有限空間作業安全預警防控技術研究

楊宏偉 趙彤 張婷婷

摘 要 有限空間作業過程中可能存在易燃、有毒氣體或缺氧環境等安全危害風險，由于有的作業人員對有限空間的風險認識不足，有可能在有限空間內作業期間造成死亡，甚至還有人員在有限空間內救援時失去自己生命。通過對有限空間作業過程的危險性分析，利用現代互聯網絡監測預警防控技術，研究實現現場即時報警、遠程實時報警、多級多人監控，現場及時停止作業、及時脫離危險現場，安全監護人員和企業管理人員遠程監督、遠程管控、遠程決策、遠程救援，把危害事故消滅在萌芽狀態，保護有限空間作業人員的生命健康。

關鍵詞 有限空間;安全預警;防控技術

引言

隨著工業革命的進步，許多危險性較大或產生毒害因素的工藝，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，各行各業在線工藝存在有限空間的環節增多，有限空間在正常運行時為安全保障措施，但在運行不正常時，現階段還需要人工檢查、維護、更換等處理，所以，好多工業事故及作業人員傷亡與有限空間作業有關。有限空間內的主要風險包括可能存在易燃、有毒氣體或缺氧環境等。由于對有限空間的風險認識不足，有的作業人員在有限空間內作業期間死亡，還有人在有限空間內救援時失去生命。因此，人們必須在有限空間作業前進行風險分析，采取監測預警和防控措施，杜絕事故或至少減輕事故后果。

1有限空間危險分析

1.1 有限空間定義

有限空間指完全密閉，或內部空氣與外界空氣交換受限制的空間，其特征是進出受限，不適合人員長期存留，且其設計過程中不會考慮人員長期停留的問題。有限空間內部可能會設有必備的走廊，并且要符合清洗、維護、整修等臨時性作業需要。由于設計、空氣或內部存在有害物質等因素，在有限空間內作業存在很大的風險。許多需要檢查、控制或維修的設備或容器，包括儲罐、料倉、反應器、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險[1]。

1.2 危險類型

在有限空間內部，許多因素可能導致氧氣含量下降。比如燃燒，它包括發電設施、電動泵、氣焊、加熱等，甚至在氧氣補給量不足的情況下，作業人員的呼吸都會引起氧氣消耗過度。

進行以下作業時也會對空氣組成產生影響：為降低容器的處理能力，減少容器的爆炸風險，向容器內（如反應器、料倉等）通入氮氣或氯氟碳以使氧氣濃度下降;為了減少火災風險，輸入類似上述氣體以便減少空間內的氧氣含量（如倉庫）;向料倉內注入氮氣以防出現燜燃或輸入鹵代烷或二氧化碳等阻燃劑以便于消防作業;應急響應系統的誤操作也會導致空氣組成發生變化。

燃燒、運轉中的熱機、分解、化學或生物反應、有機物質發酵、有毒液體泄漏或蒸發均可能產生類似一氧化碳、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。這些環境也可對人體健康造成各種嚴重影響，并且在某些氣體濃度過大或人員接觸時間過長時，致人死亡。

同時，也不應忽略粉塵、易燃氣體（如有機或金屬粉塵、甲烷、丁烷、烴蒸汽、一氧化碳等）。可燃液體蒸汽也可能引發爆炸或火災危險。在料倉、大桶、儲罐等有限空間內也存在跌倒、溺水、觸電風險。還要考慮到極端溫度、照明不當、地形或障礙物可能引起的其他問題，不僅要考慮到作業人員，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 涉及行業及人員

容易發生有限空間事故的行業包括：農業，一般與有機物正常或發酵所使用的儲罐和料倉有關;食品加工業，大量中毒事件均與制冷設施使用的氨氣、不相容化學品的混合及發酵相關;化工和煉油業，主要與氮氣作為惰性氣體或與有毒氣體（硫化氫、氨氣、氯氣等）的使用或泄漏有關;工業或農業廢物的收集與處理，除了相關的廢水網絡外，主要與理化反應或發酵生成的氣體（主要為硫化氫）相關。在某些過程中，如厭氧發酵、水處理和催熟作業期間都可能會出現氣體泄漏。

有限空間事故的受害者大多是現場作業員工：維修或采樣作業過程中，也有承包人員會受到傷害。此外，還有人在試圖救助其他人員過程中未采取適當的預防措施或不了解現場風險而出現傷亡[3]。

1.4 常見事故原因

盡管有限空間的泄漏、設備損壞和管線故障等物理、化學因素常常直接引發事故，但針對具體事故具體分析發現，沒有本質的安全措施和嚴格的組織管理往往是導致事故的根本原因，主要包括以下幾個方面：

（1）維修作業前不進行風險分析或風險分析不全面，不能識別出不相容物質間的化學反應風險及動植物廢物、家用垃圾或污物的厭氧發酵風險。

（2）作業監督及監控不當，設施指南或安全措施不正確，未能為承包商作業提供正確的圖紙和計劃，員工作業條件差且未提供適當的安全指南，有限空間作業未取得作業許可及作業期間對空氣的控制措施不全面。

（3）技術人員之間或與承包商員工之間缺乏溝通。

（4）缺乏安全作業程序，防護設施不適當，未制定應急疏散預案。

（5）與危險設備指南、工作任務計劃不足、缺乏適當的工具及不了解設施現狀等相關的組織問題也會導致員工犯錯，容易因閥門、容器等設備的不當操作引導意外泄漏事故[4]。

2在線監測預警防控

2.1 在線預警防控原理

防范有限空間作業危險的關鍵技術在于作業前的監測、作業中的預警和遠程的監控。作業前對具體的有限空間進行危險分析評估，真實可靠的手段就是對有害氣體的檢測和空氣質量的檢測，根據檢測數據判斷評估有限空間作業的風險度和安全度;當人員進入有限空間作業時，設定預警參數的檢測設備跟隨人員實時檢測，有害氣體超標或空氣質量下降時，設備報警提醒或強制作業人員停止作業，進行必要的空氣置換達到要求后再繼續作業;為了讓現場監護人員或生產調度人員等職能部門能夠遠程掌控有限空間現場作業情況，利用傳感檢測技術、預警互聯信息傳輸技術、預警互聯信息加密技術及物聯網絡技術，將現場實時信息同步傳輸給相關管控人員，一旦發生險情能夠第一時間組織救援。

2.2 在線預警防控運用

GB30871-2014化學品生產單位特殊作業安全規范 6.4條款受限空間作業中對可能釋放有害物質的受限空間，應持續監測。目前大部分企業配備的便攜氣體檢測儀可以實現檢測報警，但還無法避免人員傷亡，主要原因就是：受限空間內的報警外部監管人員無法第一時間得到。GB30871-2014化學品生產單位特殊作業安全規范 5.4條款動火作業環境氣體應隨時監測的要求。目前也是采用便攜氣體檢測儀進行檢測，但是是在人已經接觸到有害氣體以后才能發出報警，也是人員傷亡的主要原因[5]。

受限空間、動火現場在線監測（內外信息第一時間傳遞）是解決這個缺陷的有效途徑。對于動火現場、受限空間作業、檢維修作業環節的氣體檢測建立移動式區域氣體檢測報警互聯系統，對搶修、維修等臨時作業現場的氣體濃度環境進行時時（擴散、泵吸式）檢測，當作業點一旦發生氣體泄漏或氧含量下降，移動式區域氣體檢測報警互聯系統最先接觸到危險氣體，有效識別到現場環境空氣變化，發出聲光報警和無線預警，并同時把報警信息和位置信息以無線傳遞的方式，傳遞給現場所有佩戴互聯便攜式氣體檢測預警儀的一線作業人員，以及遠程監視監管人員，實現檢測到報警后的第一時間將報警信號傳遞給周圍一定范圍內的所有人員接收到報警信息的功能，同時使受限空間內部的報警信息及時有效的傳遞給受限空間外部的安全監管人員，為生命贏得了寶貴的救援時間，可以有效避免安全事故、避免人員傷亡，真正滿足GB30871-2014化學品生產單位特殊作業安全規范的要求[6]。

3結束語

有限空間作業導致安全事故的主要原因是危險性氣體的不可見及隱秘性，同時由于空間所限，很難及時進行空氣交換。要使有限空間作業全過程具有安全保障，必須時時刻刻對作業環境的空氣質量進行不間斷的實時檢測，對有害氣體超標和氧含量下降及時進行報警，警示作業人員撤離現場或調整作業方案。并將實時監控及報警狀況傳送給周圍相關人員和遠程控制室負責人員，立即做出救援方案和救援行動，及時中止安全事故發生條件，保障作業人員的人身安全。

參考文獻

[1] 王夢蓉.有限空間事故匯總及預防[J].現代職業安全，2017（8）：102-104.

[2] 密閉空間作業職業危害防護規范：GBZ/T205-2007[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3] 王秉.事故防控的方法論[J].現代職業安全，2017（191）：37.

[4] 工貿企業有限空間作業安全管理與監督暫行規定：國家安監總局第59號[S].北京：中國標準出版社，2013.

[5] 工作場所職業病危害監測工作規范：AQ/T4269-2015[S].北京：中國標準出版社，2015.

[6] 工作場所有害因素職業接觸限值? 第1部分：化學有害因素： GBZ2.1-2007[S].北京：中國標準出版社，2007.