李怀仲 郭群英 陈 军 刘俊峰
中国石油塔里木油田分公司 塔中勘探开发项目经理部 (新疆 库尔勒 841000)
应急疏散及应急逃生
李怀仲 郭群英 陈 军 刘俊峰
中国石油塔里木油田分公司 塔中勘探开发项目经理部 (新疆 库尔勒 841000)
一般意义上讲,应急疏散与应急逃生的目的完全相同,那就是,要使得事故或泄露所可能伤害的对象尽可能地迅速远离事故现场,全力规避事故风险。但它们又有着区别,这一区别主要体现在三个方面:一是撤离方式不同,应急疏散是在严密组织下的计划撤离,属于“组织隔离”行为;而逃生虽然也有组织干预的成分,但更多情况下属于人们的自发行为,属于“个人逃离”行为。二是撤离时间不同,应急疏散既可以与抢险救援行为同时进行,也可以在抢险失败之后继续进行;而应急逃生要么发生在仓促无备的情况下,要么发生在抢险失败之后,总之都属于无可奈何情况下的逃命之举。三是撤离目的不同,应急疏散既是为了防止事态扩大,以免发生“城门失火、殃及池鱼”的灾难,同时也是为了方便事故处置和抢险救援行动;而应急逃生则纯粹属于抢险无望之后的逃离,意味着对应急抢险救援工作的暂时放弃或永久放弃。虽然是不得已而用之,但其作用却不可低估,可以有效避免人员的伤亡。
无论是正在钻进井、井下作业(试气)井、或是正常采气井发生井喷事故,还是脱硫净化装置、集输管道或站场发生了重大泄漏事故,都需要立即组织力量进行应急行动。为避免应急行动过程中出现井喷失控事故,或是发生其他类型的势态扩大,在实施抢险救援的过程中,往往要对一定范围内的人员进行应急疏散。需要疏散的人员主要有两部分,一是生产场所内与抢险救援无关的企业人员,二是一定范围内的社区民众。
1 应急疏散的关键因素
一般来说,应急疏散半径越大,安全可靠性就越大。但疏散范围越大,应急行动的成本就越高,而且也会给社区乃至社会造成不必要的恐慌气氛,同时也没有任何实际意义。因此,寻找出一个合理的最小的安全疏散半径,并且保证被疏散者在可伤害浓度到达之前,拥有足够的时间撤退至最小安全疏散半径以外,是评判应急疏散工作成功与否的主要标志。无论是应急疏散的组织者,还是被疏散者,都希望疏散成功。实际疏散距离必须大于最小安全疏散半径才能保证疏散组织达到避险的目的。即实际疏散距离大于最小安全疏散半径就等于人员生存或健康;反之,则等于人员死亡或伤害。
这里需要特别指出的是,被疏散者的实际疏散距离代表的是疏散者到达位置与突发事件发生地之间的空间距离,而不是被疏散者在疏散过程中所行走的路距。
2 应急疏散的一般原则
既然实际疏散距离与最小安全疏散半径之间的比值决定了应急疏散行动的成败,而在这两个因素中,最小疏散半径是一个客观因素,决定于硫化氢的泄漏总量、泄漏强度、风力与风速,以及地形、地貌等多方面的因素,那么,作为应急疏散行动的组织者和被疏散者来讲,最重要的措施就是想方设法在硫化氢气体伤害浓度到达之前,确保实际疏散距离大于最小安全疏散半径。而确保达到这一目的的最简单、有效的办法,就是科学掌握疏散时机,确保每个疏散者在疏散时间内可以到达指定的疏散地点。
(1)标准中关于应急疏散时机的规定
在石油行业标准中,有关高含硫化氢气田应急疏散的时间要求基本有两种,一是以现场硫化氢浓度为决定标准,其中以《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》(SY/T 5087-2005)为代表;另一个是以疏散地点硫化氢浓度为决定标准,其中以《含硫化氢油气井井下作业推荐作法》(SY/T 6610-2005)为代表。两个标准虽然在具体条款上略有所区别,但实质性内容并无不同,而且都明确规定了分批、分类、分阶段疏散的要求。①钻井施工疏散要求:《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》(SY/T 5087-2005)规定的疏散时间指标分五个层次:一是当井场硫化氢浓度达到15mg/m3(10×10-6)的阈限值时,井场非作业人员首先撤到井场安全区。二是当井场硫化氢浓度达到30mg/m3(20×10-6)的安全临界浓度时,井场上所有非应急人员撤离井场。三是当井喷事故失控发生时,立即疏散井口500m范围内的所有居民。四是当井喷失控发生,且井场硫化氢浓度达到150mg/m3(100×10-6)的危险临界浓度时,立即撤离井场包括应急人员在内的现场所有作业人员。五是根据井场势态发展,决定是否需要继续疏散500m范围以外的居民。②井下作业疏散要求:《含硫化氢油气井井下作业推荐作法》(SY/T 6610-2005)关于井场内部人员的撤离时机要求与 《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》(SY/T 5087-2005)完全相同,只是对社区居民疏散的时间略有区别,该标准规定:当井场发生井喷失控事故,井场硫化氢浓度大于 30mg/m3(20×10-6),且井口下风50~100m以远硫化氢浓度达到75mg/m3(50×10-6)时,井场应协助政府做好社区疏散工作,疏散半径为硫化氢浓度会达到75mg/m3(50×10-6)的范围。
(2)实际疏散时间的计算方法
对于突发事件的现场人员来讲,上述标准执行起来比较方便,而对于突发事件周边的民众执行起来就有困难,这是因为实际疏散时间不等于疏散行动时间,而是等于疏散通知时间、疏散准备时间和疏散行动时间三者总和。
因此,疏散决策者在应急疏散时机决定上,除应严格执行标准规定的各项条款外,还应全面考虑疏散通知、疏散准备和疏散行动所需要的时间。
①疏散通知时间:疏散指令下达后,需要通知到疏散半径内的所有应疏散人员。虽然预案已确定了通知办法和联络方式,但通知起来也需要一定的时间。即使采用有线应急广播或声光报警等通知方式,也无法确保疏散半径内的所有人员都能在第一时间听到,因此应该考虑留有一定时间余量。②疏散准备时间:不能期盼社区民众会有军人一样雷厉风行的素质和作风,疏散者接到疏散指令后,往往会因为多种原因需要一些疏散准备时间。少数安全素质低的人,甚至会找出“猪没人喂养”、“家没人照看”、“疏散费用如何补助”等理由,这样会拖延时间。特别是一些孤寡老人,会因为身边没有亲人帮助而采取听天由命的态度,拒绝接受疏散指令。诸如这般情况,疏散组织者往往需要一些时间进行说服动员。③疏散行动时间:开始疏散行动时,疏散行动所需要的时间也不容易准确掌握,因为被疏散的普通社区民众之中,不可能都是年轻体壮、行动敏捷者,还有一些老弱病残孕、行动迟缓者,这些人往往会滞迟整体应急疏散行动的预期速度。另外,现有交通路网情况也可能成为影响疏散速度的重要原因,特别是对于山区应急疏散来讲,道路交通设施相对落后,很有可能在山间小道某个局部地带形成拥堵而延长疏散时间。对于中国的广大农村,特别是山区农村来讲,道路交通状况还是比较落后的。人们在进行应急疏散时,除了在泥泞、崎岖的山路上奔走外,不可能再有其他道路选择。当进行夜间应急疏散时,这一问题将更加突出。某评价机构曾对一山区农村作过应急疏散的模拟试验,发现居民从住宅出来后再沿山间小道走到主干公路时所需要的时间,竟然占用了总体疏散时间的50%以上。因为有些居民从住宅出来后到达主干路所走的路程,很多都属于“之”形道路,会浪费应急疏散许多宝贵时间。
由于硫化氢气体的剧毒性,决定了高含硫化氢气田应急救援工作的残酷性。应急抢险救援工作一旦失败,则意味着高含硫化氢天然气将会危害人的生命。在这种情况下,事故现场的所有人员以及周边社区人员此时别无选择,只有想方设法尽快逃离现场,这便是“应急逃生”。
1 应急逃生的关键因素
高含硫化氢气田生产作业场所发生突发事件,如果应急救援抢险工作来不及展开或失败,事故周边的人员必须选择快速逃生。那么决定逃生效果的关键因素是什么呢?这取决于逃生速度与硫化氢扩散速度的大小。即逃生速度大于硫化氢扩散速度意味着人员生存或健康;反之,则意味着人员死亡或伤害。
应该提出的是,这里所说的逃生速度并不完全等同于逃生过程的体能速度,它还取决于逃生方向、逃生路线和逃生方式等多种因素。逃生方向正确是逃生成功的前提,只有选择了正确的逃生方向,才能取得事半功倍的效果。否则逃生所做的一切努力,都将是徒劳无益的。正确的逃生路径是逃生成功的关键,相对一个泄漏点来讲,逃生路径通常不只一条,但总有一条最为便捷、路线最短、最正确的路径,逃生者应该在众多的路径中选择“之”字型路径最少的路线,如此才能提高逃生的效率。在满足前两个要素之后,最重要的便是逃生者个人的逃生方式,如此才能确保在最短的时间内逃离事故现场。
2 应急逃生的基本原则
既然应急逃生效果决定于逃生方向、逃生路线和逃生方式等三种因素,我们不妨将其称之为“应急逃生三要素”。
(1)逃生方向的确定原则
逃生者在确定逃生方向时,应根据自己所在的位置与泄漏地点位置关系,以及当时的风向来确定。逃生方向的确定原则如下:①根据风向决定逃生方向:突发事件发生时,如果逃生者恰好位于泄漏点位置,或是恰好处在发生井喷失控事故的现场,那么最佳的逃生方向就是逆风奔跑。如此无论风力和风速如何变化,只要逃生时间和速度足够,一般都能使逃生者安全逃离现场。而且风力愈大,逃生效果愈佳。风向决定方向只是应急逃生的一般原则。由于风向并非是一个固定的常数,在逃生过程中随时可能发生变化。特别是在山区、沙漠地区逃生,或是在静风(微风)状态下逃生应做出正确决策。②根据所在位置决定逃生方向:突发事件发生时,位于泄漏点或井喷地点周边地区的人,选择逃生方向的基本原则就是朝着背离事故现场的方向逃离。但是综合考虑一下风向因素,选择逃生方向便复杂许多。③当突发事件出现时,逃生者所在位置相对于风力方向,无疑有上风方向、下风方向和侧风方向等三种情况。可以看出,“根据所在位置决定逃生方向”原则最适用于无风天气和位于上风方向的逃生者,也可以运用于处于侧风方向的逃生者。假如逃生者所在的位置恰恰是风力的下风方向,逃生时就应该考虑避免顺风逃生,那么最好的逃生方向应该是风向的垂直方向。
(2)逃生路线的确定原则
逃生方向确定后,还要在多个逃生路线上做出选择,确定逃生路线的原则主要有如下两个:①逃生路径便捷:所谓逃生路径便捷,就是要确保逃生者每走一步,都是朝着远离泄漏点的方向,以提高应急逃生的效率。这就需要逃生者在逃生的过程中,应尽量选择那些路径最短、路况最好、障碍体最少的路线。特别注意以下5种情况:第1,在山区或田间小路上逃生时,应尽量避免走“之”字形或“U”字型路线,尽可能选择弯道少的路线。第2,突发险情出现时,逃生者从家里、集市、田间等不同的场所逃出后,将陆续汇集到主干逃生路线上,由于人数众多、车辆众多,可能会造成主干道路不畅而影响逃生速度。因此,在主干路线逃生时,应尽量挑选路况宽直、平坦的逃生道路。第3,森林茂盛地区易于迷失方向,应急逃生情况下更是如此。因此在林区小路逃生时,应尽量选择熟悉的路线,以免由于迷失方向而影响逃生速度,或是死于密林之中。第4,夜间逃生时,野外由于没有照明设施,往往会使逃生难度增大许多,而且慌乱之中容易迷失方向。因此,夜晚逃生最好能够带上手电筒等照明工具,以帮助选择逃生道路。为防止逃生过程迷失方向,逃生时应选好具有灯光的参照物;如果没有参照物可借助,也要注意依靠星斗定位和选择方向。第5,无论在支线道路上逃生,还是在主干公路逃生,都应尽量避开徒步穿越河流、沟坎、溪水等影响逃生速度的天然或人工物体。②人往高处走:由于硫化氢气体的密度大于空气密度,故在不考虑气象、风力等外来因素的作用时,硫化氢气体一般是贴近地表呈水平方向扩散。既然是“毒往低处漂”,那么逃生者就应该选择“人往高处走”,如此才能最大限度地规避风险。“人往高处走”也是一般性指导原则,但选择攀登路线时也要考虑个人的体力和年龄因素,如果个人年纪较高或是不擅长登山运动时,应该避免选择登高路线,以免因个人体力不支,未攀登至安全高度时,被随后扩散来的有毒气体击倒。即使是擅长攀登者,也不宜选择过于陡峭的登山路线,以免影响逃生速度。
(3)逃生方式优选原则
对于仓促情况下的应急逃生,逃生者不可能有更多逃生方式选择,但可以在借用辅助逃生工具和不借用辅助逃生工具这两种方式之间做出选择。借用辅助逃生工具的目的有3个,一是提高逃生速度,二是延长可用逃生时间,三是借助庇护体。①提高逃生速度方式:人类徒步行进的速度十分有限,通常,步行的速度一般只有3~4km/h左右,即使是部队强行军,速度也只有6km/h。在应急逃生过程中,人们不可能像日常散步那么轻松,有时候是在边走边跑,因此其速度与部队行军相差不多。由于逃生者的年龄和体力相差较大,故逃生的速度也大不相同,年轻力壮者的逃生速度会超过6km/h,短时间奔跑时会超过l0km/h;而年老体弱者的逃生速度通常不会达到6km/h,有些只能满足3~4km/h左右。因此,人们在测算逃生时间时,通常按平均逃生速度考虑,即年轻力壮者的平均速度取1.5m/s(5.4km/h),老人和小孩的平均逃生速度取0.8m/s(2.88km/h)。高含硫化氢的天然气本身就属于强扩散性气体,再加上风力的作用,其扩散速度是相当快的。影响硫化氢气体扩散的因素较多,其中与风力和风速关系甚大。高含硫化氢气田钻井、开发、集输和净化等所有生产环节,大多属于野外开放作业,一般很少有无风环境,即使以我们常见的二级风来看,其速度也可达1.6~5.4m/s。可以看出,常人的逃生速度不可能高于硫化氢的扩散速度,因此有必要借助汽车、摩托车、拖拉机等机动设备,以提高逃生的速度。如果逃生路线状况较好,即使借助自行车,也比徒步逃生的效果要好许多。②延长可用逃生时间方式:对于每一个逃生者来讲,可用逃生时间并不等于在所选定的逃生路线上所必须的最短逃生时间,而是这一时间与硫化氢气体扩散时间之和。
由此可以得出两个结论:
即使在逃生路线和逃生速度完全相同的情况下,由于风向的作用,可用逃生时间也不是固定的数值。也就是说,逆风逃生时的可用逃生时间,一定大于顺风逃生时的可用逃生时间。延长可用逃生时间,实际等于推迟了高含硫化氢气体到达的时间,属于间接提高逃生速度的行为。延长可用逃生时间最有效的办法,莫过于佩戴上应急逃生面具。从事高含硫化氢气田开发的企业,通常会在应急计划区内囤放一定数量的逃生面具,供应急逃生者使用。逃生者在逃生过程中,应该尽量考虑拿上一个,当感觉硫化氢即将出现时,及时佩戴上逃生面具继续逃生。通常,一个逃生面具的有效使用时间为10~30min,逃生者如果佩戴及时,等于从 “死神”手里争取到了10~30min的逃生时间。一般青壮年的逃生速度一般可达1.5m/s,老人和小孩的逃生速度一般也能达到0.8m/s。在10~30min的时间内,青壮年至少可以多跑出900~2 700m,老幼者也可以跑出480~1 440m。如果泄漏量不算太大,一个逃生面罩完全可以帮助逃生者脱离危险区。
李怀仲(1969-),男,现从事钻井生产和技术管理工作。
张箫铃
2010-11-09