关于那名坠落的警员

作者:军事访谈

11月初终于完成了测试塔架的建设,之前的过程真是阻力重重,一波三折,这个测试塔架是我个人出资建设的一个用于测试绳索类PPE的静态拉力和动态冲坠测试的塔架,它的坠落塔总高为8m,

11月初终于完成了测试塔架的建设,之前的过程真是阻力重重,一波三折,这个测试塔架是我个人出资建设的一个用于测试绳索类PPE的静态拉力和动态冲坠测试的塔架,它的坠落塔总高为8m,竖井为2×2m的方形坠落井,H钢焊接结构,有间距为3m的静态拉力横梁。由于我使用的拉力计是Rock Exotica生产的Enforcer,所以最大的测量范围为20kN,但是已经足够测试大部分类型的绳索系统。测试塔的静态拉力来自一个34kN的手扳葫芦,动态冲击测试使用4:1滑轮组将最大100kg的重物提升至最高7m左右的位置。测试塔的建设主要是为了我正在编写的书提供数据支持。我一直在想为测试塔起一个名字,有天在进行试验流程验证试验时,我突然意识到这个测试塔除了load cell是电子设备以外,剩下所有冲击能量,拉力能量都来源于我每天吃的盖饭,可乐,糖果等食物,这很像不插电版的音乐,而它最大能够测试的冲击能量大概为7000J,于是我给它起名叫“7000 焦耳测试塔”。要知道7000J的能量是个很小的能量,我打个比方,一瓶600ml的可口可乐,它所含有的能量约为1080000J ,差不多是我测试塔最大冲击能量的154倍,当然大部分人会觉得一瓶可乐的能量不足为奇,甚至觉得可乐可以灭火,所以这些能量更不值得一提。换一个例子,正常人会害怕被子弹打中,因为它能杀死你,这种恐惧感在7月时我被困在伊斯坦布尔机场时切切实实的感受过,脑海里不断呈现出COD6 里的机场那一幕。而一枚中间威力的弹药的枪口动能也不过2000J左右,而且即使击中你,子弹很可能打穿你,依然有大量的能量没有传递到你的身上。

但是绳索作业,任何的高空绳索活动,不管是攀岩,工业作业,防坠落,探洞,溯溪,攀冰等等。如果你在绳索设备上发生任何的坠落,仅仅60cm的坠落就能轻轻松松要了你的命,而且我保证地球会毫不吝啬的把所有能量都瞬间施加在你身上。我相信看了以上的很多内容,你可能会觉得又是一堆的数学问题。

对,math is hard, ground is harder.

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所有的高空活动都需要专业知识,训练和实践,不要小看任何提升1cm的高度。但是恰恰相反,大部分人,特别是我们中国人,很多人都认为爬高是件简单轻松的事情。前几周,我受雇于某节目组拍协助摄高空擦玻璃的蜘蛛人,并且要保护两名嘉宾体验高空作业的安全。那里大部分的人都觉得这只是个很简单的项目,高空对于他们来说只是心理的恐惧而已。如果说那些不畏危险辛苦劳动的蜘蛛人多是些低受教育人群,他们之前没有资源和机会去认识到高空作业的危险性。但是很多受过高等教育人群也依然没有认识到这些危险,他们觉得这很简单,易如反掌事情,而且这种现象是极其普遍的,前日我看新闻里关于海南文昌的发射中心,很多工人,哦,确切的讲他们可能都是硕士或博士,在长征5号高达百米的总装车间平台上作业,很多人穿戴的安全带是只有胸部的结构(胸式安全带是不能单独使用的,在欧美的作业标准中是严重违规的) 。 所以在中国的绳索高空作业领域,从政府,公司,大学到个人,大都对此是一种眼高手低的姿态,没有好的教材,没有人深入的搞这方面的研究,所以中国没有优秀的设备生产商,没有好的标准,没有好的监督和管理,没有好的训练和作业,所以北京每年能因为高空作业死亡40余人。

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写这篇文章的动力其实来自于一个电话,事情是这样的,上周微信群和朋友圈里疯传一个小视频,是某地的特警在训练时从高处坠落,但是他的止坠设备失效,人掉落在地上。是的,事实很残酷,人瞬间就掉在地上了,我不知道这名警官后来的伤情如何,我也很遗憾看到这样的事情,我培训过很多军警系统的人,也听说过很多事故,事实上类似事故中国几乎每月都发生,只是没有公开。我和很多微博用户都上传了那则视频,结果数日后,一个陌生号码打来电话,问我是不是上传视频的博主,一会儿说他自己是户外爱好者,一会儿暗示他是警察,说话支支吾吾要求我把视频删掉,是的,后来我查询了那个号码,他确实是警察,他不知道我的身份,却说我的电话和姓名是从其他户外爱好者那里取得的,噗,如果他是利用公权通过微博实名查找的我的信息,那么我真怀疑这个恐怖的社会还会不会进步?当然我理解他,自己的队伍出现事故必然不想让外人知道,所谓家丑不外扬。

在我的微博上有很多各种各样的留言,感觉像突然冒出了一堆这方面的专家。有人说什么7m是安全高度,有的说因为用了劳保级的设备,有的说怎么用质量这么差的装备,还有很多都是在骂警队,等等…但其实这样吵来吵去,问题和事故的原因还是没有解决。

接下来我用相对专业的角度告诉你为什么会发生这样的事情,如果事故方的当班领导看到这些也没必要责备下面的,从技术角度看,警员和警队对防坠落和设备完全不了解,即使他用的是完全合格的进口的相应产品,也会掉下来,接下来的试验会告诉你们为什么,所以他完全使用错了设备和技术。此外我之前说过,那些航天发射中心的人都对防坠落完全不了解,那些硕士们如果在平台上发生坠落,即使止坠也很可能因为HHS发生严重受伤或死亡,所以没必要对于这件事责备任何人,因为几乎没有人懂。

首先,再简单说一下什么是坠落系数,这是个比值概念。这个比值只能在一定程度上说明坠落的严重程度。它和冲击力没有直接关系。坠落系数为1.7的冲击力不一定比系数1的冲击力大。

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坠落高度:物体竖直方向的下落距离。

有效绳长:吸收冲击所用到的绳长,或者是连接重物与固定锚点的绳长。

看下图你会很快理解它的意义。

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事故中很明显攀爬者使用了扁带的连接了一个胸式上升器,并且连接了上连接孔, 他一路带着胸升往上爬,可以大概判断出扁带的长度约100cm左右,如果发生坠落,坠落系数将高达1.9左右,虽然他的系统坠落高度只不到2m,但这是一个很大的坠落系数。

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还有一个知识点,人体能够瞬间承受的最大冲击力为12kN,或12个G的重力加速度。这个数值最早是根据NASA和美国空军的生物试验得出的。这个数值也在很多的领域用于参考,比如汽车的碰撞试验。但是CE标准中将此数值除以了安全系数2 ,也就是坠落系统的冲击力不得大于6kN。

在攀岩时,因为使用了动力绳大部分的冲击力如下图:

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1.为了更直观的描述同一系统下冲击力和坠落系数的关系。我进行了一个对比试验:

使用CE测试中运动设备的测试重量80kg重物;

1根Beal的60cm尼龙材质管式扁带。

分别进行坠落系数0.5, 1 ,1.5的坠落测试。

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之所以能达到这么大的冲击力是因为扁带的延展性极低。即使使用扁带连接在一个足够结实的锚点上发生坠落都能对身体造成伤害。而发生事故的警员的坠落系数和坠落距离要远大于我测试时的坠落环境。

2.上升器≠止坠器,我们从视频中看到使用者使用胸式上升器作为止坠器使用,上升器采用弹簧压力的带齿凸轮进行制动。带齿类设备的制动是通过齿和凸轮的对绳皮的咬合来实现的,很大程度上的拉力集中于绳皮上。根据绳索直径的不同,上升器会在4-6kN左右切断绳皮导致制动失效。

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使用80kg重物,Edelweiss的胸式上升器,Beal Contract 10.5 黑色静力绳,Beal 60cm 尼龙管式扁带,进行坠落系数1的坠落。所得的峰值冲击力为5.7kN,上升器将绳皮完全撕裂。

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所以使用上升器进行任何的冲击受力都有可能对绳索造成破坏,也就是说即使正确安装的上升器是不能用来作为止坠器的。

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从视频中能模糊的判断出此次事故中使用者使用套结连接了胸式上升器的上连接孔。类似于左图中的情况。这说明的是这种连接方式是完全错误的!我进行了这个模拟试验:

使用上图中的连接方法,使用60cm的尼龙扁带,80kg重物,进行FF 1的坠落测试,当冲击力达到5kN之前,胸升便从绳索中脱出,并且没有发生侧板形变等损坏。绳皮被部分切开。

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上面的试验几乎模拟了那名警员掉落的情况,而这次事故中的坠落系数要大于我的试验环境。胸式上升器通常有两个孔,下连接孔用于承担人体的重量,上连接孔用于连接胸带,以帮助上升时将上升器沿着绳索提起,其实胸升上连接孔的强度很小,所以我做了一个附加试验 ,模拟60cm尼龙扁带的FF1.5的测试,当冲击力达到7kN时上连接孔便发生断裂。

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这个试验目的也是为了防止Petzl 配有Croll上升器的全身安全带(Navaho Bod Croll或Avao Bod Croll)带来的误导作用。这种安全带的胸式上升器的上连接孔和常用的普通胸式上升器并不一样,这种特制的胸升的上连接孔强度会大于12kN,以保证上面的防坠落挂点的安全使用。

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我见过有人以左图的错误方式连接过胸升, ,当发生坠落时,普通胸升的上连接孔很可能会发生断裂。全身安全带的胸部止坠挂点的强度要求15kN。

所以防坠落安全带的胸前部位的结构强度必须很高,如果需要在普通防坠落全身安全带上安装胸升可以按照我的安全带连接方式,下图中你可以看到胸升只起到悬挂身体重量的作用。胸前防坠落挂点是和下方的主锁连接。

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事故中另外的两处错误是:1.对于已经摔伤的伤员进行了快速的搬动,通常这类坠落伤害不建议对伤员进行立即的移动,这很可能会导致二次伤害。2.从视频中模糊看到警员用坐式安全带的腰带与他的防坠系统连接,即使止坠有效,这种连接方式也很可能导致腰部受伤。

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以上只是大致的事故分析,接下来讲一下如何设置这种情况的防坠落保护。这种爬高的训练项目国内的武警,警察,消防,军队都会有,其实这种防坠系统非常简单,就是岩馆用的顶绳保护系统,它能轻松完成止坠和下放的工作。你需要的是一根直径10-10.5mm的动力绳,一套攀岩保护器(推荐用管式保护,不要用八字环,或使用Grigri),两条半身安全带,数把主锁,一个可靠的上方锚点,或者去当地的岩馆学习。

这里之所以不建议使用移动止坠器(比如ASAP,RED,Back Up,Goblin等)原因是这类移动止坠器所使用的环境通常是发生坠落的概率比较低的环境,比如双绳作业。但这类的爬高环境很类似攀岩,他会经常发生可能的脱手坠落,而且如果使用止坠器会必然发生坠落系数比较大的坠落,所以并不适合使用移动止坠器。

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当然也可以使用可回收型的止坠器,或攀岩使用的自动保护器(Perfect Descent或Trublue),它们的效率更高,操作更简单,但是价格也更高,通常要1-2W人民币左右。

本文关于技术层面的分析依然写的比较浅,我明年会出版一本关于个人高空活动类PPE的书籍,我会用我多年的学习,积累和大量的试验去完成一本关于高空作业原理到设备技术描述解释的书籍,这将是中国第一本相关领域的书。类似的研究和书籍在国外很多,但是在中国几乎是看不到的。目前已经开始了各类的实验项目,如果你们有任何的实验想法和请求也可以告诉我,估计到明年秋天能完成已经确定的400余项的测试,做试验真是花费很大的事,我已经获得了部分品牌商的支持,我也依然在寻求更多相关品牌商的支持。

最后依然是关于态度的问题,我去过很多特警和内卫单位,我发现一个有趣的问题,相比消防而言,那些和罪犯打交道的单位对于我每次的技术或设备演示更加的嗤之以鼻,经常表现出不屑的态度。我曾经在展会上遇到过某警种学院的教官,他拿着一根我们的缝合终端的绳头给他周围的领导说这个缝合的肯定没有我打结的强度高…我也去过国字头的警察单位,那里的警员们几乎不相信我说的这说的那。这也许是在国内长期不正常的销售、购买、使用的恶性循环造成的,我之前见过的很多销售商们每次在投标的或推销产品的展示环节无一不展现出一种夸耀和拍马屁的阿谀奉承,且在背后往往都是行贿的勾当。久而久之,连基层的使用者们都不再敢相信任何销售方的话,所以我一直是拒绝担任任何销售职位的,这行有时很黑暗。

就在周末别人还@我一则微博,所以你们就能看到整个相关行业内对于高空的作业是多么的无知,人们常说不知者不怪,但是地球引力真的不会因为你的无知对你手下留情。

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