室内燃气爆炸事故原因分析

Safety in Production 安全生产doi:10.3969/j.issn.1671-5152.2019.08.006

室内燃气爆炸事故原因分析

□北京市燃气集团有限责任公司（100035 )李春青汪建平

摘 要：本文通过对某室内燃气爆炸事故的现场勘查、物证收集，分析了室内燃气爆炸对建筑物的破坏规律和爆炸冲击波传播痕迹，指出了其对建筑物造成破坏的主要途径。采用理论经验

公式估算了该起室内燃气爆炸事故的爆炸超压和爆炸气量，结合询问笔录推断持续泄漏时

间，进而确定了燃气泄漏点和起爆点，认定了事故发生原因。为今后类似事故的调查分析

提供了参考。

关键词：天然气泄漏燃气爆炸爆炸超压冲击波

1引言

建筑物内的燃气爆炸事故常常给人民群众的生命 财产造成严重损失。本文通过对一起室内燃气爆炸事 故进行分析，通过爆炸超压估算燃气爆炸气量，进而 认定事故发生原因，其经验对该类爆炸事故的分析鉴 定有一定的参考价值和指导意义。

2 室内燃气事故基本情况

2.1爆炸事故简介

2017年3月4日14时30分许，某市某小区2号楼 1单元301室发生天然气爆炸事故，造成该户男主人 在厨房内死亡、周围居民1人轻伤。事发后，该市建 设局、公安局、消防大队采取了封闭该单元的措施，保留了该户厨房现场。根据1单元301室女主人笔录，事 发前其做完早饭后，8时30分许外出，此时室内天然 气灶、连接软管等处于正常状态，未发现燃气泄漏情 况。离开家后，只剩该户男主人在家，家里门窗均处于 关闭状态，14时30分许发生了燃气爆炸，期间间隔6h。

2.2事发现场房屋受损情况

爆炸现场房屋损坏严重，除了 1单元301,还波及到1单元302室和2单元302室。位置示意图如图1所 示，1单元301室平面示意图如图2所示。

302室301室302室

1单元2年元

图1受损房屋位置示意图

图2 1单元301室平面示意图

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安全生产 Safety in Production

图2中，1单元301室厨房与次卧一室间墙体向东 侧倒塌，客厅东墙及次卧二室东墙大部分倒向2单元 302室，卫生间东墙和南墙向外突出，南侧主卧室西 墙出现破损倒向1单元302室，1单元302室的人户门被 爆炸冲击波推至西侧楼外道路上（距离约l 〇m )。厨 房内东北侧燃气灶具上方安装的油烟机，西南侧安装 的电冰箱，均已严重烧毁，电气线路严重碳化，爆炸 后电冰箱向西南方向产生约〇.15m 位移。1单元301、 302室内物品几乎全部烧毁，3户所有门窗均被冲击波 推向室外，还造成1单元其他住户人门均严重受损。 该楼南北两侧相邻楼房门窗玻璃破损。楼房整体受损 情况如图3所示。

图3楼房受损情况外观

2.3厨房内燃气设施勘查情况2.

3.1燃气管道及燃气表情况

1单元301室室内燃气立管位于厨房的东北角，从 表前阀门到灶前阀门的燃气管道未损坏；燃气表前阀 门为金属球阀，水平位置安装，球阀手柄垂直向下处 于关闭状态，经实验验证为球阀在高温烧灼下内部密 封材料熔化，球阀手柄在重力作用下呈现垂直向下的 情形，球阀处于开启状态；燃气表烧毁；灶前阀门处 于开启状态。2.3.2燃气灶具情况

燃气灶具带有熄火保护装置，安装在厨房的东墙 处，灶具右侧灶头开关旋塞钮为垂直关闭状态，左侧 灶头开关已无旋塞钮且旋塞金属杆卡口处于45°半开 位置。经调阅公安询问女主人的笔录表明，燃气灶具 左侧灶头不能正常点火，只能先打开燃气旋塞，再用 打火机点火，且燃气灶具左侧灶头的熄火保护装置已

失效。因此爆炸前该灶具存在漏气的可能。2.3.3现场残留物勘查情况

对该户厨房内爆炸残留物勘查后，查找到2只燃 气软管喉箍，如图4所示；2段已经严重碳化的燃气软 管，如图5所7K ; —把长度为30cni 的裁缝剪刀，如图 6所示。根据现场残留物勘查情况和公安笔录问询情 况，该户存在燃气软管被人为剪断后导致燃气泄漏 的可能。

图5燃气软管

图6裁缝剪刀3 爆炸冲击波痕迹分析

燃气爆炸时室内空气的压力瞬间急剧上升，并对

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李春青•室内燃气爆炸事故原因分析

周围物体产生破坏作用。爆炸发生后，气体瞬间膨胀 产生超压冲击波，该冲击波沿抗压能力较低的方向传 播、泄压，从而将沿途稳定性较差的墙体、门窗等冲 倒12)。经对室内房屋受损情况及现场残留物勘查，根 据该建筑爆炸后墙体、门窗等倒塌、变形方向分析， 绘出爆炸气体泄压方向示意图，如图7所示。由爆炸 气体泄压方向示意图可确定爆炸中心在厨房。

图7爆炸气体泄压方向示意图

4 天然气爆炸气量估算

研究表明，冲击波的伤害一-破坏作用是由超压 引起的。冲击波伤害——破坏作用准则有：超压准 则、冲量准则、超压——

冲量准则等。本文采用超压

准则估算天然气爆炸能量，进而估算出参与爆炸的天 然气气量。超压准则认为，爆炸后可根据构件的破坏 程度或人员的损害程度近似推求作用在其上面的超压 值，这也是目前灾后鉴定中常用的爆炸超压估算方 法。结合相关资料、数值模拟结果，整理出了燃气爆 炸冲击波超压对建筑物的破坏作用，汇总于表1[3<。根 据表〗，结合该起事故中不同位置主体结构的破坏情 况，可以得出该起事故不同位置的爆炸超压值

根据爆炸超压可以计算出参与爆炸的天然气总 量。距爆炸中心一定距离c /处的冲击波超压」P 的计 算式为：

A p ^\(f a L b

( 1 )

式中却—

冲击波超压，Pa

a 、

b —

系数，不同等效距离对应的取值见表2

所示。

L —等效距离，m

等效距离L 的计算公式为：

L Mmrnr

⑵

式中L 一等效距离，m

d —

距爆炸中心的距离，m ititnt —

等效rA T 质量，kg

等效77v r 质量的计算公式为：

表1冲击波超压对建筑物的破坏作用

编号超压/MPa 破坏作用

备注

10.005 〜0.006门窗玻璃部分破碎—

20.006 〜0.015受压面的门窗玻璃大部分破碎

—

30.015 〜0.02窗框损坏人户门窗40.02 〜0.03墙裂缝南侧主卧西墙50.04 ~ 0.05墙大裂缝，屋瓦掉下卫生间东墙、南墙60.06 〜0.07木建筑厂房房柱折断，房架松动

客厅、南侧次卧东墙

70.07 〜0.10砖墙倒塌

厨房东侧墙

80.10 〜0.20防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌

—9

0.20 〜0.30

大型钢架结构破坏

—

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