Устойчивость работы объектов промышленности в чрезвычайных ситуациях

Московский Государственный Горный Университет

Кафедра Гражданской обороны

Курсовая работа

по теме: "Устойчивость работы объектов промышленности в чрезвычайных ситуациях"

Выполнила:

студентка 3-го курса

Москва 2006

Содержание

1. Содержание…………………………………………………………2

1. Содержание задания……………………………………………….3

1. Оценка устойчивости работы объекта к воздействию воздуш­ной ударной волны………………………………………..3

1. Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию из­лучения от очага пожара……………………………………….8

1. Оценка химической обстановки………………………………...15

1. Мероприятия по повышению устойчивости работы объекта промышленности в чрезвычайной ситуации при воздействии воздушной ударной волны от взрыва углеводородной смеси, теплового излучения при возникновении пожара на складе ГСМ, химического заражения объекта промышленности…..18

Содержание задания.

На химически опасном объекте, расположенном на удалении … км от объекта промышленности, сосредоточены запасы силь­нодействующих ядовитых ве­ществ (СДЯВ). В случае аварии на объекте возможен:

• взрыв пропана и образование воздушной ударной волны;

• образование облака зараженного воздуха и распространение его в направле­нии объекта;

• возникновение пожаров от вторичных факторов поражения.

Оценка возможных разрушений от избыточного

давления ударной волны на объектах

горнодобывающей промышленности.

Разрушение зданий и сооружений может происходить от различных причин и, прежде всего от аварий на базах и складах взрывчатых веществ и горючесма­зочных материалов, на нефтеперерабатывающих и химических производствах, тру­бопроводах, при разрушении резервуаров и цистерн в ходе транспортировки сниженных углеводородных газов, а также от избыточного давления ударной волны ядерного взрыва.

Степень разрушения конкретных зданий и сооружений при воздействии ударной волны определяется главным обра­зом избыточным давлением /P_ф/.

Оценить устойчивость объекта горнодобывающей промыш­ленности при воз­действии ударной волны - это, значит, оп­ределить максимальные значения ве­личины избыточного дав­ления, при которых здания и сооружения объекта мо­гут по­лучить различной степени разрушения, с тем, чтобы выявить слабые со­оружения, определить мероприятия и выполнить их заблаговременно, в период реконструкции или расширения производства.

Целесообразным пределом повышения устойчивости при­нято считать такое значение поражающих факторов, при ко­тором восстановление поврежденного объекта возможно в ко­роткие сроки и экономически оправдано, а это возможно при получении на объектах горной промышленности слабых и час­тично сред­них разрушений. При сильных разрушениях восста­новление объекта обычно нецелесообразно, а при полном разрушении - невозможно.

На основе анализа результатов расчетов возможных раз­рушений делаются выводы и предложения, в которых отража­ются наиболее уязвимые элементы объекта и мероприятия по повышению устойчивости отдельных зданий и со­оружений и всего технологического комплекса горного предприятия в целом.

Определение избыточного давления ударной

волны при взрыве углеводородной смеси.

При возникновении аварийных ситуаций со сжиженными углеводородными газами типа ацетилен, метан, этан, про­пан, бутан, пентан, этилен, пропилен, бутилен и др. про­исходит интенсивное их испарение. Пары и газы образуют взрывчатую смесь с воздухом - УВС (углеводородную воздуш­ную смесь), взрыв которой может привести к значительным разрушениям и пожарам.

При взрыве углеводородной воздушной смеси различают две зоны действий: детонационной волны в пределах облака УВС и воздушной ударной волны за пределами облака УВС. Параметры взрыва углеводородной воздушной смеси зависят от расстояния до центра взрыва и от состава УВС.

Анализ аварии показывает, что при разрушении емко­стей не весь продукт, находящийся в цистернах (резервуа­рах) в сжиженном состоянии, переходит во взрывчатую угле­водородную воздушную смесь. В зоне облака, в пределах ко­торого действует детонационная волна, избыточное давление во фронте ее в пределах принимается постоянным и оно равно Р = 17кгс/см.

Зона действия воздушной ударной волны начинается сразу же за внешней границей углеводородной воздушной смеси, т.е. за r₀. Избыточное давление во фронте воздушной ударной волны (P_ф) изменяется в зависимости от расстоя­ния до центра взрыва.

Производимые расчеты соответствуют усредненным фи­зико-механическим и энергетическим характеристикам идеа­лизированной схемы взрыва облака угле­водородной воздушной смеси в форме полусферы в взрывом в ее центре.

Зная массу сжиженных углеводородных газов в цистерне (резервуаре, храни­лище) и пользуясь данной методикой, можно прогнозировать возможное избы­точное давление во фронте воздушно ударной волны, а, следовательно, и опре­делять характер разрушений зданий и сооружений на объек­тах и объемы вос­становительных работ. Кроме того, данные прогнозирования дают возможность определять безопасные расстояния при расположении хранилищ со сжиженны­ми угле­водородными смесями от предприятий горной промышленности и дру­гих народнохозяйственных объектов.

Зона облака углеводородно-воздушной смеси

1. Начальный радиус облака УВС определяется по фор­муле

₃

r₀ = 18,5 Q ,м

Где Q - масса углеводородных газов в топливно-воздушной

смеси (ТС), определенное по формуле

Q=K_нQ_н ,т

Где Q_н - масса сжиженных углеводородных газов в цистерне

(резервуаре, хранилище) до взрыва,т;

К_н - коэффициент перехода сжиженного продукта в УВС,

значение которого принимается равным К_н = 0,6-0,8.

2. Избыточное давление (P_ф) воздушной ударной волны оп­ределяется из соот­ношения – r/r₀,

где r - расстояние от центра взрыва до объекта (здания,

сооружения),м.

Значения облака УВС в зависимости от массы углеводородных газов в смеси

Масса горючего в смеси ТС,т	r0,м	Масса горючего в смеси ТС,т	r0,м
10 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 650	40 68 86 98 108 117 124 131 136 142 147 156	700 800 900 1000 1500 2000 2500 3000 3500 5000 6500 10000	164 172 179 185 212 233 251 267 281 317 344 399

Параметры воздушной ударной волны как функции отношения r/r₀

r/r0	Pф, кгс/см2	r/r0	Pф, кгс/см2
0,3-1,0 1,0025 1,005 1,01 1,02 1,04 1,06 1,08 1,1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,5 3 3,5	17 13,71 13,28 12,32 10,72 8,14 6,21 5,68 5,38 3,96 2,99 2,38 1,95 1,68 1,12 0,82 0,63	4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 40	0,5 0,38 0,28 0,22 0,18 0,15 0,13 0,12 0,1 0,09 0,08 0,078 0,05 0,048 0,03 0,025

Исходные данные для оценки устойчивости зданий и сооружений объекта от воздушной ударной волны при взрыве углеводородной воздушной смеси (УВС)

Q_н = 60 т – масса сжиженных углеводородных газов в хранилище;

К_н = 0,6 – коэффициент перехода сжиженного продукта в УВС;

r = 0,7 км – расстояние от центра взрыва до объекта;

 = 2,5 – коэффициент, учитывающий характер (угол) встречи ударной волны с препятствием.

Определить:

1. Избыточное давление воздушной ударной волны на объекте.

2. Возможные разрушения отдельных сооружений на поверхности шахты.

Решение:

1. Определяем количество пропана, перешедшего в облако углеводородной воздушной смеси (Q) по формуле:

Q=K_нQ_н = 600,6 = 36т.

Определяем начальный радиус детонационной волны облака () углеводородной воздушной смеси по формуле:

_{3 3}

r₀ = 18,5 Q = 18,5 36 = 61м

Такой же результат получим и путем интерполяции значений в таблице 1.

1. Определяем избыточное давление (P_ф) во фронте воздушной ударной волны из математической зависимости , где r – расстояние до шахты от цен­тра взрыва.

r / r₀ = 700/61 = 11,47

Из таблицы 2 находим, что отношение r / r₀ = 11,47 соответствует избыточному давлению (P_ф), равному 0,12 кгс/см².

Далее учитываем характер встречи ударной волны с препятствием. Установ­лено, что при расположении зданий и сооружений перпендикулярно распро­странению ударной волны избыточное давление возрастает и будет в 2-2,5 раза больше (таблица 2). Для дальнейших расчетов принимаем минимальное значе­ние коэффициента (), равное 2. Тогда избыточное давление ударной волны при перпендикулярной встрече с препятствием будет равно:

P_ф = 0,122,5 = 0,3кгс/м₂.

Определение степени возможных разрушений отдельных объектов горного предприятия:

По таблице «Зависимость степени разрушения зданий от величины избыточного давления ударной волны» определяем степень разрушения отдельных объектов шахты при избыточном давлении P_ф = 0,3кгс/м₂.

Характер разрушений зданий и сооружений поверхности шахты:

Надшахтное здание главного ствола - слабое.

Надшахтное здание вспомогательного ствола – слабое.

Здание вентиляционных установок – слабое.

Здание электроподстанции – среднее.

Административно-бытовой комбинат – слабое.

Галереи решетчатой конструкции – среднее.

Радио и электронная аппаратура для управления производством – среднее.

Наземные резервуары с ГСМ – среднее.

Убежища, копры, подземные кабельные линии, тоннели и перегрузочные стан­ции сохраняются полностью.
По результатам оценки устойчивости отдельных сооружений шахты составляем таблицу, в которой графически отображаем слабые, средние, сильные и полные разрушения.

Таблица устойчивости зданий, сооружений и оборудования шахты к воздей­ствию ударной волны.

№ п/п	Наименование объекта	Характеристика объекта	Степень разрушения при избыточном давлении Pф, кгс/см2
01 02 03 04 05 06
1.	Копер	Башенный ме­таллический
2.	Надшахтное здание главного ствола	Ж.б. каркас, стены-панели из ячеистых бетонов
3.	Надшахтное здание вспомо­гательного ствола	Ж.б. каркас
4.	Здание венти­ляторных уста­новок	Одноэтажное с ж.б. каркасом
5.	Здание элек­троподстанции	Кирпичное, бескаркасное
6.	Администра­тивно-бытовой комбинат	Ж.б. каркас, двери и окон­ные рамы дере­вянные
7.	Галерея	Решетчатая конструкция, стены из волни­стых асбесто­цементных лис­тов
8.	Радио и элек­тронная аппара­тура	Система управ­ления произ­водством
9.	Кабельные электролинии	Подземные
10.	Склад ГСМ	Наземные ре­зервуары

Условные обозначения

- слабые разрушения - сильные разрушения

- средние разрушения - полные разрушения

Заполнив эту таблицу, находим предел устойчивости каждого объекта шахты к воздействию ударной волны (по нижней границе диапазона средних разруше­ний): копер – 0,5; надшахтное здание главного ствола – 0,4; надшахтное здание вспомогательного ствола – 0,4; здание вентиляторных установок – 0,4; здание электроподстанции – 0,2; административно-бытовой комбинат – 0,4; галереи – 0,2; радио и электронная аппаратура – 0,2; склад ГСМ – 0,2кгс/см².

По наименее устойчивому сооружению, существенно влияющему на работу всего объекта, находим предел его устойчивости. У нас этими сооружениями являются здание электроподстанции, склад ГСМ - P_фmin = 0,2 кгс/см². Отсюда следует, что предел устойчивости технологического комплекса оъекта в целом (по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элемен­тов) равен P_ф = 0,2кгс/см². При других, более высоких параметрах избыточ­ного давления объект в целом будет не устойчив к воздей­ствию ударной волны.

Вывод:

Следовательно, в целях обеспечения бесперебойной работы шахты в чрезвы­чайных ситуациях необходимо повысить устой­чивость здания электроподстан­ции с находящимся в ней электрооборудованием, радио и электронной аппара­турой для управления производством и склад ГСМ. Кроме того, необхо­димо повысить устойчивость надшахтных зданий главного и вспомогательных ство­лов, здания вентиляторных установок, административно-бытового комбината и цистерн с ГСМ.

Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию излуче­ния от очага пожара

Прогнозирование обстановки в районе

пожароопасного объекта

Решение типовых задач по оценке пожарной обстановки - определяется до­пустимой продолжительности теплового облу­чения элементов объекта горно­добывающей промышленности, минимального безопасного расстояния для пер­сонала и эле­ментов объектов от очага пожара и теплового потока падаю­щего на поверхность элемента объекта при пожаре, допусти­мых размеров территории горения, исключающих распростра­нение пожара на расположенные рядом объ­екты.

Основные закономерности протекания тепловых

процессов при горении и их влияние на образование

новых очагов возгорания на объектах горнодобывающей

промышленности.

В очагах возникновения пожаров происходит реакция го­рения, в результате которой выделяется в окружающую среду большое количество тепла. Под дли­тельным воздействием те­пла материалы, конструкции, оборудование и отдель­ные предметы, оказавшиеся в зоне действия высокой температу­ры, претерпева­ют различные разрушения, подвергаются де­формации или уничтожаются пол­ностью - сгорают.

Продолжительность тепловых процессов в очаге пожара.

Продолжительность горения при пожаре в помещении (соору­жении) определя­ется многими факторами. Наиболее важными, среди которых являются величи­на пожарной нагрузки помеще­ния (сооружения), скорость выгорания горючих материалов и условия газообмена.

Под пожарной нагрузкой понимается масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении (со­оружении) или на открытом про­странстве. В пожарную на­грузку входят также конструктивные элементы зда­ний (со­оружений).

Скорость выгорания жидких, твердых веществ и материа­лов характеризуется потерей массы в единицу времени с единицы площади пожара в зоне горения.

Условия газообмена определяются степенью раскрытия к взаимным располо­жением проемов (дверных, оконных, венти­ляционных люков, световых фонарей и др.), высотой и объе­мом помещений.

Процесс горения, как показывают специальные исследо­вания, протекает не­равномерно. Его можно разделить услов­но на три периода.

Первый период соответствует развитию горения из на­чального очага возгора­ния до общего воспламенения в объе­ме помещения (сооружения). Продолжи­тельность этого перио­да изменяется в широком диапазоне и может достигать не­скольких часов при ограниченных условиях газообмена. Для помещений средних размеров (административные, жилые и иные здания) при недостаточ­ном газообмене он составляет 30...40 минут, а при оптимальном газообмене и негорючей облицовке стен - 15...18 мин. В этот период распростране­ние пожара происходит преимущественно за счет передачи тепла вследствие конвекции и теплопроводности, при этом температура в различных зонах помещения (со­оружения) су­щественно различается.

Во второй, основной период развития пожара огорает основная часть горюче­го материала (до 80%) практически с постоянной скоростью. Среднеобъемная температура повыша­ется до максимального значения. Передача тепла происхо­дит в основном излучением.

Третий период соответствует периоду затухания пожара. Происходит мед­ленное догорание угольного остатка, темпе­ратура снижается.

Таким образом, продолжительность горения в очаге воз­горания больше, чем на других участках пожара, на величи­ну времени первого периода развития по­жара.

В условиях пожара, горения топлива, материалов, сильно нагретых поверхно­стей большую пожарную опасность представляет лучистый теплообмен. При = +800 град. С и выше теплообмен между телами происходит практически лишь за счет излучения, доля конвективного тепла при этом не­значительна.

Если тело полностью поглощает падающую на него лучи­стую энергию, оно называется абсолютно черным. Близкими по своим свойствам к таким телам можно считать черное сукно, черный бархат, вода и сажа.

Тело, полностью отражающее падающую на него лучистую энергию, называ­ется абсолютно белым. К таким телам с из­вестной степенью приближения можно отнести предметы из полированных металлов.

Тела, полностью пропускающие всю падающую на них лу­чистую энергию, называются абсолютно прозрачными или диа­термичными. Примерно такими свойствами обладают тонкие слои сухого воздуха, одно- и двухатомные газы в чистом виде (кислород, водород и азот).

Лучистый обмен между двумя плоскопараллельными по­верхностями, разме­ры которых значительно больше промежут­ка между ними, выражаются уравне­нием

q_1,2 = _прC_0(T₁/100)⁴ – (T₂/100)^4,(1)

где q_1,2 - результирующая плотность теплового потока между поверхностями F₁ и F₂ в лучистом теплообмене, вт/кв.м;

_пр - приведенная степень черноты:

_пр = 1/(1/₁ + 1/₂ - 1),(2)

здесь ₁, ₂ - степени черноты излучающей и облучаемой по­верхностей;

С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/(кв.м К);

Т₁,Т₂ - температура поверхностей. Град.К.

Пользуясь формулой (1), можно устанавливать возмож­ность возгорания со­седних сооружений (объектов). Для этой цели вместо значения Т₂ подставляют либо значение предель­но допустимой температуры нагрева горючего материала кон­струкций проверяемого объекта (сооружения) Т_доп, либо в случае длительно­го облучения горючих конструкций темпера­туры его самонагревания, либо зна­чения температуры тления или самовоспламенения при периодическом нагреве теплоот­дающих поверхностей. Рассчитанную плотность теплового по­тока q_1,2 сравнивают с критической плотностью облучения q_кр для данного материала, ниже которой он в течение опреде­ленного времени не воспламеняется. Величи­на q_кр для горю­чих веществ и материалов зависит в основном от их природы и времени облучения. Значения q_кр при длительности облуче­ния 15 мин.

Под критической плотностью теплового потока понимает­ся такая величина теплового потока, при которой возможны самовоспламенение горючих облу­чаемых веществ, материалов или ожоги незащищенной кожи человека.

При значении q_1,2 > q_кр делается вывод о возможности возгорания горючего материала конструкций ближайшего зда­ния (сооружения) объекта горнодобы­вающей промышленности.

Основной для расчета безопасных расстояний является урав­нение лучистого теплообмена между телами, разделенными непоглощающей средой:

q_кр > K_б q = _прC_0(T_и/100)⁴ – (T_доп/100)^4_2,1,(1)

где q_кр - критическая плотность теплового потока для горю­чего материала или кожи человека, Вт/кв.м;

К_б - коэффициент безопасности. Коэффициент безопасно­сти при определе­нии наименьших расстояний между зданиями и сооружениями выбирают в за­висимости от категории пожар­ной безопасности их самих и технологических процессов. К_б всегда выбирают больше единицы.

q - вычисляемая плотность теплового потока, Вт/кв.м;

_пр - приведенная степень черноты системы;

С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/(кв.м*К);

Т_и - температура излучающей поверхности, град.К;

Т_доп - допустимая температура на облучаемой поверхно­сти материала или коже человека, град.К;

_2,1 - коэффициент облученности излучающей и облучае­мой поверхности, в который в неявной форме входит искомое безопасное расстояние r.

Средняя температура поверхности факела пламени прини­мается: при горении легковоспламеняющих и горючих жидко­стей - 1150 град.К, древесины и изде­лий из нее - 1300 град.К, сжиженных газов - 1500 град.К.

Сведения о температуре пламени некоторых материалов и веществ в условиях наружного пожара приводятся в таблице

Наименование горючих материалов	Температура пламени, град.К
1	2
Бензин в резервуарах	1473
Газонефтяной фонтан	1127...1357
Древесина	1047...1147
Древесина в штабелях пиломате­риалов	1127...1317
Дизельное топливо и нефть в ре­зервуарах	1379
Диэтиловый эфир	1207
Калий металлический	727
Каучук	1247
Керосин тракторный в резервуарах	1373
Мазут в резервуарах	1273
Натрий металлический	827...927
Нефть и нефтепродукты в резер­вуарах	1107...1207
Резинотехнические изделия	1478
Стеариновая свеча	727...967
Торф	1027...1067
Целлулоид	1347...1547
Этиловый спирт	1147...1177

Степень черноты ₁ факела пламени может быть приближен­но принята сле­дующей: при горении древесины и изделий из нее - 0,7, нефтепродуктов и дру­гих коптящих жидкостей - 0,85.

Коэффициент облученности _2,1 определяется по соответ­ствующим форму­лам. Мы в своих расчетах будем пользоваться номограммой для определения _2,1 . Полный коэффициент об­лученности _2,1 = 4_2,1.

Размеры F₁ факела пламени во время пожаров определяются следующим спо­собом.

Горизонтальный размер факела пламени равен ширине оконного проема при пожарах в зданиях первой и второй степени огнестойкости, ширине (длине) сгораемых зданий, складов лесоматериалов и т.д. высота факела пламени в оконных проемах зданий первой и второй степени огнестой­кости и на складах лесоматериалов принимается равной их удвоенной высоте, а сгораемых зданий - их высоте до конька крыши.

При горении легко воспламеняющихся и горючих жидкостей в резервуарах форма пламени близка к конусу с основанием, равным диаметру резервуара D, и высотой 1,4D для легко­воспламеняющихся и 1,2D для горючих жидкостей. При приве­дении проекции конуса к площади прямоугольника высота фа­кела пла­мени составит соответственно 0,7D и 0,6D.

При прогнозировании возможности распространения пожара с одних объектов на другие для определения плотности тепло­вого потока используется уравнение (1). В этом случае вместо критической плотности теплового потока определяет­ся фактическая плотность, которая сравнивается с критиче­ской и делается вы­вод о возможности возгорания или рас­пространения горения с одного объекта на другой вследст­вие теплового излучения.

Интенсивность излучения зависит от ветра. Установлено, что плотность теп­лоизлучения при скорости ветра 3...5 м/с с подветренной стороны горящих объ­ектов в среднем в 3 раза больше, чем с наветренной.

При определении возможности пребывания людей и тех­ники, около горящих объектов в уравнении (1) вместо q_кр принимается допустимая плотность облу­чения человека q_доп = 1050 Вт/кв.м, а вместо Т_доп - предельно допустимая тем­пе­ратура нагревания кожи человека 313 град.К. При определе­нии _пр вместо ₂ подставляют степень черноты кожного по­крова человека _к = 0,95. Для опреде­ления безопасного в пожарном отношении расстояния между объектами необ­ходимо из уравнения (1) найти числовое значение коэффициента об­лученности _2,1, а далее, зная основные геометрические размеры, из формул и номограммы получить численное значе­ние r.

Оценка возможности возгорания сооружения

в результате лучистого теплообмена.

1. Записываем условие пожарной безопасности при К₆ = 1:

_прC_0(T_ф/100)⁴ – (T_сам/100)^4_2,1кр,(1)

_пр - приведенная степень черноты;

С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/кв.м К;

Т_ф - температура факела, град. К (определяется в зависи­мости от горящего ве­щества по таблице)

Т_сам - температура самовозгорания объекта, град. К ( опре­деляется по таблице по горючему материалу конструкций проверяемого сооружения);

_2,1 - полный коэффициент облученности, рассчитывается по специальными формулам;

q_кр - критическая плотность теплового потока для горюче­го материала или кожи человека;

2. Определяем приведенную степень черноты

_пр = 1/(1/_ф + 1/_д - 1),(2)

_ф - степень черноты факела, определяется в зависимости от горящего мате­риала по таблице.

_д - степень черноты материала конструкций прогнозируе­мого сооружения, определяется по таблице.

3. Разбиваем площадь факела на четыре равных части. При­нято пользоваться при ведении расчетов приведенной площа­дью факела. Мы будем исходить из того, что источником го­рения является горючий материал в круглой емкости. В та­ком случае приведенная площадь факела будет характеризо­ваться шириной равной диаметру емкости и высотой - 0,7 диаметра емкости. Тогда высота - а одной четверти приве­денной площади факела равна половине диаметра горя­щей ем­кости и высота ее - в = 0,35 диаметра той же емкости.

4. По номограмме по величинам отношений а/l и в/l опреде­ляем четверть полно­го коэффициента облученности – _2,1, умножив полученную величину на 4, по­лучаем полный коэффи­циент облученности.

l - расстояние между горящим и пожароопасным объектом (сооружением).

5. Подставляем числовые значения в условие пожарной безо­пасности, записан­ное в первом пункте, и выполняем расчет. В результате проведенного расчета получаем фактическую плотность теплового потока по условиям, заложенным в за­даче либо имеющимся на конкретном объекте экономики. По­лученную рас­четным путем плотность теплового потока срав­ниваем со значением критиче­ской плотности для материала конструкций проверяемого сооружения и делаем вывод.

Если фактическая плотность теплового потока превышает критическую, то проверяемое сооружение загорится.

Исходные данные для расчета пожароустойчивости пожаро­опасных сооружений в результате воздействия теплового из­лучения от возможного очага пожара, возникшего на складе ГСМ объекта горнодобывающей промышленности (направление ветра в сторону ПООС, материал конструкции ПООС – древе­сина).

Горящий материал – Мазут.

d = 15,18м – диаметр резервуара.

L = 27м – удаление пожароопасного сооружения от очага пожара.

V = 4,5м/с – скорость ветра.

C₀ = 5,7Вт/кв.м К – коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Решение:

1. Записываем условие пожарной безопасности при К₆ = 1:

2. _прC_0(T_ф/100)⁴ – (T_сам/100)^4_2,1кр.

2) Определяем приведенную степень черноты:

_пр = 1/(1/_ф + 1/_д - 1)= 1/(1/0,85 + 1/0,7 – 1) = 0,623.

3) Разбиваем площадь факела на четыре равные части:

а = 0,5d = 0,515,18 = 7,59м

b = 0,35d = 0,3515,18 = 5,31м.

4) Используя номограмму, определяем 1/4 по соотношениям:

a/L = 7,59/27 = 0,3

b/L = 5,31/27 = 0,2

следовательно, 1/4 = 0,013, следовательно  = 0,052.

5) Подставляем числовые значения в записанную нами в п.1 формулу и производим вычисления:

q_кр = 0,6235,7(1273/100)⁴ – (568/100)^40,052 = 4657Вт/м². Эта величина справедлива при скорости ветра 0 м/сек. При скорости ветра 4,5 м/сек необходимо 46574,5 = 20956,5Вт/м².

В результате проведенных расчетов по формуле п.1 мы получили величину фоктической плотности теплового потока по условиям задачи.

Когда мы сравниваем полученный результат со значением критической плотности облучения для древесины, то видно, что полученный результат превышает значения критической плотность облучения древесины сосновой (12800<20956,5) и древесины окрашенной масляной краской (17500<20956>

Вывод: рассматриваемое сооружение неизбежно загорится.

Оценка химической обстановки

В результате стихийных бедствий, аварий и катастроф могут возникнуть вто­ричные факторы поражения, такие, как взрывы, пожары, заражение атмосферы и местности в опасных концентрациях, вызывающих поражения производст­венного персонала и населения. Источниками возникновения вторич­ных факто­ров поражения на объектах могут быть емкости с легковоспламеняющимися жидкостями и газами, склады взрыв­чатых веществ, легковозгораемые здания и сооружения. Кроме того, источником могут быть соседние нефтеперегон­ные заводы, холодильные установки, склады нефтепродуктов и других горючих ма­териалов, а также химически опасные объекты, имеющие сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ). В случае разрушения химически опасных объектов могут образоваться участки разлива и облака с парами ядо­витых веществ.

Сильнодействующие ядовитые вещества представляют со­бой жидкости и сжиженные газы, способные при разливе и образовании зараженного облака вызывать массовые пораже­ния людей и животных. Основными представителя­ми СДЯВ яв­ляются хлор, фосген, синильная кислота, хлорпикрин, ам­миак, сер­нистый ангидрит, сероводород и другие.

Опасность поражения людей ядовитыми веществами тре­бует быстрой оценки химической обстановки и принятия экс­тренных мер по ведению спаса­тельных и других неотложных работ.

Оценка химической обстановки на объектах, имеющие сильнодействующие ядовитые вещества, должна производиться как заблаговременно при разработке плана ликвидации по­следствий аварии, так и в период возникновения аварии.

Основными исходными данными для оценки химической обстановки явля­ются тип и количество СДЯВ метеоусловия, местность и характер застройки на пути распространения зараженного воздуха, условия хранения, характер вы­броса (разлива) ядовитых веществ, а также степень защищенности рабочих объ­екта и личного состава формирований.

Оценка химической обстановки включает:

1.Определение вертикальной устойчивости воздуха

2.Определение размеров зон возможного заражения.

а) Определение эквивалентного количества вещества по первичному облаку

Q_э1=K_1K_3K_5K_7Q₀, т

где К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ;

К₃ - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы

хлора и пороговой токсодозы другого СДЯВ;

К₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной

устойчивости воздуха; принимается равным для

инверсии - 1, для изотермии - 0.23, для конвек­ции - 0.08;

К₇ - коэффициент, учитывающий влияние температуры

воздуха;

Q₀ - количество выброшенного (разлившегося) при аварии

вещества,т;

б) Определяем время поражения СДЯВ с площади разлива

T = (hd)/(K_2K_4K₇),ч

где h - толщина слоя СДЯВ, м. Толщина слоя жидкости СДЯВ,

разлившейся свободно на поверхности, принимается

равной 0.05 по всей площади разлива. При разливе

СДЯВ в поддон или обваловку = Н - 0.2м; где Н -

высота обвалования;

d - удельный вес СДЯВ,т/м ;

К₂ - коэффициент, учитывающий молекулярный вес вещест­ва и

давление в мм рт.ст.;

К₄ - коэффициент. Учитывающий скорость ветра.

в) Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку

Q_э2 = (1-K₁)K_2K_3K_4K_5K_6K_7Q₀/h*d,т

где К₆ - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего по­сле

начала аварии;

г) Определение глубины зоны химического заражения по первичному облаку – Г₁ и вторичному – Г₂;

д) Определение полной глубины возможного химического заражения. Пол­ная глубина зоны заражения Г(км), обуслов­ленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле

Г = Г₂ + 0,5Г₁,км,

где Г₁ - глубина зоны заражения первичным облаком СДЯВ;

Г₂ - глубина зоны заражения вторичным облаком СДЯВ.

Полученное значение Г сравнивается с предельно воз­можным значением глубины переноса воздушной массы Г_П,

определяется по формуле

Г_П = N  V ,км,

где N - время. прошедшее после начала аварии,ч;

V - скорость переноса переднего фронта зараженного

воздуха, км-ч.

3. Определение времени подхода зараженного воздуха (t) к определяемому ру­бежу (объекту)

t = X/V,ч

где Х - расстояние от источника заражения до зараженного

объекта, км.

Проведенная своевременно оценка химической обстанов­ки позволяет вы­явить масштабы химического заражения и на­метить мероприятия, обеспечи­вающие защиту людей и техно­логического комплекса объекта.

Исходные данные для определения возможных зон химического заражения и времени подхода облака зараженного воздуха к объекту.

Наименование СДЯВ – Фосген.

Q = 50т – количество СДЯВ.

h = Н – 0,2 = 0,6 – 0,2 = 0,4м – толщина слоя СДЯВ.

X = 2км – расстояние до объекта.

Скорость ветра равна 3м/сек

t = +29,5⁰С – температура воздуха у земли.

t = +30,2⁰С – температура воздуха на 2-х метрах от земли.

Степень вертикальной устойчивости - конвекция.

Требуется определить:

• время поражающего действия фосгена;

• глубину зоны заражения по первичному и вторичному об­лаку;

• возможную глубину переноса зараженной воздушной массы.

• время подхода зараженного воздуха к определенному ру­бежу (объекту);

Решение:

1) По таблицам определяем коэффициенты:

К₁ = 0,05

К₂ = 0,061

К₃ = 1

К₄ = 1,67

К₅ = 0,08

К₇ = 1/1

d = 1,432т/м³

2) Определяем время поражающего действия фосгена:

T = (hd)/(K_2K_4K₇) = (0,41,432)/(0,0611,671) = 5,6ч.

К₆ = N^0.8 = T^0.8 = 5,6^0,8 = 3,97

3) Определяем эквивалентное количество фосгена по первич­ному облаку, т.е. облаку фосгена, образующемуся в резуль­тате мгновенного перехода в атмосфе­ру части содержимого емкости:

Q_э1=K_1K_3K_5K_7Q₀ = 0,0510,08150 = 0,2т.

4) Определяем эквивалентное количество фосгена по вторич­ному облаку, т.е. об­лаку, образующемуся в результате испарения фосгена с поверхности разлива:

Q_э2 = (1-K₁)K_2K_3K_4K_5K_6K_7Q₀/(hd) = (1-0,05) 0,06111,670,083,97150/(0,41,432) = 2,68т.

5) Определяем глубину зоны химического заражения по первичному облаку. По таблице глубина зоны заражения для 0,2т составляет 0,85км (Г₁ = 0,85км).

6) Определяем глубину зоны химического заражения по вторичному облаку. Интерполированием по таблице глубина зоны заражения для 2,68т составляет 3,19км (Г₂ = 3,19км).

7) Находим полную глубину зоны химического заражения:

Г = Г₂ + 0,5Г₁ = 3,19 + 0,50,85 = 3,62км.

8) Определяем возможную глубину переноса зараженной воз­душной массы после окончания испарения фосгена:

Г_П = N  V = 5,621 = 117,6км.

9) Определяем время подхода зараженного воздуха к опреде­ленному рубежу (объ­екту):

t = X/V = 2/21 = 0,1ч.

Выводы:

В результате прогнозирования химической обстановки при разрушении емкости с фосгеном выявлено:

• время поражающего действия зараженного воздуха с момен­та аварии на хи­мически опасном объекте – 5,6ч;

• глубина зоны заражения по первичному и вторичному об­лаку – 3,62км;

• возможная глубина переноса зараженной воздушной массы может достигать 117,6км;

• время подхода зараженного воздуха к определенному ру­бежу (объекту) – 0,1ч.

Основные мероприятия по повышению устойчивости

работы объектов горнодобывающей промышленности

Для достижения устойчивой работы объектов горнодобы­вающей промыш­ленности в чрезвычайных ситуациях заблаго­временно организуются и прово­дятся организационные, тех­нологические и инженерно-технические мероприя­тия. При этом особо важное значение имеют инженерно-технические мероприя­тия, которые необходимо решать своевременно и в комплексе с другими меро­приятиями. Только своевременное и комплексное выполнение всех мероприя­тий может надежно обеспечить устойчивую работу объектов горнодобывающей промышленности в чрезвычайных ситуациях.

Защита рабочих и служащих в чрезвычайных ситуациях

Надежная защита рабочих и служащих является важнейшим фактором повы­шения устойчивости работы объектов горнодо­бывающей промышленности.

Она достигается проведением следующих основных меро­приятий:

- заблаговременным возведением защитных сооружений и своевременным укрытием в них рабочих и служащих объекта;

- обеспечением всего персонала объекта индивидуальными средствами защи­ты и умелым использованием их в чрезвычай­ных ситуациях;

- поддержанием в постоянной готовности системы связи и своевременным оповещением населения об аварийных ситуаци­ях.

На объектах горной промышленности защитные сооружения (убежища и ук­рытия) возводятся как на поверхности объек­та, так и в горных выработках из расчета укрытия наиболь­шей работающей смены. Убежища оборудуются сис­темой венти­ляции и очистки воздуха и санитарно-техническими устрой­ствами. Кроме того, оборудуются накопительные защитные сооружения около устьев стволов.

На установках и агрегатах с непрерывным производствен­ным процессом строятся индивидуальные укрытия с дистанци­онным управлением или снаб­женные необходимыми устройства­ми для наблюдения за работой.

В рабочих (горняцких) поселках заглубленные и подваль­ные помещения жи­лых зданий приспосабливаются под укрытия для населения.

Важным элементом подготовки к защите является обучение рабочих и слу­жащих умелому применению средств и способов защиты, действиям в чрезвы­чайных ситуациях, а также в со­ставе формирований при ведении спасательных и других не­отложных работ.

Мероприятия по защите объектов от вторичных

факторов поражения

Фосген – бесцветный газ с запахом прелого сена, отрав­ляющее вещество уду­шающего действия. Поражающие концен­трации аммиака в воздухе возникают при производственных авариях на химически опасных объектах, утечке его или транспортировки. Обладает скрытым периодом действия (2 – 12 ч) и концентра­цией действия в одном направлении; при выходе в атмосферу заражает откры­тые водоемы и воздух.

Вызывает поражение дыхательных путей. Его признаки – ка­шель, затрудненное дыхание. От заражения защища­ют фильт­рующие противогазы. Меры первой по­мощи:

• вывести пострадавших на свежий воздух;

• обеспечить теплом и дать покой;

• дать кислород.

Успешное решение проблемы, связанное с мероприятиями по защите объек­тов от вторичных факторов поражения, достигается заблаговре­менным плани­рование и проведением профилактических меро­приятий по исключению или ограниче­нию возникновения вто­ричных факторов поражения. Для этого выяв­ляют возможные источники возникновения вторичных фак­торов и предприни­ма­ют необходимые меры по их устранению.

К основным мероприятиям защиты объектов от вторичных факторов пораже­ния относятся: уменьшение запасов огне­опасных и взрывоопасных веществ и организация хранения сверхнормативных материалов за пределами объектов горной промышленности; оборудование автоматической сигнализации, преду­преждающей, а загазованности, опасности взрыва, за­топления и других аварий; установка автоматически отклю­чающих устройств и клапанов - отсекателей, отключающих вышедшие из строя участки трубопроводов.

Наибольшую опасность последствий от вторичных факторов поражения пред­ставляют пожары, взрывы и зоны заражения сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ).

1. Пожары на поверхностном комплексе шахты, на карьере или обогатитель­ной фабрике могут возникнуть от теплового и светового излучения, самовозго­рания угля на складах, неисправности и перегрева отопительных приборов, неис­правности и неправильной эксплуатации электрооборудова­ния, засоренно­сти и захламленности территории объекта легковоспламеняющимися материа­лами.

В целях предупреждения возникновения пожаров, повыше­ния пожароустой­чивости и создания условий для успешной борьбы с ними проводятся следую­щие профилактические меро­приятия:

- учитываются требования пожарной безопасности при проектировании и строительстве объектов (копры, надшахт­ные здания, здания вентиляторов, элек­троподстанций и дру­гие сооружаются из несгораемых материалов), а сущест­вую­щие - обрабатываются несгораемыми средствами, производит­ся огнезащит­ное окрашивание или производится замена воз­гораемых материалов (кровли, перегородок, элементов обо­рудования) огнестойкими;

- лесные и угольные склады и отвалы котельных шлаков располагаются от надшахтных зданий не ближе 100м;

- склады горючих и легковоспламеняющихся жидкостей и сжиженных газов обваловываются или располагаются в специ­альных заглублениях в грунт не ближе 100м от стволов;

- между сооружениями поверхностного комплекса шахты или на промпло­щадке должны соблюдаться интервалы для про­езда к водоемам и местам забора воды;

- здания и сооружения обеспечиваются средствами пожа­ротушения;

- оборудуются металлические ляды в устьях стволов;

- очистка территории объекта от всех возгораемых мате­риалов, мусора и про­изводится побелка деревянных конст­рукций;

- поддержание в постоянной готовности к действию про­тивопожарного водо­провода на объектах;

создаются запасы воды для пожаротушения (искусствен­ные водоемы, резервуа­ры, установки гидрантов в сис­темах водоснабжения).

2. На горных предприятиях находят применение сильно­действующие ядовитые вещества, в частности широко ис­пользуется аммиак на холодильных установ­ках. Однако наибольшую опасность представляют соседние предпри­ятия, про­изводящие или использующие СДЯВ.

Обеспечение безопасности работы таких предприятий и холодильных установок на горных предприятиях является сложной задачей и зависит от многих факто­ров: характе­ра технологического процесса, свойств готовой продук­ции, условий хранения и транспортировки веществ, средств противоаварийной защиты и т.п. Поэтому забла­говремен­ное предупреждение аварий или уменьшение их послед­ст­вий является важной задачей.

К основным мероприятиям, которые заблаговременно про­водятся на объектах горной промышленности, относятся:

• разработка плана защиты рабочих и служащих при зара­жении объекта силь­нодействующими ядовитыми вещества­ми;

• прогнозирование возможных зон заражения в случаях аварии или разруше­ния емкостей на соседних химически опасных объектах;

• инженерно-технические мероприятия по безопасному хранению и использо­ванию сильнодействующих ядовитых веществ;

• формирование, оснащение и обучение подразделений противохимической защиты для ликвидации аварии, включающей санитарную обработку людей, дегазацию одежды, территории, сооружений и техники;

• наличие и содержание в исправном состоянии защитных сооружений и средств индивидуальной защиты для лич­ного состава формирований ГО, ра­бочих и служащих объекта;

• заготовка и складирование дегазационных материалов, таких, как гашеная известь, дегазаторов щелочного и кислого действия и моющих веществ;

• надежная система связи и оповещения населения об опасности химического заражения объекта горнодобы­вающей промышленности.

Заблаговременное планирование и проведение этих ме­роприятий будет способ­ствовать достижению надежной защиты рабочих и служащих объекта в услови­ях чрезвы­чайных ситуаций.

Список использованной литературы:

1. Атаманюк В.Г. и др. Гражданская оборона, – Москва, Высшая школа, 1986.

1. Справочник для оценки обстановки на объектах горнодобывающей про­мышленности в чрезвычайных ситуациях, - Москва, МГГУ, 1995.

1. Поспелов В.С., Лысухин И.Ф., Бевз И.А. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях, - Москва, МГГУ, 1997.

1. Поспелов В.С., Лысухин И.Ф. Действия формирований гражданской оборо­ны на объектах горнодобывающей промышленности в чрезвычайных ситуа­циях, - Москва, МГГУ, 1994.

1. Поспелов В.С., Гольцов А.М. Защита населения и территорий в чрезвычай­ных ситуациях, - Москва, МГГУ, 1998.