3. Навчальний матеріал

3.1 Осередки ураження у випадку аварії на вибухонебезпечних і пожежонебезпечних об’єктах

Вибухо- та пожежонебезпечними об’єктами є виробництва вибухових речовин (ВР), нафтопереробні підприємства, млинарські комбінати та елеватори, деревообробні та інші підприємства, що використовують або виробляють горючі речовини та матеріали.

Аварії на таких об’єктах, як правило, супроводжуються вибухами. Під вибухом розуміється процес звільнення великої кількості енергії за короткий проміжок часу. В результаті вибуху речовина перетворюється в сильно нагрітий газ з дуже високим тиском, що впливає на навколишнє середовище, повітря, викликаючи його рух, і утворення чинників, що поражають – вражаючих факторів.

Основний уражаючий фактор вибуху – це ударна повітряна хвиля (УХ). Ударна хвиля – зона сильно стислого повітря, що розповсюджується в усі боки від центру вибуху з надзвуковою швидкістю.

На рис. 1 показана закономірність зміни тиску повітря в будь-якій точці при проходженні ударної хвилі.

Стиснення Розрідження

Рис. 1 Закономірність зміни тиску в місці проходження УХ

Основним параметром УХ, що визначає її руйнівну дію, є надмірний тиск у фронті УХ. Надмірний тиск ∆Рф – це різниця між максимальним тиском у фронті хвилі (Рф) і атмосферним тиском перед фронтом (Р₀):

∆Рф = Рф - Р_0, кПа.

Одиниці виміру ∆Рф в системі СІ – паскаль (Па). Позасистемна одиниця – кгс/см². Співвідношення одиниць: 1 кгс/см² = 100 кПа.

Надмірний тиск у даній точці залежить від відстані до місця (центру) вибуху, маси продукту вибуху (потужності вибуху) і інших чинників.

При ядерному вибуху УХ характеризується додатково такими параметрами як: швидкісний напір ∆Ршн – це динамічні навантаження, які створюють потоками повітря. Вимірюються в паскалях (Па). Залежить від густини повітря ρ, швидкості повітряних мас υ і зв’язаний з надмірним тиском. Там, де надмірний тиск становить 50 кПа і більше, швидкість повітря більше 100 м/с. Визначається за формулою: ∆Ршн = ρ υ²/2, Па.

Час дії ударної хвилі t_ух – це час дії надмірного тиску в фазі стиснення. Залежить головним чином від потужності вибуху і становить від долі секунди до декількох секунд.

Наслідки дії ударної повітряної хвилі.

Повітряна ударна хвиля уражає людей, руйнує або пошкоджує будинки і споруди, обладнання і техніку. У незахищених людей в залежності від величини надмірного тиску можливі травми різного ступеню, характеристики яких наведені в таблиці 2.

Будинки, споруди, обладнання внаслідок дії УХ можуть бути пошкодженні або зруйновані. В залежності від надмірного тиску ∆Рф, типу, розмірів та інших чинників можуть отримати слабке, середнє, сильне або повне руйнування. Ці дані наведені в додатку 2, а характеристика ступеню руйнування – в додатку 3.

Внаслідок вибуху під впливом уражаючих факторів на місцевості утворюється осередок ураження. Межа осередку пролягає через точки на місцевості, де надмірний тиск УХ становить 10 кПа. Форма осередку на рівнинній місцевості – коло (див. рис.5).

В залежності від ступеня руйнування виробничих будинків і обсягу необхідних рятувальних і аварійно-відновлюваних робіт осередок ураження поділяється на 4 зони: повних, сильних, середніх та слабких руйнувань.

Таблиця 2

Характеристика травм незахищених людей в залежності від надмірного тиску УХ

∆Рф, кПа	Ступені травм	Характер ураження
20-40	Легкі	Легка загальна контузія організму, тимчасова втрата слуху, забиті місця
40-60	Середні	Серйозні контузії, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа і вух, сильно забиті місця
60-100	Важкі	Сильна контузія всього організму, пошкодження внутрішніх органів і мозку, важкі переломи кінцівок
>100	Вкрай важкі	Від отриманих травм більшість людей гине

Зона повного руйнування характеризується надмірним тиском у фронті УХ 50 кПа і більше. Будинки, споруди, обладнання в зоні повністю руйнуються, утворюю суцільні завали.

Зона сильних руйнувань характеризується сильними руйнуваннями будинків і споруд, утворенням місцевих завалів і розповсюджується на територію, де надмірний тиск від 30 до 50 кПа.

Зона середніх руйнувань утворюється там, де надмірний тиск від 20 до 30 кПа, будівлі і споруди мають середній ступінь руйнувань. Дерев’яні споруди повністю руйнуються.

Зона слабких руйнувань – від 10 до 20 кПа. Слабкі руйнування будівель.

Радіуси осередку ураження і кожної із зон руйнування в залежності від потужності вибуху (маси продуктів вибуху Q) для прогнозування обстановки можна визначити за графіком (рис. 2) – при вибуху тротилу; за додатком 1 – ядерного вибуху.

Рис. 2. Графіки залежності надмірного тиску від кількості тротилу і відстані до центру вибуху.

В разі аварії на пожежонебезпечних підприємствах, як правило будуть виникати окремі або суцільні пожежі з такими уражаючими факторами як теплове випромінювання і зараження атмосфери окисом вуглецю СО (чадним газом).

Ймовірність виникнення і розповсюдження пожеж на об’єкті залежить від ступеня вогнестійкості будинків і споруд, категорії пожежної небезпеки виробництва, щільності забудови, метеоумов та інших чинників.

Вогнестійкість будинків і споруд визначається займистісттю їхніх елементів і межею вогнестійкості основних конструкцій будинків. Займистість конструкцій визначається будівельним матеріалом і характеризується категоріями: незаймисті, важко займисті, займисті.

Межа вогнестійкості конструкції – це час (в годинах) від початку впливу вогню на конструкцію до утворення і ній наскрізних тріщин або обвалення несучої конструкції або досягнення температури 200⁰С на протилежні до впливу вогню поверхні.

Розрізняють 5 ступенів вогнестійкості: І, ІІ, ІІІ, ІV, V. Їхні характеристики наведені в додатку 4. Найбільш вогнестійкими є будинки І і ІІ ступеню вогнестійкості.

Категорія пожежної небезпеки виробництва визначається технологічним процесом, матеріалами, які використовуються у виробництві і видом готової продукції. За пожежною небезпекою виробництва поділяються на 5 категорій: А, Б, В, Г, Д. Їхні характеристики наведені в додатку 5.

Найбільш пожежонебезпечними є виробництва категорій А і Б. Це виробництва, де використовуються рідини з температурою спалаху пару від 28⁰С до 120⁰С і нижче; горючі гази, що мають межу вибуховості 10% і менше об’єму повітря.

Щільність забудови в значній мірі впливає на розповсюдження пожежі і характеризує відстань між будинками, а відповідно можливість переносу вогню з одного будинку на інший. Щільність забудови (Щ) визначається відношенням сумарної площі, яку займають будинки Sп до площі забудованої території (Sт):

Щ = (Sп/ Sт)·100%

Ймовірність розповсюдження пожежі в залежності від щільності забудови можна визначити графіком (рис. 3); характер пожеж в залежності від ступеня вогнестійкості будинків, міри їх руйнування при ядерному виуху – за таблицею 3.

Ураження людей, які у момент вибуху знаходяться в будинках, залежить від ступеня їх руйнування. Так, наприклад, при повних руйнуваннях будинків люди загинуть. При сильних і середніх руйнуваннях може вижити приблизно половина людей, з яких значна частина може опинитися під уламками конструкцій.

Кількість уражених значно зростає при виникненні пожеж і зараженні атмосфери чадним газом і іншими отруйними речовинами.

Таблиця 3