梁秋祥1,孙立海2,杨旭升1 ,刘智军3 ,崔峻华3
(1. 陆军研究院工程设计研究所,辽宁 沈阳 110000;2.辽宁隆烨爆破有限公司,辽宁 抚顺 113217;3.辽宁省公安厅治安管理总队,辽宁 沈阳 110032)
摘 要:通过对某市收缴的废旧炮(炸)弹的识别,选择科学合理的分类方法和爆炸法销毁方案,对不同种类的弹药提出了便于诱爆的销毁堆放方式,安全、快速、彻底地销毁了大量品种繁杂的废旧炮(炸)弹,为此类爆炸物品的销毁作业提供参考。
关键词:炮(炸)弹;诱爆;销毁
1 待销毁炮(炸)弹种类及技术状态
1.1 炮(炸)弹种类
经现场勘察确定,此次待销毁的各类炮(炸)弹总计270 枚,纸壳电雷管3000 发,导火索2350米。其中废旧炮(炸)弹包括:100kg航空炸弹;155 mm、150 mm 、130 mm、122 mm、120 mm榴弹;60 mm、82 mm迫击炮弹;67式木柄手榴弹、手雷;二战时期遗留的地雷和燃烧弹等。
1.2 特点及技术状态
(1)品种型号多。有航弹、炮弹、手榴弹、燃烧弹、地雷、雷管和导火索等。涉及空军,陆军炮兵、防化兵、工程兵等多军兵种弹药[1]。
(2)装药种类和重量差别大。有黑火药、RDX、TNT炸药、B炸药和固体汽油等,口径从82 mm到155 mm,重量从几克到100 千克,装药类型有浇铸和压装等形式。
(3)技术状态极不稳定。炮(炸)弹严重锈蚀,型号不明,炸药外漏,手榴弹木柄腐烂,引信外露,搬运、设置极度危险。
(4)弹体材料多样。有4030钢、120钢、25#钢和铸铁等,弹体较厚,诱爆困难。部分待销毁的废旧炮(炸)弹见图1。
图1 部分待销毁的废旧炮(炸)弹
2 销毁总体方案选择
2.1 制定销毁总体方案的原则
废旧弹药最适当销毁方法的选取取决于待销毁弹药的品种、数量、效率、成本、可用人力、可用的基础设施和所需时限。无论选用何种方法,安全都是最重要的考虑因素,必须遵循以下基本原则[2]。
(1)了解待销毁弹药的种类、结构特点、装药种类及起爆体的炸药(或器材)的性能参数;
(2)对销毁工作进行详细规划,在到达销毁地点之前首先拟定计划和程序;
(3)创造和维持安全的工作环境;
(4)拟定清楚明确的现场组织指挥指令,并使所有参与人员都熟记这些指令;
(5)确保安全相比于速度和捷径更为优先;
(6)销毁工作结束后,要对现场进行认真检查清理,不准留有未爆或未燃尽的爆炸物品和残留的弹药部件;要立即清除销毁地点的所有危险物和污染物,当发现有残存爆炸物品时,必须就地销毁;现场不准留有未熄的明火。
2.2 总体方案选择
废旧炮(炸)弹销毁方法[3]概况起来有三种,即:爆炸法、燃烧法和水溶解法。针对废旧炮(炸)弹品种繁杂,装药多为猛炸药等特点,确定采用爆炸法销毁。爆炸销毁法分为诱爆(殉爆)和彻底破碎法。诱爆法适用于壳体较薄易殉爆的炸弹;破碎法适用于壳体较厚难殉爆的炸弹,每次销毁的炮(炸)弹的TNT当量不大于100kg。此次销毁采用诱爆法。待销毁的炮(炸)弹设置方式、起爆体设置方式、破碎效果分别见图2、图3和图4。
3 销毁工作的组织机构和作业程序
总体方案确定之后,需组建组织指挥体系和明确销毁作业程序,确保责任到人,指挥通畅,任务明确,分工协作,紧张有序,保证安全[4]。
3.1 组织领导机构及职责
组织领导机构及职责见图5。
3.2 销毁作业程序
在隔离安全的情况下,销毁作业按照识别→分类→预处理→包装→装运→废旧炮(炸)弹堆放设置→药包制作与设置→网路联接→起爆→爆后检查→解除警戒等程序顺序进行,具体见图6。
4 销毁场地选择及危险区域确定
4.1 销毁场地的要求
采用诱爆法销毁废旧炮(炸)弹对销毁场地有特殊要求[5],在选取销毁场地时必须考虑以下要求:
(1)要选择地势平坦而又有天然屏障的地带,同时要便于车辆进出、搬运和销毁场地的清理。
(2)销毁场地与铁路、通航河流、输电线路、通信线路以及难以实行交通管制的公路和居民点的距离应大于2 km。
(3)销毁场内不能有树木、灌木丛、杂草等易燃物。
根据上述要求,选择沈阳新城子靶场作为销毁场地,间隔20 m构筑2×2×2(m)销毁坑3个,每次使用一个销毁坑,循环使用。点火站构筑掩体,距离爆炸点500 m。
4.2 危险区域确定
针对销毁作业的特点,确定爆破的有害效应主要考虑爆破地震、空气冲击波和个别飞散物[6]。根据待销毁炮(炸)弹的种类,一次起爆药量的TNT当量和销毁场周围环境,计算爆破地震、空气冲击波和个别飞散物的安全距离,进而划定危险区域[7]。
(1)爆破振动安全距离计算
(1)
式中,R为爆破振动安全允许距离,m;Q为炸药量,齐发爆破为总药量,kg,Q=100 kg;V为保护对象所在地安全允许质点振速,cm/s; K,α为与爆破点附近的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
根据《爆破安全规程》的规定和实际情况,取V =2 cm/s,K=250,α=2.0,按公式(1)计算的爆破振动安全允许距离的结果为R=52 m。
(2)爆破空气冲击波安全允许距离计算:
(2)
式中,ΔP为空气冲击波超压值,105Pa;Q为一次爆破TNT当量,kg,Q=100 kg;R为爆心至测试点的距离,m,取R=500 m;
《爆破安全规程》[8]规定的空气冲击波超压安全允许标准:对人员为0.02×105 Pa;根据公式(1-2)在距离爆区R=500 m处,ΔP=0.0102×105 Pa,满足安全要求。故确定爆破空气冲击波安全允许距离为500 m。
(3)个别爆炸飞散物安全距离的确定:
在露天场地条件下销毁废旧炮(炸)弹时,爆炸飞散物主要包括炮(炸)弹爆炸产生的弹片、小型弹药在爆炸冲击波作用下的抛掷飞散以及少量掩埋土中夹带的石块等。安全距离与待销毁的炮(炸)弹有效杀伤半径有关,对于150 mm以上的榴弹,有效杀伤半径在1000~1500 m,因此确定个别爆炸飞散物的安全距离为1500 m,与《爆破安全规程》要求一致。人工掩体距离爆炸中心不小于500 m。
根据以上计算,确定爆破销毁作业危险区范围是:以爆区中心为圆心,半径R=1500 m的圆形区域。
5 结束语
此次销毁作业,用时11 小时,共起爆6 次,使用电雷管40 发,200 gTNT炸药200 kg,2 #岩石乳化炸药100 kg,动用车辆5 台,人员15 名,安全、快速完成了销毁工作。
参考文献:
[1] 吴腾芳.乌国庆.爆炸物识别图册[M] 北京:国防工业出版社.2007.
[2] 何贤辉,宋志伟,宋彦超,等.废旧炮弹销毁分析与施工[J].价值工程,2015,34(35):157-159.
[3] 娄建武.龙源.废弃火炸药和常规弹药的处置与销毁技术[M] 北京:国防工业出版社.2007.
[4] 葛勇,付天光,杨智广,等.爆炸法销毁废旧炮弹[J].中国矿业,2006(11):85-87.
[5] 张凯,李保彦,高海松.硐室爆炸法销毁废旧炮弹工程实例分析[J].采矿技术,2015,15(03):90-92+95.
[6] 谌向阳.降低爆破地震波危害效应的技术措施[J].水泥工程,2012(05):90.
[7] 陈华腾.钮强.爆破计算手册[M] 沈阳:辽宁科学技术出版社.1991.
[8] 国家安全生产监督管理总局.爆破安全规程:(GB6722-2014)[S].北京:中国标准出版社.2014.