高原礦山掘進(jìn)人員氧氣增補(bǔ)效果分析

楊 均

西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司（850200）

高原礦山掘進(jìn)人員氧氣增補(bǔ)效果分析

楊 均

西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司（850200）

高原礦山掘進(jìn)工作是一項(xiàng)難度很大、內(nèi)容復(fù)雜的工作，特別是高原礦山地區(qū)的空氣稀薄問(wèn)題是影響掘進(jìn)工作的主要因素之一，因此，對(duì)高原礦山掘進(jìn)人員的氧氣增補(bǔ)需要做到位，才能使礦山掘進(jìn)人員的安全得到保障。文章對(duì)高原礦山掘進(jìn)人員氧氣增補(bǔ)效果進(jìn)行分析，來(lái)探討合適的氧氣增補(bǔ)方法。

高原礦山；掘進(jìn)工作；氧氣增補(bǔ)

0 前言

我國(guó)高原地區(qū)面積廣闊、礦產(chǎn)資源豐富，而礦產(chǎn)資源的勘探工作近年才逐步加大力度，導(dǎo)致高原地區(qū)的礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)工作較遲。近年來(lái)，隨著勘探工作的力度加大，高原礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)也逐步增多。在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，隨著礦山掘進(jìn)工作的不斷深入，高原缺氧問(wèn)題逐漸顯露了出來(lái)，因此，對(duì)高原礦山掘進(jìn)人員氧氣的增補(bǔ)就顯得很有意義。采取怎樣的方法對(duì)高原礦山掘進(jìn)人員進(jìn)行氧氣增補(bǔ),并達(dá)到良好的效果是相關(guān)人員需要研究的內(nèi)容,已成為高原礦山掘進(jìn)工作順利進(jìn)展的前提條件。

1 測(cè)試條件

1.1 礦區(qū)條件

此次測(cè)試選取的高原礦區(qū)的條件為:海拔在4 200～5 000 m之間，礦區(qū)的斜坡道入口處的海拔為4 520 m，此地區(qū)為高寒高海拔缺氧地區(qū)。導(dǎo)致高原缺氧情況出現(xiàn)的原因是高原海拔的逐漸升高，其地區(qū)的大氣壓以及氧分壓降低，由于氧氣含量的降低達(dá)不到人體需要氧氣的標(biāo)準(zhǔn)，造成人體缺氧。

1.2 增氧方案

由于高原礦山地區(qū)的氧氣稀薄，因此，如何更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)高原礦山掘進(jìn)人員的氧氣增補(bǔ)是非常重要的。在高原礦山掘進(jìn)工作中，工作的內(nèi)容比較復(fù)雜，但是處在掌子面工作的人員勞動(dòng)強(qiáng)度最大，因此，他們高原缺氧情況最明顯，這次增氧測(cè)試選取他們作為測(cè)試目標(biāo)。選取礦山礦區(qū)4個(gè)掌子面的人員進(jìn)行增氧研究，選取身體合格的人員14人，將他們分為3組。首先將相鄰的兩個(gè)掌子面上的共6人作為氧氣氣瓶組，讓他們用容積為2 L的氧氣瓶，佩戴氧氣呼吸面罩進(jìn)行增氧；將主斜坡道的一個(gè)掘進(jìn)掌子面上的5人作為彌散組，通過(guò)彌散裝置將氧氣彌散到掌子面上來(lái)進(jìn)行人員的增氧工作；最后，選取一個(gè)掌子面上的3人作為該測(cè)試的對(duì)照組，不采取增氧措施。

根據(jù)人在高原缺氧情況下不同的狀態(tài)表現(xiàn)對(duì)增氧流量的需求也不一樣，因此，將本次測(cè)試的增氧時(shí)間段定為早9～10時(shí)，時(shí)長(zhǎng)1 h，持續(xù)10 d，在增氧測(cè)試的同時(shí)，要求3組測(cè)試人員繼續(xù)進(jìn)行正常的掘進(jìn)工作。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

在高原礦山人員的氧氣增補(bǔ)過(guò)程中，對(duì)效果的判定除了對(duì)被測(cè)人員表面觀察外，其生理特征也是很重要的一個(gè)方面。因此，對(duì)于高原礦山人員氧氣增補(bǔ)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是根據(jù)被測(cè)人員的生理指標(biāo)和觀察指標(biāo)進(jìn)行。被測(cè)人員的生理指標(biāo)包括人體動(dòng)脈血氧飽和度（Oxygen Saturation，SaO2）、脈率（Pulse Rate，PR）、 每分鐘呼吸次數(shù) （Breaths Per Minute，BPM）以及血壓（Blood Pressure，BP）等，被測(cè)人員的觀察指標(biāo)包括胸悶氣短、頭暈眼花、目眩耳鳴等。

1.4 測(cè)試儀器

為了保證高原礦山掘進(jìn)人員的氧氣增補(bǔ)效果的準(zhǔn)確性，本次測(cè)試所采用的測(cè)試儀器是由權(quán)威醫(yī)院提供的相關(guān)設(shè)備和技術(shù):血氧飽和度（SaO2）以及脈率（PR）的測(cè)量采用深圳市科瑞實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的脈搏血氧飽和度儀，型號(hào)是Prince-100B；對(duì)于血壓（BP）的測(cè)量，主要是利用江蘇魚(yú)躍醫(yī)療設(shè)備股份有限公司生產(chǎn)的A型血壓計(jì)聽(tīng)診器保健盒來(lái)進(jìn)行測(cè)量；對(duì)于每分鐘呼吸次數(shù)（BPM）主要是參照Casio多功能表來(lái)作為依據(jù)的。

2 增氧系統(tǒng)

2.1 彌散增氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)主斜坡道的一個(gè)掘進(jìn)掌子面上的5人的彌散組進(jìn)行氧氣增補(bǔ),需要相應(yīng)的彌散增氧系統(tǒng)，彌散增氧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括40 L氧氣瓶、連接軟管、匯流排、輸氧管、彌散增氧裝置等部件，而氧氣來(lái)源是將40 L氧氣瓶通過(guò)氧氣減壓閥，與連接軟管、匯流排組成氧氣的輸送結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)輸氧管連接匯流排與氧氣彌散裝置。通過(guò)這樣的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，氧氣瓶?jī)?nèi)的高壓氧氣經(jīng)過(guò)相應(yīng)的氧氣減壓閥減壓后，依次通過(guò)連接軟管和匯流排，經(jīng)過(guò)輸氧管流向彌散供氧裝置，再通過(guò)彌散供氧裝置向掌子面進(jìn)行氧氣的彌散，可以提高掌子面一定的局部氧氣濃度，為高原礦山掘進(jìn)人員的氧氣進(jìn)行增補(bǔ)。

2.2 增氧參數(shù)確定

通過(guò)了解相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，如果人體處在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，總耗氧量為2.8 L/min，根據(jù)這樣的情況，確定氣瓶組的每個(gè)人的增氧流量定為3 L/min。對(duì)于彌散組增氧量的確定，主要是根據(jù)礦山掘進(jìn)工作的掌子面實(shí)際情況和前期隧道掘進(jìn)供氧的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)的資料以及對(duì)相關(guān)彌散式的供氧模型進(jìn)行分析驗(yàn)證，將礦山掘進(jìn)掌子面的彌散增氧量設(shè)定為10.8 m3/h。此次測(cè)試使用的氧氣均為醫(yī)用氧，氣瓶組的氧氣濃度≥99.7%，氣瓶容量為2 L，充裝的壓力為13.0±0.5 MPa，供氧的流量為3 L/（人·min），彌散組的氧氣濃度≥99.5%，氣瓶容量為40 L，充裝的壓力為13.0±1.0 MPa，供氧的流量為10.8 m3。

3 增氧測(cè)試效果及分析

3.1 空間氧氣含量變化

在高原礦山掘進(jìn)人員增氧效果測(cè)試中，對(duì)于彌散組的測(cè)試是通過(guò)對(duì)實(shí)際的掌子面進(jìn)行彌散增氧，進(jìn)而通過(guò)一定的測(cè)量了解掌子面的局部空氣含氧量的具體變化情況。根據(jù)實(shí)際的測(cè)量得到掌子面彌散增氧前局部3 m范圍內(nèi)的氧氣濃度為 14.1%，而氧分壓為13.4 kPa，而經(jīng)過(guò)對(duì)掌子面來(lái)進(jìn)行彌散增氧后，在相應(yīng)的掌子面區(qū)域內(nèi)，氧分壓在15.3 kPa左右，這種氧分壓的差異相當(dāng)于將掌子面的海拔高度降低到2 000 m左右的氧分壓值。

3.2 生理測(cè)量指標(biāo)分析

綜合分析被測(cè)人員在10 d內(nèi)的生理測(cè)試情況，測(cè)試的結(jié)果用每天的平均情況±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，首先在被測(cè)掘進(jìn)人員的3個(gè)小組每天早上9～10時(shí)進(jìn)行高強(qiáng)度掘進(jìn)工作1 h后，對(duì)他們的生理指標(biāo)的變化情況進(jìn)行測(cè)量和分析。動(dòng)脈血氧飽和度（SaO2）的測(cè)量結(jié)果為彌散增氧組人員的 SaO2從 （90.0±2.81）%上升到了（93.5±1.25）%，脈率（PR）從 97.3±12.66次/min下降到了83.1±11.29次/min，每分鐘呼吸次數(shù) （BPM） 從 21.7±6.05次/min下降到了19.3±5.08 次/min，平均動(dòng)脈壓（MAP）并未發(fā)生顯著的變化。

3.3 觀察指標(biāo)結(jié)果分析

觀察指標(biāo)的分析主要是通過(guò)人員在測(cè)試前后的情況進(jìn)行對(duì)比，分析出現(xiàn)的情況，掌子面工作的員工在沒(méi)有進(jìn)行氧氣增補(bǔ)措施之前，1/3以上的人出現(xiàn)出氣急喘、虛脫等情況，一部分人員出現(xiàn)胸悶氣短、目眩耳鳴的情況，還有小部分人員出現(xiàn)臉色蒼白、頭暈嘔吐的情況。而對(duì)掌子面工作的員工進(jìn)行氧氣增補(bǔ)措施之后，讓他們繼續(xù)按照先前的工作強(qiáng)度進(jìn)行工作，出氣急喘、胸悶氣短、頭暈嘔吐等情況的發(fā)生大大降低，其它的一些癥狀也得到了一定的緩解。

3.4 增氧方式對(duì)比

為了判斷增氧方式的效果，將彌散增氧和背負(fù)氧氣瓶戴氧氣呼吸面罩增氧這兩種的被測(cè)掘進(jìn)人員的生理測(cè)量指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)彌散增氧的人員SaO2變化率的增加幅度低于氣瓶增氧的SaO2變化率的增加幅度，PR變化率的降低幅度高于氣瓶增氧。因此，彌散增氧對(duì)于脈率（PR）的降低效果較氣瓶增氧較明顯，而氣瓶增氧對(duì)于血壓飽和度（SaO2）的提高比彌散增氧更有效，但是彌散增氧還具有提高局部環(huán)境的氧分壓以及不會(huì)背負(fù)氧氣瓶增加體力消耗等優(yōu)點(diǎn)，更適合用于高原礦山掘進(jìn)工作的進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，氧氣增補(bǔ)對(duì)于高原礦山掘進(jìn)人員的工作具有重要的意義，通過(guò)對(duì)彌散增氧和氣瓶增氧方法的比較，結(jié)果表明彌散增氧方法具有更好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，需要將彌散增氧的方法進(jìn)行廣泛的推廣和應(yīng)用，來(lái)促進(jìn)高原礦山掘進(jìn)工作的進(jìn)行。

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