Лекція 3. Тема 3. Зони ураження під час техногенних вибухів. Методи розрахунку характеристик зон ураження. Вступ

До вибухонебезпечних об’єктів відносять виробництва вибухових речовин (ВР), нафтопереробні підприємства, млинарські комбінати та елеватори, деревообробні та інші підприємства, що використовують або виробляють горючі речовини та матеріали.

Аварії на таких об’єктах, як правило, супроводжуються вибухами. Під вибухом розуміється процес звільнення великої кількості енергії за короткий проміжок часу. В результаті вибуху речовина перетворюється в сильно нагрітий газ з дуже високим тиском, що впливає на навколишнє середовище, повітря, викликаючи його рух, і утворення чинників, що уражають. Тому вони називаються уражаючими факторами.

1. Наслідки аварій на вибухо-небезпечних об'єктах

Сутність наслідків техногенних вибухів – створення зон ураження (зон руйнувань).

Основний уражаючий фактор вибуху – це повітряна ударна хвиля (УХ). Ударна хвиля – це зона сильно стислого повітря, називається фронт ударної хвилі, що розповсюджується в усі боки від центру вибуху з надзвуковою швидкістю (більше 330м/с).

Основним параметром УХ, що визначає її руйнівну дію, є надмірний тиск у фронті УХ. Надмірний тиск ∆Р_ф – це різниця між максимальним тиском у фронті хвилі (Рф) і атмосферним тиском перед фронтом (Р₀):

∆Р_ф = Р_ф - Р_0, кПа.

Одиниці виміру ∆Р_ф в системі СІ – паскаль (Па). Позасистемна одиниця – кгс/см². Співвідношення одиниць: 1 кгс/см² = 1атм = 100 кПа.

На рисунку 3.1. показано характер зміни тиску повітря в будь-якій точці при проходженні ударної хвилі.

Стиснення Розрідження

Рисунок 3.1. Зміни тиску повітря при проходженні ударної хвилі

Надмірний тиск у даній точці залежить від відстані до місця (центру) вибуху, маси продукту вибуху (потужності вибуху) та інших чинників.

Характер дії повітряної ударної хвилі на людей, будівлі, споруди, обладнання.

Повітряна ударна хвиля уражає людей, руйнує або пошкоджує будинки і споруди, обладнання і техніку. У незахищених людей в залежності від величини надмірного тиску можливі травми різного ступеню, характеристики яких наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1.

Характеристика травм незахищених людей в залежності від надмірного тиску УХ

∆Рф, кПа	Ступені травм	Характер ураження
20-40	Легкі	Легка загальна контузія організму, тимчасова втрата слуху, забиті місця
40-60	Середні	Серйозні контузії, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа і вух, сильно забиті місця
60-100	Важкі	Сильна контузія всього організму, пошкодження внутрішніх органів і мозку, важкі переломи кінцівок
>100	Вкрай важкі	Від отриманих травм більшість людей гине

Будинки, споруди, обладнання внаслідок дії УХ можуть бути пошкодженні або зруйновані. В залежності від надмірного тиску ∆Р_ф, типу, розмірів та інших чинників можуть отримати слабке, середнє, сильне або повне руйнування. Ці дані наведені в додатку 1 а характеристика ступеню руйнування – в додатку 2.

Внаслідок вибуху під впливом уражаючих факторів на місцевості утворюється осередок ураження. Межа осередку ураження пролягає через точки на місцевості, де надмірний тиск УХ становить 10 кПа. Форма осередку на рівнинній місцевості – коло (див. рисунок 3.2.).

Рисунок 3.2. Форма осередку ураження при вибуху

Радіуси осередку ураження і зон руйнувань залежать від потужності вибуху (маси продуктів вибуху Q).

В залежності від ступеня руйнування виробничих будинків і обсягу необхідних рятувальних і аварійно-відновлюваних робіт осередок ураження ділиться на IV зони: повних, сильних, середніх та слабких руйнувань.

І Зона слабких руйнувань – від 10 до 20кПа. Слабкі руйнування будівель.

ІІ Зона середніх руйнувань утворюється там, де надмірний тиск від 20 до 30кПа, будівлі і споруди мають середній ступінь руйнувань. Дерев’яні споруди повністю руйнуються.

ІІІ Зона сильних руйнувань характеризується сильними руйнуваннями будинків і споруд, утворенням місцевих завалів і розповсюджується на територію, де надмірний тиск від 30 до 50кПа.

IV Зона повних руйнувань характеризується надмірним тиском у фронті УХ 50кПа і більше. Будинки, споруди, обладнання в зоні повністю руйнуються, утворюю суцільні завали.