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1萧县凤山隧道及北延道路市政工程（K0+000至K4+131.27）隧道有害气体检测设备与检测方案浙江海天建设集团有限公司萧县凤山隧道及北延道路工程项目部2015年04月04日2隧道有害气体检测设备与检测方案一、生产过程中常见的有毒、有害气体在生产过程中对财产与人的健康、生命造成危害的因素大体上可以分为物理、化学与生物三方面。其中化学因素的影响危害性最大。而有毒有害气体又是化学因素中最普遍、最常见的部分。有毒有害气体分为可燃气体与有毒气体两大类。有毒气体又根据他们对人体不同的作用机理分为刺激性气体、窒息性气体和急性中毒的有机气体三大类。其中刺激性气体包括氯气、光气、双光气、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨气、臭氧等气体。刺激性气体对机体作用的特点是对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其中一些同时具有强烈的腐蚀作用。刺激性气体对机体的损伤程度与其在水中的溶解度与作用部位有关。一般来说，水溶性大的化学物，如氯气、氨气、二氧化硫等对眼和上呼吸道迅速产生刺激作用，很快出现眼和上呼吸道的刺激症状；水溶性较小的化学物，如光气、二氧化氮等，对下呼吸道及肺泡的作用较明显。刺激性气体造成的病变的严重程度除化学物本身的性质外，最重要的是与接触化学物的浓度和时间密切相关。短期接触高浓度刺激性气体，可引起严重急性中毒，而长期接触低浓度则可造成慢性损伤。急性刺激性气体中毒通常先出现眼及上呼吸道刺激症状，如眼结膜充血、流泪、流涕、咽干、咳嗽、胸闷等症状，随后这些症状可减轻或消失，经过几小时至3天不等的潜伏期后症状突然重现，很快加重，严重者可发生化学性支气管肺炎、肺水肿，表现为剧烈咳嗽、咯白色或粉红色泡沫痰、呼吸困难、发绀等，可因肺水肿或并发急性呼吸窘迫症等导致残废。窒息性气体包括一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、二氧化碳等气体。这些化合物进入机体后导致的组织细胞缺氧各不相同。一氧化碳进入体内后主要与红细胞的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，以致使红3细胞失去携氧能力，从而组织细胞得不到足够的氧气。氰化氢进入机体后，氰离子直接作用于细胞色素氧化酶，使其失去传递电子能力，结果导致细胞不能摄取和利用氧，引起细胞内窒息。甲烷本身对机体无明显的毒害，其造成的组织细胞缺氧，实际是由于吸入气中氧浓度降低所致的缺氧性窒息。硫化氢进入机体后的作用是多方面的。硫化氢与氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合，抑制细胞呼吸酶的活性，导致组织细胞缺氧硫化氢可与谷胱甘肽的巯基结合，使谷胱甘肽失活，加重了组织细胞的缺氧另外，高浓度硫化氢通过对嗅神经、呼吸道黏膜神经及颈动脉窦和主动脉体的化学感受器的强烈刺激，导致呼吸麻痹，甚至猝死。急性中毒的有机溶剂有正己烷、二氯甲烷等。上述有机挥发性化合物同以上无机有毒气体一样，也会对人体的呼吸系统与神经系统造成危害，有的致癌，比如苯。由于有机化合物大多为可燃的物质，所以对于有机化合物的检测以前大多检测他的爆炸性，但有机化合物的最低爆炸极限远远大于它的MAC（空间最大允许浓度）的值。也就是说，对有机化合物的毒性进行检测是必要的，也是必须的。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LEL。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）ppmMAC（空间最大允许浓度）mg/m3氨气NH3253550030一氧化碳25/1500304CO氯气Cl20.51301氰化氢HCH104.7500.3硫化氢H2S101530010一氧化氮NO25/100/二氧化硫SO22510015VOC*50100//二、隧道中的有害气体隧道中的常见有害气体表序号有害气体名称极限浓度1瓦斯（CH4）1％2一氧化碳（CO）0.0024％3二氧化碳（CO2）1.5％4硫化氢(H2S)0.00066％5二氧化硫(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/m39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5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LEL检测仪无疑是最为合适的。这不仅是因为LEL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LEL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。6②、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LEL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。7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。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1四合一气YHA102量程参数为：0～100%CH4、0～50PPmH2S、0～500PPmCO、0～全自动，可任意调节报警指标，自动英国产测CH4、H2S、CO、由瓦检人员随身携带巡8体检测仪25%O2。报警，精度高O2检。2三合一气体检测仪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、O2由现场瓦检人员在洞内各部位巡检。3瓦斯警报断电仪ADJ-2a、测量范围：0～3%CH4b、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%；浓度在2.0%～3.0%时，误差±0.3%；c、检测距离：0～1000m（主机至探头）d、报警点：0.5～1.5%CH4可调。e、断电点：0.5～2%可调。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，确保安全。国产测CH4掌子面一台，衬砌台车上固定一台。4光干涉甲烷测定器GWJ-1Aa、测量范围：0～10%CH4b、误差范围：浓度在0～1%时，误差±0.05%；浓度在1～4%时，误差±0.1%；浓度在4～7%时，误差±0.2%；浓度在7～10%时，精度高，可探测探孔内浓度，测定范围大。国产测CH4由值班瓦检员随身携带测洞内各处。9误差±0.3%。5甲烷测定报警仪JCB-2a、测量范围：0～5%CH4b、报警方式：0.5～2%CH4连续可调c、响应时间：30sd、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。国产测CH4由管理人员进洞随身携带。6沼气检测报警仪AZJ-92a、测量范围：0～5%CH4b、误差范围：浓度在0～2%时，误差小于0.1%；浓度在2～3.5%时，误差小于0.2%；浓度在3.5～5%时，误差小于0.3%。c、催化元件使用寿命：一年以上d、外形尺寸：170×84×36（mm）可固定悬挂，亦移动方便。国产测CH4固定在掌子面，回风区及瓦斯可能聚集处。7甲烷二氧化碳测定仪JEJ-1a、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；