Кожин В.Н. Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

взрывов, что усложняет спасательные и аварийно-восстановительные работы.

Мероприятия, повышающие надежность работы систем газоснабжения, могут быть

следующие:

- для уменьшения эффекта взрыва в наземных газораспределительных пунктах

окна, двери, фрамуги устраивают так, чтобы они открывались наружу и давали выход

образующимся газам;

- увеличение площади остекления зданий до 0,05 м

на 1м

помещения;

- сооружение на случай разрушения зданий подземных обводных газопроводов

(бассейнов) с установкой на них отключающих устройств;

- предусмотреть возможность работы на пониженном давлении в газопроводах;

- создание для особо важных предприятий и производств не снижаемых запасов

других видов топлива ( угля, мазута ) ;

- осуществление газоснабжения от нескольких источников, причём объектовые

соединения должны обеспечивать закольцованность внутризаводской распределительной

сети;

- создание подземных ёмкостей газа большого давления (сезонные аккумуляторы

газа в условиях чрезвычайных ситуаций снабжают потреби- телей по аварийному

графику;

- подземное распределение внутриобъектовой газовой сети;

- введение в закольцованные системы достаточного количества отклоняющих

устройств, устанавливаемых на распределительной сети;

- внедрение в диспетчерское управление, обслуживание газового хозяйства

телемеханических устройств и автоматизации и т. д.

Устойчивость работы систем теплоснабжения

В очаге поражения характер разрушений системы теплоснабжения определяется степенью

повреждений и разрушений источников теплоснабжения и тепловых сетей.

Теплоэлектроцентрали и районные котельные размещаются, как правило, в наземных

сооружениях в черте городском застройки, реже в пригороде. Поэтому они и являются

самыми уязвимыми элементами системы теплоснабжения.

Весьма уязвимым является энергетическое оборудование ТЭЦ, распреде лительные

устройства, контрольно-измерительные приборы, автоматика. Дублирование отдельных

узлов и систем даёт возможность повысить устойчивость внутреннего оборудования

тепловых сетей.

Более устойчивые подземные тепловые сети, особенно бесканальной прокладки.

В таких сетях слабыми местами являются переходы через препятствия, выходящие выше

поверхности земли в виде различных сооружений.

Разрушение городских коллекторов, в которых помимо других коммун» каций

проложены трубопроводы с горячей водой или паром, может повлечь их затопление и

затруднить ликвидацию и локализацию аварий на других городских коммуникациях.

Повышение надёжности тепловых сетей во многом аналогично повышению устойчивости

систем водоснабжения.

Устойчивость подземных коммуникаций и транспортных сооружений

Ударная волна взрыва способна полностью разрушить, сильно повредить на

значительных расстояниях от места взрыва не только наземные транспортные сооружения

(мосты, эстакады и т. д.), но и заглубленные коммуникационные коллекторы и переходы.

Несущие элементы подземных уличных переходов, рассчитанные на нагрузки от

наземного транспорта, способны выдержать сравнительно большое избыточное давление

ударной волны. Воздействие ударной волны может вызвать сдвиг плит перекрытия с

ригилей, повреждения открытых площадок, колонны и даже разрушения несущих и

ограждающих конструкций коллектора. Повреждения коллекторов может вывести из

строя проложенные внутри коммуникации и вызвать аварии. В этом случае наибольшую

опасность представляют паропроводы и теплопроводы с горячей водой, паром, а также

газопроводы.

На характер разрушения мостовых конструкций во многом влияет направление

действия ударной волны. Боковая ударная волна наиболее опасна. Основной причиной

повреждения и разрушения мостов, эстакад и т.д. является воздействие скоростью напора

перпендикулярно от моста, а также воздействие отражённых (от поверхности реки)

ударных волн. Основным средством повышения устойчивости таких сооружений

являются конструктивные мероприятия и введение больших коэффициентов запаса

прочности в направлениях возможных внештатных внешних воздействий.

Другой характер имеют повреждения и разрушения дорожно-мостовых

сооружений от фугасных боеприпасов. На проезжей части улиц от взрывов фугасных

бомб образуются воронки глубиной в несколько метров и диаметром 10 - 15м. В

городских условиях, где под улицами проложены многочисленные, инженерные

коммуникации, они требуют дополнительной защиты от возможного воздействия.

Повышение надежности хранилищ ядовитых пожаро - и взрывоопасных веществ

Обеспечивается:

- с соблюдением всех норм и правил их безопасной эксплуатации;

- заменой наземных хранилищ - подземными;

- снижением до технологического минимума нормативных и резервных запасов

хранящихся веществ;

- улучшением работы транспортного конвейера ( доставка сырья с „ колёс ”, минуя

предварительное складирование ).

5. ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

При оценке обстановки, сложившейся на объекте в результате чрезвычайной

ситуации, используются данные, полученные в результате разведки очага поражения. По

данным разведки определяют объемы работ, устанавливают очередность их выполнения,

уточняют способы ведения спасательных и аварийных работ. Разведку очага поражения

подразделяют на общую и специальную (инженерную, химическую, радиационную,

бактериологическую и др.). Разведывательные подразделения формируются службами

гражданской обороны объекта заблаговременно, и вступает она в действие сразу же после

образования очага поражения.

Оценка химической обстановки

Под оценкой химической обстановки понимают определение масштаба и характера

заражения отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами, анализ их

влияния на деятельность объектов, сил ГО и населения.

Результатом оценки химической обстановки являются следующие данные:

- вид загрязняющего вещества;

- глубина и площадь зоны первичного и вторичного загрязнения;

- предельное время пребывания людей в зоне загрязнения;

- возможные потери среди обслуживающего персонала (населения);

- стойкость химического загрязнения местности;

- возможные пути миграции загрязняющих веществ.

Исходными данными для оценочных расчетов являются:

- общее количество химических загрязняющих веществ на объекте и данные по

размещению их запасов в ёмкостях и технологических трубопроводах, номенклатура

используемых предприятием химических веществ;

- количество химических (загрязняющих) веществ, выброшенных в атмосферу и

характер их разлива на подстилающей поверхности („свободно”,

„ в поддон”, „ в обшивку ”), данные о рельефе близлежащей местности;

- высота поддонов или обшивки складских ёмкостей;

- метеоусловия (температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м, степень

вертикальной устойчивости атмосферы, характеризуемой наличием инверсии, конвекции,

изотермии и т. д.);

- степень защищенности людей.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения в качестве

исходных данных принимаются:

- за величину выброса G

- его содержание в максимальной по объему единичной

ёмкости;

- неблагоприятные метеоусловия (наличие инверсии, скорость ветра опасная -

1м/с).

Для прогноза масштабов загрязнения непосредственно после аварии в расчётах

используются реальные условия сложившиеся на объекте.

Процесс заражения объекта в условиях аварии подразделяют на две стадии:

образование первичного и вторичного облака.

Первичное облако - облако загрязняющего вещества, образующееся в результате

мгновенного (1...3 мин.) перехода в атмосферу части содержимого ёмкости при её

разрушении. Вторичное облако - облако загрязняющего вещества, образующееся в

результате испарения разлившегося вещества в подстилающей поверхности.

Сложность расчётов процесса рассеивания и многообразия реальных условий и

фактов, влияющих на размеры зон рассеивания, приводит к необходимости принять ряд

упрощающих допущений. Обычно принимают:

- всё содержимое разрушающейся ёмкости поступает в окружающую среду;

- толщина слоя свободно разливающейся жидкости постоянна и составляет 0,05 м;

- толщина слоя жидкости, поступившей в поддон, h = Н - 0,2м, где Н - высота

поддонов, м;

- толщина слоя жидкости, поступившей в общий поддон от нескольких источников

(ёмкостей, трубопроводов, аппаратов и т. д.). h = G

/ (F ● p), где G

-общее количество

разлившегося (выброшенного) при аварии вещества, т;

- плотность разлившегося вещества, г/м

; F - реальная площадь разлива в поддоне,

(обычно площадь поддона).

Внешние границы зоны заражения рассчитываются по пороговой токсо-дозе при

ингаляционном воздействии на организм. Форма зоны заражения принимается в виде:

- окружности с центром в точке пролива, если скорость ветра менее 0,5м/с;

- полуокружности при скорости ветра 0,6 - 1,0м/с. Биссектриса полуокружности

совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра;

- сектора при скорости ветра более 1м/с, причем угол сектора равен 90° при

скорости ветра 1,2 - 2м/с и 45° при скорости ветра больше 2м/с. Биссектриса сектора

совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

Для расчета масштабов загрязнения определяют количественные характеристики

загрязняющего вещества по их эквивалентным значениям. Эквивалентное количество

вещества по первичному объему рассчитывается по формуле:

Gэ

●

где К

- коэффициент, зависящий от условий хранения загрязняющих веществ. При

хранении сжатых газов К

= 1, для сжиженных газов К

( c

● Δт ) / r

исп

- удельная теплоёмкость жидкого вещества, кДж/кг ● град); Δт - разность температур

жидкого вещества до и после разрушения сосуда; r

исп

- удельная теплота испарения

жидкого вещества, при температуре испарения, кДж/кг); К

- коэффициент, равный

отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе выброшенного вещества.

При отсутствии данных коэффициент К

может быть рассчитан по формуле:

012

42.5





где D - токсодоза рассматриваемого химического вещества, мг ● мин/л;

a 2

- глубина распределения 1т хлора с поражающей концентрацией, км;

- глубина распространения 1т химического вещества той же концентрации.

Коэффициент К

учитывает степень вертикальной устойчивости воздуха: для

инверсии

= 1; для изотермии К

= 0,23; для конвекции К

= 0,08.

Коэффициент К

учитывает влияние температуры воздуха; для сжатых газов К

= 1.

Количество G

выброшенного (выливаемого) при аварии вещества определяется по

объему разрушившейся ёмкости или секции трубопровода, находящейся между

автоматическими задвижками.

Для ёмкостей G

= р ●V

; для трубопроводов G

= (n ● p ● V

)/100, где V

– объём

секции газопровода (ёмкости), м

, n - содержание ядовитого вещества в природном газе,

Эквивалентное количество вещества по второму облаку рассчитывается по

формуле:

101.8)1(

8.0

GKAMpK













где К

- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств вещества,

А - коэффициент подвижности атмосферы, зависящий от скорости ветра:

скорость

ветра, м/с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

А 1.0 1.33 1.67 2.0 2.34 2.67 3.0 3.34 3.67 4.0 5.68

τ - время, прошедшее после аварии, ч.

Если время, прошедшее после аварии, меньше времени, необходимого для полного

испарения пролитого вещества, то в расчётах вместо τ используется время полного

испарении ( в часах)

101.8

KKMp









где Р - давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха,

мм.рт.ст.;

М - молекулярная масса вещества.

Полная глубина заражения (км) определяется из выражения





 LLL

где L



- наибольший из размеров L

и L

;



- наименьший из размеров L

и L

Полученное значение сравнивается с предельно возможной глубиной переноса

воздушных масс:

,VL





где V - скорость переноса переднего фронта заражённого воздуха при данных скорости

ветра и степени вертикальной устойчивости, воздуха, км/ч.

В табл. 4 представлена скорость переноса переднего фронта в зависимости от состояния

атмосферы и скорости ветра.

Таблица 4

Состояние

атмосферы

скорость ветра, м/с

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Инверсия 5 10 16 - - - - - - - - - - - -

Изотермия 6 12 18 24 29 35 41 47 53 59 65 71 76 89 88

Конверсия 7 14 21 24 - - - - - - - - - - -

За окончательную расчётную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух

сравниваемых между собой выражений.

Площадь зоны фактического заражения. км



 ,

2.02



LKS

где Кв - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха: при

инверсии Кв = 0,081; при изотермии Кв = 0,133; при конверсии Кв = 0,235.

Оценка возможных последствий взрывов

При взрывах газовоздушных смесей (ГВС) образуется очаг взрыва, ударная волна

которого способна вызвать весьма большие разрушения на объекте. В наземном очаге

взрыва ГВС подразделяют три полусферические зоны (рис. 15).

Зона I детонационной волны находится в пределах облака взрыва, её начальный

радиус (в метрах)

,5.17

1 H

KQr 

где Q - количество углеводородного сжиженного газа;

КH - коэффициент перехода жидкого продукта в ГВС (обычно КH = 0,6 - 0,8).

Избыточное давление фронта детонационной ударной волны ΔPф считается

постоянным и равным 1700кПа. Под избыточным давлением ударной волны понимается

разность между максимальным давлением во фронте и атмосферным давлением Р

При непосредственном контакте детонационной волны с преградой, рас-

положенной перпендикулярно её распространению, на преграду действует давление

отражения:









 P

pTo

5.2

Во второй зоне происходит разлёт продуктов взрыва,

,50

1300,7.1

212 ak



















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

ΙΙΙ

r 3

r 1 P1

r 2

ΙΙ

Рис. 15. Характерные зоны наземного взрыва ГВС

Зона II, как и I, является зоной полных разрушений на её внешней границе ΔРф = 300 кПа.

В зоне III воздушной ударной волны формируется фронт, в котором ибыточное давление

уменьшается от 300 кПа до 0. Закон падения давления в этой зоне зависит от

безразмерного радиуса ударной волны:

при R ≤ 2





18.2913

CMC

P 







R ≤ 2

158.01

227.0

CMC

gRR

P 







где R = 0,24*r

/ r

;

- расстояние от центра взрыва до рассматриваемого объекта, м.

Представленные соотношения дают возможность спрогнозировать ситуацию,

вызванную известным количеством ГВС (в результате исследования устойчивости

объекта в распоряжении администрации есть данные о прочностных характеристиках

зданий и сооружений, плотности застройки территории и т.п.).

При взрывах внутри помещений оценка возможных последствий производитсяпо

величине избыточного давления, возникающего в объёме производнного помещения.

Для горячих газов, паров, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; стоящих

из атомов Н, О, N, С1, F, J, Вr, избыточное давление взрыва определяется по

соотношению:

1100

)(

0max









KCV

PPP

CCnr



где Рмак - максималкное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или

паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспе риментально или

по справочным данным: (при отсутствии данных допускается принимать равным

900 кПа);

Р0 – начальное давлние, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

)(nr

- масса газов или паров, легковоспламеняющейся и горючей жидкости,

поступившей в результате аварии в помещение, кг;

Vсв – свободный обёъм помещения, м

(определяется как разность между

объёмом, занимаемым технологическим оборудованием: если свободный объм

помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным

80% геометрического объёма помещения);

Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадибатичность

процесса горения, допускается принимать Кн = 3.

Расчёт избыточного давления взрыва для химических веществ, кроме упомянутых

выше, а также для смесей может быть выполнен по формуле:









KTCV

ZPHm

pCC



где Нr – теплота сгорания, Дж/кг;

Рсв – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0 , кг/м

;

Ср – удельная теплоёмкость воздуха, Дж/( кг●К ), допускается принимать равной

1,01● 10

Дж/( кг●К );

Т0 – начальная температура воздуха, К.

Избыточное давлние взрыва для горючих пылей определяется по этой же формуле,

где, при отсутствии данных, коэффициент Z (для участия взвешенного дисперсного

продукта во взрыве) принимается равным 0,5.

Расчётное избыточное давлние взрыва для гибридных взрывоопасных смесей,

содержащих газы (пары) и пыли ΔР = ΔР

+ ΔР

, где ΔР

- давление взрыва,

вычесленное для газа (пара), ΔР

- то же для пыли.

Тротиловый эквивалент взрыва пылевоздушной смеси

,45.0 GZq



















где G - общая масса дисперсного продукта, участвующего в образовании

взрывоопасной пылевоздушной смеси, кг;

βТ - удельная энергия сгорания тротила, кож/кг (4,18●10

кож/кг).

Радиусы зон интенсивности воздействия ударной волны при взрыве

пылевоздушной смеси (в метрах)

3180





























KiR

где Ki - коэффициент пропорциональности соответствующей определенной зоне

интенсивности ударной волны (табл 6).

Взрывы обычных взрывчатых веществ создают аналогичную обстановку при

разрушении зданий, сооружений, коммуникаций. Расчет ведётся на средние разрушения,

получающиеся от действия избыточного давления ударной волны 1Рф = 30 кПа по

формуле:

,6.0

3.0







где d – толщина стенки, м (для панельных зданий d = 0,3м; для кирпичных зданий d =

0,5м).





 KGG

где Кэф - коэффициент эффективности по тротилу (для тротила Кэф =1; аммония 0,94;

тетрила 1,08; никриловой кислоты 0,97; гексогена 1,28).

Таблица 5

Степень разрушения и класс зоны в зависимости от избыточного давления взрыва

Класс

зоны

Ki Избыточное давление во фронте

ударной волны, кПа

Разрушение зданий и сооружений

1 3,8 100 Полное

2 5,6 70 Частичное

3 9,6 28 Здания не пригодны для обитания

4 28 14 Разрушение остекления, дверных

блоков и оконных переплётов

5 56 2 Разрушение до 50% остекления

Оценка радиационной обстановки

Радиационное заражение местности возникает в результате выпадения радиоактивных

веществ из облака ядерного взрыва или в случае аварии.

Под оценкой радиационной обстановки в зоне радиоактивного заражения

понимается:

- определения геометрических размеров зоны заражения;

- определения уровня заражения отдельных территорий зон;

- оценка влияния радиоактивного заражения на производственную деятельность

объектов, находящихся в зоне заражения.

При этом производится анализ полученных результатов и выбор оптимального

варианта действий (ведения аварийно-восстановительных работ, защита обслуживающего

персонала) , при котором радиационное поражение будет минимальным.

Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей (большая площадь поражения -

десять тысяч квадратных километров, длительность сохранения поражающего действия -

недели, а иногда месяцы; трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих

цвета, запаха и других внешних признаков), которые необходимо учитывать при

проведении оценки радиационной обстановки.

Исходными данными для оценки радиационной обстановки являются:

- время применения оружия (время аварии), вызвавшего радиоактивное

загрязнение и заражение;

- уровни радиации (мощности дозы) на объекте (данные радиологической разведки;

- значение коэффициентов ослабления радиации, зданиями, сооружениями, защитными

сооружениями и транспортными средствами.

Размеры и форма зоны заражения во многом зависит от типа ядерного взрыва и

метеорологических и геологических условий местности. Наибольшая заражённость

местности наблюдается при наземных и подземных (произведённых на большой глубине),

надводных и подводных ядерных взрывах.

По мере движения радиоактивного облака и выпадении из него радиоактивных

частиц размер заражённой территории увеличивается. На рис.16 схематично представлено

изменение уровня радиации по следу облака. След в плане имеет, как правило, форму

эллипса, большую ось которого называют осью следа.

На следе радиоактивного облака выделяют зону умеренного, сильного, опасного и

чрезвычайно опасного заражения. Экспозиционные дозы гаммаизлучения, получаемые за

время от одного часа после взрыва до полного распада радиоактивного вещества, и

уровни радиации в первый и десятый час после взрыва, характеризующие степень

опасности зоны, указанные в подписи к рис. 16.

а)

б)

Рис. 16. Уровень радиации по следу радиоактивного облака:

а - в пространстве по следу радиоактивного облака: I - след радиоактивного облака, 2 - ось

следа; 3 - уровень радиации по ширине следа; 4 - уровень радиации вдоль следа; б - план

радиоактивного облака зоны заражения: А - умеренного ( Р = 8 Р/ч; D



= 40 Р); B -

сильного ( Р = 80 Р/ч; D



= 400 Р); В - опасного (Р = 240 Р/ч; В



= 1200 Р); Г -

чрезвычайно опасного ( Р = 800 Р/ч; D



= 4000 Р).

Приведённый план следа радиоактивного облака является некоторой идеализацией.

Из-за метеорологических условий, характера местности могут наблюдаться значительные

отступления: от идеализированной картины. В большой степени, например, будут

заражены складки местности, холмы и склоны высот, расположенные с наветренной

стороны.

С течением времени уровни радиации отдельных зон заражения изменяются. Для

определения естественного следа уровня радиации во времени можно использовать

выражение Рt = Ро ( t/t

)

2,1

, где Р и Ро - мощность дозы (уровень радиации)

соответственно по времени t и t

, причем t

= 1 час после ядерного взрыва.

В отличие от ядерного взрыва и аварийных выбросах радиоактивных веществ из

объектов промышленного назначения спад уровня радиации, за счёт долгоживуших

радионуклидов, происходит медленнее, чем при ядерном взрыве. Для определения

мощности дозы можно использовать предыдущее выражение, показатель степени

необходимо принять равным 0,5.

Для вычисления дозы облучения людей используют соотношение

D = ( Р

ср

● t )/К

осл

где Рср - среднее значение мощности дозы за время пребывания в зоне

заражения;

w = z / 11

Косл - коэффициент ослабления учитывает защитные свойства зданий, сооружений,

средств передвижения и др.

Допустимое время пребывания (в часах) людей в зараженной зоне может быть

определено по соотношению:

ocncT

T 









где Рвх - уровень радиации к моменту вступления в заражённый район;

Dуст - установленная доза облучения (устанавливается на конкретные сутки, всегда

ниже, чем установленная для данной категории населения);

tвх - время с момента заражения территории до входа в заражённый район;

Косл - коэффициент ослабления.

Оценка радиационной обстановки при авариях на АЭ

Выбросы радиоактивных веществ при авариях на АЭ возможны при механическом

разрушении ядерных реакторов, бассейнов выдержки отработавшего топлива, хранилищ

высокоэффективных отходов и т.п.

В отличие от ядерного взрыва, в случае аварии на АЭ принято различать две зоны:

- зону опасного заражения (на внешней границе доза внутреннего облу чения

составляет 30 бэр, а на внутренней границе 250 бэр);

- зону чрезвычайно опасного загрязнения с дозами на внешней - 250, а на

внутренней границе - 1000 бэр.

Расчёт размеров зон радиоактивного загрязнения при авариях на АЭ

осуществляется по специальным таблицам графикам. Для ориентировочных расчётов

можно использовать закономерности, представленные в ОНД-86

„ Расчёт рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере ”.

В случае аварии на АЭ оценка радиационной обстановки включает определение:

- размеров зон опасного и чрезвычайно опасного заражения (по таблицам в

зависимости от типа реактора) и нанесение их на карту местности;

- внутренних доз облучения (производится по таблицам отдельно для взрослых и

детей);

- суммарной дозы внешнего облучения для населения (суммарная доза внешнего

облучения слагается из доз, полученных при прохождении радиоактивного облака и при

нахождении на заражённой территории);

- степени возможных радиационных поражений местности и населения;

- допустимого времени пребывания населения в зоне заражения;

- степени активности йода-131 в воздухе во время прохождения радиоактивного

облака.

Дозу внешнего облучения (для водно-водяного типа реактора) можно определить

по формуле:

D0 = P● t



где Р - мощность дозы в гамма - излучениях от радиоактивного облака,

Р/ч ( бэр/ч );



- продолжительность облучения.

При нахождении на загрязненной местности полученная доза внешнего облучения

Рср = Рн + Р

/ 2,

где Рн - мощность дозы в начале облучения; Рк - мощность дозы в конце облучения.

Время достижения радиоактивным облаком населенного пункта определяют в

зависимости от типа реактора по таблицам, а для водно-водяного реактора - в зависимости