СИТУАЦИЙ

 

 

32.1. Оценка состояния при чрезвычайной ситуации

 

С целью определения влияния поражающих факторов источ­ников чрезвычайных ситуаций на жизнедеятельность населения, работу объектов экономики и действие сил по ликвидации чрез­вычайных ситуаций, обоснования и принятия мер защиты осуще­ствляют выявление и оценку обстановки, складывающейся в чрез­вычайной ситуации.

Под выявлением обстановки понимают сбор и обработку ис­ходных данных о чрезвычайных ситуациях, определение размеров зон чрезвычайных ситуаций и нанесение их на карту (план).

Под оценкой состояния понимают решение основных задач по определению влияния поражающих факторов источников чрез­вычайной ситуации на работу объектов экономики, жизнедеятель­ность населения и действие сил по ликвидации чрезвычайных ситуаций. Оценка обстановки включает в себя решение основных задач по выбору оптимальных действий сил по ликвидации чрез­вычайных ситуаций, работы объектов экономики и жизнедеятель­ности населения, анализ полученных результатов и выбор наибо­лее целесообразных вариантов действий, которые обеспечивают исключение или сведение потерь к минимуму при условии вы­полнения поставленных задач.

Выявление и оценку обстановки осуществляют в три этапа.

I этап состоит в заблаговременном выявлении и оценке обста­новки по прогнозу, оценочным параметрам чрезвычайной ситуа­ции с учетом преобладающих среднегодовых метеоусловий.

Основанием для заблаговременного выявления и оценки об­становки являются сведения, получаемые от соответствующих министерств, ведомств и органов гидрометеослужбы. Они необхо­димы для планирования мероприятий по защите населения и тер­риторий.

II этап состоит в выявлении и оценке обстановки по прогнозу после возникновения чрезвычайной ситуации. Основанием для прогнозирования являются данные, поступающие от вышесто­ящих, нижестоящих и взаимодействующих органов управления ГОЧС, объектов экономики и подчиненных сил разведки, на­блюдения и контроля с учетом реальных метеорологических дан­ных.

Полученные результаты необходимы для принятия решения председателями комиссий по предупреждению и ликвидации чрез­вычайной ситуации и обеспечению пожарной безопасности насе­ления и территорий, а также для уточнения задач органам развед­ки и проведения неотложных мероприятий по защите.

III этап состоит в выявлении и оценке фактической обстанов­ки (по данным разведки). Основанием для этого являются дан­ные, получаемые от органов разведки, наблюдения и контроля. Они необходимы для уточнения ранее принятых решений по за­щите населения и проведения работ по ликвидации чрезвычай­ных ситуаций.

Прогнозированием обстановки при чрезвычайных ситуациях принято называть выявление и оценку обстановки по прогнозу.

 

 

32.2. Прогнозирование обстановки при авариях

на химически опасных объектах

 

Среди огромного количества вредных веществ, производимых и используемых в промышленности, лишь сравнительно неболь­шую часть можно отнести к опасным и тем более к могущим при­вести к возникновению чрезвычайной ситуации.

Как мы уже говорили, опасное химическое вещество — это вещество, прямое или опосредственное действие которого может вызвать острые и хронические заболевания или даже привести к гибели людей.

Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) — это опас­ное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти загрязнение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Из всех опасных химических веществ, используемых в промыш­ленности, только немногим более 100 можно отнести к аварийноопасным, причем 34 из них получили наибольшее распростра­нение.

Для оценки токсичности АХОВ используют ряд характеристик, основными из которых являются концентрация и токсическая доза.

Токсическая доза (токсодоза) — это количество вещества (мг·мин/м³ или мг ·мин/л), вызывающее определенный токси­ческий эффект. При ингаляционном воздействии ее принимают равной произведению средней по времени концентрации АХОВ в воздухе на время ингаляционного воздействия.

К АХОВ, например, отнесены:

1) аммиак, оксиды азота, диметиламин, сероводород, сероуг­лерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кисло­та, формальдегид, фосген, фтор, хлор, хлорпикрин, оксид эти­лена, метилизоцианат, диоксин, метиловый спирт, фенол, бен­зол, анилин, металлическая ртуть и т.д.;

· компоненты ракетных топлив (несимметричный димсмилгидразин, жидкая четырехокись азота и другие соединения);

· отравляющие вещества боевого применения (иприт, люизит, зарин, зоман, Ви-газы (Vx) и другие вещества).

Крупными запасами АХОВ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической и металлургической промышленности, заводы по производству минеральных удобрений, предприятия агропромышленного комплекса, а также жилищно-коммунальные хозяйства.

Химически опасным объектом (ХОО) называется объект, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей и загрязнения окружающей среды АХОВ. Из числа АХОВ, используемых на ХОО в большом количестве, самыми распространенными являются хлор, аммиак, сероводород, серо углерод, сернистый ангидрид, диметиламин, азотная и серная кислоты и другие соединения. Их ежемоментные запасы на отдельном ХОО могут составлять десятки, сотни и тысячи тонн. Развитие аварийных процессов на ХОО и масштабы возможных чрезвычайных ситуаций в значительной мере зависят от способа хранения АХОВ. Такие вещества, как хлор, аммиак, сероводород, фтор и другие, имеют низкую температуру кипения, в силу чет при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии Поскольку в таком состоянии они занимают большие объемы, ш для их хранения и транспортировки используют способы, позволяющие сократить объем резервуаров. Наиболее эффективным способом является сжижение газов, при котором объем хранением уменьшается в 800—1000 раз.

Сжиженные вещества в основном хранят под давлением; при этом температура кипения вещества становится выше температу­ры окружающей среды. Например, температура кипения аммиаки при нормальном давлении составляет -33,4 °С, при давлении 10 атм +28 °С, при давлении 20 атм (2 МПа) +50⁰ С. Недостатком такого способа хранения является то, что низкокипящие жидко­сти при высокой температуре находятся в перегретом состоянии и при разгерметизации емкости начинают бурно кипеть. В зависи­мости от величины энергии перегрева содержимое резервуара и течение 1 — 3 мин может выкипеть полностью, образовав в окру­жающем пространстве первичное зараженное облако. При недостатке энергии для выкипания всего вещества остающаяся жидкость ра­стекается по подстилающей поверхности и испаряется более мед­ленно, образуя вторичное зараженное облако.

Кроме хранения сжиженных веществ под давлением использу­ют еще один способ — изотермическое хранение при температуре на 0,1 — 0,2 градуса ниже температуры кипения вещества при нор­мальном давлении в двустенных резервуарах с теплоизоляцией. Хотя при разгерметизации изотермического хранилища в первичное облако переходит незначительное количество вещества, все же и нот способ не лишен недостатка, заключающегося в необходи­мости создания систем понижения температуры или использова­ния испарившегося вещества.

Указанные способы сжижения используют для хранения ве­ществ с температурами кипения до -50...-40°С. Для веществ с более низкими температурами кипения (например, для сероводо­рода -60,3 °С, для фтора -188,2 °С) затруднительно создать резервуары с необходимыми параметрами, поэтому ограничиваются частичным сжатием, при котором вещество хранится в виде газа, но занимает меньший объем. При разгерметизации емкости с ве­ществом, хранящимся в газообразном состоянии под давлением, образуется только первичное облако.

Возможность образования при аварии на ХОО первичного и (или) вторичного газообразного облака учитывают при определе­нии категории опасности ХОО.

При авариях на ХОО поражение людей химическими веще­ствами происходит в основном ингаляционно — при вдыхании зараженного воздуха, кроме того, АХОВ могут попадать в орга­низм через кожу (кожно-резорбтивный путь), при употреблении в пищу зараженных продуктов и воды (перорально). В зависимости от пути проникновения АХОВ в организм человека их подразделя­ют на вещества ингаляционного, перорального и кожно-резорбтивного действия. Степень и характер нарушения жизнедеятель­ности человека (степень поражения) при воздействии АХОВ зави­сят от его токсичности, агрегатного состояния, концентрации в воздухе (воде), продолжительности воздействия, путей проник­новения в организм и индивидуальных особенностей организма человека.

Выделяют три качественных нарушения состояния человека (токсические эффекты): 1) дискомфортное состояние, при кото­ром обнаруживаются начальные проявления токсического действия (пороговые эффекты); 2) состояние, не позволяющее выполнять возложенные на человека обязанности (эффект выведения из строя); 3) состояние, приводящее к смертельному исходу (ле­тальный эффект).

Дозы АХОВ, проникающие в организм и вызывающие токси­ческий эффект, называются токсодозами. Соответственно разли­чают пороговую, выводящую из строя и смертельную токсодозы (средние или абсолютные). Средняя пороговая ингаляционная токсодоза является критерием при определении внешних границ зон заражения и зон чрезвычайной ситуации.

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществляют по методике, предназначенной для выдачи заблаговременного и опе­ративного прогноза на случай выброса АХОВ в окружающую сре­ду при авариях (разрушениях) на ХОО.

Основные допущения и ограничения. Методика прогнозирования химической обстановки основана на ряде допущений и ограничений.

1. Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью.

2. Толщину слоя жидкости АХОВ (А), разлившейся свободно, принимают равной 0,05 м. Для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, рассчитывают по приведенным ниже формулам.

Толщина слоя (А, м) жидкости АХОВ в обваловке равна

 

h = Н-0,2,

 

где Н — высота обваловки, м.

Толщину слоя жидкого АХОВ в емкостях, имеющих общий поддон, определяют по формуле

 

h = Q₀ / (Fd),

 

где d — плотность АХОВ, т/м³; F — реальная площадь разлива и поддон, м²; Q₀ — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

3. Предельная продолжительность сохранения метеоусловий составляет 4 ч.

4.Расчеты проводят на основе эквивалентных количеств АХОВ. Эквивалентное количество АХОВ соответствует такому количеству хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчи­вости воздуха количеством данного АХОВ, перешедшим в пер­вичное (вторичное) облако.

Основные исходные данные. При проведении расчетов исполь­зуют следующие данные:

· общее количество АХОВ на объекте;

· количество АХОВ, выброшенное в окружающую среду, и ха­рактер разлива;

· высота обваловки;

· метеорологические условия — температура воздуха и почвы, скорость ветра в приземном слое (на высоте 10м), степень верти­кальной устойчивости воздуха (прил. 4);

· плотность (количество) населения в зоне возможного хими­ческого заражения и степень его защиты.

Порядок проведения расчетов. Расчет проводят в определенной последовательности.

1. Вычисляют эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако (Q_э1, т):

 

Q_э1 = K ₁ K ₃ K₅K ₇ Q ₀,

 

где Q₀ — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т; К₁ — коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (прил. 2); К₃ ‒ коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (прил. 2); К₅ — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, равный 1 — для инверсии, 0,23 — для изотермии и 0,08 — для конвекции; К₇, — коэффициент, учитывающий влияние темпе­ратуры воздуха на скорость образования первичного облака (прил. 2).

2. Определяют эквивалентное количество АХОВ, перешедшее но вторичное облако (Q_э2, т):

 

Q_э1 = (1 - K ₁ ) К₂ K₃K₄K₅ K₆K ₇ Q ₀/(hd),

 

где К₂ — коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (прил. 2); K₄, — коэффициент, учитывающий скорость ветра; К₆ — коэффициент, зависящий от времени, прошедшего с нача­ла аварии (N); K₇ — коэффициент, учитывающий влияние темпе­ратуры окружающего воздуха на скорость образования вторично­го облака.

Коэффициент К₆ определяют из следующих условий:

 

где N — время, прошедшее с момента начала аварии, ч; Т — время испарения АХОВ с площади разлива, ч.

Коэффициент К₄ в зависимости от скорости ветра имеет следу­ющие значения:

 

Скорость ветра, м/с К₄

 

1.......................................... 1,00

2.......................................... 1,33

3.......................................... 1,67

4.......................................... 2,00

5.......................................... 2,34

6.......................................... 2,67

7.......................................... 3,00

8.......................................... 3,34

9.......................................... 3,67

10......................................... 4,00

15......................................... 5,68

 

3. Зона заражённая характеризуется формой, глубиной заражения (Г, км), и площадью фактического заражения (S, км²). По данным прил. 1 определяют глубину распространения первичного (Г₁,) и вторичного (Г₂) облаков АХОВ. Общую глубину распространения зараженного воздуха (Г_зар) вычисляют по формуле

 

4. Предельно возможная глубина переноса воздушных мин (Г_пр, км) будет равна

 

Г_пр = Nv,

 

где N — время от начала аварии, ч; v — скорость переноса перед него фронта облака зараженного воздуха, км/ч (прил. 3).

За истинную глубину зоны заражения (Г) принимают величину

 

Г = min{Г_зарГ_пр}.

 

5. Вычисляют площадь зоны фактического заражения АХОВ (S_зар, км²):

 

S_зар = K₈ Г² N ²

 

где K₈ — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимаемый равным 0,081 — для инвер­сии, 0,133 — для изотермии и 0,235 — для конвекции.

6. Рассчитывают продолжительность поражающего действия АХОВ, т.е. время испарения АХОВ с площади разлива:

 

Т= hd/(K₂K₄K₇).

7. Вычисляют время (х, ч) подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту

 

τ = x/v,

 

где х — расстояние от источника заражения до заданного объекта, км.

8. Определяют возможные общие потери населения (Р_o, чел.) в очаге поражения АХОВ

 

Р _о = S_зар [(Г_г/Г)∆ K + (1 ‒ Г_Г/Г)∆₁ K ₁],

 

где Г_г — глубина распространения облака зараженного АХОВ воз­духа в городе, км; ∆, ∆₁ — средняя плотность населения соответственно в городе и загородной зоне, чел./км²; К, К₁ — доля неза­щищенного населения соответственно в городе и загородной зоне:

 

К = 1‒n₁‒n₂; К ₁ = 1‒n₁₁ ‒n₂₂,

 

где n₁, n₁₁ — доля населения, обеспеченного противогазами, со­ответственно в городе и загородной зоне; n₂, n₂₂ — доля населе­ния, обеспеченного убежищами, соответственно в городе и заго­родной зоне.

Для оперативных расчетов принимают, что структура потерь в очаге поражения АХОВ составляет, %:

 

Безвозвратные потери..................................... …………….35

Санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести*……40

Санитарные потери легкой формы тяжести... …………….25

 

*Выход людей из строя на срок не менее 2—3 нед с обязательной госпитали­зацией.

 

 

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ на карту (план или схему) наносят следующие условные обозначения:

• точкой синего цвета отмечают место аварии и проводят ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

• на оси следа откладывают глубину зоны возможного зараже­ния АХОВ;

• синим цветом обводят зону возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (табл. 32.1);

• зону возможного химического заражения заштриховывают желтым цветом;

• возле места аварии синим цветом делают поясняющую над­пись (в числителе указывают тип и количество выброшенного АХОВ в тоннах, в знаменателе — время и дату аварии).

•

Таблица 32.1. Отображение зон возможного заражения (ВХЗ) АХОВ на картах

 

Скорость ветра, м/с	Угловые размеры ВХЗ, град	Геометрическая форма ВХЗ	Поясняющая надпись*
0,5 и менее		Окружность	Хлор - 10 т; 06.00; 01.07
0,6-1,0		Полуокружность	Хлор-5 т; 07.00; 01.08
1,1-2,0		Сектор	Хлор -8 т; 05.00; 03.06
Более 2,0		»	Аммиак — 10 т; 04.00; 05.03

 

* Масса вещества; время возникновения аварии; дата.

 

 

Рис. 32.1. Схема зоны возможного химического заражения

 

Пример схемы площади зоны возможного химического зара­жения приведен на рис. 32.1.

Зона фактического заражения имеет форму эллипса, она вхо­дит в зону возможного химического заражения и обычно ее не наносят на карты (схемы) ввиду возможного перемещения обла­ка АХОВ.

Населенные пункты в зоне возможного химического зараже­ния с находящимися там людьми, сельскохозяйственными жи­вотными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.

 

 

32.3. Прогнозирование последствий аварий, связанных с пожарами

 

В пространстве, где развивается пожар, можно выделить три зоны: горения, термического воздействия (где нельзя находиться; без специальной тепловой защиты) и задымления, представляющей опасность для жизни и здоровья. Интенсивность горения при пожаре зависит от скорости поступления в зону горения кислорода из окружающей среды.

 

Основным поражающим фактором пожара является термиче­ское воздействие продуктов горения. Человек ощущает сильную (едва переносимую) боль, когда температура верхнего слоя кож­ного покрова повышается до 45 °С. Время достижения «порога боли» (τ, с) связано с плотностью теплового потока (q, кВт/м²) соот­ношением

 

q = (35/ q)^1,33.

 

При плотности теплового потока менее 1,7 кВт/м² боль не ощущается даже при длительном термическом воздействии, сте­пень которого зависит от величины теплового потока и длитель- мости теплового излучения. Виды термических ожогов и их харак­теристика, а также влияние токсичных продуктов горения на че­ловека подробно описаны в разд. V.

Термическое воздействие на легковоспламеняющиеся матери­алы (например, вследствие пожара, ядерного взрыва и т.п.) мо­жет вызвать распространение аварии и переход ее в стадию кас­кадного развития.

Для каждого материала существует критическое значение плот­ности теплового потока (q_кp), при котором воспламенение не про­исходит даже при длительном термическом воздействии. При уве­личении плотности теплового потока время до начала воспламе­нения материала сокращается. В общем случае зависимость време­ни воспламенения от плотности теплового потока имеет вид

 

τ = A/(q - q_кp)ⁿ,

 

где А, n — константы для конкретного вещества (например, для древесины А = 4360, n = 1,61).

Плотность теплового потока, равная 4 кВт/м², является без­опасной для объектов.

Пожар, возникающий при разлитии. При нарушении герметич­ности сосуда, в котором содержится сжиженный горючий газ или жидкость, часть жидкости может заполнить поддон или обвалов- ку, растечься по поверхности грунта или заполнить какую-либо естественную впадину. Если поддон или обваловка имеют разме­ры а, b, радиус (r _под), то глубину заполнения (h, м), можно най­ти по формуле

 

h = m _ж/(ρ_ж F _под),

 

где m _ж — масса разлившейся жидкости, кг; ρ_ж — плотность жид­кости, кг/м³; F _под — площадь поддона, м².

При авариях в системах, не имеющих защитных ограждений, происходит растекание жидкости по грунту и (или) заполнение естественных впадин. Обычно при растекании по поверхности грун­та площадь разлива ограничена естественными и искусственно созданными границами (дорогами, дренажными канавами и т.п.), а если такая информация отсутствует, то толщину разлившегося слоя принимают равной h = 0,05 м и определяют площадь разлива (F _раз, м²) по формуле

 

F _раз = m _ж /(h ρ_ж)

 

Отличительной чертой пожара разлития является «накрытие» с подветренной стороны, оно может составлять 25 —50 % диамет­ра обвалования.

Пламя пожара разлития при расчете представляют в виде на­клонного по направлению ветра цилиндра конечного размера, при­чем угол наклона (0) зависит от безразмерной скорости ветра

(W_в):

 

cosθ = 0,75(W_в)^-0,49.

 

Геометрические параметры факела пожара разлития, а также степень термического воздействия пожара разлития (плотной к теплового потока, падающего на элементарную площадку) ом ределяют по формулам, приведенным в специальной литературе [48, 49].

Горение зданий и промышленных объектов. Расчет протяжен ности зон теплового воздействия (R, м) при горели зданий и промышленных объектов проводят по формуле

 

R= 0,282 R*

 

где q_coб — плотность потока собственного излучения пламвии гю жара, кВт/м² (табл. 32.2); q_кр— критическая плотность потока излучения пламени пожара, падающего на облучаемую поверхнг кВт/м² (табл. 32.3); R* — приведенный размер очага горения, равный (lh)^½ — для горящих зданий; (1,75 — 2,0)(//г)^1/2 — для штабеля пиленого леса; 0,8 D _peз — для горения нефтепродуктов в резер­вуаре (l — длина объекта горения, м; h — высота объекта горения, м; D _peз — диаметр резервуара, м).

По степени поражения человека, сооружений и других объек­тов можно определить искомое расстояние от очага пожара.

Таблица 32.2. Теплотехнические характеристики материалов и веществ   Вещество, материал Массовая скорость выгорания, кг/(м2 · с) Теплота горения, кДж/кг Плотность потока излучения пламени пожара q соб, кВт/м2 Ацетон 0,047     Бензол 0,080 30 500   Бензин 0,050 44 000 1780-2200 Керосин 0,050 43 000   Мазут 0,013 40 000   Нефть 0,020 43 700   Древесина 0,015 19 000   Натуральный 0,013 42 000   каучук       Пиломатериалы 0,017 14 000   Таблица 32.3. Критические значения плотности потока падающего и мучения     Время воздействия теплового излучения до появления критических состояний, с q Kр, кВт/м2 Ожоги у человека Возгорание I степень II степень горючих жидкостей легковоспла­меняющихся жидкостей древесины 40,0 < 1,0 < 1,0   — — 35,0 < 1,0 < 1,0 —   — 30,0 1,0 2,0 — —   20,0 2,0 3,0 — —   15,0 4,0 5,0 — — — 10,0 6,0 9,0 — — — 5,0 16,0 25,0 — — — 1,2 20,0 40,0 — — — 1,5 Безопасно Безопасно — — —   Примечание. Прочерк означает отсутствие данных.

32.4. Прогнозирование последствий аварий,

вызванных взрывами

 

Горение, протекающее со стремительным высвобождением энергии и достижением избыточного давления, называется взрыв­ным горением.

Различают два принципиально разных режима взрывного горе­ния — дефлаграционный и детонационный.

При скорости распространения пламени, не превышающей скорость звука, возникает дефлаграционное горение, при кото­ром продукты сгорания нагреваются до температуры 1500 — 3 000 °С и генерируются ударные волны с максимальным давлением 20 — 100 кПа. В ударную волну переходит около 40 % энергии взрыва.

Дефлаграционное горение может переходить в режим детона­ционного горения, при котором скорость распространения пла­мени достигает 1 — 5 км/с. Избыточное давление в пределах дето­национного облака может достигать 2 МПа. Такому переходу спо­собствует турбулизация процесса горения при встрече фронта пла­мени с препятствиями. При этом поверхность фронта пламени становится неровной, а толщина пламени увеличивается, что вызывает рост скорости распространения пламени. При детона­ционном горении нагрузки значительно возрастают. В связи с этим режим детонационного горения принят за расчетный для прогно­зирования обстановки при авариях, сопровождающихся взрывом.

При взрыве газовоздушных смесей различают две зоны: дето­национной волны — в пределах облака газовоздушной смеси — и воздушной ударной волны — за его пределами. В зоне облаки действует детонационная волна, избыточное давление (∆ р _д) но фронте которой принимают постоянным в пределах облака газо­воздушной смеси и приблизительно равным 1,7 МПа.

При проведении расчетов зону действия детонационной волны считают ограниченной радиусом r₀, который определяют из допущения, что газовоздушная смесь после разрушения емкости образует в открытом пространстве полусферическое облако.

Объем этого облака определяют по формуле

 

 

где = 3,14.

Поскольку 1 кмоль идеального газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 м³, объем образовавшейся газовоздушной смеси должен составить

 

V= 22,4 kQ 100 /(m_kC),

 

где k — коэффициент, учитывающий долю активного газа (долю продукта, участвующего во взрыве); Q — количество сжиженных углеводородных газов в хранилище до взрыва, кг; С — стехиометрическая концентрация газа, об. % (справочные данные); m_k — молярная масса газа, кг/кмоль.

Из условия равенства полусферы и объема образовавшейся смеси получим

 

 

Этой формулой широко пользуются при проведении расчетов по определению последствий взрывов углеводородных газов.

Значение коэффициента к выбирают в зависимости от спосо­ба хранения продукта: k = 1 — для газообразных веществ, храня­щихся в резервуарах; k = 0,6 — для газов, сжиженных под давле­нием; k = 0,1 — для газов, хранящихся в изотермических емко­стях; k = 0,05 — при аварийном разливе легковоспламеняющихся жидкостей.

Зона действия воздушной ударной волны начинается сразу за внешней границей облака газовоздушной смеси. Давление во фрон­те ударной волны (∆ р _ф) зависит от расстояния до центра взрыва и определяется по табл. 32.4 исходя из соотношения

∆ р _ф = f (r/r₀),

 

где r — расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.

 

Таблица 32.4. Изменение давления во фронте ударной волны при далении от центра взрыва   r/r0 ∆ р ф, кПа r/r0 ∆ р ф, кПа 0-1       1,01       1,04       1,08       1,20       1,40       1,80       2,70

 

Таблица составлена путем аппроксимации значений, получен­ных с помощью формул, характеризующих зависимость давления от расстояния до центра взрыва [47].

При взрыве газовоздушных и пылевоздушных смесей в производ­ственных помещениях нагрузка действует на объект изнутри. Вели­чина ее определяется типом горючего вещества и его массой, сте­пенью заполнения внутреннего объема помещения горючим ве­ществом, а также его расположением в помещении. Установление параметров взрыва является сложной задачей и подробно изложе­но в специальной литературе. Ориентировочную оценку возмож­ных последствий взрыва внутри помещения производят по вели­чине избыточного давления, возникающего в объеме производ­ственного помещения в соответствии с положениями НПБ 105-03 по формулам, представленным в гл. 6.

Поражение людей при взрыве может явиться результатом как прямого, так и косвенного воздействия ударной волны. Травмы и контузии, получаемые людьми при взрыве, могут носить харак­тер крайне тяжелых, тяжелых, средней тяжести и легких пораже­ний [48].

 

Характеристика степени барического воздействия взрыва на человека, кПа

 

Безопасно для человека................................ Менее 20

Легкое поражение (ушибы, вывихи, временная потеря слуха,

общая контузия)............................................ 20—40

Среднее поражение (контузия головного мозга, повреждение органов слуха, разрыв барабанных перепонок, кровотечение

из носа и ушей).............................................. 40 — 60

Сильное поражение (сильная контузия всего организма, потеря сознания, переломы конечностей, повреждения внутренних органов) 60—100

Порог смертельного поражения………………100

Летальный исход в 50 % случаев…………….250 - 300

Безусловное смертельное поражение………..>300

 

При оценке барического воздействия на здания и сооружении выделяют четыре степени разрушения, которым соответствует оп­ределенный ущерб, выраженный в процентах от стоимости здания:

 

Слабое (повреждение или разрушение крыш, оконных

и дверных проемов)........................................ 10—15

Среднее (разрушение крыш, окон, перегородок, чердачных

перекрытий, верхних этажей)......................... 30—40

Сильное (разрушение несущих конструкций и перекрытий,

при котором ремонт нецелесообразен)............... 50

Полное (обрушение зданий, сооружений)........ 100

 

Таблица 32.5. Значения избыточного давления при взрыве горючих смесей, приводящего к разрушению зданий, кПа Тип зданий Степень разрушения зданий слабая средняя сильная полная Кирпичные и каменные: малоэтажные многоэтажные   8-20 8-15   20-35 15-30   35-50 30-45   50-70 45-60 Железобетонные крупнопанельные: малоэтажные многоэтажные     10-30 8-25     30-45 25-40     45-70 40-60     70-90 60-80 Железобетонные монолитные: многоэтажные повышенной этажности     25-50 25-45     50-115 45-105     115-180 105-170     180-250 170-215 Железобетонные крупнопанельные с железобетонным и металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью, т: до 50 50-100     5-30 15-45     30-45 45-60     45-75 60-90     75-120 90-135 Со стенами типа «сэндвич» и крановым оборудованием грузоподъемностью до 20 т   10-30   30-50   50-65   65-105 Складские помещения с металлическим каркасом и сте­нами из листового металла   5-10   10-20   20-35   35-45

 

Количество полностью, сильно, средне- и слаборазрушенных шний определяют путем сопоставления величины давления, ха­рактеризующей прочность зданий, и давления, характеризующе­го воздействие взрыва.

В табл. 32.5 приведены интервалы давления, действие которого иызывает ту или иную степень разрушения жилых, общественных и производственных зданий при взрывах взрывчатых веществ и горючих смесей.

Анализ воздействия ударной волны на людей и строения пока­зывает, что человек, защищенный от вторичных поражающих факторов взрыва, способен выжить там, где прочные здания разрушаются полностью.

 

 

32.5. Чрезвычайные ситуации, вызванные выбросом радиоактивных веществ

 

Радиационная авария, связанная с потерей управления источ­ником ионизирующего излучения (что может быть вызвано неис­правностью оборудования, неправильными действиями персона­ла, стихийными бедствиями или иными причинами), приводит к облучению людей выше установленных норм и радиоактивному загрязнению окружающей среды.

К радиационно-опасным относятся следующие объекты:

· предприятия ядерного топливного цикла урановой и радио­химической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

· атомные станции: атомные электрические станции, атомные теплоэлектроцентрали, атомные установки теплоснабжения;

· объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ) (корабельные и космические ЯЭУ, войсковые атомные электро­станции);

· ядерные боеприпасы и склады для их хранения.

Аварии на радиационно-опасных объектах разделяют на про­ектные и запроектные [51].

К проектным относят аварии, в отношении которых проектом определены исходные и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограниченные послед­ствия аварии, как правило, с частичной разгерметизацией, но без оплавления активной зоны.

Таблица 32.6. Характеристика зон радиационного заражения при авариях с выбросами радиоактивных веществ   Зона радиационного заражения Поглощенная доза облучения, Гр Уровень радиации, Гр/ч Площадь зоны заражении. км2 Слабого (А) 0,056 1,4- 10-4 0,8 (L A- B A- L A B A)   Умеренного (А) 0,56 1,4- 103 0,8 (L A B A- L Б В Б)   Сильного (Б) 5,6 1,4- 10-2 0,8(L Б В Б- L B B B)   Опасного (В) 16,8 4,2- 10-2 0,8(L В В В- LГBГ) Чрезвычайно 56,0 0,14 0,8 L Г B Г опасного (Г)

Примечание. 1 Гр = 100 рад; L и В — соответственно длина и ширина зоны заражения, км.

К запроектным относят радиационные аварии, вызываемые не учтенными в отношении проектных аварий исходными состояния­ми и сопровождающиеся дополнительными (по сравнению с про­ектными авариями) отказами систем безопасности и реализацией ошибочных решений персонала, приводящих к тяжелым послед­ствиям с частичным или полным расплавлением активной зоны.

При авариях на радиационно опасных объектах с выбросами радиоактивных веществ образуются зоны радиоактивного загряз­нения, которые характеризуют определенным уровнем радиации, дозой облучения, площадью зоны заражения и т.п. (табл. 32.6).

Расчет параметров з