ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗОН РАЗРУШЕНИЯ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ И ВОЗМОЖНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Одним из основных направлений в решений задач обеспечения безопасности жизнедеятельности является прогнозирование и оценка возможных последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС). Осо­бенно важно предусмотреть и учесть опасность возникновения ЧС еще на стадии проектирования машин и оборудования, технологи­ческих процессов и в целом производственно-промышленных и иных объектов. В данном разделе рассматривается одна из ЧС - это взрыв газовоздушных смесей (ГВС), образуемых в результате утечки на промышленном предприятии или при несоблюдении правил

Рис. 8.5. Молниезащита здания III категории многократными стержневыми молниеотводами (1...6), установленными на здании

и норм безопасной эксплуатации и обслуживания газонаполнительных, газобаллонных станций и др.

Методика прогнозирования

Прогнозирование возможных последствий взрыва ГВС прово­дится в три этапа. На первом (подготовительном) этапе устанавливают:

1) возможное место взрыва ГВС (предприятие, объект экономики, жилое и иное здание);

2) возможную массу газа (жидкости), создающую взрывоопасною ГВС;

3) виды зданий, сооружений и оборудования и расстояния до них от места возможного взрыва ГВС;

4) количество людей, находящихся в этих зданиях и сооружениях.

/

или плотность населения (тыс. чел/км*км ) в городе или населенном пункте.

Этот этап не выполняется студентами на практических заня­тиях, так как эти данные приведены в задании: в других случаях (в курсовой работе, выпускной работе будующего бакалавра или дипломной работе будующего инженера) он выполняется студентами, но применительно к рассматриваемому объекту экономики или предприятию. На последнем студенты берут необходимые данные по подготовительному этапу прогнозирования.

На втором этапе ведут необходимые расчеты. В частности, определяют избыточное давление во фронте ударной волны DРф и радиусы зон разрушения очага взрыва (ОВ). После этого строит схему ОВ в выбранном масштабе или наносят зоны ОВ на план тер-

- 116 -

ритории с указанным расположением производственно-промышленных, жилых или иных объектов. Как известно [20], при взрывах ГВС образуется ОВ, ударная волна (УВ) которого способна пора­зить людей и вызвать разрушения и повреждения производственно-промышленных или жилых объектов на территории, охваченной взрывом.

В наземном очаге взрыва ГВС подразделяют три полусфери­ческие зоны (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Характерные зоны наземного взрыва ГВС:

1 - зона детонационной волны; 2 - зона действия продуктов взрыва; 3 - зона воздушной ударной (взрывной) волны

Зоны детонационной волны (зона 1) находятся в пределах облака взрыва. Начальный ее радиус r1,м,определяется по формуле [20]

(9.1)

- 117 -

где Q - количество углеводородного сжиженного газа, м Кн - коэффициент перехода хидкого продукта в ГВС (обычно Кн =0,6...О,8).

Избыточное давление фронта детонационной УВ DРф1 считается постоянным и равным 1700 кПа.

Зона 2 как и зона 1 является зоной полных разрушений. Ее радиус определяется из соотношения [20]:

(9.2)

(9.3)

где r3 - расстояние от центра взрыва до данного объекта,м.

На внешней границе зоны 2 DРф2= 300 кПа [20]. В этой зоне происходит разлет продуктов взрыва.

В зоне 3 воздушной УВ формируется ее фронт, в котором DРф3 уменьшается от 300 кПа до нуля (рис. 9.1). Эта зона в зависи­мости от величины DРф3 УВ может являться зоной полных (а), сильных (б), средних (в) и слабых (г) разрушений, а также зо­ной повреждений (д) (рис. 9.1 и табл. 9.1). Закон падения давления, кПа, в этой зоне зависит от безразмерного радиуса R ударной волны [20]:

(9.4)

при (9.5)

при (9.6)

где r3 - расстояние от центра взрыва до рассматриваемого объекта, м.

Представленные соотношения позволяют спрогнозировать ситуацию, вызванную воздействием УВ при наземном взрыве известного количества ГВС, т.е. вычислить радиусы соответствующих зон ОВ и DРф на заданном расстоянии производственно-промывленного или жилого объекта от центра взрыва.

На третьем этапе по найденному значению DРф студенты производят оценку возможных последствий УВ на незащищенных людей, определяя тяжесть поражения их, на характер и степень разрушения промышленно-производственных и жилых объектов, попавших в эту зону. Тяжесть поражения незащищённых людей зависит от ве­личины DРф. Например, при DРф = 10...20 кПа люди могут полу-

- 118 -

Таблица 9.1. Виды разрушений различных производственно- промышленных, жилых и иных объектов [20]

- 119 -

Продолжение табл. 9.1

чить легкие ранения и ожоги кохи; при DРф = 20...30 кПа насту­пают легкие поражения - скоропроходящие нарушения функций ор­ганизма (звон в ушах, головокружение, головная боль, ушибы и вывихи). Легкие поражения не связаны с опасностью для жизни или угрожающей инвалидностью. Пораженные не нуждаются в неот­ложной врачебной помощи, около 50% [21] из них могут передви­гаться пешком и могут быть возвращены к труду в срок от 1 до 60 суток. При DРф = 30... 50 кПа - поражения средней тяжести (контузии, вывихи, кровотечение из носа и ушей). Такие пораже­ния в большинстве случаев не опасны для жизни, но 10...12% из этих пораженных нуждаются в неотложной врачебной помощи. Срок госпитализации составляет 2...3 месяца [21] с непродолжитель­ной потерей трудоспособности. При DРф = 50...10 кПа - тяжелые поражения (сильная контузия всего организма, потеря сознания, переломы костей, повреждение внутренних органов); при DРф> 100 кПа - крайне тяжелые поражения (тяжелые контузии и травмы, разрывы внутренних органов, особенно содержащих болышое количество крови, газов или имеющих полости с жидкостями, длительная потеря сознания, переломы костей). Тяжелые и крайне тяже­лые поражения нередко сопровождаются осложнениями и заканчиваются в большинстве смертельным исходом. Примерно 50...60% [21] из числа этих пораженных нуждаются во врачебной помощи в ближайшее время, а около 50% пораженных медицинской эвакуации из-за их нетранспортабельности. Срок стационарного лечения до 12 месяцев с продолжительной потерей трудоспособности.

Характеристика разрушений объектов от УВ следующая. При слабом разрушении, как правило, объект не выходит из строя:

его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного ремонта. При среднем разрушении обычно разрушаются второстепенные элементы объекта, а основные могут деформироваться или

-120 -

частично повреждаться. Восстановление возможно силами предпри­ятия проведением среднего или капитального ремонта. Сильное разрушение объекта характеризуется разрушением или деформацией его основных элементов, в результате чего объект выходит из строя и не может быть восстановлен. При полном разрушении разрушаются все основные и несущие конструкции. Здания и сооружения использовать невозможно в дальнейшем. При сильных и полных разрушениях могут сохраняться подвальные помещения. Конкретные сведения о вероятных разрешениях зданий, сооружений, транспор­та, оборудования и энергетических сетей в зависимости от DРф во фронте УВ приведены в табл. 9.1, а также в учебнике [22] на с. 112...116.

Для определения возможного характера разрушений от УВ и установления объема спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ (СНАВР) в 0В зону 3 условно делят на пять зон (см. рис. 9.1). Характеристика этих зон следующая.

Зона полных разрушений (За) возникает там, где DРф во фронте УВ достигает 300 кПа и более. В ней полностью разрушаются жилые дома и промышленные здания (особенно вокруг центра взрыва), убежища и подземные сети коммунально-энергетического хозяйства получает различные повреждения. Большинство же убежищ (75%) в этой зоне сохраняются. При этом в результате таких разрушений образуются сплошные завалы. Пожары в зоне полных разрушений не возникают, так как воспламенившиеся от различных источников предметы и постройки будут разбросаны и засыпаны обломками, а пламя сбито УВ. Однако будет наблюдаться тление в завалах. Характерны массовые поражения незащищенных людей. Ха­рактер поражений и разрушений определяет основное содержание спасательных работ.

Зона сильных разрушений (3б) образуется при DРф = =300...100 кПа. В ней наземные здания и сооружения в основном будут иметь сильные разрушения: разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, трещины и деформации нижних этажей. Убежища, подземные сети, подвалы и большинство противорадиационных укрытий (ПРУ) сохраняются. Однако образуются местные зава­лы, возможны пожары. Среди незащищенных людей могут быть зна­чительные безвозвратные потери. Люди, оставшиеся в разрушенных зданиях, могут быть завалены, травмированы и обожжены. Основ­ное содержание спасательных работ в этой зоне заключается в расчистке завалов, тушении пожаров, спасении людей из завален­ных убежищ, укрытий, разрушенных и горящих зданий.

- 121 -

Зона средних разрушений (Зв) характеризуется DРф = 100...50 кПа. Наблюдаются разрушения проемов, перегородок, оконных и дверных заполнений, появление трещин в стенах. В ее пределах деревянные здания будут сильно или полностью разрушены, каменные получают средние и слабые разрушения. Однако убежища, ПРУ, подвальные помещения полностью сохраняются, но требуют расчистки входов. На улицах образуются отдельные зава­лы; от воздействия светового излучения возникают сплошные пожары. Среди незащищенных людей ожидаются массовые санитарные потери. Спасательные и другие неотложные работы в этой зоне заключаются в тушении пожаров, спасении людей из-под завалов, из разрушенных и горящих зданий.

Зона слабых разрушений (3г) создается при DРф = 50...20 кПа. В ней здания получают слабые разрушения - разрушения пе­регородок, оконных и дверных заполнений, остекления, но образу­ются отдельные завалы и возникают отдельные пожары. Незащищен­ные люди могут получить ожоги, легкие травмы. Поэтому в этой зоне проводятся работы по тушению пожаров и спасения людей из горящих и частично разрушенных зданий.

Зона повреждений (3д), где DРф = 20...10 кПа. В этой зоне здания и сооружения могут получать незначительные повреждения:

разрушение остекления, повреждение кровли, дверей. Возможны отдельные пожары. Поэтому в зоне 3д проводится ликвидация выз­ванных последствий.

Согласно полученным результатам прогнозирования второго этапа по литературным источникам [7,20...22] студент должен предложить необходимые мероприятия и примерный объем CHАBP по ликвидации последствий рассмотренного в задании взрыва ГВС. Детально об этом см. на с. 226...238 учебного пособия [7].

Задание на прогнозирование

Задание N9.2.1. Спрогнозировать зоны разрушения УВ при возможном наземном взрыве ГВС по исходным данным, приведенным в табл. 9.2, и оценить степень поражения незащищенных людей, а также характер возможных разрушений производственно-промышлен­ных, жилых и иных объектов, указанных в задании. Предложить необходимые мероприятия и примерный объем СНАВР по ликвидации последствий взрыва ГВС.

-122 -

Таблица 9.2. Исходные данные к заданию N9.2.1

- 123 -

9.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов прогнозирования

Перед выполнением задания студент изучает теоретический материал, изложенный на с. 57, 58, 208, 209 и 226...238 учебного пособия [7], и методику прогнозирования зон разрушения 3В и возможных последствий взрыва ГВС (см. выше подраздел 9.1), а также он знакомится со своим вариантом задания из под­раздела 9.2.

Задание на прогнозирование студент выполняет в последовательности, приведенной во втором и третьем этапах подраздела 9.1. При этом он вначале выполняет расчеты по формулам (9.1...9.6), а затем по найденному расчетом значению DРф сту­дент производит оценку возможных последствий воздействия 3В на незащищенных людей и объекты.

Результаты прогнозирования такой ЧС следует представлять в текстовом и графическом видах. В тексте студент указывает степень (тяжесть) поражения незащищенных людей и характер разрушения заданных (существующих) объектов. На чертеже он приво­дит радиусы трех зон разрушения и их значения в метрах, а так­же объекты (в принятом условном обозначении) и характер их разрушения. При выполнении такого прогнозирования на практи­ческих занятиях графические его результаты могут быть предс­тавлены рис. 9.2; в других случаях - на генплане предприятия, карте города или населенного пункта и показом цветами зон соответствующих разрушений существующих объектов вблизи места взрыва ГВС. Затем приводятся в табличной форме необходимые ме­роприятия по CHАBP и сроки их выполнения в ближайшие сутки после взрыва ГВС.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: