操作程序:面向爆炸性气体的战术应对措施

作者: 时间:2026-01-04 点击数:

笔者在全美各地做报告时,几乎每个消防站都能讲述那些看似常规的天然气报警最终演变成千钧一发时刻甚至建筑爆炸的惊险案例。这警示我们必须记住以下有关爆炸性气体检测仪的要点,以便在评估时做出正确的决定(照片 1)。这些决定将影响我们对策略和战术的选择。

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1. 地下气体泄漏是最危险且最难评估和解决的问题之一。(照片由 Dominick DAlisera 提供。)

以下是几个示例:

• 四合一气体检测仪背面有一个夹子;其属于个人检测仪,而非爆炸性气体检测仪。燃气公司的技术人员不使用这些设备。

• 四合一气体检测仪中的催化珠可燃气体传感器无法检测到 1-2% 爆炸下限(LEL)范围内的低浓度气体。

• 汽车尾气和乙烯基清洁剂等含硅化合物可能会损害四合一气体检测仪中的催化珠传感器。

•金属氧化物爆炸性气体传感器可检测到极低浓度的可燃气体,且价格低廉,美国大多数燃气公司均采用此类传感器。

• 美国许多主要消防部门会将金属氧化物传感器与四合一气体检测仪配合使用。

• 室内气体异味常见采样点包括主门内侧和地下室管道入口处。

•标准操作程序中必须包含行动阈值和杀伤区范围。行动阈值是指达到爆炸下限百分比时需强制疏散民众和消防员的临界值(由消防部门设定)。杀伤区如同坍塌区,是建筑物周围或内部一旦事态恶化可能导致人员丧生的危险区域。

• 一氧化碳传感器通常对其他爆炸性气体(如氢气、丙烷和乙炔)存在交叉敏感性。

• 请阅读手册以掌握仪器使用方法,并充分了解其优势和局限性。

优质的标准操作程序

即使掌握了所有技术知识和程序规范,若未通过正确的整体策略、战术决策与行动加以应用,这些技术知识和程序规范也将失去价值。一份优质的标准操作程序应涵盖以下内容,并予以明确阐述。优质标准操作程序的首要部分应聚焦于操作政策。

操作政策是要求指挥官和队员在执行任务时遵循的规则。政策部分必须确立目标,同时允许指挥官和队员在既定框架内运用其经验、专业知识和判断力。

程序部分则概述常规分步操作步骤,类似于医疗协议。这些步骤需基于当地天然气行业的惯例制定。其中,策略(目标)和战术(策略执行)必须清晰明确,并为指挥官提供总体目标和目的;战术行动则为执行策略的队员提供具体指导。优质的标准操作程序需包含针对六类主要天然气紧急事件的策略与战术。

操作政策、程序、策略和战术

完整且高质量的标准操作程序将确保您在气体泄漏事故中成功履行保护民众与消防员生命安全的任务。掌握相关技术技能是制定标准操作程序的关键前提,而标准操作程序可为首到指挥官和队员提供所需的指导。然而,将操作政策、程序、策略和战术整合并清晰呈现在标准操作程序中极具挑战性。以下几个步骤将对您有所帮助。

了解现有标准操作程序的缺陷至关重要——不够完善的标准操作程序可能导致应对措施不够理想和效果欠佳。低效的标准操作程序甚至会使队员承担不必要的风险。优质的标准操作程序能够解决在整体应对气体泄漏方面的薄弱环节。请谨记:标准操作程序中必须明确包含并传递您希望指挥官和队员在气体泄漏时执行的具体信息、程序、策略和战术。以下关键要点将帮助您了解当前标准操作程序可能低效的原因,并为优化新的标准操作程序提供方向。

在掌握关键技术方面的知识并了解当前标准操作程序可能低效的原因后,我们即刻着手起草、测试和最终制定出针对爆炸性气体泄漏的卓越操作程序。

六类天然气泄漏事故

燃气公司针对各类泄漏事故制定了相应处置程序,消防部门亦需建立同类预案。不同泄漏或异味场景存在差异,其威胁等级与应对策略 / 战术亦有所不同。本文将讨论的六类燃气紧急事故包括:

1. 挖掘损坏(主管道或入户管道损坏);

2. 室外燃气异味(地下泄漏);

3. 室内燃气异味(轻微或严重泄漏);

4. 建筑物爆炸;

5. 泄漏导致的着火;

6. 燃气泄漏且建筑物封闭。

这份清单并未涵盖所有类型的泄漏(例如输气管道泄漏不在本文讨论范围内)。

关键概念

培训缺口:即使我们开设了所有规定的培训课程,但许多部门在以下关键环节仍存在培训不足:应对程序、空气监测设备 / 程序的应用、采样位置的选择、空气监测结果的解读、评估程序以及爆炸性气体紧急事故战术决策。需增加年度专项精细化培训以优化标准操作程序。

使命:消防部门在燃气紧急事故中的首要使命是保障生命安全,而非定位或修复泄漏点。这一点需明确传达,因为许多队员经常误解这一点。

杀伤区:类比坍塌区,系指若爆炸性气体被引燃可能导致致命或重伤的区域。许多消防部门在初期响应时都会将首到力量安排在过于接近泄漏点物理位置的地方。因此,应在标准操作程序中纳入要求人员与设备远离杀伤区的具体指导。

爆炸性气体检测仪:大多数消防部门在密闭空间救援中使用四合一气体检测仪作为个人监测设备。许多消防员对其仪器操作训练不足——从未亲历仪器警报触发、不清楚 100%爆炸下限读数含义、无法根据仪表显示判断危险等级或其他信息。因此,应在标准操作程序中纳入使用真实燃气与检测仪的实操训练,确保指挥官和队员熟练掌握设备应用。

行动阈值:许多标准操作程序中未规定要求强制疏散民众和消防员的气体浓度临界值。因此,应在标准操作程序中设定需强制疏散民众和消防员的具体浓度临界值。

以实战标准训练:大多数消防部门未与燃气技术人员开展联合演练,而后者将在爆炸性气体泄漏事故中与消防部门协同响应。美国多州要求燃气公司对当地消防部门提供培训。

明智的燃气公司会主动邀请消防部门前往其现场进行培训,其中通常包含真实燃气泄漏培训场景。应与在爆炸性气体泄漏事故中将合作的燃气技术人员共同训练。

信任但要核实:消防部门对民众及队员生命安全负责,但不对燃气技术人员的行动担责。消防部门肩负着保障生命安全的使命,而燃气技术人员的职责是定位与修复泄漏点,因此可以视作消防部门的宝贵资源。燃气技术人员可能缺乏经验,不熟悉公用事业公司的程序,或存在过度自信倾向。您需要了解相关程序,避免燃气技术人员将您与队员置于危险境地。

入门指导

首先,了解燃气供应商的应对程序。消防部门的标准操作程序一般应与燃气供应商的标准操作程序一致(明显差异项除外,如街道阀门关闭、钻孔和泄漏修复等)。

我们的使命是生命安全至上。若燃气供应商不愿分享其程序,需知悉美国多数州依据《信息自由法》将其列为公开文件。获取该信息是制定标准操作程序的基石。

天然气行业最佳实践参考美国燃气协会于 2022 年发布的白皮书《燃气充斥场所应急处置——员工、急救人员与公众安全保障及天然气爆炸案例观察分析》。其中包含多份标准操作程序模板,可供参考借鉴。

美国多地消防部门常因等待燃气技术人员抵达而延误处置紧急情况。若贵部门存在此问题,需预设在没有燃气技术人员的情况下长时间独立作战预案。随着时间推移,事故的总体风险可能会发生变化。案例研究表明,消防部门到达现场 40 分钟或更长时间后仍可能发生灾难性燃气爆炸。因此,标准操作程序中必须包含此时间段的行动方案。回溯历史燃气事故处置案例,统计平均行动时长。在标准操作程序中明确以下要素:首到力量、额外警报、互助、对作业单位的支持以及将处置权移交燃气技术人员的政策。

适用于响应单位的政策

各标准操作程序中均应包含政策部分,赋予首到指挥官基于专业知识判断与实战经验进行灾情评估与行动指挥的主动权。标准操作程序必须平衡兼顾,既要给予首到指挥官作出决策和分配任务的自由度,又要为灾情评估以及战略和战术行动提供明确指导。政策为消防指挥官和队员提供了开展工作的一些规则,并设定了相关工作参数,本质上是通过规则确保行动规范性。

策略与战术

标准操作程序中必须包含事故指挥官的战略目标与队员实现事故指挥官目标的战术任务。以下清单可以作为标准操作程序的一部分。该清单基于两大前提:指挥官或队员已完全掌握燃气响应标准操作程序全流程并完成进阶培训;指挥官或队员已实时更新必要背景信息。这些项目基于燃气行业最佳实践,整合了完整标准操作程序中的政策、程序、策略和战术要点。以主街 3 号报告的“室外燃气异味”为例说明。

事故指挥官的战略目标

• 建立事故指挥所。

• 确保已向燃气公司提出申请。

• 启动灾情评估:询问报警人 / 住户和疏散人员,排查所有潜在泄漏源(室内、室外、地下)。

• 估计杀伤区范围。

• 根据评估结果进行疏散。

• 确定燃气是否通过地下管网扩散至邻近建筑物中。首到力量的战术行动。

• 首先检查距离泄漏源最近的建筑物(主门和入口处)和地下结构。

• 必要时进行疏散。

• 按照室内燃气泄漏程序检查异味点四周所有建筑物。

• 检查泄漏点四面的地下结构和建筑物,直至所有区域爆炸下限读数为 0%。

• 若检修孔内爆炸下限超过 25%,则应立即打开检修孔进行通风。注意:需向当地燃气供应商咨询,严禁打开地下电井。

采取上述行动是为了排除地下主管道 / 支管泄漏导致燃气渗入建筑物积聚的可能性。云梯公司外围小组需前往可能位于地下室、杂物间或机房的燃气表位置。这是为了评估高压主管或支管(连接主管道与建筑物的燃气管道)泄漏气体的可能性,这些气体可能通过土壤或沿着 / 通过管槽、下水管道、导管或仅仅是地基墙壁裂缝迁移。燃气公司称此区域为入口点。应将入口点纳入灾情评估必检点。

消防分队将前往异味报告点 / 投诉人处收集灾情评估信息。这些任务的总体目的是确定并排除危及生命的重大泄漏。指派队员 / 小组监测燃气表可为事故指挥官提供两大关键支持,即灾情评估和缓解行动。首先,若确认建筑内管道(燃气表上游)存在严重泄漏,队员可以关闭燃气。其次,如果燃气表显示有燃气流入建筑物,将为事故指挥官提供重要的评估信息,并据此制定策略。

政策示例(一般政策与具体政策)

• 在爆炸性气体事故中,保障队员与民众的生命安全是消防部门的使命。

• 杀伤区(爆炸区):泄漏点 / 危险源周边一至两栋房屋或 150 英尺半径区域。《应急响应指南》中建议应为 300英尺半径区域。( 但这在人口稠密地区执行难度较高)。

• 救援设备须停置于事故点一至两栋房屋外或 150-300 英尺安全距离。

• 每处燃气表指派一名消防员和一名指挥官,按预定位置或指挥指令行动。

• 事故指挥官可下令关闭燃气表气源,但街道阀门及输配系统阀门仅限燃气公司操作。

• 重大 / 轻微气体事故:未经验证前,默认按重大事故处置。

• 在重大事故中,生命安全会受到或可能受到威胁。

• 应在杀伤区外设立事故指挥所。

• 在重大事故中,联系紧急医疗服务(EMS)单位待命,指定灾情负责人记录读数,并任命安全员。

• 仅在确认室内存在生命威胁,或经监测评估风险可控后,方可强行破拆封闭建筑物 / 公寓。

• 考虑行动阈值。若存在任何与灾情有关的阈值 / 气味 / 状况,均可进行战术撤离。

• 引导民众在可行的情况下尽快撤离居住区。

• 爆炸下限为 10% 时:强制疏散未撤离民众。

• 爆炸下限为 20% 时:强制撤离消防人员(合理建议值)。

• 禁止操作任何电气开关或引入火源。

• 部门培训官应确保指挥官和队员至少每年接受一次有关本标准操作程序的培训。

其他注意事项

纽约消防局燃气泄漏标准操作程序中的以下要点值得纳入您的标准操作程序。“大多数天然气事故均可通过排查和简单缓解措施加以解决。但当响应升级为应对重大事故时,纽约消防局的策略应侧重于保障生命安全(疏散)。下列情形标志着重大燃气事故,需从简单缓解措施转变为强调全力保障生命安全的策略(包括燃气公司人员与急救人员)”。

重大事故判定指标:

• 燃气主管道 / 支管 / 燃气表损坏。

• 室外检测到 10% 的爆炸下限。

• 地下结构(检修孔 / 雨水排水管)检测到 20% 的爆炸下限。

• 两处及以上下水道检出燃气。

• 有迹象表明燃气从外部向建筑物内迁移。

• 建筑内存在无法截断的气体泄漏。

• 气体渗入墙体或建筑物孔隙。

纽约消防局标准操作程序中还涉及一些值得考虑的具体战术任务,包括以下内容:

“进入建筑物时若燃气表显示气体流动或行进至报警点途中检测到燃气,室内小组应直接前往地下室评估险情”。

燃气表半英尺刻度盘旋转仅表明燃气正在输送(部分可能被正常耗用),并非全量泄漏(照片2)。最近,本人所在的消防部门接到了一份调度报告,称住户在移动炉灶时导致燃气管破裂。监测燃气表的队员发现半英尺刻度盘持续旋转(表明燃气持续注入),然后通知了指挥官。指挥官立即下令关闭气源,从而减少了民众和消防队员面临的危险(照片3和4)。

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2.观察半英尺刻度盘。若持续旋转,则表明气体正通过仪表流入建筑物。(除另有说明外,照片均由作者提供。)

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3.可以使用活动扳手或哈利根消防撬棍关闭四分之一转燃气阀门。4. 旋转式仪表用于大型场所。若黑白圆盘持续旋转,表明燃气正流入建筑物。5. 爆炸性气体检测仪(从左至右)分别为:金属氧化物可燃气体传感器、四合一气体检测仪和金属氧化物检测仪以及激光远程传感器。

封闭建筑物

多数燃气公司要求消防部门对存在天然气或液化石油气泄漏的封闭建筑物实施破门。查看当地燃气公司的程序。许多燃气公司的程序中规定,若检测到燃气从室内向室外扩散,均可触发战术撤离。此时,可以远程切断燃气与电力(以限制点火源),等待建筑物自然通风至安全浓度。

可通过将爆炸性气体检测仪放在门窗附近或将探头插入柔性门窗密封条周围(照片 5)来识别这种情况。由于无法预判室内积存燃气,可能需要通风数小时才能达到安全浓度。在封闭建筑物内检测到任何气体浓度时,燃气公司的撤离程序看起来有点极端。但其实则基于以下风险:未知其他区域浓度;是否存在生命危险;建筑物内已形成燃气 - 氧气 - 点火源爆炸三要素;这相当于不可预测的巨型炸弹。

不建议采用常规消防部门通风程序,因其需队员在建筑物内外作业,从而徒增风险。应与当地燃气公司核实以确认最佳程序——远程切断气源与电力(以最大限度地减少点火源并切断燃气输入),并等待建筑物自然通风至安全浓度(耗时因建筑物孔隙率或能源效率而异,可能达数小时)。

消防员本能倾向于快速处置,而非等待。但燃气泄漏应视为危险物质事故而非火灾 / 烟雾事故。若燃气公司建议远程切断气源与电力,并等待建筑物内燃气浓度达到安全水平,那么应将此点纳入标准操作程序中。( 记住:市政电力切断后,应急发电机可能启动。)

封闭建筑物标准操作程序制定时应考虑的两个重要事实如下:

1. 民众和消防员的生命安全至上。封闭建筑物内燃气泄漏极有可能引起爆炸。其具备(巨型)炸弹的所有要素。天然气虽无毒,但会因氧气置换而导致窒息。消防员受训本能驱使其破门搜救民众,但天然气致人窒息案例极其罕见(仅限维修人员误入大量气体泄漏区或检修井、化粪池等密闭空间)。

2.民众不会因天然气而窒息。原因有二:首先,天然气中的臭味剂(乙硫醇)的检测浓度约为百万分之一(1ppm)。1ppm 相当于的 英寸比一英里(即相当于 1/1,000,000)。

根据美国疾病控制与预防中心的数据,浓度为 3-4ppm 即引发恶心感,促使人员自主疏散。许多城市消防部门通常会在含有燃气的场所破门。由于健康人员对气味的敏感性,可以及早发现燃气泄漏,因此破门风险相对可控。存在燃气泄漏的公寓很容易被附近的其他公寓住户发现。在郊区或农村地区(居民楼之间的距离较远)或就封闭城市商业建筑物而言,燃气可能在消防部门到达之前悄无声息积聚至爆炸浓度。务必审慎评估队员生命安全风险,避免以极可能无谓且危险的搜救行动置其于险境。若为有毒危险物质泄漏,消防员不会贸然破门突入。同理,爆炸性燃气泄漏更需谨慎。

禁止依靠感官来检测任何异味。土壤可能吸附臭味剂。必须通过全面气体监测确认险情。

爆炸性趋势

《燃气充斥场所应急处置——员工、急救人员与公众安全保障及天然气爆炸案例观察分析》提供了可以用来调整标准操作程序的火场数据。本文件旨在“为燃气公司提供天然气积聚风险防控的补充性操作指南”。本文基于 2010 年 1 月至 2020 年 12 月期间全美 50 起致命燃气事故研究(共致 78人死亡,168 人受伤)。1

根据这些事故数据得出的趋势,可在标准操作程序中制定基于现实、基于经验和可执行的政策、程序、策略和战术。燃气公司及消防员伤亡多集中于建筑物 50 英尺范围内。多起消防员因公殉职案例发生在已疏散建筑物附近。基于风险的应对措施必须成为灾情评估和决策过程的关键要素。应急人员需以科学敬畏之心应对积存天然气与丙烷的爆炸可能性。

美国燃气协会研究显示:绝大多数死亡发生在建筑物周边 100 英尺范围内。基于研究可知,78 名遇难者中 59 人身处建筑物内部。根据这 50 起记录在案的爆炸事故,100-200英尺范围内人员受伤程度较轻,无致命和致残风险。同样,此区域也属于杀伤区——若爆炸性气体被引燃,该区域内消防员将面临极高殉职风险。

基于上述数据,我们可制定针对爆炸性气体泄漏的实战安全距离标准。令人震惊的是,许多消防部门仍将首到力量部署在燃气泄漏点过近甚至正对的位置。侥幸未爆助长错误习惯:正是由于多次侥幸未爆,这种危险的部署方式反而被强化为习惯性错误。频繁处置轻微泄漏事故易滋生盲目自信。切勿将作战车辆停在这颗“炸弹”的正前方!

协同方案

通过美国运输部管道和危险材料安全管理局(PHMSA)推行的管道应急响应计划(PERI),可最大限度地开展培训并实现消防部门与燃气公司的高效协同。通过该计划能够建立消防部门与当地燃气供应商的常态化培训合作机制。实质上,燃气公司提供资金与技术支援,以便州或地方消防培训中心能够开展爆炸性气体事故方面的高质量培训。

美国运输部管道和危险材料安全管理局自 2012 年起联合管道运营商与应急响应机构,建立公私合作伙伴关系。管道应急响应计划弥合了这一协同鸿沟,促进了管道安全和应急响应各利益相关方之间的参与、培训和信息共享。

2015 年起,美国运输部管道和危险材料安全管理局完成对全美 50 个州的管道应急响应计划覆盖,并将持续推动这一协作应急模式,为管道突发事件提供安全高效的响应范本。多个州制定了类似于管道应急响应计划的计划,为更广泛社区提供了良好服务,并验证了这一协作模式的可行性。美国运输部管道和危险材料安全管理局社区联络服务部发挥牵头作用,协助各州在本州及全国范围内启动管道应急响应计划。

美国运输部《应急救援指南》(ERG)规定:易燃气体泄漏需设置半径 330 英尺的全向隔离区(参见指南 115 条“易燃气体”)。在城市和郊区的消防部门,由于一线应急资源有限以及这些地区的人口密度高,这个距离往往不太现实。考虑上述报告中的数据,并在标准操作程序中纳入一个安全且切实可行的距离,以确保应急单位的安全。

当然,在灾情评估和事故缓解操作过程中,您将承担一些可控的风险。标准操作程序中杀伤区范围的划定决策,应与仪表读数行动阈值的设定保持同等决策流程。这方面没有国家标准。四合一气体检测仪在 10% 爆炸下限时就会报警——10% 是密闭空间爆炸下限的标准。《应急救援指南》虽是绝佳的参考依据,但若是指挥官和队员不执行或者无法执行其中的建议,那么将相关建议纳入标准操作程序也毫无意义。

燃气泄漏是多数消防部门的常见警情,但恰恰因此容易让人掉以轻心。对于消防指挥官来说,在标准操作程序中制定有效的政策、程序、策略和战术至关重要,以确保能够安全有效地应对燃气泄漏事故,实现保障生命安全的使命。

作者简介

JERRY KNAPP 现任纽约州罗克兰县危险物质处置小组组长。他拥有消防专业学位,拥有 48 年消防救援及急救医疗技术(EMT)经验(曾任职于纽约州西哈弗斯特罗消防局),此前还曾担任护理人员。KNAPP 参与过美国保险商实验室(UL)住宅火灾扑救技术研究,并任职于相关专家小组。他与人合著了《消防工程》旗下两本著作,分别是《住宅火灾》和《爆炸性气体紧急事件战术响应》;同时长期为《消防工程》杂志及多本州级、国家级和国际消防专业期刊撰稿;此外还撰写了《消防工程》杂志《消防员一级和二级手册》中的“火灾扑救”章节。KNAPP 曾服役于美国西点军校,在此期间担任应急服务局作战计划专员。

转载自:应急管理部上海消防研究所

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