大体积危爆物激光多点辐照销毁方法与流程

1.本发明属于危爆物销毁技术领域，尤其涉及一种大体积危爆物激光多点辐照销毁方法。


背景技术：

2.激光销毁法在危爆物处理中具有远距离、非接触、低爆轰销毁等显著比较优势。由于大体积危爆物体积较大，按长径比区分，包括长圆体危爆物和短圆体危爆物。在销毁大体积危爆物过程中，若采用单点辐射销毁，含能材料燃爆时间长，作业效率较低，且燃爆破坏威力大，安全防护难度增大，难以满足批量化、规模化、集约化销毁处理需求，制约了激光销毁法广泛应用。为提升激光销毁法作业效率，扩大激光销毁法应用范围，发明了一种大体积危爆物激光多点辐照销毁方法，能够提高销毁彻底性，防止产生次生危害，遗留安全隐患，同时提升销毁作业效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种大体积危爆物激光多点辐照销毁方法，旨在解决上述现有技术中激光单点辐射销毁作业效率低、燃爆破坏力大、安全风险高的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大体积危爆物激光多点辐照销毁方法，包括以下步骤：（1）布设危爆物和激光发射器：将危爆物的轴线垂直于激光辐照光路布置，将激光发射器布设在距离危爆物一定安全设防距离处；（2）安全防爆设施布设：在危爆物的外侧布设安全防爆设施；（3）激光辐照销毁：对危爆物进行激光多点辐照；（4）后处理：回收处理销毁后的危爆物壳体。
5.优选的，所述危爆物包括长圆体危爆物和短圆体危爆物，所述长圆体危爆物包括燃烧装药型长圆体危爆物和爆炸装药型长圆体危爆物，所述燃烧装药型长圆体危爆物通过固定件固定于固弹架上，所述爆炸装药型长圆体危爆物横卧摆放，所述短圆体危爆物直立摆放。
6.优选的，所述固弹架包括支架及其顶部的托弹槽，所述托弹槽为与危爆物外壁相匹配的圆弧槽；所述固定件为多个卡箍，所述卡箍的一端与托弹槽的一侧边缘转动相连、另一端通过连接螺栓与托弹槽另一侧边缘活动相连；所述支架的下部布设沙袋作为配重。
7.优选的，在步骤（1）中，对于燃烧装药型长圆体危爆物，所述激光发射器设置为两个，且对应燃烧装药型长圆体危爆物的两端设置；对于爆炸装药型长圆体危爆物及短圆体危爆物，所述激光发射器设置为一个、且对应危爆物的中部设置。
8.优选的，在步骤（2）中，所述安全防爆设施包括防爆墙，所述防爆墙是由填充惰性介质的防爆单元结构组成的半封闭式局部防护空间，对于燃烧装药型长圆体危爆物，防爆墙设置于危爆物的上方及其两侧面；对于爆炸装药型长圆体危爆物及短圆体危爆物，防爆
墙设置于危爆物的上方、后方及其两侧面。
9.优选的，所述安全防爆设施还包括防爆隔墙，所述防爆隔墙设置于激光发射器的发射端一侧，所述防爆隔墙上设有供通过激光的发射口；所述防爆隔墙为填充惰性介质的防爆单元结构。
10.优选的，所述防爆单元结构内部填充的惰性介质为沙土、砂石或水。
11.优选的，在步骤（1）中，所述安全设防距离根据单发危爆物的等效tnt当量确定，选取危爆物的冲击波破坏距离和破片杀伤距离极大值作为安全设防距离基数，赋予相应安全裕度作为销毁安全距离；最小销毁安全距离不能小于待销毁危爆物的最大杀伤半径。
12.优选的，在步骤（3）中，对于燃烧装药型长圆体危爆物，对其双端进行多点激光辐照销毁：选择危爆物两端装药处作为两个激光发射器的辐照点，同时启动两个激光发射器，当危爆物两端均被穿透引燃，停止发射激光；对于爆炸装药型长圆体危爆物和短圆体危爆物，对其中心进行多点激光辐照销毁：选择危爆物的弹体装药密实处作为第一个辐照点，当该辐照点被激光辐照穿透、引起危爆物装药燃烧后，调整发射激光的偏转角沿危爆物轴线位移一定距离作为第二个辐照点，根据危爆物的长度来确定辐照点数量n（n≥2）；当最后1个辐照点被激光辐照穿透、引起危爆物装药燃烧后，停止发射激光。
13.优选的，在步骤（4）中，对于燃烧装药型长圆体危爆物，待燃烧停止后，从固弹架上将危爆物壳体取下做回收处理；对于爆炸装药型长圆体危爆物和短圆体危爆物，待燃爆结束后，检查清理已销毁的残体，按照废渣处理。
14.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用多点激光辐照的方法，增加了危爆物燃烧面及扩大泄压面积，消除了危爆物燃烧向爆轰转化的必要条件，能够安全、高效、可靠地对大体积危爆物进行销毁，解决了现有技术中大体积危爆物采用激光单点辐射销毁作业效率低、燃爆破坏力大、安全风险高的问题，方便对大体积危爆物进行批量销毁。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.图1是本发明一个实施例中燃烧装药型长圆体危爆物与激光发射器的布置示意图；图2是图1中燃烧装药型长圆体危爆物及激光发射器的俯视图；图3是本发明实施例中爆炸装药型长圆体危爆物及激光发射器的俯视图；图4是本发明一个实施例中激光发射器的安装示意图；图5是本发明另一个实施例中激光发射器的安装示意图；图6是图4中水平棘轮与第一棘爪的配合示意图；图中：01-燃烧装药型长圆体危爆物，02-爆炸装药型长圆体危爆物；1-激光发射器，2-固定件，3-固弹架，4-防爆墙，5-防爆隔墙，6-发射口，7-支架，8-托弹槽，9-沙袋，10-支撑架；11-水平角度调节钮，12-水平棘轮，13-第一棘爪，14-支撑座，15-齿轮，16-俯仰角度调节钮，17-垂直棘轮，18-弧形槽，19-上壳体，20-下壳体，21-棘爪限位壳，22-弹簧。
具体实施方式
17.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明实施例提供的一种大体积危爆物激光多点辐照销毁方法，包括以下步骤：（1）布设危爆物和激光发射器：将危爆物的轴线垂直于激光辐照光路布置，将激光发射器1布设在距离危爆物一定安全设防距离处。
19.其中，危爆物包括长圆体危爆物和短圆体危爆物，所述长圆体危爆物包括燃烧装药型长圆体危爆物01和爆炸装药型长圆体危爆物02，所述燃烧装药型长圆体危爆物01通过固定件2固定于固弹架3上（如图1、2所示），所述爆炸装药型长圆体危爆物02横卧摆放（如图3所示），所述短圆体危爆物直立摆放（图中未画出）。
20.具体制作时，如图1所示，放置燃烧装药型长圆体危爆物01的固弹架3包括支架7及其顶部的托弹槽8，所述托弹槽8为与危爆物外壁相匹配的圆弧槽，用于承托危爆物；所述固定件2为多个卡箍，所述卡箍的一端与托弹槽8的一侧边缘转动相连、另一端通过连接螺栓与托弹槽8另一侧边缘活动相连；所述支架7的下部布设沙袋9作为配重，以防销毁过程中发生倾覆。固弹架采用铁质材料制作，可以开合的卡箍设计为两个，对靠近危爆物两端位置进行固定。
21.对于燃烧装药型长圆体危爆物01，采用两个激光发射器1，且对应燃烧装药型长圆体危爆物的两端设置，两个激光发射器布设在危爆物两个端面前一定安全设防距离处；对于爆炸装药型长圆体危爆物02及短圆体危爆物，所述激光发射器1设置为一个、且对应危爆物的中部前方一定安全设防距离处设置，如图2、3所示。
22.（2）安全防爆设施布设：在危爆物的外侧布设安全防爆设施；所述安全防爆设施包括防爆墙4，所述防爆墙4是由填充沙土、砂石或水等惰性介质的防爆单元结构组成的半封闭式局部防护空间，对于燃烧装药型长圆体危爆物01，防爆墙4设置于危爆物的上方及其两侧面；对于爆炸装药型长圆体危爆物02及短圆体危爆物，防爆墙4设置于危爆物的上方、后方及其两侧面。
23.另外，安全防爆设施还包括防爆隔墙5，所述防爆隔墙5设置于激光发射器1的发射端一侧，所述防爆隔墙5上设有供通过激光的发射口6；所述防爆隔墙5为填充沙土、砂石或水等惰性介质的防爆单元结构。
24.其中，安全设防距离根据单发危爆物的等效tnt当量确定，具体由危爆物的重量及外壳材质、装药类型及重量、燃爆作用特性等参数，通过归一化处理为等效tnt当量进行计算得到；综合选取危爆物的冲击波破坏距离和破片杀伤距离极大值作为安全设防距离基数，赋予相应安全裕度作为销毁安全距离。当激光发射器的发射端一侧布置有防爆隔墙时，销毁距离可适当缩短，最小销毁安全距离不能小于待销毁危爆物的最大杀伤半径。
25.（3）激光辐照销毁：对危爆物进行激光多点辐照；对于燃烧装药型长圆体危爆物01，对其双端进行多点激光辐照销毁：选择危爆物两端装药处作为两个激光发射器1的辐照点，同时启动两个激光发射器1，当危爆物两端均被穿透引燃，停止发射激光；采用双端面多点辐照销毁的有效效果是：充分利用动量守恒定律，保持危爆物销毁过程动态平衡，防止危
爆物飞蹿，同时增加了危爆物燃烧面，提高了销毁作业效率。
26.对于爆炸装药型长圆体危爆物02和短圆体危爆物，采用一个激光发射器1对其中心进行多点激光辐照销毁：选择危爆物的弹体装药密实处作为第一个辐照点，当该辐照点被激光辐照穿透、引起危爆物装药燃烧后，调整发射激光的偏转角沿危爆物轴线位移一定距离作为第二个辐照点，根据危爆物的长度来确定辐照点数量n（n≥2）；当最后1个辐照点被激光辐照穿透、引起危爆物装药燃烧后，停止发射激光。采用中心多点辐照销毁的有益销毁是：实现了危爆物装药燃爆反应区由单点向线或面辐照转变，解除了壳体约束范围，扩大了泄压面积，致使危爆物内部压力与温度降低，消除了危爆物燃烧向爆轰转化的必要条件，提高了销毁作业效率和销毁安全性。
27.（4）后处理：回收处理销毁后的危爆物壳体。对于燃烧装药型长圆体危爆物01，待燃烧停止后，从固弹架上将危爆物壳体取下做回收处理；对于爆炸装药型长圆体危爆物02和短圆体危爆物，待燃爆结束后，检查清理已销毁的残体，按照废渣处理。
28.在本发明的一个具体实施例中，如图4、6所示，所述激光发射器1设置于支撑架10上，所述激光发射器1的底盘通过水平角度调节机构与支撑架10的支座相连，所述水平角度调节机构包括水平角度调节钮11和水平棘轮12，所述水平角度调节钮11、水平棘轮12与底盘同轴固定，所述水平棘轮12的一侧还设有用于对其限位的第一棘爪13。当燃烧装药型长圆体危爆物及爆炸装药型长圆体危爆物呈一排布设时，通过转动水平角度调节钮即可调节激光发射器在水平面内的偏摆角度，水平角度调节钮旋转的同时带动水平棘轮旋转，借助第一棘爪使激光沿着一个方向对直列式布置的危爆物逐一瞄准连续多点销毁，实现了批量销毁的目的。
29.在本发明的另一个具体实施例中，如图5所示，所述激光发射器1的底盘与所述水平角度调节机构之间还设有俯仰角度调节机构，所述俯仰角度调节机构包括支撑座14、齿轮15、俯仰角度调节钮16和垂直棘轮17，所述底盘的底部设有弧形槽18，所述弧形槽18内设有与齿轮15啮合的内齿，所述齿轮15设置于支撑座14内，所述齿轮15、俯仰角度调节钮16和垂直棘轮17同轴固定，所述垂直棘轮17的前侧设有第二棘爪（图中未画出）。同理，通过转动俯仰角度调节钮即可调节激光发射器在垂直面内的俯仰角度，可实现对横卧的燃烧装药型长圆体危爆物及爆炸装药型长圆体危爆物或直立的短圆体危爆物进行销毁，借助第二棘爪可使激光沿着一个方向完成直立在地面上的短圆体危爆物进行多点激光辐照销毁，或通过调节水平角度调节钮对横卧布置的燃烧装药型长圆体危爆物及爆炸装药型长圆体危爆物逐一多点销毁，方便实现对不同类型的危爆物批量销毁。
30.具体制作时，如图4所示，所述垂直棘轮17及水平棘轮12分别设置于上壳体19及下壳体20内，所述下壳体20的右侧边缘设有与其内腔贯通的棘爪限位壳21，所述第一棘爪13的中部与棘爪限位壳21转动相连，所述第一棘爪13的制动端能够与水平棘轮12的棘齿配合，所述第一棘爪13的末端从棘爪限位壳21的出口延伸至外部、且与其内壁通过弹簧22相连，通过前后拨动第一棘爪13对水平棘轮12松开与制动；所述上壳体19的前侧边缘设有与其内腔贯通的棘爪限位壳，所述第二棘爪的中部与棘爪限位壳转动相连，所述第二棘爪的制动端能够与垂直棘轮的棘齿配合，所述第二棘爪的末端从棘爪限位壳的出口延伸至外部、且与其内壁通过弹簧相连，通过上下拨动第二棘爪对垂直棘轮松开与制动。
31.进一步优化上述技术方案，所述支撑架10采用折叠式结构，操作完毕方便收纳携
带。
32.综上所述，本发明结构简单、操作方便、制作成本低廉，具有安全、高效、可靠的优点，本发明通过激光多点连续辐照，增加了危爆物燃烧面及扩大泄压面积，消除了危爆物燃烧向爆轰转化的必要条件，能够安全、高效、可靠地对大体积危爆物进行销毁，解决了现有技术中大体积危爆物采用激光单点辐射销毁作业效率低、燃爆破坏力大、安全风险高的问题。本发明能够实现单点辐照向线性辐照或面辐照转变，提高销毁彻底性，防止产生次生危害，遗留安全隐患，同时提升销毁作业效率，尤其适用于大体积危爆物进行批量销毁。
33.在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。