矿用避炮棚是矿山爆破作业中保障人员安全的重要设施,以下将从其结构设计、材料选择、功能作用等方面进行详细介绍:
结构设计
- 框架结构:通常采用框架式结构,以高强度的型钢或钢管作为骨架,骨架之间通过焊接或螺栓进行牢固连接,形成稳定的几何结构,如常见的三角形框架结构,利用三角形的稳定性原理,在受到外力作用时,能够将冲击力均匀分散到各个构件上,避免局部应力集中导致结构破坏。
- 复合顶棚与侧壁:避炮棚的顶棚和侧壁采用多层次的复合结构,一般包括承重层、缓冲层和防护层。承重层主要承担整个棚体的重量以及爆破产生的压力;缓冲层多采用具有弹性的材料,如橡胶、海绵等,能够吸收和缓冲冲击波的能量,降低其对内部人员的影响;防护层则选用高强度的钢板或钢筋混凝土,抵御飞石的撞击。
材料选择
- 高强度钢材:外部选用厚钢板,如 8-10mm 厚的高强度防爆钢板焊接成型,抗冲击性能卓越,能有效抵御爆破飞石与冲击波。
- 吸能材料:如蜂窝状金属材料、泡沫铝等,这些材料具有独特的微观结构,在受到冲击时,其内部的蜂窝或泡沫结构会发生变形,通过塑性变形吸收大量的能量,从而有效地降低冲击波的强度。
- 阻尼材料:当冲击波作用于棚体时,阻尼材料会产生内摩擦,将冲击波的动能转化为热能散发出去,进一步减轻冲击波对人员的伤害。
- 绝缘与防静电材料:内部采用 10mm 厚绝缘木板与 2mm 厚防静电阻燃毡,缓冲冲击、隔热且防静电阻燃,全面保障人员安全。
功能作用
- 抵御飞石与冲击波:坚固的结构和高强度材料能够有效阻挡爆破产生的高速飞石,同时多层复合结构和吸能、阻尼材料可削弱冲击波的强度,减少对人员的伤害。
- 减震与稳定:通过合理的结构设计和选址,以及特殊处理的基础,如采用深基础、设置减震垫层等方式,增强其稳定性,减少震动传递到棚内的幅度,吸收部分震动能量。
- 提供安全空间与应急避难:为施工人员提供一个相对安全的防护空间,在遇到山体滑坡、泥石流等其他突发紧急情况时,也可作为应急避难场所,棚内一般还会配备基本的应急物资,如急救药品、食品、饮用水等,为人员争取等待救援的时间。
- 保障施工连续性:设置在距离爆破区域较近且相对安全的位置,施工人员能够在较短时间内进入避炮棚躲避,爆破结束后也能快速返回工作岗位继续作业,减少了因躲避爆破而造成的时间浪费,提高了施工效率。
空间布局与通风设计
- 合理空间布局:确保矿工在棚内有足够的活动空间,避免因拥挤造成意外伤害。同时,棚内还会设置明显的安全通道和指示标识,方便矿工在紧急情况下快速、有序地进入和撤离避炮棚。
- 良好通风设计:配备有通风设备,如风机、通风管道等,及时排出爆破产生的有害气体,如一氧化碳、氮氧化物等,为矿工提供安全的呼吸环境。
位置设置
- 安全距离外:避炮棚应设置在距离爆破点安全距离之外,通常爆破警戒范围为 300 米,露天矿山避炮棚的标准警戒范围至少为 200 米,防止飞石和炮烟的危害。
- 地势较高与视野开阔处:便于矿工观察爆破情况和及时进入避炮棚,同时避免因爆破引发的次生灾害影响到避炮棚内人员的安全。
日常维护与检测
- 定期检查:定期检查避炮棚的结构是否出现裂缝、变形,材料是否存在腐蚀等情况,并及时进行修复和处理。
- 结构安全评估:对于使用年限较长的避炮棚,还需要进行结构安全评估,根据评估结果决定是否需要进行加固或更换,以确保避炮棚始终处于安全可靠的状态。