CH4%=1-5O2% （12－1）
式中O2和CH4是一种线性关系(如图12－11)，两者表明了当时的空气状态，其坐标只能在直线ABC上移动。如果该座标坐落在B、C两点间则具备了爆炸性。
图12-11 O2和CH4关系式
由式12－1所画出的柱状图（见图12-12）显示：实线为氧气的轨迹，虚线是瓦斯的轨迹。在封闭的标准空间不断涌入沼气时，沼气的上升速度远远大于氧气的下降速度。当沼气上升到爆炸浓度时，氧气浓度并未下降到12%以下，在封闭有瓦斯涌出的巷道时，即使封闭的速度再快也存在着爆炸的可能。如果封闭速度慢或封闭不严，氧气下降的速度就更慢，爆炸的可能性就更大。
4050% %5%0%A点B点C点D点O2CH4
图12-12O2和CH4柱状图
2、惰性气体的混入对（O2、CH4）坐标点位置和瓦斯爆炸上下限的影响 1）对（ O2、CH4）坐标点位置的影响
在只有沼气的空气混合气体中，加入惰性气体时，氧气浓度和沼气的浓度的变化关系为： CH4=1- D%-5O2% （12－2） 式中D%为混入的惰性气体占整个空间的百分比。
比较方程式（12－1）和式（12－2）可以发现：它们的斜率相等。如果放在同一坐标系中，式（12－2）所表达的直线如图12-13所示（虚线段）：当D%值不断增大时虚线段将不断沿式（12－1）的直线平行状态向原点移动。 O2
20% 1 3 2 4
图12-13 惰性气体（N2）的混入对（O2、CH4）坐标点位置的影响
CH4
图中显示，当惰性气体混入单一沼气的空气混合气体中时，坐标点（O2、CH4）可存在于原直
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线与直角坐标所围成的三角区内的任何一点。假设存在原直线上一坐标点1（所在线段中点），当惰性气体不断混入时，将按虚箭头的方向移动到2、3、4点，同理，其他点将按虚箭头的平行方向移动（如图12-13小虚箭头）。当混入新鲜空气时坐标点将沿原直线的平行方向向左上方移动（如图12-13实箭头），当在封闭区正常瓦斯涌出时坐标点将沿原直线的平行方向向右下方移动（如图12-13实箭头）。以上便是不同情况下（O2、CH4）坐标点的平行移动规律。
2）对瓦斯爆炸上下限的影响
在已存在的单一沼气的空气混合气体中，即使瓦斯浓度和氧气浓度即使已达到了爆炸条件。当加入惰性气体后，由于惰性气体分子具有的吸热和隔离作用，使原有条件下沼气和氧气的化学反应所产生的能量达不到爆炸程度。只有当瓦斯处于爆炸下限时含量增加或处于上限时含量减少，（因为沼气增加会因沼气浓度与氧气含量不匹配反而造成沼气吸热）才能维持爆炸，这样使沼气爆炸的上、下限按以下原理收缩。其收缩的轨迹为：
C1=5%/2（1—1.45D%） （12-3） C2=16%/2（1+1.45D%） （12-4） C1、C2——收缩后的下限、上限浓度 D%——惰气（N2）混入浓度
由以上两式可见，当D值不断增加时，上下限不断的收缩。当 C1=C2时，由两式组成方程解D值，则 D%=36%。其中D值的意义就是当惰性气体达到此值时上下限便交于一点。为了便于标点，按D值计算出此时的氧气含量和沼气含量，形成（CH4 、 O2 ）坐标为E（5.2% 、11.8%）
根据所得坐标在图12-14中标出E点，便形成了爆炸三角形。
图12-14 对瓦斯爆炸上下限的影响
当封闭火区注入惰气为N2时，只有在氧气浓度降至12％，瓦斯爆炸的上、下限就会重合在一点（5.4％、12％）；当采用CO2作为惰性气体时，只要保证氧浓度降低到14.6％以下，就可以使密闭区失去爆炸危险。因此，二氧化碳与氮气相比，它的惰化效果更好。
3）可燃可爆性气体对瓦斯爆炸三角形的影响
在发生火灾的区域内，往往生成大量的CO和H2、C2H4(乙烯)、C3H6(丙烯)、C2H2(乙炔)等气体，这些气体都具有爆炸性，这些气体的存在都会使瓦斯的爆炸上下限发生变化，使瓦斯的爆炸三角形面积增大，增加了瓦斯爆炸的可能性。
二、灾区环境气体检测分析——矿井气体化验车
矿井气体化验车是在成熟的矿井气体多点参数色谱自动分析仪的基础上，配置改装中型旅行车，并装备专用气源和电源，以保证分析仪的稳定可靠。是矿井火灾救护救援和火灾预测预报的得力工具，适用于煤矿通风实验室和救护队。
一般地，矿井气体化验车要求非常严格。首先，要有可靠的减震系统，以适用于煤矿复杂的路况，保证分析仪的分析稳定性和分析精度，保证设备的战斗力。第二，要有完善的配置。设备配有专用气源和电源、专用分析仪、气电控制系统、系统微机、打印机、标准备件和标准气体。保证在接到灾情报告时及时启动，等开赴火灾现场时即可展开取样分析工作，为火灾的救护救援工作提供第一手的科学数据。第三，要求以及多用。设备不仅要求在发生火灾后对手工球胆采样作出现场分析；如果矿井已经铺设好束管的话，还可以直接与束管相连进行自动取样分析。这样不仅可以增加
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救灾工作的效率，还可保证救护人员的人身安全。此外本设备还可以作为矿井常规监控设备，为火灾的预测预报提供科学数据。第四，要求有完善的分析条件与分析方法。
第六节 矿用灭火设备
矿用大型灭火设备是利用燃油燃烧产生氮气或利用化学物质的化学反应产生二氧化碳气体的设备。按照《规程》的规定，矿用大型灭火装置是救护大队或独立中队应配备的救护装备。目前国内矿山救护队配备的主要有惰气发生装置和二氧化碳发生装置。
一、惰气发生装臵
惰气发生装置是利用燃油燃烧产生氮气来降低火区的的氧气含量，从而抑制瓦斯爆炸，达到扑灭火灾，它是高瓦斯矿井惰性化的理想新型灭火装备。它适用于矿山井下、隧道、机库、地下商场等封闭场所，扑灭有限空间大面积火灾。目前我国矿山救护队使用的惰气发生装置有DQ—150型及DQ—400/500等。下面以DQ—400/500惰气发生装置为例进行介绍。
1、工作原理及其结构 1）工作原理
以普通民用煤油为燃料，在自备电动风机供风的条件下，特制的喷油室内适量喷油，通过启动点火，引燃从喷油咀喷出均匀的油雾，在有水保护套的燃烧室内进行燃烧，高温燃烧产物，经过在烟道内喷水冷却降温，即得到符合灭火要求的惰性气体。
图12-15 DQ—400/500型惰气发生装置安装示意图
1-进风筒；2-自控传感器；3-电机；4-风机；5-正流段；6-点火线圈；7-点火器；8-燃烧室；9-安全阀；10-快卸环；11-喷嘴；12-压力传感器；13-水环；14-封闭门；15-温度传感器；16-取气管；17-烟道；18-分水器；19-滤水器；20-水漏；21-三通管；22-电机；23-油泵；24-油电机与开关；25-油箱；26-操作台；27-回油铜管
2）装置的构造
该装置由供风装置，喷油室，风油比自控系统，燃烧室、喷水段、封闭门、烟道、供油系统，控制台及供水系统等＋部分组成，如图12-15所示。
2、使用方法及注意事项
DQ400/500型惰气发生装置，属非防爆型的灭火装置。在井下使用时，必须安装在有电源、水源，巷道平直长度不小于15m、断面大于4m2的入风侧，并且巷道风量不小于250m3/min，操作区的瓦斯含量不得大于0.5％，粉尘浓度应控制在规定的范围内。
1）操作程序：
（1）在整机连接安装好后，（在巷道里应采取后退式安装）首先检查风机，水泵及油泵的转向。 （2）开机时，油门角处于最大位置5s后，启动水泵供水。当水套充满水，喷水环处有压力时，开始点火。随后启动油泵供油燃烧，由于燃烧火焰及喷水的作用产生阻力，使风量减小，经通风油自控系统，油门可随之关小（整个启动过程是由时间继电器控制的。按一下按钮即可完成启动全过程）。
（3）在整机启动后正常发气时，注意观察水压，油压和油门角度以及出气温度表的变化。在操作过程中，当油门角在20～40°与油压在25～40kg/cm2区间，根据二者数值之一，即可判断燃烧状态即风油比的变化情况。
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（4）停机顺序（发气结束时）
先停油泵、风机， 2min后关水泵，并立即关闭烟道中的封闭门，防止停机后空气进入火区助燃。如果在启动或停止过程中，需要风机、水泵、油泵单项试运转时，可按强制钮即可得到单项运转或停止。
2）注意事项：
（1）在连接供油泵系统时，首先开油泵循环10s钟，将油泵和管路充满油后，再将出油管接到喷咀上。
（2）所有供油系统接头处不得漏油，一旦漏油不得开机，防止影响燃烧和引起着火。
（3）注意观察油位指示器液面界线值，及时往油箱里补充燃油。注意过滤，确保油质，以防堵塞喷油咀。
（4）机器开动后注意巡视，发现问题及时处理。 （5）不得随意扭动多圈调位器位置。 （6）安装点火器时，必须把引燃管安牢。
二、二氧化碳发生器
二氧化碳发生器采用普通碳素结构钢制成高压容器，通过化学反应产生CO2气体。 CO2惰气成分中无氧气，CO2 浓度>98%，出气温度低于环境温度。构造如图12-16所示。
（一）、主要用途及原理
CO2发生器具有抑爆和灭火作用，既能防止火区瓦斯爆炸，又能扑灭井下内因火灾和外因火灾。它通过浓硫酸（B物料）和碳酸氢氨（A物料）发生化学反应产生纯CO2气体，并从反应生成物中收集CO2进行预防和灭火。其化学反应式如下：
H2SO4+2(NH4)HCO3=(NH4)2SO4+2H2O+2CO3
图12-16 CO2发生器的构造
1-B物料（浓硫酸）容器；2-A物料（碳酸氢氨）容器；3-B物料装料口；4-A物料装料口；5-反应物排料口；6-CO2
输出阀；7-控制阀；8-压力平衡管；9-B物料分布管；10-安全阀；11-压力表
(二)设备安装步骤
1、设备安装前要进行定位，要打好水泥砼基础，基础要求高出地面不少于200mm； 2、设备的装配要正确；
3、排气口设在A容器的上部，排污口设在A容器的底部； 4、紧固件螺丝要牢固、齐全；
5、并联件之间要加密封垫，要紧固严密不漏气；
6、管路联接完成后，对系统要进行压力试验，要保证不漏气不卸压。 （三）设备操作方法
1、设备使用前，先检查发生器上的所有阀门、连接件，所有阀门应处于关闭状态，并要保持连接件密封良好，无漏气现象。
2、将250Kg碳酸氢氨加入到A容器，另加入200Kg水，使碳酸氢氨溶解，然后关闭A容器进料口。
3、将155Kg（98%）或165Kg（93%）浓硫酸加入B容器中，然后关闭B容器进料口，打开排
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气阀。
4、将A、B容器之间的控制阀打开，B容器内的浓硫酸流入A容器内碳酸氢氨中，两物料反应生产CO2。然后，打开排气阀通过管路把CO2送至火区。化学反应结果使A容器压力升高，当压力超过０.55MPa时安全阀应自动开启，保护设备安全。
5、本装备制气过程在５分钟之内完成，并产生常温常压下76m3CO2气体。制气反应结束后，首先，关闭A容器与B容器之间的控制阀。其次，确定容器内无残存压力即压力表显示为“零”时(与大气的相对压力)，方可关闭排气阀。最后，打开排污阀进行排污，同时打开B容器装料口，装入浓硫酸。排污工作结束后及时关闭排污阀，再打开A容器装料口，装入碳酸氢氨。
6、使用2台设备交替制气不间断产生CO2气体，不间断地向火区注气。各台设备制气过程将重复上述操作程序，使产气量达到或超过1000m3/h，并输送到火区内进行灭火。
7、每次反应的残留物要全部放出，然后才可第二次加料。 8、残留物用专用工具盛装可回收作为农用肥料。 9、工作结束时用清水将发生器冲洗三遍，清洗干净，关闭全部阀门，所有转动部件注入黄干油，并对设备重新进行防腐处理。该设备在异地再次使用时要按压力容器使用的规定重新打压检验，并符合压力容器的有关规程后方可使用。
（四）使用的安全注意事项
1、使用过程中，压力表压力超过极限安全值，安全阀不启动时，应立即关闭控制阀，停止制气，手动开启安全阀。同时打开输出阀或排污阀将容器内的CO2气体卸压。待压力表指示零后，更换新安全阀。
2、运输使用浓硫酸时，一定要按：运送、使用浓酸危险品的方法来运送和安全使用，要根据现场制定专门的措施后方可使用。
3、设备运输过程要严防强烈冲击，高空坠落造成设备变形或结构受损。设备搬运要用汽车、火车、矿车等运输工具，用吊车装卸，严禁采用坠落式装卸。
4、设备长期不用时，要贮存在仓库中，每年要对设备内外进行一次防腐处理。 （五）设备维修保养
设备要定期检查、保养和维修，设备不使用时每年检查保养二次。对使用过程中经常开启的控制阀门要进行班检及使用前检查，对损坏部件要进行维修和更换，特别是装料控制阀要定期更换石棉铅粉盘根或改用石墨盘根，要保持良好的密闭性，对压力容器使用应按国际规定按时检验。设备要保持清洁，外表的粉尘要清除干净，设备内外要定期进行防腐处理。
第七节 其它装备
一、破拆装臵
破拆装置是专指为抢救人员和恢复生产而用于破坏建筑和设施、设备等方面工作的专用装置。目前用于矿山救护的有高压起重气垫系统和剪切、扩展两用钳系统。
(一)高压起重气垫系统
高压起重气垫系统由高压起重气垫、压力调节器、控制器和压缩空气瓶组成。它由专业救援人员操作，既可用于工业生产，也可用于应急救援中的抢险救灾工作。它由压缩空气驱动，工作压力8 Pa。
1、高压起重气垫
高压起重垫是由高质量的橡胶制成，内部还有围绕四周的3层纤维加固层，有弹性、不漏气，低抗各种阻力。每一个高压起重气垫都能承受20 Pa压力。
1）工作原理
高压起重气垫通过压入最大压力8Pa的压缩气体膨胀升起。压缩气体由空压机提供，经过控制元件和软管进入到气垫中，在压力作用下空气进入气垫并充满。当压力升到一定的程度时，高压起重气垫开始膨胀，提供足够的提升力，使重物移动。
2）使用方法
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