2015-06-05
14211
Задача 8.1. При аварии на городских водозаборных сооружениях произошел выброс хлора. Оценить химическую обстановку на территории локомотивного депо, если количество хлора, участвующего в аварии, Qо = 10 т; разлив в поддон, высота поддона Н = 0,8 м; скорость ветра в момент аварии V = 2 м/с; температура воздуха t = 20 ° С; время суток–день; состояние погоды–пасмурно; расстояние от места аварии до депо Х = 1,5 км; количество работающих в смене человек – 175, все работающие находятся в зданиях, средствами индивидуальной защиты не обеспечены.
Решение. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке, т, по формуле
(8.1)
где К1 – коэффициент, зависящий от условия хранения сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ) прил. 1, табл. 1; К3 – коэффициент, равный отношению поражающей токсодозы хлора, к поражающей токсодозе другого СДЯВ, участвующего в аварии, прил. 1, табл. 1; К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, принимаемый равным для инверсии 1, конвекции – 0,08, изотермии – 0,23 (степень вертикальной устойчивости воздуха находится по прил. 1, табл. 2 в зависимости от скорости ветра, состояния погоды и времени суток); К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, прил. 1, табл. 1; Qо – количество вещества, участвующего в аварии, т,
Находим время действия зоны по формуле
(8.2)
где К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (прил. 1 табл. 1); К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (прил. 1 табл. 3); d – удельный вес СДЯВ, т/м3 (прил. 1 табл. 1); h – толщина слоя СДЯВ, м, которая находится по формуле
, (8.3)
где Н – высота поддона, м,
м.
мин.
Определяем эквивалентное количество хлора во вторичном облаке по формуле
(8.4)
где К6 – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N (прил. 1 табл. 4);
т.
Находим глубину зоны заражения от первичного и вторичного облака, пользуясь прил. 1, табл. 5 и интерполируя:
км;
км.
Определяем полную глубину зоны заражения Г, км, по формуле
Г = 
, (8.5)
где 
, 
– наибольший и наименьший из размеров глубины зоны по первичному или по вторичному облаку:
км.
Вычерчиваем схему объекта и наносим на нее зону заражения (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Схема распространения зоны химического заражения:
1 – место аварии; 2 – здания локомотивного депо; 3 – поворотный круг; 4 – границы зоны заражения
При скорости ветра от 1 до 2 м/с зона заражения имеет вид сектора с углом 90°.
Как видно из схемы, вся территория локомотивного депо окажется в зоне химического заражения.
Вероятные потери среди работающих в смене определяем по прил. 1 табл. 6:
чел.;
– из них получат легкую степень поражения:
чел.;
– поражения средней тяжести (госпитализация на 2ј 3 месяца):
чел.;
– поражения с летальным исходом:
чел.
Локомотивное депо в результате аварии со СДЯВ понесет значительные людские потери, что снизит его производительную мощь, поэтому необходимо разработать и осуществить мероприятия по снижению потерь.
Задача 8.2. При крушении железнодорожного состава произошло разрушение цистерны с жидким хлором, находящимся под давлением. Определить зону возможного заражения хлором, если в цистерне находилось 40 т хлора; состояние погоды – изотермия; скорость ветра – 5 м/с; температура воздуха – 0 ° С; разлив хлора на подстилающей поверхности – свободный.
Решение. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке по формуле (8.1):
т.
По формуле (8.4) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке, учитывая, что при свободном разливе h = 0,05 м, время, прошедшее после аварии, 1 ч:
т
Находим глубину зоны возможного заражения Г1 первичного и Г2 вторичного облака, пользуясь прил. 1 табл. 5 и интерполируя:
км,
км.
Определяем полную возможную глубину зоны заражения Г по формуле (8.5)
км.
Задача 8.3. При аварии на мясокомбинате произошел выброс аммиака. Облако зараженного воздуха двинулось в сторону ПЧ.
Определить химическую обстановку на территории ПЧ, если количество аммиака, участвующего в аварии, Qо = 35 т; разлив свободный; температура воздуха на момент аварии +20 ° С; время суток – вечер; состояние погоды – ясно; расстояние от места аварии до территории ПЧ х = 3 км; количество людей на территории ПЧ 45 чел., в т.ч. находящихся в здании – 40 чел., вне зданий – 5 чел.; скорость движения воздуха V = 3 м/с.
Решение. По формуле (8.1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:
т.
По формуле (8.4) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:
т.
Пользуясь прил. 1 табл. 5 находим глубину зоны заражения от первичного Г1 и вторичного Г2 облака при помощи интерполяции:
км;
км.
По формуле (8.5) определяем полную глубину Г зоны заражения:
км.
По формуле (8.2) определяем время действия зоны заражения:
.
Рассчитываем время подхода облака зараженного воздуха, ч, к территории ПЧ по формуле
, (8.6)
где х – расстояние от места аварии до объекта, м; V – скорость движения воздуха:
ч.
Пользуясь прил. 1 табл. 6, определяем возможные потери среди находящихся в зданиях:
чел.
Из них получат
- легкую степень поражения (требуется оказание медицинской помощи без стационарного лечения):
чел.;
- поражения средней тяжести с госпитализацией 2ј 3 недели:
чел.;
- поражения со смертельным исходом:
чел.
Для снижения потерь необходимо выполнить мероприятия по защите работающих.
Задача 8.4. При крушении железнодорожного состава разрушилось несколько цистерн, в которых находилось: хлора – 30 т, аммиака – 60 т, соляной кислоты – 30 т.
Определить глубину зоны химического заражения, если скорость ветра на момент аварии V = 5 м/с; изотермия; время, прошедшее после аварии 4 часа, температура воздуха 0° С.
Решение. По формуле (8.2) определяем время испарения СДЯВ:
- для хлора
;
- для аммиака
.
- для соляной кислоты
.
Определяем эквивалентное количество вещества, т,
(8.7)
т.
Пользуясь прил. 1 табл. 5 находим интерполяцией глубину зоны заражения:
км.
Задача 8.5. Определить вероятный характер разрушения элементов локомотивного депо при взрыве горюче-воздушной смеси (ГВС) на складе дизельного топлива, если масса топлива на складе Qо-200 т; расстояние до 1-го стойла – 350 м; до 2-го стойла – 280 м; до здания пескосушилки – 500 м; до локомотива, стоящего перед 1-м стойлом, – 520 м.
Характеристика элементов объекта: здание пескосушилки – из сборного железобетона, здания стойл для локомотивов – каркасные шлакобетонные.
Решение. Рассчитаем расстояния для различного избыточного давления, пользуясь законом подобия взрывов:
(8.8)
где Rи – известные расстояния при взрыве ГВС от 1000 т дизельного топлива (прил. 2 табл. 1); Rх – неизвестное расстояние при заданном количестве топлива, м; Qи – топливо массой 1000 т; Qо – количество топлива на складе, т.
Находим постоянную величину правой части уравнения закона подобия взрывов:
Определяем расстояния для избыточных давлений D Рф соответственно для 3,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 кгс/см2 при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива:
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м.
Построим изолинию избыточного давления при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Изолиния избыточного давления при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива
По расстоянию от места расположения склада ГСМ до элементов объекта определяем избыточное давление, воздействующее на элемент объекта:
- на стойло №1 воздействует D Рф = 0,8 кгс/см2;
- на стойло №2 – 1,6 кгс/м2;
- на здание пескосушилки – 0,4 кгс/см2;
- на локомотив – 0,35 кгс/см2.
Согласно прил. 2 табл. 2 здания стойл №1 и №2 будут разрушены полностью, здание пескосушилки получит средние разрушения, локомотив повреждений не получит.
Возможными мероприятиями по снижению степени разрушения могут быть:
· уменьшение количества топлива на складе;
· обвалование склада ГСМ;
· увеличение расстояния между складом и сооружениями локомотивного депо.
Задача 8.6. Определить вероятный характер разрушения зданий, сооружений железнодорожной станции и потери среди работников при случайном взрыве разрядных грузов во время их выгрузки, если количество взрывчатых веществ (ВВ) на выгрузочной площадке Qо = 80 т; здание поста ЭЦ 2-этажное кирпичное, расположено на расстоянии 700 м от выгрузочной площадки, контактная сеть – на расстоянии 400 м, подвижной состав (вагоны) – на расстоянии 400 м.
Решение. По формуле (8.8) рассчитаем расстояния для различного избыточного давления:
В формуле (8.8) Rи – известные расстояния при взрыве ВВ от 1000 т (прил. 2 табл. 3); Rх – неизвестные расстояния при взрыве 80 т ВВ; Qи –ВВ массой 1000 т; Qо – количество ВВ на складе.
Находим постоянную величину правой части уравнения закона подобия взрывов:
Определяем расстояния для избыточных давлений D Рф соответственно 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8; 1,0 кгс/см2:
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м.
Построим изолинию избыточного давления при взрыве ВВ массой 80 т (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Изолиния избыточного давления при взрыве ВВ массой 80 т
По расстоянию от места расположения выгрузочной площадки до различных сооружений железнодорожной станции определяем избыточное давление, воздействующее на сооружения:
· здания поста ЭЦ D Рф = 0,07 кгс/см2;
· контактную сеть D Рф = 0,12 кгс/см2;
· подвижной состав D Рф = 0,12 кгс/см2.
Согласно прил. 2 табл. 2 подвижной состав, контактная сеть и здания ЭЦ повреждений не получат.
Выгрузочно-погрузочные площадки должны располагаться на безопасном расстоянии.
Задача 8.7. Рассчитать коэффициент защиты помещения, приспособленного под противорадиационное укрытие (ПРУ), расположенное в одноэтажном здании, если длина помещения 
– 12 м; ширина помещения в = 6 м; ширина здания В = 6 м; вес 1 м2 наружных стен qст = 800 кгс/м2; высота помещения h = 3 м; площадь оконных проемов 1-го этажа
So = 2,4 м2; расстояние от пола 1-го этажа до оконного проема составляет 1,5 м; ширина возможного зараженного участка, примыкающего к зданию, D = 40 м; вес 1 м2 перекрытия подвала qп = 700 кгс/м2; сумма плоских углов с вершинами в центре помещения, напротив которых расположены стены с суммарным весом менее 1000 кгс/м2, a = 40°.
Решение. Определяем коэффициент защиты по формуле
(8.9)
где К1 – коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены, определяемый делением угла полного возможного фронта проникновения (360°) на сумму плоских углов, напротив которых расположена стена с суммарным весом менее 1000 кгс/м2,
(8.10)
где a j – плоский угол, градус, с вершиной в центре помещения, напротив которой расположена j-я стена укрытия (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Схема ПРУ для определения коэффициента К1
Величина угла находится через тангенс, определяемый по длине и ширине помещения,
; (8.11)
где Кст – кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций, определяется по прил. 3 табл. 1; Кпер – кратность ослабления первичного излучения перекрытием, определяется по прил. 3 табл. 1; Кш – коэффициент, зависящий от ширины здания, который принимается по прил. 3 табл. 2; Ко – коэффициент, учитывающий проникновение в помещение вторичного излучения, принимается 0,8 a при расположении низа оконного проема в наружных стенах на высоте от пола 1 м, 0,15 a – при 1,5 м и 0,09 – при 2 м и более; Км – коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в зоне застройки, от экранирующего действия соседних строений, принимаемый по прил. 3 табл. 3; при этом
(8.12)
где So – площадь не заложенных оконных и дверных проемов; Sп –площадь пола укрытия.
Тогда
j = 1;
; 
; 
;
; 
; 
.
Коэффициент V1 определяется по прил. 3 табл. 2
;
;
;
;
;
Выбранное помещение снизит дозу возможного облучения в 187 раз.
Задача 8.8. Рассчитать коэффициент защиты помещения административного здания вагонного депо, которое при необходимости используется под противорадиационное укрытие, если помещение находится в цокольном этаже; длина помещения = 12 м; ширина помещения в = 6 м; ширина здания В = 14 м; вес 1 м2 наружных стен qст = 900 кгс/см2; высота помещения h = 3 м; площадь оконных проемов 1-го этажа So = 12 м2; расстояние от пола 1-го этажа до оконного проема ho = 1 м; ширина зараженного участка, примыкающего к зданию, D = 40 м; вес 1 м2 перекрытия подвала qп = 500 кгс/м2.
Решение. Определяем коэффициент защиты по формуле
Цокольное помещение административного здания вагонного депо имеет коэффициент защиты 250.
Задача 8.9. Определить характер разрушений и вероятность возникновения завалов в районе землетрясения силой 10 баллов при плотности застройки 40 %, этажности 6–8, ширине улиц 20 м.
Решение. По прил. 4 табл. 1 определяем, что воздействие землетрясения силой 10 баллов эквивалентно воздействию избыточного давления 50 кПа, что характеризует зону сильных разрушений.
По прил. 2 табл. 2 определяем степень разрушения зданий многоэтажных из сборного железобетона. Здания получат сильные разрушения.
По прил. 4 табл. 2 определяем, что высота завалов может составлять до 4 м.
Задача 8.10. Определить характер разрушений и вероятность возникновения завалов в районе воздействия урагана при скорости ветра до 60 м/с.
Решение. По прил. 4 табл. 1 определяем, что ветровая нагрузка урагана такой силы эквивалента воздействию избыточного давления 50 кПа.
По прил. 2 табл. 2 определяем, что здания кирпичные малоэтажные получат сильные разрушения, трансформаторные подстанции – средние, контрольно-измерительная аппаратура разрушится полностью, железнодорожный путь разрушений не получит, у подвижного состава возможны слабые разрушения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Юрпольский, И.И. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / И.И. Юрпольский, Г.Т. Ильин, Н.Н. Янченков; Под ред. И.И. Юрпольского. – М.: Транспорт, 1987.
2. Журавлев, В.П. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие / В.П. Журавлев, С.Л. Пушенко, А.М. Яковлев. – М.: Изд-во АСВ, 1999.
3. Трушкин, В.П. Прогнозирование и оценка масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при аварии на химически опасных объектах и транспорте: Методические указания / В.П. Трушкин. – Хабаровск: ДВГУПС, 1996.
4. Тушкин, В.П. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие / В.П. Трушкин. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002.
