受限空间作业中毒窒息事故分析与预防

王智江

(浙江杭州湾上虞工业园区管委会安监分局,浙江上虞312369)

中毒窒息事故是受限空间作业的常发事故之一,大多发生在封闭或半封闭设备以及其它受限空间内,施害物主要包括硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氨、笨、甲烷及其他有害物质等[1].在我国,由于化工企业的受限空间作业人员大都缺乏安全意识、安全知识和安全技能,而管理者对受限空间作业的危险性也认识不足,制度不健全或执行不力等,导致受限空间中毒窒息事故时有发生.

为了有效防止事故发生,通过对受限空间作业中毒窒息事故案例分析,结合事故树分析法,分析引起设备内受限空间作业导致中毒窒息事故发生的各种原因和事故树的最小割集及最小径集的计算,以及基本事件的结构重要度分析,提出防止受限空间作业发生中毒窒息事故的对策措施.

1 事故原因分析

2009年×月×日,某化工有限公司合成一车间重氮反应岗位发生一起2人中毒窒息死亡事故.事故发生是在重氮化作业完成后,由于底阀(反应釜夹头)内有异物而堵塞,在处理堵塞物时,作业人员从反应釜人孔进入釜内取异物时而发生中毒窒息.另一作业人员为救人进入釜内也发生中毒窒息.两人被发现后急送医院,因抢救无效死亡.

通过对事故调查分析,该事故的直接原因是:当作业人员发现反应釜底因异物堵塞而不能关闭的异常情况时,未按照公司《检修安全制度》和《进入容器设备作业步骤》的规定,上报审批进釜作业,对反应釜内作业环境的危险估计不足,安全意识淡薄;在进入反应釜时,作业人员未佩戴相应的防护用具,冒险进入危险作业场所作业,导致事故发生.而另一作业人员因施救心切,未按照公司《事故应急预案》的规定开展救援工作,也未考虑到釜内的危险,未采取正确的防护措施,盲目施救,导致事故扩大.

该事故的间接原因包括以下几个方面:

1)安全管理制度和操作规程执行不力.该公司对设备检修、进入容器作业和应急作业虽制订了相应的制度和规程,但这些制度和规程在实际生产过程中未能得到有效的执行,导致事故的发生.

2)对受限空间范围划定不清;没有防护措施和应急措施的规定;尚不具备对受限空间内的氧含量、有毒有害气体、粉尘浓度进行检测分析的技术手段;没有严格执行《有限空间作业安全技术规程》相关规定.

3)安全教育和特种作业人员培训不到位.该公司对职工的“三级安全教育”和岗位安全培训不到位,存在流于形式的现象.

4)缺乏相关的安全应急知识,导致事故应急救援措施不当.当事故发生后,发现者未及时报告和指派专人保护和监管现场,致使盲目施救,造成事故扩大.

5)事故应急器材配备不合理.事故现场没有设置事故应急柜,也没有配备防毒面具,导致施救者在无个体防护的条件下采取施救.

2 受限空间作业中毒窒息事故树

2.1 事故树分析

采用事故树分析(fault tree analysis,FTA)[2]方法,对以上受限空间作业中毒窒息事故进行分析,建立受限空间作业中毒窒息事故树,如图1.

2.2 最小割集和最小径集

根据事故树求最小割集和最小径集:

其最小割集为:

以上各项均代表该事故树的一组最小割集,共有12组,表明受限空间作业中毒窒息事故的发生有12种基本组合.

最小径集为:{x1,x2},{x3,x4},x5,{x6,x7,x9},{x6,x8,x9}.

以上各项均代表该事故树的一组最小径集,共有5组,表明受限空间作业中毒窒息事故预防措施有5种方法.

2.3 基本事件的结构重要度分析

结构重要度分析是从事故树的结构上,分析各基本事件发生对顶上事件发生所产生的影响程度(不考虑各基本事件的发生概率,即认为各基本事件发生与不发生的概率相同)[3].它可由结构重要系数近似判断.

图1 受限空间作业中毒窒息事故树Figure 1 Fault tree on asphyxiation and poisoning accidents when working in confined spaces

基本事件的结构重要系数可用以下近似判别式计算:

式中:I(i)—基本事件 xi的结构重要系数;xi∈Kj—基本事件xi属于最小割集组Kr;rj—基本事件xi所在最小割集中所包含的基本事件个数[4].

根据以上判别式,算得各基本事件的结构重要系数为:

从而可以确定各基本事件的结构重要度顺序为[5]:

由上式中各基本事件的排列顺序结果可以说明如下几点:

1)在受限空间作业中,未作气体置换事件的结构重要系数最大,从而对事故的影响也最大.

2)检测失效和产生有毒气体也是事故发生的主要原因之一,影响效果仅次于前一事件.

3)防护设备失效和防护措施不合理也是导致中毒事故发生的原因之一,其影响效果略低于检测失效.

4)缺乏相关的安全知识和安全操作规程不健全,也是导致事故发生的重要原因.

3 预防措施

根据事故的原因分析,以及运用事故树分析法所得到的分析结果,为防止受限空间作业中毒窒息事故发生,提出如下安全技术与管理措施.

1)保证受限空间中的空气质量

未作气体置换引发中毒、窒息事故在受限空间作业事故树中结构重要度最大,是导致中毒窒息事故的重要因素.所以,在受限空间作业之前必须进行充分的通风换气措施,降低受限空间内有毒、窒息性气体的浓度,且在作业过程中时刻保持通风[6].

2)防止有毒、窒息性气体泄漏

在作业前需确保所有与受限空间相连的设备、管道可靠隔离,绝不允许其他系统中的有毒有害物质(含窒息气体)进入检修的受限空间内.通过对工艺、机械、安全的分析,制定出相对合理的方案[7].同时,应按停车方案绘制出加堵盲板的流程图,在进出物料管线上进行加堵盲板,做明显标志,由专人统一管理.

3)严格检测受限空间中有害物和氧含量

检测失效也是中毒窒息事故发生的主要原因之一,所以在作业之前必须对气体进行检测,并确保检测的有效性.受限空间中的氧含量体积分数应在19%～23.5%的范围[8],有毒有害气体含量应符合国家规定标准.对于在作业过程中有可能产生有毒气体的情况,必须每隔一个时段对工作环境进行检测,环境不合格时则立即停止作业,进行置换处理.

4)加强防护用品的配备和监护工作

必须了解生产工艺的过程,针对作业环境的实际要求,配备足量、符合实际作业环境要求的防护用品.如普通防毒口罩、过滤式防毒面具(半面具),以及隔离式或正压式空气呼吸器等防护用具.在作业过程中,作业人员需正确佩戴防护用品,场外必须有监护人员监护及必要的施救用具.并定期对防护设备和器材进行检测,确保设备和器材的有效性.此外,受限空间作业人员的工具、材料要按要求逐一进行登记,防止将其遗留在工作点内[9].

5)对作业人员进行作业前安全教育

安全知识缺乏和安全意识薄弱也是导致事故发生的重要原因.由于作业人员的安全意识薄弱,对自己所从事的作业场所究竟是否存在危害因素一无所知.对进入受限空间作业缺乏防范意识,缺乏正确的操作方法,缺乏发生事故时应有的应急处理能力和基本常识.所以化工企业要经常开展安全宣传教育活动,加强职工安全知识培训教育,不断提高职工安全意识、自我保护意识和防范技能,作业之前要制定有效的事故应急救援预案.

6)健全并严格执行受限空间等危险作业的管理制度和作业规程

要依据国家《化学品生产单位受限空间作业安全规程》《化学品生产单位设备检修作业安全规程》等标准和规定,建立健全受限空间等危险作业的安全管理制度和安全操作规程,并且确保该制度与规程的有效执行,形成严格执行各项管理制度和操作规程的监督机制[10].对受限空间作业要重点把握以下六个环节:隔绝、清洗或置换、通风、检测、个体防护、监护,每个环节都必须落实到位.

4 结 语

受限空间作业中毒窒息事故树最小割集有12项之多,说明事故发生的因素多,原因复杂.从事故案例、事故树最小径集和基本事件的结构重要度分析可知:未作气体置换的受限空间作业对事故的影响最大,其次是受限空间空气质量检测失效和产生有毒气体,再次是防护设备失效和防护措施不合理,而缺乏相关的安全知识和安全操作规程不健全也是引起事故的重要原因.因此,针对受限空间作业中毒窒息事故,需要重点考虑:保证受限空间中的空气质量,防止有毒和窒息性气体泄漏,严格检测受限空间中有害物和氧含量,加强防护用品的配备和监护工作,对作业人员进行作业前安全教育,健全并严格执行受限空间等危险作业的管理制度和作业规程,以防止受限空间作业中毒窒息事故的发生.

[1]范银华,王树坤,陈桂成.有限空间作业中毒窒息事故的预防[J].中国安全科学学报,2006,16(5):89-93.

[2]袁昌明.事故树分析中最小割集、最小径集的计算机求解[J].中国计量学院学报,2002,13(4):308-310.

[3]袁昌明,张晓东,章保东.安全系统工程[M].北京:中国计量出版社,2006:70-83.

[4]黎 敏,文 慧.化工设备内有限空间作业爆炸事故树分析[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2009,22(2):65-68.

[5]黄郑华,李建华,边 成.有限空间事故类型分析与安全对策[J].化工安全与环境,2010,12:7-9.

[6]王文庆.化工设备内有限空间作业的安全措施[J].劳动保护,2006(2):89-90.

[7]袁昌明,王金国,于 飞.实用安全管理技术[M].北京:冶金工业出版社,1998:147-152.

[8]张艺林,蒋永明.化工企业安全管理[M].北京:化学工业出版社,1992:291-295.

[9]董茹英,陈 刚.化工厂储罐区事故分析与危险控制[J].中国计量学院学报,2006,17(2):150-154.

[10]张晓冬,章保东,袁昌明.油库火灾爆炸危险性分析与控制[J].中国计量学院学报,2005,16(3):251-254.