3.2 Послідовність і методика прогнозування та оцінки наслідків при вибухах

Прогнозування та оцінка обстановки при вибухах здійснюється розв’язанням наступних задач:

Задача 1. Визначення параметрів осередка ураження і можливого попадання об’єкта в осередок ураження.

Визначаються:

1. Радіус осередка ураження R_ос і радіуси зон руйнувань за величиною надмірного тиску ∆P_ф на зовнішній межі: слабких­ – 10кПа (R_сл=R_ос), середніх R_ср – 20 кПа, сильних R_сил – 30 кПа, повних R_пов – 50 кПа (див. рис. 1):

• при вибуху вуглеводневого продукту (пропану, бутану та ін.) – за допомогою графіків рис. 2;

Рис. 2. Графік для визначення радіусів зон руйнування в залежності від маси вуглеводневого продукту

• при вибуху вибухової речовини (тротилу, тетрилу, гексогену та ін.) – за графіками рис.3

Рис. 3. Графіки залежності надмірного тиску від кількості тротилу і відстані до центру вибуху

• при ядерному вибуху – за додатком 1.

1. Площа осередка ураження S₀ – розрахунок за формулою S₀ = πR_ос, км².

2. Можливе попадання об’єкта в осередок ураження за умов R₀ ≤ R_ос.

Задача 2. Визначення надмірного тиску ударної хвилі (УХ) ∆P_Ф, що очікується на об’єкті.

Величина надмірного тиску УХ визначає можливі наслідки вибуху і залежить від типу і кількості вибухової речовини (Q), відстані до ЦВ (R₀), виду вибуху (в разі вибуху ядерного боєзапасу).

Методика розв’язання задачі:

А. При вибуху газоповітряної суміші вуглеводневих продуктів (пропану, бутану та ін.)

Величина надмірного тиску залежить від того в яку фізичну зону вибуху потрапить об’єкт. Таких зон утворюється три:

Зона Ι – детонаційної хвилі (знаходиться в районі ЦВ, в межах хмари речовини вибуху) має радіус:

,

де Q – кількість вуглеводневого продукту, т.

В межах цієї зони надмірний тиск ∆P_Ф = 1700 кПа.

Зона ІІ – дії продуктів вибуху (охоплює територію, де розлетілись продукти газоповітряної суміші в наслідок її детонації) має радіус:

.

Надмірний тиск в межах цієї зони розраховується за формулою:

∆P_Ф=1300(r_I/R₀)³+50, кПа.,

де R₀ – відстань від ЦВ до об’єкта в межах зони ІІ, м.

Зона ІІІ – дії повітряної УХ

Надмірний тиск в межах цієї зони можна визначити за формулою:

,кПа;

Б. При вибуху вибухової речовини (ВР) (тротилу, тетрилу, гексогену та ін.)

Надмірний тиск на відстані R₀ від ЦВ визначається за формулою:

1. при вибуху тротилу:

;

2. при вибуху інших вибухових речовин в наведену вище формулу підставляється значення маси продукту Q з урахуванням коефіцієнта поправки K_вр відповідно до типу ВР, тобто

Q = Q_вр·K_вр, т,

де Q_вр – кількість відповідної ВР, т; K_вр = 0,97 для пікринової кислоти, K_вр = 1,08 – тетрил, K_вр = 1,28 – гексоген;

В. При ядерному вибуху

Надмірний тиск ∆P_Ф визначається за додатком 1 після розрахунку відстані до найближчого можливого ЦВ (R_min) за такими вихідними даними:

• потужність вибуху ядерного боєприпасу q, кт;

• вид вибуху (наземний чи повітряний);

• відстані від об’єкта до точки прицілювання ТП (центр міста) R_г, км;

• максимальне ймовірне відхилення ЦВ від точки прицілювання r_відх, км (див. рис. 1).

Тоді R_min = R_г – r_відх

Задача 3. Визначення ступеню руйнувань елементів об’єкта і очікуваних збитків.

1. Визначається ступінь руйнувань елементів – за додатком 2 при надмірному тиску ∆P_Ф, що очікується на об’єкті.

2. Очікувані збитки (% ушкоджених, зруйнованих конструкцій, елементів, обладнання) – за таблицею 1, залежно від можливого ступеню руйнування даного елемента при очікуваному ∆P_Ф.

Задача 4. Визначення можливих втрат виробничого персоналу.

1. Ступінь ураження людей на відкритій місцевості, залежно від надмірного тиску ∆P_Ф: слабкі травми при 10-20 кПа; середні – 40-60 кПа; важкі – 60-100 кПа; надто важкі – більше 100 кПа.

2. Можливі ураження людей, що знаходяться в будівлях, визначаються залежно від ступеню руйнування будівлі, виходячи з того, що:

• при повних руйнуваннях будівель всі люди гинуть;

• при сильних і середніх руйнуваннях може вижити 50 %, більша частина яких буде уражена шляхом прямої дії УХ і додатково непрямої дії – уламками зруйнованих будівель та споруд, а також опиниться під завалами;

• при слабких руйнуваннях будівель загибель людей малоймовірна, але частина з них може отримати травми різного ступеню ураження від непрямої дії УХ.

Задача 5. Визначення можливого характеру пожеж на об’єкті.

1. Визначається ступінь вогнестійкості будівель і споруд (І, ІІ, ІІІ, ІV чи V) за ознаками, що наведені в таблиці додатка 4.

2. Визначається категорія виробництва за пожежною небезпекою (А, Б, В, Г чи Д) за ознаками, що наведені в таблиці додатка 5.

3. Визначається щільність забудови об’єкта, міста: , де S_п – площа під будівлями; S_т – площа території об’єкта м^2.

4. Визначається характер пожеж на об’єкті залежно від можливого ступеня руйнувань за таблицею додатка 6.

Результати прогнозування наслідків аварії заносять в підсумкову таблицю 2, аналізуються та підводяться підсумки (див. приклад 3.3).

В підсумках доцільно відповісти на такі питання:

1. В яку зону руйнування може потрапити об’єкт і який надмірний тиск УХ очікується.

2. Які очікуються руйнування елементів цеху?

3. Зробити висновок: чи стійкий об’єкт (цех) до дії УХ. (Не стійкий, якщо хоча б один елемент отримає сильні або повні руйнування. При слабких і середніх руйнуваннях об’єкт стійкий, оскільки виробництво відновлюється силами об’єкта за короткий термін при наявності запасу матеріалів, приладів та аварійних бригад).

4. Яка пожежна обстановка може скластися в районі розташування цеху?

5. Які можливі ураження виробничого персоналу?

6. Рекомендації, спрямовані на зменшення впливу вибуху на об’єкт (цех).

Таблиця 1. Збитки в залежності від ступеню руйнувань елементів об’єкта (цеху)

Ступені руйнувань	Слабкі	Середні	Сильні	Повні
Збитки, % зруйнованих елементів обладнання	10 - 30	30 - 50	50 - 90	90 - 100