾害时，作为工人的逃生自救设备。也可用于其它地下工程、化学环卫工程和有可能出现有毒有害气体和窒息的工作环境。其外观、外部结构图和内部特征如图11-2所示。图11-2隔绝式化学氧自救器外观、外部结构图和内部特征b:1-号码牌卡；2-锁口带；3-封口带；4-开启扳手；5-封印条；6-上外壳；7-铭牌；8-下外壳C:1-隔热垫；2-气囊；3-呼吸软管；4-口具塞；5-鼻夹塞；6-呼、吸阀组；7-排气阀；8-氧烛拉环；9-氧烛；10-药品abc二、仪器设备3、隔绝式压缩氧自救器

隔绝式压缩氧自救器主要用于煤矿井下或环境空气发生有毒气体污染及缺氧窒息性灾害时，现场人员迅速佩戴，保护佩戴人员正常呼吸迅速逃离灾区实现自救。如图11-3所示,自救器主要由高压系统、呼吸系统及CO2过滤系统组成。1-挂钩；2-清净罐；3-支架；4-氧气瓶；5-减压器；6-手轮；7-平安帽；8-开关；9-上盖；10-补气压板；11-压力表；12-排气阀；13-气囊；14-呼气管；15-呼吸阀；16-口具；17-鼻夹；18-压帽；19-底盖图11-3隔绝式压缩氧自救器结构示意图及外观二、仪器设备4、隔绝式正压氧气呼吸器

主要用于煤矿军事化矿山救护队及其它工矿企业中，受过专门训练的人员在污染、缺氧、有毒、有害气体的环境中使用。Biopak240正压氧气呼吸器由氧气瓶：减压阀；手动补给阀；报警器；呼吸舱；清净罐；冷却罐；膜片；定量供氧装置；自动补给阀；排气阀；面罩；压力表；外壳、腰带、背带等组成。其外观及示意图如图11-4所示。图11-4隔绝式正压氧气呼吸器外观及结构示意图二、仪器设备〔1〕氧气瓶：由复合材料〔缠玻璃纤维的铝合金〕制成，贮存一定的高压氧气供佩带者使用，压力表直接显示瓶中氧气压力。〔2〕减压阀：氧气瓶装在减压阀紧固器座内，出厂时调好的减压阀可以把高压氧气降至1.7MPa。〔3〕手动补给〔应急旁通阀〕：手动补给阀是在应急情况下使用，当供气系统发生故障或使用者感到定量供气缺乏时，可按手动补给按钮，使氧气绕过定量供氧装置和自动补给阀，直接流入呼吸舱。过多的使用手动补给阀将明显减少有效防护时间，这个手动补给阀只用于应急使用，决不能用以清理面罩和视窗雾气。〔4〕报警器：当氧气瓶压力降到4～6MPa时，报警器发出声响，提醒佩用者最多还有1h使用时间。报警器只报警一次，大约报警1分钟，所有作业人员听到报警声便要做好结束工作的准备，以便有足够的氧气撤离灾区。二、仪器设备〔5〕呼吸舱：呼吸舱为呼吸气体贮存容器，也是呼吸器的心脏，它由定量供氧装置、膜片、自动补给阀、排气阀和清净罐等组成。〔6〕定量供氧装置：氧气以1.78±0.13L/min的流量从定量供氧装置流入呼吸舱，该装置1.78L/min供给的氧气为人休息时耗氧量的4～6倍。〔7〕膜片：由于吸气和呼气所引起的呼吸舱容积变化是通过挠性膜片的运动来实现的。这样的膜片结构使Biopak240与其它闭路呼吸器有显著的差异。气室膜片调节呼吸用混合气体，必要时，它又是自动补气和自动排气的机械控制结构。Biopak240膜片有3种功能：①在重体力劳动时自动启动自动补给阀。②呼吸舱内气体消耗不了时，为防止呼吸循环过压，它启动排气阀。③由膜片上的弹簧负载，使整个呼吸循环过程中始终保持“正压〞。二、仪器设备〔8〕自动补给阀：在重体力劳动下，人的需氧量随之增大，当需求量超过1.78L/min时，自动补给阀便可按耗氧量需要补充氧气。当膜片被推到呼吸舱顶部时，它启动自动补给阀进行快速加氧。如果定量供氧孔堵塞，它也是备用供氧的一种方式。〔9〕排气阀：轻体力劳动时，人体代谢氧用量只消耗0.2～0.5L/min的情况下，为防止产生加压，单向排气阀把过多的呼吸气体排掉。〔10〕冷却罐：冷却介质为无毒“兰冰〞，冷却吸入气体的温度，在环境温度为23.9℃的条件下存放4小时，效果良好。二、仪器设备〔11〕面罩：包括口鼻罩〔又称阻水罩〕和单向阀两部件，它能使面罩有害空间压缩到最少。防止了在浅呼吸期间CO2的积聚，面罩配有一个发音膜，以帮助通话；硅橡胶面罩胶体带有宽边密封唇，使它适配大多数脸型。在使用之前，必须做好面罩适佩试验并要调整好佩戴位置，使用必须要小心，要保证呼气阀和吸气阀干净、无污染、无损坏。注：为获得保明片的最正确防雾特性，在使用保明片前，必须涂上防雾剂，以最大限度地增加保明片的防雾特性。〔12〕清净罐：人体呼出的气体由面罩通过呼气阀、呼气软管返回呼吸舱的中部，呼吸舱内的定量供氧装置以1.78升/分钟的流量连续供给新鲜氧气，然后混合气体穿过清净罐流出，人体呼出气体中的二氧化碳通过吸收剂[Ca〔OH〕2]化学作用，把二氧化碳从再循环的呼吸气体中去除掉。呼吸器每次用后必须更换二氧化碳吸收剂。二、仪器设备〔13〕压力表：该呼吸器带有一个发光的匣装压力表，位于肩带上。当氧气瓶阀门翻开时，它可显示氧气瓶内氧气压力，指示剩余的使用时间。注：由于压力表内流量限制器的影响，压力表指示在翻开瓶阀后1分钟才能到达满压，这是正常现象；如果压力表管路被切断，必须立即撤离灾区。压力表管路中的流量限制器将把流量限制在0.5升/分钟的流量，以便平安地撤离危险区。二、仪器设备其工作原理如图11-5所示。1-面罩,2-吸气阀,3-吸气管,4-连接管,5-膜片,6-弹簧,7-排气阀,8-自动补给阀,9-手动补给阀,10-压力表,11-氧气瓶,12-减压器,13-报警器,14-定量孔,15-呼吸舱,16-呼气管,17-呼气阀,18-冷却罐,19-清净罐图11-5Biopak240正压氧气呼吸器工作原理示意图二、仪器设备5、自动苏生器自动苏生器是一种自动进行负压人工呼吸的急救装置。自动苏生器能连续把新鲜空气自动地输入伤员的肺内，并将肺内的CO2自动抽出，还可供呼吸机能并未麻痹的伤员吸氧，并能去除伤员呼吸道内的分泌物或异物，用来抢救呼吸麻痹或呼吸抑制的伤员。三、实验原理1、过滤式自救器过滤式自救器的工作原理是：当人吸气时，由于肺吸气形成的负压，使呼气阀关闭，外界环境中含有一氧化碳的空气，首先经过过滤器中的滤尘层，去除粉尘及烟粒，再经过过滤器中的枯燥剂层，去除水汽，枯燥后的空气进入催化剂层，由于催化剂层的催化作用，将空气中剧毒的一氧化碳，氧化成无毒的二氧化碳，净比的空气经吸气阀、口具吸入人体内，至此完成了吸氧过程。人呼出的气体经呼气阀排出。2、隔绝式化学氧化自救器化学氧自救器隔绝式化学氧自救器是采用循环式闭路呼吸系统，使用时呼吸系统与外界空气隔绝，不受外界环境有害气体的影响。其利用生氧剂与人体呼出的CO2与水汽结合，发生化学反响而生成氧气来供给人呼吸。这些富氧气体通过气囊、降温网、孔板、口具形成闭路循环系统，供人呼吸。三、实验原理正常呼气时，呼出的气体经口具，呼吸导管，呼吸阀，呼吸软管进入药罐内发生化学反响，反响式如下：呼气路径：呼气→口具→呼吸导管→呼气阀→呼吸软管→生氧药罐→呼气中的水汽和CO2与生氧剂反响生成O2→气囊。吸气路径：囊中氧气混合气→吸气阀→呼吸导管→口具→人体肺部。当生氧剂产生的氧气超过人体的耗氧量时，气囊内的压力逐渐增大，到达排气阀排气压力时，排气阀的阀门自动翻开，排出多余气体。当气囊内压力小于排气压力时，排气阀自动关闭。保证呼吸正常进行。三、实验原理3、隔绝式压缩氧自救器采用了循环呼吸方式，人呼出的气体通过CO2吸收剂，把CO2吸收，而余下的气体和减压器输出的氧气进入气囊，通过口具吸入人体。工作原理：〔1〕供气。转动开关把手，翻开气瓶阀氧气瓶中的高压氧气就通过开关流入减压器和手动供气阀，这时减压器将以≥1.2L/min的流量向气囊供气，如果定量供气量不能满足人体需要时，可短时间按压补气压板，以>60L/min的流量向气囊供气。三、实验原理〔2〕呼吸。使用时，佩戴者咬住口具，夹上鼻夹，人体就和自救器组成了"人—机"呼吸系统。呼气时，气流通过呼气阀经内气囊进入清净罐，其中的二氧化碳与清净罐中的二氧化碳吸收剂发生化学反响而被吸收，余下的氧气进入外气囊，吸气时，通过吸气阀进入人体，就完成了整个呼吸循环过程。在整个佩戴过程中，人的鼻孔被鼻夹夹住，通过“人口—口具〞的呼吸连接，完全用嘴进行呼吸。“人—机〞呼吸系统与外界完全隔绝.有效的防止了甲烷瓦斯等有害气体进入人体。〔3〕减压器平安保护。当减压器出现故障压力升高到0.7-0.8Mpa时，平安阀开启，向外泄气泄压，保护减压器不发生爆炸。三、实验原理4、隔绝式正压氧气呼吸器当氧气瓶开关被翻开时，氧气连续输入呼吸舱，当使用者吸气时，气体从呼吸舱流入冷却罐，被冷却后通过吸气软管、吸气阀进入面罩而被吸入人体肺部。呼气时，气体经过面罩、呼气阀、呼气软管、经清净罐吸收二氧化碳后进入呼吸舱。呼吸舱通过压缩弹簧给膜片加载，保持舱内压力比外界环境气压稍高的正压。气体驱动膜片往复运动，改变舱内容积，假设舱容减少，舱内气压降低，自动补给阀开启补充氧气，假设舱容增大，舱内气压升高，排气阀自动开启，向大气排出多余气体。其工作流程如图11-6所示。三、实验原理图11-6隔绝式正压氧气呼吸器工作流程图三、实验原理5、自动苏生器ASZ-30型自动苏生器的结构和工作原理及外观如图11-7所示。1-氧气瓶；2-氧气管；3-压力表；4-减压器；5-配气阀；6-引射器；7-吸气器；8-自动肺；9-面罩；10-储气囊；11-呼吸阀；12、13、14-开关；15-逆止阀；16-平安阀图11-7自动苏生器工作原理示意图及外观三、实验原理氧气瓶1的高压氧气经氧气管2，压力表3，再经减压器4将压力减至0.5MPa以下，进入配气阀5。在配气阀5上有3个气路开关，即12、13、及14。开关12通过引射器6和导管相连，其功能是在苏生前，借引射器造成的高气流，先将伤员口中的泥、粘液、水等污物抽到吸气瓶7内。开关13利用导气管和自动肺8连接，自动肺通过其中的引射器喷出氧气时吸入外界一定量的空气，二者混合后经面罩9压入受伤者肺部。然后，引射器又自动操纵阀门，将肺部气体抽出，呈现人工呼吸的动作。当伤员恢复自主呼吸能力后，可停止自动人工呼吸而改为自主呼吸下的供氧，即将面罩9通过呼吸阀11与储气囊10相接，储气囊通过导管和开关14连接。储气囊10中的氧气经呼吸阀供伤员呼吸用，呼出的气体由呼吸阀排出。为保证苏生抢救工作不致中断，应在氧气瓶内的氧气力接近3MPa时，改用备用氧气瓶或工业用大氧气瓶供氧，备用氧气瓶使用两端带有螺旋的导管接到逆止阀15上。此外，配气阀还备有平安阀16，它能在减压后氧气压力超过规定数值时排出一局部氧气，以降低压力，以使苏生工作可靠地进行。四、实验步骤1、过滤式自救器〔1〕自救器随身携带。〔2〕揭起保护罩。〔3〕掀起红色开启扳手，翻开外壳密封。〔4〕揭开并扔掉上外壳。〔5〕抓住口具，拉出过滤器。〔6〕将口具片塞进牙齿与嘴唇之间，紧闭嘴唇。〔7〕双手拉开鼻夹弹簧，夹好鼻子用口呼吸。〔8〕取下平安帽，戴好头带。〔9〕戴好平安帽，开始撤离危险区。四、实验步骤2、隔绝式化学氧自救器〔1〕将专用腰带穿入自救器皮带卡，固定在背部腰间。〔2〕使用时先将自救器转到腹前，一手托底，另一手拉开封口带。〔3〕去掉上外罐，手提头带将自救器抽出后将下外罐丢弃。〔4〕戴好头带，整理好气囊。〔5〕拔掉口具塞，迅速启动氧烛〔假设氧烛启动失效，应深吸气后通过口具向药罐呼气以强制生氧〕。〔6〕将口具放入口中，口具片置于唇齿之间，牙齿咬紧牙垫，用鼻夹垫夹住鼻子，开始用口呼吸。〔7〕均匀呼吸，快速撤离灾区。四、实验步骤3、隔绝式压缩氧自救器〔1〕将自救器从佩戴时的腰部侧面移到人体正前面。〔2〕用手水平拉开左边的塑料挂钩下部，使上壳上的塑料挂钩从下壳脱出；再解开上，下外壳另一边的挂钩；然后用手沿竖直方向将上壳提起，使它与下壳脱离，展开气囊。注意气囊不能扭折。这样就完成了自救器的启封。〔3〕将口具放在嘴唇与牙齿之间，牙齿紧紧咬住口具牙垫，并紧闭嘴唇，使人体口腔与口具之间有可靠的气密。〔4〕转动气瓶开关把手，翻开气瓶阀，马上按动补气压板，当气囊鼓起后松开手指，停止手动补气.然后迅速掰开鼻夹弹簧，用鼻夹夹住鼻翼两侧，使鼻腔与外界隔绝，用嘴通过口具呼吸。四、实验步骤使用中如果看见气囊在呼完气后仍不太鼓或吸气有憋气感时，应及时用手指按动压板向气囊补气，直到气囊鼓起；也可用力吸气，气囊吸瘪后，补气压板压迫补气杆，也会自动补气。〔5〕使用过程中，减压器以≥1.2L/min的流量向气囊连续供气，供人体吸气，如定量供气不能满足人体需要时，可按压补气压板，向气囊内及时手动补气，气囊鼓起后，停止手动供气。由于手动补气流量很大，故不能长时间按压手动补气，也不能频繁按压手动补气。4、隔绝式正压氧气呼吸器〔1〕工作时，翻开气瓶开关。〔2〕氧气经减压后，连续供给呼吸舱，当使用者吸气时，氧气从呼吸舱经冷却罐、吸气软管、吸气阀进入面罩。四、实验步骤〔3〕呼气时，气体经呼气阀、呼气软管、进入呼吸舱与定量孔供给的氧气混合后，通过清净罐吸收掉呼气中的CO2，然后进入呼吸舱，完成一次循环。〔4〕使用过程中，依次反复循环，保证工作人员正常呼吸。当使用者从事重体力劳动时，呼吸量大，耗氧量高，流量不能满足呼吸需求。呼吸舱内气体压强会不断降低，正压弹簧推动膜片开启自动补给阀，补充氧气。反之，定量供给的氧气用不完，呼吸舱内气体压强会不断升高，推动膜片开启排气阀，排出多余气体。正压弹簧、自动补给阀和排气阀的共同运作，使整个呼吸过程中系统内气体压强始终保持一定范围的正压值。这一系统称之为正压系统。四、实验步骤5、自动苏生器伤员的处置：采用人工呼吸，使伤员呼吸道畅通。①安置伤员：首先将伤员放在新鲜空气处，解开紧身上衣或脱掉湿衣服，将肩部垫高100～150mm，使头尽量后仰，面部转向任一侧，并适当覆盖，保持体温。如是溺水者，应先将伤员俯卧，轻压背部，将水从气管和胃部倾出。②口腔清理：先将开口器从伤员嘴角处插入臼齿间，将口启开。用拉舌器将舌头拉出。然后用药布裹住手指，将口腔中的异物去除掉。③清理喉腔：从鼻腔插入吸引管，翻开气路，将吸引管往复移动，污物、粘液及水被吸到吸引瓶。如瓶内积污过多，可拨开连接管，半堵引射器，积污即可排掉。四、实验步骤④插入口咽导气管。根据伤员的情况不同插入大小适宜的口咽导气管，以防舌头后坠，使呼吸梗阻，插好后将舌头送回，以防伤员痉挛咬伤舌头。进行人工呼吸：将自动肺与导气管、面罩连接，翻开气路，即听到“飒…〞的气流声音，将面罩紧压在伤员面部，自动肺便自动地交替进行充气与抽气，自动肺上的杆杠即有节律地上下跳动，与此同时用手指轻压伤员喉头中部的环状软骨，借以闭塞食道，防止气体充入胃内。如人工呼吸进行正常那么伤员胸部有明显起伏动作，可停止压喉，然后用头带将面罩固定。注意：当自动肺不自开工作时，就是由于面罩不严密，漏气所致。当自动肺动作过快，并发出疾速的“喋喋〞声，是呼吸道不畅通引起的，此时假设已插入口咽导气管，可试将伤员下腭骨托起，使下牙床移至上牙床前，以利呼吸道畅通。如仍无效，应马上重新清理呼吸道，切勿耽误时间。四、实验步骤调整呼吸频率。调整减压器和配气阀旋钮，使呼吸频率成人到达12～16次/min。当苏生奏效后，伤员出现自主呼吸时，自动肺会出现瞬时紊乱动作，这时可将呼吸频率稍调慢点，随着上述现象重复出现，呼吸频率可再次减慢，直至8次/min以下。当自动肺仍频繁出现无节律动作，那么说明伤员自主呼吸已根本恢复，便可改用氧吸入。氧吸入：氧吸入时应取出口咽导气管，调整气量，使储气囊不经常膨胀，也不经常空瘪。氧含量调节环一般应调在80%，CO中毒的伤员那么应调在100%。吸氧不要过早终止，以免伤员站起来后导致昏厥。当人工呼吸正常进行后，必须将备用氧气瓶及时接在自动苏生器上，氧气即可直接送入。五、本卷须知1、过滤式自救器的本卷须知〔1〕佩用自救器时，吸气时会有些干、热的感觉，这是正常现象。必须佩戴到平安地带，方能取下自救器，切不可因干、热感觉而取下。〔2〕佩戴自救器撤离时，要求匀速行走，禁止狂奔和取下鼻夹、口具或通过口具讲话。〔3〕在佩用自救器时，因外壳变形，不能取出过滤器，也能正常使用，可以用手托住罐体。〔4〕平时要防止摔落、碰撞自救器，自救器不能当坐垫用，防止漏气失效。五、本卷须知2、隔绝式化学氧自救器的本卷须知〔1〕佩戴自救器撤离灾区时要注意口具和鼻夹一定要咬紧夹好，绝不能中途取下口具和鼻夹。〔2〕生氧剂产生的氧气要比环境空气温度干热，但对人体无害。〔3〕佩戴时不要压迫气囊，以防损坏漏气。〔4〕佩带自救器要求操作准确迅速，使用者必须经过预先训练，并经考试合格方可配备。五、本卷须知3、隔绝式压缩氧自救器的本卷须知〔1〕携带自救器下井前，应观察压力表的示值不得低于18Mpa。〔2〕使用中应特别注意防止利器刺伤撞伤气囊。扣盖时应将气囊叠好，装入上壳内，再扣盖，以免将气囊压坏。