在礦用爆破作業中,避炮棚作為保障人員安全的關鍵設施,其設計標準與規范至關重要。接下來,我將從位置選擇、結構設計、材料選用、通風與觀察設施以及移動與固定方式等多個方面,對礦用爆破避炮棚的設計標準與規范進行詳細解讀。
一、位置選擇標準與規范
(一)安全距離要求
避炮棚應設置在距離爆破點足夠遠的安全距離之外。根據《爆破安全規程》(GB 6722)以及實際礦山爆破作業經驗,一般中深孔爆破警戒范圍為 200m,淺孔爆破警戒范圍為 300m,避炮棚的設置應至少在該警戒范圍之外。例如,在某露天礦山爆破作業中,由于避炮棚設置在距離爆破點 150 米處,未達到安全距離要求,在一次爆破中受到飛石沖擊,導致棚體損壞,所幸未造成人員傷亡。因此,嚴格遵守安全距離要求是保障避炮棚安全的基礎。
(二)方向選擇要求
其位置和方向應精心規劃,要能防止飛石、落石和炮煙的危害。開口或入口應朝向與預計飛石拋射方向相反的安全區域。同時,要充分考慮風向,避免炮煙順著風向彌漫至避炮棚處,影響內部人員的呼吸安全。例如,在山谷地形的礦山中,若避炮棚開口朝向山谷底部且處于下風口,爆破產生的炮煙容易聚集在避炮棚周圍,導致內部人員呼吸困難。所以,合理選擇避炮棚的方向對于保障人員安全至關重要。
(三)周邊環境要求
避炮棚周邊環境應空曠,不應有障礙物,避免因障礙物在爆破沖擊下倒塌或飛濺對避炮棚內人員造成二次傷害。同時,通達避炮棚的道路應保持暢通無阻,以便在緊急情況下人員能夠迅速撤離到避炮棚內。道路寬度要滿足人員快速通行和可能的救援設備進出需求。例如,某礦山因避炮棚周邊堆積了大量廢棄礦石,在一次爆破中,這些礦石被飛石帶動砸向避炮棚,造成棚體損壞。因此,確保避炮棚周邊環境安全和道路暢通是不容忽視的環節。
二、結構設計標準與規范
(一)主體結構形式
避炮棚主體結構形式多樣,常見的有鋼結構、磚混結構等。在實際應用中,鋼結構因其輕便、可拆卸、安裝方便等特點,常用于臨時作業場所;而鋼筋混凝土結構的避炮棚則適用于固定式、長期防護需求的場所,如地下礦避險硐室等。例如,在露天礦山的短期爆破作業中,多采用鋼結構避炮棚,便于根據爆破區域的變化快速移動和重新布置;而在地下礦山的固定爆破作業點,則常采用鋼筋混凝土結構的避炮棚,以提供更穩定、持久的防護。
(二)支撐結構設計
底部支撐結構對于避炮棚的穩定性至關重要。一般底部配有 4 個支撐腿,可設置移動輪便于移動,也可將支撐腿固定于使用場地,確保避炮棚在放置時的穩定性。對于大型避炮棚或在復雜地形條件下使用的避炮棚,還可能需要增加支撐腿數量或采用特殊的支撐結構設計。例如,在地形起伏較大的山區礦山,為保證避炮棚的穩定,可采用可調節高度的支撐腿,根據地形調整支撐腿高度,使避炮棚能夠平穩放置。
頂部結構設計也不容忽視,頂部通常設有吊環,方便使用吊車吊運,滿足不同規模和作業環境下的快速部署和撤離需求。同時,頂部結構應具備足夠的強度,以承受可能的飛石沖擊和自身重量。例如,在吊運過程中,若頂部吊環或結構強度不足,可能導致避炮棚在吊運過程中損壞或掉落,造成安全事故。
(三)門的設計
門的設計應考慮人員進出的便利性和安全性。一般采用內外開門設計,內外均配有鎖具,方便施工人員在緊急情況下快速進出。門的材質和結構應與避炮棚主體結構相匹配,具備足夠的抗沖擊能力,防止飛石撞擊導致門損壞,影響人員逃生。例如,門可采用與棚體相同的高強度鋼板制作,厚度不低于棚體鋼板厚度,且門鎖應采用堅固耐用的類型,確保在受到沖擊時不會失效。
三、材料選用標準與規范
(一)外部防護材料
外部防護材料主要用于抵御飛石和沖擊波的沖擊,通常采用高強度、抗沖擊性能良好的材料。鋼板是常用的外部防護材料之一,鋼板厚度一般不低于 6mm,常見厚度為 8 - 10mm,在特殊要求下可更厚。例如,在一些大型礦山爆破作業中,由于爆破規模大、飛石沖擊力強,會選用 10mm 厚以上的鋼板作為避炮棚的外部防護材料。同時,為提高防護效果,可對鋼板進行特殊處理,如淬火處理,增強其硬度和抗沖擊性能。
除了鋼板,也可采用其他高強度復合材料作為外部防護材料,但這些材料需經過嚴格的性能測試和認證,確保其在抵御飛石和沖擊波方面的性能不低于鋼板。例如,某些新型防彈復合材料,具有重量輕、強度高的特點,在經過相關部門檢測合格后,也可應用于避炮棚的外部防護。
(二)內部防護與緩沖材料
內部通常設有絕緣木板和防靜電氈,以增加穩定性和防護效果。絕緣木板厚度一般達到 10mm,不僅可以起到緩沖外部沖擊的作用,減少震動對人員的影響,還能在一定程度上防止觸電事故發生。防靜電氈一般厚度為 2mm 左右,具有防火阻燃、防靜電的特性,在萬一發生火災或靜電積聚的情況下,能夠延緩火勢蔓延,為人員逃生爭取時間,同時避免靜電引發的意外爆炸等事故。例如,在一些存在易燃易爆氣體的礦山環境中,防靜電氈的使用尤為重要,可有效降低因靜電引發爆炸的風險。
(三)防火材料要求
由于爆破作業可能引發火災,避炮棚使用的材料應具備防火性能。除了內部的防靜電氈具有防火阻燃特性外,外部防護材料和其他結構材料也應采用防火材料。例如,外墻和屋頂可使用防火板材,這些材料在高溫下不易燃燒,能夠有效阻止火焰蔓延,為避炮棚內的人員提供更安全的環境。在選擇防火材料時,需確保其符合相關的防火標準和規范,并經過權威機構的檢測認證。
四、通風與觀察設施標準與規范
(一)通風設施設計
避炮棚兩側應設有通風孔,并加裝鐵絲網。通風孔的大小和數量應根據避炮棚的內部空間大小和容納人員數量進行合理設計,以保證良好的通風效果,讓工作人員在躲避期間能夠呼吸到新鮮空氣,避免因空氣不流通導致身體不適。例如,對于一個容納 5 人的避炮棚,通風孔的總面積應不小于 0.2 平方米,且分布均勻,確保空氣能夠在棚內充分流通。
鐵絲網的作用是防止飛石進入通風孔,在保障通風的同時維持安全防護性能。鐵絲網的網孔大小應根據可能出現的飛石大小進行選擇,一般網孔直徑不超過 20mm,既能有效阻擋飛石,又不影響通風效果。此外,有些避炮棚還會根據實際需求在頂部設置通風裝置,進一步優化通風效果,如采用可調節式通風天窗,可根據外界環境和內部人員需求調整通風量。
(二)觀察設施設計
門上應開設觀察窗口,便于爆破結束后內部人員對外部狀況進行觀測。觀察窗口應采用特殊材質,既保證良好的可視性,又具備一定的抗沖擊能力,讓爆破人員在安全的條件下能夠清晰地觀察爆破作業的進行情況。例如,觀察窗口可采用高強度的防爆玻璃制作,厚度一般為 10 - 15mm,這種玻璃在受到一定程度的飛石沖擊時不會破裂,同時能保持良好的透明度。觀察窗口的大小應適中,一般面積在 0.1 - 0.2 平方米之間,既能滿足人員觀察需求,又不會影響門的結構強度。
五、移動與固定方式標準與規范
(一)移動式避炮棚
對于需要經常變換作業地點的礦山爆破作業,常采用移動式避炮棚。移動式避炮棚底部配有支撐腿和移動輪,支撐腿能在避炮棚放置時確保其穩定,移動輪則方便避炮棚快速移動至新的作業地點。移動輪的材質和規格應根據避炮棚的重量和移動需求進行選擇,一般采用高強度橡膠輪胎,直徑不小于 300mm,以保證在不同地形條件下都能順利移動。
頂部的吊環也是移動式避炮棚的重要組成部分,便于使用吊車等設備進行吊運。吊環的承載能力應經過嚴格計算和測試,確保能夠安全吊運避炮棚。例如,一個重量為 2 噸的避炮棚,其頂部吊環的安全承載能力應不低于 3 噸,以確保吊運過程中的安全。
(二)固定式避炮棚
固定式避炮棚通常建設在固定的爆破作業區域附近,結構更加穩固。在固定方式上,一般通過將底部支撐腿與地面基礎進行牢固連接,如采用地腳螺栓將支撐腿固定在混凝土基礎上。混凝土基礎的尺寸和強度應根據避炮棚的重量和受力情況進行設計,確保避炮棚在長期使用過程中不會發生位移或傾斜。例如,對于一個面積為 10 平方米的固定式避炮棚,其混凝土基礎的厚度應不小于 500mm,地腳螺栓的直徑不小于 20mm,以保證固定的穩定性。
六、資質與檢測標準
避炮棚需具備相關資質報告,以確保其符合國家及行業相關標準的要求。常見的資質報告包括《公安部檢測報告》、《防靜電檢測報告》以及《防爆檢測報告》等。這些報告由具有相應資質的權威檢測機構出具,證明避炮棚在結構安全、防靜電、防爆等方面滿足規定的標準。例如,《公安部檢測報告》會對避炮棚的整體結構強度、防護性能等進行檢測評估;《防靜電檢測報告》會檢測避炮棚內部材料的防靜電性能是否達標;《防爆檢測報告》則會對避炮棚抵御爆炸沖擊波和飛石的能力進行測試。只有具備這些合格的資質報告,避炮棚才能投入使用。
在使用前,還需對避炮棚的結構、材料、設施等進行全面檢查,確保其完好無損并符合安全要求。定期進行維護保養,包括清潔、檢查、維修等工作,以延長其使用壽命并確保其安全性能。例如,每月應對避炮棚的鋼板進行檢查,查看是否有腐蝕、變形等情況;每季度應對通風孔、觀察窗口等設施進行清潔和維護,確保其正常使用;每年應對避炮棚進行一次全面的安全檢測,包括結構強度檢測、材料性能檢測等,及時發現并處理潛在的安全隱患。