覆土库标准外部距离差异性研究.pdf

覆土库标准外部距离差异性研究王晓红(中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司,安徽 淮北 235000)摘要:为更好地理解和应用相关标准对覆土库外部距离的规定,采用对比法,就现行国家标准关于覆土库对居民点、企业、铁路、公路和高压线路的外部距离的差异性进行探讨,分析覆土库外部距离差异性形成的原因,对覆土库在设计、安全评价和安全管理中宜采用的标准提出建议,给出相应的研究结论。关键词:覆土库;外部距离;差异性;爆炸冲击波超压中图分类号:TQ560 文献标志码:A 文章编号:1674-3970(2023)02-0035-04收稿日期:2022-12-01作者简介:王晓红(1981),女,安徽淮北人,工程师,主要从事民用爆炸物品工程设计和研究等工作。E-mail:290893657 。引用格式:王晓红.覆土库标准外部距离差异性研究J.煤矿爆破,2023,41(2):35-38.WANG Xiaohong.Study on the difference of external distance among standards on earth covered magazineJ.Coal Mine Blasting,2023,41(2):35-38.Study on the difference of external distance among standards on earth covered magazineWANG Xiaohong(CCTEG Huaibei Blasting Technology Research Institute Co.,Ltd.,Huaibei 235000,China)Abstract:In order to better understand and apply the standards on the external distance of the earth covered magazine,this paper discusses the difference of the external distance of the earth covered magazine among the current national standards by comparison from the aspects of residential areas,enterprises,railways,highways and high-voltage lines.Furthermore,it also analyzes the reasons of the difference,and puts forward suggestions on the standards that should be adopted in the design,safety evaluation and safety management of the earth covered magazine.Finally,this paper gives the corresponding research conclusions.Key words:earth covered magazine;external distance;difference;explosion shock wave over-pressure 覆土库是指顶部覆土至两侧长边及背后短边,前墙设有出入口及装卸站台的仓库1。设计时,有时存在民用爆炸物品储存库外部距离条件受限制的情况2-3,而在条件许可时采用覆土库就成为一种较好的选择。关于覆土库的现行标准有 GB 500892018民用爆炸物品工程设计标准(以下简称 GB 50089)和 GB 501542009地下及覆土火药炸 药 仓 库 设 计 安 全 规 范(以 下 简 称 GB 50154)4,但是两者关于覆土库外部距离有明显差异,因此,在对覆土库的设计、安全评价和安全管理上就外部距离的认识容易产生分歧。本文从覆土库与居民点、企业、铁路、公路和高压线路等的外部距离差异性进行探讨,进而分析覆土库外部距离差异性形成的原因,为确定覆土库的外部距离提供一定的参考。1 产生破坏效应的等级外部距离为危险性建(构)筑物与本区外各类53第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月Coal Mine BlastingVol.41 No.2Jun.2023目标之间,在规定的破坏标准下所需的最短距离。覆土库若发生爆炸,产生的破坏效应主要有爆炸冲击波、爆炸飞散物和爆炸地震波等影响,对于覆土库而言,爆炸飞散物和爆炸地震波对外部的影响小于爆炸冲击波的影响,因此 GB 50089 和 GB 50154规定的外部距离主要考虑爆炸冲击波的破坏效应。判断爆炸冲击波对目标的破坏作用的准则有超压准则、冲量准则、超压冲量准则等。GB 50089 和GB 50154 采用冲击波超压准则,该准则认为,只要冲击波超压达到某一定值时,便会对目标造成伤害或破坏5-6。冲击波冲压作用下建筑物的破坏等级划分见表 11。表 1 冲击波冲压作用下建筑物的破坏等级破坏等级破坏程度冲击波超压 p/105Pa一基本无破坏0.02二次轻度破坏0.020.09三轻度破坏0.090.25四中等破坏0.250.40五次严重破坏0.400.55六严重破坏0.550.762 覆土库外部距离差异探讨GB 50089 中表 4.3.5 和 GB 50154 中表 4.3.7规定的不同药量下覆土库与各保护对象间的外部距离存在差异。本文以计算药量为 50 t 的覆土炸药库为研究对象,分析在选取标准不同的情况下,外部距离存在的差异如图 1图 5 所示,并分析其产生的原因。2.1 企业的外部距离从图 1 可知,GB 50154 规定的覆土库与企业的外部距离远大于 GB 50089 的规定,因此,覆土库设计选址时建议选用 GB 50154 规定的对企业外部距离要求。GB 50154:小于等于 50 人的企业与人数大于100 户且不大于200 户的村庄外部距离相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 4.6103 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏上限;人数大于 50 人的企业与县城规划边缘外部距离相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 1.66103 Pa,风险可接受标准为基本无破坏。GB 50089:小于等于 50 人的企业和零散住户外部距离相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 8103 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏上限;人数大于 50 人的企业与大于 50 人的居民点外部距离相同,大于 50 人且不大于 500 人企业和大于 500 人且不大于 5 000 人企业的外部距离对应的冲击波超压值分别约为 4.72103 Pa 和6.35103 Pa,风险可接受标准为次轻度破坏标准中偏上限。因此,产生差异性主要原因是两者对企业外部距离选取的风险可接受破坏标准不同。图 1 计算药量为 50 t 覆土炸药库对不同人数企业外部距离图2.2 铁路的外部距离从图 2 可知,GB 50089 规定的覆土炸药库与级铁路的外部距离比 GB 50154 规定的外部距离大,、级铁路的外部距离则略小。GB 50089规定的覆土库对铁路的外部距离总体上小于 GB 50154 规定的外部距离,因此,覆土炸药库设计选址时建议选用 GB 50154 规定的对铁路外部距离的要求。图 2 计算药量为 50 t 覆土炸药库对铁路线路的外部距离GB 50089 规定铁路外部距离时分为国家铁路和非本厂的铁路支线,国家铁路外部距离要求与人数小于 50 人的零散住户外部距离要求相同,对应的冲击波超压值约为 8103Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中下限;非本厂的铁路支线外部距离对应的冲击波超压值约为 1.78104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏下限。GB 50154 规定铁路外部距离较为详细,分为、级铁路,铁路与人数大于 50 户且不大于 100 户村庄边缘外部距离相同,对应的冲击波超压值约为63Vol.41 No.2Jun.2023Coal Mine Blasting第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月6.8103 Pa,风险可接受标准为次轻度破坏标准中偏上限;级铁路与人数大于 10 户小于 50 户零散住户外部距离相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 1.18104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准下限;、级铁路与人数小于 10 户的零散住户外部距离相近,外部距离对应的冲击波超压值约为1.17104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏下限。虽然 GB 50089、GB 50154 对于铁路外部距离选取的风险可接受破坏程度标准基本相同,但是选取冲击波超压值的标准不同,因而外部距离具有差异性。2.3 公路的外部距离从图 3 可以看出,GB 50089 规定一级、二级和四级公路的外部距离大于 GB 50154 规定的外部距离,但是三级公路的外部距离则略低;GB 50089 规定的覆土库与公路的外部距离总体上大于 GB 50154,因此,覆土库设计选址时建议选 用 GB 50089 规定的对公路的外部距离要求。图 3 计算药量为 50 t 覆土炸药库对公路的外部距离图GB 50089 对省级及以上公路与人数小于 50人的零散住户外部距离相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 8103 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准下限;县级公路外部距离对应的冲击波超压值约为 1.78104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏下限。GB 50154 关于一级公路与人数大于 10 户小于 50 户零散住户外部距离的要求相同,对应的冲击波超压值约为 1.18104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准下限;对二级、三级公路与人数小于 10 户的零散住户外部距离相近,对应的冲击波超压值约为 1.67104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏下限;四级公路对应的冲击波超压值约为 2.63104 Pa,风险可接受标准为中度破坏标准下限。两者对于一级、二级和三级公路外部距离选取的风险可接受破坏程度标准相同,四级公路外部距离选取的风险可接受破坏程度标准不同,产生差异的主要原因在于选取冲击波超压值略有不同。2.4 高压线路的外部距离从图4 可以看出,GB 50089 规定35、110 kV 高压线路的外部距离大于 GB 50154 规定的外部距离,但是 220 kV 及以上高压输电线路的外部距离小于 GB 50154 规定的外部距离。因此,覆土库对35、110 kV 高压线路外部距离选址设计时,建议选用 GB 50089 规定的外部距离;覆土库对 220 kV 及以上高压输电线路的外部距离设计选址时,建议选用 GB 50154 规定的外部距离。图 4 计算药量为 50 t 的覆土炸药库对高压输电线路的外部距离图GB 50089 对 110 kV 高压线路与人数小于 50人的零散住户外部距离要求相同,外部距离对应的冲击波超压值约为 8103 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准下限;35 kV 高压线路外部距离对应的冲击波超压值约为 1.78104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中偏下限;220 kV 高压线路外部距离对应的冲击波超压值约为 3.93103 Pa,风险可接受标准为次轻度破坏标准中偏下限;220 kV以上的高压线路外部距离对应的冲击波超压值约为 2.78103 Pa,风险可接受标准为次轻度破坏标准下限。GB 50154 规定的 35 kV 高压线外部距离对应冲击波超压值约为 2.63104 Pa,风险可接受标准为中等破坏标准下限;110 kV 高压线外部距离对应的冲击波超压值约为 1.67104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准中间值;220、330 kV 及500 kV 以上的高压线路对应的冲击波超压值分别约为 1.98103、1.84103 Pa 和 1.67103 Pa,风险可接受标准为基本无伤害。因此,高压线路外部距离产生差异性的主要原因为 GB 50089、GB 5015473第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月Coal Mine BlastingVol.41 No.2Jun.2023对于高压线路外部距离选取的风险可接受破坏程度标准不相同。2.5 覆土库对居民点、城镇的外部距离图 5 中,横坐标 1 表示人数小于或等于 50 人或户数小于或等于 10 户的零散住户边缘;2 表示人数大于 50 人且小于等于 500 人的居民点边缘;3表示人数大于500 人且小于等于5 000 人的居民点边缘;4 表示人数不大于 2 万人乡、镇的规划边缘;5 表示人数不大于 10 万人城镇的规划边缘;6 表示人口大于 10 万人城市的规划边缘。图5 计算药量为50 t 的覆土炸药库对不同对象外部距离图由图 5 可以看出,对人数小于 500 人的居民点或者零散住户,GB 50089 规定的外部距离大于 GB 50154 规定的外部距离,因此,覆土库设计选址时建议选用 GB 50089 规定的外部距离;当人数在大于 500 人且小于等于 5 000 人的居民点边缘时,GB 50089 和 GB 50154 规定的外部距离基本相同;当对人数不大于 2 万人乡镇、人数不大于 10 万人城镇和人数大于 10 人城市规划边缘时,GB 50089 规定的外部距离小于 GB 50154 规定的外部距离,GB 50154 对保护城镇规划边缘的要求较严格,因此,覆土库设计选址时建议选用 GB 50154 规定的外部距离。产生这种差异性的主要原因是 GB 50089 和GB 50154 选取的风险可接受冲击波超压值或风险可接受标准不同,例如人数小于或等于 50 人或户数小于或等于 10 户的零散住户边缘,GB 50089 外部距离对应的冲击波超压约为 8103 Pa,风险可接受标准为次轻度破坏标准上限;而 GB 50154 规定的外部距离对应的冲击波冲压约为 1.18104 Pa,风险可接受标准为轻度破坏标准下限。3 结论1)GB 50089 与 GB 50154 规定的覆土库外部安全距离存在一定的差异性。在规定人数小于 500 人居民点或零散住户、级铁路等外部距离时,GB 50089 比 GB 50154 规定的外部距离大;在规定人数不大于 2 万人乡镇、人数不大于 10 万人城镇和人数大于 10 万人城市规划边缘、级铁路、220 kV及以上高压输电线路和企业的外部距离时,GB 50154 比 GB 50089 规定的外部距离大。2)GB 50089 和 GB 50154 规定的外部距离存在差异是基于标准设置的依据有别。其主要原因是选取风险可接受标准不同,或虽然采取风险可接受破坏程度标准相同,但是选取的冲击波超压值不同。3)鉴于民用爆炸物品的特殊性,为保证其储存库使用的安全,在条件允许的情况下,覆土库设计时尽量从严要求。当遇到人数小于 500 人居民点或零散住户、级铁路等外部距离时,建议选用 GB 50089 规定的外部距离;当遇到人数不大于 2 万人乡镇、人数不大于 10 万人城镇和人数大于 10 万人城市规划边缘、级铁路、220 kV 及以上高压输电线路和企业等外部距离时,建议选用 GB 50154 规定的外部距离。对覆土库进行安全评价、管理时,宜根据原库区设计选用的标准并结合 GB 50089 的相关规定进行。参考文献 1 中华人民共和国住房和城乡建设部.民用爆炸物品工程设计安全标准 GB 500892018 S.北京 中国计划出版社 2018.2 刘英 魏新熙 王媛婧 等.爆炸物品建设项目安全评价特点和重点探讨 J.煤矿爆破 2017 35 4 15-17.3 荣凯 杨军 董文学 等.爆炸荷载作用下覆土库外部冲击波传播规律 J.工程爆破 2020 26 3 1-7.4 中华人民共和国住房和城乡建设部.地下及覆土火药炸药仓库设计安全规范 GB 501542009 S.北京 中国计划出版社 2009.5 中国就业培训技术指导中心 中国安全生产协会.安全评级师 国家职业资格一级 M.2 版.北京 中国劳动社会保障出版社 2010.6 李振.民用爆炸物品储存仓库安全评价难点探析 J.煤矿爆破 2021 39 2 26-28.83Vol.41 No.2Jun.2023Coal Mine Blasting第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月