ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В СЛУЧАЕ
АВАРИИ СО ВЗРЫВОМ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ
Методические указания к практическому занятию по курсу
“Безопасность жизнедеятельности”
для студентов всех форм обучения всех специальностей
Екатеринбург
УДК 658.382
Составитель М.Т. Комлачев, А.А.Волкова, В.Г.Шишкунов
Научный редактор доц., канд. техн. наук Э.Л. Боксер
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В СЛУЧАЕ АВАРИИ СО ВЗРЫВОМ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ; Методические указания к деловой игре по курсу «Безопасность жизнедеятельности» М.Т. Комлачев, А.А.Волкова, В.Г.Шишкунов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. 19 с.
Методические указания содержат алгоритм построения модели возможных разрушений машиностроительного предприятия в случае взрыва газовоздушной смеси, наоснове которой проводится анализ возможности функционирования объекта во время ЧС.
Библиогр.: 4 назв. Прил.3.
Подготовлено кафедрой “Безопасность жизнедеятельности”
ãУральский государственный
технический университет, 2009
ВЕДЕНИЕ
Современный объект экономики представляет собой сложный комплекс, включающий производственный персонал (рабочих и служащих), здания и сооружения, с размещенными в них цехами и их технологическим оборудованием; системы энерго-, газо- и водоснабжения, а также инженерных и транспортных коммуникаций; запасы сырья, топлива, материалов, комплектующих изделий и систему управления производством.
Каждый из этих элементов оказывает существенное влияние на устойчивость функционирования объекта в целом. Все эти элементы уязвимы к поражающим факторам чрезвычайных ситуаций. Наличие большого количества химически, пожаро- и взрывоопасных объектов, большой развитой сети транспортных путей (ж/д, автомобильных и других), аварии на которых могут создать крайне опасную обстановку для населения и экологии на значительной территории, создают реальную угрозу жизнедеятельности людей и устойчивости экономики. Все это требует принятия комплекса мер по заблаговременной подготовке всех объектов экономики к устойчивому функционированию в чрезвычайных ситуациях (ЧС).
Поэтому одной из основных задач федерального закона «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» является «...осуществление целевых и научно–технических программ, направленных на предупреждение чрезвычайных ситуаций, и повышение устойчивости функционирования организаций, а также объектов социального назначения...»
Устойчивость работы объекта экономики в чрезвычайных ситуациях – способность объекта (предприятия, учреждения, организации и т.д.) предупреждать возникновение производственных аварий и катастроф, противостоять в определенной степени воздействию поражающих факторов с целью предотвращения или ограничения угрозы жизни и здоровью персонала и проживающего вблизи населения и материального ущерба, а также обеспечить восстановление нарушенного производства в минимально короткий срок.
Всестороннее изучение условий, в которых будет осуществляться деятельность объекта экономики в случае аварии со взрывом газовоздушной смеси (ГВС), взрывчатых и других веществ, составляет сущность исследования его устойчивости функционирования.
В процессе исследования устойчивости к возможному воздействию того или иного поражающего фактора составляют модель возможных разрушений, используя исходные данные для моделирования (табл.П.1.1).
В итоге исследования должна быть разработана основа для анализа возможности функционирования объекта во время ЧС, выявлены наиболее уязвимые (слабые) его места, приняты меры к их устранению и запланированы мероприятия, обеспечивающие устойчивое функционирование основных элементов инженерно–технического комплекса объекта к возможным поражающим факторам заданных параметров.
Так, для предотвращения взрывов газовоздушных смесей в первую очередь устраняют источники возможного воспламенения и осуществляют мероприятия, направленные на защиту объекта от разрушения. Известны следующие способы защиты:
- проектирование прочных заграждающих конструкций, способных выдержать нагрузку, равную максимальной при взрыве;
- создание во взрывоопасных зонах инертной среды, в которой содержание кислорода было бы меньше необходимого для поддержания горения;
- изоляция взрывоопасной зоны прочими стенами (конструкциями);
- расположение взрывоопасных веществ (производств) в местах, где в случаях взрыва не будет причинен ущерб зданиям и сооружениям, а также окружающей среде;
- установление специальных предохранительных устройств для понижения избыточного давления, возникающего при взрыве, и другие.
К числу мероприятий, повышающих надежность, механическую прочность зданий и сооружений объектов, можно отнести:
- строительство новых зданий и сооружений взамен тех, которые влияют на устойчивость объекта в целом и по результатам моделирования могут получить полные или сильные разрушения, проекты этих зданий и сооружений должны предусматривать наличие жесткого каркаса (металлического или железобетонного), увеличенную площадь световых проемов, стеновые заполнения из облегченных слоистых материалов в виде взаимозаменяемых плит сборно-разборной конструкции;
- повышение устойчивости реконструируемых зданий и сооружений путем установки дополнительных связей между несущими элементами, повышающими их прочностные свойства. Устройство каркасов, рам, подкосов, опор для уменьшения пролета несущих конструкций, применение более прочных материалов.
Мероприятия по повышению устойчивости к воздействию ударной волны отражаются в разделе практической работы – выводы и предложения по повышению устойчивости и функционирования зданий и сооружений машиностроительного завода (предприятия).
Воздействие ударной волны на человека, здания и сооружения
Воздействие на людей
Ударная волна может нанести незащищенным людям травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными и косвенными.
Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха.
Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интенсивностью всего периода фазы сжатия, т.е. в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается человеком как резкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.
Рис. 1. Изменение давления в фиксированной точке на местности в зависимости от времени и действия ударной волны на местные предметы:
1 – фронт ударной волны; 2 – кривая изменения давления
Косвенные поражения люди могут получить в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или летящих с большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов.
Например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 штук на кв. м при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.
Характер и степень поражения незащищенных людей зависит от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также местонахождения (в здании, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя).
Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.
Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа (0,1 кгс/см2) и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считаются безопасными.
Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20...40 кПа (0,2...0,4 кгс/см2). Они выражаются кратковременными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью). Возможны вывихи, ушибы.
Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40...60 кПа (0,4...0,6 кгс/см2). При этом могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.
Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60…100 кПа (0,6...1,0 кгс/см2). Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотечениями из носа, ушей; возможно повреждение внутренних органов и внутреннее кровотечение.
Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной потерей сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печени, селезенке, почках), наполненных газом (легких, кишечнике), имеющих полости, наполненные жидкостью (головном мозге, мочевом и желчном пузырях). Эти травмы могут привести к смертельному исходу.