chap11-爆炸作用与工(库)房及销毁场设计安全

第十一章爆炸作用与工（库）房及销毁场设计安全

1陕西蒲城新平花炮制造有限责任公司“1·1”事故

2010年1月1日，陕西省蒲城县新平花炮制造有限责任公司在生产双响炮过程中发生爆炸事故，造成9人死亡、8人受伤。

2湖南永州市宁远县莲花喜炮厂“3.2”事故

2011年3月2日凌晨6时，湖南永州市宁远县莲花喜炮厂爆竹药物生产线（称、混、装药及药饼中转）发生爆炸，造成4人死亡，1人受伤，两条药物生产线建筑物全部被摧毁。3称药、混药、装药在同一工房作业；搬运工交叉作业；严重超药量：

其中，25号装药47公斤;28号装药15公斤;29号装药82公。事故主要原因：4河南漯河豫田花炮厂“1.19”重大事故2011年1月19日16时50分，漯河市郾城区豫田花炮厂生产双响过程中，进行封口作业冲压纸片时引发爆炸。事故造成10人死亡、21人受伤，直接经济损失334.6万元。52010年4月12日，河南省伊川县社伟烟花爆竹有限公司发生爆炸事故，造成4人死亡。河南伊川杜伟烟花爆竹有限公司“4·12”事故6擅自建设基础设施:

在库区搭建6间简易储存棚违规动火作业：

作业期间，企业主要负责人、专职安全管理人员、仓库守护员和仓库保管员均不在现场.超许可范围储存：简易棚中存放引线、亮珠、烟花爆竹半成品和原材料。暴露的主要问题72010年9月13日15时30分，广东省电白县水东镇蓝田坡村麻行岭果园内一处废弃养猪场，村民非法生产爆竹发生爆炸，造成8人死亡、10人受伤。广东茂名电白县“9·13”非法生产烟花爆竹事故82010年6月10日，湖南省蓝山县新圩镇涵江村枞山背小组廖昌庆兴建的非法爆竹厂内，因插引“工房”内作业的村民争抢大口径爆竹，导致爆竹落地引发爆炸，事故共造成4人死亡。湖南永州蓝山县新圩镇非法生产作坊“6·10”事故92010年12月11日16时50分，山东省阳信县商店镇一栋商住两用居民小楼中非法存放烟花爆竹等爆炸物品发生爆炸，导致楼房倒塌，该楼一层公共浴室内的洗浴人员共8人死亡、6人受伤。山东阳信县“12·11”非法生产储存烟花爆竹事故10

2009年6月21日3时左右，位于安徽省凤阳县大庙镇境内的凤阳晶鑫矿业有限公司厂区内发生一起爆炸事故。目前已造成16人死亡40余人受伤。厂房被夷为平地。事故发生后，当地政府高度重视，立即启动突发事故应急处置预案，全力开展搜救及事故调查处置工作，指挥救援，伤者已被紧急送往医院救治。目前，现场已被警戒。初步查明，事故是企业业主非法在办公室内储存炸药所致。安徽凤阳爆炸事故1112府谷县发生特了大炸药爆炸事故

2009年府谷县老高川乡发生特大爆炸事件，截至当晚已造成10人死亡，18人受伤。当日中午12时许，府谷县老高川乡后老高川村村民苏应祥家中发生爆炸，现场有24间房屋被炸毁。据现场勘查，爆炸废墟中发现有20枚产自山西壶关的电雷管和一些成品炸药。初步分析，事件是由这些炸药爆炸引发，苏应祥于事发当天逃跑。

1314湖南永兴煤矿炸药爆炸事故

2009年4月17日15时，湖南郴州市永兴县樟树乡大岭煤矿发生炸药爆炸事故，截止4月28日，造成18人死亡，3人受伤、尚有3人下落不明。据悉，该矿原核定能力2万吨，属于2改6技术改造矿井。技改设计和安全专篇均未获有关部门批准，大岭煤矿青山壁技改风井(非法煤矿)私自将炸药存放在办公大楼引发爆炸。

1516淮南市石料场工棚爆炸事故

2009年11月11日20时30分左右，淮南市满汉建筑材料有限公司石料场工棚发生爆炸事故，造成1人死亡、2人失踪、6人受伤，其中重伤2人（目前无生命危险），轻伤4人（已经出院）。据悉，调查组经过现场勘查、查阅有关资料、侦查询问有关人员，初步认定爆炸原因是由于满汉公司违规存放火工品而造成意外爆炸。

1718忻州市炸药爆炸事故

2006年4月10日凌晨2时25分，位于山西省原平市轩岗镇的同煤集团轩岗煤电公司医院一家属楼发生私藏炸药爆炸，34人死亡。

6月8日6时40分左右，繁峙县砂河镇西沿口村一非法自制炸药作坊发生爆炸，10人死亡。

7月7日6时30分，宁武县东寨镇东寨村一民居起火，引爆室内私藏炸药，到目前已经造成47人死亡，31人受伤。1911.1概述在火工生产中，爆炸事故较一般工业事故破坏大，而其中凝聚相炸药在空气中的爆炸事故破坏性更大。11.1.1火工的爆炸破坏作用一般情况下，火工药剂均为凝聚相炸药，一旦发生事故，均有凝聚相炸药在空气中爆炸的基本现象。从凝聚相炸药爆炸作用过程可知，火工及其药剂爆炸后产生破坏作用的主要因素有：①爆炸产物的直接作用；②空气冲击波的作用；③固体抛射物向周围的飞散如壳体碎片、设备碎片、建筑物砖石等等；④地震波的传播。2011.1.2空气冲击波的破坏作用当目标离爆炸中心的距离大于10-15r0时，主要受空气冲击波的破坏作用。当TNT球状装药在无限空气介质中爆炸时，空气冲击波峰值超压计算公式为：（1）Δpm——冲击波阵面峰值超压（Mpa）；m——TNT装药量（kg）；r——目标到爆炸中心的距离（m）。当TNT在刚性地面爆炸时，可看作是两倍的装药在无限空间爆炸，则冲击波峰值压力计算公式为：（2）若TNT装药在普通土壤地面爆炸时，对普通地面可取me=1.8m，则（3）对于其他炸药，由于爆热不同，可换成TNT当量后计算。2111.1.3空气冲击波反射及环流作用当空气冲击波遇到障碍物（刚性壁面）时，就在刚性壁面上反射。反射波与入射波有如下关系：

（4）Δp1——入射冲击波阵面超压（Mpa）；Δp2——反射冲击波阵面超压（Mpa）；P0——未经扰动介质的压力（Mpa）。对弱冲击波，即p1-p0＜＜p0时

对于很强冲击波，即p1＞＞p0。从上述结果可知：反射冲击波阵面的超压将大于入射冲击波的超压，随着反射冲击波压力的增大，反射冲击波的超压增量也随之增加。

2211.2炸药殉爆及安全距离11.2.1炸药殉爆及殉爆距离有两个相邻装药A和B，当装药A爆炸能引起与其相距一定距离（中间被惰性介质隔离）的B装药爆炸，这一现象称为殉爆。主发炸药爆炸引起被罚发装药爆炸，主要有三个因素，即①主发装药爆轰产物直接作用；②主发装药爆轰发热飞散物；③在介质中形成的冲击波作用。炸药殉爆距离主要影响因素：①炸药性质主发炸药爆速↑，爆热↑，殉爆距离↑。对被发炸药，其炸药的爆轰感度越敏感，殉爆距离越大。②装药量大小，装药密度及装药方式③主发装药外壳被包复状况④主发装药爆轰传递方向及起爆状态⑤中间介质性质2311.2.2设防安全距离设防安全距离是指根据国家规定的建筑物安全等级标准确定的防护冲击波的最小距离。（1）殉爆设防安全距离殉爆设防安全距离是指防止炸药（或火工品）互相殉爆的最小距离。殉爆设防安全距离由下式计算（5）rs——殉爆设防安全距离（m）；Ks——殉爆设防安全系数；m——主发装药量（kg）。当主发炸药质量≤1000kg时，公式（5）可按计算，当主发炸药质量较大时（＞1000kg），公式（5）可改成计算。当在主发炸药库中，存在Ks不同的各种炸药时，决定殉爆设防安全距离有如下关系：（6）Ks1•••Ksn——n种炸药殉爆设防安全系数；mc1•••mcn——n种主发装药质量（kg）。24当被发炸药有两种以上炸药组成时，计算殉爆安全距离时，应选用敏感性最强的炸药。在主发装药为雷管，被发装药为爆破器材时，且中间无防护墙条件下，殉爆设防安全距离存在下面关系

（7）rs——殉爆设防安全距离（m）；nd——雷管个数（一米导爆索以5发雷管计）在主发装药为雷管，被发装药为雷管，且中间无防护墙条件下，殉爆设防安全距离关系为：

（8）雷管为主发装药库房中，相邻两个库房间有一层防护墙，殉爆设防安全距离缩短1/3，两库房都有防护墙时，殉爆设防安全距离可缩短1/2。25计算举例：例1A炸药库装药阿莫尼特药25t，B炸药库装同样炸药120t，且两炸药库间均无防护墙，计算其殉爆设防安全距离。解：在两库存有同种类炸药，且均无防护墙，此时Ks为0.04，m为存药量。根据所以

m

m在两个数据应取最大的A、B两库房的殉爆安全距离为20m。26例2计算装有100000个雷管的爆破器材库，装有10t代那迈特及装有阿莫尼特20t及TNT5t的混合库，且均分布在露天场地上，求三库间殉爆安全距离。解：分析三个库房的关系如图1所示①-雷管库房；②-代拿迈特库房；③-阿莫尼特及TNT库房。在此题中①对②及③相等，②与③有分别为主发装药条件时情况。在雷管为主发装药时，存在

m在②为主发装药时，存在在选取Ks3时，在③中存有阿莫尼特及TNT，Ks3分别为0.7及0.8，此处应选敏感度较高的TNT的系数，故

m在③为主装药时，存在此处，mc1=20000kg，Ks1=0.35，mc2=5000kg，Ks2=1.0所以

m结果为：1）①与②及③均为20m以上；2）②与③采用安全较大值87m。27（2）冲击波设防安全距离确定冲击波设防安全距离时，不仅要考虑冲击波的峰值超压和比冲量，还要考虑建筑物实际破坏程度。因此，冲击波设防安全距离与爆炸炸药量存在如此下关系式：（9）ra——建筑物在某一破坏等级下的安全距离（m）；K——设防安全系数a——待定幂指数。a=1/3-2/3。通过大量实验和事故资料的分析，并进行必要的调整修正后，得到各个破坏等级所对应的冲击波设防安全距离公式。这些公式的条件均是在爆点周围设有防护土围墙，土围墙高度高出建筑物房檐1m，顶宽1m，底宽为高度的1.5倍。相对于各级破坏等级的冲击波设防安全距离计算公式如下：28对于二级破坏（10）对于三级破坏（11）对于四级破坏（12）对于五级严重破坏，按药量不同采用不同计算公式当药量m＜6.4×103kg时（13）当药量m≥6.4×103kg时（14）对于六级房屋倒塌（15）ra——冲击波设防安全距离（m）；m——TNT当量药量（kg）。2911.3火工工（库）房安全设计原则11.3.1场地选择库区场地选择应满足下列要求：①在地形上，库区应充分利用地形地貌，一旦发生事故可以大大减少破坏范围；②库区应便于危险品运输的进出，如同铁路接轨，通公路连接或船只的靠岸，尽量减少子啊运输中带来的不安全因素；③在地貌上，库区最好在阔叶林地带，以减少爆炸冲击波对周围的作用，且地表水易于排出，使库区不受山洪与地震的威胁；④在地质条件上，如地下应无矿藏，土壤耐压力应在1.5Mpa以上，地下水位最好在5m以下，并最好无侵蚀性；⑤在安全上，贮存炸药仓库区至区域性公路，通航河流、铁路干线、高压输电线、城镇规划边缘等的距离，视库存药量不同（2t~200t），距离也有所不同（100m~4000m）。⑥在选择库区地址时，还应考虑城市发展及库区容量的发展；⑦在仓库中由于爆炸性危险品的感度不同及存放稳定性不同。在选择库区时，还应考虑每种爆炸品单独存在一个库中，且每一个库房间还需有一定的距离。3011.3.2建筑物的危险等级划分在安全规范中将建筑物的危险等级分为A1、A2、A3、B、C1、C2、D七级。A级危险建筑物的特点是其中生产或贮存的危险品具有爆炸性能，所采用的生产工艺又无法把爆炸事故的破坏局限在一定范围内。B级危险建筑物的特点是其中生产、贮存的危险品具有爆炸性能，但在特定条件下降低了危险品的危险性能或能够减轻事故的破坏能力。C级危险建筑物的特点是其中生产、贮存的产品能剧烈第燃烧，在特定条件下能由燃烧转为爆轰D级危险建筑物的特点是建筑物内的危险品能剧烈的燃烧，但比C级建筑物内的危险品燃速低，有时只是局部燃烧，也有燃烧转爆炸的可能性，但爆炸事故一般是局部的，破坏能力也比较小，对周围建筑物破坏比较轻。3111.3.3存药量计算原则与方法火工品、特种弹工厂工房内的存药量一般应以工房内一次同时爆炸（或爆燃）的最大药量计算，并遵循如下原则：（1）工房内已装药的产品，可按其装药量的100%计算；但装填系数小于0.2的厚壁弹药，因在爆炸时，一部分能量消耗在破坏厚壁和对破片的输送上，另一部分能量形成空气冲击波，对目标起破坏作用，因此在计算药量的时候，只按其装药的50%计算。但计算库房的存药量时，不管其装填系数大小，均应计算装药量的总和。（2）工房同时有炸药、烟火药、发射药、黑火药及其制品时，应分别计算炸药与烟火药量之和，发射药量之和及黑火药量之和。并分别计算最小允许距离等安全参数，取其中最不利者。（3）凡在抗爆小室内及装甲防护装置内的药量均不计入工房计算药量内。因设计抗爆小室和防护装置时，均按其中危险品全部药量计算，若室内引起爆炸事故，不会殉爆工房内其它部位的药剂。3211.3.4最小允许距离确定原则生产区内确定最小允许距离时，主要考虑空气冲击波的破坏作用。空气冲击波对距爆炸中心不同距离的建筑物会造成不同程度的破坏，对建筑物不造成破坏的距离是很远的，实际上不可能采用这样的距离进行火工厂的建设。因此，必须根据冲击波对建筑物的破坏等级确定最小允许距离。一般按冲击波对建筑物破坏的轻重程度，将建筑物划分为7个破坏等级。即：一级：基本无破坏，有时需要更换玻璃。二级：次轻度破坏，以玻璃破坏为主，但木门窗、屋面及顶棚抹灰仍有可能损坏，经小修可以继续使用。三级：轻度破坏，事故后经过小修，可以继续使用。四级：中毒破坏，事故后经过适当修理，就可以继续使用。五级：次严重破坏，不允许砖外墙、砖内墙和木屋顶部倒塌，事故后建筑物需要进行大修方可使用。六级：严重破坏，砖外墙、砖内墙部分倒塌，事故后，建筑物需局部拆建或整个拆除重建。七级：完全破坏。33A2级建筑物最小允许距离事宜TNT爆炸试验，药量由300kg~100t，在爆心单方有土围条件测试数据用数学推算和作图法得到的经验公式。即存药量＜6.4tRA2=1.0m1/2

存药量＞6.4tRA2=2.5m1/2.4RA2——A2级建筑物的最小允许距离（m）；m——A2级建筑内总存药量(kg)。A1级建筑物最小允许距离等级系数由A2级1.0改为1.2；A3级建筑物最小允许距离等级系数为0.8。上述等级系数使用范围：于A1级建筑物中计算药量不大于30t；A2级建筑物内计算药量不大于80t；A3级建筑物内计算药量不大于30t。氧化剂粉碎、干燥、筛选等工序及氮化钠制造工房等D级危险建筑物距其他建筑物的最小允许距离应为25m。34在确定生产区内建筑物之间的最小允许距离应遵循以下原则：（1）危险品生产区内，不同危险等级。不同计算药量的两建筑物间的最小允许距离，应分别按各自的危险等级和计算药量计算后取其中大值。（2）危险品生产区内，不同性质产品的生产线建筑物之间的最小允许距离，宜分别按危险性建筑物内计算药量计算距离后再增加50%。（3）建筑物之间的最小允许距离均自建筑物的外墙轴线算起。（4）危险生产区内，A级建筑物距其他建筑物的最小允许距离，根据设置防护屏障的情况确定。3511.3.5工（库）区外部距离确定原则（1）确定外部距离时，主要考虑冲击波的破坏作用，未考虑少数飞散物的偶然影响。随意计算时主要应用冲击波设防安全距离的计算方法。（2）计算时，爆炸源按有防护土围考虑，被保护物按无防护土围考虑。（3）破坏等级视被保护物的不同而不同。（4）弹药厂、火工品厂的B级工房内，贮存和使用的多数为炸药、烟火药和发射药，其状态有些既不在抗爆小室内，又不在溶液中，一部分与一般A、C级建筑物内的状态相同，一部分又在金属壳内。所以B级建筑物根据其贮存和使用药的性质及其存药量分别按A级和C级建筑物来确定其外部距离。弹药厂、火工品厂B级仓库中贮存的危险品均在金属壳中，爆炸时部分能量消耗在壳体破坏上、特种弹以烟火药为主，烟火药生产属A3级危险建筑物，因此均可根据其装药量按A3级确定外部距离。36（5）C1级建筑物的外部距离主要按爆炸破坏作用考虑，允许破坏等级与A级同。外部距离的确定主要根据爆炸事故资料经分析后提出。即C1级药量在40t时，其外部距离住宅区不应小于600m。并按A级相同的比例分别计算。C2级建筑物对周围建筑物的威胁主要是火焰和辐射热。只要建筑物满足泄压面积的要求，一般不会产生爆炸的恶性事故。故确定外部距离时只考虑燃烧，而不考虑爆炸冲击波的破坏作用。其外部距离按单个建筑物计算药量，至住宅区的外部距离不小于200m。至其它被保护的外部距离按A级建筑物按比例计算确定。（6）贮存、生产、使用氧化剂及导火索的D级建筑物对城镇规定不小于200m的固定距离，对其他被保护物规定不小于100m的固定距离。这些距离的数值均是总结D级建筑物若干事故对外界影响范围而确定的。3711.3.6危险建筑物结构的安全设计各种危险平生产工房的安全设计，除应符合《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规程》外，还应满足《建筑物设计防火规范》。因为火工生产和使用中有爆炸、燃烧危险；有散发大量蒸气、粉尘和毒性等特点。在建筑结构上，要有针对性地采取一些安全措施，这些安全措施要遵循如下3项原则：（1）预防事故发生把事故隐患消除在事故发生之前，防患于未然，是最有效的安全措施。除了在产品设计及工艺安排上采取一定措施外，在建筑结构设计上主要采用不发生火花的地面，如卜发火沥青地面，导静电橡皮地面，铺设铅地面等。防止门窗玻璃在阳光直射下的聚焦座椅以及建筑物结构构造上防止积尘并便于清洗，清扫等。38（2）减少事故损失，防止事态扩大在建筑就够方面，要采取措施尽量防止或减轻建筑物在事故发生时的破坏作用，防止事态扩大，使建筑物在事故后便于修复，早日恢复生产。对A、B、C、D级建筑物的结构都不应低于《防火规范中》甲类生产，二级耐火结构。这是因为火工生产一般都符合《防火规范中》甲类生产的条件，邮的甚至比甲类生产更危险，所以工房建筑结构应满足防火的几本要求，以保证一旦火灾发生时，人员能尽快疏散，防止火势蔓延，便于进行扑救，也可防止由燃烧转为爆轰。对具有爆炸危险性的A、B、C1级工房要求采用钢筋混凝土柱，不采用砖墙承重，以防止发生爆炸事故时，砖墙倒塌，屋面大面积塌落等。（3）保障人员安全与健康要求工房结构有利于人员的疏散，如要求每个危险生产间安全出口不少于两个，其中最远工作地点到出口的距离A、B、C级建筑物不超过15m，D级工房不超过20m。应设置安全窗，有利于人员从安全窗跨出去。3911.4火工销毁安全在战争年代或生产、贮存、运输及试验过程中，都会产生火工品、烟火药、弹药级引信的废品、过期品及次品。这些废品大都因为时间、环境条件，产品质量等原因失去了安定性能。在处置它们的过程中，稍有不慎都存在爆炸的可能性，从而造成巨大的损失。举例：某厂按照惯例，每逢节假日前夕，靶场及火工品生产、装配车间，都要进行废品处理。准备销毁的废品有，迫击炮用基本药管、附加药包及D-6底火等，用一辆客车拉入靶场，在准备销毁废品处下方堆放劈柴，再堆上基本药管、附加药包，最后将600多发底火放在中间。在负责人尚未发出点火指令，人员未撤离条件下，有两名工人擅自将火点着，更为严重的是其中1人竟从废品堆上拿起药包撕开，点燃扔向药堆，当即引起白烟，待人们发现后还未反应过来，立即发生强烈爆炸。在场人员被气浪吹倒，其中1人被吹倒后，鼻口出血，经抢救无效死亡，另有2人受伤。40事故原因：①销毁时无严格组织指挥及擅自点火；②一次销毁数量较大；③销毁人员未分类进行销毁，如火药及底火、药管应分别销毁，且未铺成长条实施；④人员素质差，无论如何也要通过引燃柴逐步烧入废品堆，不能直接点燃废品。吸取教训：①销毁废品是极为危险的工作，必须严格要求，精密组织；②对工作人员应有严格培训，分类销毁，统一指挥点火，控制一次销毁数量。4111.4.1火工废品来源及清理程序火工废品来源有如下几类：（1）火工品生产中的废品，如报废药品、浮药、淸擦药剂中的肺部及面纱、过滤布及纸、母液及废液中药粉、生产中报废药块及产品等。（2）在运输中散落的药物及跌落过的引信。（3）在存库房中国企产品、变质产品及带药剂的包装材料，如已报废的盛装药剂盒子等。（4）进行药剂废水处理后的残留药剂。（5）靶场及试验中瞎火、半爆及其含有药剂的残留物等。（6）其它含有药剂残留物等。42废品清理程序：（1）废品鉴定按照火工品的基本技术参数而确定废品范围，实施试验的鉴定工作，根据实验结果确定处理的方案；（2）对销毁品的安全处理为了搬运及操作工作的安全，对于待销毁废品进行钝感的工作称为安定处理，例如将起爆药或击发药剂混入油中等。（3）确定销毁方案根据现有场地条件及产品的物理化学性质和爆炸性质来确定销毁方法。对于火工产品通常有爆炸法、烧毁法、化学法及物理法等。在销毁方法中还应包括每次销毁的数量。（4）销毁场地的选择与建设在销毁工作中应尽量就地销毁，以减少操作及运输中危险操作程序。（5）销毁组织工作组织人员制定销毁实施方案细则。在数量较大时要经过当地公安部门批准。4311.4.2销毁场的选择销毁场地宜选择在生产区以外，防止日常销毁时产生的噪音及偶然事故对生产区的影响。销毁场地应选择在偏僻地带，且有天然屏障或隐蔽地区，如山沟、丘陵、盆地、河滩等。销毁场以不带石块的土质为宜，应防止试块伤人及引燃物质造成火灾。销毁场地面积，可根据当地具体条件确定。炸毁场直径不小于300m，烧毁场直径不小于100m。销毁场外，应有30m防火区。炸毁场最好是在自然屏障遮挡处，无自然屏障可利用时，宜在场地周围设置防护土堤。炸毁场边缘距铁路、公路、高压线、工厂、村庄及其它建筑物距离应不小于1500