- •Введение
- •2. Определение площади зоны химического заражения
- •2.1. Определение количественных характеристик выброса АХОВ
- •2.5. Определение возможных потерь в очаге химического поражения
- •2.6. Порядок нанесения зон заражения на топографические карты, планы и схемы
- •1. Общие положения
- •2. Определение площади зоны возможного радиационного заражения
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •3. Расчет интенсивности теплового излучения огненного шара при выбросе горючих газов из резервуара
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •2. Расчет завалов
- •3. Расчет потерь населения
- •5. Расчетная часть
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •2.1. Определение эффективного энергозапаса ТВС
- •2.2.2. Определение вида окружающей территории
- •2.2.4. Оценка агрегатного состояния ТВС
- •3. Определение дополнительных характеристик взрыва ТВС
- •3.1. Определение профиля ударной волны
- •3.2. Определение параметров падающей волны при детонации облака газовой смеси
- •3.3. Определение параметров отраженной ударной волны
- •4. Оценка поражающего воздействия ТВС
- •4.2. Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС
- •4.3. Оценка радиусов зон поражения
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •3. Прогнозирование и оценка обстановки при лесных пожарах
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •2. Расчетная часть
- •1. Общие положения
- •2.3. Оценка системы воздухоснабжения
- •2.4.Оценка системы водоснабжения
- •2.5.Оценка системы электроснабжения
- •1. Общие положения
- •2. Способы и средства поиска пострадавших под завалами
- •3. Расчетная часть
- •Заключение
Библиографический список
1.ГОСТ Р 22.3.03–94. Защита населения. Основные положения. – Введ. 1994–22–12. – М. : Издательство стандартов, 1995.
2.ГО Т Р 22.0.05–97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные
чрезвычайные ситуации. Термины и определения. – Введ. 1998–16–04. – М. : Издательство стандартов, 1998.
С3. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: федеральный закон РФ от 21 декабря 1994 года № 68-ФЗ // Российская газета. – 2002. – № 209–210.
4. Общ е прав ла взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических,
5. Бесчастнов, M.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение / М.В.Бесчастнов. – M. : Х м я, 1991. – 432 с.
нефтехимическ х нефтеперерабатывающих производств. – Введ. 2013–11–03 // Бюллетень нормативныхактов федеральных органов исполнительной власти. – 2013. – № 23.
б А Д И
74
Практическая работа №5
ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
1. Общие положения
Взрыв – физический или/и химический быстропротекающий процесс частичного преобразован я в механическую работу значительной энергии, выделившейся в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящ й к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на
окружающую среду |
высокоскоростному расширению газов. |
С |
факторы взрыва: |
Перв чные |
|
– воздушная ударная волна, представляющая собой область сильно |
сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью;
– осколочные поля, создаваемые летящими обломками строительных |
|
поражающие |
|
конструкц й, |
я, взрывных устройств. |
Втор чными поражающими факторами взрывов могут быть |
|
– воздействие осколков стекол и обломков разрушенных зданий и |
|
сооружений; |
оборудован |
|
|
|
А |
– пожары,
– заражение атмосферы и местности;
– затопление и т.д. |
Д |
|
|
На рис.1 представлены зоны действия взрыва. |
|
|
И |
Рис.1. Зоны действия взрыва:
зона 1 – зона действия детонационной волны; зона 2 – зона действия продуктов взрыва;
зона 3 (а, б, в) – зона действия воздушной ударной волны: 3а – сильных разрушений, 3б – средних разрушений,
3в – слабых разрушений
75
Действие взрыва на здания, сооружения, оборудование
Наибольшим разрушениям от взрывов подвергаются здания и сооружения больших размеров с лёгкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жёсткими конструкциями обладают
|
значительной |
сопротивляемостью |
разрушению. |
Разрушения |
||
С |
|
|
|
|
||
|
подразделяются на полные, сильные, средние и слабые (табл.1). |
|||||
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
Характеристика степеней разрушения зданий |
||||
|
тепени |
|
Характеристика разрушения |
|
|
|
|
зданиях |
|
|
|
||
|
разрушен я |
|
|
|
|
|
|
Полные |
Характер зуются разрушением и обрушением от 50 до 100% объема |
|
|||
|
разрушен я |
здан й. В |
сооружениях обрушены перекрытия и разрушены |
|
||
|
|
все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. |
|
|||
|
|
Оборудован |
|
|
|
|
|
|
е, средства механизации и другая техника |
|
|||
|
|
восстановлен ю не подлежат. В коммунальных и энергетических |
|
|||
|
|
сетях меются разрывы ка елей, разрушения участков трубопроводов, |
|
|||
|
|
опор воздушных линий электропередач и т.п. |
|
|
||
|
Сильные |
Характер зуются разрушением от 30 до 50% объема зданий. В |
|
|||
|
разрушен я |
здан ях сооружениях имеются значительные деформации несущих |
|
|||
|
|
конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. |
|
|||
|
|
Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически |
|
|||
|
|
сводится к новому строительству с использованием некоторых |
|
|||
|
|
сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей |
|
|||
|
|
частью разрушены и деформированы. |
|
|
||
|
|
|
Д |
|
||
|
|
В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы и |
|
|||
|
|
деформацииАна отдельных участках подземных сетей, деформации |
|
|||
|
|
воздушных линий электропередачи и связи, разрывы технологических |
|
|||
|
|
трубопроводов. |
|
|
|
|
|
Средние |
Характеризуются разрушением и обрушением до 30% объема зданий. |
|
|||
|
|
|
|
И |
|
|
|
разрушения |
В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а |
|
|||
|
|
второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, |
|
|||
|
|
окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в |
|
|||
|
|
отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть |
|
|||
|
|
сооружений пригодна к эксплуатации. В коммунальных и |
|
|||
|
|
энергетических сетях значительны разрушения и деформации |
|
|||
|
|
элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом. |
|
|||
|
Слабые |
Характеризуются |
разрушением |
второстепенных |
элементов здания |
|
|
разрушения |
(внутренние перегородки, заполнения дверных и оконных проемов). |
|
|||
|
|
Здание после небольшого ремонта может быть использовано. |
|
|||
|
|
Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и |
|
|||
|
|
энергетических сетях имеются незначительные разрушения и поломки |
|
|||
|
|
конструктивных элементов. |
|
|
|
76
Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и слабые разрушения определяют путем сопоставления давлений, характеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.
|
В табл. 2 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную |
||||||||||
|
степень разрушения жилых, общественных и производственных зданий |
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
при взрывах взрывчатых веществ и горючих смесей. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
|
тепени разрушения зданий от избыточного давления |
|
|
|
||||||
|
|
|
при взрывах горючих смесей |
|
|
|
|
|
|||
|
Кирпичные |
|
Степени разрушения и избыточные |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Т пы здан й |
|
|
|
давления, кПа |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
слабые |
средние |
сильные |
|
полные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
каменные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
малоэтажные |
|
|
|
8–20 |
|
20–35 |
35–50 |
|
50–70 |
|
|
многоэтажные |
|
|
|
8–15 |
|
15–30 |
30–45 |
|
45–60 |
|
|
Железобетонные крупнопанельные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
малоэтажные |
|
|
|
10–30 |
30–45 |
45–70 |
|
70–90 |
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|||
|
многоэтажные |
|
|
|
8–25 |
25–40 |
40–60 |
|
60–80 |
|
|
|
Железобетонные монолитные: многоэтажные |
25–50 |
50–115 |
115–180 |
|
180–250 |
|
||||
|
повышенной этажности |
|
|
25–45 |
|
45–105 |
105–170 |
|
170–215 |
|
|
|
Железобетонные крупнопанельные с железобе- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
тонным и металлическим каркасом и крановым |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
оборудованием грузоподъемностью, т |
Д |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
до 50 |
|
|
|
5–30 30–45 |
45–70 |
|
75–120 |
|
||
|
от 50 до 100 т |
|
|
|
15–45 |
45–60 |
60–90 |
|
90–135 |
|
|
|
Здания со стенами типа «Сэндвич» и крановым |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
оборудованием грузоподъемностью до 20 т |
10–30 30–50 |
50–65 |
|
65–105 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Складские помещения с металлическим |
|
И |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
каркасом и стенами из листового металла |
5–10 |
10–20 |
20–35 |
|
35–45 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действие взрыва на человека
Воздушная ударная волна и осколочные поля наносят человеку различные по тяжести травмы, в том числе и смертельные (табл. 3).
В зонах 1 и 2 действия взрыва (см. рис. 1) происходит полное поражение людей: разрыв на части, обугливание под действием расширяющихся продуктов взрыва, имеющих очень высокую температуру. В зоне 3 поражение людей вызывается воздействием ударной волны. Основной причиной появления у людей травм служит мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв
77
кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, |
переломы |
и травмы. Кроме того, ударная волна может отбросить человека на |
|
значительное расстояние и причинить ему при ударе |
о землю |
(или препятствие) различные повреждения. Наиболее тяжёлые повреждения получают люди, находящиеся в положении стоя и вне укрытий. Кроме самой ударной волны человеку могут быть нанесены травмы летящими осколками.
Таблица 3
Характер стика поражений людей при взрывах
|
|
поражен я |
|
|
|
Характеристика поражения |
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
||
|
|
Лёгкое |
|
Лёгкая контуз я, временная потеря слуха, ушибы и вывихи |
||
|
|
|
конечностей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, |
||
|
|
Среднее |
|
кровотечен е |
з носа и ушей, сильные переломы и вывихи |
|
|
|
|
|
конечностей |
|
|
|
|
Вид |
|
|||
|
|
|
|
С льная контузия всего организма, повреждение внутренних органов |
||
|
|
Тяжёлое |
|
мозга, множественные переломы конечностей. Возможны |
||
|
|
|
|
смертельные исходы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крайне |
бТравмы, о ычно приводящие к смертельному исходу |
|||
|
|
тяжёлое |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Поражение людей, находящихся в момент взрыва в зданиях и |
||||
|
|
сооружениях, зависит от |
степени их разрушения. Так, например, при |
|||
|
|
|
|
А |
||
|
|
полном разрушении здания обычно погибают все находящиеся в нем |
||||
|
|
люди. При сильных и средних разрушениях может выжить примерно |
||||
|
|
половина людей, а остальные получают травмы различной тяжести, так |
помещениях с заваленными и разрушенными путями эвакуации.
Д как многие могут оказаться под обломкамиИконструкций, а также в
При слабых разрушениях зданий гибель людей маловероятна. Однако некоторые из них могут получить травмы различной тяжести.
Причинами взрывов наиболее часто является нарушение правил безопасной эксплуатации оборудования, утечки газов через неплотности в соединениях, перегрев аппаратов, чрезмерное повышение давления, отсутствие надлежащего контроля за технологическим процессом, разрыв или поломка деталей оборудования и др.
Источником инициирования взрыва являются:
– открытое пламя, горящие и раскаленные тела;
– электрические разряды;
78
–тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;
–искры от удара и трения:
–ударные волны;
–электромагнитные и другие излучения.
|
Особенно велика вероятность взрыва газопаровоздушной смеси на |
|||||
С |
|
|
|
|
|
|
объектах нефтехимической и химической промышленности, где хранятся |
||||||
и |
используются |
значительные |
объемы |
горючих |
газов |
и |
легковоспламеняющ хся жидкостей. В России доля таких аварий |
||||||
значительна (более 90%). |
|
|
|
|
||
|
безопасности |
|
|
|
|
|
|
Результаты оценки последствий аварийных взрывов топливно- |
|||||
воздушных смесей |
(ТВС) используются при |
определении |
масштабов |
|||
последств й авар йных взрывов ТВС, |
а также при разработке и экспертизе |
|||||
декларац й |
опасных производственных объектов. |
|
|
|||
|
Методикаоборудованоценки последствий аварийных взрывов топливно- |
|||||
|
При кол чественной оценке параметров воздушной ударной волны |
|||||
при взрывах ТВС предполагается частичная разгерметизация или полное |
||||||
разрушен е |
я, содержащего горючее вещество в газообразной |
|||||
или жидкой фазе, вы рос этого вещества в окружающую среду, |
||||||
образован е облака ТВС, инициирование ТВС, взрывное превращение |
||||||
(горение или детонация) в о лаке ТВС. |
|
|
|
воздушных смесей позволяетАопределять вероятные степени поражения людей и степени повреждений зданий от взрывной нагрузки при авариях со взрывами ТВС. Предполагается, что в образовании облака ТВС участвует горючее вещество одного вида, в противном случае (для смеси нескольких горючих веществ) характеристики ТВС, используемые при
расчетах параметров ударных волн, определяются отдельно. |
|
|||
Методика оценки последствий аварийных взрывов ТВС по |
03-409-01 |
|||
позволяет определять: |
РД |
|||
1) |
|
|||
основные параметры взрыва ТВС; |
|
|
||
2) |
эффективный энергозапас ТВС; |
|
|
|
3) |
ожидаемый режим взрывного превращения; |
|
||
4) |
максимальное избыточное давление и импульс фазы сжатия |
|||
воздушных ударных волн; |
|
И |
||
5) |
|
|
||
дополнительные характеристики взрыва ТВС; |
|
|||
6) |
профиль ударной волны; |
|
|
|
7) |
параметры падающей волны при детонации облака газовой |
|||
смеси; |
|
|
|
|
8) |
параметры отраженной ударной волны; |
|
||
9) |
параметры волны при произвольном режиме сгорания, а также |
10) оценить поражающее воздействие ударной волны;
79
11)оценить вероятность повреждения промышленных зданий от взрыва облака ТВС;
12)оценить вероятность поражения людей при взрыве ТВС;
13)представить графически результаты расчета.
При анализе потенциальных источников аварийных взрывов следует
принимать во внимание: |
|
|||
С |
|
|||
|
характеристики источника (объем, масса, тротиловый эквивалент ВВ); |
|||
|
месторасположение источника (удаленность, рельеф |
|||
местности, нал ч |
е заграждений, естественных и искусственных |
|||
препятств й |
проч е факторы); |
|
||
предупреждению |
|
|||
|
особенности хранения ВВ (тип и конструкция хранилища, |
|||
размещен е ВВ в хран л ще, высота хранилища над поверхностью земли, |
||||
наличие мер по |
|
взрыва); |
||
|
возможные внешние исходные события для инициирования |
|||
|
б |
|||
взрыва на объектах; |
|
|||
|
другую |
нформацию, позволяющую уточнить расчетную |
||
модель взрыва |
возможные последствия от его механического действия. |
|||
|
|
2. Определение основных параметров взрыва |
||
|
|
|
А |
|
|
|
|
топливно-воздушной смеси |
Исходные данные для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС:
1)характеристики горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС;
2)агрегатное состояние ТВС (газовая или гетерогенная);
3)средняя концентрация горючего вещества в смеси;
4)стехиометрическая концентрация горючего газа с воздухом;
5)масса горючего вещества, содержащегося в облаке;
6)удельная теплота сгорания горючего вещества;
7)информация об окружающем пространстве;
8)расстояние от места аварии;
9)количество вещества, содержащегося в оборудовании.ДИ
Исходные данные для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС приведены в табл. 4.
80