水下爆炸法销毁废雷管研究.pdf

2 2 曩破器材E x p l 0 8 i 他M a t e r i a I 第3 6 卷第5 期 水下爆炸法销毁废雷管研究 郝建春鲍四钥 南京理工大学 江苏南京，2 1 0 0 9 4 金玉智汪小清 南京陶昊化工有限责任公司 江苏南京，2 1 1 1 5 1 [ 摘要] 分析了空气冲击波的危害性，利用水对爆炸能的吸收特性，设计了可行的销毁水坑和谨慎操作规程，有 效地解决了■炸噪音和飞石等危害，提供了一条安全销毁废■警的新途径． [ 关键词] 废雷譬鼍炸法冲击渡噪音 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 2 2 l 引育 在雷管的工业化生产过程中，不可避免地会出 现一些不可修复的或不可拆卸的废品。这些废雷管 大部分都装填起爆药和猛炸药，有的结构破损，药面 裸露，物理稳定性差，在勤务处理过程中潜在着很大 的不安全性。国内也曾发生过此类安全事故。处理 这些半成品、成品废雷管的最彻底的办法，就是将其 谨慎集中引爆销毁。然而，在陆地销毁场实施，即使 销毁量控制得较少，往往产生的空气冲击波也会造 成很强的噪音，个别飞石也会对附近人畜建筑等造 成危害。因此，销毁扰民常常带来一些难以处理的民 事纠纷和操作者自身的不安全性。 2 冲击波超压筒析 通常情况下，爆炸的瞬时效应不仅要引起地面 振动、飞石，而且会产生空气冲击波。 空气冲击波是一种由爆炸引起的并在空气中辐 射的压力波。压力强度取决于药量的多少及其密盖 的程度，当压力波通过爆点附近某一确定位置时，该 处空气压力迅速上升高出它周围环境的大气压值。 此种空气冲击波形成的超压即使维持在较低水平也 能够扰乱周围居民的安宁，比如振破窗户玻璃等。此 后空气压力便慢慢地降低到环境大气压以下，并在 可认为是噪音，低于2 0H z 人耳便听不见了。但是这 种听不见的低频冲击波要比听得见的高频冲击波振 幅衰减得慢，而且引起的超压传播距离也远。这种低 频波对建筑物有时能够造成直接破坏，并且容易诱 发高频振动，产生噪音，破坏门窗玻璃、瓷器等易碎 物品。通过式 1 可确定梯恩梯炸药量Q k g 和离爆 炸点的直线距离R m 处的超压值户 m b 盯 [ I ] l p ；7 0 0Q 1 舟／R m b a r 1 空气超压测量的计量单位常用压力单位m b a r 或k P a ，也有用分贝 d B 。其三者换算关系见图2 。 不同等级空气超压下梯恩梯炸药量与爆点距离可造 成危害的函数关系可由图3 显示．民用炸药亦可参 A 司 出 靶 时问t 此值附近作减辐振荡，最后逐渐恢复到原来的大气 △户- ，k 一鼍点附近莱一确定位置参数， 压值 图1 ‘ A ，厶 一厶时刻该点降至大气压力I 空气冲击波的频带较宽，通常在0 ．1H z 至2 0 0 户。，1 1 一厶时刻该点升至大气压力I H z 。高于2 0H z 就可听到空气冲击波的爆声，显然 图l 空气冲击波超压与时问 △户／1 曲线 R 铭e 曩r c h 蚰E x p l 惦I 蚰P r 嘲e do fG T GP r l m r yE x p I 惦I “ z h a 孵Y i n g h ∞，C h 蛆T i a n t i a n C h e m i 傀lP l 蛆to fB e i j i I l gJ i n g m e ic o ．L t d B e i j i 姆，1 0 2 4 7 1 [ A B S T R J j 岍] T h ep a p e r 眦i n l yd i ∽u 船t h ei l l f I u e 溉f a c t o no ft h ee x p l 面∞o fG T Gp 咖墟f ye x p k i 代w h e ni t 哪p r e s 5 e d ．T h em 啪u r et o 地d u ∞t h ef r e q u e n c yo fe x p l 0 5 i o no fG T G w h e np 煅e dw a 5d i 。c u 。。e d ．T h ep r a c t i ∞d e x p e r i e n ∞i n ∞n t r o l i n gt h ep r e 5 s e de 】中l ∞i o no fG T Gp r i m 盯y ．B 缸eo ns 伽s u g g e s t i o n 0a r ep ∞p o s e d ． [ 1 【E YW o R D S ]p r i l M r ye x p l ∞i “ ，C 玎I G ．p 弛墨- e de x p l ∞i o 耳。∞m r 0 1 ．i n f l 雠n ∞f l L c t o r 万方数据 2 0 0 7 年1 0 月水下鼍炸法镑毁废冒管研究都建春等 ■ 蔷 镰 极 避 M 01 ∞l ∞2 ∞ 级差脚 田2k P a ／b 盯／d B 的关系图 1 3 0k P a ，有伤害耳膜的危险1 2 7k P a ，振破窗 户，3 一O ．7 k P a ，振破窗户的可能性为1 ％，4 一o ．4 k P a ，建筑物的临界值 图3 不同等级空气超压药量、距离和危害函数 照此关系作出相应的修正、估计和判断。 由此可见，即使空气超压维持在建筑物所受的 临界值以下 0 ．4k P a ，炸药量控制在最小1 0 0g 也 不能保证消除附近居民对爆炸惊扰的抱怨。 通常 1a t m 情况下，液态水的密度 4 ．o ℃时 大约是空气密度 2 5 ．o ℃时 的1 0 0 0 倍左右。因为水 本身又具有不可压缩的特性。因而有数据显示水下 爆炸冲击波同空气冲击波相比，传播速度为空气冲 击波的3 ．7 0 ～4 ．3 0 倍I 超压峰值为空气冲击波的 2 2 7 ．1 5 ～2 4 7 ．8 6 倍，冲量为空气冲击波的8 ．4 8 ～ 1 1 ．8 0 倍，但其持续时间短[ 2 ’3 ] ．超压峰值可在1m s 内减少一半。说明液态水对爆炸能具有十分良好吸 收作用。与空气冲击波的作用相比，噪音被大量地吸 收，同时传播距离也被大大缩短。 利用水对爆炸能的吸收作用，设计或选择合适 的水坑 塘 、控制一次水下爆炸销毁的废雷管数量。 理论上应该可以达到降低噪音强度、避免飞石的理 想效果． 3 水下爆炸销毁试验部分 3 ．1销毁水坑的设置 在企业的专用爆炸销毁场内，选择一个采石后 废弃的水坑．该水坑自然深度3 ～4 m ，内有积水深 0 ．4 ～0 ．5 m ，水表面积约8 0m 2 。将水坑内及周边碎 石、杂草清除。在水坑边修一条易于通行的便道，便 道另一端 距水坑3 0m 外 修建一掩体间，其作用 既可用于藏身又可便于对废雷管进行销毁前处置。 使其周围内外环境具备安全销毁的条件，详见图4 ． 掩 体 ＼ 三7 图4 水下辱炸法销毁废冒臂用水坑到视示意图 3 ．2 废■管的处置 首先将废雷管收集成每单位为1 0 0 发／盒。将 0 ．5m 长导火索插入起爆用火雷管并用胶带纸密封 其结合部，再将该起爆用火雷管插入1 0 0 发／盒的中 央。然后装入塑料袋露出导火索点火端并且扎紧，另 取一塑料袋装入不少于o ．2 5k g 泥土作为重沉物与 前者裹缚，尽可能挤排出袋中空气，并用胶带纸粘牢 扎紧口部待用，详见图5 。 1 一泥土，2 一塑料袋，3 一废雷管1 0 0 发／盒， 4 一胶带纸1 5 一导火索 图5废雷管收集 1 0 0 发／盒2 处置示意图 3 ．3 引爆废■管试验 为了确定最佳操作方式 即在水中放置或是抛 置 ，控制最理想的低噪音、地面振动和无飞石的一 次性水下爆炸法销毁的废雷管数量；设计最安全的 瞄 m ∞ ， 叭 万方数据 2 4 爆破嚣材E x p l ∞i w M a t 翻a l 。第3 6 卷第5 期 水坑面积、水深和水面面积等参数，通过试验得出结． 果，详见表1 ．试验时投掷位置均在水面中央附近， 因水下放置不宜操作，故舍去不采用。 表1水下爆炸法销毁度雷管试验 夏姿暑裂釜 - 。。发／▲ 。。发／盒 2 水坑水深／m0 ．51 ．5O ．51 ．5 水面扰动直径／m ～4～2～4～2 水柱高度／m1 521 52 噪音较小很小较小很小 振动较小很小较小很小 4 结论 通过半年多的时间和2 0 多万发废雷管的水下 爆炸销毁的谨慎试验和多次反复完善销毁方案，得 出最终结论如下s 1 水下爆炸法销毁废雷管可行。该方法振动 小、噪音低，优点明显。无需进行现场戒严，不影响附 近地区的道路交通和正常生产、生活秩序。 2 水坑水表面积以不少于8 0m 2 ，水深以1 ．5 m 左右为宜。水坑底部应为泥沙，厚度不少于o ．5 m ．这样便于清理残骸或收集意外拒爆的废雷管。 3 此方法最大特点是采用少量多次进行销毁． 对废雷管的处置简单易行，操作安全性好。建议单次 收集处置销毁废雷管的数量不超过2 0 0 发／袋。 4 建议采用o ．5m 长导火索点燃，操作人员 用抛掷入水坑中央区域的方法．每次可连续在不同 地点 点点相距5m 左右 投掷二个，最多不超过三 个塑料包装销毁袋。然后迅速进入掩体隐蔽，待爆炸 完毕后进行下一次销毁． 参考文献 [ 1 ] 刘清荣．实用爆破技术口] ．黑破，1 9 9 3 ，1 0 4 0 。1 3 4 ～ 1 3 5 ． [ 2 ]宁心．李晓炎，扬志焕，等．水下冲击波和空气冲击波传 播速度及物理参致的对比研究[ J ] ．解放军医学杂志， 2 0 0 4 ， 0 2 ． [ 3 ] 炸药理论编写组．炸药理论[ M ] ．北京。国防工业出版 社，1 9 8 1 ． S t u d yo nD 朗t r o yW 嬲t eD e t 佃a t o rb yU n d e r 肌t e rE x p I o s I o nM e t h o d H a oJ i a 眦h u n ，＆oG u o g a n g N 蚰j i n gU I l i w r 5 i t yo fS c i e 北ea I l dT e c h n o l o 盯 J i a n p uN a 雌n g ，2 1 0 0 9 4 J i n gY 也K ，W a n g 】【i a o q i I I g N l 蛳嗜T a o w uC h e m i ∞lc o ．，L t d J i a n p uN 蚰j i n g ，2 1 1 1 5 1 [ A B 剐限A C T ] T h ep a p e rh 柚a 艇l y z e dt h eh 竹mo fa i r 。h ∞kw a 饨．T h ef e 丛i b l ew a t e rp o l I dh b e e nd e s i g I l e d 蚰dt h ew o r k i n gi n s t r u c t i o nh sb e e ne s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h ee x p l ∞i ∞e n e r g y - b s o r b i l 培p r o p e r t i e so fw a t e r ． 1 | yt h i sw a y ，t h eh a 咖o fn o i s ea n dn i e ss t o n eh a v eb e e na v o i d e de f f e c t i v e l y ，a n dan e ww a yt od e s t r o yt h ew a s t e d e t o 眦t o rh “b e e np r o ’，i d e d ． [ K E Yw o R D S ]删钯d e t o n a t 甜，e x p l ∞i o nm e t h o d ，o h o c kw a v e ，n o i “ 々电电专专专弋弋专弋电电々七专★弋’’弋电弋专专专’弋★’’七弋电电专电女’弋弋女’★电’专’专’ Ⅱ型粉状乳化炸药通过生产定型鉴定 2 0 0 7 年6 月5 日，I 型粉状乳化炸药通过了由河南省国防科学技术工业委员会组织专家进行的生产定型．南京理工大学 发明的粉状乳化炸药是我国具有自主知识产权的高技术产品。它采用乳化技术将氯化荆与高热值燃料混制成高均一性的乳 胶，然后使用先进的喷雾制粉技术制得粉状乳化炸药．该产品既具有乳化炸药爆速高、抗永性优良的特点，又具有粉状炸药作 功能力大、使用方便的特点．该技术属国内外首创．然丽，目前的粉状乳化炸药也存在一些不足，主要为原材料成本较高、炸药 的密度较小和能耗略大等缺陷。直接影响了产品的市场竞争力．为了迸一步提高粉状乳化炸药的性价比和本质安全性，南京 理工大学与盾安化工集团合作，研究开发了新一代粉状乳化炸药I 型粉状乳化炸药．该炸药具有曩炸性能优良、本质安 全性好、体积戚力大、原材料成本低、生产工艺流畅、产能大、能耗小、操作简单、适用于各种爆破作业等优点． 2 0 0 6 年1 1 月2 8 日通过了河南省国防科学技术工业委员会组织的I 型粉状乳化炸药技术鉴定．鉴定委员会经考棱、评议 后认为，I 型粉状乳化炸药技术克服了原粉乳材料成本膏、装药密度小、能耗大的缺陷，研制方采用新的复合螬和低转速乳化 工艺，降低了乳化基质的粘度，从而使螺杆泵的输送压力由O ．6 ～o ．7 M P 降至o ．2 M h ，其中预乳机和精乳机的转速已降至 原转速的5 0 ％左右，提高了乳化工艺和基质输送的本质安全性．I 型粉状乳化炸药具有较好的抗水性能和良好的曩炸性能． 元工业废水，不污染环境，生产平稳可靠，原材料来源广泛，该产品投产后，将带来显著的经济效益和社会效益．该I 型粉状乳 化炸药生产技术达到国际先进水平． 通过半年的试生产，2 0 0 7 年6 月5 日河南省国防科学技术工业委员会组织专家进行了该项目生产定墨，与会专家一致认 为该项目工艺流畅，安全可靠，同意通过生产定蛋． 张兴明 万方数据