CC BY
94
------------------------------ © В.В. Гарнов, Б.Г. Горюнов,
В.В. Александров, В.В. Адушкин, 2007
В.В. Гарнов, Б.Г. Горюнов, В.В. Александров,
В.В. Адушкин
АВАРИЙНЫЙ ВЗРЫВ СЕЛИТРЫ В ТУЛУЗЕ
У| варийный взрыв произошел в Тулузе - городе с мил-ионным населением, где расположен центр аэрокосмической промышленности Франции [1]. Взрыв произошел на заводе по производству селитры. Взорвался крытый легкий линейный склад длительного хранения, где находилось более 300 т аммиачной селитры (АС). Селитра хранилась в складском помещении длиной 100 м, шириной 15,5 м и высотой 8 м. К торцевой части склада примыкал технологический отсек размером 15,5x20 м и высотой 2 м. Этот участок использовался для перегрузки готовой продукции с транспортной эстакады. Перегрузка с эстакады осуществлялась автотранспортом. Перед взрывом на технологическом участке находилось 12 т селитры, подготовленной к складированию. По мере заполнения склада промежуток между массой селитры на технологическом участке и основной массой уменьшался. Перед взрывом он составлял 10 м, что было в два раза меньше безопасного расстояния по передаче детонации.
На заводе работало 460 человек, использовалось оборудование бывшее длительное время в эксплуатации. Завод работал не на полную мощность, и был причислен к «объектам повышенного риска».
Взрыв произошел 21 сентября 2001 г. в 10 ч. 15 мин. Погибло 29 человек обслуживающего персонала и более 600 было ранено. Завод, который находился в 80 м от склада и в 3 км от города, был разрушен. Пострадали близлежащие здания. Легкие технологические здания между заводом и складом полностью разрушены. Железнодорожные цистерны, стоящие около завода, остались целыми. В городе были
зарегистрированы сейсмические колебания в 3,2 балла. Над городом длительное время сохранялось облако объемом У>2,4-105 м3, состоящее из окислов азота: N0^ Из-за отсут-
Рис. 1. Вид воронки
экологическая обстановка. Городские власти были вынуждены на некоторое время закрыть аэропорт и метро [2].
Анализ фотографий, сделанных с вертолета под небольшими углами, позволяет оценить как горизонтальные, так и вертикальные размеры воронки.
На фотографии рис. 1 можно отметить, что в результате взрыва образовалась воронка овальной формы, имеющая различные радиусы закругления. Общий размер воронки по навалу 70 м на 52 м. На фотографии также видны: разрушенный завод 1; железнодорожные цистерны около завода 2, часть сохранившейся транспортной эстакады, соединявшей завод со складом 3, и участок разрушенной эстакады около воронки 4.
При анализе аварийных взрывов в первую очередь стараются оценить мощность взрыва и причины, его вызвавшие.
Общий объем воронки составляет и1 ~ 4495 м3. Значительная овальность воронки и ее вид позволяют предположить, что было 2 взрыва, и что воронка образовалась в результате слияния двух воронок от двух зарядов. Измерения по фотографиям показывают, что радиус большой воронки по свободной поверхности составляет ^ = 23 м, радиус малой К2 = 8 м. Глубина воронки до обводнения равна Н = 5 м. Высота навала И1 = 2-3 м. На других фотографиях (не представленных в статье) видно плоское дно воронки, что характерно для взрывов нескольких зарядов.
Борта воронки ровные и не имеют крупных кусковых включений, что типично для мягких грунтов. Угол бортов ~40°. Центр большой воронки совпадает с центром основной массы селитры, центр малой воронки совпадает с местоположением селитры на подготовительном участке технологического отсека.
Оценим мощность взрывов, исходя из размера воронок. Известны зависимости размера радиуса воронки К от массы заряда С для тротила, К = к-С0,33, С = (К/к),3 где к-коэф-фициент, учитывающий прочность грунта. Для мягких грунтов к = 4-5. Объем воронки и = 40 С [3]. Для получения образовавшихся воронок масса тротила должна быть:
С1 = (К/к)3 = (23/5)3 = 97 т, С2 = (8/5)3 = 4 т,
С1,2 = и/40 = 4495/40 = 112 т.
Глубина воронки Н1 = 23x0,3 = 6,9 м, Н2 = 8x0,4 = 3,2 м.
Высота навала И = (0,2-0,3)х6,7 = 2 м.
Пересчет на другие виды ВВ осуществляется через отношения к удельной теплоте взрыва тротила 4330 кДж/кг. Для селитры имеем 4330/1600=2,7. В этом случае при взрыве селитры ее масса должна быть С1=97-2,7=262 т, С2=4-2,7=11 т, что близко к массе селитры, находившейся на складе. Это позволяет сделать вывод, что взорвалась вся селитра.
Смещение остатков транспортной эстакады в сторону взрыва к границе воронки (рис. 1) может происходить только на заключительном этапе большого взрыва, когда возникают
мощные восходящие потоки. При малом взрыве остатки эстакады могли быть только отброшены взрывом.
Воронка по своим относительным размерам близка к типичным воронкам. При первоначальном взрыве основной массы селитры овальность должна быть меньше.
Передача детонации между зарядами С2 и С возможна как от воздушной ударной волны, так и от осколков [4].
Рис. 2. Поперечное (а) и продольное (б) сечение воронки: Он - диаметр по навалу, Осп - диаметр по свободной поверхности, Н-глубина воронки, пунктирные линии - свободная поверхность, О1 и О2 - центры зарядов
При наличии сейсмической записи и инфразвуковых сигналов может быть установлена последовательность и задержка взрывов.
Время развития большой воронки составляет ~1200 мс, малой - ~150 мс.
Образование малой воронки закончилось раньше в любом случае. Вначале, видимо, произошел взрыв малого за-
ряда, а взрыв основного развивался в этом направлении уже по разрушенному массиву, о чем свидетельствует форма воронки в этом районе (рис. 2).
На подготовительном участке, где происходил контакт с разгрузочной техникой, могла возникнуть сенсибилизация селитры за счет органики или других химических веществ, входящих в ее состав, или попавших туда случайно. Инициирующий взрыв для селитры должен быть достаточно мощным.
Аварийные взрывы селитры известны уже почти столетие, их причины еще не всегда могут быть надежно установлены. К таким взрывам могут быть отнесены [5]:
1. Взрыв около 4000 т селитры в Аппау в Германии в 1921 г. Селитра хранилась многие годы в виде монолитной массы. При попытке разрабатывать ее взрывным способом произошел взрыв. Предварительно было сделано более 1000 опытных взрывов. Погибло 560 человек, 1500 было ранено. Разрушено 1000 зданий.
2. Взрыв около 4500 т селитры в США в 1947 г. в порту на двух пароходах при разгрузке. Взрывы произошли последовательно через день и сопровождались пожарами. Погибло 580 чел., 3000 получили ранения. Взрывом были сбиты два самолета, которые облетывали место первого взрыва.
3. Взрыв в 1960 г. в США. В результате крушения поезда два вагона с АС, упакованной в мешках, загорелись и взорвались.
4. Взрыв в 1991 г. 32 т селитры вблизи г. Сасово, которая хранилась несколько суток компактно в мешках на открытом поле. Взрыв произошел ночью, пострадавших не было.
Во всех случаях взрывались только большие массы селитры, складируемые в виде компактных объемов в одном месте. По характеру образовавшихся воронок они похожи на взрывы других конденсированных (ВВ). При больших линейных размерах в селитре не происходит затухания первичной детонации.
Так как количество используемой селитры в мире увеличивается, то вероятность аварийных взрывов исключить нельзя. Поскольку причины их возникновения недостаточно ясны, необходимо создание банков данных по аварийным
взрывам селитры с подробными характеристиками ее параметров, условий складирования, химического состава, метеоусловий для тщательного анализа аварийных ситуаций.
При разработке проектов, где предполагается использовать 10-килотонные вертикальные цилиндрические заряды селитры, при годичных процессах заряжания (при строительстве плотин) [6], сохранение стабильного состояния заряда является весьма важным. При длительном хранении возможно повышение давления в отдельных зонах заряда и активизация процессов естественного разложения ВВ, что может сопровождаться выделением газов и повышением температуры. В этом случае вопросы безопасности приобретают первостепенное значение.
Детальное изучение свойств АС позволит предотвратить такие условия ее хранения, при которых будет возможен взрыв селитры.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Взрыв в Тулузе. Спасательные работы продолжаются. Россия (Планета). - М.: ЦФО, 24.09.2001.
2. Гарнов В.В., Перник Л.М. Особенности распространения газового облака при наземных взрывах. Б.Т.в П, 4. 2000, с 30-32.
3. Адушкин В.В., Гарнов В.В., Христофоров Б.Д. Анализ крупномасштабных аварийных взрывов путем сопоставления с экспериментальными взрывами. - М.: МГГУ, Сб. - С. 30-35.
4. Гарнов В.В., Христофоров Б.Д. Инициирование детонации при ударе осколков - МГГУ. Сб. “Неделя горняка-2004“.
5. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. - М.: Химия, 1991. - С. 4243, 426-429.
6. Промышленные массовые взрывы в строительстве. - М.: Недра,
1980.
і— Коротко об авторах-------------------------------------
Гарнов В.В., Горюнов Б.Г., Александров В.В., Адушкин В.В. - ИДГ РАН, г. Москва.
