基于消除和替代策略的有限空间事故防范技术综述.pdf

该【基于消除和替代策略的有限空间事故防范技术综述 】是由【学习一点新东西】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【基于消除和替代策略的有限空间事故防范技术综述 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。万方数据研究芯刻教【摘要】有限空间作业事故是国内外广泛关注的安全问题,从风险控制层级来讲,消除和替代是从根本上降低甚至消除事故发生可能性的措施,但当前国内外对于有限空间事故的防范研究有限空间作业主要有分布广、数量多、,湖北武汉;笔』倒ひ蛋踩?际跣幔蔽浜多集中在工程控制、管理措施、个人防护装备希谙吞娲胧┑姆治鲈虿还系统。通过对当前用于有限空间作业的消除和替代方法进行分析总结,将其归为四大类:机器人替代、工艺消除、虚拟现实技术应用、非进入式救援,并介绍了四类方法的国内外应用实例、研究现状以及前景展望,以更好地普及本质安全防范技术的研究和应用,预防有限空间事【关键词】有限空间;受限空间;风险控制;事故预防;消除替代中图分类号:有限空间作业事故是国内外广泛关注的安全问题。在美国、澳大利亚等工业化国家,每百万名工人的有限空间作业死亡人数比约在至之间?。在国内,年期间全国仅工贸行业就发生有限空间作业较大以上事故起,死亡恕大、隐蔽性强、作业环境复杂等特点,中毒和窒息是导致有限空间事故发生的最主要原因,另外淹溺、触电、机械伤害等类型的有限空间事故也时有近年来,国内外众多学者从有限空间作业的事故成因、风险评估方法、作业程序、安全管控措施等角度进行了研究。例如,萨拉热私合事故报告和结构化访谈,通过人因分析和系统分类方法全面分析了有限空间事故成因徊荑磋吹人运用统计学方法研究了作业人员嗖话踩睦与不安全行为的相关性陋蝗舞そ艿热嘶谖O瘴质、空间结构、空间环境、作业活动龇矫嬗跋因子的有限空间危险度,提出有限空问安全风险分级的计算方法与分级标准眄徊程匚—等人基于有限空问特点开发了植煌风险分析工具应用于植煌O粘【埃杂糜诙有限空间作业进行定性或定量风险评估【宦段餮热嘶诜ü嬉G蠛褪鹿示椋⒘艘套结构化的有限空间作业的风险评估和风险管理流程哺唤苌等人则提出有限空间救援“五步程序”,以规范应急响应队伍的救援行动一】。职业健康安全管理体系从风险的控制层级将降低事故风险的控制措施分为消除、替代、工程控制、管理、个层级,其中消除的优先级和安全性最高,替代次之,工程控制、管理、蛞来谓档汀5鼻肮谘д叨杂谟邢蘅占故的发生。文献标识码:发生‘。踩虢】甑万方数据一州制一霄阿基二。賫复杂环境风险中,就可以从根本上防止有限空间作有限空间事故防范技术,对于进一步提高有限空间魅颂娲蔓研究探讨过旋转喷头将高压水射流均匀射向槽车罐壁,从而的风险控制方法研究主要侧重于工程控制、管理、龇矫妫杂谙吞娲目刂品椒ㄈ鄙系统性分析。消除和替代方法的本质是避免或减少进入有限空间的作业。只要人不暴露在有限空间的业事故的发生。这是当前和未来重点发展和推广的行业安全管理水平,防范和减少有限空间事故的发生,具有重要意义。本文将当前用于有限空间作业的消除和替代方法概括为啵夯魅颂娲⒐ひ障虚拟现实技术应用、非进入式救援,并分别就其国内外应用实例、研究现状及前景展望进行分析综述。伴随着现代机器人技术的高速发展,通过机器人等自动化技术替代作业人员进入有限空间执行任务也越来越成熟。管道清灰机器人是已成熟应用于有限空间作业的替代方案。年,张淑珍等人提出了一种集除尘和吸尘功能一体化的烟管智能清灰机器人结构方案,通过人工场外遥控,除尘与定位机构可在烟管内自适应伸展,实现边除尘、边吸尘、边排尘、边监控,可将工人从高粉尘、潜在燃爆、垮塌风险的恶劣管道清扫工作环境中解放出来,实现烟管道清灰的人工替代及自动化;年,郝永志等人针对船舶尾气锅炉烟道清理灰渣的任务特点,设计了一种新型管道清理机器人的原理样机,该机器人采用“气动缍钡姆绞轿T硕妥饕堤峁┒成,工作时通过控制气缸和其他传动机构实现蠕动式移动和清理作业、图【啊支咎支咎神赘畉弩口槽车内壁自动化清洗技术在德国等发达国家应用已较为普遍。相较于传统的通过佩戴长管呼吸器或防毒面具进入具有潜在易燃易爆、有毒有害风险的槽车有限空间内进行人工清洗的方式,自动化清洗技术则由高压泵将含清洗液的水吸人并加压,通达到清洗的目的。从清洗机对准罐口直到罐内空气净化的整个洗车过程,全部实现全自动化作业,具有显著的安全优势。年前后,国内部分石化厂先后引入该技术,取得了较好的安全效益“。储罐内部自动探伤技术则最早于年由美国陆军建筑工程研究实验室研制并成功应用于地下储油罐的探伤检测。相较于人工进人储罐有限空间内部探伤作业,自动探伤系统具有单人即可操作、可在油罐不排空的条件下进人罐内作业、无须人员进入罐内危险环境等优点翱砝澄烫亍、“蜘蛛”ⅰ懊ǔ妗机器人是国外一些检查地下储罐作业的新技术应用,进行厚度测量、清洁和喷砂处理,且恢滞üǚ椒ú饬勘诤竦脑冻炭刂机器人,是一种用于地下储罐的小型履带式雨污排水管道历来是有限空间事故高发的场所,针对雨污排水管网开发的检测、维修、清淤机器人成为发展的必然。检测机器人可以实现对管道腐蚀、破损、淤积、污水泄漏检测等功能,并能配合管网走向排查、竣工验收等工作;管道修复机器人最初起源于瑞士,能很好地应对排水管道系统的点状修复【力,由直线气缸、三爪气缸、电机和钢刷等部件组图彻艿阑魅嗽硕硗检查和清洁机器人。管道清淤机器人则属于近年来某管道机器人本体结构基图爪缩擘Γ年第期安全与健康..一万方数据—蕊研究芯刻教的热点研究和应用项目,例如,德国弗劳恩霍夫工厂运营与自动化研究所开发了“密探”斡炯觳榛魅伺浜锨逵倩魅说姆式进行管道清淤T诠冢蚧魅饲逵傩倍于人工,各地应急部门和环保部门针对管网清淤项目的竞标,基于安全和效率考虑也越来越倾向于优先考虑采用无人化机械设备清淤的环保企业或项目公司自年,救援机器人成功应用于美国“笨植老髟帜丫仍⒘耸澜绺鞴咝和研究机构对救援机器人的研究热潮。近年来,救援机器人技术不断更新、功能不断完善,已被越来越多地应用到救援任务中。如日本东京消防厅研制的“罗博库”仍魅图疘利用其配备的超声波传感器和红外摄像仪搜寻伤员,并通过机械臂将搜寻到的伤员转移到机器人内部进行运送,同时,杓朴猩窒低常可为舱内伤员提供氧气,保证伤员在运送过程中的基础生命支持蠢矗孀偶际醯姆⒄梗仍机器人应对复杂环境的能力将进一步提升,在有限空间事故救援领域降低救援人员的风险,提升搜救ひ障工艺消除是将部分原本需要通过进入有限空问开展的作业任务,改进为不需要进入有限空间即可完成,从而从根本上杜绝有限空间事故的发生,其实现方式主要有以下两种:通过便捷性的作业工具辅助改变作业方式通过便捷性的作业工具辅助改变作业方式,将间外依靠工具就可以完成既定作业任务。例如,对于容易产生堵塞的雨、污排水管道,在设置过滤网的检修井处,每年都需要下井进行清淤作业,若运用抓斗式的工具,作业人员无须下井进人有限空间,即可在井盖上方完成清淤作业。而对于部分安装在有限空间内的设备设施的巡检作业,例如,汽车制造厂油漆车间前处理槽内悬摆链轨道需要定期检查轨道是否正常,需要安排维修人员进入前处理槽内进行有限空间作业,若将***机安装在链条上,随着链条运转,维修人员可以通过手机实时查看轨道状态,则可减少人员进入槽体进行有限空间作业的频次。市政阀门井的直埋式阀门技术应用也属于这类设计,市政给排水管网、燃气管网中,阀门的传统安装方式是设置于阀门井中,以便于日常检修与维护。这些阀门井遍布于城市各个角落,大多属于有限空间,因进入阀门井检修维护而产生的有限空间事故时常发生。而改进的直埋式阀门,无须设置专门的检查阀门井,可以从根本上消除涉及阀门井巡检维护的有限空间作业改进消除产生有限空间作业需求的根源针对产生有限空间作业需求的根源进行针对性设计,消除或减少会导致有限空间作业的因素。以汽车发动机生产加工线上的集中冷却设备为例,铝制发动机缸体在数控加工中心饕倒讨会产生铝屑,部分铝屑会随加工冷却液进入集中冷却系统,铝屑堆积导致回液箱刮板链条容易出现故障,需要维修人员进入狭小的集中冷却设备内部进行有限空间作业。上汽通用汽车有限公司通过在回液箱前端增加预过滤水箱的设计改进す滤刮排能将加工中心产生的铝屑直接回收,从而降低设备故障发生概率,减少人员进入设备内部进行效率方面有较大的应用空间。原本需要进人有限空间进行的作业改进为在有限空有限卒问作、】甑万方数据虚拟现实技术旦作业人员和救援人员缺乏足够训练,极易导致伤亡事故的发生。借助虚拟现实技术,受训人研究探讨芯给操作员,操作员在操纵机器人时如同现场操作,可极大提升作业的精确度和对环境的适应性。尽管用前景广阔。未来无论是在机器人替代执行有限空墙胧骄仍虚拟现实技术琕的应用在近年来得到了快速发展,并成功应用于有限空间作业替代方面。目前主要有两个研究方向,一是基于场景的有限空间救援培训,二是基于/銮肯质技术的人机交互作业。安全培训是最先应用落地的场景。由于有限空间环境复杂性,不便进入实地实施培训,一员无须实际进入有限空间就可获得与真实有限空间一样的体验,可以极大提高作业人员和救援人员的安全技能。清华大学卢松等人开发了密闭空间救援训练系统,实验结果表明,培训方法显著提高了参与者的有限空间救援知识、技能和学****效能。乔杰等人研发了一种基于的有限空间作业安全培训系统,涵盖了近个流程化情景,对作业许可证申请人、作业许可证签发人以及作业监护人纸巧ǖ陌踩形;蛑霸鸾行培训,并自动评价,既可以满足单个受训人员扮演不同的角色单独培训,也可多人合作、角色互补进行培训本┡潘抛灾餮蟹⒘擞邢蘅间作业安全虚拟现实培训系统,涵盖了气体检测、下井作业、应急救援等有限空间场景缤让员工体验真实作业环境和真实操作流程,同时感受错误操作引发事故的冲击性后果,真实感和沉浸性极高。而基于/技术的人机交互作业方式则是当前国际上的前沿研究方向机器人无论处于人工智能,远J交是手动遥控操作模式,受限于与人的距离和视线,给作业带来不确定性,间接阻碍了机器人技术的应用普及。而借助/技术,将机器人视角共享该技术目前尚处于理论研究和实验摸索阶段,但应间作业,还是事故救援任务方面,都具有较大的应据统计,全国工贸行业有限空间作业较大以上事故中,>仍卸奔浣羝龋仍嗽蓖枰在很短的时间内作出决定并采取行动,在陌生且艰苦的条件下进行操作,以挽救患者的生命,其间需要承受高度的身体和精神压力。因此,非进入式救援应为优先考虑的安全救援方式之一。非进入式救援是指当发生有限空间事故时,救援人员既无须进入有限空间,又无须消耗宝贵的黄金救援时间去穿戴空气呼吸器或进行环境空气置换,只需有限空间外面借助专用救援工具即可迅速将遇险人员救出。图渴亲畛<淖菹蛴邢蘅占浞墙司仍法,在作业人员进入有限空间之前就通过人口外的三脚架、绞盘、安全绳与作业人员身上佩戴的安全带相连接。当发生紧急情况时,人口外的救援人员通过绞盘能快速将作业人员提升出有限空间。偶芗捌渥楹铣S糜诠嬖虻脑残蜗驴?谟邢蘅间,如下水道、阀门井等。若是侧向开口的有限空间,则可采用图”所示的侧向进入系统。对于不规则开口进人的有限空间,则可采用图克镜杆式救援提升系统,其能够从任意角度和方向开展作业,为垂直和水平有限空间进入提供灵活度,配合绞盘、安全绳和安全带,在紧急情况实施迅速救援。用空间。图彻艿狼逵僮饕礦场景界面年第期安全与健康●万方数据叁∑一甫\,/兀研究芯刻教嵊险陛较大的有限空间作业场景中逐步代替人类。非进入式救援也有其使用的局限性,考虑非进入式救援的可行性时需要评估悖壕仍魇欠有缠结的可能、救援路线上是否有阻碍水平移动的障碍物、作业人员移动范围是否超出救援系统作用范围。在美国,非进人式救援已作为法规内容写人标准.,并要求除非该救援设备会额外增加工人的风险或无助于救援,否则始终需要准备非进入式救援。在国内,年月,应急管理部办公厅发布《有限空间作业安全指导手册》,将非进人式救援列为可选救援方案。北京市地方标准《有限空间作业安全技术规范》则将三脚架及绞盘作为地下有限空间的标配装备予以明确,但在其他大多数省市尚未将配备非进入式救援装备纳入法规标准的背景下,企业自主配备此类装备的意愿并不强烈,仍需要全社会大力推广实施,未来有必要纳入全国性的有限空间法规或标准中。本文探讨了嗷谙吞娲呗缘挠邢蘅间事故防范技术:机器人替代、工艺消除、虚拟现实技术应用、非进入式救援。机器人替代有限空间作业有望进一步普及。同时随着技术发展,未来可以期待机器人在更多危工艺消除方法理论上应用场景较广,但需结合具体有限空间作业场景进行特殊设计以实现有限空间作业的根本性消除。虚拟现实技术在有限空间培训领域已取得不错的进展,基于/技术的人机交互作业方式目前技术实施难度较大,目前仍处于探索研当前,非进入式救援在国内使用率并不高,如果得到政策法规的支撑,有望率先得到普及参考文献:究阶段。应用。图偶芗捌渥楹系淖菹蚓仍嵘ぞ图耸蕉嘞蚓仍嵘低】琂琂琫篴瓵—踩虢】甑\一,/万方数据研究探讨芯编辑/邓春燕【《有限空间作业安全规定髑笠饧》意见的通知『/】刘艳,Ⅱ】中国安全科学学报,.】曹璐璐,Ⅱ】中国安全科学学报,】舞そ埽毖迪龋镄乔浚龋っ称笠涤邢蘅张淑珍,杨萍,Ⅱ】船舶工程,【】王晨,张茂东,张昌运,:槽车自动化清洗Ⅱ】.职业卫生与应急救援,【挝墓猓跬兀谰叵麓⒂凸尴殖∽远缴讼低柏蔚,李怀正,陈卫兵,【骒希拼笪#叵鹿芡逵倩魅丝7⑶Ⅱ搅莆郎氨福:.Ⅱ蒲в氩聘唬:【墙埽赩槟夥抡婕际醯慕巧ɑゲ怪苯幼【】马卫国,徐院锋,#芄惚钗耐龋嫦蚬ü舶踩ǖ木【匪及仓泄偻鼙湛占洳罚疢/——!狿疢—————】..,,:间安全风险分级方法研究抗ひ蛋踩牖繁#【緽縅:—甁琂琂琫Ⅱ】机械设计与制造,—慷加乐荆熘九簦I龋拔财痰坑推⒃:—.縀疘琍琒甁—【跸***妫懦地袷椒偶际踉谑姓水管道中的应用扛潘:,业安全培训系统石油工业技术监督,,间作业安全Ⅱ】.劳动保护,援机器人关键技术综述机器人技术与应用,【琈縋/甴://甿../—痯/∞.【縊『泄偻鋈朔阑ぷ氨福孤浞阑ぃ邢蘅间【/甴://甤.//痯/痯/【./—琀—:系/——!狿疢——///...,,:—..::—..現瓵:珹琄.:.:珽,猟,,琫甊/猺。,:琕琍!猂,,.瓵—七痗猻/.年第期安全与健康