销毁废旧炮弹及危险爆炸物品的设计与实践

周晓光，董恒超，何 泽，廖述能，李昱捷

(湖南铁军工程建设有限公司，长沙 410000)

近年常德在各类建设施工及航道开挖过程中，发现各种不同型号、种类的废旧航弹、炮弹、手榴弹等危险物品。同时，公安机关还收缴非法、过期雷管及CO2制裂剂加热器。为消除其对人民生命财产安全带来的严重隐患，委托我单位对上述各类爆炸物品进行集中统一销毁[1,2]。

1 销毁方案选择

1.1 待销毁爆炸物明细

根据现场勘查，废旧炮(炸)弹在销毁前经过专家进行逐个鉴别，鉴别的作用主要有以下作用：①判断待销毁炮弹中是否有化学弹、燃烧弹，如果有化学弹、燃烧弹需另外处理。②判断废旧炮弹是否稳定，并对特别危险的炮弹进行特殊处理，确保运输、销毁过程中的安全。③对形状相似的假炮弹(教练弹、空弹壳)进行鉴定[3，4]。

本次待销毁的各种废旧航(炮)弹共49枚，CO2制裂剂加热器163支，各类雷管19 000发。详见表1所示。

1.2 销毁方案选择

废旧炮弹及民用爆炸物品的销毁方法通常有燃烧法、爆炸法和化学分解法。而燃烧法及化学分解法常用于销毁不带外壳的废旧炮弹及民用爆炸物品，若用于带有外壳废旧炮弹需预先对其进行拆卸，清洗残药，整个过程环保效果较好，但效率低、危险性大。

表1 待销毁爆炸物明细表Table 1 The list of explosives

待销毁废旧炮弹存在年份跨度较大、识别难度高的特点，强行拆除极有可能引发意外爆炸事故。综上所述，采用爆炸法对废旧炸弹及其他爆炸物品销毁在山坳里开挖坑体内。

2 销毁方案

2.1 销毁场地选择

销毁场地是选择应具备以下几个条件：

1)远离居民区、高压电线、人员、车辆，选择建筑物稀少的开阔地方，便于安全、警戒，场地具有安全屏障更佳。

2)交通便利，道路较好，便于载重车辆、人员进出。

3)隐蔽性好，能有效的抑制冲击波的传播和碎片的飞散。

经过勘察选择，最终确定销毁场所在常德市武陵区白石村槐树岗附近的山坳里，选取本销毁场所主要有一下几个优点：周边环境较好。该位置位于山区，周边居民较少。在销毁地点南偏西约600 m处有民房，东边约750 m处有民房。该销毁地点为山区的山坳中，除出口一条路外，其他面都已形成陡坡，形成天然屏障，可有效阻挡爆破冲击波及爆破飞散物。

2.2 弹药装运方案

2.2.1 销毁物品的分类包装

对待销毁的爆炸物品要分类进行包装，以便运输。包装原则：

1)已有包装且包装完好的要保持原样；对包装损坏的要进行修补；未进行包装的爆炸物品特别是起爆器材和各类雷弹要分门别类进行包装。

2)包装采用木箱，使之稳固。

3)对保险解除、起爆装置外露、引信未脱落的雷弹实行特殊包装，即外用牢固木箱装入弹药，四周用木屑或软质材料填充固定，使弹药在箱内不能滚动，保险、引信、起爆装置不要触及，以保证安全。

包装爆炸物品时(特别是废旧雷弹)一定要轻拿轻放，严防在包装的过程中爆炸物品从手中脱落；封装好后，在木箱上要标明所装爆炸物品的种类、数量及其他要注意的事项，并分类放置，方便装车；木箱最好用胶进行封粘，不允许用铁皮进行包裹。

2.2.2 销毁物品的运输

运输时严禁磕、碰、摔、撞、滚、抛掷，要轻拿轻放；尤其对于引信部位，更要保证其绝对不与其它物体碰撞，具体可采用如下一些措施[5-7]。

(1)选用减振性能和刹车性能好的车辆运输待销毁的危险品。

(2)为了减轻车辆的颠簸程度，避免木箱之间相互碰撞，可以在车厢中装适量的细砂，木箱埋入细砂中，木箱与木箱之间的距离不小于30 cm；车厢用帆布进行封闭覆盖。

(3)行车路线要避开闹市区和交通拥挤的区域；道路要平整；车辆运行速度在能见度好时不超过40 km/h，能见度低时减半；行车用警务车开道。

(4)木箱都用人工装卸，要轻拿轻放，严禁抛掷。

要事先全面掌握路面情况、沿途周边公共安全条件、警戒的便利性等情况，避开拥堵时间和路段，配备开道、押尾警车，以保证运输过程流畅顺利，不发生强烈震动、急刹车、滞留、加塞、冲撞、追尾等危险情况。危爆运输车应严格遵守《爆破安全规程GB6722—2014》中运输要求，炸药运输车和雷管运输车及开道、押尾警车要保持50 m行车距离。根据必要实行临时交通管制措施，禁止使用警车或不符合安全要求的车辆运输爆炸物品。待销毁的爆炸物品应当尽量整箱、整包运输，性质相抵触的爆炸物品不得同车运输。

2.3 诱爆坑设计及炮弹放置

2.3.1 废旧炮弹及加热器放置方法及具体布置

诱爆坑内炮(弹)弹摆放原则为：小弹在下、大弹在上，弹药要求摆放整齐，接触紧密。

其中七枚45 cm直径的大型航弹以每坑一个的数量分别放入七个诱爆坑中，其余小型弹药均匀摆放在七个诱爆坑内。装药、雷管设置好后，上部覆土，坑上面覆盖松土的厚度不得小于3 m。诱爆坑内炮弹及诱爆炸药的放置方法如图1所示。各诱爆坑销毁的爆炸物品如下表2所示。

表2 销毁炮弹爆坑分布Table 2 Arrangement for destruction of explosives

2.3.2 诱爆坑药量及诱爆药量计算

对于一些可辨识弹型的炮弹、手榴弹等,可以通过查有关技术手册来确定其装药量。对于一些无法辨识弹型的废旧炮弹,可以利用下式近似估算其装药的TNT当量[8]

Q=S(S-Lγ)βγ

式中：Q为等效TNT当量，kg；S为炮弹弹体最大横截面积，cm2；L为炮弹弹体长度，cm；Lγ为弹头长度，cm；β为当量系数，取1.00～1.35；γ为装药换装系数，取0.99。

经过初步估算，本次废旧炮弹单总装药量大约折合TNT当量630 kg。

依据废旧炮弹种类、有无引线等具体情况，诱爆药量的使用如表3。

表3 爆破器材诱爆药量参考表[5]Table 3 Explosives quantities inducted of blasting materials

诱爆炸药采用32 mm的2号岩石乳化炸药，捆成集团装药，每个坑放置10个集团装药共15 kg诱爆炸药。每个集团装药用1发15段导爆管雷管起爆。

2.3.3 诱爆坑设计

根据待销毁爆炸物品数量直径，结合场地实际情况及类似销毁经验，采用机械开挖布设9个诱爆坑。

诱爆坑尺寸要求长宽高不少于2.0 m具体尺寸为：2.0 m×2.0 m×3.0 m。

诱爆坑间距不少于5.0 m，依据公式

式中：L为诱爆坑距离，m；Qi为单个诱爆坑内主装药与诱爆药量总和约为90 kg；U为调整系数，取1.2。

依据安全殉爆距离要求诱爆坑间距11.38 m，现场布置诱爆坑间距12.0 m。

2.3.4 废旧雷管销毁装药设置

销毁导爆管雷管时，应在安全地点将雷管的脚线剪下，并做简单的包装，先装入50 cm×50 cm×100 cm的木箱中，再放入诱爆坑内。销毁场地要尽可能平坦，不要有碎石、杂草、水坑，以便收集炸飞的雷管。对收集起来未爆或半爆雷管，要集中加大诱爆药量，重新进行炸毁。导爆管待所有雷管销毁后燃烧销毁。

销毁场地共设2个雷管诱爆坑，分别为6号、8号诱爆坑，每个诱爆坑放治3.75 kg乳化炸药诱爆，每坑用2枚15段导爆管雷管起爆。雷管设置好后，上部压一层沙袋[9,10]。

2.4 起爆网路设计

本次销毁预设置9个诱爆坑。销毁起爆网路为诱爆坑内装15段导爆管雷管，坑外用3段导爆管雷管过桥的起爆网路，采用起爆器激发。各坑所用雷管段别及数量见表4所示，网路图如图2所示。需MS15段导爆管雷管100发，MS3段导爆管雷管20发，MS1段导爆管雷管2发[11]。

表4 雷管段别及延期时间Table 4 The type of detonator

3 作业安排

销毁工作具体时间安排见表5，器材及工具见表6、表7。

表5 作业计划表Table 5 Work schedules

表6 销毁爆炸物品所需器材表[6]Table 6 Required equipment tables

4 爆破安全核算

4.1 爆破振动安全验算

本次销毁周边环境较好，离销毁地点最近为600 m民房，本次销毁单个诱爆坑废旧弹药和诱爆药包总当量不超过140 kg，此方案按140 kg进行验算，根据萨道夫斯基经验公式

式中：v为被保护目标的安全振动速度，cm/s；k为岩石介质系数，选200；α为爆破衰减系数，取1.57；Q为最大单段药量，取140 kg；R为爆破中心到保护对象的距离，取600 m。

经过计算，V=0.12 cm/s，小于《爆破安全规程》中允许的质点最大振动速度2 cm/s。本次爆破销毁的最大爆破振动满足相关要求。

表7 销毁爆炸物品所需工具表Table 7 The list of required tools

4.2 空气冲击波

空气冲击波距离可按下式计算

式中：R为人员及建筑物距离爆源的安全距离，m；K为相关安全调整系数，无掩体取30；Q为最大单段起爆药量，取140 kg；经过计算R=155.8 m。空气冲击波的影响单位小于销毁点距离保护对象的最小距离。

5 爆破销毁总结

通过定量化的爆破销毁设计和精心的爆破施工，在有关公安机关人员及技术人员的监督参与下，本次成功销毁废旧航(炮)弹共49枚，CO2制裂剂加热器163支，各类雷管19 000发。对整个销毁过程有如下体会：

(1)认真进行销毁爆炸物品分类，布置于诱爆坑。诱爆药在上，销毁药在下。同时小弹在下、大弹在上，弹药要求摆放整齐，接触紧密[12]。

(2)诱爆坑覆盖合理：上部采用松土覆盖，覆盖厚度不少于3 m。确保防护安，同时便于销毁后的检查工作。

(3)销毁物品装运过程中需要严格按照装运要求操作，足够数目的专业技术人员进行现场监督，确保至销毁地点之前的安全。提前与公安机关和交警部门协调沟通，保证运输过程安全畅通，避免紧急刹车变速的情况。

(4)卸弹过程，将待销毁的弹药卸车后直接人工搬运至诱爆坑。运弹员工在作业前要对其提出要求，明确职责、注意事项，挂牌上岗。在搬运中要防止人员摔跤[13]。

(5)销毁爆破后，经过不少于15 min的安全通风后，由爆破人员及设计技术人员对销毁现场进行检查，编写检查报告。