有限空間作業(yè)安全預(yù)警防控技術(shù)研究

楊宏偉 趙彤 張婷婷

摘 要 有限空間作業(yè)過程中可能存在易燃、有毒氣體或缺氧環(huán)境等安全危害風(fēng)險(xiǎn)，由于有的作業(yè)人員對(duì)有限空間的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，有可能在有限空間內(nèi)作業(yè)期間造成死亡，甚至還有人員在有限空間內(nèi)救援時(shí)失去自己生命。通過對(duì)有限空間作業(yè)過程的危險(xiǎn)性分析，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)預(yù)警防控技術(shù)，研究實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)報(bào)警、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)報(bào)警、多級(jí)多人監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)停止作業(yè)、及時(shí)脫離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，安全監(jiān)護(hù)人員和企業(yè)管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程管控、遠(yuǎn)程決策、遠(yuǎn)程救援，把危害事故消滅在萌芽狀態(tài)，保護(hù)有限空間作業(yè)人員的生命健康。

關(guān)鍵詞 有限空間;安全預(yù)警;防控技術(shù)

引言

隨著工業(yè)革命的進(jìn)步，許多危險(xiǎn)性較大或產(chǎn)生毒害因素的工藝，由原來的開放式或半開放式逐漸革新為封閉式，工藝銜接集成模塊化，各行各業(yè)在線工藝存在有限空間的環(huán)節(jié)增多，有限空間在正常運(yùn)行時(shí)為安全保障措施，但在運(yùn)行不正常時(shí)，現(xiàn)階段還需要人工檢查、維護(hù)、更換等處理，所以，好多工業(yè)事故及作業(yè)人員傷亡與有限空間作業(yè)有關(guān)。有限空間內(nèi)的主要風(fēng)險(xiǎn)包括可能存在易燃、有毒氣體或缺氧環(huán)境等。由于對(duì)有限空間的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，有的作業(yè)人員在有限空間內(nèi)作業(yè)期間死亡，還有人在有限空間內(nèi)救援時(shí)失去生命。因此，人們必須在有限空間作業(yè)前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，采取監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控措施，杜絕事故或至少減輕事故后果。

1有限空間危險(xiǎn)分析

1.1 有限空間定義

有限空間指完全密閉，或內(nèi)部空氣與外界空氣交換受限制的空間，其特征是進(jìn)出受限，不適合人員長(zhǎng)期存留，且其設(shè)計(jì)過程中不會(huì)考慮人員長(zhǎng)期停留的問題。有限空間內(nèi)部可能會(huì)設(shè)有必備的走廊，并且要符合清洗、維護(hù)、整修等臨時(shí)性作業(yè)需要。由于設(shè)計(jì)、空氣或內(nèi)部存在有害物質(zhì)等因素，在有限空間內(nèi)作業(yè)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。許多需要檢查、控制或維修的設(shè)備或容器，包括儲(chǔ)罐、料倉、反應(yīng)器、礦井、井、污水池、下水管、鍋爐、加熱爐和煙囪、煙道等處都可能存在這些風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.2 危險(xiǎn)類型

在有限空間內(nèi)部，許多因素可能導(dǎo)致氧氣含量下降。比如燃燒，它包括發(fā)電設(shè)施、電動(dòng)泵、氣焊、加熱等，甚至在氧氣補(bǔ)給量不足的情況下，作業(yè)人員的呼吸都會(huì)引起氧氣消耗過度。

進(jìn)行以下作業(yè)時(shí)也會(huì)對(duì)空氣組成產(chǎn)生影響：為降低容器的處理能力，減少容器的爆炸風(fēng)險(xiǎn)，向容器內(nèi)（如反應(yīng)器、料倉等）通入氮?dú)饣蚵确家允寡鯕鉂舛认陆?為了減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，輸入類似上述氣體以便減少空間內(nèi)的氧氣含量（如倉庫）;向料倉內(nèi)注入氮?dú)庖苑莱霈F(xiàn)燜燃或輸入鹵代烷或二氧化碳等阻燃劑以便于消防作業(yè);應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的誤操作也會(huì)導(dǎo)致空氣組成發(fā)生變化。

燃燒、運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱機(jī)、分解、化學(xué)或生物反應(yīng)、有機(jī)物質(zhì)發(fā)酵、有毒液體泄漏或蒸發(fā)均可能產(chǎn)生類似一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氯氣、二氧化硫或四氯乙烯之類的有毒氣體。這些環(huán)境也可對(duì)人體健康造成各種嚴(yán)重影響，并且在某些氣體濃度過大或人員接觸時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，致人死亡。

同時(shí)，也不應(yīng)忽略粉塵、易燃?xì)怏w（如有機(jī)或金屬粉塵、甲烷、丁烷、烴蒸汽、一氧化碳等）?？扇家后w蒸汽也可能引發(fā)爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)。在料倉、大桶、儲(chǔ)罐等有限空間內(nèi)也存在跌倒、溺水、觸電風(fēng)險(xiǎn)。還要考慮到極端溫度、照明不當(dāng)、地形或障礙物可能引起的其他問題，不僅要考慮到作業(yè)人員，還要確保救援人員能出入方便，有助于疏散被救助人員[2]。

1.3 涉及行業(yè)及人員

容易發(fā)生有限空間事故的行業(yè)包括：農(nóng)業(yè)，一般與有機(jī)物正常或發(fā)酵所使用的儲(chǔ)罐和料倉有關(guān);食品加工業(yè)，大量中毒事件均與制冷設(shè)施使用的氨氣、不相容化學(xué)品的混合及發(fā)酵相關(guān);化工和煉油業(yè)，主要與氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w或與有毒氣體（硫化氫、氨氣、氯氣等）的使用或泄漏有關(guān);工業(yè)或農(nóng)業(yè)廢物的收集與處理，除了相關(guān)的廢水網(wǎng)絡(luò)外，主要與理化反應(yīng)或發(fā)酵生成的氣體（主要為硫化氫）相關(guān)。在某些過程中，如厭氧發(fā)酵、水處理和催熟作業(yè)期間都可能會(huì)出現(xiàn)氣體泄漏。

有限空間事故的受害者大多是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)員工：維修或采樣作業(yè)過程中，也有承包人員會(huì)受到傷害。此外，還有人在試圖救助其他人員過程中未采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施或不了解現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)而出現(xiàn)傷亡[3]。

1.4 常見事故原因

盡管有限空間的泄漏、設(shè)備損壞和管線故障等物理、化學(xué)因素常常直接引發(fā)事故，但針對(duì)具體事故具體分析發(fā)現(xiàn)，沒有本質(zhì)的安全措施和嚴(yán)格的組織管理往往是導(dǎo)致事故的根本原因，主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）維修作業(yè)前不進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析或風(fēng)險(xiǎn)分析不全面，不能識(shí)別出不相容物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)及動(dòng)植物廢物、家用垃圾或污物的厭氧發(fā)酵風(fēng)險(xiǎn)。

（2）作業(yè)監(jiān)督及監(jiān)控不當(dāng)，設(shè)施指南或安全措施不正確，未能為承包商作業(yè)提供正確的圖紙和計(jì)劃，員工作業(yè)條件差且未提供適當(dāng)?shù)陌踩改?，有限空間作業(yè)未取得作業(yè)許可及作業(yè)期間對(duì)空氣的控制措施不全面。

（3）技術(shù)人員之間或與承包商員工之間缺乏溝通。

（4）缺乏安全作業(yè)程序，防護(hù)設(shè)施不適當(dāng)，未制定應(yīng)急疏散預(yù)案。

（5）與危險(xiǎn)設(shè)備指南、工作任務(wù)計(jì)劃不足、缺乏適當(dāng)?shù)墓ぞ呒安涣私庠O(shè)施現(xiàn)狀等相關(guān)的組織問題也會(huì)導(dǎo)致員工犯錯(cuò)，容易因閥門、容器等設(shè)備的不當(dāng)操作引導(dǎo)意外泄漏事故[4]。

2在線監(jiān)測(cè)預(yù)警防控

2.1 在線預(yù)警防控原理

防范有限空間作業(yè)危險(xiǎn)的關(guān)鍵技術(shù)在于作業(yè)前的監(jiān)測(cè)、作業(yè)中的預(yù)警和遠(yuǎn)程的監(jiān)控。作業(yè)前對(duì)具體的有限空間進(jìn)行危險(xiǎn)分析評(píng)估，真實(shí)可靠的手段就是對(duì)有害氣體的檢測(cè)和空氣質(zhì)量的檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷評(píng)估有限空間作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)度和安全度;當(dāng)人員進(jìn)入有限空間作業(yè)時(shí)，設(shè)定預(yù)警參數(shù)的檢測(cè)設(shè)備跟隨人員實(shí)時(shí)檢測(cè)，有害氣體超標(biāo)或空氣質(zhì)量下降時(shí)，設(shè)備報(bào)警提醒或強(qiáng)制作業(yè)人員停止作業(yè)，進(jìn)行必要的空氣置換達(dá)到要求后再繼續(xù)作業(yè);為了讓現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人員或生產(chǎn)調(diào)度人員等職能部門能夠遠(yuǎn)程掌控有限空間現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，利用傳感檢測(cè)技術(shù)、預(yù)警互聯(lián)信息傳輸技術(shù)、預(yù)警互聯(lián)信息加密技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息同步傳輸給相關(guān)管控人員，一旦發(fā)生險(xiǎn)情能夠第一時(shí)間組織救援。

2.2 在線預(yù)警防控運(yùn)用

GB30871-2014化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范 6.4條款受限空間作業(yè)中對(duì)可能釋放有害物質(zhì)的受限空間，應(yīng)持續(xù)監(jiān)測(cè)。目前大部分企業(yè)配備的便攜氣體檢測(cè)儀可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)報(bào)警，但還無法避免人員傷亡，主要原因就是：受限空間內(nèi)的報(bào)警外部監(jiān)管人員無法第一時(shí)間得到。GB30871-2014化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范 5.4條款動(dòng)火作業(yè)環(huán)境氣體應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。目前也是采用便攜氣體檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，但是是在人已經(jīng)接觸到有害氣體以后才能發(fā)出報(bào)警，也是人員傷亡的主要原因[5]。

受限空間、動(dòng)火現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)（內(nèi)外信息第一時(shí)間傳遞）是解決這個(gè)缺陷的有效途徑。對(duì)于動(dòng)火現(xiàn)場(chǎng)、受限空間作業(yè)、檢維修作業(yè)環(huán)節(jié)的氣體檢測(cè)建立移動(dòng)式區(qū)域氣體檢測(cè)報(bào)警互聯(lián)系統(tǒng)，對(duì)搶修、維修等臨時(shí)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的氣體濃度環(huán)境進(jìn)行時(shí)時(shí)（擴(kuò)散、泵吸式）檢測(cè)，當(dāng)作業(yè)點(diǎn)一旦發(fā)生氣體泄漏或氧含量下降，移動(dòng)式區(qū)域氣體檢測(cè)報(bào)警互聯(lián)系統(tǒng)最先接觸到危險(xiǎn)氣體，有效識(shí)別到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空氣變化，發(fā)出聲光報(bào)警和無線預(yù)警，并同時(shí)把報(bào)警信息和位置信息以無線傳遞的方式，傳遞給現(xiàn)場(chǎng)所有佩戴互聯(lián)便攜式氣體檢測(cè)預(yù)警儀的一線作業(yè)人員，以及遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)管人員，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)到報(bào)警后的第一時(shí)間將報(bào)警信號(hào)傳遞給周圍一定范圍內(nèi)的所有人員接收到報(bào)警信息的功能，同時(shí)使受限空間內(nèi)部的報(bào)警信息及時(shí)有效的傳遞給受限空間外部的安全監(jiān)管人員，為生命贏得了寶貴的救援時(shí)間，可以有效避免安全事故、避免人員傷亡，真正滿足GB30871-2014化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范的要求[6]。

3結(jié)束語

有限空間作業(yè)導(dǎo)致安全事故的主要原因是危險(xiǎn)性氣體的不可見及隱秘性，同時(shí)由于空間所限，很難及時(shí)進(jìn)行空氣交換。要使有限空間作業(yè)全過程具有安全保障，必須時(shí)時(shí)刻刻對(duì)作業(yè)環(huán)境的空氣質(zhì)量進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)有害氣體超標(biāo)和氧含量下降及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，警示作業(yè)人員撤離現(xiàn)場(chǎng)或調(diào)整作業(yè)方案。并將實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警狀況傳送給周圍相關(guān)人員和遠(yuǎn)程控制室負(fù)責(zé)人員，立即做出救援方案和救援行動(dòng)，及時(shí)中止安全事故發(fā)生條件，保障作業(yè)人員的人身安全。

參考文獻(xiàn)

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[6] 工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值? 第1部分：化學(xué)有害因素： GBZ2.1-2007[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.