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城鎮環境條件下爆炸法銷毀炮彈

2019-08-07 責任編輯:崔瑋娜

黎蜀明1宋光明2樊荊連1

 (1深圳市華海爆破工程有限公司,廣東深圳,518019;

2深圳市公安局,廣東深圳,518019)

摘要:有些廢舊爆炸物(如廢舊炮彈、禮花彈等)必須采用爆炸法銷毀,但在人員密集的城鎮地區,按常規無法對那些爆炸威力大的炮彈進行銷毀。本文介紹在城鎮復雜環境條件下,采用坑埋爆炸法銷毀炮彈。為保證銷毀炮彈的安全,文中對原炮彈爆炸當量系數進行了修正;還用相鄰藥包不同段起爆對復土厚度安全驗算的合理性進行了分析。文中還介紹了炮彈銷毀實例。

關鍵詞:復雜環境銷毀炮彈;爆炸當量系數修正;安全驗算;銷毀實例

1前言

在城市建設中,經常在平整場地、挖掘基坑時遇見不同時期的各種廢舊炮彈,也會有公安機關收繳的一些違禁爆炸物品,如禮花彈等。這些爆炸品一天不銷毀,始終是威脅人民生命財產安全的危害源。這些危險品,只能用爆炸法銷毀。但爆炸法銷毀方法,一般只適用于荒野的地方,在城鎮環境條件銷毀這些爆炸品,如不采取有效措施,會有很大的危險性。

2廢舊炮彈爆炸當量計算系數的修正

炮彈的種類繁多,不易全部辨別,在無法確認的情況下采用下面經驗公式估算炮彈的等效TNT當量。

該公式中的有關系數是根據對各類彈種的統計回歸得到的[1]

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式中:Q為等效TNT當量,g;

d為彈徑,cm;

L為彈體長,cm;

Lr彈頭長,cm;

β為當量系數,對于航彈:普通爆破彈或低阻式爆破彈取1.35,半穿甲彈或穿甲彈取1.0;對于炮彈:口徑175m以下榴彈取1.35,其它取1.0;

r為裝藥換算系數,對于航彈:普通爆破彈或低阻式爆破彈取1.64,半穿甲彈或穿甲彈取0.99;對于炮彈:榴彈取0.99,穿甲彈取0.26。

既然上述公式里的系數是統計回歸得到的,那么必然在離回歸值的上下一定范圍內有若干離散點。因此不能簡單地引用上述系數,如果按此計算炮彈的炸藥當量,必然會出現實際當量大于(或低于)計算當量。所以在引用上述系數時應考慮它的離散性。雖然我們不知道這些系數的離散度和極差,但可以從它的不同類型炮彈的當量系數和裝藥換算系數,估算出大概范圍。根據不同彈種和類別, β 系數分別是1.35和1.0;γ 系數分別是1.64、0.99和0.26。可以推測到,炮彈專家對這些系數進行統計回歸計算時,是在掌握了不同炮彈裝藥量和炸藥品種的前提下進行的分類,不同類別炮彈系數離散值應該在各自的范圍,各系數的離散值一般不會越過各自的邊界值,這個邊界值一般不會超越相鄰兩系數之和的一半。一般來說,回歸線上下的散點是大致對稱分布的。根據上述思路求出加入了上離散值的β γ 系數。現將各系數分別編號設定為: β1=1.35、β2=1.0, γ1=1.64、γ2=0.99、γ3=0.26。求對應的經離散處理的各系數,在各自的下標加“上”以示區別:

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同理裝藥量系數分別為: γ1=1.965、γ2=1.315、γ3=0.625。上式絕對號內為相對于回歸線的離散距離。用絕對號保留上離散值,過慮下離散值。計算炮彈爆炸當量時,只有考慮了上離散值后,銷毀時才安全可靠的。圖1為β 系數形成模擬圖,r 系數形成也類似。

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3以相鄰藥包不同段起爆來降低爆炸強度 

在用坑埋爆炸法銷毀炮彈時,都希望在一定深度和長度的溝槽內銷毀多一些的炮彈,以減少銷毀工程量。這就要考慮在確保安全的前提下,爆炸點復土厚度和爆炸點的間距越小越好。要做到這點,有必要對衡量爆破強度的單位體積炸藥量q 及其相關參數進行分析。正常情況下,爆破警戒距離應與q 的增加而加大。

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通常,衡量集中藥包爆破強度的單位體積炸藥量q 的計算公式:q =Q/w3,Q為藥包炸藥量,w 為最小抵抗線。但如果藥包的密集系數m(m =a/w)小于1,并且相鄰孔是同段起爆,其間距方向大于w 的部分就是兩藥包都計算了炸藥的部分;并且m 越小,多計算進的炸藥量越大。圖2陰影部分為相鄰兩藥包在a方向上尺寸的重疊,可以理解為多用了陰影部分的炸藥。由此推斷,在q 相等的情況下,m 越小局部過量裝藥越嚴重,越容易產生飛石。當相鄰孔不同段起爆或 m 大于1時不存在q 提高的問題,所以不存在過量裝藥(在合適的時間間隔條件下)。根據上述分析,相鄰孔同段起爆與不同段起爆,q 是有區別的:

 (1)相鄰藥包同段起爆,根據m 分2種情況:

m <1時,q =Q/a2w;而當m >1時,q =Q/w3

(2)相鄰藥包不同段起爆:

q =Q/w3。即使m <1,因不同段起爆相鄰藥包的爆炸能量不會共同作用(或者不明顯),其爆炸強度僅相當于單個藥包。這在深孔爆破應用孔內分段裝藥爆破技術中得到了驗證[2]。孔內分段起爆采用孔內不同段,且相互間距很小,我們在實際中衡量是否為安全單耗時,只需依據該孔中的最大單耗的藥包。

綜上分析,采用不同段起爆可以縮短藥包間距,從而減少溝槽施工長度。

4銷毀實例

4.1概況

銷毀時間2016年7月29日(第二次)銷毀點北面約250m為萬科麓城住宅小區,西面約300m為清平高速公路,50m范圍內為碎石生產線。

本次待銷毀的最大炮彈1枚,5枚各型小炮彈;另有3箱禮花彈,其中2箱為18kg、36枚裝共36kg,1箱為15kg、66枚裝(見附表)。

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4.2廢舊爆炸物銷毀方案

采用坑埋爆炸法銷毀爆炸物品。先根據所要銷毀的爆炸物品數量及爆炸當量,決定銷毀坑的深度。如果量大需要埋設多個爆炸坑時,為便于施工,挖一條長溝將爆炸品按一定間距放在溝槽內,以替代分別挖坑。溝槽的深度以最大爆炸當量點為準,每個爆炸點放置爆炸品當量不超過最大點的量。長度以需要埋設的爆炸點個數來決定。各爆炸點為不同段起爆,相鄰爆炸點的時間間隔為75~150m,間距為2/3復土厚度。

4.3各藥包參數設計及藥包布置

廢舊炮彈裝藥量估算的當量系數和裝藥換算系數分別取β1=1.525、γ2=1.315。表1為廢舊炮彈及其藥包折算成銷銨類炸藥的量。

原計劃分3個爆炸點,由于現場為新近的填土,距下雨時間不長,土質較松軟,太深容易引起垮塌,臨時改為4個爆炸點。用挖掘機挖溝糟深5m,埋設大炮彈的位置用人工向下增加深度0.5m。銷毀炸藥為Φ90筒狀乳化炸藥,銷毀炸藥緊貼炮彈兩邊并相互搭接。每條乳化炸藥插入15m導爆雷管2-3發,每個爆炸點10發。上部覆土厚度:大炮彈爆炸點5.2m,其它爆炸點4.7m。

起爆炸藥和雷管放置完畢后,爆炸點四周和上部用沙袋覆蓋保護(圖5),避免挖掘機復土時遭到破壞;用1.5寸塑料軟管將導爆雷管管線保護好順溝槽壁引至地面待聯接。用挖掘機將溝邊松土輕輕覆蓋在藥包上,直到填平至地表。

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4.4安全驗算

由于相鄰爆炸點采用不同段起爆,每個爆炸點可視為單個集中藥包。各爆炸點驗算如下。

大炮彈炸藥單耗:      51.0/5.23=0.36kg/m3

小炮彈炸藥單耗:      40.5/4.73=0.39kg/m3

各藥包藥量及雷管段別表

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可以看出,即使炮彈中的炸藥全部正常引爆,其單耗僅為松動爆破狀態,不會出現拋擲現象,將警戒距離設為250m是安全的。

4.5爆后檢查情況

爆后必須對銷毀效果進行査驗,以防留下隱患。用挖掘機將炮彈上填埋的土層挖去,直到溝槽的底部,以見到炮彈的彈片為準。挖出后大炮彈內的裝藥已經失效,小炮彈有部分失效,禮花彈全部引爆。

5應注意的幾個問題

(1)安裝銷毀引爆炸藥時,應從彈頭到彈尾全長上都要有炸藥,以防彈頭或彈尾的引信部位漏炸。

(2)銷毀后炮彈的所有裝藥部位應能全部看見內腔。

(3)安裝的引爆炸藥應相互搭接,并且每條炸藥插入不少于2枚起爆雷管。

(4)當無法確定炮彈類別時,βγ系數取大值。

(5)爆后檢査時,挖掘機臨近爆炸點時應小心輕挖,挖出的渣土應攤在干凈的平地仔細査找。

(6)選擇在土質地層中挖坑或溝槽,最好是比較老的地層,挖掘時不易垮塌。

(7)安全驗算q的大小應考慮周邊環境,離居民區遠可以大一些,反之側小一些。

 

參考文獻:

[1]章克凌,徐春.廢舊航、炮彈的辨識與銷毀當量估算[J].爆破,2003,20(2):80-82.

[2]黎蜀明.一種控制爆破飛石的有效方法[M].中國爆破新技術Ⅲ,北京:冶金工業出版社,2012:1030.

摘自《2016 年學術與技術交流論文集》