洞穴救援技术2017基本技术之安全绳的基本概念

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安全绳理论规定，无论是在为竖井布绳中，在个人行进中，还是在提升/降低担架的过程中，都应始终考虑使用安全绳。

安全绳包括将人与支撑体（通常是岩石）相连接的全部部件的组合，它通常包括：岩石、锚点、绳索、布洛克（译注：一种安全绳设备）/下降器/挂绳、锁、安全带和人。

安全绳的目的是提供一条线，以保障行进或救援响应安全、高效、可靠，及其安装时间和材料的经济。

警告
对布绳人员主要素质的要求是能够成功应对所有上述需要，同时把关注的重点放在伤员和救援人员的安全上。

正确选择安全绳

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由构成安全绳的不同元素给出的强度值应该大大高于在行进或救援操作期间产生的最大应力。安全绳组件也应有相似的强度：如果打了结的10mm主绳的峰值承重不超过21kN，那么使用额定载荷为45kN的钢制重型锁就是不合逻辑的。对构建安全绳所使用的技术和设备的选择，取决于行进和担架操作可能作用于安全绳上的最大应力。

警告
我们还需要进一步区分个人行进与救援行动，对这些方面应进行额外的评估。

制动力与伤害阈值

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在行进线（服务绳）中创建安全绳时，您可能还需要考虑按照法律对制动力的规定所能承受的冲坠力（译注：此处省略了原文中的具体意大利法律条款）。（意大利的）法律还规定了最大制动力不能超过6kN。

原则上，绳索越静止，坠落对安全绳（主绳）的冲击越大，必须进行制动：这是减速速度的问题；因此，熟悉伤害阈值的概念至关重要。

人体能够承受的最大减速度是15g（即地球重力加速度的15倍），并且只能持续几秒钟，而摔倒冲坠的减速度被限制在不超过2-3g。（译注，此段与下段中的单位为重力加速度单位g，而不是重量单位g）

考虑到80kg的体重乘以15g，我们将得到12kN的制动力。

警告
在不会造成永久伤害的情况下，对正坐位的人的最大可容忍制动力为12kN。 尽管如此，建议安全阈值（伤害阈值）不超过6kN（600kg）：高于此值，人体器官和脊柱可能或多或少会受到严重伤害，并最终死亡。

因此，在任何旨在阻止坠落的干预措施中，构成安全绳的设备和技术必须能够将制动力控制在6kN以下。

能量与力量：下落因子

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冲坠产生的能量需要通过安全绳组件以非破坏的方式尽可能地消散，同时限制传递到人体的能量。

大部分能量被弹性元件吸收。在洞穴中，在行进绳上，最终负责能量吸收的弹性元件是主绳。锁、挂片和岩石起着次要的作用，因为它们相对不可变形。人体应尽可能不参与能量释放。

警告
在冲坠过程中，主绳通过纤维的弹性特征和内部摩擦来让自身延展（拉紧）以吸收能量，一直拉伸到某一点。这时上述制动力（最大应力）发展到最大也不应超过6kN。制动力取决于安全绳吸收冲坠所产生的能量的能力。

在相同条件下，可将制动力保持在6kN以下的不同方式：
  • 增加绳索的弹性
  • 降低坠落高度与绳索长度之比值

应排除使用高吸能主绳（专门为攀登设计的动力绳）：这种绳子太有弹性，因此在进行中使用起来很不舒服，更不用说它们极易磨损。剩下的唯一方法是利用下落因子（FF）降低坠落高度和绳索长度之比。


FF= h L

下图显示了使用半静力绳（红色）和动力绳（绿色）记录的FF值和制动力之比。

警告
用于救援和行进的半静力绳旨在将AF（译注：制动力）维持在较低的水平，也就是假设一个处于正坐位（FF仅为1）的人跌倒可能会造成永久伤害的水平。超过该值可产生更高的AF甚至导致设备失败。

当冲坠发生在半静力绳上时，如果下落因子为0.3（例如，从一根10m长的绳子的3m处跌落）在理想情况下足以达到伤害阈值（6 kN）。因此，在FF = 1的情况下，虽然绳索可能不会断裂，但仍可能会发生极其严重的伤害甚至死亡。

这显然是不可接受的，这就是为什么我们需要采取一切必要的措施来避免发生FF超过0.3的冲坠。

（本文在某些浏览器上可能公式显示不正确，应为FF=h/L）

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分类 走向地心

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