1、城市重大爆炸灾害现状及研究展望,钱新明 爆炸科学与技术国家重点实验室 北京理工大学,报告内容,1、简介 2、我国城市爆炸灾害概况与特点 3、国内外研究现状和发展趋势 4、爆炸灾害研究的关键问题,1 简介,城市重大爆炸灾害，是指发生在城市及周边，对其社会稳定与和谐产生重要负面影响，并造成重大人身伤亡或财产损失的爆炸。研究表明，凡是生产、使用、运输、储存、处理较大量的易燃易爆物质、民用爆炸品、可被氧化的粉体、高温、高压容器设备等的场所都存在引发爆炸灾害的危险。,城市重大爆炸灾害主要包括： 城市内及周边工业设施和工业物质的爆炸； 城市生活配套设施与物质的爆炸； 居民生活中的重大爆炸事故； 人为制造的
2、爆炸灾害。,1 简介,由于城市人口密度大，是重要的政治、经济、文化中心，城市重大爆炸灾害对人们的生活、生命财产安全和社会良好秩序有着广泛而严重的影响。目前，我国正处于转型期，生产力水平发展不平衡，公共安全保障基础薄弱，与经济高速发展的矛盾越来越突出，影响着国民经济的协调和可持续发展，重大事件和事故的发生，往往给人民群众生命和财产带来重大损失。,1 简介,城市重大爆炸灾害，不但导致重大的人员伤亡及财产损失，还会造成社会的恐慌，影响社会稳定，是最严重的公共安全事件之一。,1 简介,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,目前，我国还未就城市爆炸灾害进行独立统计，通常列入全国较大、重大和特别重大事故统计中。
3、下表给出了2001-2008年全国较大、重大和特别重大事故统计数据。,2001-2008年全国死亡3人及以上事故统计,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,表中数据显示，8年间全国共发生： 死亡3-29人的重特大事故4546起，死亡29962人，其中爆炸事故1063起，死亡9161人，占重特大事故起数的23.4%，死亡人数的30.6%。 死亡超过30人的特别重大事故69起，死亡4136人，其中爆炸事故44起，死亡2644人，占特别重大事故起数的63.8%，死亡人数的63.9%。由此可见，爆炸事故在重大和特别重大事故中比例尤其高，后果尤其严重。,在我国爆炸灾害的统计中，城市重大爆炸灾害事故占有不小的比
4、例。随着我国城市化加剧，经济的快速发展，人民生活的提高以及国际局势的变化，城市重大爆炸灾害危险源大量增加，城市重大爆炸灾害发生的可能性呈上升趋势。对近20年来我国城市发生的重大爆炸事故进行分析后发现，城市重大爆炸灾害体现在以下四个典型方面：,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,1、城市化加剧使众多工矿企业被城市包围，这些企业内爆炸危险源发生的爆炸，是重要的城市重大爆炸灾害之一。（典型案例）,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,2、遍布城市的燃气管网、大型储油储气罐、随处可见的加油站、加气站，是主要的城市重大爆炸灾害源。（典型案例）,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,3、城市生活水平的提高，对烟花爆竹的需
5、求剧增，烟花爆竹储运发生爆炸的危险突现，是城市重大爆炸灾害的第三个方面。（典型案例）,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,4、国际政治和民族冲突，也带来国内城市恐怖爆炸危险加大，特别是发生在敏感地点的爆炸更是城市重大爆炸灾害的一个重要方面。 （典型案例）,2 我国城市爆炸灾害概况与特点,2005年11月13日,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，排出的苯、苯胺、硝基苯等爆炸污染物和污水进入松花江，造成了重大的环境污染事件，并造成6人死亡，使得周边大学、居民区大规模的撤离疏散，严重影响了社会的稳定与和谐。事故发生的原因为：T-102 塔发生堵塞，导致循环不畅，因处理不当而发生爆炸。,2010年7月
6、28日，南京迈皋桥原塑料四厂厂内丙烯管道被挖断，造成丙烯泄漏爆炸共造成13人死亡、120人住院治疗(14人危重)和4300多户居民财产受损。 在有十多个小区、幼儿园、超市和家具城的居民密集区内，竟分布着塑料厂、液化气厂、加油站、加气站等多家化工企业和密布地下的化工管线。,返回,1993年8月5日，深圳清水河危险化学品仓库发生特大火灾,火灾蔓延导致连续爆炸，共发生2次大爆炸和7次小爆炸，造成15人死亡, 873人受伤，烧毁、炸毁建筑物面积39000平方米和大量化学物品等，直接经济损失超过2.5亿，燃烧爆炸产生的大量有毒气体，甚至影响到临近的香港市民。干杂仓库被违章改作化学危险品仓库及仓库内化学危
7、险品存放入严重违章是事故的主要原因，干杂仓库4号仓内混存的氧化剂与还原剂接触是事故的直接原因。,2007年2月5日，南京汉中路牌楼巷与汉中路交叉路口北侧，正在施工的南京地铁二号线出现渗水塌陷，造成天然气管道断裂爆炸，导致附近5000多户居民停水、停电、停气。路面被炸出一个深五六米、宽十米左右的大坑，附近的金鹏大厦被爆燃的火苗“袭击”，一楼的门脸房毁坏严重，基本被炸得看不出原样。,2001年9月1日，沈阳大龙洋石油有限公司铁路专用线的火车油槽车在向储油罐注油过程中，由于无人看管，油罐区内汽油外溢，大量的挥发气体流动到160米外的汽车库内，司机发动汽车时，火花引燃汽油挥发气体，导致油罐爆炸起火。
8、该事故的火光映红了半个沈阳城，而不断见诸电视报纸的危险化学品车辆在城市或近郊的事故以及潜在的爆炸危险报告，更给城市居民的心里投下了不安全的阴影。,返回,2008年2月14日，广东省佛山市三水区一烟花爆竹仓库发生爆炸，随后波及其他20多个仓库爆炸，经过30个小时的爆炸燃烧才平息。爆炸现场所有房屋被损毁，周围大约50亩山林被焚毁。相邻两个村庄百余村居被震裂，150多名村民从睡梦中惊醒后紧急撤离，剧烈的爆炸声导致佛山五区乃至广州都有震感，两名幼童受惊吓被送往医院治疗，还有部分村民出现脑震荡。,2010年8月16日，伊春乌马河区华利鞭炮厂爆炸事故直接造成33人死亡、3人失踪，重伤14人。紧急将周围20
9、00余名群众疏散。,返回,2001年3月16日，石家庄市棉三宿舍十六号楼发生爆炸，该事故是建国以来死伤人数最多的爆炸案件，同时有5处发生爆炸，造成108人死亡，38人受伤，数座房屋被夷为平地或严重损毁。,报告内容,1、简介 2、我国城市爆炸灾害概况与特点 3、国内外研究现状和发展趋势 4、爆炸灾害研究的关键问题,3 国内外研究现状和发展趋势,1、国外相关研究进展2、国内相关研究进展,国外相关研究进展,主要就以下几个问题展开： 爆炸灾害发生机理研究 爆炸灾害的破坏作用及其减灾防护研究 爆炸危险源分析及灾害转化理论研究 爆炸灾害预警、探测及应急处理模型研究 多米诺机理研究,通过研究，对气体爆炸、粉
10、尘爆炸等爆炸灾害的形成、发展有了良好基础，初步建立了气相爆轰，多相爆轰，燃烧转爆轰等理论。但是，由于可爆炸物质的多样性，爆炸过程持续时间短暂，观测手段有限等等因素的制约，爆炸灾害机理研究仅限于对特定条件下的理论研究。爆炸灾害形成、发展机理的研究有待深入。,返回,国外相关研究进展,研究重点在爆炸对建筑结构和人员的毁伤效应、新型防爆材料与结构、爆炸载荷下材料的动态性能等方面。通过重大爆炸灾害对地下空间、高层建筑等重要目标的破坏分析，一方面揭示了爆炸灾害的形成过程，另一方面为减灾防护提供重要依据。同时，也为爆炸事故调查提供了技术手段和支持。,国外相关研究进展,发达国家的研究机构能在实验室里实现对爆炸
11、事故的再现，并结合数值仿真技术，比较清楚的分析爆炸事故的原因和事故过程，形成了爆炸事故调查处理的类似于ISO那样的标准化程序和国家标准。,返回,国外相关研究进展,在化学危险品爆炸安全方面，联合国经社理事会（EDOS）在上世纪50年代就开始建立了联合国危险货物专家委员会，通过一年两次的会议来制定联合国关于危险货物运输的建议书-规章范本（TDG），目前该规章范本已在全世界所有发达国家得到实施。2000年开始成立了全球化学品分类和协调专家委员会，制定了全球危险化学品分类和标签协调制度（GHS）。,国外相关研究进展,发达国家纷纷通过各自的技术法规来加强危险化学品的生产、运输、储存和入境控制，来保障生产
12、和公共安全。按照TDG和GHS要求，发达国家建立了完整的化学危险品测试和鉴别技术标准和手段，涵盖了化学危险品爆炸安全的所有方面。,国外相关研究进展,在石油化学工业爆炸安全方面，围绕化学易燃易爆物质在生产、储存、运输、使用过程的泄漏、扩散、燃烧和爆炸一直是个关键问题。发达国家，特别是世界著名石油公司对该方面的安全问题尤其重视，投入大量的财力在保持和提高石油化工安全性。各个石油公司都重视爆炸燃烧事故的预防和控制，特别是在健康、安全与环境方面，建立了国际标准。,返回,国外相关研究进展,发达国家在易燃易爆物质防爆炸监控方面采用了人工智能。将智能系统、因特网、通讯、自动化、实时数据处理及数据库融为一体，
13、在化学危险品、粉尘爆炸监测、火炸药和炸药生产中得到了应用。,国外相关研究进展,在反恐怖爆炸方面，国外先进国家对隐藏炸药探测、反恐怖汽车炸弹、及重要建筑物反恐怖炸弹防护标准等问题近年来进行研究。正在制定相应的标准和规范，以便更好更系统的防止恐怖爆炸，减少事故损失。,返回,国外相关研究进展,爆炸所产生的碎片容易导致多米诺事故发生，但是爆炸碎片的产生和飞行具有很大的随机性。通过采用蒙特卡罗（Monte-Carlo）方法来进行碎片的随机性和不确定性的计算和分析，得到了容器发生爆炸后，爆炸碎片所能到达不同距离的概率曲线。对火灾、爆炸两种事故发生多米诺效应的机理及相关影响参数作了深入研究，主要考虑了冲击波
14、超压、热载荷、爆炸碎片3种参数。,国外相关研究进展,针对池火灾、喷射火、火球、闪火、结构失效爆炸、受限空间爆炸、沸腾液体扩展蒸汽爆炸、蒸汽云爆炸及毒物泄漏九种事故类型所形成的热辐射、冲击波超压和爆炸碎片三种参数的破坏临界标准作了研究。提出了不同事故类型进行多米诺事故研究所应考虑的事故扩展向量，并确定了在目标单元特定储存及放置状态下，主事故的事故参数足以破坏二次目标单元的临界量。,返回,国外相关研究进展,在爆炸安全机理研究方面 开展了一维爆炸场和二维定常爆炸模拟； 进行了少量的小规模的气体燃烧转爆轰研究（DDT）； 对凝聚相固体爆炸的二维爆炸开始进行模拟， 但还不能对气相爆炸进行三维模拟。,国内
15、相关研究进展,对工业粉尘的爆炸研究进行得比较晚。从上世纪七十年代开始进行了煤尘和粮食粉尘的研究，但研究方法只局限于引进国外方法对煤尘爆炸性进行测试。八十年代开始用国际通用方法研究煤尘爆炸特性，并开始研究粉尘云的特性。测试了一些粉尘的爆炸特性，但没有自己的数据库。,国内相关研究进展,对瓦斯煤尘爆炸，从国家“八五”、“九五”开始，陆续进行了一些局部的实验研究和科技攻关，提供了阻止瓦斯煤尘爆炸传播的装备，解决了矿井防隔爆装备从无到有的问题。为了防止爆炸的传播和灾区的扩大，国内外广泛采用水棚或岩粉棚被动式隔爆措施。使用这些技术措施使我国的瓦斯爆炸事故在总体上得到了控制，但仍还存在不足。,国内相关研究进
16、展,近年来，重特大瓦斯爆炸事故时有发生，特别是国有重点煤矿群死群伤的特大事故连续发生，表明在瓦斯重特大事故的防治方面还存在缺陷。对于如何在粮食粉尘和其他粉尘爆炸中借鉴煤尘防爆隔爆的方法，在我国目前还几乎是个空白。,国内相关研究进展,在易燃易爆重大危险源评价和治理方面，对重大危险源后果分析评价和模拟技术进行了研究并取得了进展。通过六城市重大危险源的治理试点，目前在全国逐步推广。但关于易燃易爆重大危险源爆炸方面的研究取得的成果没有重大突破，对控制减少易燃易爆重大危险源爆炸事故发挥作用很有限。,国内相关研究进展,国内还没有开展化学危险品、民用爆炸品、火炸药、工业炸药的本质安全性研究。在爆炸危险性控制
17、和防护上，还只能做到对化学危险品、民用爆炸品、火炸药和工业炸药生产过程的某些方面的报警，根本无法实现智能监控。在煤矿防爆炸事故方面，主要技术是引进国外的被动式水槽、水袋技术的基础上，进行了再开发使它使用于我国煤矿条件。自动抑爆技术研究也刚开始并未推广使用。,国内相关研究进展,国内还没有建立相关的爆炸危险性物质数据库、民用爆炸物爆炸危险性基础数据库。在爆炸事故调查分析上一般都是临时的，具有很大的随意性。爆炸事故调查基本取决于调查组成员的经验和主观判断，还没有一套科学的事故调查手段。没有采用国际上发达国家采用的实验加模拟模式。,国内相关研究进展,“十五”、“十一五”期间，开展了基于区域定量风险评价
18、的城市重大危险源安全规划研究，开发了定量风险评价软件。基于多米诺事故发生机理与扩展规律的研究同国外相关研究相比差距已经不大。,国内相关研究进展,报告内容,1、简介 2、我国城市爆炸灾害概况与特点 3、国内外研究现状和发展趋势 4、爆炸灾害研究的关键问题,4 爆炸灾害研究的关键问题,1、爆炸物质爆炸物理过程的基本理论 2、爆炸作用的动力响应及其灾害效应 3、爆炸危险源的多因素综合系统辨识及灾害演化的物理过程 4、爆炸物及爆炸灾害过程探测、预警和应急处理模型,1 爆炸物质爆炸物理过程的基本理论,探索城市气相、多相爆炸灾害诱发的物理特 征和能量演化规律；（DDT） 通过建立和发展气相、多相爆炸理论体
19、系，研究气相、多相爆炸危险源引发灾害的条件和影响因素；（尺度效应） 研究各种气相、多相爆炸危险源反应过程的实验方法、测试技术和数值模拟软件。（危险反应模拟）,探索工业炸药、烟花爆竹药剂等常见凝聚相非均质爆炸危险源灾害发生、发展的物理机制；(XDT) 建立工业炸药起爆动力学和燃爆传播理论及模拟方法； 建立烟花爆竹爆炸事故和灾害效应的物理模型和模拟方法；(TNT当量) 建立和完善凝聚相非均质爆炸危险源起爆与传爆瞬态细观参量、宏观参量的综合测试系统和实验方法。（过程反应与量的测试）,返回,1 爆炸物质爆炸物理过程的基本理论,2 爆炸作用的动力响应及其灾害效应,探索城市典型建筑结构内爆炸灾害的传播规律
20、和灾害效应； 探索防爆材料和结构在爆炸作用下的破坏机制； 探索防爆新材料的设计理论； 建立爆炸和冲击过程中材料和结构在高应变率条件下微结构演化和力学参量变化等量的测试系统； 开发动态压缩、拉伸、绝热剪切及复合加载条件下的材料性能和结构响应测试技术和手段。,返回,3 爆炸危险源的多因素综合系统辨识及灾害演化的物理过程,探索爆炸危险辨识、灾害预警新途径、新理论； 根据爆炸灾害的演化规律，建立爆炸危险辨识理论体系和信息系统； 研究爆炸危险源及灾害转化过程。,返回,4 爆炸物及爆炸灾害过程探测、预警和应急处理模型,探索爆炸危险源检测的新原理，包括： 核四级探测； 同位素探测； 爆炸早期探测（非理想爆轰）； 灾害过程中的应急处理模型。,谢 谢！,
