煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122
摘要：救生舱是指当矿井发生灾难或意外事故时，矿井下作业人员用于逃生、避难等待救援的一个密封钢结构舱体，舱内配置饮用水和食物，放置于矿山井下作业面附近，在遇险人员无法撤离危险区域时可以迅速躲进救生舱，救生舱无需外部能源补给，就可以为幸存人员躲避有毒有害气体、浓烟烟尘及氧气缺乏等危害，提供一段时间的生命生存保障，对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。
关键词：救生舱；化学氧自救器；压缩氧自救器
自救器是入井作业人员的必备装置，不同的自救器如一氧化碳过滤式自救器、隔绝式化学氧自救器、隔绝式压缩氧自救器等，性能特点各有优劣，而自启式压缩氧自救器在一定程度上弥补了它们的不足。
一、概述
我国是以煤炭为主要能源的国家，由于防护技术和监管力度以及煤矿地质特有因素等原因，煤矿开采中生产安全事故频发，造成大量人员伤亡。经过对矿难现场和伤亡人员的大量数据分析，发现井下工作现场死亡人数的90％以上是因为瓦斯爆炸后吸入了一氧化碳气体。因此，自救器是入井作业人员的必备安全防护装置。现在煤矿使用的隔绝式自救器主要有两种：化学氧自救器和压缩氧自救器。
二、救生舱原理及技术指标
矿井应急救生舱是设置在矿井下各危险工作区域的密闭空间，一般为钢制腔体，亦可依托巷道墙壁挖掘而成，整体设计上能够做到气密，并能抵御一定的外力冲击，内部通常有氧气(O2)供给系统、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)净化系统、供电系统和通讯系统，以及相应的监视、防护措施，同时还有足够的水和食物。矿难发生后，无法直接转移到安全区域的人员可以进入救生舱空间，关闭舱门与外界有害环境隔绝，随后运行内部各救生系统，产生02，处理CO、CO2等有害气体，检测密闭空间内各类环境参数，将空间内环境维持在人类生存的适宜条件。救生舱舱室内人类生存所需的各类环境参数在经过研究后都有严格的指标规定，所有环境参数都必须控制在标准范围内，否则会对密闭空间中人体生理心理造成负面的影响，关键的生存参数如02、CO2浓度等不合要求甚至能造成人员的伤亡。
三、两种自救器比较
1.原理不同
1）化学氧自救器
采用KO2片状生氧剂，氧烛启动装置，呼气经口具进入生氧药罐产生氧气吸收二氧化碳，含富氧气体进入气囊。吸气时，气囊中气体经药罐再次净化进入口具，吸入口腔。隔绝式化学氧自救器具有体积小、质量轻、不受使用环境限制的优点，特别是经过“七五”科技攻关项目“系列高安全化学氧自救器的研制”的课题研究后，自救器中的生氧剂超氧化钾由不规则颗粒状改成片状，提高了生氧剂的强度，大大减少了自救器在携带过程中生氧剂产生的粉尘量；用氯酸盐氧烛初期生氧装置代替酸瓶加启动药粒的初期生氧方式，解决了酸瓶在使用过程中出现破裂渗酸等问题；气囊材料也做了相应的改进。通过这些安全措施，使化学氧自救器的安全性能有了很大提高。
2）压缩氧自救器
由高压压缩氧气作为氧气源、Ca(OH)2作为CO2的吸收剂的与人的呼吸系统形成封闭循环的自救器，具有重量轻、体积小、呼吸舒适和携带方便等特点。但是使用者需要经过训练才能使用好，维护和修理也有较高的要求，要经常检查气瓶漏气情况、定期更换吸收剂，且要配备专业的充氧系统。
2.呼吸量变化反应不同
化学氧自救器执行MT425-1995标准，表1列出了MT425-1995标准的检验参数；压缩氧自救器执行AQ1054-2008标准[1]，表2列出了AQ1054-2008标准的检验参数[2]。可以看出最重要的指标呼吸量不同，呼吸量是人每分钟呼出的气体量之和。呼吸量与人的体重、做功多少有很大关系，体重越重、做功量越大，则呼吸量越大，单位时间内消耗的氧气量也越大，呼吸量22L/min为中等做功量，其做功量为22000（kg?m）/h，相当于体重72kg的男子消耗能量20J/min，消耗氧气1.0L/min。呼吸量30L/min为大工量，做功量为32000（kg?m）/h，相当于体重72kg男子消耗能量28J/min，消耗氧气1.4L/min[3]。
人在逃生时呼吸量并不是一个固定的值，快跑时呼吸量往往会超过30L/min，人体耗氧量也增加；静坐时呼吸量减小到只有10L/min，人体耗氧量也减小。MT425标准要求化学氧自救器防护时间为30min的自救器静坐时防护时间为120min，防护时间为45min的自救器静坐时防护时间为180min。化学氧自救器有较好的适应呼吸量变化的特点，呼吸量增大时，呼出的水汽和CO2增多，与KO2反应加剧，生成的O2增多，可以满足人们在大功量时对O2的需求。同样呼吸量减少时，呼出的水汽和CO2减少，与KO2反应缓慢，使用时间延长。
压缩氧自救器的供氧方式为气瓶内的高压氧气经减压器减压后，通过定量孔以规定的流量流向呼吸系统向人体供氧。当呼吸系统内的压力下降到规定压力值时，自动补给阀开启向呼吸系统供氧。同时压缩氧自救器还具有手动补给系统，用手按动手动补给阀直接向呼吸系统供氧。压缩氧自救器供氧量只能在自动补给和手动补给时增加供氧量，而不能够降低供氧量，最低供氧量为定量孔的流量。因此压缩氧自救器防护时间由于手动补给和自动补给只能够降低而不能够增加。
综上对于救生舱等待救援的矿工而言，相同体积、质量的压缩氧自救器和化学氧自救器，在防护时间上差别很大，化学氧自救器更有利于保障矿工的生命。另外在大多数救生舱内都使用压缩氧气作为氧源，作为对压缩氧气的一种有益的补充和不同氧源之间的备份，化学氧自救器装备可以更好保障矿工的生命安全。
四、结语
化学氧自救器日常维护少，设计标准高，对于变化做功量的适应性更强，适合作为救生舱的备用氧源。
参考文献
[1]中华人民共和国能源部.MT425-1995隔绝式化学氧自救器[S].北京：中国标准出版社，1995.
[2]国家安全生产监督管理总局.AQ1054-2008隔绝式压缩氧自救器[S].北京：煤炭工业出版社，2008.
[3]赵立，聂雅玲，马善清.人类用呼吸保护装备[M].北京：中国矿业大学出版社，2009:18-19.