Горноспасательное дело

Горноспасательное дело

ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО, совокупность мер для борьбы с катастрофами в рудниках и спасания людей, захваченных при этом в подземных выработках. Взрывы рудничного газа и каменноугольной пыли в рудниках и подземные пожары во многих случаях влекут за собою гибель десятков и сотен людей (см. Взрыв пыли и Газ рудничный). Многочисленность жертв при взрывах и пожарах в рудниках объясняется тем, что образующиеся при этом удушливые газы быстро заполняют подземные выработки и отравляют людей, прежде чем они успеют выйти на поверхность. Такими газами являются: окись углерода, углекислота, сернистый газ, а также удушливый дым. Присутствие окиси углерода в воздухе в количестве 0,5% вызывает смерть человека через несколько минут. При содержании углекислоты в воздухе до 5—6% работа для человека становится невозможной вследствие появления сильной одышки, головокружения и быстрого утомления, а при более высоком содержании углекислоты наступает смерть от удушья. Сернистый газ образуется при пожарах в рудниках, разрабатывающих сернистые руды или каменный уголь, содержащий серу (серный колчедан). Этот газ очень ядовит; действие его даже в слабых дозах вызывает головную боль, кашель, раздражение глаз, а при содержании его в воздухе 0,5% и выше - удушье. Дым, образующийся при пожаре в руднике, содержит в значительном количестве мельчайшие частицы сажи, смол и альдегидные пары (формальдегид), которые в высшей степени раздражают глаза и дыхательные пути человека. Действие их на людей в некоторых случаях совершенно исключает возможность производства работы, даже вызывает потерю сознания. Из других вредных для дыхания газов, встречающихся в рудниках, можно указать еще на сероводород.

Борьба с этими катастрофами и спасение людей, захваченных ими, представляют весьма трудную задачу, прежде всего, потому, что проникнуть в выработки, заполненные удушливыми газами, невозможно без специальных приборов. Кроме того, работа в руднике после взрыва бывает обычно весьма затруднительна, благодаря высокой температуре воздуха, обвалам и пр. Еще в конце прошлого столетия горноспасательное дело было в зачаточном состоянии и средства защиты от удушливых газов довольно примитивны. В настоящее время во всех странах с развитой каменноугольной промышленностью существуют специальные горноспасательные станции, при которых находятся подготовленные для работы по ликвидации катастроф в рудниках команды, снабженные специальными приборами – респираторами - для работ в удушливой атмосфере.

Респиратор представляет собою прибор, предназначенный для защиты органов дыхания человека от проникания в них вредных газов. На рисунке изображен фильтрующий респиратор американского типа.

Фильтрующий респиратор американского типа

Этот респиратор состоит из маски, ребристого шланга и патрона-поглотителя. Маска надевается на лицо и укрепляется на голове с помощью ремней; она имеет смотровые окна, а в нижней части - резиновый выдыхательный клапан, через который выдыхаемый человеком воздух удаляется наружу; клапан устроен так, что наружный воздух не может проникнуть внутрь маски. Шланг, соединяющий маску с патроном-поглотителем, обеспечивает свободное движение головы человека при неподвижном положении патрона-поглотителя. Последний представляет собою металлическую коробку, в которой помещаются: активированный уголь, едкий натр, плавленый хлористый кальций, гопкалит, кремневый гель и ватный фильтр. Эти вещества располагаются слоями между проволочными сетками в указанном выше порядке, считая снизу вверх. Патрон имеет внизу отверстие, через которое наружный воздух при вдыхании поступает в патрон и здесь очищается от посторонних газов. Активированный уголь и кремневый гель поглощают органические пары, а едкий натр - углекислоту, сернистый и другие кислые газы. Гопкалит предназначается для поглощения окиси углерода. Он представляет собою смесь окисей магнезии, меди и иногда серебра и кобальта и действует на окись углерода каталитически, превращая ее в углекислоту. Эта реакция сопровождается значительным выделением тепла, поэтому в патрон-поглотитель помещают иногда охлаждающие смеси, например, серноватистокислый натрий (Na2S2О3·5Н2O), плавящийся при 48° и поглощающий при этом значительное количество тепла. Нормальное действие гопкалита возможно только при сухом воздухе, поэтому на пути движения воздуха в патроне-поглотителе располагают впереди слоя гопкалита слои хлористого кальция и ваты, которые и поглощают заключающиеся в воздухе водяные пары.

Описанный респиратор представляет собою простейший прибор, пользуясь которым возможно производить работы в удушливой атмосфере. Благодаря простоте конструкции, малому весу (3,5 кг) и удобству применения, он имеет большое распространение. Продолжительность действия его - около 6 часов. Однако такой респиратор имеет ограниченное применение при работах в удушливой атмосфере в руднике. После взрыва рудничного газа или каменноугольной пыли содержание кислорода в рудничном воздухе резко понижается, и такой воздух большей частью уже не годен для дыхания (если содержание кислорода ниже 13%), независимо от содержания в нем ядовитых и удушливых газов. Поэтому фильтрующие респираторы применяются только при пожарах на поверхности или в таком руднике, где обеспечен приток свежего воздуха к месту спасательных работ.

Изолирующий респиратор представляет собою надеваемый на голову шлем (маску), соединенный резиновым шлангом с воздушным насосом (мехом), при помощи которого подается человеку нормального дыхания необходимый свежий воздух; при этом мех должен помещаться вне удушливой атмосферы. Выдыхаемый человеком воздух и избыток подаваемого свежего воздуха удаляются через особый клапан в шлеме. Такого рода респираторы стесняют работающих в них, не позволяют проникать в отдаленные выработки (длина шланга до 200 м) и совершать тяжелую работу, например, выносить пострадавших при взрыве людей. Они применяются при возведении противопожарных перемычек в удушливой рудничной атмосфере.

Схема респиратора Дрегера

Основным типом респираторов, применяемых рудничными спасательными командами, являются так называемые регенеративные респираторы. Схема такого респиратора (модель Дрегера 1924 года) изображена на фиг. 1, а общий вид - на см. ниже.

Респиратора Дрегера

Этот респиратор состоит из следующих основных частей (см. схему): С - стальной баллон для кислорода, А - дыхательный мешок, Р - регенеративный патрон, L1 и L2 - дыхательные шланги, М - мундштучная коробка, N - носовой зажим. Стальной баллон, емкостью в 2 л., наполняется кислородом под давлением 150 atm, что соответствует 300 л газа, приведенного к атмосферному давлению; S - запорный вентиль баллона, при открытии которого кислород из баллона поступает в редуцирующий вентиль R, по выходе из которого он имеет уже постоянное давление в 3 atm. Отсюда кислород проходит через узкое дозирующее отверстие D1, диаметром 0,2 мм, и в количестве 2,3 л в минуту поступает в дыхательный мешок. Между баллоном и редуктором имеется отвод, запираемый краном Т; через этот отвод кислород поступает по гибкой металлической трубке Y к манометру F и к вентилю с кнопкой D. Эта трубка заключена в прочный резиновый шланг Х так, что между ней и шлангом имеется зазор, по которому кислород при нажатии кнопки D поступает из трубки Y в дыхательный мешок, минуя редуктор. Такое устройство позволяет подавать кислород из баллона в дыхательный мешок в тех случаях, когда испортится редуктор или для дыхания потребуется более значительное количество кислорода, чем то, которое поступает через дозирующее отверстие D1. Дыхательный мешок емкостью 7 л, делается из плотной прорезиненной ткани. Он имеет предохранительный клапан Ue, через который выходит избыток кислорода. Короткий резиновый шланг соединяет дыхательный мешок с регенеративным патроном Р, представляющим собою жестяную, овальной формы, коробку, наполненную щелочью (NaOH). Щелочь, в количестве около 1 кг, располагается в патроне слоями, между волнистыми железными сетками. Гибкий резиновый шланг L2 соединяет мундштучную коробку М с патроном Р и в месте присоединения последнего имеет выдыхательный клапан К2, открывающийся в сторону патрона. Шланг L1, соединяющий мундштучную коробку с дыхательным мешком, снабжается вдыхательным клапаном К1, который открывается в сторону мундштучной коробки. Мундштучная коробка имеет отросток с надетым на него резиновым мундштуком (загубником) и слюнособирательницу Sp. Вместо мундштука можно пользоваться маской, изображенной на рисунке выше.

Описанный респиратор функционирует следующим образом. Человек берет мундштук в рот и удерживает его зубами; носовые отверстия закрываются зажимом, и таким образом органы дыхания человека изолируются от наружного воздуха. Выдыхаемый воздух по шлангу L2, через клапан К2 поступает в регенеративный патрон; здесь заключающаяся в воздухе углекислота и водяные пары поглощаются щелочью, и очищенный воздух поступает далее в дыхательный мешок. Этот воздух имеет, однако, пониженное содержание кислорода (около 16%) и не годен для дыхания; в дыхательном мешке он смешивается с поступающим из баллона кислородом, и т. о. совершается полная регенерация выдыхаемого человеком воздуха.

Вес респиратора около 17 кг; продолжительность действия ограничивается запасом кислорода в баллоне. Если количество поступающего в дыхательный мешок кислорода будет постоянным и равным 2,3 л в минуту, то запаса кислорода хватает, примерно, на два-три часа. Между тем потребление кислорода человеком происходит довольно неравномерно. При спокойном состоянии для дыхания требуется около 0,5 л, а при усиленной работе - до 3,5 л кислорода в минуту. Поэтому при описанной выше системе подача кислорода в момент усиленной работы м. б. недостаточной. Для устранения этого неудобства дыхательный мешок снабжается иногда особым автоматическим клапаном Н, через который из редуктора поступает добавочное количество кислорода в тот момент; когда дыхательный мешок сжимается, т. е. при усиленном потреблении кислорода. Респиратор, снабженный подобным устройством, называется легочно-автоматическим.

В тех случаях, когда пребывание в удушливой атмосфере ограничивается небольшим промежутком времени и притом без производства усиленной работы, пользуются часто регенеративными респираторами облегченного типа, или так называемыми самоспасателями (см. рисунок). Их вес - около 6 кг, продолжительность действия 0,5—1 ч.

Регенеративный респиратор облегченного типа (самоспасатель)

Кроме респираторов, спасательные команды для работы в рудниках пользуются целым рядом специальных приборов и принадлежностей. Кислородные насосы служат для перекачивания кислорода из запасных баллонов, доставляемых заводами, в баллон респиратора. Такие насосы бывают стационарные с электрическим приводом или ручные, причем насосы последнего типа делаются складными, для удобства перевозки их к месту работ спасательных команд. Для оказания помощи при отравлении газами спасательные команды пользуются особыми оживляющими аппаратами и кислородными ингаляторами. Из современных оживляющих аппаратов, применяемых в горноспасательном деле, наибольшим распространением пользуется аппарат фирмы Inhabad-Gesellschaft (Берлин). Он состоит из деревянной доски для помещения пострадавшего, вращающейся металлической рамы, к которой прикрепляются его руки, брюшного пресса и кислородного баллона. При передвижении рамы по направлению к голове пострадавшего (фиг. 2а и 2б) грудная клетка расширяется, происходит вдыхание, и кислород из баллона по резиновой трубке поступает в рот пострадавшего.

Оживляющий аппарат фирмы Inhabad-Gesellschaft (Берлин)

При движении рамы в обратном направлении, грудная клетка сжимается, брюшной пресс при помощи прикрепленных к раме цепочек сжимает живот пострадавшего, и т. о. происходит выдох. При помощи такого прибора один человек может легко производить искусственное дыхание обмершему, тогда как выполнение этой операции вручную очень утомительно и требует участия не менее двух лиц. В тех случаях, когда искусственное дыхание производится вручную или когда пострадавший, несмотря на обморочное состояние, дышит, снабжение его кислородом производится при помощи особых ингаляторов, состоящих из баллона с кислородом, трубки для подвода последнего и маски, надеваемой на лицо пострадавшего.

Формирование рудничных спасательных команд и их обучение производится на особых горноспасательных станциях, где хранится и весь необходимый инвентарь. Горноспасательные станции обслуживают или отдельные рудники (команды по 8—10 чел.), или группу рудников (12—15 человек), или целый район (15—20 чел.). Деятельность станций отдельных каменноугольных районов объединяется центральными станциями. В СССР роль центральной горноспасательной станции выполняет Макеевский научно-исследовательский институт НКТ СССР по безопасности горных работ и по горноспасательному делу. На всех крупных каменноугольных рудниках СССР, помимо постоянных профессиональных команд, организованы вспомогательные спасательные команды из рабочих рудника. Все лица, которые входят в состав спасательных команд, подвергаются предварительному медицинскому освидетельствованию; кроме хорошего здоровья и выносливости они должны иметь большое самообладание и развитый интеллект. Команды проходят установленный курс обучения горноспасательному делу с практическими упражнениями в искусственных подземных выработках или специальных камерах, наполняемых дымом и удушливыми газами. Во всех странах вопросы горноспасательного дела регулируются особыми законоположениями и правилами, издаваемыми правительственными органами горного надзора.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.