【特別策劃】新型混凝土攪拌站安全風(fēng)險和防護(hù)設(shè)計要點

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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第3期

編者按：在這個變革的時代，混凝土行業(yè)的發(fā)展形勢也發(fā)生了急劇變化，企業(yè)需要積極利用數(shù)字化先進(jìn)的技術(shù)手段，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色低碳技術(shù)的交流與合作，將為混凝土行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和機遇，推動行業(yè)向綠色、低碳、智能化的方向發(fā)展。本期將相關(guān)文章匯編成特別策劃，分享給讀者。

特別策劃 ：混凝土行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與綠色低碳技術(shù)交流

新型混凝土攪拌站安全風(fēng)險和防護(hù)設(shè)計要點

李長壽，張素君

［摘 要］在混凝土攪拌站綠色低碳轉(zhuǎn)型階段，大力提升企業(yè)的生產(chǎn)安全事故縱深防御水平已成為勢在必行的趨勢。通過對該領(lǐng)域近年來的 10 起生產(chǎn)安全事故的統(tǒng)計分析，明確需要重點預(yù)防的事故風(fēng)險及相關(guān)設(shè)備設(shè)施的安全防控短板，針對性地在總體規(guī)劃、工藝方案、設(shè)備設(shè)施等領(lǐng)域提出安全設(shè)計措施，切實保障新型混凝土企業(yè)的事故風(fēng)險治理能力。

［關(guān)鍵詞］商品混凝土；安全風(fēng)險；安全設(shè)計；安全防護(hù)裝置

0 引言

混凝土受到國內(nèi)外發(fā)展中國家基礎(chǔ)設(shè)施和工程建設(shè)需求的影響，被作為大宗材料在市場需求上持續(xù)旺盛^[1]?；炷潦墙ú墓I(yè)不可或缺的組成部分，在軍民各項建設(shè)工程領(lǐng)域中廣泛使用。在新發(fā)展格局中，以“兩新一重”為標(biāo)志的龐大基礎(chǔ)設(shè)施體系建設(shè)、交通體系建設(shè)、城市群建設(shè)等，為混凝土行業(yè)帶來了新的巨大的市場需求^[2]。據(jù)統(tǒng)計，2022年預(yù)拌混凝土產(chǎn)量為30.3億m，營業(yè)收入達(dá)到1.27萬億元^[3]。在綠色低碳循環(huán)發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，中國混凝土行業(yè)將智能制造和綠色低碳作為行業(yè)發(fā)展主要方向，全國各地大量涌現(xiàn)出一批“綠色智能工廠”轉(zhuǎn)型的成功案例^[4]

然而，伴隨著混凝土行業(yè)轉(zhuǎn)型的繁榮和擴(kuò)張，混凝土攪拌站內(nèi)的生產(chǎn)安全事故的風(fēng)險也逐漸凸顯。相比其他建材的生產(chǎn)而言，混凝土攪拌站的生產(chǎn)工藝較為簡單，但生產(chǎn)作業(yè)類型多樣，存在著多種突出的安全風(fēng)險。近年來，雖然混凝土攪拌站領(lǐng)域的生產(chǎn)安全重特大事故鮮有發(fā)生，但是，生產(chǎn)線上的一般及較大事故依然處于頻發(fā)狀態(tài)，且致死率居高不下，不僅給混凝土企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也造成了人員傷亡和環(huán)境污染。因此，在混凝土攪拌站綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中，不應(yīng)忽視生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的安全問題，應(yīng)嚴(yán)格遵守安全設(shè)計規(guī)定，避免出現(xiàn)設(shè)備設(shè)施“帶病運行”的弊端，實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)企業(yè)綠色發(fā)展和智能安全的良性互動。

1 混凝土攪拌站安全風(fēng)險情況

商品混凝土的生產(chǎn)過程是將砂石、水泥、添加劑及再利用固廢等物料按比例，在攪拌站內(nèi)攪拌成混凝土?；炷翑嚢枵旧a(chǎn)所需原料本身不具備有毒有害性，但部分?jǐn)嚢枵驹O(shè)置有汽油、柴油存放場所，一旦發(fā)生泄漏將會造成火災(zāi)爆炸的風(fēng)險?；炷翑嚢枵局饕晌锪陷斔汀嚢柚鳈C、物料稱量、自動控制、物料貯存等工序組成。攪拌、運輸?shù)葎幽軓妱诺脑O(shè)備轉(zhuǎn)動環(huán)節(jié)缺少防護(hù)罩或防護(hù)網(wǎng)，可能造成人員被卷入或夾入其中，造成嚴(yán)重的機械傷害事故。砂石物料在皮帶運輸機傳輸過程中具有較大的勢能和動能，大塊的砂石可能出現(xiàn)高處拋落的物體打擊事故。攪拌站作業(yè)面構(gòu)成了高處作業(yè)的條件，平臺作業(yè)邊緣如果缺少防墜落、防泄漏措施，可能造成平臺上的人員或物品的墜落，造成墜落或物體打擊事故。砂石上料口、攪拌機進(jìn)料口等人員巡檢或特殊作業(yè)位置，如果缺少防護(hù)欄、防墜落措施不慎進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，有可能發(fā)生物料掩埋窒息事故，設(shè)備攪拌造成機械傷害事故。壓縮空氣儲罐、變壓器等設(shè)備損壞也可能引發(fā)爆炸事故。若電氣設(shè)備或電氣線路有缺陷，極易造成人員觸電事故。攪拌站場地內(nèi)的大型車輛，在視野盲區(qū)或操作失誤的情況下，極易造成撞人碾軋事故。

對2021～2023年混凝土生產(chǎn)企業(yè)發(fā)生的10起一般安全事故進(jìn)行統(tǒng)計，事故詳細(xì)情況見表1。

通過對以上10起事故的統(tǒng)計分析可知，除了存在3起機械傷害事故、2起坍塌事故外，火災(zāi)、觸電、窒息、高處墜落、車輛傷害等事故均有1起?；炷辽a(chǎn)安全事故多集中在汽油儲存、砂石上料口、砂石料倉、混凝土攪拌樓、運輸皮帶、攪拌主機等部位，其中2起運輸皮帶意外送電引發(fā)機械傷害事故，6起事故是在生產(chǎn)異常情況下發(fā)生的。綜合來看，混凝土生產(chǎn)過程中設(shè)備機械化、自動化程度較高，正常生產(chǎn)過程中人員遠(yuǎn)離高動能、高風(fēng)險設(shè)備區(qū)域，多是以巡檢作業(yè)為主，但是在檢、維修或特殊工況處理等異常情況下，需要工作人員直接近距離接觸高動能和高風(fēng)險的設(shè)備設(shè)施，特別是在生產(chǎn)現(xiàn)場安全監(jiān)護(hù)缺失和操作人員違規(guī)作業(yè)等方面存在明顯的不足。

2 攪拌站安全設(shè)計技術(shù)要點

新型混凝土企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模得到了顯著提升，生產(chǎn)場所相較于傳統(tǒng)企業(yè)最顯著的特點在于，主要生產(chǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了全封閉并采取了與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相適配的外觀顏色。越來越多的企業(yè)利用城市固廢作為生產(chǎn)原料，實現(xiàn)城市固廢的原地綜合再利用。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的趨勢下，企業(yè)采取信息化的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的精細(xì)化和智能化管控，縮短了人與設(shè)備設(shè)施的接觸時間，完善了安全防護(hù)設(shè)施的種類，顯著降低操作人員在高風(fēng)險區(qū)域的接觸機會^[5]

2.1 總體規(guī)劃和工藝方案設(shè)計

混凝土生產(chǎn)項目的總體規(guī)劃對于實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)事故預(yù)防具有重要意義，其中項目選址、廠區(qū)總平面規(guī)劃和設(shè)備設(shè)施布局對企業(yè)的安全管理至關(guān)重要^[6]。項目的總體規(guī)劃應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃和環(huán)保政策，也應(yīng)注重與周邊建筑物的安全距離，同時，水災(zāi)、地質(zhì)等自然災(zāi)害風(fēng)險也是影響項目選址安全的重要因素。項目廠區(qū)內(nèi)的總平面布局必須遵守相關(guān)規(guī)范的要求，在節(jié)約用地的前提下，按照生活和生產(chǎn)區(qū)域范圍合理劃分功能區(qū)，生產(chǎn)區(qū)域建構(gòu)筑物之間要滿足防火、防爆、防震、防噪聲等安全防護(hù)間距的要求。確保廠區(qū)內(nèi)道路、行人通道和車輛通行區(qū)域的合理布局，避免交通擁堵和混亂。設(shè)計合理的消防和應(yīng)急疏散通道，確保在緊急情況下員工能夠迅速安全地撤離。設(shè)備布局的安全設(shè)計應(yīng)考慮設(shè)備的安全距離、員工作業(yè)面條件、人機工程交互情況、設(shè)備的緊急停機和應(yīng)急排放、設(shè)備的防震防噪措施及設(shè)備的安全可達(dá)性等，確保員工能夠安全地接近和操作設(shè)備，同時方便設(shè)備維護(hù)和清潔。

合理的生產(chǎn)工藝設(shè)計可以減少事故發(fā)生的可能性。通過對生產(chǎn)工藝的合理規(guī)劃和設(shè)計，可以降低設(shè)備故障、操作失誤等因素造成的事故風(fēng)險，保障員工和設(shè)備的安全。以年產(chǎn)能80萬m混凝土攪拌項目的生產(chǎn)工藝設(shè)計為例，該項目砂石等原材料儲存場所采用鋼混結(jié)構(gòu)的廠房進(jìn)行全封閉，砂石原材料經(jīng)帶式輸送機送至配料倉，原材料再經(jīng)稱量配料、皮帶輸送至攪拌站內(nèi)。整個運行模式通過高精度傳感器和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的物料稱量、投料、攪拌、出料的自動化運行和精細(xì)化控制。原料儲存、輸送、攪拌設(shè)計情況見圖1～2。

2.2 設(shè)備設(shè)施安全設(shè)計

2.2.1 輸送機的安全設(shè)計要點

混凝土攪拌站的運輸皮帶具有動能強、距離長的特點，在輸送砂石過程中經(jīng)常出現(xiàn)皮帶打滑和跑偏的異常情況，造成維護(hù)人員在檢、維修過程中傷害事故頻發(fā)。為了保障皮帶輸送設(shè)備的長期安全運行，在自動化系統(tǒng)中需要重點關(guān)注安全設(shè)計階段可采取的控制措施。如：在輸送機兩側(cè)設(shè)置拉繩，一旦出現(xiàn)皮帶跑偏現(xiàn)象，立刻拉緊拉繩迫使輸送機停止運行；為了確保皮帶和中間斗門同步運行，設(shè)置皮帶鎖定設(shè)施，兩者中存在一處停止運行，則兩者均停止運行；在輸送設(shè)備明顯位置設(shè)置“急停設(shè)施”，以便在發(fā)生故障時立即停止設(shè)備運轉(zhuǎn)；為了防止輸送機在不知情的情況下被啟動，應(yīng)在輸送機運轉(zhuǎn)前采取警鈴、燈光等提醒動作。

2.2.2 攪拌機安全設(shè)計要點

提升式攪拌機在攪拌站中的應(yīng)用占比依然比較大，特殊情況下需要人員進(jìn)入攪拌機內(nèi)部進(jìn)行檢、維修作業(yè)，因意外啟動而引發(fā)的機械傷害事故同樣層出不窮。這就要求在設(shè)計自動化系統(tǒng)時需要特別關(guān)注提升斗的安全防護(hù)情況。如：設(shè)置柵門和開停機的安全連鎖，提升機處于停機時柵門不應(yīng)被關(guān)閉，提升機被啟動時柵門不能被打開；電路設(shè)計主要體現(xiàn)在當(dāng)柵門打開后，電路中的安全裝置立刻啟動，切斷電源使攪拌機停止運行，手動啟動后方能再次運轉(zhuǎn)，這種連鎖裝置雖然啟動比較繁瑣，但是可以有效避免意外啟動導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生；提升裝置的上下兩端安裝帶有鑰匙的急停按鍵，一旦設(shè)備出現(xiàn)急停后，在沒有鑰匙情況下無法再次啟動。運輸軌道兩側(cè)各設(shè)置一個提升斗沖頂保護(hù)裝置，2個沖頂開關(guān)應(yīng)進(jìn)行串聯(lián)；采取相序保護(hù)開關(guān)，避免攪拌機因為電源相序接反后導(dǎo)致電機反轉(zhuǎn)從而導(dǎo)致事故或設(shè)備損壞，一旦出現(xiàn)缺相能夠立即停止通電使攪拌機停止運轉(zhuǎn)；采取繩松開關(guān)來保護(hù)提升斗在限位裝置失效情況下的提升裝置墜落事故。

2.2.3 其他安全設(shè)計要點

混凝土攪拌站內(nèi)的汽油、柴油儲罐或存儲場所應(yīng)進(jìn)行防火防爆設(shè)計，輸油泵和管道等設(shè)備設(shè)施的防爆等級應(yīng)符合要求，場所內(nèi)的通風(fēng)效果應(yīng)滿足條件。砂石投料口應(yīng)設(shè)置隔離設(shè)施或防高處墜落設(shè)施，各類電氣設(shè)備應(yīng)具備漏電保護(hù)或用電設(shè)備外殼加裝保護(hù)接地。登高步梯、高處作業(yè)平臺表面應(yīng)采用防滑材料或設(shè)計防滑結(jié)構(gòu)，平臺的邊緣應(yīng)設(shè)置欄桿和護(hù)欄，平臺上底部應(yīng)設(shè)置腳踢板，防止小物件墜落傷人?？諌簷C及儲罐等設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行特種設(shè)備的檢驗，高壓配送電設(shè)備應(yīng)定期維護(hù)、檢修和檢驗。生產(chǎn)現(xiàn)場可能產(chǎn)生較大安全風(fēng)險的場所應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)識。

3 結(jié)語

混凝土攪拌站生產(chǎn)現(xiàn)場受作業(yè)類型的影響，呈現(xiàn)出的復(fù)雜安全風(fēng)險與簡單的工藝設(shè)備形成強烈的對比。新型混凝土攪拌站在實現(xiàn)綠色、低碳、智能化發(fā)展的同時也應(yīng)更加重視安全風(fēng)險治理水平的提升。只有在建廠之初嚴(yán)格采納并落實總體規(guī)劃、工藝方案、設(shè)備設(shè)施等方面的安全設(shè)計措施，才能有效提高生產(chǎn)過程的安全性和穩(wěn)定性，確保設(shè)備設(shè)施在運行過程中不會出現(xiàn)安全事故，為混凝土行業(yè)的發(fā)展提供安全的技術(shù)支持和保障。

參考文獻(xiàn)

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供稿人：李長壽，張素君

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評價

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

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研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測

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[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評價和開發(fā)研究等，中心是建材情報所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會分支機構(gòu)包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會混凝土專業(yè)委員會、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會、中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項目，包括雄安新區(qū)混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評價工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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