典型民用爆炸物品火災事故應急救援措施探討

高娜娜,程 昊

(1.重慶順安天力達爆破器材有限公司,重慶400721;2.中煤科工集團重慶研究院有限公司,重慶400037;3.瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室,重慶400037)

1 民爆物品的種類和火災事故起因

民用爆炸物品(以下簡稱“民爆物品”)最大的危險特性是易燃、易爆,在其生產制造、儲存、運輸、使用和銷毀等各環節的生命周期內,發生火災事故的風險極大,一旦著火,就有可能造成災害和災難。了解和掌握該類物品的客觀,對事故正確應對、科學施救,可以減少事故損失,防止無謂犧牲。

1.1 民爆物品的基本種類

民爆物品是指用于非軍用的、列入民用爆炸物品名表的各類火藥、炸藥及其制品和雷管、導火索等點火、起爆器材。民爆物品的基本種類如下[1]:

工業炸藥及制品:硝化甘油炸藥、銨梯類炸藥、多孔粒狀銨油炸藥、改性銨油炸藥、膨化硝銨炸藥、其他銨油類炸藥、水膠炸藥、膠狀乳化炸藥、粉狀乳化炸藥、乳化粒狀銨油炸藥、粘性炸藥、含退役火藥炸藥、震源藥柱、起爆具等品種。

工業雷管:火雷管、電雷管、導爆管雷管和電子雷管等[2]。

索類火工品:導爆索、塑料導爆管、引火線等。

主要原材料:梯恩梯、黑索今、太安、苦味酸、奧克托金、起爆藥、硝酸銨等。

1.2 民爆物品火災事故起因

為了正確處置民爆物品火災事故,首先應判斷火災的起因。從宏觀角度分析,起火原因有以下兩種:

1)外部因素引起的火災。外來明火、雷電、人類活動等都會引起民爆物品火災,如存放爆炸物品的廠房、庫房、庫區、運輸車輛等周圍的雜草、易燃物品等著火均會引燃民爆物品[3-4]。

2)內部因素引起的火災。民爆物品制造需要火炸藥,這些藥劑無論以何種形態存在,均屬于不穩定物質,在其儲存過程中始終在發生氧化還原反應,并放出熱量,放熱和散熱的速度與藥劑自身的性質、周圍環境等因素有關,當放熱速度大于散熱速度時,就會造成熱積累而引起物品燃燒爆炸。

2 不同危險特性民爆物品火災特點分析

民爆物品火災事故最基本的特點是燃燒劇烈,放出大量氣體和熱量,進而轉化為爆炸,從而造成周邊人身、財產損失;或者由于火災引起民爆物品爆炸,爆炸產生沖擊波、熱浪、飛散物等進一步造成附近可燃物品二次火災。對于不同品種民爆物品,火災事故的危險是不同的,現將常見的民爆物品危險特點分析如下:

1)起爆藥類:該藥劑遇火瞬間(幾十微秒或幾毫秒)發生爆炸,毋須燃燒過程。起爆藥是制造工業雷管最重要的藥劑,其火焰感度、機械感度極高,無論何種形態存在,也無論量大量小,遇火將立即發生整體爆炸。對周圍環境以沖擊波、地震等傷害為主[5]。起爆藥是雷管類生產過程常用火工藥劑之一。

2)單質炸藥類:遇火迅速發生燃燒,極短時間內(幾秒或幾十秒)就可能轉化成爆炸。其中對于少量(上限為幾公斤)裸露空氣中薄層攤放的炸藥,一般只是穩定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積的散裝炸藥,一般在幾秒至幾十秒鐘之內就可能發生整體爆炸。單質炸藥的化學性質比較穩定,物料內部起火的可能性極小。外來明火引燃炸藥包裝箱或烘烤炸藥是引燃單質炸藥的最大危險。最常見的單質炸藥按其燃燒轉爆轟的難易程度由高至低依次為:太安、黑索今、奧克托今(前三種炸藥為敏感型炸藥)、梯恩梯、苦味酸(這兩種炸藥感度相當于粉狀工業炸藥)。對周圍環境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主。單質炸藥是起爆具、聚能射孔彈、震源藥柱等產品生產的主要原料之一。

3)工業雷管類:用于制造工業雷管的主要成分是起爆藥和單質炸藥,但由于其特殊結構,外來明火對于不同雷管而言風險是不一樣的,其中火雷管(目前市場上已經被禁止直接用于工程爆破)遇火將瞬間即爆炸,并極易形成整體爆炸;而對于其他雷管,遇火一般需要有一段時間延遲期才能發生爆炸,而且受雷管裝配結構、包裝方式等因素影響,也不一定發生整體爆炸,未發生爆炸的剩余產品有可能被拋擲四周;此類爆炸很有可能造成周圍物品的二次火災,且被拋擲的剩余產品在其他易燃物品燃燒熱的烘烤下再次發生爆炸。對周圍環境以沖擊波、地震、飛片等傷害形式為主。

4)粉狀類工業炸藥類:遇火迅速發生燃燒,在條件滿足下極易轉化成爆炸。其中對于少量(一般上限為幾十公斤)薄層裸露攤放的炸藥,通常只是穩定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積狀態下,在幾分鐘至幾十分鐘之內就可能發生整體爆炸。粉狀類工業炸藥一般都是由硝酸銨、木粉、礦物油(蠟)等材料混制而成,較單質炸藥的化學性質穩定性較差,內外部因素引發炸藥燃燒風險很大。粉狀工業炸藥燃燒轉爆炸的快慢與藥劑性質、堆放狀態、空間密封程度等因素有關,即藥劑越敏感,堆量越大,越密閉,燃燒轉爆炸就越快。這些炸藥按其敏感程度由高至低依次為:粉狀乳化炸藥、膨化硝酸銨炸藥、改性銨油炸藥、多孔粒狀銨油炸藥。對周圍環境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主[6]。

5)含水工業炸藥類。裸露狀態下對火焰極不敏感,足夠易燃材料引燃下或在大熱量烘烤或密閉空間內持續加熱能穩定燃燒,并有可能轉化成爆炸。常見的含水工業炸藥有乳化炸藥、水膠炸藥、含火藥含水炸藥等。對周圍環境以沖擊波、地震等傷害形式為主[7]。

6)導爆索類。導爆索均由單質炸藥制成。遇火迅速發生燃燒,在大量堆積或密閉空間內極易轉化成爆炸。其中對于少量(一般上限為幾十公斤)薄層裸露攤放的導爆索,通常只是穩定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積狀態下,在幾分鐘至幾十分鐘之內就可能發生整體爆炸。燃燒時將放出大量有害氣體。對周圍環境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主。

7)塑料導爆管。類似普通塑料遇火發生穩定燃燒,在大量堆積或密閉空間內也會發生爆炸。燃燒時將放出大量有害氣體。

3 事故案例

1)工業粉狀炸藥生產設備火災事故。2010年10月9日19:27 左右,青海某民爆公司膨化硝酸銨炸藥生產車間混藥工序連續碾混機突然起火,內部物料燃燒壓力將碾混機上設置的自動泄壓蓋打開(如圖1 所示),大火把正在看護設備的操作工燒成重傷(后死亡),當班其他員工發現后立即打開消防雨淋進行滅火,約1 min 后,設備內部物料全部被燒毀,未發生爆炸。

圖1 設備泄壓蓋被自動打開,炸藥燃燒

事故應急處置經驗教訓:工業炸藥燃燒是有規律的,敞口情況少量粉狀工業炸藥不會立即引起爆炸;易發事故的專用生產設備有必要設置自動泄壓口。現場有三名員工參與滅火,打開消防雨淋滅火很及時,但是未安排人將設備出料口的一車炸藥迅速移走,由于滅火時,已經將炸藥表面淋濕,僅僅局部起火,未引起爆炸。

2)車輛內部炸藥燃燒至爆炸[8]。2011年11月1日10 點半左右,貴州省黔南州福泉市馬場坪匝道口修理廠違規停放的兩輛裝有72 噸用改性銨油炸藥運輸車,其中一車突然冒煙,接著發生起火燃燒,如圖2 所示。現場值守人員發現后,立即用水桶提水撲救,結果火勢越來越旺,經過20 余分鐘燃燒后發生爆炸,進而引爆了相鄰的另一車36 噸同類炸藥。事故造成9 人死亡,約有200 余人受傷,直接經濟損失8000 余萬元。

事故應急處置經驗教訓:敞口情況下大量堆積的炸藥燃燒一段時間后引起爆炸的可能性極大;滅火時水量不足,難以撲滅初期火源;未立即將另一輛車移走,造成事故擴大;未立即報警,未封閉周圍所有交通道路,疏散周圍人員。

圖2 裝有改性銨油炸藥的車輛發生自燃

4 不同場所民爆物品火災事故救援注意事項

民爆物品火災事故可能發生在生產、運輸、儲存和銷毀等各環節中,應急救援基本原則是:本著以人為本、科學施救的原則,迅速撲滅火災或控制火勢,防止火災事故轉化成爆炸事故,一旦爆炸事故發生要防止引起周圍物品二次火災和二次爆炸事故的發生。

現場應急處置的基本方法是:迅速摸清現場爆炸物品種類、數量、存放狀態、周圍環境及可利用的施救條件,因地制宜,果斷采取有效的救援措施。禁止采用砂、石、土等壓蓋方式滅火;隔絕氧氣的滅火方式對于內部起火的火炸藥不起作用[9]。

以下針對生產、運輸環節中最易發生火災的場所,建議采取相應的應急救援措施。

4.1 生產過程中火災事故救援注意事項

民爆生產現場或庫房是火災事故高發場所,由于生產工藝較復雜,本文不能完全歸納所有場景,以下僅敘述生產工(庫)房、設備、易燃物料儲罐這三類易發火災事故場所的施救注意事項:

4.1.1 生產工(庫)房著火

按照上述應急處置基本方法查清基本數據,確定應對方案;

1)根據工(庫)房危險等級,如1.1 級工(庫)房(均有防護土堤),有可能發生整體爆炸,原則上施救人員應在安全防護土堤外或企業事先設置的應急預案安全區域內進行救援;

2)若火災是外因即工(庫)房或周邊(內部)易燃物引起的,確認工(庫)房內民爆物品無起爆藥、單質炸藥、雷管等高危物品,且爆炸物尚未著火的話,首先用常規滅火方法滅火或控制火勢,防止火源傳導到存放民爆物品處,救援人員一邊滅火的同時,應迅速組織有安全經驗的人員將民爆物品搬運至安全地帶;否則,應立即疏散人員至安全地帶;

3)若判定工(庫)房內危險物品是內部起火,如果是起爆藥、單質炸藥、雷管類物品,則應立即將所有人員撤離現場至安全地帶;如果是硝銨類工業炸藥,應立即打開消防水滅火,同時,設法迅速將存放危險物品工房的門窗等通風口全部打開;當采取滅火措施后,火勢仍得不到有效控制,救援人員應立即撤離至安全地帶。

4.1.2 設備內物料著火

生產過程中設備內的危險物料著火是大概率事件。應急處置需要注意以下幾點:

1)關閉電源,打開設備上所有可泄壓的蓋子,使其盡可能敞口;

2)打開設備內和工房內的消防雨淋水開關滅火降溫;

3)切斷上下道工序之間的物料傳遞,封閉應急隔火通道或打開雨幕開關;

4)當采取滅火措施后,火勢仍得不到有效控制的情況下,救援人員應立即撤離至安全地帶。

4.1.3 易燃物料儲罐著火

民爆物品生產過程中最有可能發生火災的物料儲存罐有三種:硝酸銨水溶液儲罐(生產工業炸藥的主要原料)、乳化基質儲罐(乳化炸藥半成品)和油料儲罐(生產工業炸藥的主要原料,一般都是柴油或機油和石蠟的混合物)。發生火災時,應慎重施救:

1)硝酸銨水溶液火災[10-11]。采取措施:立即打開儲罐頂上的所有泄壓口;打開應急排料閥,將物料排入應急水槽;在安全地帶遠距離大水量滅火;根據儲罐中物料存量,疏散附近所有人員至安全地帶。

2)乳化基質儲罐火災。采取措施:立即打開儲罐頂上的所有泄壓口;在安全地帶遠距離大水量滅火;根據儲罐中物料存量,疏散附近所有人員至安全地帶。

3)儲油罐火災。除按照油罐火災滅火的常規方法撲火外,注意火場周邊是否有民爆物品或其他易燃易爆物品存在,防止發生次生災害事故。

4.2 運輸過程中火災事故救援注意事項

裝有爆炸物品的運輸車發生火災可能有兩種情況,一是外因起火,最常見的起火原因有:車輛交通事故、發動機著火、油箱著火、爆胎著火、車輪轂與護欄等摩擦發火、人為帶進火種等;二是內因起火,主要是因藥劑自身不穩定受到環境溫度升高、通風不暢等影響而發火。救援注意事項:

1)無論何種原因著火,首先應將汽車盡最大可能開離人員密集地區;

2)立即疏散危險區域內人員至安全地帶,封閉區域內交通,設置警戒線;

3)如果是車輛內民爆物品內部著火,應立即打開車箱門泄壓,視裝載的危險物品種類再施救,屬于雷管或太安、黑索今等敏感類單質炸藥,應立即棄車撤離至安全地帶,或尋找附近溝渠、土坎等阻擋沖擊波的掩體內;

4)如果是發動機、油箱、輪胎等著火,應按照常規方法進行滅火,若火勢無法控制,立即撤離現場至安全地帶。