高原礦山掘進人員氧氣增補效果分析

楊 均

西藏華泰龍礦業開發有限公司（850200）

高原礦山掘進人員氧氣增補效果分析

楊 均

西藏華泰龍礦業開發有限公司（850200）

高原礦山掘進工作是一項難度很大、內容復雜的工作，特別是高原礦山地區的空氣稀薄問題是影響掘進工作的主要因素之一，因此，對高原礦山掘進人員的氧氣增補需要做到位，才能使礦山掘進人員的安全得到保障。文章對高原礦山掘進人員氧氣增補效果進行分析，來探討合適的氧氣增補方法。

高原礦山；掘進工作；氧氣增補

0 前言

我國高原地區面積廣闊、礦產資源豐富，而礦產資源的勘探工作近年才逐步加大力度，導致高原地區的礦產資源的開發工作較遲。近年來，隨著勘探工作的力度加大，高原礦產資源的開發也逐步增多。在礦產資源開發的過程中，隨著礦山掘進工作的不斷深入，高原缺氧問題逐漸顯露了出來，因此，對高原礦山掘進人員氧氣的增補就顯得很有意義。采取怎樣的方法對高原礦山掘進人員進行氧氣增補,并達到良好的效果是相關人員需要研究的內容,已成為高原礦山掘進工作順利進展的前提條件。

1 測試條件

1.1 礦區條件

此次測試選取的高原礦區的條件為:海拔在4 200～5 000 m之間，礦區的斜坡道入口處的海拔為4 520 m，此地區為高寒高海拔缺氧地區。導致高原缺氧情況出現的原因是高原海拔的逐漸升高，其地區的大氣壓以及氧分壓降低，由于氧氣含量的降低達不到人體需要氧氣的標準，造成人體缺氧。

1.2 增氧方案

由于高原礦山地區的氧氣稀薄，因此，如何更好的實現對高原礦山掘進人員的氧氣增補是非常重要的。在高原礦山掘進工作中，工作的內容比較復雜，但是處在掌子面工作的人員勞動強度最大，因此，他們高原缺氧情況最明顯，這次增氧測試選取他們作為測試目標。選取礦山礦區4個掌子面的人員進行增氧研究，選取身體合格的人員14人，將他們分為3組。首先將相鄰的兩個掌子面上的共6人作為氧氣氣瓶組，讓他們用容積為2 L的氧氣瓶，佩戴氧氣呼吸面罩進行增氧；將主斜坡道的一個掘進掌子面上的5人作為彌散組，通過彌散裝置將氧氣彌散到掌子面上來進行人員的增氧工作；最后，選取一個掌子面上的3人作為該測試的對照組，不采取增氧措施。

根據人在高原缺氧情況下不同的狀態表現對增氧流量的需求也不一樣，因此，將本次測試的增氧時間段定為早9～10時，時長1 h，持續10 d，在增氧測試的同時，要求3組測試人員繼續進行正常的掘進工作。

1.3 評價指標

在高原礦山人員的氧氣增補過程中，對效果的判定除了對被測人員表面觀察外，其生理特征也是很重要的一個方面。因此，對于高原礦山人員氧氣增補效果的評價指標主要是根據被測人員的生理指標和觀察指標進行。被測人員的生理指標包括人體動脈血氧飽和度（Oxygen Saturation，SaO2）、脈率（Pulse Rate，PR）、 每分鐘呼吸次數 （Breaths Per Minute，BPM）以及血壓（Blood Pressure，BP）等，被測人員的觀察指標包括胸悶氣短、頭暈眼花、目眩耳鳴等。

1.4 測試儀器

為了保證高原礦山掘進人員的氧氣增補效果的準確性，本次測試所采用的測試儀器是由權威醫院提供的相關設備和技術:血氧飽和度（SaO2）以及脈率（PR）的測量采用深圳市科瑞實業有限公司生產的脈搏血氧飽和度儀，型號是Prince-100B；對于血壓（BP）的測量，主要是利用江蘇魚躍醫療設備股份有限公司生產的A型血壓計聽診器保健盒來進行測量；對于每分鐘呼吸次數（BPM）主要是參照Casio多功能表來作為依據的。

2 增氧系統

2.1 彌散增氧系統設計

針對主斜坡道的一個掘進掌子面上的5人的彌散組進行氧氣增補,需要相應的彌散增氧系統，彌散增氧系統的設計主要包括40 L氧氣瓶、連接軟管、匯流排、輸氧管、彌散增氧裝置等部件，而氧氣來源是將40 L氧氣瓶通過氧氣減壓閥，與連接軟管、匯流排組成氧氣的輸送結構，然后通過輸氧管連接匯流排與氧氣彌散裝置。通過這樣的構成結構，氧氣瓶內的高壓氧氣經過相應的氧氣減壓閥減壓后，依次通過連接軟管和匯流排，經過輸氧管流向彌散供氧裝置，再通過彌散供氧裝置向掌子面進行氧氣的彌散，可以提高掌子面一定的局部氧氣濃度，為高原礦山掘進人員的氧氣進行增補。

2.2 增氧參數確定

通過了解相關資料發現，如果人體處在劇烈運動的狀態，總耗氧量為2.8 L/min，根據這樣的情況，確定氣瓶組的每個人的增氧流量定為3 L/min。對于彌散組增氧量的確定，主要是根據礦山掘進工作的掌子面實際情況和前期隧道掘進供氧的相關經驗，通過相關文獻的資料以及對相關彌散式的供氧模型進行分析驗證，將礦山掘進掌子面的彌散增氧量設定為10.8 m3/h。此次測試使用的氧氣均為醫用氧，氣瓶組的氧氣濃度≥99.7%，氣瓶容量為2 L，充裝的壓力為13.0±0.5 MPa，供氧的流量為3 L/（人·min），彌散組的氧氣濃度≥99.5%，氣瓶容量為40 L，充裝的壓力為13.0±1.0 MPa，供氧的流量為10.8 m3。

3 增氧測試效果及分析

3.1 空間氧氣含量變化

在高原礦山掘進人員增氧效果測試中，對于彌散組的測試是通過對實際的掌子面進行彌散增氧，進而通過一定的測量了解掌子面的局部空氣含氧量的具體變化情況。根據實際的測量得到掌子面彌散增氧前局部3 m范圍內的氧氣濃度為 14.1%，而氧分壓為13.4 kPa，而經過對掌子面來進行彌散增氧后，在相應的掌子面區域內，氧分壓在15.3 kPa左右，這種氧分壓的差異相當于將掌子面的海拔高度降低到2 000 m左右的氧分壓值。

3.2 生理測量指標分析

綜合分析被測人員在10 d內的生理測試情況，測試的結果用每天的平均情況±標準差來表示，首先在被測掘進人員的3個小組每天早上9～10時進行高強度掘進工作1 h后，對他們的生理指標的變化情況進行測量和分析。動脈血氧飽和度（SaO2）的測量結果為彌散增氧組人員的 SaO2從 （90.0±2.81）%上升到了（93.5±1.25）%，脈率（PR）從 97.3±12.66次/min下降到了83.1±11.29次/min，每分鐘呼吸次數 （BPM） 從 21.7±6.05次/min下降到了19.3±5.08 次/min，平均動脈壓（MAP）并未發生顯著的變化。

3.3 觀察指標結果分析

觀察指標的分析主要是通過人員在測試前后的情況進行對比，分析出現的情況，掌子面工作的員工在沒有進行氧氣增補措施之前，1/3以上的人出現出氣急喘、虛脫等情況，一部分人員出現胸悶氣短、目眩耳鳴的情況，還有小部分人員出現臉色蒼白、頭暈嘔吐的情況。而對掌子面工作的員工進行氧氣增補措施之后，讓他們繼續按照先前的工作強度進行工作，出氣急喘、胸悶氣短、頭暈嘔吐等情況的發生大大降低，其它的一些癥狀也得到了一定的緩解。

3.4 增氧方式對比

為了判斷增氧方式的效果，將彌散增氧和背負氧氣瓶戴氧氣呼吸面罩增氧這兩種的被測掘進人員的生理測量指標結果進行比較，發現彌散增氧的人員SaO2變化率的增加幅度低于氣瓶增氧的SaO2變化率的增加幅度，PR變化率的降低幅度高于氣瓶增氧。因此，彌散增氧對于脈率（PR）的降低效果較氣瓶增氧較明顯，而氣瓶增氧對于血壓飽和度（SaO2）的提高比彌散增氧更有效，但是彌散增氧還具有提高局部環境的氧分壓以及不會背負氧氣瓶增加體力消耗等優點，更適合用于高原礦山掘進工作的進行。

4 結語

綜上所述，氧氣增補對于高原礦山掘進人員的工作具有重要的意義，通過對彌散增氧和氣瓶增氧方法的比較，結果表明彌散增氧方法具有更好的應用優勢。因此，需要將彌散增氧的方法進行廣泛的推廣和應用，來促進高原礦山掘進工作的進行。

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