[来源] [作者] 游晓秀 [发表时间] 2010-8-23 17:50:00
2010年7月,在全国各地深陷洪涝灾害的关键时刻,高温笼罩下的古都南京在一阵爆炸声中立刻名声噪起,28日上午10:10分左右,南京栖霞区迈皋桥已搬迁停产的原南京塑料四厂厂区地下可燃气体管道破裂引发爆炸,导致多人伤亡,给周边群众的生产和生活造成较严重的影响。
经此事件后,与爆炸相关的事件迅速引起各界的关注,如7月16日,大连市大连新港附近输油管道爆炸;7月21日,长沙一满客机场大巴疑似爆炸等事件;7月30日,长沙税务局大楼爆炸,行凶者将炸药扔到会议桌下;长春居民楼连发4起爆炸1死25伤,疑因天然气泄漏;7月31日2时44分山西翼城煤矿爆炸致17死75伤,因藏匿炸药所致,8月16日,黑龙江省伊春市一烟花厂发生爆炸等。这一系列的爆炸事件,虽然原因各异,但都不同程度上给人们的生命财产安全造成了损失,而且爆炸事件容易造成群死群伤,引起民众的恐慌,因此,对于类似爆炸事件的防范不容忽视。
危险事故的发生不可预料,所以我们要采取必要措施进行防范,从南京爆炸事件中,不难发现很多人员伤、亡是由于玻璃破碎或建筑物倒塌所致,所以,对易遭恐怖爆炸袭击以及存在爆炸高风险行业(诸如:石油、天然气、煤炭能源以及化工等高风险行业)可能发生的爆炸风险进行评估和预测显得尤为重要,那么,我们如何做到对高风险行业和地域测评,目前国内是否有这种技术,如何有效防爆?在此,我们采访了在防爆玻璃系统方面有较深研究,实力雄厚的金刚玻璃——北京金刚盾防爆科技有限公司副总经理张明罡,技术出身的张总,对此类事件有多年的研究,他从专业的视角为我们详细解析了爆炸冲击波中玻璃和建筑物的破坏性,以及解决此类问题的办法,以下是具体内容:
——北京金刚盾防爆科技有限公司副总张明罡专访
安防行业网:近期,国内爆发了一系列的爆炸事件,给人们的安全生活造成了一定的影响,那么您是如何看待这类事件的,爆炸事件的频繁发生,给安防带来怎样的启示?
张明罡:我就简单谈几条吧:
一是化工、煤炭生产领域的爆炸事故确实是一个很复杂的问题,任何生产过程中的爆炸条件机理远复杂于军事上的爆炸,有些爆炸我们甚至还没有弄清楚其机理,对于爆炸事故的防范,尽管随着科学技术的发展我们有了很多的手段,但是,生产领域的爆炸事故不可能做到完全杜绝,即使是发达国家也概莫能外。中央也出台了关于安全生产的若干意见,我注意到:煤炭生产领域明确规定领导必须同矿工一同下井的要求,这是一个进步,这会督促企业主管领导在自己掌握现有资源情况下尽可能去改善安全生产条件,但是,也必须看到:如果缺乏专业技术知识,盲目下井也只不过是“英雄主义”的体现,无法从根本上解决安全生产的问题;另外,各地政府主管生产的部门也应积极汲取社会上先进技术,来弥补自身对于安全生产领域的管理方法、技巧、能力的缺陷,达到降低安全生产的事故率的目的。同时,作为一名普通公民,我认为,提升安全生产领域安全需要一个过程,管理绩效考核应该是考虑年平均事故率和事故死伤率是否呈下降趋势或是下降幅度大小而评判的,不应采取一旦出现事故就有人为此负责而下台的刚性制度。
二是降低爆炸事故死亡率是一个技术问题,安全生产领域爆炸灾害处理实际上是一个“防爆、抑爆和抗爆”三结合的原则,就控制爆炸灾害而言是需要根据科学数据制定生产区域同管理区域或是居民居住区的安全距离设定的问题,这使得一旦产生爆炸不至于危机到安全距离以外的人员及设施;在抗爆方面,这些设施是需要对爆炸荷载对建筑结构的破坏力进行专业计算,采取各类增强技术防止建筑的连续性倒塌,还需要对门窗进行计算校核,必要时,可根据不同的爆炸荷载选用不同防范等级的防炸弹玻璃系统,这样可以避免在爆炸冲击波下作用下的玻璃碎片飞溅伤人。
三是利用全社会的科研力量,如专业院校、研究机构、技术咨询机构等,让这些组织共同参与安全生产管理工作中去,为政府各项决策提供可靠的数据及技术防范保障。
四政府应拓宽视野,采取开放态度,利用多种渠道,引进国外先进的安全生产管理体制,如在规划建设新的化工、能源、煤炭等高风险行业厂区,或是,这类行业设施搬迁时,应该引入专业技术咨询公司给予爆炸的风险评估与规划。
安防行业网:南京“7•28”爆炸事件发生后,国务院安全生产委员会办公室8月1日通报南京市“7•28”地下丙烯管道爆燃事故相关单位基本情况及事故简要经过,并初步认定事故发生的主要原因是施工安全管理缺失,施工队伍盲目施工。您认为从这次爆炸事故看还反映出什么问题?
张明罡:首先,我同意国务院安全生产委员会的初步结论,但是,往深层次看,“7•28南京爆炸事故”还存在一些安全管理上的盲区,比如说:这次实际上是南京第四塑料厂拆迁而引起的,在化工厂拆迁前,是否对整个项目拆迁进行风险评估,当然这是一个很专业课题,按照国外的做法是对这一过程有专业的安全咨询公司参与政府的管理咨询工作,有了风险评估、还需逐条制定预防措施,比如说:是否要对地下化工原料管路做到根据现有地下管路布设图勘测以判定图与实际是否相符,一旦发现图纸与实际不符,是否可以采用先勘测后施工的方式,施工前是否需要对已知的化工管路进行关停清放等工作,是否对存在化工原料进行性质判别,是否可燃可爆,对这些易燃易爆化工原料可以进行爆炸荷载的计算以及对周边人员、建筑的安全的评估,根据这些结果一旦发现风险概率大,是否可以采用安全距离以内周围受影响区域居民先迁移,再进行企业搬迁改造等后续工作,根据我了解的情况,目前我国已有开展类似爆炸安全咨询顾问公司专门从事这方面的技术服务。安全管理缺失导致安全事故,我认为主要是这一部分安全技术工作没有做到位。此外,还可以通过一些技术手段,比如:购买各种物质红外线探测设备监控施工周围环境有无各种可燃气体的泄漏等,这些都可以由专业的技术咨询公司提供各种事故防范预案。
安防行业网:您刚才提高一个很关键的技术叫做“对这些易燃易爆化工原料可以进行爆炸荷载的计算以及对周边人员、建筑的安全的评估”那么,还请您讲解一下这是什么样的一种技术?进行这一举措的重要意义是什么?
张明罡:这种技术主要是指利用计算、模拟分析高能炸药在特定环境下(街道、隧道等)爆炸后产生的爆炸空气冲击波荷载在空气中的传播及其对临近建(构)筑物的破坏。
当我们在进行防爆系统设计时,首先会考虑高危险源的爆炸荷载冲击波的大小,荷载冲击波的大小决定不同距离内的破坏。当然不同的危险品也会造成不同的荷载冲击波,如瓦斯和丙烯之类的爆炸后作用范围更广,而烟花爆竹厂之类的爆炸通常主要是厂区受到破坏。根据测算结构,设置一定的安全距离,安全距离以内的人员最好提前转移安置,重要设施提前搬迁。除此之外,还要对建筑结构抗爆研究分析,即对建筑结构在爆炸冲击波荷载(高能炸药、易燃易爆化学品、粉尘爆炸等)作用下的动力响应和破坏模式进行研究分析,看爆炸后会对建筑主体结构(梁、板、柱等)造成危害,还是对外维护(玻璃窗、门、外围护墙等)造成危害,并根据具体情况对主体结构与外维护构件进行抗爆设计与抗爆加固。
进行建筑设施恐怖主义袭击风险评估的主要目的是:
1、保护人员的生命安全;
2、避免重要设备受到破坏;
3、保护主要建筑和财产;
4、使得建筑和设备能连续正常发挥作用;
5、避免声誉(名誉)受到损害;
6、建筑和设备在遇到偶然事件时能快速得到恢复,建筑物不能遭受永久性的严重破坏。
安防行业网:据悉南京栖霞区丙烯发生泄漏爆炸案波及面积近两平方公里的范围,从专业视角,你认为这次的化工材料丙烯爆炸为什么会产生如此大的破坏威力?
张明罡:丙烯是小分子可燃有机物,在常温状态下以气态方式存在,这次爆炸波及这么大的范围,使得普通民众遭受了重大伤亡是因为泄漏的丙烯与空气混合在特定的情况下形成了“云爆效应”,简单说:大体相当军工行业云爆弹爆炸机理,和常规炸弹填装的高爆炸药(TNT)不同的云爆弹主装药为云爆剂,云爆剂是一种高能燃料(乙醚、环氧乙烷、环氧丙烷、硝基甲烷、乙烯乙炔等液体、气体、固体类高挥发性易燃燃料)在一定起爆条件下云爆剂被抛洒开,与空气混合并发生剧烈爆炸、称为云雾爆轰。由于爆轰长几十倍,对目标的破坏作用大。它的破坏作用主要是超压场,即利用超过大气压力的压力场来达到破坏的目的,其次是温度场和破片。虽然云爆弹产生爆轰波的最大爆轰超压值比普通炸药低,但由于其爆轰反应时间(包括爆燃反应时间)高出普通炸药几十倍,所以冲击波的破坏作用比起普通炸药来要大得多,其作用面积也要大,而且大面积的爆炸消耗空气中的大量的氧气,直接导致数分钟爆炸作用空间内氧气耗尽,所以通过窒息也会杀伤有生力量,有试验表明,环氧乙烷-氧爆轰时,其冲击波作用面积比同等质量的TNT炸药大40%,同煤矿瓦斯爆炸相似,这些气态的燃料有个爆炸极限浓度,空气中的含量太低或是太高都不能引起爆炸,我印象中丙烯的爆炸极限浓度为2.1~11.4%,可以看得出这个浓度区间是很宽泛的,加之7月下旬的气温较高等条件有利于丙烯的挥发与扩散,所以丙烯泄漏后是比较容易引爆,一旦爆炸波及范围也广,产生的破坏力也大。
安防行业网:我们知道,玻璃在建筑物中占有很重要的分量,可是也容易造成安全隐患,我们不难发现,但凡发生爆炸事件,很多人员伤亡是由于破碎的玻璃引起的,那么请您讲讲玻璃的危害主要在哪些方面?在防爆过程中对玻璃防范的重要性?我们能够采取哪些措施防范?
张明罡:大部分的爆炸事故造成的伤害很多事是由玻璃碎片造成的,玻璃碎片是怎样引起的?是由于爆炸冲击波对建筑外维护的破坏,普通的玻璃承受不了如此大的冲击波的荷载,随着爆炸冲击波的荷载,玻璃碎片高速飞溅,当达到一定速度时,玻璃飞溅碎片就会对人体致死或者致伤。
防爆过程中玻璃防范的重要性:
国外专家曾做过一些评估,认为很多爆炸没有对主体造成危害,却对外维护玻璃幕墙或者玻璃窗、门造成破坏后,75%的人员伤亡是由于玻璃飞溅而造成的,那么,在这种情况下,我们采取什么措施防范呢?
第一:对于非主体破坏,我们主要是根据爆炸冲击波荷载的大小,来设计不同的厚度、强度、刚度的防爆玻璃系统,来抵御不同的爆炸冲击波,防爆玻璃系统是一种由防爆玻璃幕墙钢铝型材系统和防爆玻璃共同组成。通常我们认为玻璃是最重要的,但实际上仅仅安装防炸弹玻璃是不足以抵御爆炸后强大的冲击波的,还需要与之相配套的加固系统,即防爆玻璃幕墙钢铝型材系统。防爆炸系统,而非防爆炸玻璃,这一系统是由防爆玻璃与加固的五金配件共同构成的。
第二:当爆炸荷载过大时,防炸弹玻璃系统就不能太刚性,跟墙体完全是一体的时,容易造成整体坍塌,这种情况下需要设置一种栏护索结构,可以防范玻璃与支承结构整体脱框飞出(一旦出现这种情况,它导致的伤害更为严重)。
安防行业网:从以上谈话可以看出您对于建筑物防爆有较深的研究,那么还请您谈谈国内外对于防爆炸研究的现状?
张明罡:欧美国家尤其是美国在经受了“9•11”事件后,对重要的公共建筑如机场、政府办公楼、金融中心等的防爆措施较为严格,目前世界上一些国家如欧美、日本、新加坡等发达国家已逐步开展了在设计初期阶段就对建筑设施进行防恐抗爆能力的安全规划,同时对已有重点建筑设施防恐抗爆安全性予以风险评估,采取经济合理的手段进行改造加固赋予建筑结构抗爆性能;通过技术法规增强防爆抗爆条款及立法措施强调建筑结构防恐抗爆的必要性。
国内军用重地的防爆措施一直比较严格,而且多年以前已经有相应地机构在从事这方面的研究,仅从最近的一系列爆炸事件可以看出,主要是煤矿、化工厂、鞭炮厂等生产、生活民用领域,以及市区中心由于犯罪嫌疑人的故意行为造成的爆炸,所以我认为我国在民用建筑结构防恐抗爆方面显得比较薄弱,无论是从管理者的认识理念上,还是技术实力上都有很大的欠缺,为此,我们金刚盾防爆公司率先在国内开展建筑结构防恐怖袭击和抗爆炸危害的研究与应用,我们致力于为政府和相关的决策部门提供科学决策的依据,为保障人们群众的安全生活、安居乐业做贡献。