隧道有害气体监测设备与检测方案文档格式.docx
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3
有毒气
体
TWA
(8
小时统计
权重平均值)
STEL
(15
分钟短期暴
露水平)
IDLH
(立即致死量)
ppm
MAC
(空间最大
允许浓度)
mg/m3
氨气
NH3
25
35
500
30
一氧化
碳
CO
/
1500
氯气
Cl2
0.5
HCH
10
4.7
50
0.3
硫化氢
H2S
15
300
氮
NO
100
二氧化
5
的。
可燃性气体的危害主要是气体燃烧引起爆炸,从而对财产与人
的生命造成危害。
但可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件。
一定
量的可燃气体、足够的氧气与点燃的火源。
以上三个条件缺一不可。
通常将可燃气体发生爆炸的气体浓度称为最低爆炸极限,一般用
LEL
表示。
不同的可燃气体具有不同的
LEL。
所以对于可燃气体的检
测一般检测它的
4
序号
有
害
气
体
名
称
极
限
浓
度
瓦斯(CH4)
1%
一氧化碳(CO)
0.0024%
二氧化碳(CO2)
1.5%
硫化氢(H2S)
0.00066%
二氧化硫(SO2)
0.0005%
6
氨(NH3)
0.0004%
7
二氧化氮(NO2)
0.0025%
8
氮氧化合物(NOn)
换算
NO2
的浓度不得超过
5mg/m3
9
粉尘
每立方米空气中,含有
10%以上游离二氧化硅的
粉尘必须在
2mg
以下
硫
SO2
VOC*
二、隧道中的有害气体
隧道中的常见有害气体表
三、如何选择有毒有害气体检测仪
在我国,由于历史和认识上的原因,我们在选用各类检测仪时
存在的问题还比较多,具体体现在:
A)对可燃气体的检测重于对有毒气体的检测。
B)对可能引起急性中毒气体的检测重于对可能引起慢性中毒的
气体的检测。
对于各类不同的生产场合和检测要求,选择合适的气体检测仪
是每一个从事安全和生产工作的人员都必须十分注意的。
1、
确定所要检测气体种类和浓度范围
如果甲烷和其它毒性较小的烷烃类居多,选择
检测仪无疑是
最为合适的。
这不仅是因为
检测仪原理简单,应用较广,同时
它还具有维修、校准方便的特点。
如果存在一氧化碳、硫化氢等有
毒气体,就要优先选择一个特定气体检测仪才能保证工作人员的安
全。
如果更多的是有机有毒有害气体,考虑到其可能引起人员中毒
的浓度较低,比如芳香烃、卤代烃、氨(胺)、醚、醇、酯等等,
就应当选择光离子化检测仪,而绝对不要使用
检测器应付,因
为这可能会导致人员伤亡。
如果气体种类覆盖了以上几类气体,选择一个复合式气体检测
仪可能会达到事半功倍的效果。
2、
确定使用场合
工业环境的不同,选择气体检测仪种类也不同。
①
、固定式气体检测仪
这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪。
它可以安
装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测。
固定式检测器一
般为两体式,有传感器和变送组成的检测头为一体安装在检测现场,
有电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场
所,便于监视。
它同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择,同
时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位,比如要根据
气体的比重选择传感器安装的最有效的高度等等。
②、
便携式气体检测仪
由于便携式仪器操作方便,体积小巧,可以携带至不同的生产
部位,电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用
1000
小时;
新
型
检测仪、PID
和复合式仪器采用可充电电池(有些已采用无
记忆的镍氢或锂离子电池),使得它们一般可以连续工作近
12
小时,
所以,作为这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。
如果是开放的场合,比如敞开的工作车间使用这类仪器作为安
全报警,可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪,因为它可以连续、
实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。
这类的新型仪器有
的还配有振动警报附件――以避免在嘈杂环境中听不声音报警,并
安装计算机芯片来记录峰值、STEL(15
分钟短期暴露水平)和
TWA(8
小时统计权重平均值)――为工人健康和安全提供具体的指导。
如果是进入密闭空间,比如反应罐、储料罐或容器、下水道或其
它地下管道、地下设施、农业密闭粮仓、铁路罐车、船运货舱、隧道
等工作场合,在人员进入之前,就必须进行检测,而且要在密闭空间
外进行检测。
此时,就必须选择带有内置采样泵的多气体检测仪。
因
为密闭空间中不同部位(上、中、下)的气体分布和气体种类有很大
的不同。
比如:
一般意义上的可燃气体的比重较轻,它们大部分分布
于密闭空间的上部;
一氧化碳和空气的比重是差不多,一般分布于密
闭空间的中部;
而硫化氢等较重气体则存在于密闭空间的下部。
同时,
氧气浓度也是必须要检测的种类之一。
另外,如果考虑到罐内可能的
有机物质的挥发和泄漏,一个可以检测有机气体的检测仪也是需要的。
因此一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个:
具有内置泵吸功
能――以便可以非接触、分部位检测;
具有多气体检测功能――以检测
不同空间分布的危险气体,包括无机气体和有机气体;
具有氧检测功
能――防止缺氧或富氧;
体积小巧,不影响人工作的便携式仪器。
只有
这样才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全。
另外,进入密闭空间后,还要对其中的气体成分进行连续不断的
检测,以避免由于人员进入、突发泄漏、温度等变化引起挥发性有机
物或其它有毒有害气体的浓度变化。
如果用于应急事故、检漏和巡视,应当使用泵吸式、响应时间短、
灵敏度和分辨率较高的仪器,这样可以很容易泄漏点的方位。
在进行工业卫生检测和健康调查的情况时,具有数据记录和统计计算
以及可以联接计算机等功能的仪器应用起来就非常方便。
目前,随着制造技术的发展,便携式多气体(复合式)检测仪也
是我们的一个新的选择。
由于这种检测仪可以在一台主机上配备所需
的多个气体(无机/有机)检测传感器,所以它具有体积小、重量轻、
响应快、同时多气体浓度显示的特点。
更重要的是,泵吸式复合式气
体检测仪的价格要比多个单一扩散式气体检测仪便宜一些,使用起来
也更加方便。
序
号
仪器
名称
型号
主要技术指标
仪器特点
产地及用途
使用方法
四合
一气
体检
测仪
YHA10
量程参数为:
0~100%CH4、0~50PPmH2S、0
~500PPmCO、0~25%O2。
全自动,可任意
调节报警指标,
自动报警,精度
高
英国产测
CH4、H2S、
CO、O2
由瓦检人员
随身携带巡
检。
三合
GBX2
(NL
式)
可任意调节报警指标并且当出
现警报状态时发出特定的警报
信号,它能在可燃性气体浓度
超过了爆破下限、CO
浓度超过
500PPm
和
H2S
浓度超过了
100PPm
进行检测并显示,它也
能对氢气浓度在
0~25%以外
范围的情况进行分析,当达到
预置的缺氧水平,或检测到了
可燃性气体、CO、H2S
时,发
出特定警报。
较先进的有害气
体监测仪,其精
度高,自我保护
装置优良,不易
损坏,故障率低。
日本产测
CH4、CO、O
由现场瓦检
人员在洞内
各部位巡检。
瓦斯
警报
断电
仪
ADJ-2
a、测量范围:
0~3%
CH4
b、误差:
浓度在
0~1.0%时,
误差±
0.10%;
浓度在
1.0%~2.0%时,误差±
0.12%;
2.0%~3.0%时,误差
±
0.3%;
c、检测距离:
0~1000m(主机
可对甲烷进行连
续检测,声光报
警,精度高,探
头移动位置大,
在出现瓦斯超限
时自动切断洞内
电源,人工送电,
国产测
掌子面一台,
衬砌台车上
固定一台。
需要注意的是在选择这类检测仪时,最好选择具有单独开关各个
传感器功能的仪器,以防止由于一个传感器损害影响其它传感器使用。
同时,为了避免由于进水等堵塞吸气泵情况发生,选择具有停泵警报
的智能泵设计的仪器也要安全一些。
四、隧道中的有害气体仪器的选择和使用方法
我国煤矿的有害气体监测技术发展较快,目前部分煤矿已采用全
自动电脑监控,但其成本较高。
根据隧道实际情况和经济比较等,
在确保监测准确的前提下,参照选用九种
24台有害气体监测仪器
及大量
CO、CO2、H2S、SO2、NOn
等各剂量浓度有害气体检测试管。
隧道中有害气体监测仪器参照选用表
至探头)
d、报警点:
0.5~1.5%
CH4
可
调。
e、断电点:
0.5~2%可调。
确保安全。
光干
涉甲
烷测
定器
GWJ-
1A
0~10%CH4
b、误差范围:
0~1%时,
0.05%;
1~4%时,
0.1%;
4~7%时,
0.2%;
7~10%时,
0.3%。
精度高,可探测
探孔内浓度,测
定范围大。
由值班瓦检
员随身携带
测洞内各处。
测定
报警
JCB-2
0~5%CH4
b、报警方式:
0.5~2%CH4
连续
可调
c、响应时间:
30s
d、外形尺寸:
140×
72×
33(mm)
连续监测,携带
方便,具有声光
报警功能,适合
管理人员使用,
但其寿命较短。
由管理人员
进洞随身携
带。
沼气
检测
AZJ-
92
0~2%时,
误差小于
2~3.5%时,误差小于
3.5~5%时,误差小于
c、催化元件使用寿命:
一年以
上
170×
84×
36(mm)
可固定悬挂,亦
移动方便。
固定在掌子
面,回风区
及瓦斯可能
聚集处。
二氧
化碳
JEJ-1
a、
测量范围:
0~10%CO2,3.0~99.9%CH4
(0.0~3.0%CH4
的参考值)
b、
基本误差:
0.0~1.5%CO2,±
0.3CO2;
1.5~3.0%CO2,±
0.5%CO2
;
3.0~10%CO2,±
1.0%CO2
3.0~99.9%CH4,误差不
大于真值约
10%。
属热导式,可测
高、低浓度
CH4、CO2。
国产测
CH4、CO2
随身携带,
进行检测。
突出
预测
ATY
0~10000Pa;
b、测量精度:
1.5%;
c、分辩率:
10Pa;
d、环境条件:
温度
0~40℃,
相对湿度
95%以内;
e、外形尺寸:
220×
150×
70(mm)
具有数据处理、
储存、打印、报
警等功能。
国产预测突
出危险性
揭煤时在工
作面使用
气体
XK-1
操作简单,携带
国产用于气
由瓦检员携
采样
方便,价格低廉。
体采集
带,根据有
器
用于各种剂量浓
度检测试管,测
各种高低浓度气
害气体浓度
在洞内各处
检测。
体;
缺点是误差大。
因各个厂家、品牌的瓦检仪性能、精度均有差异,应选用多种瓦
斯仪,互相参照,相互印证。
五有害气体监测管理
1、人员配置
成立专业检测组,所有检测人员经专业技术培训,24h
值班,
做到分工明确,责任明确,保证仪器精确度,一切情况直接向指挥
或管理系统人员汇报。
所有管理人员进洞检查要携带便携式检测仪器。
所有施工人员
应经常注意洞内固定检测仪器位置、气体浓度情况等,以此形成所
有洞内施工人员全员监测有害气体。
培训
专职检测员进行专业技术培训,取得资格证后方可上岗,所有
进洞施工人员要经过有关知识培训,合格后方可进洞施工。
、
监测
按有关规定对有害气体进行监测,并对煤系地层和高含气段地
层,实行重点监测,增加监测断面的密度。
4
监测数据整理分析
在洞内检测的同时,做好各种有害气体浓度变化的记录,并及
时汇总到组织指挥系统。
11
对有害气体监测数据的整理分析,是指导隧道施工、协调各工
序间关系,确保施工生产在安全的前提下,能有序地进行。
5
管理措施
①、检测仪器专人保管、充电。
应随时保证测试的准确性,按
各种仪器说明书要求,定期送地区级以上检查站鉴定,日常每
天
校正一次,对仪器大修送国家认定机构进行修复。
②、每个检测点应设置明显的记录牌,每次检测应及时填写在瓦
斯记录本上,并定期逐级上报。
六有害气体综合治理
目前对隧道内有害气体的综合治理,主要是采用超前探测、排
放、通风、防护、注浆止气及气密性砼封闭等方法对有害气体进行
综合治理。
1、超前探测、排放
利用
KDL-3
型防爆地质雷达对开挖面至前方
60m
范围进行超前探
测,了解其地层构造、含气状况,对探测出的裂隙发育、连通性好
的含气层或较大的气囊,用
ZY-150
型钻机进行超前钻探,对有害气
体进行判断,并通过钻孔排放有害气体。
在隧道每个开挖循环作业
钻孔前,加强局部爆破钻孔对开挖面前方
5m
范围进行探测,判断是
否有有害气体逸出。
超前钻孔的位置可根据岩层产状确定:
当掘进由煤层顶板进入
煤层时,超前钻孔布置在隧道底部;
反之,当掘进由煤层底板进入
煤层时,超前钻孔布置在隧道顶部。
采用
超前钻探工艺,避免了
12
钻机的频繁移动,不中断隧道的正常掘进,简便易行,事半功倍。
同时由于科学布孔,最大限度的发挥了钻孔作用。
超前探孔还可兼
做炮眼,节约成本,提高功效。
2、通风
通风是降低有害气体浓度、防止有害气体积聚的最有效手段;
通
风可以不断向洞内送入新鲜空气,排出有害气体和降低粉尘浓度,
从而改善洞内施工环境,确保洞内施工安全和人员身体健康,提高
生产效率。
通风标准:
根据经验及安全规范要求,通风量至少应满足以下要求:
a、洞内空气含氧量不得少于
20%,并保证洞内施工人员每人每
分钟能获得
4m3
的新鲜空气。
b、粉尘允许浓度,每立方米空气中,含有
10%以上游离二氧
化硅的粉尘必须在
以下。
c、洞内有害气体最高允许浓度标准见表
2。
d、洞内最小风速:
Vmin=0.25(m/s)。
3、防护
①、在有害气体含量高地段施工,作业人员必须携带个体自救器。
爆破采用煤矿许用安全炸药,非电毫秒起爆系统和电雷管引爆,洞
内人员全部撤离,洞外起爆。
通风后,先由救护人员带灭火器、自
救器及检测仪进入工作面,经检查无燃烧、无有害气体涌出后再供
电,待检测各种有害气体浓度降至安全标准以下后,才能开始施工
13
作业。
②、洞内不能停止通风,必须有备用电源。
、注浆止气
对有害气体含量高地段,为施工及营运安全,采用小导管注浆封
闭周边围岩裂隙,防止有害气体渗漏。
使用
ф42
钢管钻梅花孔,管
长
沿开挖周边以
5°
~8°
外插角钻孔,钢花管插入孔内,孔口
用锚固剂堵塞缝隙,注浆用水泥-水玻璃双液浆掺
BR
增加型防水剂,
配合比为:
水:
水泥:
水玻璃:
防水剂=1:
1:
0.67:
0.256,注浆压
力
0.7~0.9
MPa
。
气密性砼
在瓦斯设防段,初期支护采用气密性喷砼封闭瓦斯,二次衬砌采
用全封闭复合式衬砌,模筑气密性砼,气密性砼渗透系数小于
10×
10-11cm/s。
6
防爆与防煤层瓦斯突出
有害气体防治,最重要的内容就是防爆与防煤层瓦斯突出。
防爆
可通过加强通风对洞内瓦斯进行稀释,使其浓度降至安全浓度以下;
同时采取控制火源、使用防爆电器、防爆机械等手段实现。
而防煤
层瓦斯突出,必须先预测煤层是否具有突出危险,然后根据预测情
况采取相应的措施。
在隧道工作面距煤层
垂距时停止掘进,掌子面布置
个测
压钻孔,测定瓦斯压力和瓦斯涌出量。
如瓦斯压力大于
1MPa
或单
孔涌出量大于
5L/min
时,必须采取防治突出措施,同时近距离布孔
14
排放瓦斯,释放瓦斯压力;
当瓦斯压力降至
0.6~1Mpa(或瓦斯压
力本身为
0.6~1Mpa)时,可采用远距离放炮或微震动爆破法揭穿
煤层。
若瓦斯压力小于
0.6Mpa
时,可正常掘进。
为了保证既能一次揭开煤层,又不致围岩因过度“震动”而引
起坍塌,应结合掘进在工作面进行爆破试验,不断调整和修正爆破
参数,使之达到最佳的爆破效果,并尽可能减少对围岩的扰动。
揭
煤后应及时支护,加固围岩,以防坍塌;
并尽快采用气密性砼衬砌
封闭,以防瓦斯渗出。
7
其它方法
利用有害气体的化学、物理特性,采取下列措施,也可降低有害气体
浓度。
①、对
气体,可向煤体或岩体压送石灰水及化学浆液。
②、水幕降尘,把水雾化成微细水滴射到空气中,使之与空气中
的粉尘碰撞,则尘粒附于水滴上,被润湿的尘粒凝聚成大颗粒,从
而加快其降落速度,达到防尘防有害气体的目的。
七、
具体要求
1、全员重视,合理投入是实现安全生产的先决条件。
把有害气体监测放在第一位,把通风管理作为“重中之重”,在
“人、财、物”上优先保证,牢固树立“防有害气体灾害大于一切”
的思想,当施工进度与有害气体监测、防治相矛盾时,以“宁停三天,
不抢一秒”作为处理问题的准则。
2、建立完善各种有害气体监测、管理制度,严格执行。
根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《铁路瓦斯隧
道技术暂行办法》、《公路隧道施工规范》等法规,结合隧道实际情
况,制定各种瓦检制度、安全检查制度等,并严格执行制度,在制
度面前人人平等。
3、
通过各种方式,提高全员安全意识。
安全工作只有
100%和
0两种结果,因此,提高洞内每一个施工
人员的安全意识是保证安全的前提。
除对施工人员进行专业培训、
上岗培训外,还要经常在各种大、小会议上提安全、讲安全,做到
警钟长鸣,甚至举行专题知识竞赛等生动有趣的活动,使每一个施
工人员随时脑子中有安全这根弦,树立“隧道施工安全无小事”的
观念。
、综合治理见成效。
有害气体隧道安全施工不是哪一个人、哪一个部门、哪一个施
工环节能够完全保证的,它贯穿于整个施工过程中,只有进行全时效、
全方位综合治理,采取一切有效的管理、技术措施,消灭一切安全
隐患,才能保证安全。
对于有害气体监测,要狠抓检测员检查有害
气体制度的落实,明确每班检查地点、时间。
洞内无检测员不能施
工,检测员有现场停止施工的权力。
16
中铁一局集团襄渝二线铁路工程指挥部
2006-9-18
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