爆炸法銷毀廢舊炮彈的實施過程及效果

張煒

(合肥市公安局治安警察支隊,合肥230000)

近年來,合肥市在基礎設施建設及其他一些地基、河道開挖中,挖掘出一些戰爭時代殘留的中國制、日本制、前蘇聯制、美國制的迫擊炮彈、航彈、榴彈炮彈以及年代久遠的雷管、炸藥,同時還有一些非法、過期爆炸物來自于公安機關收繳和群眾發現后上交的。上述這些爆炸物和廢舊彈藥敏感性強,品種復雜,識別困難,銹蝕嚴重,保險裝置失靈,同時遺留時間長、性能穩定性各不相同,生產工藝差,安全性能不穩定,存在著較大危險,在處置和銷毀中稍有不慎極有可能引發傷亡事故,造成生命財產損失。為了確保銷毀工作的安全,目前全國的銷毀工作基本由公安部門統籌進行[1],有些是治安民警具體實施,有些是特警、搜排爆民警具體實施。合肥市的爆炸物及廢舊彈藥銷毀工作是由治安支隊與安徽某爆破作業單位在現場共同實施的。爆破作業單位負責運輸、儲存及日常看護,治安支隊與爆破作業單位每年共同制定銷毀方案,實施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,拉火管、導火索、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、導爆管、導爆索不等。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,為同類工作提供一些參考。

1 廢舊彈藥銷毀概況

對于需要處置的廢舊彈藥,治安民警會同彈藥專家對其危險程度和品種逐個進行鑒別。①檢查是否有性能相抵觸的爆炸物品,若有應采取安全措施,分類存放。②檢查廢舊炮彈中是否有化學彈和不能確認的廢舊炮彈,若有則報軍隊相關部門進行處置。若發現有燃燒彈,則需采用特殊的銷毀方式和在一定的約束條件下進行銷毀,本文不做討論。③判定爆炸物品是否穩定,對不穩定爆炸物體進行特殊處理,避免發生意外爆炸[1]。

經專家檢查確認,本次需銷毀的廢舊炮彈(見圖1)都是普通炮彈,現場鑒別工作完成后,用專用車輛運輸至專用儲存庫,分類儲存,集中管理。廢舊炮彈品種、數量及結構參數如表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、數量及結構參數Table 1 Varieties,quantities and structural parameters of waste artillery bombs

2 炮彈銷毀作業的實施

2.1 銷毀方法

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

2.2 銷毀場地

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

經公安機關及相關技術人員對銷毀地點的選擇勘查,銷毀場地選擇在巢湖地區廢棄露天礦場,該地點處于深山之中,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,便于現場警戒及安全距離的控制。距居民區最近距離達1.5 km,適合作為銷毀地點。銷毀場地周邊環境如圖2所示。

圖2 銷毀場地周邊環境衛星圖Fig.2 Satellite map of the surrounding environment of the destruction site

2.3 廢舊炮彈的裝箱運輸

廢舊炮彈存儲于爆炸品倉庫內,從倉庫到銷毀場地的路程較遠,部分為山路,裝箱運輸時應避免引信撞擊,避免廢舊彈體發生碰撞、擠壓、跌落等意外,采用人工裝卸與車輛運輸。

1)對廢舊炮彈分類裝箱。根據廢舊炮彈的大小和數量訂做木箱,木箱尺寸為60 cm×25 cm×25 cm。保證木箱結實且內部無尖銳物。先在箱底鋪上不小于10 cm厚的細沙,炮彈裝入后,用塑料泡沫、海棉、報紙等柔性材料將多個炮彈隔開,并將木箱內填實至緊,包裹固定,防止彈體移動,搬運過程要輕拿輕放。木箱用膠進行封粘,嚴禁用鐵皮進行包裹,木箱外注明內裝物的名稱、數量等。

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

2.4 藥量計算

考慮到炮彈性能、使用要求和來源等原因,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準如表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

經查相關資料乳化炸藥的TNT當量系數為0.522～0.656,對于接觸爆破,炸藥爆速是一個必須考慮的因素,爆速不同則爆炸壓力作用時間不同,考慮到乳化炸藥和TNT爆速的差別,根據以往經驗,取當量系數最大值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。

放置時對有引信的炮彈,在彈頭上面擺放引爆炸藥,對無引信或無法確定是否有引信的,誘爆藥包盡量排滿炮彈上表面。本次實際用炸藥量為78 kg。

2.5 彈坑設計及炮彈放置

根據炮彈的數量、直徑和周邊環境,銷毀坑深度為2 m,開挖4個坑,尺寸為200 cm×150 cm×200 cm。各坑之間相距不少于5 m,以免發生誘爆。

待銷毀炮彈運到現場后,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(見圖3),覆蓋時要保護好爆破網路。采用非電塑料導爆管復式起爆網路,多點、串聯復式的連接方式,整個網路同時起爆。根據現場勘查,距離銷毀坑約500 m外有一處橋梁涵洞,可作為起爆點掩體。

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

3 爆破安全核算

3.1 爆破振動安全距離核算

計算爆破振動安全允許距離[5]:

式中:R為爆破振動安全允許距離,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為保護對象所在地質點振動安全允許速度,cm/s;K、α為爆破質點到保護對象間與地形、地質條件有關的系數和衰減指數,因銷毀坑為軟土,取K=350,α=2.0。

通過計算可得,v=0.002 8 cm/s,小于《爆破安全規程》中允許的質點最大振速2 cm/s。因此本次爆破銷毀的最大爆破振動滿足相關規定的要求。

3.2 爆破沖擊波安全允許距離

爆破沖擊波對人員的安全允許距離可按下式計算[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為相關系數,無掩體時K=30,取Q=78 kg,計算得R=128.2 m。

因此本次銷毀的爆破沖擊波影響范圍遠小于起爆站距銷毀點距離。

3.3 個別飛散物安全允許距離

根據爆破安全規程,個別飛散物的飛行距離計算公式如下[5]:

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

當總藥量為78 kg,埋深為2 m時,爆炸作用指數n≤1.75;因為銷毀采用爆破坑,銷毀爆破時可視為爆破漏斗,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

根據文獻[3],確定安全距離為1 500 m,警戒范圍＞183.75 m,無飛散物危險。

4 結語

待銷毀廢舊炮彈均成功起爆,彈片呈放射狀散落,最遠距爆坑230 m。未發現未爆的雷管炸藥和廢舊炮彈,效果達到預期的設計,本次銷毀工作實施成功。

1)準確計算誘爆藥量,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,同時爆破危害效應可控。

2)根據爆區周邊地形條件,控制一次銷毀彈藥的數量,每個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,對于控制飛散物拋擲有很好的效果。

3)清除爆區附近易燃物,防止高溫彈片引燃爆區周圍物質,發生火災。爆破前做好公告和宣傳工作,爆破時進行爆破振動監測,加強警戒,積極減輕擾民,妥善化解民擾問題。