硐室爆炸法銷毀廢舊炮彈工程實例分析

張 凱,李保彥,高海松

(長沙市公安局治安管理支隊， 湖南 長沙 410001)

硐室爆炸法銷毀廢舊炮彈工程實例分析

張 凱,李保彥,高海松

(長沙市公安局治安管理支隊， 湖南 長沙 410001)

針對戰爭時期遺留的廢舊炮彈，利用采石場廢舊采空區的硐室作為銷毀場地，采用爆破法銷毀廢舊炮彈，依據經驗公式和相關標準，設定爆破參數，確定了爆破總藥量、引爆藥包最小藥量、誘爆坑最小距離，爆破振動安全距離4個參數，并以此組織銷毀實施，成功爆破廢舊炮彈，為同類銷毀爆破工作積累經驗。

廢舊炮彈；硐室爆炸法；銷毀

0 引 言

廢舊炮彈銷毀工作具有特殊性和重要性，越來越被上級部門和領導所重視、熟知。據不完全統計，由人民群眾發現和主動上繳的抗日時期和解放戰爭時期遺留下來的各類口徑的炮彈、航空炸彈約占各級公安機關年銷毀廢舊炮彈總量的80%左右。這些炮彈在非常規條件下被遺棄放置了幾十年時間，多數炮彈已不同程度破壞，部分炮彈的型號、性能、設計參數等無法查詢，但相當部分炮彈的內部裝藥尚未完全失去爆炸性，其內部的TNT、黑索金、特屈爾和泰安等炸藥在銷毀過程中，一旦發生銷毀方法選擇不當、銷毀方案設計錯誤、操作過程失誤等，都極有可能引起燃燒、爆炸、中毒等重大人員傷亡和財產損失事故，嚴重威脅公安民警及人民群眾生命、財產安全。盡管公安部早在2010年9月份頒布出臺了《公安機關處置爆炸物品工作安全規范》，然而，在基層公安機關的實際操作過程中，由于受到實踐操作經驗不足、銷毀方法不當、操作不規范等因素的影響，各類廢舊炮彈銷毀傷亡事故時有發生。因此，選擇一種安全可靠的廢舊炮彈銷毀方法對于公安機關危爆物品管理工作顯得尤其重要。

1 銷毀實施準備

1.1 銷毀方法選擇

選擇科學適當的銷毀方法是確保廢舊炮彈工作成功的重要保證。在廢舊炮彈銷毀過程中，應綜合考慮待銷毀廢舊炮彈的數量、炮彈結構、炮彈性能、炸藥品種等影響因素，并對比不同銷毀方法的適用范圍、優缺點，選擇出最為安全、科學的銷毀方法，確保廢舊炮彈銷毀過程的安全可靠、經濟環保。

目前，在國內公安機關銷毀處置廢舊爆炸物品過程中較為常用的銷毀方法主要有溶解法、化學分解法、焚燒法、爆炸法4種方法[1]。由于受到廢舊炮彈銷毀場地及人力物力的制約，銷毀工作指揮部最終選擇采取硐室爆破銷毀法處理這批廢舊炮彈，在硐室內利用誘爆裝藥在爆炸過程中產生的超壓沖擊波來引起廢舊炮彈的主裝藥產生爆炸，進而產生整體爆炸，達到爆炸銷毀目的。

1.2 銷毀場地選擇

廢舊炮彈爆炸法銷毀要充分考慮破碎彈體飛散距離、爆炸沖擊波及有害氣體對銷毀工作人員及銷毀場地周圍建筑物、人員的破壞效應，選擇適合的銷毀場地可以大幅度降低廢舊炮彈銷毀過程中產生的爆炸危害效應。廢舊炮彈銷毀場地在滿足《民用爆炸物品安全管理條例》、《爆破安全規程》等相關要求的前提下，一般還應遵循以下安全原則：

(1) 選擇在人員稀少的偏僻地帶，周圍200 m內不得有任何建筑物，應該避開交通樞紐、鐵路、倉庫、高壓輸電線路、廣播電視通訊設施、人員密集區2 km以外；

(2) 進出銷毀場地的道路寬度、坡度等要符合相關規定，保證爆炸物品運輸車輛、人員的通行無阻；

(3) 適當設置防護隔離帶，銷毀場地周邊200 m范圍內不應有易燃灌木叢、雜草；

(4) 應具有山體等天然屏障做掩體，滿足人員逃生、疏散通道設置要求；

(5) 適宜設置相當數量的誘爆坑。

經過反復綜合考慮,銷毀指揮部最終將本次銷毀的場地選擇在長沙市某區的一采石場，利用采石場廢棄采空區的硐室來爆炸銷毀這批廢舊炮彈。該采空區從洞口到洞內的通道長約60 m、高10 m、寬4 m,內部硐室高10 m，地面為40 m×50 m平面，地面為土質，四周壁為堅硬巖石，采空區四周2.5 km范圍內無任何居民點、建筑物等重要設施，滿足廢舊炮彈爆炸銷毀場地要求。

2 方案參數設定

2.1 廢舊炮彈總藥量

在對廢舊炮彈進行爆炸法銷毀時，需對炮彈的主裝藥量進行核算，并將核算總藥量折算成TNT當量。對已知型號的炮彈，其主裝藥量可以通過查閱相關資料獲取；對于不明炮彈，通常是根據經驗公式(1)對其主裝藥量進行推算[2]。

(1)

式中：Q—等效梯恩梯當量,g；d—彈徑,cm；L—彈體長,cm；Lr—彈丸引信裝置長度,cm；β—當量系數，對于航彈而言，普通爆破彈或低阻式爆破彈取1.35，半穿甲彈和穿甲彈取1.00，而對于炮彈在口徑175 mm以下的榴彈取1.35，其他取1.00；e—裝藥換算系數，對于航彈類的普通爆破彈或低阻式爆破彈取1.64，半穿甲彈和穿甲彈取0.99，而對于炮彈類的榴彈取0.99，穿甲彈取0.26。

經過測量、核算，本次待銷毀的228枚廢舊炮彈的總藥量折算為400 kgTNT當量。

2.2 引爆藥包最小藥量

引爆藥包的最小藥量可以通過經驗公式(2)計算獲得[3]，亦可以參照我國軍隊標準執行(見表2)[4]，為了保證銷毀效果，在保證安全的條件下，取兩者的最大值。

C=2AFh

(2)

式中：C—中級炸藥裝藥量，g；A—材料抗力系數,對于鋼構件材料,取A= 5g/cm3；F—鋼板炸斷面面積cm2,對于鋼管,F=πdh,取π=3.14；h—鋼板厚度，cm。

一般炮彈的彈體鋼板厚度為10～25 mm,要炸毀直徑為20 cm的炮彈，根據公式(2)計算其引爆藥包藥量應為3.925 kgTNT,查表藥量為3.5 kgTNT，按照炸藥爆轟理論，爆炸物品爆轟時的爆壓為炸藥的密度和爆速的平方所的乘積，因此，應優先選擇高密度、高爆速的炸藥作為引爆藥包裝藥，經比較，本次銷毀任務采用單體重5 kg塊狀TNT作為引爆藥包。

表2 廢舊炮彈銷毀引爆藥包藥量

注：1.藥量以TNT當量為準；2.銷毀穿甲彈等較厚壁的彈藥，可適當增加引爆藥量；第一次炸毀不完全, 進行第二次炸毀時, 引爆藥量應增加一倍。

2.3 誘爆坑最小距離

本次銷毀共設置4個規格為1.5 m×2.0 m×1.5 m的誘爆坑，在彈坑下部放置一層厚度為40 cm的砂包軟墊，用以緩沖炮彈引爆對地面的反彈效應。單坑銷毀廢舊炮彈計算藥量為100 kgTNT當量，每個誘爆坑放置5塊重5 kg塊狀TNT藥塊，單坑單響最大藥量為125 kg。誘爆坑間距按公式(3)計算。

(3)

式中：L—誘爆坑間計算距離,m；Qi—單坑單響最大藥量,kg；K—常數,取1.2。

代入數據計算得13.42 m。根據采空區現有的地形，實際銷毀過程中任意兩誘爆坑的最小距離加大至16 m。

2.4 爆破振動安全距離

為保護銷毀場地周圍建筑物不受爆破地震波的破壞，爆破振動安全允許距離按公式(4)計算。

(4)

式中：R—爆破振動安全允許距離，m；Q—炸藥量，齊發爆破為總藥量，延時爆破為最大單段藥量，kg；V—保護對象所在地安全允許質點振速，取3 cm/s；K，α—與爆破點至保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，分別取350，2。 代入數據計算得R=54 m。

3 銷毀實施過程

3.1 篩選裝箱

在進行銷毀之前，應組織人員對倉庫儲存待銷毀的廢舊炮彈進行一次全面的篩選工作，將待銷毀的廢舊炮彈依據種類、彈型、大小、結構等分類登記，統一造冊。對于失去銷毀意義的假彈、空彈或無任何爆炸性的炸彈應篩選出來，如發現疑似毒氣彈、化學彈、細菌彈等不明彈體，應請專業人員進行甄別，確認為化學彈的應當按照有關規定移交部隊進行處置，并配合做好人員疏散。

裝箱過程中，可以使用60 cm×30 cm×30 cm的木箱將規格、類型相同或接近的小炮彈按照引信朝向一致同箱分裝，底部襯墊15～20 cm厚的黃砂，然后再用海綿、泡沫、草繩或軟質物將木箱內填實、塞緊，炮彈固定后密封上蓋，箱外應注明內裝物的名稱、數量等便于銷毀。規格較大的炮彈，應根據炮彈尺寸大小制作相應尺寸的木箱，并單枚裝箱單箱裝運。同時，對于引信外露或者激發裝置尚未失效的，應通過設置引信保護罩或在裝運箱內安裝起穩固作用的擋板等方法降低炮彈在運輸過程中碰撞的危險性。

3.2 裝卸操作

裝卸作業區的進入口處應設置消靜電設施，作業區人員均應穿棉質衣服，戴防靜電橡膠手套，禁止攜帶打火機、火柴、手機等危險源。在操作過程中，必須嚴格按照銷毀方案安全操作規定、步驟進行，嚴格服從現場指揮人員指令。裝卸宜采用單人操作，同時進裝卸人員最好同時不超過兩人，應輕拿輕放，嚴禁磕、碰、摔、撞、滾、拋擲炮彈，以防觸動炮彈引信或激發保護裝置。裝箱搬運過程必須采用人工搬運方式進行，每人每次單箱搬運。

3.3 運輸過程

運輸必須采用專用的危爆物品運輸車輛，車況保持良好，并對車輛采取必要的防滑、防撞等固定措施，駕駛員應有3 a以上安全駕齡，并熟悉一定的爆炸安全技能。運輸路線應避開人煙集中的居民點，避開人流車流高峰時段和重要建、構筑物區段，禁止在城鎮人員密集地帶穿行停留。車輛正常行駛速度不得超過40 km/h，遇雨雪天氣能見度降低時應減半，在平坦道路上行駛時，前后兩部汽車距離不應小于50 m，上坡或下坡時應控制在300 m以上的間距，同時運輸車底部應鋪設厚度不少于20 cm的細沙，對于大直徑炮彈，沙厚應可以覆蓋彈體直徑的1/2～2/3為宜，炮彈應橫放，禁止炮彈直立、倒立，嚴防因車輛轉彎或剎車時造成炮彈引信部分與裝箱、車體發生碰撞，引發危險。

3.4 起爆網絡

本次銷毀采用微差毫秒電起爆系統，每個誘爆坑設為一個段，每個誘爆坑間的延期時間差控制在100 ms以上，分別使用瞬發電雷管,5段、8段、12段毫秒電管雷管進行引爆4個誘爆坑裝藥，每個誘爆坑安放5個TNT藥塊作誘爆藥包，每個誘爆藥包為5 kg，在銷毀場外500 m連接220 V動力電源起爆整個網絡。廢舊炮彈在誘爆坑中采用輻射狀布置，即在誘爆坑中心部位豎放一枚藥量加大且相對比較容易起爆的炮彈作為主起爆體，使用誘爆藥包將其誘爆，再利用其爆炸產生的沖擊波引發周圍炮彈爆炸。其余炮彈的引信段或易引爆段應緊靠主引爆體成輻射狀逐層地排列，將地雷、手榴彈、穿甲彈等威力相對較小、彈壁較厚、難引爆的炮彈放置在誘爆坑的底部，威力大的、易引爆的炮彈放置在上一層[6]。然后，再將其余4個誘爆藥包均勻放置在炮彈上面，接入起爆網絡，覆蓋上砂袋，等待起爆。

3.5 爆后檢驗

解除爆破警戒后，立即啟動采石場原有的通風排煙系統對硐室內通風換氣30 min，然后組織人員進入銷毀場開展爆后檢查，主要檢查廢舊炮彈是否完全銷毀、彈片飛散程度、現場爆坑大小、硐室穩定性等，經檢查，廢舊炮彈均被完全爆炸銷毀，不存在未爆、拒爆現象，破碎的彈片規則的散布在距離誘爆坑中心10 m范圍內，銷毀場上形成4個直徑3～6 m、深度2～4 m不等的爆破漏洞坑。另外，起爆過程中，距離銷毀場500 m外的掩體內人員可清晰聽到銷毀過程中產生的爆炸聲響，感受到爆炸地震波帶來的輕微振動。本次銷毀工作順利開展，達到了預期效果。

4 結 語

本次爆炸銷毀工作經過充分的準備，依據詳細的設計方案，嚴格按照安全操作規程進行，合理有效控制了爆炸危險效應，整個銷毀工作圓滿完成，同時，為以后同類銷毀工作積累了豐富的經驗。通過本次的爆炸銷毀工作，得到了以下幾點體會。

(1) 選擇科學合理的銷毀方法和場地是本次爆炸法銷毀廢舊炮彈成功的基礎；

(2) 利用硐室對廢舊炮彈進行爆炸銷毀，可以有效的減少爆炸沖擊波、振動等危害性效應，縮小安全防護距離；

(3) 選擇正確的引爆裝藥及藥量有利于控制爆炸銷毀；

(4) 采用微差毫秒爆炸技術，并控制適當的延期時間，可以有效降低爆破危險效應；

(5) 選擇硐室等封閉式空間作為銷毀場地可以縮小爆炸物飛散距離，便于爆后檢查；

(6) 選擇硐室等封閉式空間應適當延長爆后人員進場時間，做好通風排煙，防止發生人員中毒。

[1]GB6722-2003，爆破安全規程[S].

[2]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.

[3]朱紹武,謝先啟,羅啟軍.炮(航)彈及過期爆破器材銷毀研究與實踐[J].爆破，2001，18(2):87￣89.

[4]GJB5120—2002，廢火藥、炸藥、彈藥、引信及火工品處理、銷毀與儲運安全技術要求[S].

[5]由 強, 張 波.廢舊炮彈銷毀分析[J].工程爆破，2010，16(3):90￣92.

[6]溫建平,胡小龍,魏曉林.硐室內爆炸法銷毀廢舊炮彈的設計與實施[J].爆破，2007，24(3):84￣87.

2015￣01￣09)