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烟花爆竹职业安全及预防对策
(1)黑火药生产安全(safety in production of black powder)

    概况 黑火药是由硝酸钾、木炭和硫磺混合而成,按其物理状态可分为粉状和粒状两类,按其用途可作为点火药、延期药、抛射药及传火药等。

    黑火药是一种机械混合物,它的制造过程都是在设备中进行物理加工。主要工序有原料粉碎,硫磺木炭两成分混合,硫磺、木炭、硝酸钾三成分混合,筛选,药饼压制,造粒,光药,选粒,混同,包装等。

    黑火药的各种感度比较高,其冲击感度为30~60%,摩擦感度有的虽然不高,但有的可高达100%,黑火药对火焰极其敏感,尤其是黑火药的药粉,火花或灼热粒子很容易使之点燃。黑火药生产中极易发生燃烧爆炸事故,其中大部分是由于撞击、摩擦和火花所引起。

    职业危害 黑火药生产中最主要的职业危害是燃烧爆炸。黑火药生产厂房如发生爆炸,则厂房及其中设备将全部毁坏,爆炸时飞出的燃烧的黑火药粒有时还能引起邻近黑火药生产厂房的燃烧爆炸。

    预防措施 黑火药生产厂房内应保持足够的相对湿度,机器设备应保持接地良好,以减少静电积聚。凡易发生燃烧爆炸的工序,应尽量采取远距离操作,生产设备应防止黑火药粉尘扬出,应随时清除设备上和地面上的药尘,保持厂房整洁。防止操作中对黑火药的撞击摩擦。

    (2)黑索今生产安全(safety in production of hexogen)

    学名为环三亚甲基三硝铵(C3H6N6O6),简写为RDX,为无臭无味白色粉状结晶。黑索今是威力、猛度、爆速都比较高的猛性炸药。其安定性好,制造方法简单,原料来源丰富,故用途广泛,可直接装填于雷管和导爆索,经钝化或与其他炸药混合后可装填各种炮弹、航弹、水雷、地雷等。黑索今和梯恩梯的混合物是各国经常使用的混合炸药。

    生产 制造黑索今的方法很多,中国主要采用直接硝解法:将硝酸和乌洛托品按比例连续加入硝化机内进行硝解反应,所得反应液进入结晶机,用水或稀硝酸稀释并控制硝酸浓度和温度,使黑索今结晶析出。同时硝解反应液中的副产物在此被氧化,生成的大量氧化氮气体则用水吸收成稀硝酸,从结晶机流出的黑索今和废酸的悬浮液经冷却分离,分离出的酸性黑索今再经水洗、煮洗、过滤以除去夹带的酸,再经干燥、筛选和包装为黑索今成品。

    为了减少黑索今机械感度,可在煮洗时加入钝感剂,制得钝化黑索今。

    在装药密度为1.786克/厘米3时黑索今爆速为8712米/秒,猛度用铅柱压缩值表示,装药密度为1克/厘米3时,其值为24.90毫米;威力用铅柱扩张值表示,为475毫升。黑索今的机械感度大,冲击感度为80±8%,摩擦感度为76±8%。

    职业危害 黑索今生产过程中会产生燃烧爆炸,硝化机易着火而引起火灾,结晶机易喷料而使操作人员因氧化氮而中毒,黑索今因机械感度比较高,也可因撞击摩擦而引起爆炸。

    黑索今是一种有毒物品也会造成中毒危害,但比梯恩梯、特屈儿的毒性小得多,由于劳动条件的改善,极少发现因黑索今生产而造成急性中毒的病例。

    黑索今粉尘可经呼吸道、消化道和皮肤吸收而造成中毒,慢性中毒症状为头痛,消化障碍、小便频繁、妇女发生闭经,大多数患者发现贫血等。

    预防措施 应严格控制生产工艺条件,防止硝化结晶时的着火和喷料。应设置事故备用电源,当停电时,在备用电源的供电下可安全地停止生产。应有良好的送排风设施,以排除有毒气体和粉尘。

    (3)火柴生产安全(safety in production of match)

    职业危害与预防措施

    1)职业危害:①火柴生产过程中危险性最大的是火灾和爆炸事故。药浆和火柴头的制备、刷磷、烘梗、梗子磨光、包装等工序都是容易发生火灾的工位;②在锯木、刨片、切梗工序中会产生噪声和机械伤害;③在搬运过程中会发生碰伤、挤伤、压伤等事故;④在制药、调药工序中会有粉尘和毒物的危害。

    2)防护措施:①火柴厂在建厂选址时,就应考虑远离人口稠密区,对氯酸钾加工整理、什药配料、磨磷、药浆配制等工序,均应分别设有符合安全要求的专用工房。其他生产车间应设置安全门和安全通道,门窗要向外开。在生产过程中要随(安全急救网www.aqjj120.com时保持车间的清洁,经常冲洗墙壁、地面及所用器具。药头的生产、贮运,火柴的包装、成品及化学危险物品的保管,都应严格执行《火柴工业企业劳动安全技术规程》中的有关规定。生产区域和仓库应严禁吸烟和明火取暖,非经安全部门批准不得从事明火作业。厂区内的建筑物应按照有关规定安装可靠的避雷装置及符合规定的消防设施,有些特别危险部位应安装自动报警和自动灭火装置;②在烘梗工序,连续机、锅炉房等区域,夏季气温可达40℃以上,要特别注意防暑降温,并按规定供给生产工人含盐饮料或其他清凉饮料;③对一些高噪声的电锯、电刨设备要逐步淘汰,换用噪声低的设备或采取消音隔声装置。工人还应戴上防护耳罩、耳塞。机械设备的转动机构,如飞轮、皮带、皮带轮、齿轮等要加装防护装置。对电锯、电刨等容易伤手的设备要加安全挡板或其他安全设施。防止手进入危险区。木材加工贮运中的防火可参见木材加工生产安全条目;④要加强自然通风和机械通风,对从事有粉尘、有毒、有害作业的工人定期进行体格检查,发现患有职业病者应马上调离和治疗。车间内的各种药品要保存妥善,对残留在工作台或地面上的药液要及时冲洗。

    (4)火工品车间防爆(explosion protection of initiating explosive devices workshop)

    火工品系指在金属或非金属壳体内装入一定量的起爆药或烟火药、炸药等组成的引燃或引爆的元器件。它能在外界较小冲能(或激发)作用下产生燃烧和爆炸,并以其燃烧和爆炸输出足够的能量引燃火药或引爆猛炸药,完成点火、传火、引爆和传爆等功能。它也是用于民用爆破工程中的点火器材和起爆器材的总称。火工品在火箭、导弹等尖端武器中亦有广泛的用途。如点火具、电爆管、爆炸螺栓、切割器、驱动器等动力源火工品。火工品的种类繁多,常用的点火器材有火帽、底火、导火索等。常见的起爆器材有雷管、导爆索等。在火工品生产中,起爆药和烟火药剂(或混合药剂)是比较敏感的,它不能在疏松的状态下远距离运送。生产火工品工厂,一般都需自己生产起爆药和烟火药剂。因此,火工品车间生产中的防爆安全,主要是药剂生产以及将这些药剂装入火工元器件中的装配生产的防爆安全问题。

    起爆药生产的防爆安全 起爆药的特点是对外界激发能量的作用非常敏感,简单的较小的初始冲能就能使其迅速转变为爆轰。因此,生产起爆药大多在防爆小室内进行隔离操作。由于起爆药的种类繁多,其物理、化学和爆炸性能各不相同,在生产过程中既要根据起爆药敏感的特点,防止摩擦、撞击和禁止各种点火源,又要根据各种起爆药的性能特征,采取相应的防爆防火安全措施,以保证安全生产。如三硝基间苯二酚铅等起爆药均为非导电性物质,在干燥状态,易于因药粒间或药粒与器壁间的摩擦而产生静电积聚,随着处理药量的增大和摩擦几率的增加,所产生的静电可高达数千伏以上。当间隙足够小,静电电压足以击穿间隙的介质(如空气)时,则产生火花放电,使起爆药局部受到火花的作用,引起周围起爆药的爆炸,以致使整个生产工房摧毁。因此,对多数起爆药生产应采取防静电安全措施,以及防爆措施。

    混合药剂生产的防爆 混合药剂(击发药、针刺药、点火药等),是由氧化剂和可燃剂(有的也包括定量的起爆药)组成的机械混合物。它的用途极为广泛、除用以引燃和引爆外,尚可用作燃烧、延期、曳光等。各种混合药剂的生产工艺基本相同,其中混药工序是工艺过程的主要工艺,也是容易出现燃烧和爆炸的危险工序,其主要防爆安全措施有:

    1)在操作中要防止摩擦撞击引爆。混合原料时需按规定配比,先称量硬的、重的、有毛刺的原料,其次倒入轻的、软的、圆滑的物料,最后混入撞击感度高的药剂,以防倒药时坚硬原料撞击和摩擦敏感度的药剂,发生爆炸事故。

    2)混药鼓转速不能太快,混制时间不宜过长,因为转速太快不仅混不均匀,且易发生危险;时间过长,亦会因药粒长时间磨擦而可能导致燃爆。混药鼓转速一般可为20转/分左右。混制时间约8分钟左右。

    3)每鼓药在混好后,须停放2~3分钟,以待静电消除后,方准进入混药间拿取药盒。

    4)操作中应轻取轻放,防止撞击、摩擦。换药盒前人体先要导除静电。混药设备及地面应有防静电措施。

    火工品装配防爆安全 火工品的装配工艺,一般包括:帽(管)壳入模→装药→压药→装盖片收口或密封→退模去浮药→滚光及筛分→涂漆→检验→包装。其主要安全措施有:

    1)严格控制装药量,操作中要仔细观察药剂中有无异物、有无结块现象。如药中有异物和结块,都不能用于装药。

    2)压装药剂需根据产品性能要求,确定不同的压药压力,以保证产品质量要求,并保证运输、使用安全。

    3)滚光和筛分是利用木屑和摩擦和吸附作用,除去表面的脏污和浮药,以利于安全和长期贮存。滚光与筛分后,则将木屑与产品分离。滚光与筛分都易产生静电积聚,应待静电导除后再取产品。

    4)火工装配工艺中,装药、压药、滚光、筛分、检验等都是爆炸危险工序,应有可靠的防护装置,设备应接地,存药量需限定量,操作人员要定员等。

    (5)火工品生产安全(safety in production of initiating explosive devices)

    概况 火工品是装有炸药的元件或装置,受一定的初始冲能作用即可燃烧或爆炸,以产生预期的功能。其种类有:火帽、底火、导火索、点火具、雷管、导爆索、曳光管和爆炸螺栓等。火工品不但在军用方面应用极为广泛,而在民用方面也是石油开发、矿山开采、爆炸成型等作业中不可缺少的元件和装置,在经济建设方面发挥着巨大作用。现对最常用的火工品之一的工程雷管作一概述如下。

    工程雷管 主要是指爆破工程中使用的雷管,用于起爆各种工业炸药,若按激发冲能分,工程雷管可分为火雷管和电雷管。图1为工业火雷管的结构,图2为工程电雷管的结构示意图。

    火雷管由管壳、加强帽、起爆药、炸药组成,中国现行生产的火雷管通常有8号纸壳、铝壳和铁壳火雷管三种。火雷管装配上导火索等点火元件即可引爆,使用灵活、简便,一般用于小型爆破作业,起爆炸药、导爆管等。

    

    图1 工业火雷管结构

    1管壳;2加强帽;3,4起爆药;5松装炸药;6炸药柱

    

    图2 工程电雷管结构

    1 脚线;2塑料塞;3引火药头;4管壳;5加强帽;6起爆药;7猛炸药

    瞬发电雷管由火雷管及电引火部件组成,以此为基础,加上不同的延期装置,则形成不同的延期电雷管,电雷管的管壳材料有纸、铝、铝合金、铜等。此类雷管用于矿山开采、工农业建筑施工以及远距离起爆和较大型工程爆破中。

    职业危害与预防措施 火工品制造过程中,发生燃烧爆炸几率极高,爆炸过程可造成设备破坏和人员伤亡。产生的有害气体和汞蒸气、铅烟可被人体吸收造成急性中毒。

    制造火工品,必须备有切实可靠的防雷击、防静电、防爆炸以及消防措施。同时要为劳动者提供个人安全防护用品。加强科学管理,制订出切实可行的安全技术操作规则,充分发挥精神因素的作用。

    (6)火药生产安全(safety in production of powder)

    概况 火药是炸药的一类,在适当的外界能量作用下,通常能进行有规律的燃烧。用于发射枪弹、弹炮的火药称发射药,用于推进火箭、导弹的火药称推进剂。以硝化棉为基本组分的火药称单基火药,以硝化棉、硝化甘油为基本组分的火药称双基火药,还有以硝化棉、硝化甘油、硝基胍为基本组分的则称三基火药等。

    火药有单孔粒状、多孔粒状、片状、带状、管状等多种药型。

    单基火药的制造是将蓬松状态的硝化棉、借助于溶剂,通过物理化学加工过程制成致密性的火药。首先将硝化棉和附加成分同溶剂均匀捏和,制成可塑物,通过压力机等设备制成所要求的药型,再把其中所含溶剂驱除,最后将大批量单基药进行机械混合,消除加工中所产生的差异,以得到弹道性能均一的成品。

    双基火药则首先将硝化棉,硝化甘油和附加成分在水中混合均匀,以制成吸收药,驱除吸收药中的水分,经压延机辊筒的加热挤压成塑化的药料,干燥后再经压伸机压伸成型,最后经混同后即为成品。

    火药对火焰相当敏感,受热后易分解,火药导电性差,极易积聚静电,药粉和细小的药粒冲击摩擦感度均很大,单基火药的枪药、其冲击摩擦感度有的甚至可高达100%。

    职业危害 火药在生产中极易因冲击、摩擦、静电火花而燃烧,火药在受热或受压状态下进行加工时(如干燥、压延工序)更易发生燃烧事故,双基药压伸工序易发生爆炸事故。当火药药量大或药层厚而又在无足够泄压面积的容器内燃烧时,可转为爆炸。当药量小时,燃烧可由自动消防雨淋扑灭,当药量大时,如在燃烧初始状态未能扑灭,由于火药燃烧迅速,则往往酿成房屋设备全部毁坏的大火灾,严重的可由燃烧转为爆炸,往往也造成人员的伤亡。

    (7)梯恩梯生产安全(safety in production of trinitrotoluene)

    职业危害

    1)燃烧爆炸。梯恩梯生产过程中会产生燃烧爆炸,特别是硝化工序发生的爆炸事故危害较大,严重时可使整个厂房设备全部毁坏,还可波及邻近厂房和工厂的公用设施,并造成人员伤亡。

    2)中毒危害。甲苯的硝化物都具有毒性。梯恩梯生产中的一硝基甲苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯都具有毒性,所用原料甲苯的高浓度蒸气对神经有麻醉作用,低浓度长期作用会引起血液的变化。硝酸分解生成的氧化氮肥气体具有强烈的窒息性和刺激性,吸入高浓度的氧化氮肥会导致肺水肿,治疗不及时会造成死亡。硝酸和硫酸还能烧伤皮肤。

    梯恩梯可通过人体的皮肤、呼吸道、消化道侵入人体内而引起中毒,其中最易因皮肤接触梯恩梯而引起中毒。梯恩梯进入人体,可使血液内有大量的血红蛋白形成,造成不同程度的溶血及组织缺氧,致使中枢神经系统,心血管系统机能发生严重障碍,其早期出现的症状有食欲不振、口苦、恶心、呕吐、倦怠无力、头痛、头晕,随着病情进展,可出现胸闷、气促、心悸、口唇发绀、呼吸困难等症状。急性中毒可伴有发热、脉频、耳鸣及指甲紫绀,严重者可出现昏迷、痉挛等症状。慢性中毒者常出现神经系统症状,如倦怠无力、头晕头痛、失眠等,其中多数人有食欲不振、恶心呕吐等,部分人出现眼睛视力减退,视物模糊。慢性中毒主要损害肝脏和血液,还可引起胃炎、皮肤炎。常见的职业病有中毒性肝炎、中毒性白内障、中毒性贫血等。

    预防措施

    1)预防燃烧爆炸。为防止梯恩梯发生爆炸,除生产中加强安全管理外,必要的控制仪表是保证安全生产的必要条件。目前梯恩梯生产厂的自控仪表有工艺参数检测仪表,如防止高温的自动联锁控制,硝化温度的自动调节,高温时的声光报警和自动停料,自动、遥控或手动放料,搅拌中止时的声光报警,蛇管泄漏时的酸度信号报警等。为防止梯恩梯硝化厂房停止供水而导致事故,应储有平时不被动用的事故用水。应有事故备用电源,当突然停电时,备用电源立即接通,以便安全地停止生产。易发生火灾的干燥、制片、包装工房,应设雨淋管网,当有火情时可自动下雨扑救。

    2)预防中毒。梯恩梯的生产设备应尽量密闭,厂房内应设置机械送排风和局部送排风系统。控制厂房内甲苯允许极限浓度为100毫克/米3,氧化氮允许极限浓度以NO2计为5毫升/米3,梯恩梯极限浓度为1毫升/米3。应尽量减少与梯恩梯的直接接触,如远距离操作、生产的自动化、机械化均可减少与梯恩梯的直接接触。厂房室温和工人沐浴水温不应过高,以防止刺激皮肤毛细管扩张,促进梯恩梯通过皮肤吸收。工人操作后必须淋浴,日常穿的衣服应与工作服严格分别存放,防止沾染上梯恩梯。应设洗衣室,工作服和劳动护具应定期清洗。工人应定期检查身体,以便早期发现早期治疗。

    (8)炸药的爆炸性能参数(explosive performance parameters of explosive)

    炸药的爆炸性能通常用以下5个参量来表示:即爆热Q、爆温T、爆容V、爆压P和爆速Do。但在实际应用中,还常用威力和猛度来表示炸药总的作功能力和对周围介质的破坏能力。

    炸药的爆热 单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为炸药的爆热。工程计算常以1千克炸药爆炸时所放出的热量(焦/千克)表示。由于炸药爆炸过程近似于定容过程、故也称为定容爆热。炸药的爆热是炸药的重要参数,是评定炸药爆炸作功能力大小的重要标志量。由于炸药爆炸瞬间、高温高压气体产物具有极强烈的破坏作用,以及爆炸反应过程的快速性,使得爆热的精确测量十分困难。当前所采用爆热实验测定法,如爆热量热弹装置等,仅是一种近似方法。通常测定炸药爆热的量热弹是一直径为270毫米、高400毫米优质合金钢做成的钢弹,重为137.5千克,内腔容积5.8升,可供爆炸100克炸药使用。用该种装置测定几种常用炸药的爆热数据列于表1。炸药的爆热在一定装药条件下是一个固定的值。当装药条件不同时,同一炸药的爆热值不同。装药密度不同,炸药的爆热值也不同。

    表1 几种常用炸药的爆热实测值

    见表

    炸药的爆热也可以应用热化学的盖斯定律,通过理论计算求得。

    炸药的爆温 炸药爆炸瞬间所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度称为爆温。它是炸药爆炸性能的重要标志量。爆温的高低取决爆炸时放出的热量及爆炸产物的组成。通常要求炸药的爆温要高,但是矿用炸药要求爆温低一些,以确保使用安全,防止矿坑中煤气爆炸。由于爆炸瞬间形成的温度很高,大约为3000~5000℃,温度变化极快,而且爆炸时破坏很大,因而使爆温的实验测定造成很大困难。

    目前所采用的爆温测定方法为测爆炸瞬间产物的色温。实验时可将被测炸药置于水中,以消除爆炸瞬间空气冲击波发光对测量的影响。密度较小的炸药,由于炸药颗粒间有小气泡,在爆炸瞬间受强烈压缩发出强烈的光,故测出的温度偏高,造成失真。因此,炸药要尽量密实,以确保测量的真实和精确。表2列出用光测法测定的部分炸药爆温的数据。

    表2 几种常用炸药的爆温实测值

    见表

     应用上述方法测得的温度,为炸药爆炸时发光的色温。然而,这只有当爆轰产物的性质接近黑体或灰体时才是正确的。由于目前爆温实验测定方法复杂且不完善,因此,可以应用爆炸产物的热容与温度T的函数关系,通过理论计算求得炸药的爆温。

    炸药的爆容 单位质量炸药爆炸时所形成的气体产物,在标准状态(0℃,一个大气压)下所占据的体积称为爆容。常以1千克炸药为单位来表示,单位是米3/千克。根据热力学的知识,气体产物是膨胀作功的工质。因而爆容越大,炸药对外界作功的能力也越大。

    炸药的爆速 在炸药爆轰过程中,爆轰波沿炸药传播的速度,简称爆速,以D表示。对于一定装药密度的炸药,其爆速是一个特定值。炸药的爆速是衡量炸药爆炸性能的重要标志量,也是爆轰波参数中能测量出的、最准确的一个参数。爆速的测定方法可分为两大类:一类是利用各种类型的测时仪器或装置,测定爆轰波从一点传到另一点所经历的时间间隔Δt,然后除以两点间的距离Δs。这样,就可得到爆轰波在两点间传播的平均速度D平均,即

    D平均=Δs/Δt

    这类方法称为测时法。另一类是高速摄影方法。它是利用调整摄影机,借助于爆轰时波面的发光现象将爆轰波沿装药传播过程的轨迹连续地拍摄下来。因此这种方法可以测得爆轰波通过任一点的瞬时速度。表3列出几种常用炸药的爆速值。

    表3 常用炸药的爆速

    见表

    炸药的威力与猛度 炸药的威力在理论上可以用炸药的潜能来表示,或者用爆热与热功当量的乘积来表示。炸药对外界作功能力,主要取决于爆热和爆容。但实际上由于爆炸反应的不完全和爆炸放出的热量不可能完全转变为机械功。因而常用铅柱扩孔大小的实验值来表示。即将一定量的炸药,放在规定为标准的铅柱孔中进行爆炸,其扩孔值越大,表示威力值越大,炸药的作功能力也越大。常用炸药的威力如表4所示。

    表4 常用炸药的威力和猛度

    见表

     炸药的猛度是炸药爆炸时对其相接触介质(如弹体、混凝土或金属的构筑物、石岩等)的粉碎能力。猛度的强弱主要取决于爆速、爆轰压力和压力作用的时间。猛度越大,与其接触的介质材料被炸得越粉碎。炸药的猛度常用铅柱或铜柱压缩值大小来表示。即将一定量的炸药放在标准铜或铅柱上。炸药与铅柱之间垫以钢片。引爆炸药后,铅或铜柱被压缩成蘑菇形状,测量压缩前后铅或铜柱的高度差,用以表示该炸药的猛度。

    表5给出常用猛炸药的性能。

    威力和猛度的大小,常以梯恩梯的威力和猛度值为标准,用相对值表示各种炸药的威力和猛度。

    表5 常用猛炸药的性能

    见表

    (9)炸药的机械感度(mechanical sensitivity of explosive)

    炸药在机械作用下发生爆炸变化的难易程度,称为炸药的机械感度。炸药在生产、 运输和使用过程中,总是难免受到不同程度的机械作用。如生产时受到撞击,运输时受到碰撞、震动,装弹时受到挤压、摩擦,在炮膛发射时受到内高压气体的冲击等。所以,撞击、摩擦是炸药受到外界作用中最经常、最普遍的一种现象。由于它直接影响到炸药安全性能,故对炸药的机械感度应特别注意。

    炸药的撞击感度和摩擦感度有多种表示方法,如爆炸百分数法、上下限法、50%爆炸特性法等。

    测定炸药的撞击感度,常用立式落锤仪。试验中常用的锤重为10千克,落高25厘米,平行试验25次,计算其爆炸百分数。

    测定炸药的摩擦感度常用摩擦摆。一般试验采用压力为49.0×105帕,摆角90°,平行试验25次,计算其爆炸百分数。某些常用炸药的撞击感度、磨擦感度如表1所示。

    表1 常用炸药的撞击感度和摩擦感度

    见表

    (10)炸药的热感度(thermal sensitivity of explosive)

    炸药是具有化学爆炸特性的相对稳定的物质。炸药平时是处在相对稳定平衡状态,当它受到一定外界能量激发时,即从稳定状态转变为爆炸变化状态。炸药从相对稳定状态受激发到爆炸变化状态所需外界能量越小,其表现敏感性越大。炸药在外界激发能量作用下,发生爆炸变化的难易程度称为炸药的感度。

    炸药的热感度是指炸药在热能量作用下,引起炸药发生爆炸变化的难易程度。热感度包括加热感度和火焰感度两种。加热感度是指热源均匀地加热炸药时的感度。

    加热感度 通常用爆发点(又叫爆燃温度、发火点或发火温度)来表示炸药加热感度。所谓爆发点,就是指在一定试验条件下,炸药受热到爆燃所需加热介质的最低温度。炸药的爆发点不是炸药的特性参数,而是与实验测定的条件紧密相关。它是指加热介质的温度,而不是炸药爆炸时炸药本身的温度。为了比较各种炸药热感度的大小,必须固定一个延滞期。通常都采用5秒钟延滞期爆发点或5分钟延滞期爆发点。炸药试样通常取0.05克,起爆药取0.02克,常用炸药的爆发点如表1所示。试验结果表明,火炸药爆发点与延滞期呈一指曲线关系。这是由于反应速度常数K随反应温度T指数增加:

    K=Ze
-E/RT

    式中Z——频率因子;

    R——气体常数;

    E——火炸药的活化能。

    表1 常用炸药的爆发点(℃)

    见表

    爆炸延滞期τ与反应速度常数K成反比。

    火焰感度 炸药在火焰作用下发生爆炸的能力叫做炸药的火焰感度。通常测定火焰感度是将待测炸药压入7.62火帽壳内,放在作为火焰能源的标准黑药柱下面,调整好垂直燃距。黑药柱用灼热电阻比点火。黑药柱燃着时,喷出火焰射向火帽中待测炸药。记录下100%发火的最大高度。在试验中调整燃距,以作为炸药火焰感度的高低的表征。某些常用起爆药的火焰感度如表2所示。

    表2 起爆药的火焰感度

    见表

    

     (11)炸药及火工产品生产安全(safety in production of explosives and initiating explosive devices)

    概况 炸药及火工产品均具有燃烧爆炸危险。炸药爆炸是一种化学反应,反应过程必须同时具备三个条件:①反应过程为放热性;②反应高速进行并能自行传播;③反应过程中生成大量气体产物。

    反应过程的放热性为爆炸反应的必要条件。只有放热反应才能使反应自行延续,才能使反应具有爆炸性。只靠外界供给热量以维持其反应的物质是不可能发生爆炸的。爆炸反应过程中,单位质量炸药在一定条件下(例如在某一装药密度下)所放出的热量称为爆热。

    爆炸反应的一个突出点是反应的高速性,许多普通化学反应放出的热量虽比炸药放出的热量多,但反应过程进行缓慢,而爆炸反应在十万分之几秒至百分之几秒内完成,比一般化学反应快千万倍。由于反应的高速性,反应所产生的热量在极短的瞬间来不及扩散,形成的高温高压气体产物,使炸药具有很大的功率。反之,如果反应进行缓慢,生成的热和气体逐渐扩散到周围介质中,就形不成爆炸。爆炸过程进行的速度,一般指爆轰波在炸药中传播的速度,这个速度称为炸药的爆速。

    爆炸反应过程必然产生大量气体。炸药爆炸时产生气体体积为爆炸前体积的数百至数千倍。在爆炸的瞬间大量气体被强烈地压缩在近乎原有的体积之内,因而产生数十万个大气压的高压,再加上反应的放热性,高温高压气体迅速对周围介质膨胀作功,这就造成了炸药所具有的功率。因而炸药是在适当的外界能量作用下,能够发生快速的化学反应,并生成大量的热和气体产物的物质。

    火工品则是装有炸药的小型元件或装置,受一定的初始冲能(如热、机械、电和光等冲能)作用即可燃烧或爆炸,以产生预期的功能。常见的火工品有雷管、导火索、导爆索、火帽、底火等。

    由于炸药的功率是任何机械所不能达到的,它在简单的外力作用下就能放出巨大的能量,故广泛应用于军事和工业生产。

    炸药在军事上可装填各种枪弹、炮弹、火箭弹、地雷、水雷、鱼雷等弹药,也可装填各种军用的火工品,还可制成炸药包,完成军事爆破工程,故炸药是战争中重要的物资。

    炸药因其具有成本低廉、节省人力,并能加快工程建设的优点,和在特殊环境下作功的特性,因而已愈来愈广泛应用于国民经济各部门。在矿山开采方面,利用炸药进行大规模爆破,来开采金属矿和露天煤矿;利用聚能射流效应装填炸药的石油射孔弹,可用于石油开采;在地质勘探方面,用炸药制成的震源药柱用于地震探矿;在机械制造工业,炸药用于爆炸成型,切割金属、爆炸焊接等工艺;在水利电力工程,炸药用于修筑水坝、疏通河道、平整土地;铁路、公路建设中,炸药用于劈山开路,开凿隧道、峒室等;炸药还大量用于开采各种石料。

    近年来炸药还用于解体沉船、拆除建筑物、开挖管线沟槽等。随着爆破技术的发展,炸药应用的领域还在不断扩大。

    随着炸药使用要求的不断扩大,品种也随之增多,军用的梯恩梯、黑索今、奥克托金、太恩等单质炸药,和用上述炸药制成的混合炸药;有用硝化纤维素、硝化甘油和硝基胍等制成的发射药和推进剂。民用炸药除常用的铵梯炸药、铵油炸药、硝化甘油胶质炸药外,近年来含水炸药如浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药,也得到较快发展。还有作为特殊用途的橡皮炸药、粘性炸药和耐热炸药等。

    装填火工品的起爆药有雷汞、二硝基重氮肥酚、三硝基间苯二酚铅和氮化铅等。火工品有雷管、延期雷管、火帽、底火、点火具、导爆索、导火索、曳光管和燃气发生器等。

    职业危害与预防措施 炸药和火工产品在生产或贮存中发生意外事故时,对周围产生危害。危害程度与发生事故的药量有关。

    危害大致有以下三个方面:

    1)爆炸瞬间产生的高温火焰,可引燃周围可燃物而酿成火灾。

    2)爆炸产生高温高压气体所形成的空气冲击波,可造成对周围的破坏,严重的可摧毁整个建筑物及设备,也可破坏邻近建筑物,甚至离爆炸点很远的建筑物也会受到损坏并造成人员伤亡。

    3)爆炸时产生的爆炸飞散物,向四周散射,造成人员伤亡和建筑物的破坏,当爆炸药量较大时,飞散物有很高的初速,对邻近爆炸点的人员和建筑物危害很大,有的飞散物可抛射很远,对远离爆炸点的人员和建筑物也可造成伤亡和破坏。

    爆炸危害中以空气冲击波波及范围最大,飞散物危害次之,但当小于某个距离时,则又有可能以飞散物危害为主。

    空气冲击波对人和物的危害程序,是取决于冲击波波阵面上的超压Δp(帕)和正压的作用时间(毫秒),见表1、表2。

    表1 在冲击波不同超压下预计人员受到的伤害

    见表

    注:资料引自1980年美国国防部弹药和炸药安全标准。

    表2 空气冲击波超压对建筑物的破坏作用

    见表

     为减少或防止炸药和火工品发生意外事故对周围产生的危害,这类工厂的建设都必须遵守原兵器工业部颁发的《火药、炸药、弹药及火工品工厂设计安全规范》和国家标准《民用爆破器材工厂设计安全规范》(GBJ89-85)的规定。
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