Полиспасты для спасательных работ

Полиспасты для спасательных работ

Фёдор Фарберов 2007 г. - 23.09.2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

I Сначала немного теории 3

II Практические аспекты применения полиспастов в спасательных работах 11

III Снаряжение для полиспастов 36

IV Справочная информация и ссылки 78

V Дополнения к материалам по полиспастам 89

Введение

Владение системой подъёма грузов с помощью полиспастов – это важный технический навык, необходимый при проведении спасательных и высотных работ, организации навесных переправ и во многих других случаях. Этим навыком необходимо владеть альпинистам, спасателям, промышленным альпинистам, спелеологам, туристам и многим другим, кто работает с верёвками.

К сожалению, в отечественной альпинистской и спасательной литературе трудно найти чёткое, последовательное и понятное объяснение принципов работы полиспастных систем и методики работы с ними. Может быть, такие публикации и существуют, но мне пока не удалось их найти.

Как правило, информация либо отрывочная, либо устаревшая, либо излагается слишком сложно, либо и то и другое вместе.

Даже во время обучения на инструктора альпинизма и на жетон «Спасательный отряд» (дело было 20 лет тому назад) мне не удалось составить чёткого представления об основных принципах работы полиспастов. Просто никто из обучавших инструкторов не владел этим материалом полноценно. Пришлось доходить самому.

Помогло знание английского языка и зарубежная альпинистская и спасательная литература.

С самыми практичными описаниями и методиками мне удалось вплотную познакомиться во время обучения на курсах спасателей в Канаде.

Несмотря на то, что на момент обучения, считал себя достаточно «подкованным» в полиспастах и сам имел многолетний опыт преподавания спасательных технологий для альпинистов и спасателей, узнал на курсах много нового и полезного.

Чем и хочу поделиться со всеми кому это интересно.

Попробую по возможности изложить всё как можно проще и практичней.

I Сначала немного теории

1 Определение

1.1 Полиспаст – это грузоподъёмное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков, огибаемых верёвкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза.

1.1.1 Любой полиспаст даёт определённый выигрыш в усилии для поднятия груза.

В любой подвижной системе состоящей из верёвки и блоков неизбежны потери на трение.

В этой части для облегчения расчётов неизбежные потери на трение не учитываются и за основу берётся Теоретически Возможный Выигрыш в Усилииили сокращённо ТВ (теоретический выигрыш).

Примечание: Разумеется, в реальной работе с полиспастами трением пренебречь невозможно. Подробнее об этом и об основных способах снижения потерь на трение будет сказано в следующей части «Практические советы по работе с полиспастами».

СТАЦИОНАРНЫЕ ролики служат лишь для изменения направления движения верёвки и ВЫИГРЫША В УСИЛИИ НЕ ДАЮТ.

• 
  Правило №2.

Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии.

Например: если в показанном на рисунке 2 полиспасте 2:1 на каждый метр подъёма груза вверх надо протянуть через систему 2 метра верёвки, то в полиспасте 6:1 – соответственно 6 метров.

Поэтому большая часть альпинистского снаряжения, включая динамические верёвки и страховочные устройства, непригодно для ШТАТНОГО применения в спасательных работах и может быть отнесено только к подручным средствам.

1.3 Примечание:

Разумеется, для страховки альпинистов – спасателей при их передвижении в горах к месту спасработ используется обычное альпинистское снаряжение и альпинистские способы страховки.

Но непосредственно для подъёма, спуска и страховки, пострадавших и сопровождающих должно использоваться только штатное снаряжение.В тоже время делается оговорка, что в сложных горных условиях может потребоваться применение нестандартного снаряжения (например, жумаров для работы на обледенелой верёвке) и требования соблюдения фактора безопасности 10:1 могут быть невыполнимы. Но делается это только в крайних случаях под личную ответственность руководителя спасподразделения. Как правило, все такие случаи потом очень тщательно разбираются в самом спасподразделении (в этих странах разборы после спасработ или тренировок – такая же обычная практика как у нас), а также могут послужить поводом для внутриведомственного расследования.

1. Верёвка – Статика. 11 мм.

2. Ролики с диаметром шкива 44 мм и более (не менее чем в 4 раза большим, чем диаметр верёвки).

3. Для присоединения полиспастов и их компонентов к верёвке используются схватывающие узлы в три оборота из статического 8 мм репшнура. Далее в тексте – грузовые схватывающие узлы. Это основной способ, применяющийся в большинстве случаев. Такие же схватывающие используются для предотвращения обратного хода грузовой верёвки и её фиксации на выходе из полиспаста. Далее в тексте – фиксирующие схватывающие. Стандартная прочность 8 мм репшнура у ведущих производителей верёвок (Edelweiss, Mammut, Beal и т.д.) составляет от 12.8KN до 15KN. Используются стандартные петли из куска репшнура длиной 135 см.

4. Карабины – только с муфтой.

1.5 Общие требования по безопасности при работе с полиспастами

• Грузовые станции для крепления полиспаста должны быть исключительно надёжны и, как минимум, соответствовать требованиям фактора безопасности 10:1.
• Страховка пострадавшего (с сопровождающим или без) осуществляется отдельной страховочной статической верёвкой. Для этого организуется отдельная, независимая страховочная станция.
• Тянуть полиспаст надо равномерно, без рывков и пиковых усилий. Так называемая работа на «раз, два – взяли!» категорически не допускается. При таком способе очень легко пропустить момент зацепления какого-либо компонента полиспаста за рельеф или другую причину перегрузки и начать «рвать» систему. Так же при этом способе возникают опасные пиковые (раскачивающие) нагрузки на станцию и другие компоненты. Считается, что если спасатели вынуждены тянуть таким способом, то это сигнал о том, что в системе полиспаста что-то сделано неправильно.
  Это значит, что, прежде чем добавлять количество тянущих или повышать усилие полиспаста, или прилагать большие усилия тяги, необходимо остановиться, разобраться в чём причина и попытаться наладить полиспаст таким образом, чтобы можно было тянуть без рывков. Способ тяги, которым работают спасатели можно назвать « рука – через руку»: таким способом, плавно перехватывая руками верёвку, поднимают флаг на флагштоке.
• Основное правило безопасности при работе с полиспастами называется коротко–СТОП!
  Это означает, что любой спасатель, заметивший какие-либо существенные неполадки в работе полиспаста ИМЕЕТ ПРАВО И ДОЛЖЕН скомандовать СТОП!Услышав такую команду, все спасатели должны СРАЗУ ЖЕ остановиться и передать её по цепочке: «Стоп, стоп, стоп…», чтобы услышал каждый. Только остановившись, начинают выяснять, в чём причина. По мнению моих канадских инструкторов спасателей – выполнение этого очень важного правила уберегло немало спасателей от травм и даже гибели.

Хочу вкратце привести пример из собственной практики, так как лично имел шанс прочувствовать всю необходимость этого правила около 20 лет тому назад на спасательной тренировке.
Я был сопровождающим и висел на верёвке с пострадавшим за спиной. Мои друзья бодро вытягивали нас вверх полиспастом, работая на «раз, два – взяли». В результате перетёрлась и лопнула верёвка на станции (разумеется, это произошло ещё и потому, что станция была сделана с грубыми ошибками). Этот момент случайно!заметил один из ребят, который в то время не был задействован ни на страховке, ни на вытаскивании. Благодаря его крику все, кто был наверху, схватились за верёвку и держали нас на руках около 10 минут, пока восстанавливали полностью разрушенную станцию. Поскольку народа было немного, товарищ, страховавший нас отдельной верёвкой, бросился на помощь остальным держать грузовую верёвку. При этом он забыл заблокировать страховочную верёвку. В общем, ошибка на ошибке.
Последствия этих ошибок могли быть весьма печальные, так как дело было на недостроенном здании, и внизу были плиты с густо торчащей вверх арматурой. Так что всё могло закончиться в лучших традициях Голливуда…

• Следующее важное правило работы с полиспастами ограничивает количество человек, работающих на полиспасте:
  Фактор тяги (haul factor) – число, полученное от умножения ТВ полиспаста на количество тянущих не должно быть больше 18.Это значит, что полиспаст 3:1 должно тянуть не более 6 человек, Полиспаст 2:1 – не более 9 человек и т.д. При натягивании переправ рекомендуют использовать фактор тяги не более 12.
• Примечание:
  Страховка пострадавшего и сопровождающего статической вёревкой применяется профессионалами при любых спасательных действиях: подъём полиспастом, спуск, транспортировка.
  Страховка с помощью динамической верёвки считается небезопасной и допускается только для страховки спасателей при движении по горному рельефу. Насколько я знаю, техника страховки с применением статической верёвки мало известна у нас в России. Возможно, нашим профессионалам было бы интересно с ней познакомиться. Но так как подробное описание этой техники требует написания отдельной статьи, то пока ограничусь упоминанием о том, что такая техника существует.
  Все приводимые ниже рекомендации по применению подручных средств даются на основе методик Канадской Ассоциации Горных Гидов (ACMG– Association of Canadian Mountain Guides).

Здесь общие рекомендации по безопасности работы с полиспастами звучат коротко:

В спасработах, проводимых силами самой группы альпинистов, попавшей в беду или силами других спортивных групп, пришедших на помощь, используются подручные средства и фактор безопасности 10:1 соблюсти проблематично. При работе подручными спасатели действуют на свой страх и риск. Грамотный спасатель должен знать, чего бояться и в чём заключается риск. Поэтому горные гиды должны знать параметры безопасного применения используемого снаряжения и должны стремиться к тому, чтобы, исходя из возможностей имеющегося снаряжения, любые спасательные системы (в том числе полиспасты) были организованы максимально безопасно.

2 Штатные и подручные способы прикрепления полиспаста и всех роликов (карабинов), входящих в его состав, к грузовой верёвке

2.1 Штатная система

В любых полиспастах: простых или сложных, сделанных из грузовой или отдельной верёвки по стандарту полагается использовать только схватывающий узел три оборота из петли 8 мм репшнура, связанной узлом грейпвайн (рисунок 39).

Петля вяжется из куска репшнура длиной 135 см. Этот размер рассчитан для работы схватывающего узла в комбинации со специальным роликом стандартного размера в системе автоматической фиксации верёвки (смотри п. 3.3 и рисунок 49).

Использование схватывающих узлов – это отнюдь не архаизм, как могут полагать те, кто окончательно «списал» схватывающий узел из употребления. За этим стоят многочисленные испытания в спасательных лабораториях в различных странах и огромная практика их практического применения в спасательных подразделениях указанных выше стран.

Согласно данным этих испытаний классический схватывающий узел в три оборота из 8 мм репшнура, завязанный на 11 мм верёвке начинает ползти при нагрузке в 10-11KN. Поэтому схватывающий узел выполняет исключительно важную функцию в полиспасте:

• Он защищает от перегрузок всю систему в целом.
• Сползание узла – это сигнал SOS! о том, что система перегружена.

Причем важно отметить следующий момент: в начале сползания схватывающий узел практически не травмирует верёвку. Только после достаточно длительного сползания схватывающий начинает плавиться, «прикипать» к верёвке и травмировать оплётку. Поэтому спасатели очень внимательно следят за «поведением» схватывающих. В тот же момент, как только замечено сползание узла, грамотные спасатели должны остановиться и проверить в чём причина перегрузки. После устранения причины перегрузки, поползший схватывающий может быть легко заменён (у каждого спасателя должно быть несколько запасных схватывающих), и подъём продолжен. Если сползание было замечено вовремя, то, как правило, грузовая верёвка не травмируется настолько, чтобы потребовалась её замена и подъём может быть продолжен. Здесь очень важен, уже упомянутый выше навык плавной, без рывков, работы тянущих полиспаст, потому что он позволяет вовремя заметить перегрузку системы.

В отдельных случаях, когда схватывающие узлы работают плохо (обледенелая или грязная верёвка) допускается использование зажимов так называемого общего назначения (general use ascenders) типа Rescucender фирмы Petzl (рисунок 40).

Существует много моделей подобных зажимов, но именно эта модель – Rescucender фирмы Petzl, чаще других используется спасателями. По данным испытаний, проводившихся в Англии в 2001 г., этот зажим начинает ползти по верёвке, умеренно травмируя оплётку при статической нагрузке ~ 7KN. http://www.hse.gov.uk/research/crr_pdf/2001/crr01364.pdf

По канадским и американским данным Rescucender также работает лучше других аналогичных по конструкции зажимов (согласно этим данным близкий по конструкции зажим Gibbs гораздо серьезнее травмирует или даже рвёт верёвку при аналогичных нагрузках)

2.2 Стандартами, принятыми в Канаде, США, Новой Зеландии категорически запрещены для штатного использования в полиспастах так называемые зажимы лёгкого назначения или персональные - «light use (personal) ascenders». К ним относятся зажимы – ручки типа Petzl Ascension, жумар и их аналоги, а также другие модели с «агрессивными» кулачками типа Petzl Basic и Croll.

«Агрессивные» кулачки отличаются наличием острых зубчиков, улучшающих работу зажима на замёрзшей, обледенелой или грязной верёвке (рисунок 41).

В случае использования зажима подобного типа, при внезапной перегрузке системы грузовая верёвка будет серьёзно «травмирована» или даже полностью перекушена, при гораздо меньших нагрузках по сравнению со схватывающим узлом: большинство таких зажимов начинает рвать оплётку при нагрузке порядка 4KN. И никакого сигнала SOS не будет!

Понятно, что схватывающий тоже не является идеальным средством, так как его работа зависит от многих факторов. Все ведущие фирмы-производители спасснаряжения работают над повышением безопасности существующих зажимов и разрабатывают новые модели. Но, согласно данным моих канадских инструкторов-спасателей, ни один из существующих на сегодняшний день зажимов не соответствует полностью принятым у них требованиям по уровню безопасности при работе в полиспастных системах с весом 200 кг. Поэтому 8 мм схватывающий узел в три оборота по-прежнему является основным способом крепления полиспаста к грузовой верёвке (рисунок 42).

2.3 Подручные средства для крепления полиспаста к грузовой верёвке.

2.3.1 Стандартным снаряжением, которым пользуются горные гиды в Канаде и США являются схватывающие узлы из 7 мм репшнура.

Фирменный репшнур от ведущих производителей Edelweiss, Mammut, Beal, Sterling и других имеет штатную прочность от 10 до 13KN. По стандарту UIAA прочность 7 мм репшнура должна быть не менее 9.8KN. Схватывающие репшнуры из такого репшнура являются обязательным снаряжением для всех обучающихся по программе горных гидов в Канаде. Так же и сертифицированные гиды всегда имеют с собой хотя бы пару таких схватывающих. Как показывает практика, такой репшнур прекрасно держит даже на 8 мм верёвке. У горных гидов, также как и у профессиональных спасателей, схватывающий узел это инструмент №1 для использования в полиспасте. К использованию зажимов при работе подручными средствами тоже прибегают только при крайней необходимости.

Российский 6 мм репшнур, популярная «шестёрка», хорошо знакомый всем тем, кто давно ходит в горы – изделие низкого качества и потому категорически не рекомендуется к использованию в полиспастах и системах связанных со страховкой.

Однако не любой даже фирменный репшнур годится для этих целей. Например, как показывает моя практика, 7 мм репшнуры распространенной у нас фирмы Tendon (в прошлом Lanex) несмотря на отличные прочностные характеристики, имеют слишком жёсткую оплётку и плохо работают в качестве схватывающих узлов даже на 11 мм статических верёвках.

2.3.2 Чаще всего из подручных средств используют классический схватывающий узел в три оборота. Но кроме классического прусика могут использоваться любые другие варианты схватывающих узлов. Из них самым популярным также как и у нас является узел Бахмана (рисунок 43).

Главный плюс узла Бахмана по сравнению с классическим схватывающим в том, что его намного проще ослабить после приложения нагрузки, а карабин в качестве ручки помогает передвигать узел по верёвке.

2.4 Использование зажимов при организации полиспастов подручными средствами

2.4.1. Как уже было сказано выше, по данным испытаний, проводившихся в разных странах, одним из лучших является зажим Rescucender фирмы Petzl (рисунок 44).

Плюсы:

• Надёжная конструкция.
• Прост в эксплуатации.
• Защищает систему от перегрузки. Согласно спецификации производителя начинает «ползти» по верёвке при нагрузках выше 4KN (согласно независимым тестам сползание начинается при статической нагрузке порядка 7KN).
• Меньше других зажимов травмирует верёвку при сползании.
• Работает на верёвках 9-13 мм.
• Неплохо работает на мокрой, замёрзшей и обледенелой верёвке.

Минусы:

• Специальное снаряжение. Редко используется альпинистами и туристами.
• Начинает «ползти» по верёвке при малых нагрузках, что не всегда желательно при работе с большим грузом (вытаскивание двух человек).

2.4.2 Зажимы с «агрессивными» кулачками Petzl Ascension, Croll, Basic и их аналоги других производителей.

Различные варианты использования зажимов в полиспастах показаны на рисунке 45.

Рисунок взят из методических рекомендаций ВЦСПС по безопасности 1977 года. «Методические рекомендации маршрутно-квалификационным комиссиям, руководителям и участникам спелеопутешествий по обеспечению безопасности».

Плюсы:

• Стандартное снаряжение. Широко применяются в альпинизме, спелеологии, промальпе, горном туризме.

• Почти всегда под рукой.
• Легко пристёгиваются к верёвке.
• Легко передвигается по нагруженной верёвке.
• Работает на верёвках 9-13 мм.
• Хорошо работают на мокрой, замёрзшей и обледенелой верёвке.

Минусы:

• Не рассчитаны на нагрузки, возникающие в полиспастах при спасательных работах.
• Начинают «ползти», одновременно серьёзно травмируя при этом верёвку при малых нагрузках – 4KN.
• В случае серьёзной перегрузки системы могут полностью перекусить верёвку!
• Особенно опасна динамическая нагрузка! http://www.hse.gov.uk/research/crr_pdf/2001/crr01364.pdf

2.4.3 Мини-зажим Petzl Tibloc (рисунок 46)

Плюсы:

• Малый вес.
• Легко пристёгиваются к верёвке.
• Легко передвигается по нагруженной верёвке.
• Работает на верёвках 8-11 мм.
• Хорошо работает на мокрой, замёрзшей и обледенелой верёвке.

Минусы:

• Не рассчитан на нагрузки, возникающие в полиспастах при спасательных работах!
• Начинает «ползти», одновременно серьёзно травмируя при этом верёвку при малых нагрузках – 4KN.
• В случае серьёзной перегрузке системы может полностью перекусить верёвку!
• Низкие прочностные характеристики! Согласно спецификации производителя разрушается при нагрузке в 12KN.
• Для оптимальной работы требует применения карабина овальной формы с круглым или овальным сечением. Многие современные карабины с плоским или ребристым сечением плохо работают в Тиблоке. http://www.amrg.org/mini_ropegrabs.pdf

3 Способы предотвращения обратного хода (фиксации) верёвки в полиспастах

Существуют два основных способа фиксации верёвки: ручной и автоматический.

3.1 Ручная фиксация главным образом используется в тех случаях когда, полиспаст сделан из отдельной верёвки. В полиспастах из грузовой верёвки ручная фиксация используется реже: обычно только в тех случаях, когда нет возможности организовать автоматическую фиксацию (рисунок 47).

Список использованной литературы

а) «British Columbia Provincial Emergency Program. Search and Rescue. Rope Rescue Manual» Justice Institute of BC, Canada, 2002 г.

б) «Technical Handbook for Professional Mountain Guides” Association of Canadian Mountain Guides (ACMG), American Mountain Guides Association (AMGA), 1999 г.

в) «High Angle Rescue Techniques», T. Vines & S. Hudson, Mosby, 2004 г.

г) «Urban Technical Rescue. Volume One: Technical Rope Systems, and Confined Space Rescue» Pat Rhodes, 2nd Edition, G Force Publishing, 2003 г.

д) «Engineering Practical Rope Rescue Systems» Michael G. Brown, Delmar, 2000 г.

е) «Technical Rescue Riggers Guide» R. Lipke, Revised Edition, Conterra Inc. 1998 г.

ж) «International Mountain Rescue Handbook» H. MacInnes, 3rd revised edition, Constable London, 1998 г.

Полиспасты для спасательных работ

Фёдор Фарберов 2007 г. - 23.09.2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

I Сначала немного теории 3

II Практические аспекты применения полиспастов в спасательных работах 11

III Снаряжение для полиспастов 36

IV Справочная информация и ссылки 78

V Дополнения к материалам по полиспастам 89

Введение

Владение системой подъёма грузов с помощью полиспастов – это важный технический навык, необходимый при проведении спасательных и высотных работ, организации навесных переправ и во многих других случаях. Этим навыком необходимо владеть альпинистам, спасателям, промышленным альпинистам, спелеологам, туристам и многим другим, кто работает с верёвками.

К сожалению, в отечественной альпинистской и спасательной литературе трудно найти чёткое, последовательное и понятное объяснение принципов работы полиспастных систем и методики работы с ними. Может быть, такие публикации и существуют, но мне пока не удалось их найти.

Как правило, информация либо отрывочная, либо устаревшая, либо излагается слишком сложно, либо и то и другое вместе.

Даже во время обучения на инструктора альпинизма и на жетон «Спасательный отряд» (дело было 20 лет тому назад) мне не удалось составить чёткого представления об основных принципах работы полиспастов. Просто никто из обучавших инструкторов не владел этим материалом полноценно. Пришлось доходить самому.

Помогло знание английского языка и зарубежная альпинистская и спасательная литература.

С самыми практичными описаниями и методиками мне удалось вплотную познакомиться во время обучения на курсах спасателей в Канаде.

Несмотря на то, что на момент обучения, считал себя достаточно «подкованным» в полиспастах и сам имел многолетний опыт преподавания спасательных технологий для альпинистов и спасателей, узнал на курсах много нового и полезного.

Чем и хочу поделиться со всеми кому это интересно.

Попробую по возможности изложить всё как можно проще и практичней.

I Сначала немного теории

1 Определение

1.1 Полиспаст – это грузоподъёмное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков, огибаемых верёвкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза.

1.1.1 Любой полиспаст даёт определённый выигрыш в усилии для поднятия груза.

В любой подвижной системе состоящей из верёвки и блоков неизбежны потери на трение.

В этой части для облегчения расчётов неизбежные потери на трение не учитываются и за основу берётся Теоретически Возможный Выигрыш в Усилииили сокращённо ТВ (теоретический выигрыш).

Примечание: Разумеется, в реальной работе с полиспастами трением пренебречь невозможно. Подробнее об этом и об основных способах снижения потерь на трение будет сказано в следующей части «Практические советы по работе с полиспастами».