由炸后参照物推算炸前炸药量的方法

摘要

本发明涉及由炸后参照物推算炸前炸药量的方法，属于爆炸案件快速侦破等公共安全技术领域。用炸后产生的炸坑、飞溅物被抛出的距离(飞溅物的质量是可以计量的)，地面介质及周围介质等现象，推算炸前炸药的量，主要有两种推测方法。其一，利用爆炸时对一定距离产生的一些破坏现象得出，用预估的冲击波值，可以推算炸前炸药的量；其二，用爆炸时炸药对建筑物的破坏程度，对地面炸坑的体积等，而推算炸前炸药的量。本发明的方法简单，能够准确、快速的检测出炸前的炸药量。

说明书

技术领域

本发明涉及由炸后参照物推算炸前炸药量的方法，属于爆炸案件快速侦破等 公共安全技术领域。

背景技术

恐怖爆炸、工业爆炸事故爆炸现场炸后确定炸前炸药的量，一直是各国爆炸 案件的难题，由爆炸破坏程度推断爆炸威力，由爆炸威力而推断是什么炸药及 炸药的量是多少等问题，一般来说，破案前通常是无法知道的，只有破案后或 抓捕到犯罪嫌疑人后或者其它旁证材料证明后，才能准确知道爆炸前炸药的量。 如何利用炸后的一些现象来确定爆炸前炸药的量，对于爆炸案情的及时侦破有 着十分重要的意义。

爆炸后产生各种现象及参照物是追朔爆炸前炸药量的基本依据。爆炸点物质 的质量和被抛出的距离是与爆炸瞬时产生的冲击波(ΔP)有关联的，而冲击波 与炸药量存在着函数关系；另一方面，爆炸时炸坑的体积，也是随炸药能量相 关的，而炸坑的形状与爆炸介质相关，这些相关的信息都与炸药量成函数关系。 世界爆轰学家麦德(美国)和德列明(俄罗斯)均认为爆炸时物质驱动的速度 与距离是和炸药的量有着十分紧密的关系。我国大量工程爆破的实际经验证明， 爆炸被抛出物的数量和位置与炸药安装的位置。起爆的方向位置等都与炸药的 量有密切的关联。利用爆炸产生的炸坑形状、体积坑形系数等参数确实爆炸时 炸药的方法。在此之前未见报道和应用先例；通过爆炸飞溅物的质量与飞溅的 距离及冲击波的关系，可以追踪到炸药量的关系及方法，一直没见应用实例的 文献报导。工业事故爆炸与爆炸现场爆炸后确定炸前炸药的量，一般来说只有 破案后，当事人或旁证材料证明才能准确知道爆炸前炸药的量。如何利用炸后的 一些现象来确定爆炸前炸药的量，对于爆炸案情的及时侦破有着十分重要的意 义。

发明内容

本发明的目的是为了提出由炸后参照物推算炸前炸药量的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的由炸后参照物推算炸前炸药量的方法，用炸后产生的炸坑、飞溅 物被抛出的距离(飞溅物的质量是可以计量的)，地面介质及周围介质等现象， 推算炸前炸药的量，主要有两种推测方法。其一，利用爆炸时对一定距离产生 的一些破坏现象得出，用预估的冲击波值，可以推算炸前炸药的量；其二，用 爆炸时炸药对建筑物的破坏程度，对地面炸坑的体积等，而推算炸前炸药的量。 第一：由炸坑的体积参数推算爆炸前的炸药量的方法

炸药发生爆炸时除对周围产生一定破坏外，还有一定体积和形状的炸坑。 炸药量与炸坑之间有如下函数关系：

W＝f(n)

W＝KG²+KG³+KG⁴

根据G.I.Pokrovskyi公式有

$W=K(0.4+0.6n^3)G^3\sqrt{G}$

其中：W——药量

K——介质系数

n——坑形系数

n＝R/G

G——炸坑深度

R——爆炸坑的半径

坑形系数的参数是由不同装药量在不同界质条件下的爆炸实验得到。爆炸 实验使用的炸药为TNT炸药，将药量分别是：100g、500g、1000g和5000g

表1对于n＝1，TNT炸药对介质的K和K^*的值

  介质名称   K(kg/m³)   K^*(kg/m³)   砂   1.75～2.05   -   压实或湿砂   1.3～1.55   -   重砂质粘土   1.15～1.35   0.45～0.5   压实的粘土   1.2～1.4   0.4～0.45   黄土   1.1～1.4   0.35～0.45   白垩   0.95～1.13   0.30～0.35   石膏   1.2～1.4   0.45～0.50   层状石灰石   1.9～2.1   0.55～0.65   砂质泥砂岩   1.2～1.45   0.35～0.45   开裂泥砂岩   1.5～1.7   0.45～0.55   粘土油页岩，粘土胶结的砂岩，石灰石，泥灰石   1.3～1.5   0.45～0.55   石灰石、大理石、石灰石胶结的砂石 垩镁土   1.5～1.85   0.55～0.65   花岗岩 花岗闪长岩   1.85～2.35   0.65～0.80   石英岩   1.8～2.0   0.65～0.70   斑岩   2.35～2.55   0.75～0.80   石灰石 砂岩   1.65～2.25   0.45～0.65   由石灰石胶结成团状的角砾岩   1.30～1.50   0.40～0.50   玄武岩 安山岩   2.2～2.5   0.75～0.85

第二：由冲击波现象推算炸药量的方法

由于炸药的量与爆炸时产生的冲击波存在如下函数关系：

W＝f(Δp)

而Δp可以由如下关系式得到：

$\mathrm{\Delta p}=0.975\frac{\sqrt[3]{w}}{R}+1.455{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+5.85{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3-0.019$

Δp-冲击波压力(单位：MPa)。

R-为所取目标与爆炸中心点的距离(米)。

适用范围0.5≤W≤10公斤TNT当量。

冲击波值可根据建筑物或其它物品被抛出的距离(或其它目标物被破坏的 程度)而确定。单位是MPa(此处也可将其转换为公斤力/cm²)。只要得到Δp的 预估值，该方程通过微机就不难导出W值。

在不同介质，不同条件下爆炸的情况时，适用范围应该作适当调整。

第三：在建筑物室内爆炸时炸前炸药量的推算

恐怖爆炸很少发生于空旷的自由空间，大多数是发生在室内或重要的目标， 爆炸产生的空气冲击波有一半以上已被地面吸收，因而在混凝土、岩石一类刚 性地面爆炸时，如果是以地震波的冲击破坏程度(Δp)时，应减少1/2计算与 实际接近。因此，炸药量计算公式为：

$\mathrm{\Delta p}=1.06\left(\frac{\sqrt[3]{w}}{R}\right)+4.3{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+14{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3$

室外普通土壤地面爆炸时炸前炸药量的推算

炸药是在普通土壤地面爆炸时，由于松软地面介质受到高温、高压爆炸产物 的作用而发生变形或破坏，这时就不能用刚性公式计算，一定要将地面消耗的 一部分能量加上，此时计算公式为：

$\mathrm{\Delta p}=1.02\frac{\sqrt[3]{w}}{R}+3.59{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+12.6{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3$

土围墙或土坎作防护时炸前炸药量的推算

当恐怖爆炸发生在有土围墙，作为防护时的爆炸，炸前炸药量的推算：

$\mathrm{\Delta p}=0.23\frac{\sqrt[3]{w}}{R}+7.73{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+6.81{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3$

$3\le R/\sqrt[3]{W}\le 18$

适用于炸药量在0.3～40吨时

无防护时炸药量的推算

恐怖爆炸是发生在无土围墙防护时，炸前炸药量的推算：

$\mathrm{\Delta p}=0.57\frac{\sqrt[3]{w}}{R}+6.09{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+4.37{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3$

$3\le R/\sqrt[3]{W}\le 13.5$

适用于药量在1～1000吨时

表2空气冲击波超压值Δp与的关系

有益效果

本发明的方法简单，能够准确、快速的检测出炸前的炸药量。

具体实施方式

实施例1

2007年5月29日上午10时35分，发生在河北省兴隆县八卦岭炸药库特大 爆炸案件。现场勘察情况如下：

爆炸点：库房已炸掉，产生的炸坑直径37.72米，炸坑深度呈斜坡槽形状态，最 深处2.352米，松土粉尘飞溅面积离炸点957米。明显特征：

①离炸点3公里处可放的一辆桑塔那轿车，后玻璃被冲击波击坏；

②离炸1700米处小四轮车被冲击波推翻(无位移)；

③离炸点4.85公里处的房屋门窗玻璃等全部炸坏；

④离炸点200米处值班室全部炸坏，狗当场震死。

根据上述现场情况：

G＝1.6323

R＝18.86

n＝11.549

K＝1.3

K^*＝0.45～0.49

$W=K(0.4+0.6n^3)G^3\sqrt{G}+K^{*}(0.4+0.6n^3)G^3\sqrt{G}$

$=1.3(0.4+0.6\times 1540.3987)\times 4.355\sqrt{1.633}+0.45$

$(0.4+0.6\times 1540.3987)\times 4.355\times 1.2779$

$=6689.925$

$=9004.\mathrm{kg}$

W^*＝6689.0925+0.49×5145.4558

＝9210.kg

其总药量应在9000～9200kg

实施例2

2007年7月4日晚上8时50分，辽宁省本溪满族自治县田师付镇天赢歌舞厅发 生特大爆炸案件。现场基本情况如下：

天赢歌舞厅房建筑面积1700平方米，分为二层，砖混结构，当场炸死25人， 重伤15人，轻伤22人，犯罪嫌疑人当场死亡。明显特征，二层楼房中间部分 全部炸塌，两头的爆炸中心点右侧三间隔墙炸例，左例四间隔墙例塌，二层楼 房全部坍塌，歌舞厅台前柜(22kg)飞出离爆炸中心点53米，冷藏冰柜(49公 斤)抛离炸点35米，室外停车场16辆汽车炸毁，其中离爆炸中心点22米处三 辆轿车分别位移9米、7.8米、5.4米，方向零乱。

根据上述现场情况：

选用冲击方法计算炸前炸药量。其参数选取如下：

$\mathrm{\Delta P}=1.06\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)+4.3{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^2+14{\left(\frac{\sqrt[3]{W}}{R}\right)}^3$

典型的物体由爆炸产生的冲击移动的距离，是本计算选择的参数。

已知：R1＝53，R2＝35，R3＝9，R4＝7.8，R5＝5.4

由理想气体方程求得ΔP的值。因为PV＝nRT

又已知：爆炸时墙面均为封闭体系，将其近似看着绝热膨胀过程，进入歌舞厅 大堂的容积为288m³(10×9×3.2米)，正面开门，汽车的位移主要是爆炸气体 从大门向外扩散冲击气体所致；而吧台、冰柜的位移主要是：冲击波气体上抛 所致。

五个不同点抛出物的分压值分别是：

ΔP₁＝0.2656

ΔP₂＝0.6123

ΔP₃＝10.9360

ΔP₄＝15.4230

ΔP₅＝46.0501

由上述计算得知五个不同点抛出物的最大炸药量为：

W₁＝393

W₂＝422

W₃＝380

W₄＝367

W₅＝410

由上述计算结果推算天赢歌舞厅爆炸案件中炸药的量应为390～410公斤之间。