提高受限空间作业本质安全程度的若干措施

廖志国

(安徽省应急管理科学研究院，安徽 合肥 230061)

0 引言

受限空间，在有些场合又称有限空间、密闭空间，是指封闭或者部分封闭式空间结构，出入困难，内部狭窄，依靠自然通风不能将内部有毒有害物质如易燃有毒气体及时有效排除，内部氧气消耗后难于从外界空气补足，作业人员不能在该场所长时间工作的空间[1-4]。受限空间作业一般具有环境湿热狭小、危险有害因素种类多且交织等特点，容易造成生产安全事故。而且受限空间出入口狭窄以及内部往往存在障碍物，会使遇险人员以及救援人员的进入和退出变得困难。作业人员遇到险情时，自救和外部救援难度大，在缺少合适的救援设备和采用不当的救援方法盲目施救，经常造成伤亡扩大。

国家出台了一系列文件，规范受限空间作业，强制规定了受限空间作业必须采用的一些安全措施，强调了作业过程风险控制和作业前的审批，明确了人员监护的重要性，对减少受限空间作业事故的发生起到了一定作用。但受限空间作业发生事故的现象并没有得到有效遏制，每年都发生因受限空间作业引发的事故，造成人员伤亡。据相关事故统计资料，2016—2020年全国范围内总计发生受限空间作业较大以上事故173起，造成604人死亡，较大以上受限空间事故平均超过30起/年，事故仍时有发生[2-3]。

本文对受限空间作业的危险有害因素以及事故发生发展特点进行分析，从本质安全的角度提出防范受限空间事故的措施，为各行业受限空间作业安全提供参考，以期降低受限空间事故发生的概率。

1 受限空间作业危险有害因素

常见的受限空间有不同类型工厂和市政设施的各种设备内部，如各种工业炉窑、反应塔、反应釜、储罐、槽车罐体、管道、烟道等的内部空间，以及封闭、半封闭的设施及场所，如封闭式储仓、发酵池、船舱、电缆沟、下水道、地下阀门间、污水处理设施等。农村的畜禽粪便处理用沼气池和储存仍具有呼吸作用的菜类和植物种子等农产品的地窖也是常见的受限空间。

受限空间由于其可能包含的物质和在该空间内进行的活动的性质而具有潜在的危险。这些区域的自然通风不良，使得通常在正常空气中不存在或者低浓度的物质积聚起来，达到致害浓度。受限空间内气体环境的几个关键危险有害因素是：缺氧、富氧、可燃气体、有毒气体等。这些危险有害因素是高度致命的，在没有采用适当的安全措施的情况下，导致进入受限空间人员的严重伤害和死亡。

受限空间常见的其他危险有害因素是：电、内部可燃材料、坍塌掩埋、淹溺、物体打击、机械伤害、高处坠落、能见度差、噪声、高温、放射性物位计、难以进入和离开、湿滑的行走表面、被腐蚀的走道或物体、细菌风险(例如军团菌)、动物(例如坑中的蛇)。

当与受限空间相关时，这些危险有害因素常常变得比平常更危险。例如不引人注意的菜类和植物种子呼吸作用，释放的二氧化碳会导致贮存地窖里缺氧。这些危险有害因素集中在受限空间内，没有释放消散空间，受限空间起到了将危险有害因素放大或者聚焦的作用，很多情况下受限空间变成了极度危险场所。

2 受限空间事故特点

在不同的条件下，受限空间作业的危险有害因素中的一个单独作用或多个因素协同作用，导致受限空间作业发生不同类型的事故。受限空间作业事故类别主要包括中毒、窒息、火灾爆炸、触电、机械伤害、灼烫、高处坠落、物体打击、淹溺、坍塌等[4]。依据历年来的事故案例，按照事故发生率从高到低的顺序，主要集中在中毒、窒息和火灾爆炸等三个方面[2]。

与一般的事故相比，除了具有因果性、随机性、潜伏性、可预防性等事故普遍性特征外，受限空间作业事故由于作业环境特点还具有如下特点。

2.1 造成事故所需的危险物质总量少和能量能级低

由于受限空间体积小，系统的热容量小，少量的可燃物即可造成严重后果，火灾时空间内部升温迅速，烟雾密集。即使发生小型火灾，人员也会因为无处躲避或逃生困难，容易吸入高温烟气而伤亡。此外，由于受限空间内气体与外界空气交换速率慢，少量的有毒有害物质在此空间内散布，就可以达到致害甚至致死浓度。

一般场所48 V可作为电击防护的特低电压。干燥而触电危险性较大的环境下安全电压规定为24 V，但对潮湿而触电危险性较大的环境(如金属容器内部等特殊受限空间)，安全电压规定为12 V，可见受限空间内导致事故发生的能量等级较低[5-7]。

2.2 事故隐蔽性强

受限空间中危险因素具有一定的隐蔽性，例如导致中毒窒息或火灾爆炸事故的一氧化碳、二氧化碳、氮气、甲烷等都是无色无味的气体，不易被人感官察觉。经常导致中毒事故的硫化氢气体浓度较低时会有臭鸡蛋般的味道，但其浓度高时，由于高浓度硫化氢将人的嗅觉神经麻痹，反而使人觉察不到气味。而且有些气体是在作业开始后发生缓慢的化学反应产生，如作业人员的呼吸会产生二氧化碳。或之前被吸附、溶解在其他物质中，在作业过程中由于机械搅拌、温度升高等慢慢析出，如溶解吸附在污水中的硫化氢等，导致初始检测合格的作业环境气体成分发生有害变化，这些气体产生释放过程比较平缓，事故往往在无警觉的情况下发生[8]。

受限空间作业人员在空间内部作业，监护人员在外部监视，可能由于通视条件差以及无线信号受金属容器阻隔，内外部信息交流不畅。受限空间作业事故除非引发火灾爆炸，一般没有明显的声光电热现象，事故初期不能及时被发现。例如，罐内作业人员蹲姿作业昏迷后，外部监护人员可能无法及时发现。即使监护人员发现异常，初期事故类型也不易判断是中毒、窒息、触电还是高温中暑等。

2.3 施救困难

受限空间大多出入口不便，通道狭小，照明不良，空间内有原有内容物阻挡，不能使用大型器械，只能依靠救援人员人力施救。救援人员以及应急救援设施如空气呼吸器、救援绳、通风长管等设备的使用经常受到限制。例如某公司“3·16”较大中毒和窒息死亡事故，该公司在对聚氯乙烯聚合釜进行清釜作业时发生事故，由于釜口尺寸较小，救援人员背负空气呼吸器无法进入，影响救援的时效性[9]。

2.4 容易造成人员伤亡

根据轨迹交叉理论，物的不安全状态和人的不安全行为两种因素运动轨迹交叉就会构成事故。受限空间延长了不安全状态的持续时间(减缓了有毒物质的消散)，限定了人的活动范围(在受限空间内作业，而且往往人和工具的使用受到空间限制)，使得两者的时空分布重合程度高。例如物体打击事故一般是人的轨迹与运动物体的线性轨迹于某点交叉，火灾事故热辐射伤害、爆炸事故冲击波伤害是面与线交叉，受限空间中毒与窒息事故相当于人的运动轨迹全方位包络于“立体”的有毒有害气体中，相当于轨迹重合，导致了人员伤亡事故的多发性。处于有毒有害气体包围之中的受限空间事故遇险人员持续遭到伤害，脆弱的呼吸和神经系统受到损害，失去自主呼吸等重要的生理功能，在有效的外部救援到来之时，往往已经为时已晚。

2.5 救援人员也成为受害者

受限空间事故的发生可能因为在作业准备阶段没有准确识别出危险有害因素，存在麻痹大意等人为失误。事故发生后，在场作业人员在没有确保安全的情况下鲁莽施救，可能也成为受害者。

根据相关数据，2016—2020年全国范围内共发生较大以上受限空间事故173起，其中122起存在施救措施不当而导致事故后果扩大的情况，占事故总起数百分比接近71%，施救不当导致的死亡人数为265人，分别占总死亡人数和伤亡扩大事故总死亡人数的43.87%和64.01%。而且在这122起事故中，有102起救援人员伤亡人数高于事故刚发生时遇险人数，占比高达83.6%[2-3]。

2.6 事故伤亡人员以简单劳动工人为主

受限空间内作业种类较多，有时会涉及动火作业等其他特殊作业，但是大量的受限空间作业以简单的设备设施内部清理淤积物、粉刷喷涂为主，虽然作业环境恶劣但是作业内容简单，对人员的技术能力要求低。许多这样的简单受限空间工作外包给承包商，这些承包商内部安全管理制度往往不健全，雇用的从业者多为外来务工人员，工作流动性大，作业前并未经受过专门训练，安全意识差，安全知识技能薄弱，往往成为事故的首批受害者。

3 受限空间事故本质安全对策措施

为了预防受限空间作业事故的发生，相关部门出台了《工贸企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》(原国家安全生产监督管理总局令第80号)、GB 30871—2014 《化学品生产单位特殊作业安全规范》等文件、规范，用以指导企业以及承包商、个人等安全进行受限空间作业。要求企业采用的安全对策措施囊括受限空间作业的事前、事中和事后管理措施，主要有：建立健全受限空间作业安全管理制度、辨识受限空间并建立健全管理台账、设置安全警示标志或安全告知牌、开展相关人员受限空间作业安全专项培训、配置受限空间作业安全防护设备设施、制定应急救援预案并定期演练、加强受限空间发包作业管理等。

这些措施采取后，有效降低了受限空间事故的发生。但是由于这些措施侧重于保障作业过程的安全，主要方法是消除和减弱受限空间有害物质能量的累积或将其隔离，保证作业环境安全。这些安全措施实施流程环节较多，需要人员手动操作和人工确认结果，人为因素多，因而这些安全措施出错失效甚至未被采取的概率很高。这些措施没有消除受限空间重要的危险特征“受限”，从事故统计看，导致受限空间事故发生的原因中，未采取安全措施和安全措施失误占比较大，一定程度上说明了这些安全措施的脆弱性。从实践看，有些受限空间的存在和形成是可以避免的，因此换一种思路解决问题，从本质安全角度出发，从以下几个方面考虑消除或减弱受限空间风险，将受限空间转换为非受限空间、降低受限空间作业频次以及为应急救援提供便利条件。

3.1 消除现有的受限空间

一些受限空间，尤其是需要较频繁使用的污水处理设施用房，可以安装连续运行或与门开关状态联锁的机械通风设施，以控制空间内部的空气质量。如果原有空间需要依靠机械通风才能允许人长久停留，那么就需要安装警报器，在通风设备停止运行时发出警报，并考虑安装适当的固定式气体检测报警仪，保证空气质量合格。如此可以保证空间适合正常连续使用，并取消受限空间的属性。

3.2 消除或减少进入受限空间的需要

(1)将需要定期操作、检查或维护的关键设备(阀门、仪表等)安装在受限空间之外，以便不需要进入。

(2)延长阀门手柄，使其可以从受限空间外操作。

(3)安装延长管和接头，以便从受限空间之外进行润滑。

(4)对位于受限空间底部的设备(如水泵)，使用长度富余的柔性的进出水管、电缆等部件，并安装提升系统，这样就可以在不进入受限空间的情况下对其进行拆卸和维修。

(5)使用自动化仪表和远程监控系统(摄像头、气体检测、泄漏检测、无线抄表器等)，在受限空间外获得所需信息。

(6)选择兼具长寿命和低维护要求的设备，以减少所需的进入次数。

(7)在储罐和其他设备上安装可以用来观察和清洁的开口(无需进入或探入操作)，这样就可以在不进入空间的情况下看到内部并进行清洁。

(8)设置合适的清洗设备。例如在清洗反应釜、坑池时，可以使用高压水(10 MPa以上)清洗，避免作业人员进入受限空间进行清扫和直接接触有毒物质。

3.3 消除或尽量减少安全隐患

(1)严禁在受限空间内放置无关的具有潜在危险性的物料(如有毒或可燃气体以及污水等)管道。如果空间内有管道，管道接头应使用焊接接头而不是法兰接头以防止泄漏。

(2)安装集水池和排水泵以防止积聚过多的地下水以及其他杂散液体。成分不明的杂散液体可能含有机碎屑，这些碎屑可能会分解并导致缺氧或产生有毒气体。

(3)地面上一些受限空间可以采用活动式围护结构如活动屋盖结构和活动外墙结构。例如污水处理设施的隔油池、污水池、调节池等防止气体无组织放散而广泛使用的膜结构罩棚，可以设置柔性折叠型开合围护结构。在需要有人进入工作时，将原空间封闭式围护结构临时改变为半封闭或敞开式结构，原空间由室内空间便转换为环境空间[10]。或考虑侧墙采用塞拉门或推拉门，这样可以加大门体开度，增强自然通风效果。

(4)不适宜采用活动半敞开式或敞开式构造的受限空间，如果有潜在的危险气体环境，应按一定间隔设置通风口，并在空间相对的两端提供开口，以促进完全和有效的通风。

(5)确保所有固定电气设备和进入受限空间内的临时电气设备都有适当的保护措施，并获得适用特定环境的认证。

(6)在受限空间之外设置执行锁定排空操作的开关，确保空间内的所有能量源都能被安全隔离，并可将剩余的能量消散。同时考虑在受限空间内部设置相应开关，实行双重锁定。

(7)在需要用梯子进出的地方，安装由防锈材料制成的固定梯子，其强度要足以承受预定的最大负荷。开敞式的大型地下坑池，可以考虑牺牲部分容积，设置固定式的入池台阶，因为台阶、斜梯、直梯的易用性依次递减。

3.4 方便救援的措施

(1)保证受限空间出入口处有足够大的空间，以满足救援人员及其设备的需要。

(2)对深度超过5 m垂直空间，必须事前配备机械装置以便救援。

(3)确保受限空间外部有足够的顶部空间，以便在垂直进入时使用三脚架或吊臂吊放系统。如果没有足够的空间，在出入口上方设置一个永久性的坚固锚点，可以将滑轮或绞盘连接在上面，以便救援。

(4)根据受限空间尺寸和形状，在不同的位置设置多个进入受限空间的出入口，以便更好地进入空间的所有区域。

(5)确保出入口至少为600 mm见方或直径600 mm。对常压容器以及普通检查井等，人孔直径宜在标准规格尺寸中选大者[11]。

(6)在有坡度的料斗和筒仓的底部安装多个大型仓口盖，在发生淹没的情况下，可以打开迅速排空。

4 结语

受限空间作业环境复杂、危险性大、事故后果严重、施救不当会造成伤亡扩大，涉及受限空间作业的单位都应该采取措施保障受限空间作业安全。本文针对受限空间作业危险有害因素、事故特点进行分析，提出了一些从本质安全角度提高受限空间作业安全性的对策措施。