Файл: Пособие включает описание порядка организации безопасного ведения открытых и подземных горных работ, выполнения расчетов.pdf

235
11. ГОРНОСПАСАТЕЛЬНАЯ ГАЗОЗАЩИТНАЯ АППАРАТУРА
11.1. Шахтные самоспасатели.
Назначение и принцип действия
В момент нахождения человека в подземных выработках, а также некоторых производственных помещениях, лабораториях и т. д. атмос- фера может оказаться вредной или вообще непригодной для дыхания.
Такое состояние атмосферы может иметь место при авариях в шахтах
(пожарах, взрывах и внезапных выбросах пыли и рудничного газа), вы- делениях газов (сероводорода и др.) при бурении скважин и т. д., а также при некоторых технологических процессах, сопровождающихся выде- лением вредных или ядовитых аэрозолей, газов и паров. Для защиты че- ловека от таких примесей или при недостатке кислорода применяются различные средства индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания:
• шахтные самоспасатели СПП-2, ШСС–1, ШСМ-30, ШСТ-50,
С-50, ОХУ-К906, предназначенные для защиты органов дыхания при аварии и выхода из выработок с непригодной для дыхания атмосферой;
• устройства индивидуального и группового аварийного возду- хоснабжения «Воздух-1», «Воздух-2», «Воздух-3», предназначенные для обеспечения дыхания при выбросах угля и газа;
• групповые средства защиты органов дыхания (передвижные спасательные пункты ПСП, ПСПМ и дыхательные аппараты АД-180,
АД-360), предназначенные для обеспечения дыхания при авариях и включения или переключения на протяженных маршрутах в резерв- ные самоспасатели;
• регенеративные изолирующие респираторы Р-30, Р-34, Р-35,
РС, предназначенные для ведения аварийно-спасательных работ в гор- ных выработках с непригодной для дыхания атмосферой. Ими обеспе- чиваются подразделения военизированных горноспасательных частей
(ВГСЧ) и вспомогательных горноспасательных команд (ВГК);
• аппараты «Горноспасатель 10» (ГС-10), «Горноспасатель 11»
(модификации ГС-11С, ГС-11Р) и аппарат АГС-2М, предназначенные для восстановления дыхания (реанимации) пострадавших.

236 11. Горноспасательная газозащитная аппаратура
Шахтные самоспасатели по принципу действия и области приме- нения подразделяются на два класса: фильтрующие (СПП-2) и изолиру- ющие (ШСС-1, ШСМ-30, ШСТ-50, С-50, ОХУ-К906).
Фильтрующие самоспасатели типа СПП-2 относятся к руднич- ным противогазам (дыхательным аппаратам) одноразового действия с открытой системой дыхания и круговой циркуляцией воздуха. Само- спасатель СПП-2 защищает органы дыхания от оксида углерода, дыма и пыли и поэтому может применяться только на шахтах не опасных по внезапным выбросам угля и газа. Принцип его действия основан на до- окислении ядовитого оксида углерода (СО) до безвредного диоксида углерода (углекислого газа СО2)
При этом концентрация оксида угле- рода должна быть не более 1 %, а содержание кислорода в воздух не менее 17 % при незначительном содержании смолистых веществ. Срок защитного действия самоспасателя 45 мин и определятся временем на- сыщения влагой осушителя воздуха. Масса самоспасателя 1,05 кг, раз- меры 135×85×120 мм
Самоспасатели ШСТ-50, С-50, ОХУ-К906 имеют ограниченное применение, поэтому детально они не рассматриваются. Самоспасатель одноразового действия ШСТ-50 предназначен для шахт, потенциально опасных по химическому заряжению. Самоспасатель обеспечивает за- щиту органов дыхания и зрения в течение 50 мин, в том числе от про- никающих с поверхности химических ядовитых газов и паров органи- ческого ряда (фенол, хлорбензол, ацетон и др.).
Самоспасатель одноразового действия С-50 предназначен для по- стоянного ношения в шахте и хранения в подземных спасательных пун- ктах и имеет срок защитного действия 60 мин.
Самоспасатель ОХУ-К906 многоразового действия и рассчитан на хранение в шахте. Срок защитного действия в зависимости от легочной вентиляции составляет 90–480 мин.
Шахтные изолирующие самоспасатели ШСС-1 и ШСС-Т пред- назначены для защиты органов дыхания горнорабочих при выходе из участков с непригодной для дыхания атмосферой вследствие произо- шедших аварий: взрывов, пожаров, внезапных выбросов угля и газа.
Эти самоспасатели надежно защищают органы дыхания при больших концентрациях ядовитых газов, а также при недостатке кислорода в руд- ничном воздухе. Они могут применяться и в других отраслях промыш-

237 11.1. Шахтные самоспасатели. Назначение и принцип действия ленности: ШСС-1 при температуре от –10 до +40 °С, а ШСС-Т при тем- пературе от –20 до +40 °С.
Срок защитного действия самоспасателя ШСС-1 при выходе из аварийного участка по тяжелому маршруту (лава, уклон) – 50 мин, са- моспасателя ШСС-Т – 60 мин. При отсиживании срок действия само- спасателя ШСС-1 – 300 мин, а ШСС-Т – 260 мин. Вес самоспасателя
ШСС-1 – 3,0 кг, а ШСС-Т – 2,7 кг.
Самоспасатель ШСС-1 (рис. 11.1) состоит из регенеративного па- трона 1 с пусковым устройством 3 и пусковым брикетом 2, дыхательно- го мешка 9 с клапаном 8 сброса избыточного давления, с узлом защиты брикета (кнопки 7 и пробки 10) и гофрированного шланга 4 с загубни- ком 6 и носовым зажимом 5. Регенеративный патрон заполнен кислоро- досодержащим продуктом.
Рис. 11.1. Изолирующий самоспасатель ШСС-1: 1 – регенеративный патрон;
2 – пусковой брикет; 3 – пусковое устройство; 4 – гофрированный шланг;
5 – носовой зажим; 6 – загубник; 7 – кнопка узла защиты брикета; 8 – кла- пан сброса избыточного давления; 9 – дыхательный мешок; 10 – пробка узла защиты брикета; 11, 12 – амортизаторы; 13 – плечевой ремень; 14, 17 – ме- таллические ленты; 15 – герметизирующее кольцо; 16 – крышка; 18 – петля крепления плечевого ремня; 19 – корпус; 20 – замок
5
Рис. 11.1. Изолирующий самоспасатель ШСС-1: 1 – регенеративный патрон; 2 – пусковой брикет; 3 – пусковое устройство; 4 – гофрированный шланг; 5 – носовой зажим; 6 – загуб- ник; 7 – кнопка узла защиты брикета; 8 – клапан сброса избыточного давления; 9 – дыха- тельный мешок; 10 – пробка узла защиты брикета; 11;12 – амортизаторы; 13 – плечевой ремень; 14;17 – металлические ленты; 15 – герметизирующее кольцо; 16 – крышка; 18 – петля крепления плечевого ремня; 19 – корпус; 20 - замок

238 11. Горноспасательная газозащитная аппаратура
Пусковое устройство при вскрытии самоспасателя срабатывает автоматически при срыве захвата за корднить, которая закреплена од- ним концом за отбрасываемую крышку 16, другим за захват пускового устройства 3. При этом выделяется за 30 с около 5 л кислорода.
Патрон самоспасателя вмонтирован в металлический корпус 19 на амортизаторах 11, 12. В нерабочем положении дыхательный мешок и шланг находятся в свернутом положении под крышкой корпуса 16, которая посредством двух металлических лент 14, 17 и быстровскрыва- емого замка с ремешком 20 прочно прикрепляется к корпусу и гермети- зируется кольцом 15. Герметично закрытый и опломбированный корпус защищает самоспасатель от повреждений при его ношении в шахте. Для удобства ношения корпус снабжен плечевым ремнем 13. По принципу действия самоспасатель ШСС-1 относится к изолирующим аппаратам одноразового применения на химически связанном кислороде маятни- ковой схемой дыхания.
В качестве кислородосодержащего вещества в самоспасателях применяется гранулированный продукт ОКЧ-2 на основе надпероксида калия К
2
О. При этом в результате увлажнения продукта влагой выдыха- емого воздуха происходит выделение кислорода и образуется щелочь, активно поглощающая диоксид углерода. Выдыхаемый воздух содер- жит до 4 % углекислого газа. При этом в регенеративном патроне про- исходят следующие химические реакции:
2К
2
О
+ 2CO
2
= 2К
2
CO
3
+ O
2
(11.1)
2К
2
О + 2H
2
O = 2КOH + O
2
(11.2)
Выдыхаемый воздух через загубник 6 по гофрированному шлан- гу 4 движется до дна регенеративного патрона 1. В патроне происходит реакция поглощения влаги, углекислоты и выделения кислорода. Далее обогащенный кислородом и осушенный воздух по полому кольцевому зазору между внутренней и наружной обкладками патрона направляется вверх в дыхательный мешок 9. Избыток воздуха удаляется через избыточ- ный клапан в мешке. При вдохе воздух следует в обратном направлении, т. е. из дыхательного мешка вновь проходит через кольцевой зазор между обкладками патрона вниз, затем через регенеративный патрон вверх, очи- щается на фильтре от мелких гранул и пыли продукта и по гофрированно-

239 11.1. Шахтные самоспасатели. Назначение и принцип действия му шлангу поступает в дыхательные пути человека. Таким образом, дви- жение воздуха в самоспасателе осуществляется по маятниковой схеме.
Процесс очистки воздуха, происходящий в регенеративном патро- не и называемый его регенерацией, протекает с выделением тепла, по- этому патрон работающего самоспасателя становится горячим, а вды- хаемый воздух – теплым. Техническая характеристика самоспасателя
ШСС-1 представлена в табл. 11.1.
Таблица 11.1
Техническая характеристика самоспасателя ШСС-1
Показатели
Величина показателя
Время защитного действия, мин:
при передвижении по горным выработкам при отсиживании
50
До 300
Температура вдыхаемого воздуха, °С
Не более 60
Масса, кг
Не более 3,1
Габариты, мм
134×146×254
Срок службы, год
3
Самоспасатель ШСС-Т (рис. 11.2) состоит из корпуса футляра 1, крышки футляра 2, ремня для ношения 7 с пряжкой 6, ремня замка 9, стяжной ленты 10, уплотнительного кольца 11, патрона с регенератив- ным продуктом 24, дыхательного мешка 22, гофрированной трубки 16, загубника 18, носового зажима 17, теплоизолятора 27 с растягивающей- ся лентой 28, герметичных противодымных очков 31, уложенных в по- лиэтиленовый пакет 30, привязанный нитью 29 к корпусу футляра, ре- зиновых амортизаторов. В самоспасателе имеется фибровая вставка 8, служащая для удобства укладки резиновых узлов и предотвращения попадания их в разъем крышки. При вскрытии самоспасателя фибровая вставка отбрасывается вместе с крышкой футляра.
В патроне 24 имеется пусковое устройство 3 пружинного дей- ствия. При срыве крышки футляра 2 закрепленный к ней шнур 5 стя- гивает с пускового устройства колпачок 4. Освобожденная пружина 15 ударником 14 раздавливает ампулу 13, раствор серной кислоты вылива- ется из ампулы на пусковой брикет 23, который, разлагаясь за 20–40 с, выделяет 7 л кислорода.

240 11. Горноспасательная газозащитная аппаратура
Рис. 11.2. Изолирующий самоспасатель ШСС-Т: а – в футляре; б – принципиальная схема самоспасателя; в – самоспасатель без верхней крышки: 1 – корпус; 2 – крышка;
3 – пусковое устройство; 4 – колпачок; 5 – шнур; 6 – пряжка; 7 – ремень; 8 – фибро- вая вставка; 9 – замок; 10 стяжная лента; 11 – уплотнительное кольцо; 12 – фильтр;
13 – ампула; 14 – ударник; 15 – пружина; 16 – гофрированная трубка; 17 – носовой зажим; 18 – загубник; 19 – теплообменник; 20 – патрубок; 21 – клапан сброса из- быточного давления; 22 – дыхательный мешок; 23 – пусковой брикет; 24 – регенера- тивный патрон; 25 – сетчатая обечайка; 26 – наружная обечайка; 27 – теплоизолятор;
28 – растягивающая лента; 29 – нить; 30 – полиэтиленовый пакет; 31 – герметичные противодымные очки
Рис. 11.2
самоспа вое устр замок ударник
– теплоо ный меш
– наружн
2. Изолиру асателя; в) ройство; 4 –
к; 10 стяжн
; 15 – пруж обменник; 2
шок; 23 – пу ная обечай эти
б
ующий само самоспасат
– колпачок ая лента; 1
жина; 16 – г
20 – патруб усковой бр ка; 27 – теп иленовый п оспасатель тель без ве к; 5 – шнур
1 – уплотн гофрирован бок; 21- кл икет; 24 – р плоизолято пакет; 31 –
6
а
ь ШСС-Т: а ерхней кры
; 6 – пряжк нительное к нная трубк апан сброс регенерати ор; 28 – рас герметичны а) - в футля шки: 1 – ко ка; 7 – реме кольцо; 12 –
ка; 17 – нос са избыточн ивный патр стягивающа ые противо
в
яре; б - прин орпус; 2 – к ень; 8 – фи
– фильтр; 1
овой зажим ного давлен рон; 25 – се ая лента; 2
одымные о нципиальн крышка; 3 –
бровая вст
13 – ампул м; 18 – загу ния; 22 – д етчатая обе
9 – нить; 3
очки ная схема
– пуско- авка; 9 – а; 14 – убник; 19 ыхатель- чайка; 26 0 – поли-
а
Рис. 11.2
самоспа вое устр замок ударник
– теплоо ный меш
– наружн
2. Изолиру асателя; в) ройство; 4 –
к; 10 стяжн
; 15 – пруж обменник; 2
шок; 23 – пу ная обечай эти
б
ующий само самоспасат
– колпачок ая лента; 1
жина; 16 – г
20 – патруб усковой бр ка; 27 – теп иленовый п оспасатель тель без ве к; 5 – шнур
1 – уплотн гофрирован бок; 21- кл икет; 24 – р плоизолято пакет; 31 –
6
а
ь ШСС-Т: а ерхней кры
; 6 – пряжк нительное к нная трубк апан сброс регенерати ор; 28 – рас герметичны а) - в футля шки: 1 – ко ка; 7 – реме кольцо; 12 –
ка; 17 – нос са избыточн ивный патр стягивающа ые противо
в
яре; б - прин орпус; 2 – к ень; 8 – фи
– фильтр; 1
овой зажим ного давлен рон; 25 – се ая лента; 2
одымные о нципиальн крышка; 3 –
бровая вст
13 – ампул м; 18 – загу ния; 22 – д етчатая обе
9 – нить; 3
очки ная схема
– пуско- авка; 9 – а; 14 – убник; 19 ыхатель- чайка; 26 0 – поли-
б
в

241 11.1. Шахтные самоспасатели. Назначение и принцип действия
Самоспасатель имеет маятниковую схему движения газовой смеси. При выдохе газовая смесь через загубник 18, гофрированную трубку 16 и фильтр 12 поступает внутрь регенеративного продукта в патроне 24, где происходит поглощение двуокиси углерода, влаги и обогащение выдыхаемой газовой смеси кислородом. Очищенная га- зовая смесь по воздушному зазору между сетчатой обечайкой 25 и на- ружной обечайкой 26 поступает в дыхательный мешок 22. При вдохе газовая смесь из дыхательного мешка проходит в обратном направлении через регенеративный продукт, где дополнительно очищается от двуо- киси углерода, фильтр и гофрированную трубку и поступает в органы дыхания. Избыток газовой смеси при интенсивной работе регенератив- ного продукта выходит в окружающую среду через клапан избыточного давления 21 дыхательного мешка.
При поглощении регенеративным продуктом двуокиси углерода и влаги происходит выделение тепла, которое нагревает крышку па- трона, корпус футляра и дыхательную газовую смесь. Для снижения температуры газовой смеси в патрубке 20 загубника имеется теплооб- менник 19. Техническая характеристика самоспасателя ШСС-Т пред- ставлена в табл. 11.2.
Таблица 11.2
Техническая характеристика самоспасателя ШСС-Т
Показатели
Величина показателя
Время защитного действия при нагрузке средней тяжести, мин не менее 60
Температурный диапазон эксплуатации, °С
от –20 до +40
Масса, кг
2,95
Габариты, мм
134×146×254
Гарантийный срок эксплуатации в состоянии готов- ности, лет
5
Гарантийный срок хранения в упаковке, лет
5,5
Самоспасатель ШСМ-30 (рис. 11.3) имеет бесшланговую кон- струкцию и состоит из регенеративного патрона 1 с загубником 2 и под- бородником 3, дыхательного мешка 4 с клапаном 5 избыточного давле- ния, носового зажима 6 и оголовья 7. Срабатывание клапана происходит под действием нити растяжения при расширении дыхательного мешка

242 11. Горноспасательная газозащитная аппаратура и повышения в нем давления воздуха до определенного предела. Реге- неративный патрон заполнен кислородосодержащим продуктом 8 (про- дукт ОКЧ-2), рассредоточенным теплораспределителем 9. Со стороны загубника расположены пылезадерживающий фильтр 10, теплоприем-
Рис. 11.3. Изолирующий самоспасатель ШСМ-30: 1 – регенеративный патрон; 2 – загубник; 3 – подбородник; 4 – дыхательный мешок; 5 – кла- пан избыточного давления; 6 – носовой зажим; 7 – оголовье; 8 – кис- лородсодержащий продукт; 9 – теплораспределитель; 10 – пылезадер- живающий фильтр; 11 – теплоприемник; 12 – слюнособирательница;
13 – теплоизолятор; 14 – теплоизоляционный экран
7
Рис. 11.3. Изолирующий самоспасатель ШСМ-30: 1 – регенеративный патрон; 2 – загуб- ник; 3- подбородник; 4 – дыхательный мешок; 5 – клапан избыточного давления; 6 – носо- вой зажим; 7 – оголовье; 8 – кислородсодержащий продукт; 9- теплораспределитель; 10 – пылезадерживающий фильтр; 11 – теплоприемник; 12 – слюнособирательница; 13 – теп- лоизолятор; 14 – теплоизоляционный экран
а
б
Рис. 11.4. Устройства индивидуального аварийного воздухоснабжения: а – «Воздух-1»; б
– «Воздух-2»

243 11.1. Шахтные самоспасатели. Назначение и принцип действия ник 11 для снижения температуры вдыхаемого воздуха 17 и перегородка полости слюнособирательницы 12. Принцип работы теплообменника заключается в следующем. При вдохе горячий и сухой воздух увлаж- няется и охлаждается за счет испарения части влаги, оставшейся на во- локнах теплообменника при предшествующем выдохе.
Корпус регенеративного патрона защищен теплоизолятором 13, а на крышке патрона закреплен теплоизоляционный экран 14 для защи- ты лицевой части от ожога.
В нерабочем состоянии самоспасатель находится в герметичном футляре из двух половинок, снабженным быстровскрываемым замком и кольцами для крепления к поясному ремню.
Принцип регенерации и циркуляции воздуха в регенеративном патроне аналогичны как в самоспасателе ШСС-1. Отличительной осо- бен-ностью самоспасателя ШСМ-30 от самоспасателя ШСС-1 является бесшланговая конструкция, отсутствие пускового устройства и наличие теплоприемника, слюнособирательницы, подбородника и теплоизоля- ции регенеративного патрона.
Техническая характеристика самоспасателя ШСМ-30 представле- на в табл. 11.3.
Таблица 11.3
Техническая характеристика самоспасателя ШСМ-30
Показатели
Величина показателя
Время защитного действия, мин:
при передвижении по горным выработкам при отсиживании
30 130
Температура вдыхаемого воздуха, °С
не более 58
Масса, кг не более 1,5
Габариты, мм
78×152×172
Срок службы, год
4
Самоспасатели носят на ремне через плечо. При передвижении по горным выработкам самоспасатель необходимо оберегать от толч- ков и ударов. На постоянном рабочем месте можно снять самоспасатель и повесить возле себя на расстоянии не более 2–3 м в месте, защищен- ном от обрушений. Если работа связана с передвижением по горным выработкам, снимать самоспасатель воспрещается.

244 11. Горноспасательная газозащитная аппаратура
Необходимо оберегать самоспасатель от повреждений, нарушаю- щих целостность его корпуса.
Категорически запрещается вскрывать регенеративный патрон, класть самоспасатель на транспортерную ленту, вагонетку, электровоз, угольный комбайн и другие механизмы. Следует помнить, что при раз- рушении самоспасателя кислородосодержащий продукт, которым он снабжен, может вызвать воспламенение угля, дерева и других горючих материалов.