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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，混凝土行業的發展形勢也發生了急劇變化，企業需要積極利用數字化先進的技術手段，提高生產效率，降低能耗，實現可持續發展。綠色低碳技術的交流與合作，將為混凝土行業帶來更多的創新和機遇，推動行業向綠色、低碳、智能化的方向發展。本期將相關文章匯編成特別策劃，分享給讀者。

特別策劃 ：混凝土行業數字化轉型與綠色低碳技術交流

新型混凝土攪拌站安全風險和防護設計要點

李長壽，張素君

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

［關鍵詞］商品混凝土；安全風險；安全設計；安全防護裝置

0 引言

混凝土受到國內外發展中國家基礎設施和工程建設需求的影響，被作為大宗材料在市場需求上持續旺盛^[1]。混凝土是建材工業不可或缺的組成部分，在軍民各項建設工程領域中廣泛使用。在新發展格局中，以“兩新一重”為標志的龐大基礎設施體系建設、交通體系建設、城市群建設等，為混凝土行業帶來了新的巨大的市場需求^[2]。據統計，2022年預拌混凝土產量為30.3億m，營業收入達到1.27萬億元^[3]。在綠色低碳循環發展的戰略背景下，中國混凝土行業將智能制造和綠色低碳作為行業發展主要方向，全國各地大量涌現出一批“綠色智能工廠”轉型的成功案例^[4]

然而，伴隨著混凝土行業轉型的繁榮和擴張，混凝土攪拌站內的生產安全事故的風險也逐漸凸顯。相比其他建材的生產而言，混凝土攪拌站的生產工藝較為簡單，但生產作業類型多樣，存在著多種突出的安全風險。近年來，雖然混凝土攪拌站領域的生產安全重特大事故鮮有發生，但是，生產線上的一般及較大事故依然處于頻發狀態，且致死率居高不下，不僅給混凝土企業帶來巨大的經濟損失，也造成了人員傷亡和環境污染。因此，在混凝土攪拌站綠色低碳轉型過程中，不應忽視生產過程中出現的安全問題，應嚴格遵守安全設計規定，避免出現設備設施“帶病運行”的弊端，實現混凝土生產企業綠色發展和智能安全的良性互動。

1 混凝土攪拌站安全風險情況

商品混凝土的生產過程是將砂石、水泥、添加劑及再利用固廢等物料按比例，在攪拌站內攪拌成混凝土。混凝土攪拌站生產所需原料本身不具備有毒有害性，但部分攪拌站設置有汽油、柴油存放場所，一旦發生泄漏將會造成火災爆炸的風險。混凝土攪拌站主要由物料輸送、攪拌主機、物料稱量、自動控制、物料貯存等工序組成。攪拌、運輸等動能強勁的設備轉動環節缺少防護罩或防護網，可能造成人員被卷入或夾入其中，造成嚴重的機械傷害事故。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高處拋落的物體打擊事故。攪拌站作業面構成了高處作業的條件，平臺作業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、攪拌機進料口等人員巡檢或特殊作業位置，如果缺少防護欄、防墜落措施不慎進入設備內部，有可能發生物料掩埋窒息事故，設備攪拌造成機械傷害事故。壓縮空氣儲罐、變壓器等設備損壞也可能引發爆炸事故。若電氣設備或電氣線路有缺陷，極易造成人員觸電事故。攪拌站場地內的大型車輛，在視野盲區或操作失誤的情況下，極易造成撞人碾軋事故。

對2021～2023年混凝土生產企業發生的10起一般安全事故進行統計，事故詳細情況見表1。

通過對以上10起事故的統計分析可知，除了存在3起機械傷害事故、2起坍塌事故外，火災、觸電、窒息、高處墜落、車輛傷害等事故均有1起。混凝土生產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機械傷害事故，6起事故是在生產異常情況下發生的。綜合來看，混凝土生產過程中設備機械化、自動化程度較高，正常生產過程中人員遠離高動能、高風險設備區域，多是以巡檢作業為主，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險的設備設施，特別是在生產現場安全監護缺失和操作人員違規作業等方面存在明顯的不足。

2 攪拌站安全設計技術要點

新型混凝土企業生產規模得到了顯著提升，生產場所相較于傳統企業最顯著的特點在于，主要生產區域實現了全封閉并采取了與當地生態環境相適配的外觀顏色。越來越多的企業利用城市固廢作為生產原料，實現城市固廢的原地綜合再利用。在“互聯網+”的趨勢下，企業采取信息化的控制系統實現了生產過程的精細化和智能化管控，縮短了人與設備設施的接觸時間，完善了安全防護設施的種類，顯著降低操作人員在高風險區域的接觸機會^[5]

2.1 總體規劃和工藝方案設計

混凝土生產項目的總體規劃對于實現企業生產事故預防具有重要意義，其中項目選址、廠區總平面規劃和設備設施布局對企業的安全管理至關重要^[6]。項目的總體規劃應符合當地城市規劃和環保政策，也應注重與周邊建筑物的安全距離，同時，水災、地質等自然災害風險也是影響項目選址安全的重要因素。項目廠區內的總平面布局必須遵守相關規范的要求，在節約用地的前提下，按照生活和生產區域范圍合理劃分功能區，生產區域建構筑物之間要滿足防火、防爆、防震、防噪聲等安全防護間距的要求。確保廠區內道路、行人通道和車輛通行區域的合理布局，避免交通擁堵和混亂。設計合理的消防和應急疏散通道，確保在緊急情況下員工能夠迅速安全地撤離。設備布局的安全設計應考慮設備的安全距離、員工作業面條件、人機工程交互情況、設備的緊急停機和應急排放、設備的防震防噪措施及設備的安全可達性等，確保員工能夠安全地接近和操作設備，同時方便設備維護和清潔。

合理的生產工藝設計可以減少事故發生的可能性。通過對生產工藝的合理規劃和設計，可以降低設備故障、操作失誤等因素造成的事故風險，保障員工和設備的安全。以年產能80萬m混凝土攪拌項目的生產工藝設計為例，該項目砂石等原材料儲存場所采用鋼混結構的廠房進行全封閉，砂石原材料經帶式輸送機送至配料倉，原材料再經稱量配料、皮帶輸送至攪拌站內。整個運行模式通過高精度傳感器和遠程監控系統實現整個生產過程的物料稱量、投料、攪拌、出料的自動化運行和精細化控制。原料儲存、輸送、攪拌設計情況見圖1～2。

2.2 設備設施安全設計

2.2.1 輸送機的安全設計要點

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常出現皮帶打滑和跑偏的異常情況，造成維護人員在檢、維修過程中傷害事故頻發。為了保障皮帶輸送設備的長期安全運行，在自動化系統中需要重點關注安全設計階段可采取的控制措施。如：在輸送機兩側設置拉繩，一旦出現皮帶跑偏現象，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，設置皮帶鎖定設施，兩者中存在一處停止運行，則兩者均停止運行；在輸送設備明顯位置設置“急停設施”，以便在發生故障時立即停止設備運轉；為了防止輸送機在不知情的情況下被啟動，應在輸送機運轉前采取警鈴、燈光等提醒動作。

2.2.2 攪拌機安全設計要點

提升式攪拌機在攪拌站中的應用占比依然比較大，特殊情況下需要人員進入攪拌機內部進行檢、維修作業，因意外啟動而引發的機械傷害事故同樣層出不窮。這就要求在設計自動化系統時需要特別關注提升斗的安全防護情況。如：設置柵門和開停機的安全連鎖，提升機處于停機時柵門不應被關閉，提升機被啟動時柵門不能被打開；電路設計主要體現在當柵門打開后，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，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致的安全事故的發生；提升裝置的上下兩端安裝帶有鑰匙的急停按鍵，一旦設備出現急停后，在沒有鑰匙情況下無法再次啟動。運輸軌道兩側各設置一個提升斗沖頂保護裝置，2個沖頂開關應進行串聯；采取相序保護開關，避免攪拌機因為電源相序接反后導致電機反轉從而導致事故或設備損壞，一旦出現缺相能夠立即停止通電使攪拌機停止運轉；采取繩松開關來保護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 其他安全設計要點

混凝土攪拌站內的汽油、柴油儲罐或存儲場所應進行防火防爆設計，輸油泵和管道等設備設施的防爆等級應符合要求，場所內的通風效果應滿足條件。砂石投料口應設置隔離設施或防高處墜落設施，各類電氣設備應具備漏電保護或用電設備外殼加裝保護接地。登高步梯、高處作業平臺表面應采用防滑材料或設計防滑結構，平臺的邊緣應設置欄桿和護欄，平臺上底部應設置腳踢板，防止小物件墜落傷人。空壓機及儲罐等設備應定期進行特種設備的檢驗，高壓配送電設備應定期維護、檢修和檢驗。生產現場可能產生較大安全風險的場所應設置警示標識。

3 結語

混凝土攪拌站生產現場受作業類型的影響，呈現出的復雜安全風險與簡單的工藝設備形成強烈的對比。新型混凝土攪拌站在實現綠色、低碳、智能化發展的同時也應更加重視安全風險治理水平的提升。只有在建廠之初嚴格采納并落實總體規劃、工藝方案、設備設施等方面的安全設計措施，才能有效提高生產過程的安全性和穩定性，確保設備設施在運行過程中不會出現安全事故，為混凝土行業的發展提供安全的技術支持和保障。

參考文獻

[1] 王肇嘉，郭晞，王培銘，等．2021年中國預拌砂漿行業發展報告[J]．混凝土世界，2022(10): 9-37．

[2]吳文貴，張紅，師海霞．“十四五”對“低碳混凝土”呼喚與期待——發展“低碳混凝土”的前景展望 [J]．江西建材，2022(03): 252．

[3] 王恒，徐義華．淺談高性能混凝土發展現狀及趨勢[J]．江西建材，2021(08): 5-6．

[4] 宋翊，臧軍．山東省預拌混凝土行業現狀與發展建議[J]．混凝土世界，2022(04): 84-90．

[5] 聶勝全．混凝土攪拌站綠色生產措施探討[J]．江西建材，2021(10): 324-325．

[6] 黃志龍．綠色生產技術在混凝土攪拌站改擴建工程中的應用研究[J]．江西建材，2022(07): 133-135．

供稿人：李長壽，張素君

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標準規范】

《建筑固廢再生砂粉應用技術規范》行標

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術規程》CECS

《預拌混凝土使用說明書》團標

《砂漿和混凝土用石屑》團標

《預拌混凝土產品質量追溯規范》團標

【會議培訓】

2025全國混凝土行業創新發展與廢棄物資源再生技術交流大會

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發展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預拌（商品）混凝土應用技術和工藝技能線上培訓

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學線上培訓

【咨詢服務】

科技成果評價

預拌混凝土質量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢

課題研究

研發中心建設

產品檢測

綠色建材產品認證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等

【建材“雙碳”業務】

低碳膠凝材料研發與制備

復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應用技術

建筑垃圾再生輕粗骨料技術

碳化再生骨料制備技術

【期刊著作】

《新技術在混凝土中的應用》圖書

《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書

《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書

混凝土技術發展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業技術情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內外混凝土行業科技前沿動態，為全國混凝土行業開展技術服務工作，包括出版技術期刊、研究制定標準、開展技術咨詢、舉辦技術會議、承擔行業培訓、從事認證評價和開發研究等，中心是建材情報所主要業務部門之一。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。中心掛靠的行業協會分支機構包括中國散裝水泥推廣發展協會混凝土專業委員會、中國散裝水泥推廣發展協會預制建筑產業專業委員會、中國砂石協會建筑固廢利用分會、建筑材料工業技術情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預拌混凝土質量追溯公共服務平臺、混凝土行業數字化服務平臺、中國商品混凝土行業企業專家委員會（擁有200余名行業一線專家）、北京砼享未來工程技術研究院（會員制技術和管理服務）。

中心每年參與多個混凝土技術咨詢和技術服務項目，包括雄安新區混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術咨詢、固廢基膠凝材料和再生復合摻合料研發和制備技術，以及數十個混凝土企業的技術服務工作。開展預拌混凝土綠色產品認證和科技成果評價工作。

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