Мета і зміст прогнозування і оцінки наслідків надзвичайної ситуації при вибуху

Прогнозування і оцінка обстановки, що може скластися внаслідок вибуху при аварії або застосуванні зброї, проводиться з метою отримання інформації для прийняття рішення, щоб спланувати і здійснити заходи щодо запобігання або зменшення наслідків техногенної небезпеки, захисту населення, організації проведення аварійно-рятувальних та відновлюваних робіт в осередку ураження.

Вхідними даними для розв’язання завдання є:

• місце (координати) вибуху (центр вибуху – ЦВ);

• потужність вибуху (маса вибухової речовини) – Q, т;

• характеристики будівель і споруд: тип, поверховість, ступінь вогнестійкості та інше.

• категорія пожежної небезпеки виробництва;

• характеристики обладнання, комунальних і технологічних мереж.

Визначаються:

• значення параметру уражаючого фактору (ударної хвилі) – надмірний тиск ударної хвилі (∆Рф), що очікується в місці знаходження об’єкта (цеха);

• параметри осередку ураження (радіус осередку Rос, радіуси зон руйнувань Rсл, Rср, Rсил, Rпов, площа Sос);

• ступені руйнувань елементів об’єкта (цеха);

• можливі втрати виробничого персоналу.

Послідовність і методика прогнозування та оцінки обстановки при вибухах

Прогнозування та оцінка обстановки при вибухах здійснюється розв’язанням наступних задач:

Задача 1. Визначення параметрів осередку ураження і можливості потрапляння об’єкта в осередок ураження.

Визначаються:

1. Радіус осередку ураження Rос і радіуси зон руйнувань: слабких Rсл = Rос, середніх Rср, сильних Rсил, повних Rпов (див. Рис. 1.4):

- при вибуху вибухової речовини – за графіком рис.1.2.

2. Площа осередку ураження Sо – за формулою:

, км²

3. Можливість потрапляння об‘єкта в осередок ураження за умови R_oc ≥ R₀

Задача 2. Визначення надмірного тиску ударної хвилі ∆Рф, що очікується на об’єкті.

Величина надмірного тиску УХ визначає можливі наслідки вибуху і залежить від типу і кількості вибухової речовини (Q), відстані від ЦВ (R₀).

При вибуху вибухової речовини (вр) (тротилу, тетрилу, гексогену)

Надмірний тиск на відстані R₀ від ЦВ визначається за формулою:

1. При вибуху тротилу:

, кПа

2. При вибуху інших вибухових речовин в наведену вище формулу підставляється значення маси продукту Q_ВР перерахованої у тротиловий еквівалент за формулою:

,т

де Q_ср – кількість відповідної ВР, т

К_ср = 0,97 (пікринова кислота)/1,08 (тетрил)/1,28 (гексоген)

Рис. 1.4 Характеристика осередку ураження при вибуху

ОГ – об’єкт господарювання, І – зона слабких руйнувань, ІІ – середніх, ІІІ – сильних, ІV – повних, ЦВ – центр вибуху.

Задача 3. Визначення ступеню руйнувань елементів об’єкта і очікуваних збитків.

1. Ступінь руйнувань елементів – за додатком 2 при надмірному тиску ∆Рф, що очікується на об’єкті.

2. Очікувані збитки (% ушкоджених, зруйнованих конструкцій, елементів, обладнання) – за таблицею 1.4 залежно від можливого ступеню руйнування даного елемента при очікуваному ∆Рф.

Задача 4. Визначення можливого ураження виробничого персоналу.

1. Ступінь ураження людей на відкритій місцевості , залежно від надмірного тиску ∆Рф, визначається за таблицею 2.

2. Можливі ураження людей, що знаходяться в будівлях, визначаються залежно від ступеню руйнування будівлі, виходячи з того, що:

- при повних руйнуваннях будівель всі люди гинуть;

- при сильних і середніх руйнуваннях можуть вижити всі працівники, але більша частина іх буде уражена шляхом прямої дії УХ і додатково непрямої дії – уламками зруйнованих будівель та споруд, а також опинитись під завалами;

- при середніх руйнуваннях можуть вижити всі працівники, але більша частина їх буде уражена шляхом непрямої дії УХ – уламками зруйнованих перегородок, склом;

- при слабких руйнуваннях будівель загибель людей малоймовірна, але частина з них може отримати травми різного ступеню ураження від непрямої дії УХ.

Приклад: Провести оцінку наслідків в механічному цеха об’єкта господарювання при аварії на вибухонебезпечному об’єкті.

Вихідні дані:

1. Відстань від цеха до місця аварії (вибуху) Ro = 1000м;

2. Тип вибухової речовини – тетрил;

3. Маса вибухової речовини Q = 500т;

4. Характеристики елементів цеха:

- будівля цеха (виробнича, одноповерхова, цегляна, межа вогнестійкості несучих стін – 2год, перегородок – 0,25год);

- обладнання (верстати середньої важкості, контрольно-вимірювальна апаратура в цеха, трубопроводи на естакадах, кабельні мережі наземні).

Розв’язання:

Задача 1. Визначення параметрів осередку ураження і можливості потрапляння цеха в осередок ураження.

1. Параметри визначаємо за графіком рис. 1.2. Виходячи з того, що тип вибухової речовини тетрил, перерахуємо масу тетрилу Q з урахуванням коефіцієнта поправки К_вр.

Q_тр = Q_пр К_вр = 5001,08 = 540 т.

Радіус осередку ураження Rос і радіус зони слабких руйнувань Rсл при Q = 540т (для ∆Рф = 10 кПа) складає Rос= Rсл=1700 м.

Радіус зони середніх руйнувань (∆Рф = 20 кПа) Rср = 1100 м.

сильних (∆Рф = 30 кПа) Rснл =900 м.

повних (∆Рф =50 кПа) Rп = 700 м.

Площа осередку ураження Soc = πR²oc = 3,141,1² = 3,8 км²

2. Порівнюємо радіус осередку ураження Rос = 1100 м і відстань цеха до місця аварії Ro = 500м.

Оскільки Rос= 1100м  Ro=500м цех опинитися в осередку ураження.

Задача 2. Визначаємо величину надмірного тиску ударної хвилі, що очікується в районі цеха (∆Рф) при величині Rо = 1000м і Q_тр=540 т.

Висновок: В місці розташування цеха очікується максимальний надмірний тиск 25,4 кПа. Виходячи з нерівності ∆Рф = 30 кПа > ∆Рф = 24,4 кПа >∆Рф = 20 кПа цех може опинитися в зоні середніх руйнувань.

Задача 3. Визначення ступеню руйнувань елементів цеха і очікуваних збитків.

1. При величині ∆Рф = 25,4 кПа визначаємо можливу ступінь руйнувань кожного елемента цеха за додатком 1.

2. Очікувані збитки визначаємо за таблицею 1.4 виходячи із ступеню руйнувань елементів.

3. Результати заносимо в підсумкову таблицю 1.3.

Задача 4. Визначення можливого ураження виробничого персоналу.

При ∆Рф = 25,4 кПа люди отримають травми, надані у таблиці 1.2:

а) на відкритій місцевості – легкого ступеню (легка контузія організму, часткова втрата слуху);

б) в будинку цеха (при середньому ступені руйнування) – люди отримають ураження уламками зруйнованих елементів будівлі, розбитим склом та іншими предметами.

Таблиця 1.3