高娜娜,程 昊

(1.重慶順安天力達爆破器材有限公司,重慶400721;2.中煤科工集團重慶研究院有限公司,重慶400037;3.瓦斯災害監(jiān)控與應急技術國家重點實驗室,重慶400037)

1 民爆物品的種類和火災事故起因

民用爆炸物品(以下簡稱“民爆物品”)最大的危險特性是易燃、易爆,在其生產制造、儲存、運輸、使用和銷毀等各環(huán)節(jié)的生命周期內,發(fā)生火災事故的風險極大,一旦著火,就有可能造成災害和災難。了解和掌握該類物品的客觀,對事故正確應對、科學施救,可以減少事故損失,防止無謂犧牲。

1.1 民爆物品的基本種類

民爆物品是指用于非軍用的、列入民用爆炸物品名表的各類火藥、炸藥及其制品和雷管、導火索等點火、起爆器材。民爆物品的基本種類如下[1]:

工業(yè)炸藥及制品:硝化甘油炸藥、銨梯類炸藥、多孔粒狀銨油炸藥、改性銨油炸藥、膨化硝銨炸藥、其他銨油類炸藥、水膠炸藥、膠狀乳化炸藥、粉狀乳化炸藥、乳化粒狀銨油炸藥、粘性炸藥、含退役火藥炸藥、震源藥柱、起爆具等品種。

工業(yè)雷管:火雷管、電雷管、導爆管雷管和電子雷管等[2]。

索類火工品:導爆索、塑料導爆管、引火線等。

主要原材料:梯恩梯、黑索今、太安、苦味酸、奧克托金、起爆藥、硝酸銨等。

1.2 民爆物品火災事故起因

為了正確處置民爆物品火災事故,首先應判斷火災的起因。從宏觀角度分析,起火原因有以下兩種:

1)外部因素引起的火災。外來明火、雷電、人類活動等都會引起民爆物品火災,如存放爆炸物品的廠房、庫房、庫區(qū)、運輸車輛等周圍的雜草、易燃物品等著火均會引燃民爆物品[3-4]。

2)內部因素引起的火災。民爆物品制造需要火炸藥,這些藥劑無論以何種形態(tài)存在,均屬于不穩(wěn)定物質,在其儲存過程中始終在發(fā)生氧化還原反應,并放出熱量,放熱和散熱的速度與藥劑自身的性質、周圍環(huán)境等因素有關,當放熱速度大于散熱速度時,就會造成熱積累而引起物品燃燒爆炸。

2 不同危險特性民爆物品火災特點分析

民爆物品火災事故最基本的特點是燃燒劇烈,放出大量氣體和熱量,進而轉化為爆炸,從而造成周邊人身、財產損失;或者由于火災引起民爆物品爆炸,爆炸產生沖擊波、熱浪、飛散物等進一步造成附近可燃物品二次火災。對于不同品種民爆物品,火災事故的危險是不同的,現將常見的民爆物品危險特點分析如下:

1)起爆藥類:該藥劑遇火瞬間(幾十微秒或幾毫秒)發(fā)生爆炸,毋須燃燒過程。起爆藥是制造工業(yè)雷管最重要的藥劑,其火焰感度、機械感度極高,無論何種形態(tài)存在,也無論量大量小,遇火將立即發(fā)生整體爆炸。對周圍環(huán)境以沖擊波、地震等傷害為主[5]。起爆藥是雷管類生產過程常用火工藥劑之一。

2)單質炸藥類:遇火迅速發(fā)生燃燒,極短時間內(幾秒或幾十秒)就可能轉化成爆炸。其中對于少量(上限為幾公斤)裸露空氣中薄層攤放的炸藥,一般只是穩(wěn)定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積的散裝炸藥,一般在幾秒至幾十秒鐘之內就可能發(fā)生整體爆炸。單質炸藥的化學性質比較穩(wěn)定,物料內部起火的可能性極小。外來明火引燃炸藥包裝箱或烘烤炸藥是引燃單質炸藥的最大危險。最常見的單質炸藥按其燃燒轉爆轟的難易程度由高至低依次為:太安、黑索今、奧克托今(前三種炸藥為敏感型炸藥)、梯恩梯、苦味酸(這兩種炸藥感度相當于粉狀工業(yè)炸藥)。對周圍環(huán)境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主。單質炸藥是起爆具、聚能射孔彈、震源藥柱等產品生產的主要原料之一。

3)工業(yè)雷管類:用于制造工業(yè)雷管的主要成分是起爆藥和單質炸藥,但由于其特殊結構,外來明火對于不同雷管而言風險是不一樣的,其中火雷管(目前市場上已經被禁止直接用于工程爆破)遇火將瞬間即爆炸,并極易形成整體爆炸;而對于其他雷管,遇火一般需要有一段時間延遲期才能發(fā)生爆炸,而且受雷管裝配結構、包裝方式等因素影響,也不一定發(fā)生整體爆炸,未發(fā)生爆炸的剩余產品有可能被拋擲四周;此類爆炸很有可能造成周圍物品的二次火災,且被拋擲的剩余產品在其他易燃物品燃燒熱的烘烤下再次發(fā)生爆炸。對周圍環(huán)境以沖擊波、地震、飛片等傷害形式為主。

4)粉狀類工業(yè)炸藥類:遇火迅速發(fā)生燃燒,在條件滿足下極易轉化成爆炸。其中對于少量(一般上限為幾十公斤)薄層裸露攤放的炸藥,通常只是穩(wěn)定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積狀態(tài)下,在幾分鐘至幾十分鐘之內就可能發(fā)生整體爆炸。粉狀類工業(yè)炸藥一般都是由硝酸銨、木粉、礦物油(蠟)等材料混制而成,較單質炸藥的化學性質穩(wěn)定性較差,內外部因素引發(fā)炸藥燃燒風險很大。粉狀工業(yè)炸藥燃燒轉爆炸的快慢與藥劑性質、堆放狀態(tài)、空間密封程度等因素有關,即藥劑越敏感,堆量越大,越密閉,燃燒轉爆炸就越快。這些炸藥按其敏感程度由高至低依次為:粉狀乳化炸藥、膨化硝酸銨炸藥、改性銨油炸藥、多孔粒狀銨油炸藥。對周圍環(huán)境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主[6]。

5)含水工業(yè)炸藥類。裸露狀態(tài)下對火焰極不敏感,足夠易燃材料引燃下或在大熱量烘烤或密閉空間內持續(xù)加熱能穩(wěn)定燃燒,并有可能轉化成爆炸。常見的含水工業(yè)炸藥有乳化炸藥、水膠炸藥、含火藥含水炸藥等。對周圍環(huán)境以沖擊波、地震等傷害形式為主[7]。

6)導爆索類。導爆索均由單質炸藥制成。遇火迅速發(fā)生燃燒,在大量堆積或密閉空間內極易轉化成爆炸。其中對于少量(一般上限為幾十公斤)薄層裸露攤放的導爆索,通常只是穩(wěn)定燃燒,不會轉化成爆轟;對于大量堆積狀態(tài)下,在幾分鐘至幾十分鐘之內就可能發(fā)生整體爆炸。燃燒時將放出大量有害氣體。對周圍環(huán)境以沖擊波、有毒氣體、地震等傷害形式為主。

7)塑料導爆管。類似普通塑料遇火發(fā)生穩(wěn)定燃燒,在大量堆積或密閉空間內也會發(fā)生爆炸。燃燒時將放出大量有害氣體。

3 事故案例

1)工業(yè)粉狀炸藥生產設備火災事故。2010年10月9日19:27 左右,青海某民爆公司膨化硝酸銨炸藥生產車間混藥工序連續(xù)碾混機突然起火,內部物料燃燒壓力將碾混機上設置的自動泄壓蓋打開(如圖1 所示),大火把正在看護設備的操作工燒成重傷(后死亡),當班其他員工發(fā)現后立即打開消防雨淋進行滅火,約1 min 后,設備內部物料全部被燒毀,未發(fā)生爆炸。

圖1 設備泄壓蓋被自動打開,炸藥燃燒

事故應急處置經驗教訓:工業(yè)炸藥燃燒是有規(guī)律的,敞口情況少量粉狀工業(yè)炸藥不會立即引起爆炸;易發(fā)事故的專用生產設備有必要設置自動泄壓口。現場有三名員工參與滅火,打開消防雨淋滅火很及時,但是未安排人將設備出料口的一車炸藥迅速移走,由于滅火時,已經將炸藥表面淋濕,僅僅局部起火,未引起爆炸。

2)車輛內部炸藥燃燒至爆炸[8]。2011年11月1日10 點半左右,貴州省黔南州福泉市馬場坪匝道口修理廠違規(guī)停放的兩輛裝有72 噸用改性銨油炸藥運輸車,其中一車突然冒煙,接著發(fā)生起火燃燒,如圖2 所示?，F場值守人員發(fā)現后,立即用水桶提水撲救,結果火勢越來越旺,經過20 余分鐘燃燒后發(fā)生爆炸,進而引爆了相鄰的另一車36 噸同類炸藥。事故造成9 人死亡,約有200 余人受傷,直接經濟損失8000 余萬元。

事故應急處置經驗教訓:敞口情況下大量堆積的炸藥燃燒一段時間后引起爆炸的可能性極大;滅火時水量不足,難以撲滅初期火源;未立即將另一輛車移走,造成事故擴大;未立即報警,未封閉周圍所有交通道路,疏散周圍人員。

圖2 裝有改性銨油炸藥的車輛發(fā)生自燃

4 不同場所民爆物品火災事故救援注意事項

民爆物品火災事故可能發(fā)生在生產、運輸、儲存和銷毀等各環(huán)節(jié)中,應急救援基本原則是:本著以人為本、科學施救的原則,迅速撲滅火災或控制火勢,防止火災事故轉化成爆炸事故,一旦爆炸事故發(fā)生要防止引起周圍物品二次火災和二次爆炸事故的發(fā)生。

現場應急處置的基本方法是:迅速摸清現場爆炸物品種類、數量、存放狀態(tài)、周圍環(huán)境及可利用的施救條件,因地制宜,果斷采取有效的救援措施。禁止采用砂、石、土等壓蓋方式滅火;隔絕氧氣的滅火方式對于內部起火的火炸藥不起作用[9]。

以下針對生產、運輸環(huán)節(jié)中最易發(fā)生火災的場所,建議采取相應的應急救援措施。

4.1 生產過程中火災事故救援注意事項

民爆生產現場或庫房是火災事故高發(fā)場所,由于生產工藝較復雜,本文不能完全歸納所有場景,以下僅敘述生產工(庫)房、設備、易燃物料儲罐這三類易發(fā)火災事故場所的施救注意事項:

4.1.1 生產工(庫)房著火

按照上述應急處置基本方法查清基本數據,確定應對方案;

1)根據工(庫)房危險等級,如1.1 級工(庫)房(均有防護土堤),有可能發(fā)生整體爆炸,原則上施救人員應在安全防護土堤外或企業(yè)事先設置的應急預案安全區(qū)域內進行救援;

2)若火災是外因即工(庫)房或周邊(內部)易燃物引起的,確認工(庫)房內民爆物品無起爆藥、單質炸藥、雷管等高危物品,且爆炸物尚未著火的話,首先用常規(guī)滅火方法滅火或控制火勢,防止火源傳導到存放民爆物品處,救援人員一邊滅火的同時,應迅速組織有安全經驗的人員將民爆物品搬運至安全地帶;否則,應立即疏散人員至安全地帶;

3)若判定工(庫)房內危險物品是內部起火,如果是起爆藥、單質炸藥、雷管類物品,則應立即將所有人員撤離現場至安全地帶;如果是硝銨類工業(yè)炸藥,應立即打開消防水滅火,同時,設法迅速將存放危險物品工房的門窗等通風口全部打開;當采取滅火措施后,火勢仍得不到有效控制,救援人員應立即撤離至安全地帶。

4.1.2 設備內物料著火

生產過程中設備內的危險物料著火是大概率事件。應急處置需要注意以下幾點:

1)關閉電源,打開設備上所有可泄壓的蓋子,使其盡可能敞口;

2)打開設備內和工房內的消防雨淋水開關滅火降溫;

3)切斷上下道工序之間的物料傳遞,封閉應急隔火通道或打開雨幕開關;

4)當采取滅火措施后,火勢仍得不到有效控制的情況下,救援人員應立即撤離至安全地帶。

4.1.3 易燃物料儲罐著火

民爆物品生產過程中最有可能發(fā)生火災的物料儲存罐有三種:硝酸銨水溶液儲罐(生產工業(yè)炸藥的主要原料)、乳化基質儲罐(乳化炸藥半成品)和油料儲罐(生產工業(yè)炸藥的主要原料,一般都是柴油或機油和石蠟的混合物)。發(fā)生火災時,應慎重施救:

1)硝酸銨水溶液火災[10-11]。采取措施:立即打開儲罐頂上的所有泄壓口;打開應急排料閥,將物料排入應急水槽;在安全地帶遠距離大水量滅火;根據儲罐中物料存量,疏散附近所有人員至安全地帶。

2)乳化基質儲罐火災。采取措施:立即打開儲罐頂上的所有泄壓口;在安全地帶遠距離大水量滅火;根據儲罐中物料存量,疏散附近所有人員至安全地帶。

3)儲油罐火災。除按照油罐火災滅火的常規(guī)方法撲火外,注意火場周邊是否有民爆物品或其他易燃易爆物品存在,防止發(fā)生次生災害事故。

4.2 運輸過程中火災事故救援注意事項

裝有爆炸物品的運輸車發(fā)生火災可能有兩種情況,一是外因起火,最常見的起火原因有:車輛交通事故、發(fā)動機著火、油箱著火、爆胎著火、車輪轂與護欄等摩擦發(fā)火、人為帶進火種等;二是內因起火,主要是因藥劑自身不穩(wěn)定受到環(huán)境溫度升高、通風不暢等影響而發(fā)火。救援注意事項:

1)無論何種原因著火,首先應將汽車盡最大可能開離人員密集地區(qū);

2)立即疏散危險區(qū)域內人員至安全地帶,封閉區(qū)域內交通,設置警戒線;

3)如果是車輛內民爆物品內部著火,應立即打開車箱門泄壓,視裝載的危險物品種類再施救,屬于雷管或太安、黑索今等敏感類單質炸藥,應立即棄車撤離至安全地帶,或尋找附近溝渠、土坎等阻擋沖擊波的掩體內;

4)如果是發(fā)動機、油箱、輪胎等著火,應按照常規(guī)方法進行滅火,若火勢無法控制,立即撤離現場至安全地帶。