Оценка возможных последствий аварии на взрывоопасном объекте
Цель занятия: предоставление студентом практики по решению типовых задач прогнозирования обстановки которая может сложиться во время аварии на взрывоопасном объекте. По результатам оценки студенты формулируют выводы и определяют мероприятия, направленные на защиту людей и уменьшения последствий возможных разрушений.
УСЛОВИЕ. Промышленной зоне на расстоянии L от нашего производственного помещения (цеха) расположен объект, на котором находится Q тонн взрывоопасного вещества (газа – пропана). Во время возможной аварии с взрывом цех может оказаться в очаге поражения.
ЗАДАНИЕ. Оценить возможные последствия влияния на производственное помещение аварии на взрывоопасном объекте соответственно с исходными данными заданного варианта (приложение 5).
ОПРЕДЕЛИТЬ:
1. Какую зону разрушение может попасть в цех.
2. Какие ожидаются разрушения элементов цеха.
3. Какая ожидается пожарная обстановка в районе расположения цеха.
4. Какая степень возможного поражения производственного персонала.
5. Рекомендации, направленные на недопущение или уменьшение поражения людей и разрушений.
ОТЧЕТНОСТЬ. Отчет о выполненной работе студенты оформляют по следующей форме:
Расчётная работа
Тема: оценка возможных последствий аварии на взрывоопасном объекте
Вариант №......
Выполнил: фамилия, И, О студента
Группа______.
Содержание:
1. Исходные данные (по заданному варианту).
2. Последовательность расчетов и обоснований при проведении оценки.
3. Итоговая таблица по следующей форме (табл.1)
Таблица 1
| Характеристика разрушений | Пожарная обстановка | Степень поражения людей | ||
| Параметры зоны разрушений | Элементы производственного объекта | Степень разрушений | ||
1.  =_____м
2.  =_____м
3.  =____кПа
| Здание | |||
| Оборудование | ||||
| Коммуникации |
4.Выводы и рекомендации, направленные на уменьшение последствий возможного взрыва.
Методика выполнения работы
Особенно опасным по своим последствиям являются аварии на взрывоопасных объектах. К взрывоопасным относят не только объекты, которые производят или сохраняют взрывчатые вещества, но и объекты, где создаются взрывоопасные смеси горючих веществ с воздухом в мелкодисперсном состоянии (угольная пыль, деревянная пыль, мука, сахарная пудра и др.). Чаще всего взрываются смеси с воздухом углеводородных соединений (метана, пропана, бутана и их производных).
Последствиями таких взрывов являются:
· разрушение зданий, сооружений и оборудования,
· пожары,
· поражение людей.
Оценки последствий возможного взрыва на взрывоопасном объекте предусматривает такие элементы:
1. Определить степень разрушения элементов цеха.
2. Определить ожидаемый характер пожаров.
3. Оценить степень возможных поражений производственного персонала.
4. Сделать выводы и сформулировать рекомендации.
1. Определение степени разрушения во время взрыва
Степень разрушения зданий, мсооружений, оборудования зависит от их конструктивной прочности и величины избыточного давления () ударной волны. Величина избыточного давления, в свою очередь, определяется количеством взрывчатого вещества (Q) и расстоянием от исследуемой точки до центра взрыва L.
Во время взрыва газовоздушной смеси углеводородных продуктов создается очаг взрыва, который делят на три зоны.
Зона 1 – зона детонационной волны (находится в пределах облако взрыва) имеет радиус :
=17,5 
, м, (1)
где Q, тонн — количество углеводородного продукта
В пределах этой зоны чрезвычайно большое избыточное давление ударной волны взрыва: 
= 1700 кПа.
Зона 2 – зона действия продуктов взрыва (охватывает всю территорию, где разлетелись продукты газовоздушной смеси вследствие ее детонации) имеет радиус :
=1,7 
, (2)
Избыточное давление взрывной волны в пределах зоны 2 рассчитывается по формуле:
= 1300 
+ 50, кПа, (3)
где L, м— расстояние от центра взрыва до выбранной точки в пределах зоны 2.
Зона 3 — зона действия воздушной ударной волны. Избыточное давление в этой зоне может быть рассчитано по формуле:
= 
, (4)
или определенно с помощью графиков (рис.1)
Рис.1. Графики зависимости избыточного давления 
от количества
пропана Q и расстояния до центра взрыва L.
После определения величины избыточного давления взрывной волны в районе цеха можно оценить степень возможных разрушений (см. таблицу приложения 1).
ПРИМЕР 1
Условие: Определить возможную степень разрушения здания цеха из сборного железобетона, которое находится на расстоянии 800 м от взрывоопасного хранилища, где хранятся 300 т сжиженного пропана.
Решение.
1). Определим по формулам (1), (2), в какую зону очага взрыва попадает наш объект.
Радиус зоны 1:
=17,5 , м,= 17,5 
17,5 
6,7=117м < 800 м.
Радиус зоны 2:
=1,7 =1,7 117=199м < 800 м.
то есть наш объект при возможной аварии попадет в 3-ю зону очага взрыва.
2). Для зоны 3 с помощью графиков (рис. 1) находим величину избыточного давления ударной волны на расстоянии L=800 м от центра взрыва Q=300 т пропана. Это будет =25 кПа.
3). Из приложения 1 определяем, что здание из сборного железобетона от ударной волны с избыточным давлением 25 кПа получит средние разрушения. Из приложения 2 определяем, какой характер разрушения ожидается при возможной аварии.
Вывод: во время аварии на взрывоопасном объекте со взрывом 300 т пропана здания цеха может получить средние разрушения. Из приложения 2 определяем, что это:
v разрушение крыши,
v внутренних перегородок,
v выбитые двери и окна,
v в капитальных стенах возможны трещины.
2. Определение ожидаемого характера пожаров
Вследствие взрывов на промышленных объектах могут возникать отдельные или сплошные пожары.
Отдельный пожар возникает в отдельном здании или сооружении.
Сплошной пожар характеризуется тем, что на протяжении 1…2 часов огонь охватывает до 90% всех зданий и сооружений объекта.
Характер возникновения и распространения пожара зависит от таких факторов:
- степени разрушения зданий и сооружений во время взрыва;
- категории пожарной опасности производства (приложение 3);
- степени огнестойкости зданий и сооружений (приложение 4);
- плотности застройки объекта (П) и др.
Ожидаемый характер пожара с учетом приведенных факторов можно определить с помощью таблицы 2.
Таблица 2. Возможная пожарная обстановка после взрыва
| № п/п | Характер застройки и категория пожарной опасности | Степень огнестойкости зданий | ,
кПа
| Ожидаемая пожарная обстановка | |
| На протяжении Первых 30 мин. | Через 1-2 часа после взрыва | ||||
| Городская застройка или производственные помещения, здания и сооружения категорий пожарной опасности В, Г, Д | IV, V | 10…20 | Отдельные пожары | Сплошные пожары при П> 20% | |
| >20 | Отдельные пожары | Сплошные пожары при П> 10% | |||
| III | 20…50 | Отдельные пожары | Сплошные пожары при П> 20% | ||
| I, II | 20…50 | Отдельные пожары | Сплошные пожары при П> 30% | ||
| Производственные объекты категорий пожарной опасности А, Б | — | 10…50 | Отдельные пожары, которые быстро превращаются в сплошные и сопровождаются взрывами производственного оборудования. |
ПРИМЕЧАНИЕ: Плотность застройки — это процентное отношение общей площади всех застройка площади территории объекта.
ПРИМЕР 2
Условие:
Определить возможную пожарную обстановку после взрыва, если в районе расположения столярного цеха избыточное давление ударной волны 25 кПа. Здание цеха имеет огнеупорность несущих стен – 2 час, а перекрытия – 0,75 час. Плотность застройки объекта 23%.
Решение:
1). Определяем категорию пожарной опасности производства.
По приложению 3 определяем, что столярный цех относится к категории В пожарной опасности производства.
2). Определяем степень огнестойкости здания цеха.
По приложению 4 определяем, что здание из сборного железобетона (материал несгораемый) с приведенным значением границы огнестойкости стен и перекрытий имеет III степень огнестойкости.
3). Оцениваем возможную пожарную обстановку на участке, где расположен столярный цех.
По таблице 2 определяем, что для производства категории В, III степени огнестойкости здания, при избыточном давлении 25 кПа и плотности застройки больше 20 % можно ожидать с дальнейшим перерастанием их в сплошной пожар.