提高受限空間作業本質安全程度的若干措施

廖志國

(安徽省應急管理科學研究院，安徽 合肥 230061)

0 引言

受限空間，在有些場合又稱有限空間、密閉空間，是指封閉或者部分封閉式空間結構，出入困難，內部狹窄，依靠自然通風不能將內部有毒有害物質如易燃有毒氣體及時有效排除，內部氧氣消耗后難于從外界空氣補足，作業人員不能在該場所長時間工作的空間[1-4]。受限空間作業一般具有環境濕熱狹小、危險有害因素種類多且交織等特點，容易造成生產安全事故。而且受限空間出入口狹窄以及內部往往存在障礙物，會使遇險人員以及救援人員的進入和退出變得困難。作業人員遇到險情時，自救和外部救援難度大，在缺少合適的救援設備和采用不當的救援方法盲目施救，經常造成傷亡擴大。

國家出臺了一系列文件，規范受限空間作業，強制規定了受限空間作業必須采用的一些安全措施，強調了作業過程風險控制和作業前的審批，明確了人員監護的重要性，對減少受限空間作業事故的發生起到了一定作用。但受限空間作業發生事故的現象并沒有得到有效遏制，每年都發生因受限空間作業引發的事故，造成人員傷亡。據相關事故統計資料，2016—2020年全國范圍內總計發生受限空間作業較大以上事故173起，造成604人死亡，較大以上受限空間事故平均超過30起/年，事故仍時有發生[2-3]。

本文對受限空間作業的危險有害因素以及事故發生發展特點進行分析，從本質安全的角度提出防范受限空間事故的措施，為各行業受限空間作業安全提供參考，以期降低受限空間事故發生的概率。

1 受限空間作業危險有害因素

常見的受限空間有不同類型工廠和市政設施的各種設備內部，如各種工業爐窯、反應塔、反應釜、儲罐、槽車罐體、管道、煙道等的內部空間，以及封閉、半封閉的設施及場所，如封閉式儲倉、發酵池、船艙、電纜溝、下水道、地下閥門間、污水處理設施等。農村的畜禽糞便處理用沼氣池和儲存仍具有呼吸作用的菜類和植物種子等農產品的地窖也是常見的受限空間。

受限空間由于其可能包含的物質和在該空間內進行的活動的性質而具有潛在的危險。這些區域的自然通風不良，使得通常在正常空氣中不存在或者低濃度的物質積聚起來，達到致害濃度。受限空間內氣體環境的幾個關鍵危險有害因素是：缺氧、富氧、可燃氣體、有毒氣體等。這些危險有害因素是高度致命的，在沒有采用適當的安全措施的情況下，導致進入受限空間人員的嚴重傷害和死亡。

受限空間常見的其他危險有害因素是：電、內部可燃材料、坍塌掩埋、淹溺、物體打擊、機械傷害、高處墜落、能見度差、噪聲、高溫、放射性物位計、難以進入和離開、濕滑的行走表面、被腐蝕的走道或物體、細菌風險(例如軍團菌)、動物(例如坑中的蛇)。

當與受限空間相關時，這些危險有害因素常常變得比平常更危險。例如不引人注意的菜類和植物種子呼吸作用，釋放的二氧化碳會導致貯存地窖里缺氧。這些危險有害因素集中在受限空間內，沒有釋放消散空間，受限空間起到了將危險有害因素放大或者聚焦的作用，很多情況下受限空間變成了極度危險場所。

2 受限空間事故特點

在不同的條件下，受限空間作業的危險有害因素中的一個單獨作用或多個因素協同作用，導致受限空間作業發生不同類型的事故。受限空間作業事故類別主要包括中毒、窒息、火災爆炸、觸電、機械傷害、灼燙、高處墜落、物體打擊、淹溺、坍塌等[4]。依據歷年來的事故案例，按照事故發生率從高到低的順序，主要集中在中毒、窒息和火災爆炸等三個方面[2]。

與一般的事故相比，除了具有因果性、隨機性、潛伏性、可預防性等事故普遍性特征外，受限空間作業事故由于作業環境特點還具有如下特點。

2.1 造成事故所需的危險物質總量少和能量能級低

由于受限空間體積小，系統的熱容量小，少量的可燃物即可造成嚴重后果，火災時空間內部升溫迅速，煙霧密集。即使發生小型火災，人員也會因為無處躲避或逃生困難，容易吸入高溫煙氣而傷亡。此外，由于受限空間內氣體與外界空氣交換速率慢，少量的有毒有害物質在此空間內散布，就可以達到致害甚至致死濃度。

一般場所48 V可作為電擊防護的特低電壓。干燥而觸電危險性較大的環境下安全電壓規定為24 V，但對潮濕而觸電危險性較大的環境(如金屬容器內部等特殊受限空間)，安全電壓規定為12 V，可見受限空間內導致事故發生的能量等級較低[5-7]。

2.2 事故隱蔽性強

受限空間中危險因素具有一定的隱蔽性，例如導致中毒窒息或火災爆炸事故的一氧化碳、二氧化碳、氮氣、甲烷等都是無色無味的氣體，不易被人感官察覺。經常導致中毒事故的硫化氫氣體濃度較低時會有臭雞蛋般的味道，但其濃度高時，由于高濃度硫化氫將人的嗅覺神經麻痹，反而使人覺察不到氣味。而且有些氣體是在作業開始后發生緩慢的化學反應產生，如作業人員的呼吸會產生二氧化碳。或之前被吸附、溶解在其他物質中，在作業過程中由于機械攪拌、溫度升高等慢慢析出，如溶解吸附在污水中的硫化氫等，導致初始檢測合格的作業環境氣體成分發生有害變化，這些氣體產生釋放過程比較平緩，事故往往在無警覺的情況下發生[8]。

受限空間作業人員在空間內部作業，監護人員在外部監視，可能由于通視條件差以及無線信號受金屬容器阻隔，內外部信息交流不暢。受限空間作業事故除非引發火災爆炸，一般沒有明顯的聲光電熱現象，事故初期不能及時被發現。例如，罐內作業人員蹲姿作業昏迷后，外部監護人員可能無法及時發現。即使監護人員發現異常，初期事故類型也不易判斷是中毒、窒息、觸電還是高溫中暑等。

2.3 施救困難

受限空間大多出入口不便，通道狹小，照明不良，空間內有原有內容物阻擋，不能使用大型器械，只能依靠救援人員人力施救。救援人員以及應急救援設施如空氣呼吸器、救援繩、通風長管等設備的使用經常受到限制。例如某公司“3·16”較大中毒和窒息死亡事故，該公司在對聚氯乙烯聚合釜進行清釜作業時發生事故，由于釜口尺寸較小，救援人員背負空氣呼吸器無法進入，影響救援的時效性[9]。

2.4 容易造成人員傷亡

根據軌跡交叉理論，物的不安全狀態和人的不安全行為兩種因素運動軌跡交叉就會構成事故。受限空間延長了不安全狀態的持續時間(減緩了有毒物質的消散)，限定了人的活動范圍(在受限空間內作業，而且往往人和工具的使用受到空間限制)，使得兩者的時空分布重合程度高。例如物體打擊事故一般是人的軌跡與運動物體的線性軌跡于某點交叉，火災事故熱輻射傷害、爆炸事故沖擊波傷害是面與線交叉，受限空間中毒與窒息事故相當于人的運動軌跡全方位包絡于“立體”的有毒有害氣體中，相當于軌跡重合，導致了人員傷亡事故的多發性。處于有毒有害氣體包圍之中的受限空間事故遇險人員持續遭到傷害，脆弱的呼吸和神經系統受到損害，失去自主呼吸等重要的生理功能，在有效的外部救援到來之時，往往已經為時已晚。

2.5 救援人員也成為受害者

受限空間事故的發生可能因為在作業準備階段沒有準確識別出危險有害因素，存在麻痹大意等人為失誤。事故發生后，在場作業人員在沒有確保安全的情況下魯莽施救，可能也成為受害者。

根據相關數據，2016—2020年全國范圍內共發生較大以上受限空間事故173起，其中122起存在施救措施不當而導致事故后果擴大的情況，占事故總起數百分比接近71%，施救不當導致的死亡人數為265人，分別占總死亡人數和傷亡擴大事故總死亡人數的43.87%和64.01%。而且在這122起事故中，有102起救援人員傷亡人數高于事故剛發生時遇險人數，占比高達83.6%[2-3]。

2.6 事故傷亡人員以簡單勞動工人為主

受限空間內作業種類較多，有時會涉及動火作業等其他特殊作業，但是大量的受限空間作業以簡單的設備設施內部清理淤積物、粉刷噴涂為主，雖然作業環境惡劣但是作業內容簡單，對人員的技術能力要求低。許多這樣的簡單受限空間工作外包給承包商，這些承包商內部安全管理制度往往不健全，雇用的從業者多為外來務工人員，工作流動性大，作業前并未經受過專門訓練，安全意識差，安全知識技能薄弱，往往成為事故的首批受害者。

3 受限空間事故本質安全對策措施

為了預防受限空間作業事故的發生，相關部門出臺了《工貿企業有限空間作業安全管理與監督暫行規定》(原國家安全生產監督管理總局令第80號)、GB 30871—2014 《化學品生產單位特殊作業安全規范》等文件、規范，用以指導企業以及承包商、個人等安全進行受限空間作業。要求企業采用的安全對策措施囊括受限空間作業的事前、事中和事后管理措施，主要有：建立健全受限空間作業安全管理制度、辨識受限空間并建立健全管理臺賬、設置安全警示標志或安全告知牌、開展相關人員受限空間作業安全專項培訓、配置受限空間作業安全防護設備設施、制定應急救援預案并定期演練、加強受限空間發包作業管理等。

這些措施采取后，有效降低了受限空間事故的發生。但是由于這些措施側重于保障作業過程的安全，主要方法是消除和減弱受限空間有害物質能量的累積或將其隔離，保證作業環境安全。這些安全措施實施流程環節較多，需要人員手動操作和人工確認結果，人為因素多，因而這些安全措施出錯失效甚至未被采取的概率很高。這些措施沒有消除受限空間重要的危險特征“受限”，從事故統計看，導致受限空間事故發生的原因中，未采取安全措施和安全措施失誤占比較大，一定程度上說明了這些安全措施的脆弱性。從實踐看，有些受限空間的存在和形成是可以避免的，因此換一種思路解決問題，從本質安全角度出發，從以下幾個方面考慮消除或減弱受限空間風險，將受限空間轉換為非受限空間、降低受限空間作業頻次以及為應急救援提供便利條件。

3.1 消除現有的受限空間

一些受限空間，尤其是需要較頻繁使用的污水處理設施用房，可以安裝連續運行或與門開關狀態聯鎖的機械通風設施，以控制空間內部的空氣質量。如果原有空間需要依靠機械通風才能允許人長久停留，那么就需要安裝警報器，在通風設備停止運行時發出警報，并考慮安裝適當的固定式氣體檢測報警儀，保證空氣質量合格。如此可以保證空間適合正常連續使用，并取消受限空間的屬性。

3.2 消除或減少進入受限空間的需要

(1)將需要定期操作、檢查或維護的關鍵設備(閥門、儀表等)安裝在受限空間之外，以便不需要進入。

(2)延長閥門手柄，使其可以從受限空間外操作。

(3)安裝延長管和接頭，以便從受限空間之外進行潤滑。

(4)對位于受限空間底部的設備(如水泵)，使用長度富余的柔性的進出水管、電纜等部件，并安裝提升系統，這樣就可以在不進入受限空間的情況下對其進行拆卸和維修。

(5)使用自動化儀表和遠程監控系統(攝像頭、氣體檢測、泄漏檢測、無線抄表器等)，在受限空間外獲得所需信息。

(6)選擇兼具長壽命和低維護要求的設備，以減少所需的進入次數。

(7)在儲罐和其他設備上安裝可以用來觀察和清潔的開口(無需進入或探入操作)，這樣就可以在不進入空間的情況下看到內部并進行清潔。

(8)設置合適的清洗設備。例如在清洗反應釜、坑池時，可以使用高壓水(10 MPa以上)清洗，避免作業人員進入受限空間進行清掃和直接接觸有毒物質。

3.3 消除或盡量減少安全隱患

(1)嚴禁在受限空間內放置無關的具有潛在危險性的物料(如有毒或可燃氣體以及污水等)管道。如果空間內有管道，管道接頭應使用焊接接頭而不是法蘭接頭以防止泄漏。

(2)安裝集水池和排水泵以防止積聚過多的地下水以及其他雜散液體。成分不明的雜散液體可能含有機碎屑，這些碎屑可能會分解并導致缺氧或產生有毒氣體。

(3)地面上一些受限空間可以采用活動式圍護結構如活動屋蓋結構和活動外墻結構。例如污水處理設施的隔油池、污水池、調節池等防止氣體無組織放散而廣泛使用的膜結構罩棚，可以設置柔性折疊型開合圍護結構。在需要有人進入工作時，將原空間封閉式圍護結構臨時改變為半封閉或敞開式結構，原空間由室內空間便轉換為環境空間[10]。或考慮側墻采用塞拉門或推拉門，這樣可以加大門體開度，增強自然通風效果。

(4)不適宜采用活動半敞開式或敞開式構造的受限空間，如果有潛在的危險氣體環境，應按一定間隔設置通風口，并在空間相對的兩端提供開口，以促進完全和有效的通風。

(5)確保所有固定電氣設備和進入受限空間內的臨時電氣設備都有適當的保護措施，并獲得適用特定環境的認證。

(6)在受限空間之外設置執行鎖定排空操作的開關，確保空間內的所有能量源都能被安全隔離，并可將剩余的能量消散。同時考慮在受限空間內部設置相應開關，實行雙重鎖定。

(7)在需要用梯子進出的地方，安裝由防銹材料制成的固定梯子，其強度要足以承受預定的最大負荷。開敞式的大型地下坑池，可以考慮犧牲部分容積，設置固定式的入池臺階，因為臺階、斜梯、直梯的易用性依次遞減。

3.4 方便救援的措施

(1)保證受限空間出入口處有足夠大的空間，以滿足救援人員及其設備的需要。

(2)對深度超過5 m垂直空間，必須事前配備機械裝置以便救援。

(3)確保受限空間外部有足夠的頂部空間，以便在垂直進入時使用三腳架或吊臂吊放系統。如果沒有足夠的空間，在出入口上方設置一個永久性的堅固錨點，可以將滑輪或絞盤連接在上面，以便救援。

(4)根據受限空間尺寸和形狀，在不同的位置設置多個進入受限空間的出入口，以便更好地進入空間的所有區域。

(5)確保出入口至少為600 mm見方或直徑600 mm。對常壓容器以及普通檢查井等，人孔直徑宜在標準規格尺寸中選大者[11]。

(6)在有坡度的料斗和筒倉的底部安裝多個大型倉口蓋，在發生淹沒的情況下，可以打開迅速排空。

4 結語

受限空間作業環境復雜、危險性大、事故后果嚴重、施救不當會造成傷亡擴大，涉及受限空間作業的單位都應該采取措施保障受限空間作業安全。本文針對受限空間作業危險有害因素、事故特點進行分析，提出了一些從本質安全角度提高受限空間作業安全性的對策措施。