Прогнозирование возможных последствий взрыва ГВС проводится в три этапа. На первом (подготовительном) этапе устанавливают:
1) возможное место взрыва ГВС (предприятие, объект экономики, жилое и иное здание);
2) возможную массу газа (жидкости), создающую взрывоопасною ГВС;
3) виды зданий, сооружений и оборудования и расстояния до них от места возможного взрыва ГВС;
4) количество людей, находящихся в этих зданиях и сооружениях.
/
или плотность населения (тыс. чел/км*км) в городе или населенном пункте.
Этот этап не выполняется студентами на практических занятиях, так как эти данные приведены в задании: в других случаях (в курсовой работе, выпускной работе будующего бакалавра или дипломной работе будующего инженера) он выполняется студентами, но применительно к рассматриваемому объекту экономики или предприятию. На последнем студенты берут необходимые данные по подготовительному этапу прогнозирования.
На втором этапе ведут необходимые расчеты. В частности, определяют избыточное давление во фронте ударной волны D Рф и радиусы зон разрушения очага взрыва (ОВ). После этого строит схему ОВ в выбранном масштабе или наносят зоны ОВ на план тер-
|
|
- 116 -
ритории с указанным расположением производственно-промышленных, жилых или иных объектов. Как известно [20], при взрывах ГВС образуется ОВ, ударная волна (УВ) которого способна поразить людей и вызвать разрушения и повреждения производственно-промышленных или жилых объектов на территории, охваченной взрывом.
В наземном очаге взрыва ГВС подразделяют три полусферические зоны (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Характерные зоны наземного взрыва ГВС:
1 - зона детонационной волны; 2 - зона действия продуктов взрыва; 3 - зона воздушной ударной (взрывной) волны
Зоны детонационной волны (зона 1) находятся в пределах облака взрыва. Начальный ее радиус r1,м,определяется по формуле [20]
(9.1)
- 117 -
где Q - количество углеводородного сжиженного газа, м Кн - коэффициент перехода хидкого продукта в ГВС (обычно Кн =0,6...О,8).
Избыточное давление фронта детонационной УВ DРф1 считается постоянным и равным 1700 кПа.
Зона 2 как и зона 1 является зоной полных разрушений. Ее радиус определяется из соотношения [20]:
(9.2)
(9.3)
где r3 - расстояние от центра взрыва до данного объекта,м.
На внешней границе зоны 2 DРф2= 300 кПа [20]. В этой зоне происходит разлет продуктов взрыва.
В зоне 3 воздушной УВ формируется ее фронт, в котором DРф3 уменьшается от 300 кПа до нуля (рис. 9.1). Эта зона в зависимости от величины DРф3 УВ может являться зоной полных (а), сильных (б), средних (в) и слабых (г) разрушений, а также зоной повреждений (д) (рис. 9.1 и табл. 9.1). Закон падения давления, кПа, в этой зоне зависит от безразмерного радиуса R ударной волны [20]:
|
|
(9.4)
при (9.5)
при (9.6)
где r 3 - расстояние от центра взрыва до рассматриваемого объекта, м.
Представленные соотношения позволяют спрогнозировать ситуацию, вызванную воздействием УВ при наземном взрыве известного количества ГВС, т.е. вычислить радиусы соответствующих зон ОВ и DРф на заданном расстоянии производственно-промывленного или жилого объекта от центра взрыва.
На третьем этапе по найденному значению DРф студенты производят оценку возможных последствий УВ на незащищенных людей, определяя тяжесть поражения их, на характер и степень разрушения промышленно-производственных и жилых объектов, попавших в эту зону. Тяжесть поражения незащищённых людей зависит от величины D Рф. Например, при DРф = 10...20 кПа люди могут полу-
- 118 -
Таблица 9.1. Виды разрушений различных производственно- промышленных, жилых и иных объектов [20]
N пп | Объекты | Избыточное давление ударной волны,кПа | |||||
1000 200 200......100 | 100...50 | 50...30 | 30...20 | 20 10 | |||
б | ? | ||||||
Промышленные здания | - | - | а | б | в | в,г | |
с металлическим или | |||||||
железобетонным каркасом | |||||||
Малоэтажные каменные | - | а | б | в | г,д | ||
здания | |||||||
Многоэтажные жилые | - | - | - | а | б.в | г.Д | |
дома с несущими ка- | |||||||
менными стенами | |||||||
Деревянные здания Сооружения и сети | — | а,б | а в | а.б г | |||
коммунально-энерге- | |||||||
тического хозяйства | |||||||
и связи, электро | |||||||
станции | |||||||
Здания фидерных и | - | - | а,б | в | г | г,д | |
трансформаторных | |||||||
подстанций | |||||||
7 | Подземные резервуары | - | а,б | в | г | д | - |
Смотровые колодцы и | в,г | г.д | - | - | - | — | |
камеры переключения | |||||||
на сетях | |||||||
Разводящие трубопро- | в,г | д | - | - | - | - | |
воды (чугунные,асбо- | |||||||
цементные и др.) | |||||||
Трубопроводы назем- | - | а.б | б,в | в.г | г | д | |
ные | |||||||
Обсадные трубы сква- | б,г | г | д | - | - | - | |
хин | |||||||
Насосное оборудова- | - | а | в,б | г | д | - | |
ние скважин | |||||||
Водонапорные башни | - | - | а,б | б,в | в | г | |
Воздушные линии | - | а | б | в | г | г.д | |
электропередач | |||||||
Воздушные линии свя- | - | - | а,б | б | в | г,д | |
зи | |||||||
Антенные устройства | - | - | а | б | в | г | |
Транспортные соору- | а.б | б,в | г | д | - | - | |
жения: металлические | |||||||
мосты пролетом до | |||||||
45 м | |||||||
То же пролетом | - | а,в | в | г,д | - | - | |
100...150 м | |||||||
Железобетонные мосты | - | а,в | в,г | д | - | - | |
пролетом до 10 м |
- 119 -
Продолжение табл. 9.1
б | |||||||
То же пролетом | а,б | б,г | д | ||||
20...25 м | |||||||
21 22 | Железнодорожные пути Автомобилъные дороги | а,б в,г | г | д | - | „ | |
с твердым покрытием | |||||||
Машины и оборудова- | - | а | в | г | д | - | |
ние (строительно-до | |||||||
рожные машины и др.) | |||||||
Металлообрабатываю- | - | а | в | г | д | - | |
щие станки | |||||||
Грузовые автомобили | - | - | а | б | в,г | г,д |
чить легкие ранения и ожоги кохи; при DРф = 20...30 кПа наступают легкие поражения - скоропроходящие нарушения функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль, ушибы и вывихи). Легкие поражения не связаны с опасностью для жизни или угрожающей инвалидностью. Пораженные не нуждаются в неотложной врачебной помощи, около 50% [21] из них могут передвигаться пешком и могут быть возвращены к труду в срок от 1 до 60 суток. При DРф = 30... 50 кПа - поражения средней тяжести (контузии, вывихи, кровотечение из носа и ушей). Такие поражения в большинстве случаев не опасны для жизни, но 10...12% из этих пораженных нуждаются в неотложной врачебной помощи. Срок госпитализации составляет 2...3 месяца [21] с непродолжительной потерей трудоспособности. При DРф = 50...10 кПа - тяжелые поражения (сильная контузия всего организма, потеря сознания, переломы костей, повреждение внутренних органов); при DРф> 100 кПа - крайне тяжелые поражения (тяжелые контузии и травмы, разрывы внутренних органов, особенно содержащих болышое количество крови, газов или имеющих полости с жидкостями, длительная потеря сознания, переломы костей). Тяжелые и крайне тяжелые поражения нередко сопровождаются осложнениями и заканчиваются в большинстве смертельным исходом. Примерно 50...60% [21] из числа этих пораженных нуждаются во врачебной помощи в ближайшее время, а около 50% пораженных медицинской эвакуации из-за их нетранспортабельности. Срок стационарного лечения до 12 месяцев с продолжительной потерей трудоспособности.
|
|
Характеристика разрушений объектов от УВ следующая. При слабом разрушении, как правило, объект не выходит из строя:
|
|
его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного ремонта. При среднем разрушении обычно разрушаются второстепенные элементы объекта, а основные могут деформироваться или
-120 -
частично повреждаться. Восстановление возможно силами предприятия проведением среднего или капитального ремонта. Сильное разрушение объекта характеризуется разрушением или деформацией его основных элементов, в результате чего объект выходит из строя и не может быть восстановлен. При полном разрушении разрушаются все основные и несущие конструкции. Здания и сооружения использовать невозможно в дальнейшем. При сильных и полных разрушениях могут сохраняться подвальные помещения. Конкретные сведения о вероятных разрешениях зданий, сооружений, транспорта, оборудования и энергетических сетей в зависимости от D Рф во фронте УВ приведены в табл. 9.1, а также в учебнике [22] на с. 112...116.
Для определения возможного характера разрушений от УВ и установления объема спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ (СНАВР) в 0В зону 3 условно делят на пять зон (см. рис. 9.1). Характеристика этих зон следующая.
Зона полных разрушений (За) возникает там, где D Рф во фронте УВ достигает 300 кПа и более. В ней полностью разрушаются жилые дома и промышленные здания (особенно вокруг центра взрыва), убежища и подземные сети коммунально-энергетического хозяйства получает различные повреждения. Большинство же убежищ (75%) в этой зоне сохраняются. При этом в результате таких разрушений образуются сплошные завалы. Пожары в зоне полных разрушений не возникают, так как воспламенившиеся от различных источников предметы и постройки будут разбросаны и засыпаны обломками, а пламя сбито УВ. Однако будет наблюдаться тление в завалах. Характерны массовые поражения незащищенных людей. Характер поражений и разрушений определяет основное содержание спасательных работ.
Зона сильных разрушений (3б) образуется при DРф = =300...100 кПа. В ней наземные здания и сооружения в основном будут иметь сильные разрушения: разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, трещины и деформации нижних этажей. Убежища, подземные сети, подвалы и большинство противорадиационных укрытий (ПРУ) сохраняются. Однако образуются местные завалы, возможны пожары. Среди незащищенных людей могут быть значительные безвозвратные потери. Люди, оставшиеся в разрушенных зданиях, могут быть завалены, травмированы и обожжены. Основное содержание спасательных работ в этой зоне заключается в расчистке завалов, тушении пожаров, спасении людей из заваленных убежищ, укрытий, разрушенных и горящих зданий.
- 121 -
Зона средних разрушений (Зв) характеризуется D Рф = 100...50 кПа. Наблюдаются разрушения проемов, перегородок, оконных и дверных заполнений, появление трещин в стенах. В ее пределах деревянные здания будут сильно или полностью разрушены, каменные получают средние и слабые разрушения. Однако убежища, ПРУ, подвальные помещения полностью сохраняются, но требуют расчистки входов. На улицах образуются отдельные завалы; от воздействия светового излучения возникают сплошные пожары. Среди незащищенных людей ожидаются массовые санитарные потери. Спасательные и другие неотложные работы в этой зоне заключаются в тушении пожаров, спасении людей из-под завалов, из разрушенных и горящих зданий.
Зона слабых разрушений (3г) создается при DРф = 50...20 кПа. В ней здания получают слабые разрушения - разрушения перегородок, оконных и дверных заполнений, остекления, но образуются отдельные завалы и возникают отдельные пожары. Незащищенные люди могут получить ожоги, легкие травмы. Поэтому в этой зоне проводятся работы по тушению пожаров и спасения людей из горящих и частично разрушенных зданий.
Зона повреждений (3д), где DРф = 20...10 кПа. В этой зоне здания и сооружения могут получать незначительные повреждения:
разрушение остекления, повреждение кровли, дверей. Возможны отдельные пожары. Поэтому в зоне 3д проводится ликвидация вызванных последствий.
Согласно полученным результатам прогнозирования второго этапа по литературным источникам [7,20...22] студент должен предложить необходимые мероприятия и примерный объем CHАBP по ликвидации последствий рассмотренного в задании взрыва ГВС. Детально об этом см. на с. 226...238 учебного пособия [7].