矿山和天然气危险因素分析

2019-04-161660

　　辨别非煤矿山危险

　　(1)危险识别的主要内容及辨识方法

　　危险辨识的主要内容有：厂址的地理及交通条件，厂区平面布局，建(构)筑物结构、生产卫生设施，生产工艺过程，生产设备、装置，粉尘、毒物、噪声、振动、辐射、高温、低温等有害作业部位，工时制度、女职工劳动保护、体力劳动强度，管理设施、事故应急抢救设施和辅助生产、生活卫生设施。

　　危险识别过程是组织建立职业安全卫生管理体系的基础，许多系统安全分析、评价方法，都可用来进行危险因素的辨识。方法是分析危险因素的工具，选用哪种方法要根据分析对象的性质、特点、寿命的不同阶段和分析人员的知识、经验和习惯来定。通用的辨识方法大致可分为两大类：

　　直观经验法。适用于有可供参考先例、有遗忘经验可以借鉴的危险辨识过程，又可分为和类比方法。对照、经验法对照有关标准、法规、检查表或依靠分析人员的观察分析能力，借助于经验和判断能力直观地评价对象危险性和危害性的方法。类比方法利用相同或相似系统或作业条件的经验和职业安全卫生的统计资料来类推、分析评价对象的危险、危害因素。多用于危害因素和作业条件危险因素的辨识过程。

　　系统安全分析方法。即应用系统安全工程评价方法的部分方法进行危险辨识。系统安全分析方法常用于复杂系统、没有事故经验的新开发系统。常用的系统安全分析方法有事件树(ETA)、事故树(FTA)等。

　　(2)物质及作业环境危险辨识

　　生产过程中的原料、半成品、成品和废弃物分别以气、液、固态存在，它们分别具有相应的物理、化学性质及危险、危害特性。《常用危险化学品的分类标准》 GB13690-92将145种常用的危险化学品分为爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体(含自燃物品)和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有毒品、放射性物品、腐蚀品等八类。这些危险特性可概括为化学反应危险、高能量储存的危险、物质毒性危害、腐蚀性危害、辐射危害等。可根据易燃、易爆物质化学特性、引燃或引爆条件，分析其生产、储存、运输、使用过程中的火灾、爆炸危险因素。可根据存在的有害物质和物理危害因素，分析作业环境的危害因素。

　　(3)重大危险源辨识

　　《重大危险源辨识》(GB18218-2000)首次提出重大危险源的概念，并列出142种重大危险源。重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或储存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。重大危险源辨识依据是物质的危险特性及其数量。单元内存在危险物质的数量等于或超过临界量，即被定为重大危险源。单元内存在危险物质的数量根据处理物质种类的多少分为以下两种情况：单元内存在的危险物质为单一品种，则该物质的数量即为单元内危险物质的总量，若等于或超过相应的临界量，则定为重大危险源。单元内存在的危险物质为多品种时，则按下式计算，若满足下面公式。则定为重大危险源。

　　《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字[2004]56号)中又规定重大危险源申报的类别为：贮罐区(贮罐);库区(库);生产场所;压力管道;锅炉;压力容器;煤矿(井工开采);金属非金属地下矿山;尾矿库。

　　重大事故是由于重大危险源在失去控制的情况下导致的后果。重大事故隐患包含在重大危险源的范畴之中，从事大故预防的角度，加强对重大危险源的监控管理，控制危险源，查找、治理事故隐患是非常必要的。

　　天然气加气站危险因素

　　天然气的组成

　　天然气的主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烃类，还含有少量的二氧化碳、氮、硫化氢等非烃组分。其物性参数为：密度 0.7708 kg/m3;相对密度 0.5964(对空气10℃);爆炸极限：5～15%;热值：8100 kcal/m3。

　　天然气中甲烷的体积百分比较高，因此，天然气的主要危险有害因素来自甲烷，而乙烷、二氧化碳和氮气等的体积百分比不会高到对人体产生危害的程度，故在不予辨识分析。甲烷的物化性质及危险危害特性见表1。

　　表一

　　天然气的火灾危险性

　　1)易燃性

　　天然气属甲类，当其在作业场所或储存区弥漫、扩散或在低洼处聚积，在空气中只要较小的点燃能量就会燃烧，因此，具有较大的火灾危险性。

　　天然气在空气中燃烧为均相燃烧，遇火即着。一旦燃烧产生，呈现出燃烧速度快、燃烧温度高、辐射热强的特点，其燃烧温度可达2120℃。天然气燃烧过程中各可燃组分的燃烧反应式及放出的热值见表2。

　　注：燃烧反应在温度为15.5℃、压力为101.325kPa的条件下进行。

　　碳氢化合物燃烧反应的通式为：

　　天然气燃烧没有物态的变化，燃烧速度快，放出热量多，因而产生的火焰温度高、辐射热强，造成的危害性也大。

　　2)易爆性

　　可燃性混合气体的爆炸，首先是天然气与空气的相互扩散、均匀混合形成爆炸性混合气体，并且由于混合气体遇着火源使爆炸开始发生;其次是由于连锁反应过程的发展，爆炸范围不断扩大和爆炸威力升级;最后是完成化学反应，爆炸力造成灾害性破坏。

　　设备中的天然气泄漏在大气中，其浓度达到爆炸极限范围时，遇火源即将发生燃烧或爆炸，当天然气浓度低于下限时，遇火源既不爆炸亦不燃烧，当天然气浓度高于上限时，遇火源不爆炸但能发生燃烧。

　　在设备中，如果存在天然气与空气形成的混合气体，其浓度在爆炸极限范围内时，有点火能即发生燃烧或爆炸，这种爆炸危险性更大。

　　天然气的热膨胀性

　　当天然气受热膨胀所产生的压力大于管道的抗压强度时，还也会发生设备爆炸，因此电加热保温带温度控制非常重要。

　　扩散性

　　天然气能以任何比例与空气混合，说明气体具有无限的掺混性。容易与空气形成爆炸性混合物，顺风飘移，遇火源即爆炸蔓延，如天然气中的氢、甲烷等。

　　形成水合物的危害

　　加气站的天然气为干气，不带水，但若异常情况下，气中带水时，天然气中的某些组分如甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和二氧化碳等会与液态水在一定的温度、压力条件下所形成的一种外形象冰霜的物质，即水合物。这种晶体的形成与堆积，会减小输送管道的截面积，严重时造成堵塞，使管道系统内压增大，带来更大的危害。

　　水合物的形成机理及条件与水结冰完全不同，即使温度高达29℃，只要天然气的压力足够高，其仍然可以与水形成水合物。形成天然气水合物的必要条件是：

　　1)必须有液态水与天然气接触;

　　2)天然气中的水蒸气分压等于或超过在水合物体系中与天然气的温度对应的水的饱和蒸汽压;

　　3)天然气的温度必须等于或低于其在给定压力下水合物形成温度。

　　以上三个条件是形成水合物的内因，此外还有一些加速水合物形成的外因，主要包括以下几个方面：

　　1)高流速、气流扰动或压力脉动;

　　2)出现小的水合物晶种;

　　3)天然气中含有硫化氢和二氧化碳，因为这两种酸性气体比烃类气体更容易溶于水。

　　压缩机危险、有害因素

　　压缩机是加气站的重要设备，一旦发生事故，会造成严重影响，具体分析如下。

　　(1)如压缩机的密封件失效，有可能导致压缩机泄漏而引发燃烧爆炸事故。

　　(2)压缩机的冷却系统出现故障，如冷却不良、冷却水中断等，会使设备内部温度过高，高温导致压缩机内部的润滑油粘度降低，失去润滑作用，使设备的运行部件摩擦加剧，进一步造成设备内温度超高，引起火灾、爆炸事故。

　　(3)若压力表、安全阀等安全附件失效或损坏，有可能导致压缩机超压而发生火灾爆炸的危险;压缩机柜如通风不良，泄漏的天然气不能及时排出，易达到爆炸极限，一旦遇到火源，就会发生火灾、爆炸事故。

　　(4)压缩机检修前或检修后，未对系统进行安全置换，压缩机内残存天然气有可能被点燃而发生火灾爆炸事故。

　　(5)压缩机开、停机操作违反操作规程，进气阀开启程序错误易使压缩机的开、停车过程中形成负压，导致密封不严处混入空气而发生燃烧爆炸事故。

　　(6)压缩机汽缸中的润滑油如选择不当、加油量过多、油质不佳、油温过高等因素会形成积炭。积炭是一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击等引燃条件下都有可能燃烧。积炭燃烧后会产生大量一氧化碳，当压缩机中一氧化碳的含量达到爆炸极限时，就会发生燃爆，进而引起压缩机爆炸。

　　(7)压缩机在运行过程中会产生噪声，若未采取隔音降噪措施，有可能造成噪声伤害。

　　(8)压缩机在运行过程中会产生一定的振动，若压缩机未采用防振措施，有可能造成振动危害，严重时，可发生火灾、爆炸事故。

　　(9)压缩机使用电气，如不设接地保护或保护失效，作业人员误触带电体，会发生触电事故。

　　(10)压缩机放散管安装如果距地面过低，压缩天然气从放散管出来后，可能会造成人员窒息的危险。

　　(11)压缩机缓冲罐是压缩机重要设备之一，分析如下：

　　①若压缩机缓冲罐的压力表、安全阀等安全设施未设置或失效，有可能造成火灾、爆炸事故。

　　②若缓冲罐的压力表上部未设置卸压孔，在进行压力表检修时，由于气路中存在天然气，当卸压时有可能冲起附件将人员打伤。

　　③在天然气进缓冲罐时，若缓冲罐前后的阀门损坏，有可能导致缓冲罐内气体体积过多，而发生超压爆炸的事故。

　　④若缓冲罐本身材质缺陷或因腐蚀使缓冲罐受力能力下降，在天然气压力加大时，有可能造成缓冲罐超压爆炸事故。

　　储气瓶危险、有害因素分析

　　(1)储气瓶本身选材不当、材质有缺陷以及焊接不良、设计压力不能满足要求等原因，有可能造成储气瓶的物理性形变导致瓶壁破裂，使高压天然气泄漏，遇到火源会发生火灾爆炸事故。

　　(2)储气瓶的安全附件(压力表等)失效，高压天然气从瓶中喷出时易形成静电，或遇到周围环境中的火源，点燃喷出的天然气会发生冲瓶喷燃，如喷出的天然气与空气混合达到爆炸极限后，又遇到火源，会发生严重的燃爆事故。

　　(3)储气瓶在运行过程中未进行定期检修或检修时操作不当，有造成燃烧爆炸的可能。

　　(4)若储气瓶区未设置防撞栏，有可能撞坏储气瓶设施，进而可能发生火灾、爆炸事故，当人员吸入泄漏的天然气时，则可能会发生中毒事故。

　　加气过程危险性

　　(1)加气机的加气胶管内在质量差或长期使用疲劳破损，或受外界腐蚀强度降低均有可能导致胶管破损拉裂而使天然气泄漏，遇到火源发生燃烧爆炸事故。

　　(2)加气作业时，对接不严或密封不良，造成管路内天然气高压喷出形成静电火花，有可能导致燃烧爆炸事故。

　　(3)加气系统的压力表和限压设施失灵，当加压过高时，有可能使加气系统超压泄漏而导致燃烧爆炸。

　　(4)车辆突然启动，且拉断阀失效，有可能拉断加气枪上的加气软管而造成泄漏，遇到静电火花或明火而发生燃烧爆炸事故。

　　(5)加气员若在操作中注意力不集中、操作失误、压力表失效未观察到，极易发生火灾爆炸事故。

　　(6)在加气过程中，若天然气发生大量泄漏，有可能造成中毒事故。

　　(7)加气机附近若不设置防撞设施，当汽车量位不准确时，有可能撞击或撞倒加气机，造成天然气泄漏，遇到火源时发生火灾、爆炸事故，也可能造成人员中毒事故。

　　电气设施危险因素分析

　　电气火灾事故的原因包括电气设备缺陷或导线过载、电气设备安装或使用不当等，从而造成温度升高至危险温度，引起设备本身或周围物质的燃烧、爆炸。在调压站等易燃、易爆危险环境中，设置有防爆电机、电控阀门、仪器仪表、照明装置及连接电气设施的供电、控制线路等。这些设施、连接一旦发生火灾或故障，将会引起安全事故。

　　1)火灾爆炸危险区域划分不准确

　　火灾爆炸危险区域划分不准确可能造成危险区域防爆电气设施等级确定错误，以至于所选用的电气设施安全防爆性能不能满足实际工况要求，引发事故。

　　2)电气防爆性能

　　防爆电气设施自身存在质量问题;系统连接完成后，整体防爆性能不能满足工况要求;在实际运行中，对已具防爆性能的电气设备、线路、电机、照明设备进行改装、维护或修理，随后又未经防爆性能检测就投入使用，可能造成不防爆，造成火灾、爆炸等安全事故。

　　3)电气线路事故

　　电气线路往往由于短路、过载运行、连接点接触电阻过大等原因，产生电火花、引起电线、电缆过热，从而造成电气火灾。漏电还会引起触电事故。

　　造成这些危险有害因素的原因一般包括：电气设备的设置不能满足其工作环境的要求，电气设备没有国家指定机构的安全认证标志或是国家颁布的淘汰产品，电力装置不能满足用电负荷的要求，电气设备没有可靠的触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护及电气安全距离，未根据作业环境和条件选择安全电压或安全电压值和设施不符合规定。

　　防雷、防静电危险因素分析

　　加气站的防雷、防静电设施有可能存在质量问题或管理不善，从而造成安全事故。

　　1)静电：由于摩擦、接触--分离、破断、感应和电荷迁移等原因而产生静电，如设备、设施无防静电措施或防静电措施效果差时，会使静电逐渐积累，导致静电放电而产生静电火花。在可能产生静电危害的作业场所，没有配置个人防静电的防护用品，可由于运动中产生的磨擦使人体带上静电，并可能因静电电击引起精神紧张、摔倒、坠落，造成二次事故。

　　2)雷电：雷电是一种大气放电的现象，虽然放电作用时间短，但放电时可产生数万伏至数十万伏冲击电压，放电电流可达几十到几十万安培，电弧温度也可达几千度以上，对建筑群中高耸的建筑物及尖形物、空旷区内孤立物体以及特别潮湿的建筑物、屋顶内金属结构的建筑物及露天放置的金属设备等有很大威胁，可造成生命和财产的巨大损失。雷电的危害一般分为两类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用;二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁感应。其火灾危险性主要表现为：

　　(1)雷电流的高压效应产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，巨大的电压击穿电气设备的绝缘使设备发生短路，导致火灾爆炸等直接灾害;

　　(2)雷电流高热效应放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点产生高温，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸;

　　(3)雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡;

　　(4)雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压，产生放电现象从而导致火灾;

　　(5)雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，感生出的电流可引起变压器局部过热而导致火灾;

　　(6)雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用会引起配电装置或电气线路断路的燃烧从而导致火灾。

　　造成这些危险因素的主要原因有：

　　1)系统所设置的防雷、防静电装置的位置、连接方法不正确，造成防雷、防静电效果达不到设计要求;

　　2)避雷装置发生故障或消除静电装置失灵;

　　3)防雷、防静电装置采用非良导体材料制造，或年久失修接触不良，造成接地电阻过大，难以起到消除雷电或静电作用。

　　车辆伤害

　　加气站在经营过程中，现场会有加气出入车辆、工作人员办公车辆等，会由于车辆问题、驾驶员违章驾驶等原因发生车辆伤害事故。

　　人为失误

　　人在生产活动中起着决定性的主导作用和支配作用，而人又会受到诸多客观因素的影响，因此，不可避免有人有失误的概率存在，特别是在特定的操作系统中进行具体作业时，影响人的诸多因素，都会在一定的条件下对正在进行操作的人产生影响，好的因素会使人的工作积极性高涨，从而会提高生产的效率，而不好的因素却会使人的情绪受到影响，会导致生产效率下降，严重的还会使人在日常生活及工作中的行为失常，极易导致事故发生。

　　国内外的事故统计分析表明，在每年发生大量的事故中，大部分的事故是由人的因素造成的。由此可见，人在生产活动中行为的管理以及全面提高操作者的综合素质，对企业的安全生产是至关重要的。

　　主要有害因素分析

　　窒息性气体中毒危害

　　甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息死亡。

　　温度危害

　　1)高温危害

　　本项目在夏季加气作业过程中存在高温危害。当加气工在炎热的夏季进行作业时，高温可影响其体温调节，水盐代谢及循环系统、消化系统、泌尿系统等。当热调节发生障碍时，轻者影响劳动能力，重者可引起别的病变，如中暑。当水盐代谢的失衡，可导致血液浓缩、尿液浓缩、尿量减少，这样就增加了心脏和肾脏的负担，严重时引起循环衰竭和热痉挛。

　　2)低温危害

　　本项目在冬季加气作业过程中存在低温危害。当环境温度低于皮肤温度时，首先皮肤毛细血管收缩，使人体散热量减少。当环境温度继续下降时，产生冷应激效应，通过肌肉的抖动，增加了产热量，维持体温恒定。当在低温环境下工作时间过长时，超过了人体的冷适应能力，体温调节发生障碍，就会造成机体的损害，如冻伤。

　　加气站安全对策措施

　　加气站主要危险有害因素为火灾、爆炸事故，为预防其发生，主要措施如下：

　　1、站内按“第二类”防雷设防，站房和罩棚等建筑采用避雷带的保护方式;气瓶区设避雷针，避雷针独立接地，接地电阻不大于10Ω。工艺设施做防雷、防静电联合接地装置接地，接地电阻不大于4Ω。且在工艺管道法兰、阀门、弯头及胶管处，采用6mm2多股铜导线跨接。

　　2、压缩天然气拖车卸气时，设专用接地装置，并设静电接地报警仪。

　　3、站内防爆区域内的电气设备选型应为EXdⅡAT1，罩棚下的灯具为IP44防护灯。如果防爆等级不符合要求，可能会引发火灾、爆炸事故。

　　4、加气机、气瓶(或气井)、压缩机等设备应采用国家定点专业生产的设备，安全附件应齐全，并在加气区、储气瓶组、压缩机旁设置有可燃气体浓度检测装置，一旦发生泄漏即可报警，以便于采取措施。工艺过程应采用PCL自动控制系统，实行全程自动控制。

　　5、加强安全管理，负责人和安全管理人员应经安监部门培训，持证上岗，加气员工为特种工，应经相关部门的培训，具有压力容器操作证。负责人和安全管理人员应按《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》(AQ/T9002-2006)编制事故应急救援预案，并定期进行演练，提供职工安全意识，站内禁止使用烟火。