趙 潤(rùn)

(四川通達(dá)化工有限責(zé)任公司，四川達(dá)州，635000)

乳化炸藥[1]作為新型抗水工業(yè)炸藥，雖然發(fā)展歷史較短，但其在配方設(shè)計(jì)、工藝布置、設(shè)備研究與制造等方面均取得了巨大的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，產(chǎn)量也逐年增長(zhǎng)。2015年膠狀乳化炸藥占工業(yè)炸藥總產(chǎn)量的59.93%，2016年膠狀乳化炸藥占工業(yè)炸藥總產(chǎn)量的62.03%[2]，2017年1-8月膠狀乳化炸藥產(chǎn)量為149.50萬(wàn)噸，與2016年同期相比增長(zhǎng)10.89%，約占工業(yè)炸藥總產(chǎn)量的61.13%[3]。雖然乳化炸藥的安全性較高，但其在發(fā)展過(guò)程中也經(jīng)常發(fā)生爆炸事故，特別是2013年以來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)生的四起爆炸事故再一次給我們敲響了警鐘。無(wú)論技術(shù)多么成熟，設(shè)備多么先進(jìn)，管理多么規(guī)范，乳化炸藥屬于危險(xiǎn)品的本質(zhì)沒(méi)有變，乳化炸藥易燃易爆的屬性沒(méi)有變。JWL-III型乳化炸藥生產(chǎn)線，作為引入中國(guó)不久的高溫敏化技術(shù)，與傳統(tǒng)的中低溫敏化技術(shù)存在很大的區(qū)別，目前國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)的JWL-III型乳化炸藥生產(chǎn)線達(dá)80多條，產(chǎn)能超120萬(wàn)噸。雖然其技術(shù)得到了廣泛普及，但其生產(chǎn)系統(tǒng)的危險(xiǎn)有害因素還未得到全面辨識(shí)，因此必須全面分析JWL-III型乳化炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)，充分辨識(shí)其存在的危險(xiǎn)有害因素，并制定有效預(yù)防措施，方可防止事故的發(fā)生。

1 辨識(shí)依據(jù)和方法

根據(jù)GB/T 13861—2009《生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)和有害因素分類(lèi)與代碼》、GB6441—1986《企業(yè)職工傷亡事故分類(lèi)》和《職業(yè)病危害因素分類(lèi)目錄》(2015版)等資料[4]，對(duì)危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行分類(lèi)并加以辨識(shí)和分析。

采用系統(tǒng)安全分析和直觀經(jīng)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法[5]，以原材料、半成品、成品及生產(chǎn)過(guò)程中的燃燒、爆炸為重點(diǎn)[6、7]，對(duì)JWL-III型乳化炸藥生產(chǎn)線的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行全面辨識(shí)和分析。

2 物料的危險(xiǎn)有害因素

2.1 硝酸銨(NH4NO3)

2.1.1 硝酸銨的燃燒爆炸危險(xiǎn)性

硝酸銨是乳化炸藥的主要氧化劑，屬非常鈍感的爆炸性物質(zhì)，有刺激性、可助燃。硝酸銨是強(qiáng)氧化劑，可與還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)粘附有金屬粉末、紙屑等雜物時(shí)，在80℃左右即可發(fā)生分解并導(dǎo)致自燃[8、9]；硝酸銨的起爆感度和機(jī)械感度隨溫度的升高呈增強(qiáng)趨勢(shì)，在外界能量刺激下就可能發(fā)生爆炸；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)400℃時(shí)，硝酸銨將加速分解、燃燒，在密閉或通風(fēng)不暢的情況下286℃左右即可發(fā)生爆炸[10]。

2.1.2 硝酸銨的毒性

硝酸銨對(duì)呼吸道、眼及皮膚等有刺激性，接觸后可引起惡心、嘔吐、頭痛、乏力等，大量接觸可引起高鐵血紅蛋白血癥，影響血液的攜氧能力，出現(xiàn)頭昏、虛脫，甚至死亡。口服會(huì)引起劇烈腹痛、嘔吐、休克、抽搐，甚至死亡。同時(shí)，硝酸銨熱分解產(chǎn)物中的氨氣(NH3)和氮氧化物(NxOy)對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激性和毒性。

2.1.3 硝酸銨的腐蝕性

硝酸銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激性，對(duì)設(shè)備、廠房也會(huì)造成腐蝕。硝酸銨對(duì)設(shè)備的腐蝕主要是鋼鐵的電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)廠房的腐蝕主要是與水泥中的Ca(OH)2和CaCO3作用的結(jié)果[11]。

2.2 硝酸鈉(NaNO3)

2.2.1 硝酸鈉的燃燒爆炸危險(xiǎn)性

硝酸鈉是無(wú)色透明或白微帶黃色菱形結(jié)晶，強(qiáng)氧化劑。遇可燃物著火時(shí)能助長(zhǎng)火勢(shì)。與易氧化物、硫磺、亞硫酸氫鈉、還原劑、強(qiáng)酸等混合時(shí)，分解速度加快，甚至能引起燃燒或爆炸。

2.2.2 硝酸鈉的毒性

硝酸鈉高溫分解時(shí)，產(chǎn)生有毒的氮氧化物對(duì)人體有刺激性和毒性。

2.3 復(fù)合油相

復(fù)合油相是由復(fù)合蠟、凡士林、乳化劑等按比例混合熔化而成，作為工業(yè)炸藥的可燃劑。復(fù)合油相是可燃物，當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)高或周?chē)忻骰饡r(shí)，容易引發(fā)燃燒。同時(shí)，復(fù)合油相的包裝廢棄物和氧化劑的包裝廢棄物放在一起可導(dǎo)致燃燒。

復(fù)合油相中含有少量的苯、甲苯、二甲苯等物質(zhì)，在加熱熔化過(guò)程中易揮發(fā)到空氣中，長(zhǎng)期接觸可能出現(xiàn)頭昏、頭痛、失眠、記憶減退等癥狀，甚至神經(jīng)衰弱綜合癥、震顫等。

2.4 敏化劑

敏化劑的主要作用是降低乳膠基質(zhì)的密度，提高乳化炸藥的爆轟感度，使乳化炸藥易于起爆和傳爆。乳化炸藥有物理敏化、化學(xué)敏化和復(fù)合敏化三種方式。物理敏化一般采用膨脹珍珠巖或空心玻璃微球，一般只具有粉塵危害；化學(xué)敏化主要采用亞硝酸鈉(NaNO2)，具有腐蝕性和較強(qiáng)的有毒、有害特性。

亞硝酸鈉與硝酸銨溶液以近分子狀態(tài)接觸，發(fā)生劇烈的反應(yīng)，放出氨氣(NH3)等刺激性氣體；與有機(jī)物接觸，在一定條件下會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸，并放出有毒和刺激性的過(guò)氧化氮和氧化氮的氣體。

亞硝酸鈉屬有毒物質(zhì)，可在胃中轉(zhuǎn)化為亞硝酸，作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。人誤服0.3～0.5g可引起急性中毒，2g即可致人死亡，皮膚接觸亞硝酸鈉溶液的極限濃度為1.5%，大于此濃度時(shí)皮膚會(huì)發(fā)炎，出斑疹等，因此使用時(shí)必須佩帶勞動(dòng)防護(hù)用品。

2.5 乳膠基質(zhì)

乳膠基質(zhì)是水相溶液和油相熔液經(jīng)物理混合形成的W/O型膠狀物，外觀呈淺棕色或棕褐色。據(jù)相關(guān)試驗(yàn)，乳膠基質(zhì)的摩擦感度、撞擊感度、雷管感度測(cè)試值均為0，用乙炔火焰直接噴射乳膠基質(zhì)，火焰接觸乳膠基質(zhì)表面只產(chǎn)生熔化，而不發(fā)生燃燒或爆炸現(xiàn)象[12]，因此一度認(rèn)為乳膠基質(zhì)是安全的。但由于乳膠基質(zhì)為連續(xù)油相包覆的微小水相液滴，氧化劑和可燃劑混合均勻，呈近分子狀態(tài)接觸，已具有爆炸性。同時(shí)，在制備乳膠基質(zhì)時(shí)，因機(jī)械攪拌等作用帶入的空氣和混入的微小雜質(zhì)則容易成為熱點(diǎn)，乳膠基質(zhì)得到一定的敏化而提高了爆轟感度。

實(shí)驗(yàn)證明在85℃時(shí)Φ50mm或28℃時(shí)Φ100mm條件下乳膠基質(zhì)均具有雷管感度，因此乳膠基質(zhì)在精乳、泵送和敏化等強(qiáng)約束過(guò)程中，由于攪拌、擠壓、摩擦、撞擊等作用，當(dāng)局部熱量無(wú)法及時(shí)排除時(shí)，極有可能發(fā)生燃燒爆炸事故。

2.6 乳化炸藥

乳化炸藥成品的感度受溫度影響較大，溫度較高的條件下，其機(jī)械感度和沖擊感度高于常溫時(shí)的水平，因而發(fā)生殉爆的可能性很大。

3 生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)

3.1 液態(tài)硝酸銨卸料

液態(tài)硝酸銨的卸料是將運(yùn)料槽車(chē)中的液態(tài)硝酸銨放入儲(chǔ)罐中備用，采用從高位到低位自流法。液態(tài)硝酸銨保溫大多在110～120℃，而且卸料管路夾層必須通蒸汽保溫，因此在卸料過(guò)程中容易發(fā)生燙傷事故。高濃度硝酸銨溶液在過(guò)度加熱、泄漏遇明火、分層結(jié)晶、使用黑色金屬工具、混有還原性物質(zhì)等情況時(shí)將會(huì)引發(fā)燃燒、爆炸事故。罐體、管路接地電阻不合格、跨接線脫落等，在遭受雷擊或未熄火卸料時(shí)可能引發(fā)爆炸事故。

3.2 水相制備

水相制備是將液態(tài)硝酸銨、硝酸鈉、氯化鉀按配方加入水相罐中攪拌升溫至工藝要求溫度備用。

升溫過(guò)程中若溫控裝置失效，造成水相溶液過(guò)度加熱，使得溫度過(guò)高，容易引發(fā)燃燒事故；水相罐基本處于密封狀態(tài)，因此，當(dāng)水相溫度過(guò)高引發(fā)燃燒時(shí)極容易發(fā)生燃燒轉(zhuǎn)爆炸；當(dāng)水相溶液中混有編織袋碎屑、紙屑等可燃物或油相等有機(jī)物質(zhì)時(shí)，極易引發(fā)燃燒爆炸事故[13]；溶液中混有雜質(zhì)且未及時(shí)徹底處理時(shí)，給乳化、敏化、泵送等工序埋下嚴(yán)重的爆炸隱患。

3.3 油相制備

油相制備是將復(fù)合油相經(jīng)加熱熔化后加入到油相罐中，攪拌升溫至工藝要求溫度備用。

油相材料堆放在熱源附近或在密閉環(huán)境中，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)容易引發(fā)燃燒事故；油相溶液在升溫過(guò)程中若溫控裝置失效，過(guò)度加熱造成溫度過(guò)高易引發(fā)燃燒事故；油相溶液中混有編織袋、碎紙屑等雜物，在發(fā)熱管上粘附集聚，反復(fù)受熱時(shí)容易發(fā)生燃燒事故；溶液中混有雜質(zhì)且未及時(shí)徹底處理時(shí)，給乳化、敏化、泵送等工序埋下嚴(yán)重的爆炸隱患。

3.4 粗乳

粗乳主要是將按比例泵入粗乳罐內(nèi)的水油相混合液攪拌混合均勻，使混合液形成W/O型透明的膠狀物。

當(dāng)水油相溶液中混有機(jī)械、金屬雜質(zhì)，管路中的過(guò)濾裝置失效或未及時(shí)徹底清理時(shí)，雜質(zhì)進(jìn)入粗乳罐內(nèi)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間摩擦，造成局部能量過(guò)高成為熱點(diǎn)，容易引發(fā)爆炸事故；水油相斷流，粗乳器空轉(zhuǎn)，同時(shí)粗乳罐內(nèi)殘留的乳膠基質(zhì)清理不徹底，當(dāng)反復(fù)摩擦?xí)r，容易發(fā)生爆炸事故；粗乳罐設(shè)計(jì)不合理，存在物料存留的死角，安全連鎖裝置失效時(shí)，易引發(fā)爆炸事故。

3.5 基質(zhì)泵送和精乳

基質(zhì)泵送是將經(jīng)粗乳器攪拌混合形成的乳膠基質(zhì)通過(guò)螺桿泵和精乳器送入到乳膠料倉(cāng)，然后再經(jīng)螺桿泵送入裝藥機(jī)。精乳是將螺桿泵泵送的乳膠基質(zhì)經(jīng)靜態(tài)混合器進(jìn)一步剪切混合，形成膠體顆粒更小、粘度更高、透明度更好的乳膠基質(zhì)。

螺桿泵作為0類(lèi)專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備，是整條生產(chǎn)線“最危險(xiǎn)”的設(shè)備。當(dāng)螺桿泵長(zhǎng)時(shí)間斷料空轉(zhuǎn)[14、15]，泵腔內(nèi)殘留的乳膠基質(zhì)在反復(fù)摩擦，熱量不能及時(shí)散發(fā)時(shí)，乳膠基質(zhì)的溫度逐漸升高，泵腔內(nèi)的壓力急劇增大，當(dāng)熱點(diǎn)累積到一定程度就會(huì)發(fā)生爆炸；螺桿泵出口堵塞時(shí)，泵腔內(nèi)的壓力急劇增大，腔內(nèi)的乳膠基質(zhì)被反復(fù)摩擦引發(fā)爆炸事故；螺桿泵長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)(大于150rpm)，隨著轉(zhuǎn)速的加快，泵的壓力相應(yīng)增加，螺桿泵定子的溫度逐漸升高，熱量積累的一定程度就會(huì)引發(fā)爆炸事故；螺桿泵出口超壓泄爆裝置、壓力表等安全連鎖裝置失效時(shí)，就不能反映現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)狀況，在這種情況下如果溫度、壓力、斷流、雜質(zhì)等任何一個(gè)因素均容易引發(fā)爆炸事故。

精乳器是將多層呈波紋型的合金面聯(lián)接在一起形成的呈蜂窩狀的混合單元，其內(nèi)部尺寸遠(yuǎn)小于乳化炸藥的臨界直徑，本身是非常安全、穩(wěn)定的設(shè)備，甚至是一個(gè)隔爆裝置。但當(dāng)有雜質(zhì)進(jìn)入精乳器堵塞混合單元造成前端螺桿泵的壓力升高時(shí)，容易引發(fā)爆炸事故。

3.6 靜態(tài)敏化

敏化是指在通過(guò)螺桿泵將乳膠基質(zhì)送往裝藥機(jī)的過(guò)程中混入敏化劑，并通過(guò)靜態(tài)分散器等混合單元將敏化劑在乳膠基質(zhì)中混合均勻，降低乳膠基質(zhì)的密度，增大爆轟感度。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，敏化前的是乳膠基質(zhì)，敏化后的就是乳化炸藥。

敏化時(shí)亞硝酸鈉與硝酸銨發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，當(dāng)混合不均勻時(shí)可引起局部過(guò)熱造成爆炸事故；敏化劑溶液中混有雜質(zhì)且清理不徹底進(jìn)入乳膠基質(zhì)中，乳膠泵長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)摩擦?xí)r易引發(fā)爆炸事故；當(dāng)安全連鎖裝置失效或傳感器失靈時(shí)，溫度、壓力、斷流等任何一個(gè)因素的出現(xiàn)均會(huì)導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。

3.7 裝藥

裝藥是將敏化后的乳化炸藥通過(guò)工藝管道泵入自動(dòng)裝藥機(jī)，形成塑模包裝的藥卷。裝藥采用全自動(dòng)上膜機(jī)和RC-12轉(zhuǎn)盤(pán)式全自動(dòng)裝藥機(jī)。

裝藥管道內(nèi)殘藥清理不徹底或裝藥進(jìn)口閥故障造成前端螺桿泵壓力超高，長(zhǎng)時(shí)間摩擦造成熱量集聚，溫度升高引發(fā)爆炸事故；乳膠基質(zhì)中混有雜質(zhì)等容易在管道內(nèi)卡滯阻塞管道；密封不嚴(yán)，造成物料泄漏，在管道上反復(fù)升溫后析晶，當(dāng)泄漏的物料進(jìn)入設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部位時(shí)，經(jīng)反復(fù)摩擦、撞擊引發(fā)燃燒，進(jìn)而導(dǎo)致爆炸；設(shè)備帶病運(yùn)行，關(guān)鍵部位疲勞斷裂處理不及時(shí)，在強(qiáng)烈撞擊摩擦作用下引發(fā)爆炸事故。當(dāng)人體進(jìn)入到裝藥機(jī)工作范圍，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)對(duì)人體造成機(jī)械傷害；操作或處理故障時(shí)，人體進(jìn)入上膜機(jī)切刀范圍、裝藥機(jī)打卡、切膜等區(qū)域時(shí)容易發(fā)生機(jī)械傷害。同時(shí)，因本工序熱熔膠和藥卷溫度較高，因此還存在燙傷可能。

3.8 冷卻

冷卻是藥卷在水池中浸泡使其降溫到工藝要求范圍。本工序不會(huì)出現(xiàn)初始爆炸，當(dāng)其他工序出現(xiàn)燃燒爆炸事故時(shí)可能會(huì)造成傳(殉)爆；清理設(shè)備衛(wèi)生和檢修設(shè)備時(shí)，人的衣服、肢體可能進(jìn)入到板鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)部位，造成機(jī)械傷害。

3.9 包裝

包裝是通過(guò)理料皮帶將藥卷排列整齊，機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別抓取藥卷放入皮帶，經(jīng)卷膜包裝熱合封口后裝入紙箱，再經(jīng)電子秤稱(chēng)量后捆扎整齊。主要采用MGEPL-R型機(jī)器人工業(yè)炸藥智能自動(dòng)包裝設(shè)備。

本工序主要危險(xiǎn)有害因素有觸電、燃燒爆炸事故、機(jī)械傷害等。因機(jī)器人采用的是高壓電，在工作時(shí)，若人體進(jìn)入其工作區(qū)域，可能會(huì)觸電進(jìn)而造成傷害，同時(shí)也會(huì)造成機(jī)械傷害；在中包熱合封口處，殘藥清理不徹底，造成藥體在電發(fā)熱板上反復(fù)受熱析晶后引發(fā)燃燒，進(jìn)而造成爆炸事故；本工序藥卷主要是通過(guò)皮帶運(yùn)輸，因此傳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)部位較多，若衣物、肢體、工具等進(jìn)入這些部位將可能造成機(jī)械傷害，同時(shí)，若殘藥進(jìn)入到轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)部位經(jīng)反復(fù)摩擦可能引發(fā)燃燒事故；本工序氣缸較多，處理故障時(shí)若不關(guān)閉氣源則可能造成撞擊、擠壓等機(jī)械傷害。

[1] 汪旭光.乳化炸藥[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 中國(guó)爆破器材行業(yè)協(xié)會(huì).2016年1-12月民爆行業(yè)運(yùn)行情況[J].中國(guó)爆破器材行業(yè)工作簡(jiǎn)報(bào),2017(1)：19-22.

[3] 中國(guó)爆破器材行業(yè)協(xié)會(huì).2017年8月民爆行業(yè)運(yùn)行情況[J].中國(guó)爆破器材行業(yè)工作簡(jiǎn)報(bào),2017(9)：18-20.

[4] 中國(guó)安全生產(chǎn)協(xié)會(huì).安全評(píng)價(jià)師(國(guó)家職業(yè)資格三級(jí))[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2010.

[5] 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院.安全生產(chǎn)管理知識(shí)[M].北京：中國(guó)大百科全書(shū)出版社,2011.

[6] 吳寧燕.乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)有害因素的辨識(shí)和防護(hù)措施[J].大科技,2015(15)：310-311.

[7] 羅非非.乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)有害因素的辨識(shí)和防護(hù)措施[J].爆破,2008，1(25)：90-94.

[8] 劉志偉.膏狀乳化炸藥原材料危險(xiǎn)有害因素分析與防范措施研究[J].化工管理,2014(8)：65.

[9] 廖亞光.膨化炸藥生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)有害因素的辨識(shí)和防護(hù)措施[J].貴州化工，2011，36(4)：42-44.

[10] 周志.連續(xù)乳化炸藥生產(chǎn)線危險(xiǎn)因素辨識(shí)和控制對(duì)策[J].煤礦爆破,2005(3)：29-31.

[11] 鐘勇.硝銨廠房防腐淺析[J].川化,2010(4)：15-16.

[12] 張春元.乳化炸藥基質(zhì)及乳化作業(yè)危險(xiǎn)性辨識(shí)[J].爆破器材,2000，29(4)：18-21.

[13] 廖臘香.乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程安全分析及對(duì)策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015(15)：950.

[14] 殷德山.生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)方法與流程[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013，9(5)：102-105.

[15] 王力.乳化炸藥生產(chǎn)中危險(xiǎn)源分析及其預(yù)防措施[J].中國(guó)科技信息,2012(15)：101-102.