1

1

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào.

Tác giả luận án

Lê Xuân Cường
LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận án xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành, sâu sắc đối với TS
Nguyễn Văn Thủy và GS.TS Ngô Sỹ Hiền đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, có
nhiều định hướng khoa học có giá trị giúp cho tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Đạn, Khoa Vũ khí; Bộ môn
Vật liệu, Khoa Cơ khí; Phòng Sau đại học, Học viện Kỹ thuật Quân sự; Lữ
đoàn Công binh 543, Quân khu II; Trung tâm DASI, Đại học Bách khoa Hà
Nội; Phòng Giám định hoá học và Phòng Tham mưu, Viện Khoa học hình sự;
các nhà khoa học và bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, cung
cấp nhiều tài liệu, các kiến thức khoa học hiện đại và đóng góp nhiều ý kiến
quý báu cho luận án.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với những người thân
trong gia đình đã thông cảm, động viên và chia sẻ những khó khăn trong suốt
thời gian làm luận án.

Tác giả luận án


2

mTN
TH
uH
Lmax
δ

Diễn giải tên các ký hiệu
Độ dài tương đối của mảnh
Chiều rộng trung bình của mảnh
Hệ số lực cản chính diện
Diện tích mi-den của mảnh
Mật độ không khí
Tốc độ mảnh
Khối lượng mảnh
Tốc độ ban đầu của mảnh
Tốc độ chạm mục tiêu
Thời gian diễn ra pha nén
Xung riêng
Giá trị tới hạn của xung riêng
Áp suất dư cực đại mặt sóng
Hằng số
Chu kỳ dao động riêng của các tòa nhà
Nhiệt lượng nổ
Tốc độ nổ của thuốc nổ
Đường kính tới hạn của thuốc nổ
Đường kính giới hạn
Mật độ của thuốc nổ
Khối lượng liều thuốc nổ
Nhiệt độ của sản phẩm nổ
Tốc độ của sản phẩm nổ


3

3

X
d
α

Khoảng cách từ tâm đến vật cản
Đường kính vật nổ
Hệ số nhồi

Sxq
Diện tích xung quanh của mảnh
Mật độ của vật liệu vật cản
γvc
2. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CAND
KHHS
KTHS
KNHT
SVĐ
PTHH
DV,VC
SPN
SEM
BXL
IMS
GC/MS


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Giữ vững an ninh chính trị, trật tự an toàn xã hội là một trong những nhân
tố quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Lực lượng vũ
trang nói chung, lực lượng Công an nhân dân nói riêng, trong đó có lực lượng
Kỹ thuật hình sự (KTHS) đã góp phần không nhỏ vào lĩnh vực phòng ngừa, đấu
tranh trấn áp tội phạm, nhất là đối với loại đối tượng tội phạm liên quan đến sử
dụng vũ khí, vật liệu nổ.
Trong thời gian gần đây, số vụ nổ vật nổ xảy ra với số lượng ngày càng
tăng, diễn biến và tính chất phức tạp, đặc biệt nghiêm trọng như giết người,
khủng bố… gây hậu quả về tính mạng, sức khỏe con người, tài sản, phá huỷ
môi trường xung quanh và ảnh hưởng tới an ninh chính trị, trật tự an toàn xã
hội. Do vậy, khi xảy ra vụ nổ, cơ quan điều tra phải nhanh chóng áp dụng các
biện pháp nghiệp vụ, tiến hành khám nghiệm hiện trường (KNHT), thu thập
dấu vết, vật chứng (DV,VC) để phục vụ công tác điều tra. Việc xác định vụ nổ
phải dựa trên cơ sở khoa học nghiệp vụ điều tra, nghiên cứu về vật lý nổ, cơ
học phá huỷ và đặc trưng của thuốc nổ… để vận dụng các phương pháp phân
tích hoá học, hoá lý, mô phỏng thực nghiệm hiện trường nổ và tính toán các
thông số cơ bản để xác định loại thuốc nổ, vật nổ, nguyên lý gây nổ, giúp cơ
quan điều tra truy nguyên nguồn gốc vật nổ, đối tượng gây án.
Hiện nay, tuy việc nghiên cứu dấu vết hình sự của hiện trường nổ đã và
đang được triển khai, nghiên cứu, ứng dụng trên cơ sở các thành tựu của khoa
học hình sự (KHHS) thế giới, kết hợp với kinh nghiệm đúc rút từ thực tế công
tác điều tra đã đạt được những kết quả đáng kể. Song công tác giám định này
đến nay vẫn còn là vấn đề phức tạp và chưa được nghiên cứu một cách thấu
đáo bởi việc tiếp cận đồng bộ lý thuyết của các chuyên ngành khác nhau và áp


6

7

4. Phương pháp nghiên cứu
- Sử dụng lý thuyết vật lý nổ, lý thuyết cơ học môi trường liên tục để
thiết lập phương trình toán học mô tả quá trình hình thành, lan truyền sóng nổ,
biến dạng và phá vỡ thân vỏ vật nổ, tương tác với môi trường xung quanh.
- Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) với thuật toán tính
toán song song trong phần mềm Ansys để mô phỏng thực nghiệm nổ vật nổ.
- Tiến hành thực nghiệm nổ tại hiện trường để nghiên cứu xây dựng hệ
thống dấu vết nổ, thu mẫu phục vụ công tác phân tích trong phòng thí nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Ý nghĩa khoa học:
+ Bổ sung cơ sở lý luận cho khoa học hình sự trong nghiên cứu về quá trình
nổ của các loại vật nổ; khảo sát, phân tích dấu vết hiện trường và trong phòng thí
nghiệm để xác định các tham số của vật nổ và loại vật nổ;
+ Nghiên cứu khai thác, ứng dụng phần mềm Ansys Autodyn-3D mô
phỏng quá trình nổ và tương tác của sản phẩm với vỏ bọc, kết hợp với tính toán bổ
sung cho phép xác định các thông số đặc trưng của vật nổ;
+ Xây dựng các phương pháp khoa học xác định vật nổ trong nghiên cứu
điều tra, phân tích hiện trường. Làm sáng tỏ thêm cơ chế hình thành dấu vết hiện
trường của vụ nổ bằng các mô hình lý thuyết, mô phỏng số và thực nghiệm.
- Ý nghĩa thực tiễn:
Việc kết hợp các phương pháp nghiên cứu dấu vết hiện trường của vụ
nổ và xây dựng được quy trình xác định loại vật nổ của luận án cho phép xác
định loại vật nổ tương đối hiệu quả và có thể ứng dụng trong thực tiễn điều tra
các vụ án có sử dụng vật nổ.
6. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các công trình của tác giả,
danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án được kết cấu thành 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về vật nổ và các nghiên cứu xác định vật nổ



9

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẬT NỔ
VÀ CÁC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VẬT NỔ
1.1. Vật nổ và tình hình sử dụng vật nổ của tội phạm
1.1.1. Nguyên lý kết cấu vật nổ
Vật nổ là tên gọi thông dụng trong điều tra hình sự của các thiết bị
nổ, bao gồm một khối thuốc nổ và cơ cấu kích nổ. Dưới tác động của xung
kích thích ban đầu, xảy ra biến đổi nổ, tạo ra tiếng nổ và phá hủy môi
trường xung quanh.
Như vậy, vật nổ phạm tội sử dụng có thể là loại đạn dược quân dụng
(như đạn pháo, mìn, lựu đạn,…), cũng có thể chế tạo từ vật liệu nổ quân
dụng hay vật liệu nổ công nghiệp, thậm chí từ vật liệu nổ tự chế. Về
nguyên tắc, kết cấu vật nổ gồm các bộ phận cơ bản: vỏ bọc, thuốc nổ và
ngòi nổ.
- Vỏ bọc vật nổ: là bộ phận ngoài cùng, có tác dụng để chứa thuốc
nổ, bộ phận gây nổ hoặc để ngụy trang.
Có thể chia vỏ bọc vật nổ thành 2 loại: vỏ bọc kim loại (gọi tắt là vỏ
hay vỏ kim loại) và vỏ bọc bao gói (bằng các vật liệu khác như gỗ, nhựa...).
+ Vỏ bọc kim loại:
Vỏ bọc kim loại điển hình là các loại dùng để chế tạo vũ khí quân
dụng như vỏ đạn pháo, cối, lựu đạn... Vật liệu dùng để chế tạo vỏ đầu đạn
là một trong những yếu tố hết sức quan trọng, vật liệu có ảnh hưởng trực
tiếp đến tính năng kỹ, chiến thuật của đầu đạn như độ phá mảnh, độ an toàn
khi bắn.
Thép C-45 và C-50 dùng để chế tạo lựu đạn sát thương cỡ nhỏ không
nhiệt luyện. Thép C-60 dùng để chế tạo thân vỏ đầu đạn sát thương không


0,50÷0,60

C-60

0,60÷0,65

Mn

Si

0,50÷0,8

0,17÷0,4

0

0

P

S

Cu

0,06

0,30

0,06


Mẫu thử
Φ16mm

Mẫu thử
Φ12mm

40

3

4

201

КЧ 35-4

35

4

5

201

КЧ 30-3

30

3

Hình 1.2. Vật nổ có vỏ bọc bên ngoài bằng ni lông, giấy
* Vỏ bọc bằng chai lọ thủy tinh
Loại vỏ bọc này đối tượng thường nhồi trực tiếp thuốc nổ vào trong,
thậm chí còn bố trí thêm các vật gây sát thương như sỏi, đá, mảnh kim loại,
đinh hay bi kim loại (hình 1.3) rồi ngụy trang để dễ gây án [4], [29], [51].


13

Hình 1.3. Vật nổ có vỏ bọc bên ngoài bằng chai thủy tinh
* Vỏ bọc bằng hộp nhựa, ống tre, gỗ: Vỏ bọc bằng nhựa cũng đa dạng, tội
phạm thường lợi dụng các vật dụng có sẵn là các ống nhựa, sau đó chế tạo lại
cho phù hợp với ý đồ và mục đích của chúng (hình 1.4). Riêng đối với vỏ bọc
bằng tre, gỗ thường thấy phổ biến ở các vùng miền có nhiều tre, gỗ [4], [29].

Hình 1.4. Vật nổ có vỏ bọc bên ngoài bằng ống tre, chai nhựa
- Thuốc nổ: là hợp chất hóa học đơn lẻ hoặc hỗn hợp cơ học của chúng,
dưới tác động của bên ngoài (các xung kích thích) có khả năng biến đổi hóa
học tự lan truyền với sự tạo thành các sản phẩm khí và tỏa ra nhiệt lượng lớn
[7], [8], [9], [12], [29], [34].
Dựa vào chế độ biến hoá nổ đặc trưng và điều kiện kích thích, phù hợp
với công dụng của chúng người ta chia thuốc nổ thành 2 nhóm: thuốc nổ mồi,
thuốc nổ phá [9], [32].


14

+ Thuốc nổ mồi (thuốc nổ sơ cấp): Dạng biến hoá nổ đặc trưng là nổ ổn
định. Dưới tác dụng của các xung ban đầu đơn giản như tia lửa, va đập, đâm
chọc, ma sát chúng dễ dàng biến hoá nổ. Các thuốc nổ mồi thường dùng là

điện tử [4], [29], [50], [51].


16

Để kích hoạt ngòi nổ, có một cơ cấu bẫy lắp với ngòi khi cài đặt vật nổ:
là bộ phận (chi tiết) kết nối với bộ phận kích thích của ngòi nổ, làm cho bộ
phận kích thích hoạt động khi ai đó vô tình tác động đến nó, ví dụ dây vướng
nổ trong ngòi nổ cơ, công tắc nguồn thiết bị dân dụng.
1.1.2. Tình hình sử dụng vật nổ của tội phạm
Trong những năm gần đây, tình hình tội phạm hình sự có liên quan
đến sử dụng vũ khí, vật liệu nổ ở nước ta có chiều hướng gia tăng, tính
chất vụ việc nghiêm trọng, diễn biến phức tạp và ngày càng nguy hiểm
[3], [4], [10], [18].
Loại tội phạm này có thể coi là một trong số nhóm các loại tội phạm
nguy hiểm nhất hiện nay và đang dần hiện hữu trở thành mối lo ngại tiềm
tàng đối với lực lượng chức năng trong công tác đấu tranh phòng, chống
tội phạm, bởi vì khi tiến hành điều tra, các đối tượng trong vụ án này ít
nhiều cũng có liên quan trực tiếp đến vũ khí, vật liệu nổ nên nguy cơ mất
an toàn rất cao.
Theo các số liệu thống kê của Viện KHHS trong toàn hệ lực lượng
KTHS những năm gần đây, số vụ án Cơ quan điều tra các cấp trưng cầu
giám định liên quan tới tội phạm giết người, cướp của, cố ý gây thương
tích, án liên quan đến tàng trữ, buôn bán, sử dụng vũ khí, vật liệu nổ và
ma túy lên tới hàng nghìn vụ mỗi năm. Riêng số vụ án các địa phương
trưng cầu Viện KHHS tham gia KNHT và giám định vật nổ từ năm 2010
đến 2014, số lượng vụ việc đã tăng 21% từ 156 lên 189 vụ, tổng số vụ
trong 5 năm này đã lên tới 967 vụ.
Còn theo số liệu thống kê của Cục Bảo vệ chính trị V (A67), Tổng
cục An ninh, chỉ tính riêng các vụ nổ xảy ra từ năm 2010 đến năm 2014,

STT

Có
thành
phần

TNT

Hỗn Amôni ANF
hợp

t

O

RDX

Nhũ Thuố
tươn c nổ
g

lỏng

thành
phần
Amôn
i

Thuố
c


11

9

55

8

3

9

60

Năm 2012

4

15

13

86

6

12

8


21

11

57

6

189

Năm 2014

1

156

6

170
237

Như vậy, tính trung bình trong 5 năm, số vụ giám định có kết luận
loại thuốc nổ quân dụng là 165 vụ (16,92%), loại thuốc nổ công nghiệp là
399 vụ (40,84%), loại thuốc nổ tự chế là 28 vụ (2,94%), loại thuốc nổ


18

khác là 375 vụ (39,3%). Điều đó cho thấy, đối tượng phạm tội chủ yếu

tranh, ở các khu công nghiệp quốc phòng hoặc gần khu quân sự.

a)

b)

Hình 1.9. Mẫu thu trong vụ án (a) bánh thuốc nổ TNT,
(b) nụ xòe, dây cháy chậm
- Vật nổ sử dụng vật liệu nổ công nghiệp: Vật liệu nổ công nghiệp rất
phổ biến ở nước ta vì các công ty, xí nghiệp khai khoáng thường hay sử dụng
[4]. Công tác quản lý trong quá trình sử dụng loại vật liệu nổ này còn nhiều
bất cập, đôi lúc để sơ xuất dẫn đến đối tượng chiếm đoạt rồi đem tiêu thụ trên
thị trường. Vật liệu nổ loại này thường gồm thuốc nổ Amônít, ANFO, nhũ
tương, kíp nổ điện, kíp nổ đốt (hình 1.10) và các loại vật liệu nổ nhập khẩu khác.


20

a)

b)

Hình 1.10. Mẫu thu trong vụ án (a) thuốc nổ Amônit, (b) kíp nổ điện vi sai
- Vật nổ tự tạo: Vật nổ tự tạo là loại vật nổ được chế tạo theo lối thủ
công, được làm theo nhiều cách khác nhau, không theo quy chuẩn nào (hình
1.11). Do nguyên liệu dễ mua, rẻ tiền, khi chế tạo thành phẩm lại có khả năng
phá hủy, gây sát thương tương đối lớn nên vật nổ tự tạo đang được các đối
tượng hình sự chú ý sử dụng để thực hiện các hành vi phạm tội [4], [29].

Hình 1.11. Mẫu vật nổ tự tạo thu trong các vụ án

định. Đặc trưng điển hình của sự thay đổi tốc độ nổ D theo đường kính liều
thuốc d cho trên hình 1.12.


22

Hình 1.12. Sự phụ thuộc của tốc độ nổ vào đường kính tới hạn và giới hạn

Nếu đường kính liều thuốc lớn hơn giới hạn thì tốc độ nổ chỉ phụ
thuộc vào mật độ và hầu hết các liều thuốc, nhiệt lượng nổ Q phụ thuộc
vào mật độ.
Nếu đường kính liều thuốc nằm giữa đường kính tới hạn và giới hạn
thì tốc độ nổ phụ thuộc vào các yếu tố: mật độ, bề dày và mật độ vỏ liều
thuốc, kích thước hạt thuốc nổ, trạng thái vật lý của thuốc nổ. Tốc độ nổ
cũng có thể phụ thuộc vào xung ban đầu dùng để kích nổ liều thuốc, vào
nhiệt độ và áp suất bên ngoài khi nổ.
Đường kính tới hạn và giới hạn của liều thuốc cũng phụ thuộc vào
tính chất hóa học của thuốc nổ, mật độ, kích thước các phần tử, vỏ bọc…
Nếu các kích thước liều thuốc nhỏ hơn tới hạn thì vì sự bay tán của sản
phẩm nổ về phía vuông góc với trục liều thuốc nên làm tăng tổn thất năng
lượng từ vùng phản ứng đến mức nổ có thể bị dập tắt. Đường kính tới hạn
của liều thuốc được xác định bằng đường kính nhỏ nhất của liều thuốc mà
sóng nổ còn ổn định.
Theo lý thuyết thủy động lực học, sự truyền nổ được quyết định bởi
chuyển động của SVĐ trong thuốc nổ. Nếu biên độ sóng py lớn hơn áp
suất môi trường thì trong thuốc nổ phản ứng hóa học được kích thích [8],
[12], [65].


23

phẩm nổ [65].


24

uH =

D = v0

( pH − p0 ) ( v0 − vH ) = ( v0 − vH )

pH − p0
v0 − vH

pH − p0
v0 − vH

EH − E0 =

pH + p0
( v0 − vH ) + Q0
2

(1.1)
(1.2)
(1.3)

Phương trình sau cùng là phương trình bảo toàn năng lượng, ở đó
∆E = E H − E 0 là sự thay đổi nội năng của thuốc nổ sau khi nổ.


Công an. KNHT là việc tổ chức tìm kiếm, phát hiện, ghi nhận, thu lượm,
bảo quản, đánh giá các DV,VC và các tài liệu khác ở hiện trường.
Hiện trường vụ nổ có sử dụng thuốc nổ là một trong những hiện
trường khó và phức tạp nhất trong điều tra các vụ án có liên quan, bởi vì
dễ bị xáo trộn, hủy hoại và dễ mất dấu vết, nên công tác bảo vệ, KNHT,
phát hiện, thu thập DVVC tại hiện trường là rất quan trọng và phải tiến
hành khẩn trương.
Kết quả KNHT vụ nổ có ý nghĩa rất quan trọng, làm cơ sở để x ác
định tính chất sự việc (tội phạm hay không tội phạm); khởi tố vụ án, khởi
tố bị can và tiến hành các biện pháp tố tụng hình sự tiếp theo; làm sáng tỏ
các tình tiết có ý nghĩa đối với vụ việc; chứng minh những vấn đề nêu
trong kết luận điều tra; làm chứng cứ chứng minh tội phạm và người
phạm tội trong truy tố và xét xử.
1.3.2. Vai trò của dấu vết nổ trong điều tra các vụ nổ vật nổ
Một vụ nổ có thể là một vụ việc mang tính hình sự cần điều tra, làm
rõ hoặc chỉ là một hoạt động sản xuất, kinh doanh…được Nhà nước cho