爆炸法銷毀廢舊炮彈的實(shí)施過(guò)程及效果

張煒

(合肥市公安局治安警察支隊(duì),合肥230000)

近年來(lái),合肥市在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及其他一些地基、河道開(kāi)挖中,挖掘出一些戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代殘留的中國(guó)制、日本制、前蘇聯(lián)制、美國(guó)制的迫擊炮彈、航彈、榴彈炮彈以及年代久遠(yuǎn)的雷管、炸藥,同時(shí)還有一些非法、過(guò)期爆炸物來(lái)自于公安機(jī)關(guān)收繳和群眾發(fā)現(xiàn)后上交的。上述這些爆炸物和廢舊彈藥敏感性強(qiáng),品種復(fù)雜,識(shí)別困難,銹蝕嚴(yán)重,保險(xiǎn)裝置失靈,同時(shí)遺留時(shí)間長(zhǎng)、性能穩(wěn)定性各不相同,生產(chǎn)工藝差,安全性能不穩(wěn)定,存在著較大危險(xiǎn),在處置和銷毀中稍有不慎極有可能引發(fā)傷亡事故,造成生命財(cái)產(chǎn)損失。為了確保銷毀工作的安全,目前全國(guó)的銷毀工作基本由公安部門(mén)統(tǒng)籌進(jìn)行[1],有些是治安民警具體實(shí)施,有些是特警、搜排爆民警具體實(shí)施。合肥市的爆炸物及廢舊彈藥銷毀工作是由治安支隊(duì)與安徽某爆破作業(yè)單位在現(xiàn)場(chǎng)共同實(shí)施的。爆破作業(yè)單位負(fù)責(zé)運(yùn)輸、儲(chǔ)存及日?？醋o(hù),治安支隊(duì)與爆破作業(yè)單位每年共同制定銷毀方案,實(shí)施1～2次集中銷毀。2013年,首次成功集中銷毀廢舊彈102枚,雷管70 100發(fā),拉火管、導(dǎo)火索、黑火藥若干。2014年至今,每年處置、銷毀廢舊炮彈30～50枚,雷管、炸藥、導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索不等。本文以合肥某次銷毀工作為例,闡述了爆炸物及廢舊炮彈的處置與銷毀工作的部分要點(diǎn),為同類工作提供一些參考。

1 廢舊彈藥銷毀概況

對(duì)于需要處置的廢舊彈藥,治安民警會(huì)同彈藥專家對(duì)其危險(xiǎn)程度和品種逐個(gè)進(jìn)行鑒別。①檢查是否有性能相抵觸的爆炸物品,若有應(yīng)采取安全措施,分類存放。②檢查廢舊炮彈中是否有化學(xué)彈和不能確認(rèn)的廢舊炮彈,若有則報(bào)軍隊(duì)相關(guān)部門(mén)進(jìn)行處置。若發(fā)現(xiàn)有燃燒彈,則需采用特殊的銷毀方式和在一定的約束條件下進(jìn)行銷毀,本文不做討論。③判定爆炸物品是否穩(wěn)定,對(duì)不穩(wěn)定爆炸物體進(jìn)行特殊處理,避免發(fā)生意外爆炸[1]。

經(jīng)專家檢查確認(rèn),本次需銷毀的廢舊炮彈(見(jiàn)圖1)都是普通炮彈,現(xiàn)場(chǎng)鑒別工作完成后,用專用車輛運(yùn)輸至專用儲(chǔ)存庫(kù),分類儲(chǔ)存,集中管理。廢舊炮彈品種、數(shù)量及結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

圖1 部分廢舊炮彈Fig.1 Part of waste artillery bombs

表1 廢舊炮彈品種、數(shù)量及結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Varieties,quantities and structural parameters of waste artillery bombs

2 炮彈銷毀作業(yè)的實(shí)施

2.1 銷毀方法

炮彈的銷毀方法大體有燃燒法、爆炸法和化學(xué)分解法,用化學(xué)分解法和焚燒法只能銷毀不帶外殼(或外殼較薄),以及在化學(xué)分解和焚燒過(guò)程中不易發(fā)生爆炸的爆炸物品,而較厚金屬外殼的爆炸物品一般采用爆炸法進(jìn)行銷毀。根據(jù)本次所要銷毀的炮彈種類,決定采用爆炸法進(jìn)行銷毀,其具有操作簡(jiǎn)單、安全性好、處理徹底等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 銷毀場(chǎng)地

銷毀場(chǎng)地的選取主要考慮以下方面:①遠(yuǎn)離居住區(qū)、高壓線,同時(shí)周圍人員、車輛、建筑物稀少,最好是有天然山體屏障的開(kāi)闊地帶;②隱蔽性好,能有效抑制沖擊波的傳爆和碎片的飛散;③銷毀場(chǎng)地四周無(wú)樹(shù)叢、雜草等易燃物質(zhì)。

經(jīng)公安機(jī)關(guān)及相關(guān)技術(shù)人員對(duì)銷毀地點(diǎn)的選擇勘查,銷毀場(chǎng)地選擇在巢湖地區(qū)廢棄露天礦場(chǎng),該地點(diǎn)處于深山之中,四周高山作為天然屏障,周邊人煙稀少,地域空曠,只有一條道路通過(guò),便于現(xiàn)場(chǎng)警戒及安全距離的控制。距居民區(qū)最近距離達(dá)1.5 km,適合作為銷毀地點(diǎn)。銷毀場(chǎng)地周邊環(huán)境如圖2所示。

圖2 銷毀場(chǎng)地周邊環(huán)境衛(wèi)星圖Fig.2 Satellite map of the surrounding environment of the destruction site

2.3 廢舊炮彈的裝箱運(yùn)輸

廢舊炮彈存儲(chǔ)于爆炸品倉(cāng)庫(kù)內(nèi),從倉(cāng)庫(kù)到銷毀場(chǎng)地的路程較遠(yuǎn),部分為山路,裝箱運(yùn)輸時(shí)應(yīng)避免引信撞擊,避免廢舊彈體發(fā)生碰撞、擠壓、跌落等意外,采用人工裝卸與車輛運(yùn)輸。

1)對(duì)廢舊炮彈分類裝箱。根據(jù)廢舊炮彈的大小和數(shù)量訂做木箱,木箱尺寸為60 cm×25 cm×25 cm。保證木箱結(jié)實(shí)且內(nèi)部無(wú)尖銳物。先在箱底鋪上不小于10 cm厚的細(xì)沙,炮彈裝入后,用塑料泡沫、海棉、報(bào)紙等柔性材料將多個(gè)炮彈隔開(kāi),并將木箱內(nèi)填實(shí)至緊,包裹固定,防止彈體移動(dòng),搬運(yùn)過(guò)程要輕拿輕放。木箱用膠進(jìn)行封粘,嚴(yán)禁用鐵皮進(jìn)行包裹,木箱外注明內(nèi)裝物的名稱、數(shù)量等。

2)銷毀炮彈運(yùn)輸時(shí)采用減振性能和剎車性能良好的車輛,炮彈應(yīng)橫向放置,引信方向避免朝向車輛行駛方向。在行駛過(guò)程中不得超車、追車,避免急剎車,按規(guī)定路線限速行駛,保持車距。禁止雷管與廢舊彈藥混裝。

2.4 藥量計(jì)算

考慮到炮彈性能、使用要求和來(lái)源等原因,選用2#巖石乳化炸藥作為銷毀用藥。

銷毀炮彈引爆藥量的參照標(biāo)準(zhǔn)如表2所示,爆炸法銷毀炮彈采用接觸裝藥。

表2 銷毀炮彈引爆藥量[3]Table 2 Detonation charge for bombs destruction

經(jīng)查相關(guān)資料乳化炸藥的TNT當(dāng)量系數(shù)為0.522～0.656,對(duì)于接觸爆破,炸藥爆速是一個(gè)必須考慮的因素,爆速不同則爆炸壓力作用時(shí)間不同,考慮到乳化炸藥和TNT爆速的差別,根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),取當(dāng)量系數(shù)最大值0.656[4]。本次銷毀炮彈彈徑為40～150 mm,成塔形堆放。因此150、120 mm炮彈引爆藥量取2.5 kg,其余炮彈引爆藥量取1.0 kg。

總藥量計(jì)算為:12×2.5+21×1.0=51 kg,換算成2#巖石乳化炸藥為77.7 kg。

放置時(shí)對(duì)有引信的炮彈,在彈頭上面擺放引爆炸藥,對(duì)無(wú)引信或無(wú)法確定是否有引信的,誘爆藥包盡量排滿炮彈上表面。本次實(shí)際用炸藥量為78 kg。

2.5 彈坑設(shè)計(jì)及炮彈放置

根據(jù)炮彈的數(shù)量、直徑和周邊環(huán)境,銷毀坑深度為2 m,開(kāi)挖4個(gè)坑,尺寸為200 cm×150 cm×200 cm。各坑之間相距不少于5 m,以免發(fā)生誘爆。

待銷毀炮彈運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后,首先擺放待銷毀炮彈,在其上放置一層炸藥,為防止爆炸將炮彈炸飛,在炸藥上方用沙袋覆蓋,覆蓋厚度不得小于0.5 m,坑口用沙袋覆蓋,覆蓋厚度不得小于1.0 m,為防止彈片和飛石,沙袋上采用竹笆覆蓋(見(jiàn)圖3),覆蓋時(shí)要保護(hù)好爆破網(wǎng)路。采用非電塑料導(dǎo)爆管復(fù)式起爆網(wǎng)路,多點(diǎn)、串聯(lián)復(fù)式的連接方式,整個(gè)網(wǎng)路同時(shí)起爆。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查,距離銷毀坑約500 m外有一處橋梁涵洞,可作為起爆點(diǎn)掩體。

圖3 炮彈炸藥放置Fig.3 Layout of bombs and explosives

3 爆破安全核算

3.1 爆破振動(dòng)安全距離核算

計(jì)算爆破振動(dòng)安全允許距離[5]:

式中:R為爆破振動(dòng)安全允許距離,取R=1 500 m;Q為炸藥量(包括引爆藥量和炮彈本身的炸藥量),取Q=78 kg;v為保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度,cm/s;K、α為爆破質(zhì)點(diǎn)到保護(hù)對(duì)象間與地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),因銷毀坑為軟土,取K=350,α=2.0。

通過(guò)計(jì)算可得,v=0.002 8 cm/s,小于《爆破安全規(guī)程》中允許的質(zhì)點(diǎn)最大振速2 cm/s。因此本次爆破銷毀的最大爆破振動(dòng)滿足相關(guān)規(guī)定的要求。

3.2 爆破沖擊波安全允許距離

爆破沖擊波對(duì)人員的安全允許距離可按下式計(jì)算[5]:

式中:R為人員及建筑物距爆源的安全距離,m;Q為炸藥量,kg;K為相關(guān)系數(shù),無(wú)掩體時(shí)K=30,取Q=78 kg,計(jì)算得R=128.2 m。

因此本次銷毀的爆破沖擊波影響范圍遠(yuǎn)小于起爆站距銷毀點(diǎn)距離。

3.3 個(gè)別飛散物安全允許距離

根據(jù)爆破安全規(guī)程,個(gè)別飛散物的飛行距離計(jì)算公式如下[5]:

式中:Rf為爆破飛石安全距離,m;n為爆破作用指數(shù);W為最小抵抗線,m;Kf為安全系數(shù),一般取1.0～1.5。

當(dāng)總藥量為78 kg,埋深為2 m時(shí),爆炸作用指數(shù)n≤1.75;因?yàn)殇N毀采用爆破坑,銷毀爆破時(shí)可視為爆破漏斗,坑深2 m,因此爆破最小抵抗線取2 m。

Rf=20×1.5×1.752×2=183.75 m

根據(jù)文獻(xiàn)[3],確定安全距離為1 500 m,警戒范圍＞183.75 m,無(wú)飛散物危險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

待銷毀廢舊炮彈均成功起爆,彈片呈放射狀散落,最遠(yuǎn)距爆坑230 m。未發(fā)現(xiàn)未爆的雷管炸藥和廢舊炮彈,效果達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì),本次銷毀工作實(shí)施成功。

1)準(zhǔn)確計(jì)算誘爆藥量,合理擺放誘爆藥包位置,可以確保待銷毀廢舊炮彈被徹底銷毀,同時(shí)爆破危害效應(yīng)可控。

2)根據(jù)爆區(qū)周邊地形條件,控制一次銷毀彈藥的數(shù)量,每個(gè)彈坑只能銷毀一層炮彈。誘爆藥包鋪置在廢舊炮彈上面一層,在藥包上面再用沙袋壓實(shí),對(duì)于控制飛散物拋擲有很好的效果。

3)清除爆區(qū)附近易燃物,防止高溫彈片引燃爆區(qū)周圍物質(zhì),發(fā)生火災(zāi)。爆破前做好公告和宣傳工作,爆破時(shí)進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè),加強(qiáng)警戒,積極減輕擾民,妥善化解民擾問(wèn)題。