在礦山開采作業(yè)中,爆破是一項(xiàng)常見(jiàn)且具有較高危險(xiǎn)性的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的避炮設(shè)施,如固定的鋼筋混凝土避炮棚,雖能在一定程度上提供防護(hù),但存在諸多局限性,難以滿足復(fù)雜多變的礦山作業(yè)環(huán)境需求。隨著科技的不斷進(jìn)步,可移動(dòng)式避炮棚應(yīng)運(yùn)而生,從設(shè)計(jì)理念到實(shí)際應(yīng)用,都為礦用安全帶來(lái)了一系列關(guān)鍵突破。
一、設(shè)計(jì)革新:突破傳統(tǒng)局限
(一)材料選用的創(chuàng)新
傳統(tǒng)避炮棚多采用厚重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),自重可達(dá)數(shù)噸甚至數(shù)十噸。而可移動(dòng)式避炮棚在材料選擇上實(shí)現(xiàn)了重大突破,其骨架多采用航空級(jí)鋁合金(如 6061 - T6)或鈦合金材料。這些材料強(qiáng)度卓越,達(dá)到普通鋼材的 1.5 - 2 倍,卻僅為鋼材重量的 1/3 - 1/2,在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、能承受強(qiáng)大沖擊力的同時(shí),極大地減輕了整體重量,為其可移動(dòng)性奠定了基礎(chǔ)。
在防護(hù)面板方面,可移動(dòng)式避炮棚采用復(fù)合結(jié)構(gòu)。內(nèi)層為高分子吸能材料,如聚氨酯泡沫,可有效吸收 80% 以上的爆炸沖擊波能量,極大地削弱沖擊波對(duì)內(nèi)部人員的傷害;外層則是 5 - 10mm 厚的耐磨抗爆鋼板,能夠抵御高速飛石的撞擊。經(jīng)實(shí)測(cè),這種復(fù)合面板可承受 50m/s 速度飛石的沖擊,為作業(yè)人員提供了可靠的防護(hù)屏障。
(二)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
模塊化拼裝設(shè)計(jì)
可移動(dòng)式避炮棚采用單元化設(shè)計(jì),單模塊尺寸可根據(jù)實(shí)際需求定制。各模塊之間通過(guò)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行快速連接,搭建過(guò)程極為便捷。以一個(gè) 20㎡的避炮棚為例,熟練的施工人員可在 10 分鐘內(nèi)完成搭建工作。這種模塊化設(shè)計(jì)還支持多層疊加,能夠根據(jù)不同的防護(hù)等級(jí)需求進(jìn)行靈活組合。例如,一級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下,可通過(guò)合理疊加模塊,使避炮棚具備抵御 200kg 炸藥爆破沖擊的能力。
靈活的移動(dòng)式底盤
為適應(yīng)礦山復(fù)雜的地形條件,可移動(dòng)式避炮棚配備了特殊設(shè)計(jì)的底盤。部分型號(hào)配置液壓驅(qū)動(dòng)輪,可在崎嶇地形上自主移動(dòng),爬坡能力≥15°,能夠輕松跟隨爆破作業(yè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。還有一些型號(hào)采用拖車掛鉤設(shè)計(jì),可通過(guò)車輛牽引進(jìn)行長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)場(chǎng)。同時(shí),避炮棚配備自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng),當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后,能在 5 分鐘內(nèi)完成穩(wěn)定支撐,確保在不同地形上都能保持穩(wěn)固,為作業(yè)人員提供安全的避險(xiǎn)空間。
(三)智能安全系統(tǒng)的融入
沖擊波監(jiān)測(cè)預(yù)警功能
可移動(dòng)式避炮棚內(nèi)置微型傳感器,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)爆破沖擊波超壓值。當(dāng)監(jiān)測(cè)到即將發(fā)生的爆破產(chǎn)生的沖擊波超壓值達(dá)到一定閾值時(shí),系統(tǒng)會(huì)提前 30 秒發(fā)出聲光預(yù)警,及時(shí)提示作業(yè)人員快速進(jìn)入避炮棚進(jìn)行躲避,為人員避險(xiǎn)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)
考慮到礦山作業(yè)環(huán)境的多樣性,可移動(dòng)式避炮棚在設(shè)計(jì)上充分兼顧了環(huán)境適應(yīng)性。其抗風(fēng)等級(jí)≥10 級(jí),抗震設(shè)防烈度≥7 度,能夠在惡劣的自然環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí),配備了通風(fēng)換氣裝置與應(yīng)急照明系統(tǒng)。通風(fēng)換氣裝置可確保棚內(nèi)空氣清新,滿足人員長(zhǎng)時(shí)間避險(xiǎn)的需求;應(yīng)急照明系統(tǒng)則在突發(fā)停電等緊急情況下提供照明,保障人員安全。在一些特殊作業(yè)場(chǎng)景中,可移動(dòng)式避炮棚還可連續(xù)滿足 12 小時(shí)以上的人員避險(xiǎn)需求。
二、應(yīng)用突破:提升安全與效率
(一)顯著提升安全保障水平
有效抵御爆破危害
根據(jù)《爆破安全規(guī)程》要求,露天深孔爆破個(gè)別飛散物安全距離不小于 200 米,但在實(shí)際復(fù)雜的礦山地形中,人員撤離難度極大?梢苿(dòng)式避炮棚憑借其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)的防護(hù)材料,可將爆破沖擊波超壓值從 10kPa 降低至 0.5kPa 以下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體安全閾值,極大地降低了沖擊波對(duì)人員的傷害風(fēng)險(xiǎn)。在抵御飛石方面,其外層抗爆鋼板和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使飛石撞擊風(fēng)險(xiǎn)降低 95%,為作業(yè)人員在危險(xiǎn)的爆破環(huán)境中提供了可靠的 “生命堡壘”。
動(dòng)態(tài)防護(hù)適應(yīng)多變工況
在礦山開采過(guò)程中,爆破作業(yè)點(diǎn)往往頻繁轉(zhuǎn)移。傳統(tǒng)的固定避炮棚無(wú)法跟隨炮孔移動(dòng),導(dǎo)致人員疏散距離不足,存在較大安全隱患。可移動(dòng)式避炮棚則可隨爆破區(qū)域動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移,能夠根據(jù)爆破作業(yè)的實(shí)際情況,快速調(diào)整位置,始終保持在安全距離內(nèi)為人員提供防護(hù)。這一特性在山區(qū)露天礦爆破等地形多變的作業(yè)場(chǎng)景中優(yōu)勢(shì)尤為明顯,可縮短人員撤離時(shí)間 50% 以上,大大提高了人員在爆破作業(yè)中的安全性。
(二)大幅提高作業(yè)效率
減少設(shè)施搭建與拆除時(shí)間
傳統(tǒng)避炮棚的搭建和拆除工作極為繁瑣,尤其是固定的鋼筋混凝土避炮棚,需提前澆筑固定,拆除時(shí)也困難重重。而可移動(dòng)式避炮棚采用模塊化拼裝和快速移動(dòng)設(shè)計(jì),減少了傳統(tǒng)設(shè)施搭建 / 拆除時(shí)間 80% 以上。在工期緊張的礦山工程中,這一優(yōu)勢(shì)尤為突出,能夠使施工團(tuán)隊(duì)將更多的時(shí)間和精力投入到核心的開采作業(yè)中,從而加快工程進(jìn)度。
降低人工成本投入
由于可移動(dòng)式避炮棚搭建和移動(dòng)的便捷性,在整個(gè)礦山項(xiàng)目中,可節(jié)約人工成本 20% - 30%。以一個(gè)大型礦山開采項(xiàng)目為例,采用可移動(dòng)式避炮棚后,在避炮設(shè)施相關(guān)的人工投入方面可節(jié)省大量資金,同時(shí)避免了因頻繁搭建和拆除傳統(tǒng)避炮棚而造成的人力浪費(fèi),提高了整體的經(jīng)濟(jì)效益。
(三)良好的政策契合性與應(yīng)用前景
符合安全規(guī)程要求
可移動(dòng)式避炮棚的應(yīng)用完全符合《金屬
非金屬礦山安全規(guī)程》(GB 16423 - 2020)中 “移動(dòng)作業(yè)人員應(yīng)配備可移動(dòng)避險(xiǎn)設(shè)施” 的要求。
礦山企業(yè)采用可移動(dòng)式避炮棚,有助于順利通過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收,提升企業(yè)的安全生產(chǎn)管理水平,為企業(yè)的合規(guī)運(yùn)營(yíng)提供有力支持。
推動(dòng)行業(yè)智能化發(fā)展
隨著科技的不斷進(jìn)步,可移動(dòng)式避炮棚還將朝著更加智能化的方向發(fā)展。例如,集成太陽(yáng)能板與儲(chǔ)能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)避炮棚自給自足供電,適配野外無(wú)電網(wǎng)的礦山作業(yè)場(chǎng)景;與無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),構(gòu)建 “預(yù)警 - 防護(hù) - 救援” 一體化智能安全網(wǎng)絡(luò)。這些智能化技術(shù)的融入,將進(jìn)一步提升礦山爆破作業(yè)的安全性和效率,推動(dòng)礦山行業(yè)向更加智能化、安全化的方向發(fā)展。
可移動(dòng)式避炮棚從設(shè)計(jì)理念到實(shí)際應(yīng)用,都對(duì)礦用安全產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。通過(guò)材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和智能系統(tǒng)的融入,它在保障作業(yè)人員安全、提高作業(yè)效率以及契合行業(yè)政策等方面實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵突破。在未來(lái)的礦山開采中,可移動(dòng)式避炮棚有望成為保障礦用安全的重要標(biāo)配設(shè)施,持續(xù)為礦山行業(yè)的安全發(fā)展貢獻(xiàn)力量。