高原矿山掘进人员氧气增补效果分析

杨 均

西藏华泰龙矿业开发有限公司（850200）

高原矿山掘进人员氧气增补效果分析

杨 均

西藏华泰龙矿业开发有限公司（850200）

高原矿山掘进工作是一项难度很大、内容复杂的工作，特别是高原矿山地区的空气稀薄问题是影响掘进工作的主要因素之一，因此，对高原矿山掘进人员的氧气增补需要做到位，才能使矿山掘进人员的安全得到保障。文章对高原矿山掘进人员氧气增补效果进行分析，来探讨合适的氧气增补方法。

高原矿山；掘进工作；氧气增补

0 前言

我国高原地区面积广阔、矿产资源丰富，而矿产资源的勘探工作近年才逐步加大力度，导致高原地区的矿产资源的开发工作较迟。近年来，随着勘探工作的力度加大，高原矿产资源的开发也逐步增多。在矿产资源开发的过程中，随着矿山掘进工作的不断深入，高原缺氧问题逐渐显露了出来，因此，对高原矿山掘进人员氧气的增补就显得很有意义。采取怎样的方法对高原矿山掘进人员进行氧气增补,并达到良好的效果是相关人员需要研究的内容,已成为高原矿山掘进工作顺利进展的前提条件。

1 测试条件

1.1 矿区条件

此次测试选取的高原矿区的条件为:海拔在4 200～5 000 m之间，矿区的斜坡道入口处的海拔为4 520 m，此地区为高寒高海拔缺氧地区。导致高原缺氧情况出现的原因是高原海拔的逐渐升高，其地区的大气压以及氧分压降低，由于氧气含量的降低达不到人体需要氧气的标准，造成人体缺氧。

1.2 增氧方案

由于高原矿山地区的氧气稀薄，因此，如何更好的实现对高原矿山掘进人员的氧气增补是非常重要的。在高原矿山掘进工作中，工作的内容比较复杂，但是处在掌子面工作的人员劳动强度最大，因此，他们高原缺氧情况最明显，这次增氧测试选取他们作为测试目标。选取矿山矿区4个掌子面的人员进行增氧研究，选取身体合格的人员14人，将他们分为3组。首先将相邻的两个掌子面上的共6人作为氧气气瓶组，让他们用容积为2 L的氧气瓶，佩戴氧气呼吸面罩进行增氧；将主斜坡道的一个掘进掌子面上的5人作为弥散组，通过弥散装置将氧气弥散到掌子面上来进行人员的增氧工作；最后，选取一个掌子面上的3人作为该测试的对照组，不采取增氧措施。

根据人在高原缺氧情况下不同的状态表现对增氧流量的需求也不一样，因此，将本次测试的增氧时间段定为早9～10时，时长1 h，持续10 d，在增氧测试的同时，要求3组测试人员继续进行正常的掘进工作。

1.3 评价指标

在高原矿山人员的氧气增补过程中，对效果的判定除了对被测人员表面观察外，其生理特征也是很重要的一个方面。因此，对于高原矿山人员氧气增补效果的评价指标主要是根据被测人员的生理指标和观察指标进行。被测人员的生理指标包括人体动脉血氧饱和度（Oxygen Saturation，SaO2）、脉率（Pulse Rate，PR）、 每分钟呼吸次数 （Breaths Per Minute，BPM）以及血压（Blood Pressure，BP）等，被测人员的观察指标包括胸闷气短、头晕眼花、目眩耳鸣等。

1.4 测试仪器

为了保证高原矿山掘进人员的氧气增补效果的准确性，本次测试所采用的测试仪器是由权威医院提供的相关设备和技术:血氧饱和度（SaO2）以及脉率（PR）的测量采用深圳市科瑞实业有限公司生产的脉搏血氧饱和度仪，型号是Prince-100B；对于血压（BP）的测量，主要是利用江苏鱼跃医疗设备股份有限公司生产的A型血压计听诊器保健盒来进行测量；对于每分钟呼吸次数（BPM）主要是参照Casio多功能表来作为依据的。

2 增氧系统

2.1 弥散增氧系统设计

针对主斜坡道的一个掘进掌子面上的5人的弥散组进行氧气增补,需要相应的弥散增氧系统，弥散增氧系统的设计主要包括40 L氧气瓶、连接软管、汇流排、输氧管、弥散增氧装置等部件，而氧气来源是将40 L氧气瓶通过氧气减压阀，与连接软管、汇流排组成氧气的输送结构，然后通过输氧管连接汇流排与氧气弥散装置。通过这样的构成结构，氧气瓶内的高压氧气经过相应的氧气减压阀减压后，依次通过连接软管和汇流排，经过输氧管流向弥散供氧装置，再通过弥散供氧装置向掌子面进行氧气的弥散，可以提高掌子面一定的局部氧气浓度，为高原矿山掘进人员的氧气进行增补。

2.2 增氧参数确定

通过了解相关资料发现，如果人体处在剧烈运动的状态，总耗氧量为2.8 L/min，根据这样的情况，确定气瓶组的每个人的增氧流量定为3 L/min。对于弥散组增氧量的确定，主要是根据矿山掘进工作的掌子面实际情况和前期隧道掘进供氧的相关经验，通过相关文献的资料以及对相关弥散式的供氧模型进行分析验证，将矿山掘进掌子面的弥散增氧量设定为10.8 m3/h。此次测试使用的氧气均为医用氧，气瓶组的氧气浓度≥99.7%，气瓶容量为2 L，充装的压力为13.0±0.5 MPa，供氧的流量为3 L/（人·min），弥散组的氧气浓度≥99.5%，气瓶容量为40 L，充装的压力为13.0±1.0 MPa，供氧的流量为10.8 m3。

3 增氧测试效果及分析

3.1 空间氧气含量变化

在高原矿山掘进人员增氧效果测试中，对于弥散组的测试是通过对实际的掌子面进行弥散增氧，进而通过一定的测量了解掌子面的局部空气含氧量的具体变化情况。根据实际的测量得到掌子面弥散增氧前局部3 m范围内的氧气浓度为 14.1%，而氧分压为13.4 kPa，而经过对掌子面来进行弥散增氧后，在相应的掌子面区域内，氧分压在15.3 kPa左右，这种氧分压的差异相当于将掌子面的海拔高度降低到2 000 m左右的氧分压值。

3.2 生理测量指标分析

综合分析被测人员在10 d内的生理测试情况，测试的结果用每天的平均情况±标准差来表示，首先在被测掘进人员的3个小组每天早上9～10时进行高强度掘进工作1 h后，对他们的生理指标的变化情况进行测量和分析。动脉血氧饱和度（SaO2）的测量结果为弥散增氧组人员的 SaO2从 （90.0±2.81）%上升到了（93.5±1.25）%，脉率（PR）从 97.3±12.66次/min下降到了83.1±11.29次/min，每分钟呼吸次数 （BPM） 从 21.7±6.05次/min下降到了19.3±5.08 次/min，平均动脉压（MAP）并未发生显著的变化。

3.3 观察指标结果分析

观察指标的分析主要是通过人员在测试前后的情况进行对比，分析出现的情况，掌子面工作的员工在没有进行氧气增补措施之前，1/3以上的人出现出气急喘、虚脱等情况，一部分人员出现胸闷气短、目眩耳鸣的情况，还有小部分人员出现脸色苍白、头晕呕吐的情况。而对掌子面工作的员工进行氧气增补措施之后，让他们继续按照先前的工作强度进行工作，出气急喘、胸闷气短、头晕呕吐等情况的发生大大降低，其它的一些症状也得到了一定的缓解。

3.4 增氧方式对比

为了判断增氧方式的效果，将弥散增氧和背负氧气瓶戴氧气呼吸面罩增氧这两种的被测掘进人员的生理测量指标结果进行比较，发现弥散增氧的人员SaO2变化率的增加幅度低于气瓶增氧的SaO2变化率的增加幅度，PR变化率的降低幅度高于气瓶增氧。因此，弥散增氧对于脉率（PR）的降低效果较气瓶增氧较明显，而气瓶增氧对于血压饱和度（SaO2）的提高比弥散增氧更有效，但是弥散增氧还具有提高局部环境的氧分压以及不会背负氧气瓶增加体力消耗等优点，更适合用于高原矿山掘进工作的进行。

4 结语

综上所述，氧气增补对于高原矿山掘进人员的工作具有重要的意义，通过对弥散增氧和气瓶增氧方法的比较，结果表明弥散增氧方法具有更好的应用优势。因此，需要将弥散增氧的方法进行广泛的推广和应用，来促进高原矿山掘进工作的进行。

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