2012年安全工程师《技术》：民用爆破器材和烟花爆竹基本安全知识

　　民用爆破器材和烟花爆竹基本安全知识

　　1.火药燃烧的特性及炸药爆炸三要素

　　1）火药燃烧的特性

　　主要特性有：

　　（1）能量特征。它是标志火药作功能力的参量，一般是指l kg火药燃烧时气体产物所做的功。

　　（2）燃烧特性。它是标志火药能量释放的能力，主要取决于火药的燃烧速率和燃烧表面积。燃烧速率与火药的组成和物理结构有关，此外还随初温和工作压力的升高而增大。加入增速剂、嵌入金属丝或将火药制成多孔状，均可提高燃烧速率。加入降速剂，可降低燃烧速率。燃烧表面积主要取决于火药的几何形状、尺寸和对表面积的处理情况。

　　（3）力学特性。它是指火药要具有相应的强度，满足在高温下保持不变形、低温下不变脆，能承受在使用和勤务处理时可能出现的各种力的作用，以保证稳定燃烧。

　　（4）安定性。它是指火药必须在长期贮存中保持其物理化学性质的相对稳定。为改善火药的安定性，一般在火药中加入少量的化学安定剂，如二苯胺等。

　　（5）安全性。由于火药在特定的条件下能发生爆轰，所以要求在配方设计时必须考虑火药在生产、使用和运输过程中安全可靠。

　　2）炸药爆炸三要素

　　炸药的爆炸是一种化学过程，但与一般的化学反应过程相比，具有三大特征：

　　（1）反应过程的放热性。在炸药的爆炸变化过程中，炸药的化学能转变成热能。热的释放是爆炸变化过程的发生和自行传播的必要条件。爆炸变化过程所放出的热量称爆炸热（或爆热），一般常用炸药的爆热约在3 700～7 500 kJ/kg.

　　（2）反应过程的高速度。炸药中氧化剂和还原剂事先充分混合和接近，许多炸药的氧化剂和还原剂共存一个分子内，能够发生快速的逐层传递的化学反应，使爆炸过程以极快的速度进行，通常为每秒几百米或几千米。

　　（3）反应生成物必定含有大量的气态物质。

　　2.危险物质的燃烧爆炸敏感度及其影响因素

　　1）起爆器材、工业炸药和烟花爆竹药料的燃烧爆炸敏感度

　　热、电、光、冲击波、机械摩擦和撞击等外界作用可激发火炸药发生爆炸。火炸药在外界作用下引起燃烧和爆炸的难易程度称为火炸药的敏感程度，简称火炸药的感度。火炸药有各种不同的感度，一般有火焰感度、热感度、机械感度（撞击感度、摩擦感度、针刺感度）电感度（交直流电感度、静电感度、射频感度）光感度（可见光感度、激光感度）冲击波感度、爆轰感度。

　　起爆药最容易受外界微小的能量激发而发生燃烧或爆炸，并能极迅速形成爆轰。

　　工业炸药属猛炸药，这类炸药在一定的外界激发冲量作用下能引起自持爆轰。

　　烟花爆竹药料受热、撞击、摩擦等易发生燃烧，一定条件下转化为爆轰。由于这类药料主要成分是由有机和无机可燃剂、氧化剂组成，适当条件下就能发生反应，在某种程度上，比炸药更易燃烧和爆炸。

　　2）火炸药爆炸影响因素

　　影响火炸药爆炸的因素很多，主要有炸药的性质、装药的临界尺寸、炸药层的厚度和密度、杂质及含量、周围介质的气体压力和壳体的密封、环境温度和湿度等。

　　3.爆炸冲击波的破坏作用和防护措施

　　1）爆炸冲击波的破坏作用

　　爆炸所产生的空气冲击波的初始压力（波面压力）可达100 MPa，其峰值达到一定值时，对建（构）筑物及各种有生力量（动物等）构成一定程度的破坏或损伤。

　　2）防护措施

　　（1）生产、贮存爆炸物品的工厂、仓库的厂址应建立在远离城市的独立地带，禁止设立在城市市区和其他居民聚集的地方及风景名胜区。厂库建筑与周围的水利设施、交通枢纽、桥梁、隧道、高压输电线路、通讯线路、输油管道等重要设施的安全距离，必须符合国家有关安全规定。

　　（2）生产爆炸物品的工厂在总体规划和设计时，应严格按照生产性质及功能划分各分区，并使各分区与外部目标、各区之间保持必要的外部距离。

　　3）工厂平面布置

　　（1）主厂区内应根据工艺流程、安全距离和各小区的特点，在选定的区域范围内，充分利用有利、安全的自然地形加以区划。

　　（2）总仓库区应远离工厂住宅区和城市等目标，有条件时最好布置在单独的山沟或其他有利地形处。

　　（3）销毁厂应选择在有利的自然地形，如山沟、丘陵、河滩等地，在满足安全距离的条件下，确定销毁场地和有关建筑的位置。

　　4）安全距离

　　为保证爆炸事故发生后冲击波对建（构）筑物等的破坏不超过预定的破坏等级，危险品生产区、总仓库区、销毁场等区域内的建筑物之间应留有足够的安全距离，称为内部安全距离。危险品生产区、总仓库区、销毁场等与该区域外的村庄、居民建筑、工厂住宅、城镇、运输线路、输电线路等必须保持足够的安全防护距离，称为外部安全距离。

　　安全距离的数值查阅有关设计安全规范就可找到。

　　5）工艺布置

　　（1）在生产工艺方面应尽量采用新技术、机械化、自动化、连续化、遥控化、做到人机隔离、远距离操作。

　　（2）在生产工艺流程中，需区分开危险生产工序与非危险生产工序，且宜分别设置厂房。

　　（3）在厂房内工艺布置时，宜将危险生产工序布置在一端，接着危险低的生产工序，危险生产工序的一端宜位于行人稀少的偏僻地段。危险品暂存间亦宜布置在地处偏僻的一端。

　　（4）危险品生产厂房和库房在平面上宜布置成简单的矩形，不宜设计成形体复杂的凹形、L形等。

　　（5）危险品生产厂房要有充分考虑人员的紧急疏散问题。

　　（6）有泄爆要求的工艺设备，在布置时应使其泄爆方向不直接对着其他建筑物或主要道路。

　　（7）抗爆间的设置要符合安全规范的要求。

　　6）电气设备防爆

　　（1）对于I类（F0区）场所，即炸药、起爆药、击发药、火工品贮存；黑火药、烟火药制造加工、贮存的场所，不应安装电气设备，烟火药、黑火药的I类危险场所采用的仪表，应选择适应本场所的本质安全型。电气照明采用安装在建筑外墙壁龛灯或装在室外的投光灯。

　　（2）对于Ⅱ类（F1区）场所，即起爆药、击发药、火工品制造的场所，电气设备表面温度不得超过允许表面温度（有140℃、100 ℃等），且符合防爆电气设备的有关规定；应采用防粉尘点火型，或尘密结构型、Ⅱ类B级隔爆型、本质安全型、增安型（仅限于灯类及控制按钮）。当生产设备采用电力传动时，电动机应安装在无危险场所，采取隔墙传动。

　　（3）对于Ⅲ类（F2区）场所，即理化分析成品试验站，选用密封型、防水防尘型设备。

　　7）防雷电措施

　　对于危险品的生产和贮存的爆炸危险性建筑物，应按照相应的防雷类别（第一类、第二类）采取防直接雷、防雷电感应、防雷电波侵入和防雷击电磁脉冲的措施，实施总等电位联结以减少和预防雷电危害。

　　8）防静电措施

　　为防止静电火花引起危险品燃烧爆炸事故的发生，应按照静电危险环境的级别（EA.EB.EC）控制静电危害，并采取直接和间接静电接地措施，部分危险场所（如黑火药生产厂房、黑火药及电雷管库的地面、台面）应采用防静电措施。

　　9）自动快速雨淋灭火

　　烟火药和火炸药燃速极快，在数秒内就能造成难以扑救的火灾及爆炸事故，所以在烟火药和火炸药生产工房，需广泛采用自动快速灭火装置，如快速雨淋设备。

　　快速雨淋设备主要由光敏探测系统及雨淋管网组成。其工作原理是：当工房内起火时，光照骤然增大，光敏电阻的电阻值变小，控制系统电流增大，通过电子放大器、继电器，使电磁阀打开，雨淋管网喷水灭火。

　　10）火灾报警系统

　　火灾报警系统是在根据火灾酝酿期和发展期陆续出现的烟、热流、火光、气味等火灾信息，通过感温报警器、感烟器、光电报警器等发出声、光警报，以便及早发现并采取灭火措施。

　　4.预防燃烧爆炸事故采取的主要措施

　　1）民用爆破器材

　　（1） 民用爆破器材的生产工艺技术应是成熟、可靠或经过技术鉴定的。

　　（2）凡从事民用爆破器材生产、贮存的企业，应制定能指导正常生产作业的工艺技术规程和安全操作规程。

　　（3）可能引起燃烧事故的机械化作业，应根据危险程度设置自动报警、自动停机、自动卸爆、应急等措施

　　（4）所有与危险品接触的设备、器具、仪表应相容

　　（5）有危及生产安全的专用设备应按有关规定进行安全鉴定。

　　（6）预防火炸药生产中混入杂质。

　　（7）在生产、贮存、运输时，不允许使用明火，不得接触明火或表面高温物；特殊情况需要使用时，在工艺资料中应作出明确说明，并应限制在一定的安全范围内，且遵守用火细则。

　　（8）在生产、贮存、运输等过程中，要防止摩擦和撞击。

　　（9）要有防止静电产生和积累的措施。

　　（10）火炸药生产厂房内的所有电气设备都应采取防爆电气设备，所有设施都应满足防爆要求。

　　（11）生产、贮存工房均应设置避雷设施，所有建筑物都必须在避雷针的保护范围内。

　　（12）在火炸药的生产中，避免空气受到绝热压缩。

　　（13）要及时预防机械和设备故障。

　　（14）生产用设备在停工检修时，要彻底清理残存的火炸药；需要电焊时，除采取相应的安全措施外，还要采取消除杂散电流的措施。

　　2）烟花爆竹

　　烟火药制造过程中的防火防爆：

　　（1）烟火药原材料应符合质量标准。

　　（2）粉碎应在单独工房进行，粉碎前后应筛掉机械杂质，筛选时不得使用铁质、塑料等产生火花和静电的工具。

　　（3）黑火药原料的粉碎，应将硫磺和木炭两种原料混合粉碎。

　　（4）铝粉、镁铝合金粉、氯酸盐、赤磷等高感度原料的粉碎必须在专用工房中，使用专用设备和专用工具，并有专人操作。

　　（5）粉碎和筛选原料时应坚持做到：

　　①三固定：固定工房、固定设备、固定最大粉碎药量；

　　②四不准：不准混用工房、不准混用设备和工具、不准超量投料、不准在工房内存放粉碎好的药物；

　　③所有粉碎和筛选设备应接地，电气设备必须是防爆型的，要做到远距离操作，进出料时必须停机停电，工房应注意通风。

　　（6）烟火药的配制和混合时要严把领药、称药、混药三道关口。

　　（7）压药与造粒工房要做到定机定员，药物升温不得超过20C°，机械造粒时应有防爆墙隔离和连锁装置等。

　　（8）药物干燥时要控制药量、温度，严禁明火。

　　烟花爆竹生产过程中的防火防爆

　　（1）领药时要按照“少量、多次、勤运走”的原则限量领药。

　　（2）装、筑药应在单独工房操作。装、筑不含高感度烟火药时，每间工房定员2人；装、筑高感度烟火药时，每间工房定员1人，半成品、成品要及时转运，工作台应靠近出口窗口；装、筑药工具应采用木、铜、铝制品或不产生火花的材质制品，严禁使用铁质工具，工作台上等冲击部位必须垫上接地导电橡胶板。

　　（3）钻孔与切割有药半成品时，应在专用工房内进行，每间工房定员2人，人均使用工房面积不得少于3 .5㎡，严禁使用不合格工具和长时间使用同一件工具；

　　（4）贴筒标和封口时，操作间主通道宽度不得少于l .2 m，人均使用面积不得少于3.5㎡，半成品停滞量的总药量，人均不得超过装筑药工序限量的2倍。

　　（5）手工生产硝酸盐引火线时，应在单独工房内进行，每间工房定员2人，人均使用工房面积不得少于3.5㎡，每人每次限量领药1 kg；机器生产硝酸盐引火线时，每间工房不得超过2台机组，工房内药物停滞量不得超过2. 5kg；生产氯酸盐引火线时，无论手工或机器生产，都限于单独工房、单机、单人操作，药物限量0.5 kg.

　　（6）干燥烟花爆竹时，一般应采用日光、热风散热器、蒸气干燥、红外线或远红外线烘烤，严禁采用明火。