2012年安全工程師《技術(shù)》:民用爆破器材和煙花爆竹基本安全知識
民用爆破器材和煙花爆竹基本安全知識
1.火藥燃燒的特性及炸藥爆炸三要素
1)火藥燃燒的特性
主要特性有:
(1)能量特征。它是標志火藥作功能力的參量,一般是指l kg火藥燃燒時(shí)氣體產(chǎn)物所做的功。
(2)燃燒特性。它是標志火藥能量釋放的能力,主要取決于火藥的燃燒速率和燃燒表面積。燃燒速率與火藥的組成和物理結構有關(guān),此外還隨初溫和工作壓力的升高而增大。加入增速劑、嵌入金屬絲或將火藥制成多孔狀,均可提高燃燒速率。加入降速劑,可降低燃燒速率。燃燒表面積主要取決于火藥的幾何形狀、尺寸和對表面積的處理情況。
(3)力學(xué)特性。它是指火藥要具有相應的強度,滿(mǎn)足在高溫下保持不變形、低溫下不變脆,能承受在使用和勤務(wù)處理時(shí)可能出現的各種力的作用,以保證穩定燃燒。
(4)安定性。它是指火藥必須在長(cháng)期貯存中保持其物理化學(xué)性質(zhì)的相對穩定。為改善火藥的安定性,一般在火藥中加入少量的化學(xué)安定劑,如二苯胺等。
(5)安全性。由于火藥在特定的條件下能發(fā)生爆轟,所以要求在配方設計時(shí)必須考慮火藥在生產(chǎn)、使用和運輸過(guò)程中安全可靠。
2)炸藥爆炸三要素
炸藥的爆炸是一種化學(xué)過(guò)程,但與一般的化學(xué)反應過(guò)程相比,具有三大特征:
(1)反應過(guò)程的放熱性。在炸藥的爆炸變化過(guò)程中,炸藥的化學(xué)能轉變成熱能。熱的釋放是爆炸變化過(guò)程的發(fā)生和自行傳播的必要條件。爆炸變化過(guò)程所放出的熱量稱(chēng)爆炸熱(或爆熱),一般常用炸藥的爆熱約在3 700~7 500 kJ/kg.
(2)反應過(guò)程的高速度。炸藥中氧化劑和還原劑事先充分混合和接近,許多炸藥的氧化劑和還原劑共存一個(gè)分子內,能夠發(fā)生快速的逐層傳遞的化學(xué)反應,使爆炸過(guò)程以極快的速度進(jìn)行,通常為每秒幾百米或幾千米。
(3)反應生成物必定含有大量的氣態(tài)物質(zhì)。
2.危險物質(zhì)的燃燒爆炸敏感度及其影響因素
1)起爆器材、工業(yè)炸藥和煙花爆竹藥料的燃燒爆炸敏感度
熱、電、光、沖擊波、機械摩擦和撞擊等外界作用可激發(fā)火炸藥發(fā)生爆炸。火炸藥在外界作用下引起燃燒和爆炸的難易程度稱(chēng)為火炸藥的敏感程度,簡(jiǎn)稱(chēng)火炸藥的感度。火炸藥有各種不同的感度,一般有火焰感度、熱感度、機械感度(撞擊感度、摩擦感度、針刺感度)電感度(交直流電感度、靜電感度、射頻感度)光感度(可見(jiàn)光感度、激光感度)沖擊波感度、爆轟感度。
起爆藥最容易受外界微小的能量激發(fā)而發(fā)生燃燒或爆炸,并能極迅速形成爆轟。
工業(yè)炸藥屬猛炸藥,這類(lèi)炸藥在一定的外界激發(fā)沖量作用下能引起自持爆轟。
煙花爆竹藥料受熱、撞擊、摩擦等易發(fā)生燃燒,一定條件下轉化為爆轟。由于這類(lèi)藥料主要成分是由有機和無(wú)機可燃劑、氧化劑組成,適當條件下就能發(fā)生反應,在某種程度上,比炸藥更易燃燒和爆炸。
2)火炸藥爆炸影響因素
影響火炸藥爆炸的因素很多,主要有炸藥的性質(zhì)、裝藥的臨界尺寸、炸藥層的厚度和密度、雜質(zhì)及含量、周?chē)橘|(zhì)的氣體壓力和殼體的密封、環(huán)境溫度和濕度等。
3.爆炸沖擊波的破壞作用和防護措施
1)爆炸沖擊波的破壞作用
爆炸所產(chǎn)生的空氣沖擊波的初始壓力(波面壓力)可達100 MPa,其峰值達到一定值時(shí),對建(構)筑物及各種有生力量(動(dòng)物等)構成一定程度的破壞或損傷。
2)防護措施
(1)生產(chǎn)、貯存爆炸物品的工廠(chǎng)、倉庫的廠(chǎng)址應建立在遠離城市的獨立地帶,禁止設立在城市市區和其他居民聚集的地方及風(fēng)景名勝區。廠(chǎng)庫建筑與周?chē)乃O施、交通樞紐、橋梁、隧道、高壓輸電線(xiàn)路、通訊線(xiàn)路、輸油管道等重要設施的安全距離,必須符合國家有關(guān)安全規定。
(2)生產(chǎn)爆炸物品的工廠(chǎng)在總體規劃和設計時(shí),應嚴格按照生產(chǎn)性質(zhì)及功能劃分各分區,并使各分區與外部目標、各區之間保持必要的外部距離。
3)工廠(chǎng)平面布置
(1)主廠(chǎng)區內應根據工藝流程、安全距離和各小區的特點(diǎn),在選定的區域范圍內,充分利用有利、安全的自然地形加以區劃。
(2)總倉庫區應遠離工廠(chǎng)住宅區和城市等目標,有條件時(shí)最好布置在單獨的山溝或其他有利地形處。
(3)銷(xiāo)毀廠(chǎng)應選擇在有利的自然地形,如山溝、丘陵、河灘等地,在滿(mǎn)足安全距離的條件下,確定銷(xiāo)毀場(chǎng)地和有關(guān)建筑的位置。
4)安全距離
為保證爆炸事故發(fā)生后沖擊波對建(構)筑物等的破壞不超過(guò)預定的破壞等級,危險品生產(chǎn)區、總倉庫區、銷(xiāo)毀場(chǎng)等區域內的建筑物之間應留有足夠的安全距離,稱(chēng)為內部安全距離。危險品生產(chǎn)區、總倉庫區、銷(xiāo)毀場(chǎng)等與該區域外的村莊、居民建筑、工廠(chǎng)住宅、城鎮、運輸線(xiàn)路、輸電線(xiàn)路等必須保持足夠的安全防護距離,稱(chēng)為外部安全距離。
安全距離的數值查閱有關(guān)設計安全規范就可找到。
5)工藝布置
(1)在生產(chǎn)工藝方面應盡量采用新技術(shù)、機械化、自動(dòng)化、連續化、遙控化、做到人機隔離、遠距離操作。
(2)在生產(chǎn)工藝流程中,需區分開(kāi)危險生產(chǎn)工序與非危險生產(chǎn)工序,且宜分別設置廠(chǎng)房。
(3)在廠(chǎng)房?jì)裙に嚥贾脮r(shí),宜將危險生產(chǎn)工序布置在一端,接著(zhù)危險低的生產(chǎn)工序,危險生產(chǎn)工序的一端宜位于行人稀少的偏僻地段。危險品暫存間亦宜布置在地處偏僻的一端。
(4)危險品生產(chǎn)廠(chǎng)房和庫房在平面上宜布置成簡(jiǎn)單的矩形,不宜設計成形體復雜的凹形、L形等。
(5)危險品生產(chǎn)廠(chǎng)房要有充分考慮人員的緊急疏散問(wèn)題。
(6)有泄爆要求的工藝設備,在布置時(shí)應使其泄爆方向不直接對著(zhù)其他建筑物或主要道路。
(7)抗爆間的設置要符合安全規范的要求。
6)電氣設備防爆
(1)對于I類(lèi)(F0區)場(chǎng)所,即炸藥、起爆藥、擊發(fā)藥、火工品貯存;黑火藥、煙火藥制造加工、貯存的場(chǎng)所,不應安裝電氣設備,煙火藥、黑火藥的I類(lèi)危險場(chǎng)所采用的儀表,應選擇適應本場(chǎng)所的本質(zhì)安全型。電氣照明采用安裝在建筑外墻壁龕燈或裝在室外的投光燈。
(2)對于Ⅱ類(lèi)(F1區)場(chǎng)所,即起爆藥、擊發(fā)藥、火工品制造的場(chǎng)所,電氣設備表面溫度不得超過(guò)允許表面溫度(有140℃、100 ℃等),且符合防爆電氣設備的有關(guān)規定;應采用防粉塵點(diǎn)火型,或塵密結構型、Ⅱ類(lèi)B級隔爆型、本質(zhì)安全型、增安型(僅限于燈類(lèi)及控制按鈕)。當生產(chǎn)設備采用電力傳動(dòng)時(shí),電動(dòng)機應安裝在無(wú)危險場(chǎng)所,采取隔墻傳動(dòng)。
(3)對于Ⅲ類(lèi)(F2區)場(chǎng)所,即理化分析成品試驗站,選用密封型、防水防塵型設備。
7)防雷電措施
對于危險品的生產(chǎn)和貯存的爆炸危險性建筑物,應按照相應的防雷類(lèi)別(第一類(lèi)、第二類(lèi))采取防直接雷、防雷電感應、防雷電波侵入和防雷擊電磁脈沖的措施,實(shí)施總等電位聯(lián)結以減少和預防雷電危害。
8)防靜電措施
為防止靜電火花引起危險品燃燒爆炸事故的發(fā)生,應按照靜電危險環(huán)境的級別(EA.EB.EC)控制靜電危害,并采取直接和間接靜電接地措施,部分危險場(chǎng)所(如黑火藥生產(chǎn)廠(chǎng)房、黑火藥及電雷管庫的地面、臺面)應采用防靜電措施。
9)自動(dòng)快速雨淋滅火
煙火藥和火炸藥燃速極快,在數秒內就能造成難以撲救的火災及爆炸事故,所以在煙火藥和火炸藥生產(chǎn)工房,需廣泛采用自動(dòng)快速滅火裝置,如快速雨淋設備。
快速雨淋設備主要由光敏探測系統及雨淋管網(wǎng)組成。其工作原理是:當工房?jì)绕鸹饡r(shí),光照驟然增大,光敏電阻的電阻值變小,控制系統電流增大,通過(guò)電子放大器、繼電器,使電磁閥打開(kāi),雨淋管網(wǎng)噴水滅火。
10)火災報警系統
火災報警系統是在根據火災醞釀期和發(fā)展期陸續出現的煙、熱流、火光、氣味等火災信息,通過(guò)感溫報警器、感煙器、光電報警器等發(fā)出聲、光警報,以便及早發(fā)現并采取滅火措施。
4.預防燃燒爆炸事故采取的主要措施
1)民用爆破器材
(1) 民用爆破器材的生產(chǎn)工藝技術(shù)應是成熟、可靠或經(jīng)過(guò)技術(shù)鑒定的。
(2)凡從事民用爆破器材生產(chǎn)、貯存的企業(yè),應制定能指導正常生產(chǎn)作業(yè)的工藝技術(shù)規程和安全操作規程。
(3)可能引起燃燒事故的機械化作業(yè),應根據危險程度設置自動(dòng)報警、自動(dòng)停機、自動(dòng)卸爆、應急等措施
(4)所有與危險品接觸的設備、器具、儀表應相容
(5)有危及生產(chǎn)安全的專(zhuān)用設備應按有關(guān)規定進(jìn)行安全鑒定。
(6)預防火炸藥生產(chǎn)中混入雜質(zhì)。
(7)在生產(chǎn)、貯存、運輸時(shí),不允許使用明火,不得接觸明火或表面高溫物;特殊情況需要使用時(shí),在工藝資料中應作出明確說(shuō)明,并應限制在一定的安全范圍內,且遵守用火細則。
(8)在生產(chǎn)、貯存、運輸等過(guò)程中,要防止摩擦和撞擊。
(9)要有防止靜電產(chǎn)生和積累的措施。
(10)火炸藥生產(chǎn)廠(chǎng)房?jì)鹊乃须姎庠O備都應采取防爆電氣設備,所有設施都應滿(mǎn)足防爆要求。
(11)生產(chǎn)、貯存工房均應設置避雷設施,所有建筑物都必須在避雷針的保護范圍內。
(12)在火炸藥的生產(chǎn)中,避免空氣受到絕熱壓縮。
(13)要及時(shí)預防機械和設備故障。
(14)生產(chǎn)用設備在停工檢修時(shí),要徹底清理殘存的火炸藥;需要電焊時(shí),除采取相應的安全措施外,還要采取消除雜散電流的措施。
2)煙花爆竹
煙火藥制造過(guò)程中的防火防爆:
(1)煙火藥原材料應符合質(zhì)量標準。
(2)粉碎應在單獨工房進(jìn)行,粉碎前后應篩掉機械雜質(zhì),篩選時(shí)不得使用鐵質(zhì)、塑料等產(chǎn)生火花和靜電的工具。
(3)黑火藥原料的粉碎,應將硫磺和木炭?jì)煞N原料混合粉碎。
(4)鋁粉、鎂鋁合金粉、氯酸鹽、赤磷等高感度原料的粉碎必須在專(zhuān)用工房中,使用專(zhuān)用設備和專(zhuān)用工具,并有專(zhuān)人操作。
(5)粉碎和篩選原料時(shí)應堅持做到:
①三固定:固定工房、固定設備、固定最大粉碎藥量;
②四不準:不準混用工房、不準混用設備和工具、不準超量投料、不準在工房?jì)却娣欧鬯楹玫乃幬铮?/p>
③所有粉碎和篩選設備應接地,電氣設備必須是防爆型的,要做到遠距離操作,進(jìn)出料時(shí)必須停機停電,工房應注意通風(fēng)。
(6)煙火藥的配制和混合時(shí)要嚴把領(lǐng)藥、稱(chēng)藥、混藥三道關(guān)口。
(7)壓藥與造粒工房要做到定機定員,藥物升溫不得超過(guò)20C°,機械造粒時(shí)應有防爆墻隔離和連鎖裝置等。
(8)藥物干燥時(shí)要控制藥量、溫度,嚴禁明火。
煙花爆竹生產(chǎn)過(guò)程中的防火防爆
(1)領(lǐng)藥時(shí)要按照“少量、多次、勤運走”的原則限量領(lǐng)藥。
(2)裝、筑藥應在單獨工房操作。裝、筑不含高感度煙火藥時(shí),每間工房定員2人;裝、筑高感度煙火藥時(shí),每間工房定員1人,半成品、成品要及時(shí)轉運,工作臺應靠近出口窗口;裝、筑藥工具應采用木、銅、鋁制品或不產(chǎn)生火花的材質(zhì)制品,嚴禁使用鐵質(zhì)工具,工作臺上等沖擊部位必須墊上接地導電橡膠板。
(3)鉆孔與切割有藥半成品時(shí),應在專(zhuān)用工房?jì)冗M(jìn)行,每間工房定員2人,人均使用工房面積不得少于3 .5㎡,嚴禁使用不合格工具和長(cháng)時(shí)間使用同一件工具;
(4)貼筒標和封口時(shí),操作間主通道寬度不得少于l .2 m,人均使用面積不得少于3.5㎡,半成品停滯量的總藥量,人均不得超過(guò)裝筑藥工序限量的2倍。
(5)手工生產(chǎn)硝酸鹽引火線(xiàn)時(shí),應在單獨工房?jì)冗M(jìn)行,每間工房定員2人,人均使用工房面積不得少于3.5㎡,每人每次限量領(lǐng)藥1 kg;機器生產(chǎn)硝酸鹽引火線(xiàn)時(shí),每間工房不得超過(guò)2臺機組,工房?jì)人幬锿坎坏贸^(guò)2. 5kg;生產(chǎn)氯酸鹽引火線(xiàn)時(shí),無(wú)論手工或機器生產(chǎn),都限于單獨工房、單機、單人操作,藥物限量0.5 kg.
(6)干燥煙花爆竹時(shí),一般應采用日光、熱風(fēng)散熱器、蒸氣干燥、紅外線(xiàn)或遠紅外線(xiàn)烘烤,嚴禁采用明火。

