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常见爆炸物处置的防护装置优化建议:

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:爆炸物处置防护产品主要是为防止爆炸物对周围的人和财产造成严重伤害而设计的产品,主要包括以下几种。防爆箱处于贮运状态时,疑似爆炸物收入内箱,内箱放入外箱,外箱置于包裹袋中以获得全方位的防护性能。对爆炸破片和冲击效应可以形成一定的阻挡作用,从而最大限度地防止爆炸中心附近的人和物受到损伤,是现场临时处置爆炸物品的重要装置。

常见爆炸物处置的防护装置优化建议:

制造爆炸现象是犯罪分子破坏社会公共安全、危害人民生命财产安全的重要手段之一,其后果非常严重。公安民警在处理各种违法犯罪活动中需要有效隔离和防护可疑爆炸物品。

爆炸物处置防护产品主要是为防止爆炸物对周围的人和财产造成严重伤害而设计的产品,主要包括以下几种。

1.防爆墙

防爆墙主要用于防范汽车炸弹等当量较大的爆炸物袭击,防爆墙一方面能够很大程度地减弱爆炸冲击波对墙后人员、建筑及其他财产的破坏;另一方面也能够阻挡爆炸产生的高速破片,防止破片对墙后人员、设备造成的机械损伤。根据防爆墙的材料性质,目前通常使用的防爆墙主要有三类。

第一类是刚性防爆墙,此类墙在经受设计的爆炸荷载作用时,墙体基本不破坏且变形很小。其主要有厚度尺寸较大的钢筋混凝土防爆墙、堆积土防爆墙和加筋防爆墙等。

第二类是柔性防爆墙,又可分为延性防爆墙和易脆性防爆墙。在大当量汽车炸弹上,延性防爆墙将产生大塑性变形,易脆性防爆墙将破裂成小碎块。其主要有中等厚度的钢筋混凝土防爆墙、配筋砌体防爆墙、柔性织物防爆墙等。

第三类是惯性防爆墙,主要利用较大体积的砂土和水等简便材料的质量来抵抗撞击和爆炸作用。在大当量汽车炸弹袭击下,这类防爆墙中的砂土或水会飞散开裂,达到抵抗一次碎片的侵彻和爆炸冲击波的目的。该类防爆墙有砂袋防爆墙、集装箱式防爆墙、水体防爆墙等。如图9-24所示。

防爆墙为固定式防爆工事,其缺点显而易见,该类防爆结构大部分无法移动(某些防爆墙能够现场按需装配,可以根据爆炸物的位置确定安放位置),该类防爆结构大部分只是针对被防护目标(如建筑)进行提前预防,不能应对当今越来越多变的爆炸物威胁,但其对大当量爆炸物(如汽车炸弹)的防护性能十分卓越。

图9-24 砂土防爆墙搭建过程与防爆水墙(英国Cintec公司产品)

2.防爆罐与防爆球

防爆罐如图9-25所示。防爆罐是一种能够抑制爆炸物所产生的冲击波和破片对周围环境造成的杀伤效应,用于临时存放或运输爆炸物及其他可疑爆炸物的罐状、筒状等专用防护装置,一般可分为固定式防爆罐和拖车式防爆罐。防爆罐一般采用圆柱形多孔筒状结构,罐体主要有开口型和密闭型两种形式。一般按设计方向进行定向泄爆和吸能,有效抑制爆炸物碎片和冲击效应。利用吸能材料填入罐体夹层中,从而增强罐体结构,缩短爆炸冲击波对罐体结构的持续作用时间,起到一定的抗爆效果。对于多层防护结构的开口的筒形及密封的罐形结构防爆容器,一般采用经验设计、有限元数值仿真计算、爆轰试验验证等方法。

防爆罐多为开口型容器,采用上方泄爆的方式,对罐体上方的自由空间要求较大,建筑物顶部结构受到破坏的安全隐患较大,其对噪声和冲击波的削弱能力也较差。但与此同时,防爆罐的使用成本低,使用简单方便。

防爆球通常是由厚重的金属焊接或锻压而成,加工复杂、使用成本高、体积大、占地面积大且不易移动,但其对爆炸冲击波与噪声的衰减能力非常卓越。防爆球如图9-26所示。防爆球按使用方式一般采用固定式、车载式以及拖车牵引式。通常为上、下泄爆的半球型结构。防爆球由于是近似封闭结构,对爆炸能量能够较好地进行全向抑制,但要确保处置防护的爆炸物的TNT当量不能超过额定当量,否则会产生二次碎片伤害。

图9-25 防爆罐

图9-26 防爆球

研制防爆罐体、球体过程比较复杂,需要利用数值仿真计算技术,罐体动态力学应变响应测试技术为罐体结构设计提供相应的理论指导,从而提出合理的结构设计,依据爆破试验和冲击波测试技术来验证防爆罐、防爆球结构的抗爆效果,通过冲击波超压测试可以更好地验证防爆罐、防爆球的有效安全距离,抗爆当量一般在1.5 kg TNT以上,防爆球重量一般在1吨左右。(www.xing528.com)

3.防爆箱

防爆箱如图9-27所示。在国外防爆箱主要为车载式集装箱体结构,主要利用金属防护材料进行设计加工而成,体积大,不适应相对狭小空间。为了克服常规金属防爆容器的体积重量偏大的特点,需要研制一种重量小、体积轻、便于移动的箱体以便适用于银行、飞机机舱、动车车厢等空间相对狭小的场合。

图9-27 防爆箱

目前国内在轻便防爆箱体的研制方面刚刚展开研究,一些研究人员利用经验设计、数值模拟、试验验证相结合的方法开展对轻便防爆箱的箱体研制。箱体采用内箱、外箱、包裹袋三个组件。其中内箱为抽屉状结构,外箱为抽屉柜状结构,包裹袋为柔性圆筒状结构。防爆箱处于贮运状态时,疑似爆炸物收入内箱,内箱放入外箱,外箱置于包裹袋中以获得全方位的防护性能。防爆箱的主体材料具有较高强度与韧性、良好的温度耐受性、可行的加工工艺性能和环境适应性,能承受冲击波超压和破片产生的毁伤,防爆当量可达到200 g标准TNT炸药,重量小于30 kg。

防爆箱是一种轻便小巧的非金属材料防爆容器,它在保证机动性和轻量化的情况下拥有很好的冲击波、破片、噪声防护效果,可以用于高铁、飞机机舱等防护性能要求较高的环境,但防爆箱的防爆当量很小,大部分同类产品只能防护200 g TNT当量以下的爆炸物。

4.防爆毯

防爆毯如图9-28所示。防爆毯采用先进的双围栏结构,由软质材料加工而成,能有效减少爆炸物爆炸时所产生的冲击波和破片对周围人和物造成的伤害,一般由盖毯和围栏组成,盖毯和围栏由内胆、外套等制成,能有效地阻挡82-2式手榴弹(内部装填62 g TNT炸药,壳体为内部半预制刻槽的球形A3钢,爆炸时产生破片不少于300枚)爆炸时所产生的破坏效应。对爆炸破片和冲击效应可以形成一定的阻挡作用,从而最大限度地防止爆炸中心附近的人和物受到损伤,是现场临时处置爆炸物品的重要装置。以爆炸源为中心,围成半径3 000 mm、高度1 700 mm的模拟靶标(由5 mm厚的瓦楞纸板贴地围成一个半径为3 m的圆弧形破片鉴证靶标),当手榴弹被引爆时,在鉴证靶标上不应有穿透孔,从而验证防爆性能。

图9-28 防爆毯

(a)普通防爆毯(可防1个手雷);(b)一体式柔性防爆毯(可防2~5个手雷)

盖毯和围栏的总质量小于等于30 kg,盖毯的外形尺寸应大于等于1 200 mm×1 200 mm,围栏的内径尺寸应大于等于400 mm。盖毯和围栏的外套材料在抗渗水性能(耐静水压应大于12 kPa)、断裂强力(经向和纬向均应大于1 200 N)、撕破强力(经向和纬向均应大于120 N)等方面均有严格要求。

防爆毯(含防爆围栏)是最轻便、机动性最强的防爆结构,可以很好地用于产生破片较多的小当量爆炸物的防护,但由于其体积小、上下方向防护能力不足的特点,在面对体积较大的爆炸物时,防爆毯将不能完成预期防护目标。目前的防爆毯主要使用芳纶、PE等材料制备,防护能力为1个手雷,由内围栏、外围栏和盖毯组成,处置方式为先用内围栏围住疑似爆炸物,再用外围栏围挡,最后盖毯覆盖在外围栏上方并展开平整。新研制的柔性防爆毯采用一体式围栏结构,防护能力为2~5个手雷,且兼具灭火能力,其处置方式为直接将一体式防爆围栏展开并覆盖疑似爆炸物即可,如图9-28(b)所示。

5.柔性复合防爆技术及装备

柔性复合防爆技术是一种通过采用全部柔性材料制成的复合结构来对爆炸冲击波、高速破片和高温火焰进行全防护的技术,通过柔性材料的大变形、多孔聚合物的压缩破碎和液体的雾化将爆炸能量吸收、内耗、弥散和转化,从而实现“以柔制爆”的防护作用。

柔性复合防爆装备是基于柔性复合防爆技术而制成的全柔性爆炸防护装备,具有重量轻、使用灵活、无二次伤害等特点。其“柔性”主要体现为以下5个方面:①质柔,不含金属,全部采用低密度柔软材料制备,可以通过X射线进行爆炸物快速检测;②性柔,柔性防护,过量爆炸后不会产生二次伤害;③轻柔,轻质便携,1~2人可抬动进行快速处置;④内柔,装备底部为空,且内部高效吸能防护,可进行无接触遮罩处置;⑤光柔,可以削波熄焰,达到阻隔熄灭火焰和减震降噪的效果。图9-29是柔性防爆装备的典型应用场景和装备外观图。其防护当量为0.5~1.5 kg TNT当量,装备重量62~120 kg,对爆炸产生的高压冲击波、高温火焰和高速碎片均可防护。目前,该装备在全国军队、公安、消防、机场、高铁、场馆等场所广泛应用。

该技术已在3 kg、6 kg、15 kg TNT等大当量爆炸防护中开展创新研制,通过模块化、轻量化设计,在建筑、车辆、人体防护、石油化工等多个领域拓展应用。

图9-29 柔性防爆装备的典型应用场景和装备外观图

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