爆破过程中不安全因素的分析.pdf

2 0 0 7 年1 2 月爆破过程中不安全因素的分析方大勇等 爆破过程中不安全因素的分析 方大勇彭尧坤李诚刚 中国人民解放军9 5 8 7 4 部队 江苏南京，2 1 0 0 2 2 [ 摘要] 在施爆过程中，炸药与雷管等爆破器材是一个最大的不安全因素。该文从炸药的感度、电感应引起早 爆、爆炸产生的有害气体等三个方面，分析了爆破过程中的主要不安全因素。 [ 关键词] 炸药感度电感应早爆有害气体 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1 1引言 在施爆过程中，炸药与雷管等爆破器材是一个 最大的不安全因素。不仅要掌握它的性能，同时还要 具体分析它与特定外界各种干扰条件可能发生的联 系。 2 炸药的感度[ 1 ] 2 ．1炸药的火焰感度 火焰感度的大小用点火距离的上限、下限表示。 上限用来比较炸药发火的难易程度，下限用来 比较炸药对火焰作用的安全性。由于从安全角度来 讲应该绝对避免与火焰接触，因此，目前已不测定其 下限。 2 ．2 炸药的热感度 当测定炸药对引火物的敏感度时，将导火线置 放在一定份量的炸药旁边，使导火线的一端距炸药 1c m ，观察导火线发出火星对炸药的作用。试验证明 一切现代的工业炸药，在这种试样试验下，都不会发 生燃烧。又例如，将硝铵炸药放在未混入其他杂质的 铁锅里，在室外用明火加热铁锅，使硝铵熔化，若不 加任何覆盖，硝铵炸药也不会燃烧。还有用明火直接 引燃硝铵炸药，若硝铵炸药堆放在通风良好的导硐 内，硝铵虽会在几分钟内全部燃尽，也有可能不会产 生爆炸。 但若环境条件改变，如熔化在铁锅中的硝铵放 上一本书加压，就会很快改变散热条件，引起锅中硝 铵立即爆炸。又例如将硝铵放在散热差的独头导硐， 引燃硝铵，硝铵会很快从燃烧转化成爆燃，尽管某些 微弱火星不会直接引燃炸药，但是它可先引燃一些 易燃物，特别是刚出厂的2 4 岩石硝铵含有挥发性的 柴油气体，容易助长易燃物着火。 因此，要充分了解炸药热敏度的条件。就安全而 言，必须排除一切热冲击的条件。 2 ．3 炸药的机械感度 炸药的机械感度包括摩擦感度、针刺感度、撞击 感度等，在炸药的保管、运输和使用过程中撞击感度 最有实际意义。 炸药在机械撞击作用下发生爆炸变化的难易程 度称为炸药的撞击感度。目前我国多采用立式落锤 仪进行测试[ 2 ] 。 起爆器材 如雷管 对于冲击较为敏感，以质量 5k g 的负荷冲击炸药，若下落高度2 ～4 c m 时，就可 能使炸药发生爆炸。例如，用自行车载运电雷管，若 道路不平，产生自行车的跳动冲击，也有可能发生爆 炸；又例如，在爆破作业中采用铁钎冲击到堵塞物内 的雷管，也有可能爆炸。因此，对撞击感度较为敏感 的炸药 如叠氮化铅、黑索金等 要特别提防。 2 ．4 炸药的爆轰感度 炸药受到其它炸药爆炸作用而发生爆炸的难易 程度，称为炸药的爆轰感度。通常用极限起爆药量来 表示。极限起爆药量越小，则炸药的爆轰感度越高。 对于工业用混合炸药，一般采用殉爆距离来衡量。殉 爆距离越大，则爆轰感度越高口] 。 炸药爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药发生 爆炸的现象称为殉爆。在一定程度上，殉爆反应了炸 药的冲击波感度。主发炸药包爆炸时能引爆沿轴线 布置的另一药包爆炸的最大距离称为殉爆距离。 影响炸药殉爆的因素很多，如装药密度、药卷直 径、中间介质、药包外壳强度、炸药含水量等。当主发 药包确定后，被发药包在一定的范围内密度越小，殉 爆距离增加；主发药包密度越大，殉爆距离增加。 药量和直径的影响。当固定主、被发药包的药 量，殉爆距离随直径的增加而增大。如固定两者的直 径，殉爆距离随药量的增加而增大。 装药外壳和连接的影响。随着药包外壳强度的 增大，殉爆距离增大，如把药卷装在坚固的钢管内， 并使主、被动药卷用一钢卷连接起来，殉爆距离可进 一步加大。 炸药中的含水量对殉爆距离有影响。含水量大， 万方数据 爆破器材E x p I o s i v eM a t e r i a I s第3 6 卷第6 期 被动药卷感度低，使殉爆距离下降，过大的含水量， 会造成拒爆。 药卷问的介质对殉爆距离的影响依次是空气 水 木材、粘土 砂。这种现象在建造危险工房或 炸药库时可以利用。如设计用防爆土堤或防爆墙，可 大大缩短安全距离。在炮孔装药中，采用沙土堵塞进 行分段装药起爆，可减少爆破振动。 2 ．5 影响炸药感度的因素 炸药感度的大小，取决于炸药自身的化学性质。 化学性质一定时，其感度的大小则取决于它的物理 状态和外界因素。如外界温度能影响炸药的各种感 度，由于外界温度直接影响到炸药自身温度的高低， 其内部分子问的作用力相对会减弱或增强，分子活 化能降低或升高，较小的外界能量即可使原子链破 裂，引起爆炸分解。因此，随着温度的升高或降低，炸 药的各种感度值都会显著的增大或减小。 炸药的密度也会影响炸药感度。炸药密度增大 时，内部空隙率减小，结构密实，受冲击时不易吸收 能量，火焰也难以向内部扩散和传播。因此，随着装 药密度的增大，炸药的爆轰感度、撞击感度、火焰感 度都会降低。有些机械混合炸药的密度增大到一定 数值时，就会出现“压死”现象而拒爆。 附加物同样会影响炸药的感度。附加物是指炸 药中的杂质及其它非炸药成分。掺入附加物能使炸 药感度尤其是机械感度明显地增大或减小。能提高 炸药感度的附加物称为敏化剂，如沙子、玻璃粉、铁 屑等。能减低炸药感度的附加物叫钝化剂，如石蜡、 沥青、凡士林等。 3 电感应引起早爆 爆炸材料 或炸药装药 比预期时间提前发生 爆炸的现象称为早爆。采用电力起爆时，由于起爆网 路在空间形成了一定的闭合线路，如果电路中有电 流通过，就有可能导致早爆事故的发生。在电力起爆 中引发早爆事故的因素主要有高压电、静电、雷电、 射频电和杂散电流等。 3 ．1 高压电引起的早爆 高压电在其输电线路、变压器和电器开关的附 近，存在着一定强度的电磁场，如果在高压线路附近 实施电爆，就可能在起爆网路中产生感应电流，当感 应电流超过一定数值后，就可引起电雷管爆炸，造成 早爆事故。爆区距离高压线路的最小安全距离如表 1 所示。 3 ．2 静电引起的早爆 机械运输、化纤或绝缘物相互摩擦、压气装药、 压气输料等都可产生静电。当静电积累到一定程度 表1爆区距离高压线路的安全距离 高压电网电压／k V安全距离／m 3 ～6 2 0 2 0 ～2 5 2 0 5 0 1 0 0 时，就可能引爆电雷管，造成早爆事故。实验证明，炮 孔中爆破线上、炸药上以及施工人员穿的化纤衣服 上都能积累静电，特别是使用装药器装药时，静电可 达2 0 ～3 0 k V 。静电的积累还受喷药速度、空气相对 湿度、岩石的导电性、装药容器对地电阻、输药管材 质等因素的影响[ 4 ] 。 一 3 ．3 射频电引起的早爆 由于广播电台、电视台、中继台、无线电通讯台、 转播台、雷达等发射的强大射频能，可在电爆网路中 产生感应电流。当感应电流超过某一数值时，会引起 早爆事故。在城市控制爆破中，采用电爆网路起爆时 更应加以重视。应了解爆区附近有无射频能源，如 有，应了解各种发射机的功率和频率，并用射频电流 表或检测灯进行检测。 3 ．4 雷电引起的早爆 由于雷电具有极高的能量，而且产生大约 2 0 0 0 0A 的电流，可能对地下或露天作业的电爆与 非电爆网路带来危险。特别是在闪电的一瞬间产生 极强的电磁场，如果电爆网路遭到的直接雷击或雷 电的高强磁场的强烈感应，就极有可能发生早爆事 故。． 雷电引起的早爆事故有直接雷击、电磁场感应 和静电感应三种形式，其中电磁感应造成的早爆事 故最多哺] 。 对雷电引起的早爆事故，可采用以下措施 1 尽量避免雷雨天进行爆破作业，如必须作业 时，在爆破区设计可靠的预报和防雷系统； 2 尽可能采用非电起爆，在电爆网路中采取屏 蔽线连接； 3 装药、联线过程中遇有雷电来临征兆或预报 时，应立即拆开电爆网路的主线与支线，裸露芯线用 胶布捆扎，并对地绝缘，爆区内的一切人员迅速撤离 危险区。 4 爆炸产生的有害气体 在地下爆破工程施工中，有害气体比较容易引 起人们的注意，但在地表爆破中，往往被人忽略，特 别在准爆成功之后，人们最易失去警觉，就有可能发 生事故‘引。 例如陕西省石贬峪定向爆破筑坝工程安全准爆 成功后，第二天在导流硐发生了中毒伤亡事故，因为 万方数据 2 0 0 7 年1 2 月 爆破过程中不安全因素的分析方大勇等 爆破整体设计有误，导流硐进口处太靠近爆破下破 裂线的坍方部位 当时没有考虑下破裂的坍塌 ，爆 后导流硐进口处被大量坍塌方量堵塞，通风洞成了 独头洞。同时在导流硐掘进中，为了增加掘进爆破工 作面，从轴线的附近，又开两条施工洞，因此爆后，淹 没的大量爆炸有害气体渗入导流硐中，故造成进硐 收线人员中毒而亡。 对爆炸产生有害气体的研究证明，正氧平衡的 炸药在爆炸时生成大量有毒的氧化氮气体，而负氧 平衡的炸药，则生成大量有毒的一氧化碳气体。因此 要求一切现代的工业炸药必须为零氧平衡，或接近 于零氧平衡。即使是符合或接近于零氧平衡的炸药， 因包装原料也参与爆炸反应，仍然会发生少量的一 氧化碳气体[ 7 】。 此外，爆炸分解反应不可能完全按照想象中生 成极限氧化物的情况下进行，也必然要产生少量的 有毒气体，其中有害气体为；氧化氮、一氧化碳、硫化 氢和二氧化硫等。前两种气体一般都可能发生，而硫 化氢和二氧化硫气体只有在爆炸介质中含有硫化物 时才发生。 施爆过程中不仅要了解爆炸气体中含有有害气 体，更重要的还必须注意到有害气体在地下建筑物 可能产生渗漏，而使地下工作人员中毒的一切可能 性。 5 结论 从炸药的感度、电感应引起早爆、爆炸产生的有 害气体等三个方面，分析了爆破过程中的主要不安 全因素，可以得出以下几点结论 1 了解炸药的感度及其影响因素有着重要的 实际意义。为了准确可靠地起爆炸药，应给予其足够 的起爆能；为了保证安全，应最大限度地避免可能使 炸药感度增大的因素的影响及各种形式爆能的作 用。 2 实施爆破的过程中，应防止电感应引起的早 爆。避免静电的产生和积累，并且尽可能避免在高压 线附近、射频电辐射区域、发生雷电的区域实施爆 破。 3 正氧平衡和负氧平衡的炸药都生成大量有 毒气体；因此一方面要求一切现代的工业炸药必须 为零氧平衡，或接近于零氧平衡，另一方面要采取有 力措施避免人员中毒。 参考文献 [ 1 ]叶晓华．军事爆破工程[ M ] ．北京解放军出版社， 1 9 9 9 ．3 5 ～3 9 。6 7 ～6 9 ． [ 2 ] 张小宁，徐更光，等．超细H M x 和R D X 撞击感度的研 究[ J ] ．火炸药学报，1 9 9 9 ，2 2 1 1 ～2 ． [ 3 ]吕春绪．工业炸药理论[ M ] ．北京兵器工业出版社， 2 0 0 3 ． [ 4 ] 林森．静电目标定距定向及信号处理研究[ D ] ．北京 北京理工大学，2 0 0 2 。1 2 4 ． [ 5 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 6 ] 杨军，陈鹏万，胡刚．现代爆破技术[ M ] ．北京北京理 工大学出版社，2 0 0 4 ．3 3 ～3 4 ，1 8 6 ～1 8 7 ． [ 7 ] 于亚伦，等．工程爆破理论与技术[ M ] ．北京t 冶金工业 出版社，2 0 0 4 ．‘ A n a l y s i so ft h eD a n g e r o u sF a c t o ri nD e m o l i t i o nP r o c e s s F a n gD a y o n g ，P e n gY a o k u n ，L iC h e n g g a n g A r m yo f9 5 8 7 4 ，P L A J i a n g s uN a n j i n g ，2 1 0 0 2 2 [ A B S T R A c T ]I nt h ep r o c e s so fe x p l o s i o n ，d e t o r l a t o r sa n do t h e rd e m o l i t i o ne q u i p m e n t sa r et h em o s ti m p o r t a n t d a n g e r o u se l e m e n t s ．T h ep a p e ra n a l y z e st h em a j o rd a I l g e r o u sf a c t o r si nt h ee x p l o d i n gp r o c e s sa c c o r d i n gt ot h e s e n s i t i v i t yo fe x p l o s i v e ，e l e c t r i c i t yi n d u c e de a r l yb u r s ta n dt h eh a r m f u lg a sp r o d u c e di ne x p l o s i o n ． [ K E Yw 0 R D S ]e x p l o s i v e ，s e n s i t i v i t y ，e l e c t r i c i t yi n d u c t i o n ，e a r l yb u r s t ，h a r m f u lg a s 国家粉状铵油炸药考察团莅临河北云山公司考察指导 2 0 0 7 年9 月9 日，中国工程院汪旭光院士率全国民爆行业专家团，在河北省国防科工办民爆局常务剐局长杨明春等领导 的陪同下，到河北云山化工股份有限公司考察新型粉状铵油炸药新产品的试制情况。 汪旭光院士等一行听取该公司汇报后，考察了河北云山化工股份有限公司与石家庄成功机电公司科企合作共建的“炸药 试验生产线”，对最新研制的新型粉状炸药新产品给予了充分肯定。考察团一行还参观了该公司的S G R 一2 型乳化炸药连续化、 自动化生产线以及膨化硝铵炸药自动包装生产线。对公司几年来依靠技术创新、快速发展并走出国门，到国外办厂等方面的 工作给予了较高的评价。 张健奎 万方数据