張麗平 王黎濤
本文介紹了黑火藥的結(jié)構(gòu)及性能特點,分析了黑火藥在儲存過程中可能發(fā)生燃爆的條件和原因,針對黑火藥在庫房儲存中的安全問題,提出了相應(yīng)的安全管理措施和技術(shù)要求。
作為中華民族古代四大發(fā)明之一的黑火藥,自發(fā)明至今己有一千多年的歷史了,它對中國乃至世界的發(fā)展曾起到過重大的作用。就是在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,黑火藥在軍事和民用方面也起著很大的作用。在民用方面,黑火藥主要被用來制作煙花爆竹。在我國,逢年過節(jié)、婚喪嫁娶都有燃放煙花、爆竹的傳統(tǒng)習(xí)俗,因此每年都要消耗大量的黑火藥。煙花爆竹的燃放在給人們帶來歡娛的同時,也存在著一定的危險性。每逢春節(jié),由于燃放大量的鞭炮,不僅造成了較為嚴(yán)重的空氣污染,而且導(dǎo)致大量意外人身傷害和火災(zāi)事故的發(fā)生,給人民的生命財產(chǎn)帶來重大的損失,所以前幾年許多城市已明令禁止燃放煙花爆竹。隨著許多城市允許春節(jié)期間有限制地燃放煙花爆竹,許多煙花爆竹廠家或作坊又恢復(fù)了生產(chǎn),從而使得黑火藥的需求量大增。由于生產(chǎn)、儲存、運輸過程中的違章作業(yè),已陸續(xù)發(fā)生了多起因黑火藥燃爆而造成人員傷亡的重大事故。
“一硝二磺三木炭”是對黑火藥組成的通俗描述,它不僅說明了黑火藥的組成—硝酸鉀、木炭和硫磺,而且標(biāo)明了三者的重量組份。當(dāng)然其組成可隨不同需要而作相應(yīng)調(diào)整。黑火藥在沒有外界能量作用的情況下,三種物質(zhì)相互之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
當(dāng)黑火藥在外界能量(如火花、摩擦、撞擊、靜電等)作用下,會燃燒爆炸。通常在大氣中點燃少量的黑火藥只燃燒不發(fā)生爆炸,當(dāng)量大或在密封包裝時被點燃則會產(chǎn)生爆炸。所以說黑火藥因條件不同而具有燃燒和爆炸的雙重功能。也就是說黑火藥既可作為炸藥使用,又可作為發(fā)射藥使用。例如在爆竹中作為炸藥使用,而在煙花中多作為發(fā)射藥使用。由于黑火藥中含有木炭,所以特別容易吸濕,另外硝酸鉀也會因吸濕潮解??偟恼f來黑火藥具有火焰感度高、燃燒速度快、摩擦感度高等特點。
黑火藥在完成生產(chǎn)以后,一般要儲存在庫房中,工廠化生產(chǎn)的儲存量往往較大。由于黑火藥制造簡單,許多家庭作坊也能生產(chǎn)黑火藥,但由于受生產(chǎn)能力的限制,儲存量一般較小。不管是哪種情況,作為危險品的黑火藥在儲存狀態(tài)中,由于藥量相對集中,其自身的防護(hù)能力要較其制成品的防護(hù)能力差,因而更具危險性,一旦著火,就會由燃燒轉(zhuǎn)為燃爆,進(jìn)而發(fā)展成爆炸,從而造成嚴(yán)重的后果,許多重大事故的發(fā)生往往是由于黑火藥過于集中放置,在受到外來能量作用下而產(chǎn)生爆炸引起的。為了避免黑火藥在儲存狀態(tài)下發(fā)生燃燒爆炸,以及針對事故苗頭作預(yù)防處置,下面著重分析一下黑火藥在儲存狀態(tài)下可以發(fā)生燃爆的原因。
由于黑火藥對火焰的敏感度很高,可謂一觸即發(fā),其發(fā)火點在290-310℃,由于其表面粗糙,有棱角,又是“黑體”,易吸收火焰的熱能并形成熱點,故其點火所需的能量很小,一旦遇到明火即產(chǎn)生燃爆。產(chǎn)生明火的原因主要有工作人員攜帶火種進(jìn)人庫房,如吸煙;電器開關(guān)產(chǎn)生火花;使用非防爆工具;庫外火源波及庫內(nèi)等。
黑火藥有著很高的摩擦感度,即黑火藥在摩擦力的作用下,極易產(chǎn)生燃爆。如庫房中有散落在地板上的黑火藥,當(dāng)被人踩踏時易著燃,從而波及盛裝在容器中的黑火藥。如果在地板上拖拽盛裝黑火藥的容器,也會產(chǎn)生危險。
黑火藥有著較高的沖擊感度,當(dāng)黑火藥在機械力沖擊下有可能發(fā)生爆炸,如野蠻裝卸車、野蠻堆碼,以及不慎造成盛裝黑火藥容器的跌落,都有可能使黑火藥受到?jīng)_擊而爆炸。
靜電作為一種常見的物理現(xiàn)象,普遍存在于我們的日常生活之中,特別是在干燥季節(jié),更容易產(chǎn)生、積聚靜電。由于爆竹煙花的生產(chǎn)多集中在春節(jié)之前,也即秋冬季節(jié),在此季節(jié)氣候干燥,對黑火藥的影響也就更大。當(dāng)靜電產(chǎn)生并積聚到一定程度時就會以電火花的形式釋放出來,而使黑火藥燃爆。產(chǎn)生靜電的原因主要有容器開封并從容器中向外倒藥的過程;從容器中向外舀藥的過程;人體穿著化纖衣帽脫摘的過程;容器表面清擦過程;清掃地板散落藥粒的過程等。
為了防止火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生,要對庫房儲存中的黑火藥嚴(yán)格管理,針對以上所分析的誘發(fā)火災(zāi)和爆炸的原因,可以采取以下相應(yīng)的安全管理措施。
人作為生產(chǎn)活動中的主體,其對所從事行業(yè)相關(guān)知識的掌握程度,以及對該行業(yè)所存在的潛在危險因素的認(rèn)識和重視程度,直接關(guān)系到儲存過程,乃至生產(chǎn)全過程的安全。因此要加強對相從業(yè)人員的理論知識培訓(xùn),并進(jìn)行相應(yīng)的安全教育,提高其防患于未然的安全意識。
制度是制約人員行為的準(zhǔn)則,只有完善健全的制度,才能保證庫存黑火藥的安全。儲存黑火藥庫房的管理制度要根據(jù)具體情況而定,但作為制度的核心,要包括:黑火藥的出入庫登記、禁止火種進(jìn)入庫房、禁止閑雜人員進(jìn)入庫房、消防器材的配置等內(nèi)容。
由于黑火藥具有高的火焰、摩擦、撞擊和靜電感度,因此對儲存庫房也有很高的要求,儲存黑火藥的庫房地坪不宜采用水泥地坪,如果是水泥地坪,應(yīng)在其上鋪設(shè)一層膠皮和澆蓋一層瀝青,也可以鋪設(shè)一層木質(zhì)地板,以便于清掃散落于地面的黑火藥,減輕摩擦和撞擊。庫房應(yīng)使用防爆照明燈具,且條件允許時,應(yīng)設(shè)置避雷針,以防雷電對庫存黑火藥的影響。
為了保證庫房作業(yè)安全,要嚴(yán)格規(guī)范作業(yè)行為,嚴(yán)禁穿帶鐵釘?shù)男M(jìn)入庫房;輕搬輕放,嚴(yán)禁拖拽盛藥容器;嚴(yán)禁使用鐵質(zhì)工具作業(yè);嚴(yán)禁使用易產(chǎn)生火藥和靜電的機具設(shè)備;清掃庫房時應(yīng)將黑火藥搬走,采用濕法清掃,不許使用類似雞毛撣子、化纖織物清掃灰塵,嚴(yán)禁使用鐵質(zhì)工具清理垃圾;工作人員在庫房內(nèi)作業(yè)時,應(yīng)著棉質(zhì)工作服。
黑火藥作為易燃易爆的高危物品,除加強安全管理外,庫房中應(yīng)配置相應(yīng)的消防器材。目前市場上的消防器材品種繁多,性能各異,要根據(jù)黑火藥的特點,選擇合適的消防器材。通過前面的分析可知,黑火藥組份的主要成分是木炭和硝酸鉀,具有較強的吸濕和潮解特性,一旦吸濕,黑火藥就喪失了燃爆能力。針對黑火藥的這一特點,我們可以選擇使用清水滅火器和酸堿滅水器,這兩種滅火器的主要滅火劑是水,對黑火藥的消防非常合適,且容量大,價格便宜。至于庫房所配滅火器的數(shù)量應(yīng)根據(jù)庫房的大小和庫存藥量的多少而定,至于滅火器的使用方法和注意事項,這里不再贅述。
另外,庫房還應(yīng)配置一定數(shù)量的消防水桶,就近應(yīng)有能取水的水源,以便應(yīng)急取水。
通過上面對黑火藥結(jié)構(gòu)和性能的分析,我們對黑火藥的稟性有了一定的了解,對其潛在的危險性也有了較全面的認(rèn)識。黑火藥雖為危險品,但它的存在已得到社會的認(rèn)同,故也只有因勢利導(dǎo)地加強對它的管理,才能保證安全,避免事故的發(fā)生。針對黑火藥儲存中的安全問題,我們提出了相應(yīng)的管理要求和技術(shù)措施,想必會對黑火藥的儲存管理起到一定的促進(jìn)作用,會對預(yù)防該行業(yè)全過程中火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生起到積極的作用。