3.3 Приклад: провести прогнозування і оцінку можливих наслідків при аварії з вибухом стосовно механічного цеху об’єкта господарювання.
Вихідні дані:
Відстань від цеху до місця аварії (вибуху) R0 = 1км;
Тип вибухової речовини – пропан;
Маса вибухової речовини Q = 500 т;
Характеристики елементів цеху:
будівля цеху: виробнича, одноповерхова, цегляна; межа вогнестійкості несучих стін – 2 год., перегородок – 0,25 год.;
-обладнання: верстати-середньої важкості, контрольно-вимірювальна апаратура - в цеху, трубопроводи - на естакадах, кабельні мережі – наземні;
Категорія виробництва з пожежної небезпеки – Д;
Щільність забудови об’єкта Щ = 20%.
Розв’язання:
Задача 1. Визначення параметрів осередка ураження і можливого попадання цеху в зону ураження.
Параметри визначаємо з графіків рис. 2, виходячи з того, що тип вибухової речовини – пропан.
Радіус осередка ураження Rос і радіус зони слабких руйнувань Rсл (на зовнішній межі якої ΔPф= 10 кПа) при вибуху продукту масою Q = 500 т, становить Rос = Rсл = 1600 м.
Радіус зони середніх руйнувань (ΔPф = 20 кПа) Rср = 1070 м, сильних (ΔPф = 30 кПа) Rсил = 850 м, повних (ΔPф = 50 кПа) Rп = 650 м.
Площа осередка ураження Sос = πR2ос = 3,14·1,62 = 8 км2.
2. Порівнюємо відстань цеху до місця аварії R0 = 1 км і радіус осередка ураження Rос = 1600 м.
Оскільки R0 < Rос, цех може опинитися в осередку ураження ударної хвилі вибуху в зоні слабких або середніх руйнувань.
Задача 2. Визначення величини надмірного тиску ударної хвилі, очікуваного в районі цеху (ΔPф).
Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони I):
м.
Визначаємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони II):
м.
Порівнюючи відстань цеху до місця аварії (R0 = 1000 м) з радіусом зони I (138,8 м) і зони II (235,9 м), робимо висновок, що об’єкт опиниться за межами цих зон, тобто в зоні повітряної ударної хвилі (зона III).
В
изначаємо
надмірний тиск ударної хвилі в зоні
III на відстані R0
= 1000 м за формулою:
Висновок: В місці розташування цеху очікується максимальний надмірний тиск 23 кПа. Цех може опинитися в зоні середніх руйнувань.
Задача 3. Визначення ступеню руйнувань елементів цеху і очікуваних збитків.
За додатком 2 за величиною ΔPф = 23 кПа визначаємо можливу ступінь руйнувань кожного елемента цеху.
Очікувані збитки визначаємо за таблицею 1, виходячи із ступеню руйнувань елементів. Результати заносимо в підсумкову таблицю 2.
Задача 4. Визначення можливих втрат виробничого персоналу.
При ΔPф = 23 кПа люди отримають травми:
а) на відкритій місцевості – легкого ступеню (легка контузія організму, часткова втрата слуху);
б) в будинку цеху (при середньому ступені руйнування) – до 50% людей отримають додатково ураження уламками зруйнованих елементів будівлі, розбитим склом та іншими предметами.
Задача 5. Визначення можливого характеру пожеж на об’єкті.
За додатком 6 визначаємо, що на об’єкті можуть виникнути окремі пожежі з переходом в суцільні через 1-2 години, виходячи з того, що:
категорія виробництва за пожежною небезпекою – Д, (задано);
очікується надмірний тиск УХ ΔPф > 20 кПа;
щільність забудови Щ = 20% (задано);
ступінь вогнестійкості будівель – III (визначене за додатком 4 для заданих меж вогнестійкості несучих стін – 2 год., перегородок – 2,5 год.).
Таблиця 2. Результати прогнозування і оцінки наслідків аварії
В якій зоні руйнувань об’єкт. Надмірний тиск. |
Елементи цеху |
Ступінь руйну-вання |
Очіку-вані збитки, % |
Характер пожеж |
Ступінь ураження виробничого персоналу |
Зона середніх руйнувань. ΔPф = 23 кПа |
Будівля |
середні |
30-50 |
Окремі пожежі з переходом в суцільні через 1-2 години |
Легкі травми. Ті, що в будівлі цеху - до 50% отримають пошко-дження уламками скла і конструкцій |
Верстати |
слабкі |
10-30 |
|||
Трубопроводи |
слабкі |
10-30 |
|||
Кабельні мережі |
слабкі |
10-30 |
|||
Контрольно-вимірювальна апаратура |
сильні |
50-90 |
Загальні висновки і пропозиції:
В разі аварії з вибухом механічний цех може опинитися в зоні середніх руйнувань.
Сильні руйнування отримає контрольно-вимірювальна апаратура, тому цех не стійкий до дії ударної хвилі.
Для зменшення наслідків впливу вибуху на цех здійснити такі заходи:
укріпити будівлю цеху установленням додаткових колон, ферм, підкосів;
верстати надійно закріпити на фундаменті, установити захисні ковпаки або навіси;
трубопроводи та кабельні мережі прокласти під землею;
створити 50% запас контрольно-вимірювальної апаратури і зберігати в безпечному місці;
установити на вікнах металеві сітки, щоб розбите скло не потрапляло в приміщення цеху;
порушити питання щодо перенесення вибухонебезпечного об’єкта на більшу відстань або зменшення вибухової речовини до безпечної кількості.
Додаток 1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Надмірний тиск ударної хвилі при різних потужностях ядерного боєзапасу і відстанях до центру вибуху |
||||||||||||||
Потужність боєзапасу, кт |
Надмірний тиск ΔPф, кПа |
|||||||||||||
250 |
200 |
150 |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
15 |
10 |
|
Відстань до епіцентру (епіцентр) вибуху, км |
||||||||||||||
50 |
0,47 |
0,54 |
0,61 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
2 |
2,7 |
3,5 |
4,5 |
0,66 |
0,75 |
0,84 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,25 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
2 |
2,6 |
3,1 |
4,2 |
|
100 |
0,59 |
0,68 |
0,77 |
1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,6 |
1,7 |
2,1 |
2,6 |
3,8 |
4,4 |
6,5 |
0,83 |
0,92 |
1,05 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
3,2 |
3,9 |
5,2 |
|
200 |
0,74 |
0,86 |
0,97 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
1,9 |
2,5 |
2,9 |
4,4 |
5,5 |
7,9 |
1,05 |
1,15 |
1,35 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
2 |
2,2 |
2,6 |
3 |
3,8 |
4,9 |
6,4 |
|
300 |
0,85 |
0,98 |
1,1 |
1,37 |
1,57 |
1,67 |
1,85 |
2,07 |
2,27 |
2,8 |
3,35 |
4,95 |
6,35 |
9,1 |
1,2 |
1,35 |
1,5 |
1,7 |
1,83 |
1,93 |
2,1 |
2,3 |
2,55 |
2,93 |
3,6 |
4,4 |
5,65 |
7,3 |
|
500 |
1 |
1,15 |
1,3 |
1,7 |
1,9 |
2 |
2,3 |
2,6 |
3 |
3,4 |
4,2 |
6 |
7,55 |
11,5 |
1,45 |
1,6 |
1,8 |
2,1 |
2,3 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,2 |
3,6 |
4,4 |
5,5 |
6,7 |
9 |
|
1000 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3 |
3,3 |
3,6 |
4,3 |
5 |
7,5 |
9,5 |
14,3 |
1,8 |
2 |
2,3 |
2,9 |
3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
4 |
4,5 |
5,4 |
7 |
8,4 |
11,2 |
|
Примітка: чисельник – для повітряного вибуху, знаменник – для наземного вибуху.
Додаток 2 |
|||||||||
Ступінь руйнування об’єкта в залежності від надмірного тиску ударної хвилі ΔPф, кПа |
|||||||||
№ п/п |
Елементи об’єкта |
Ступінь руйнувань |
|||||||
Слабкі |
Середні |
Сильні |
Повні |
||||||
1. Виробничі, адміністративні будівлі та споруди |
|||||||||
1 |
Бетонні та залізобетонні будинки та споруди антисейсмічної конструкції |
25-35 |
80-120 |
150-200 |
200 |
||||
2 |
Споруди з легким металевим каркасом і безкаркасні конструкції |
10-20 |
20-30 |
30-50 |
50-70 |
||||
3 |
Споруди зі збірного залізобетону |
10-20 |
20-30 |
― |
30-60 |
||||
4 |
Складські цегляні будинки |
10-20 |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
||||
5 |
Адміністративні багатоповерхові будівлі з металевим або залізобетонним каркасом |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
50-60 |
||||
6 |
Цегляні малоповерхові будівлі (один-два поверхи) |
8-15 |
15-25 |
25-35 |
35-45 |
||||
7 |
Цегляні багатоповерхові будівлі (три поверхи та більше) |
8-12 |
12-20 |
20-30 |
30-40 |
||||
2. Деякі види обладнання |
|||||||||
1 |
Верстати важкі |
25-40 |
40-60 |
60-70 |
― |
||||
2 |
Верстати середні |
15-25 |
25-35 |
35-45 |
― |
||||
3 |
Верстати легкі |
6-15 |
― |
15-25 |
― |
||||
4 |
Крани та кранове обладнання |
20-30 |
30-50 |
50-70 |
70 |
||||
5 |
Стрічкові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді |
5-6 |
6-10 |
10-20 |
20-40 |
||||
6 |
Ковшові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді |
8-10 |
10-20 |
20-30 |
30-50 |
||||
7 |
Електродвигуни потужністю від 2 до 10 кВт, відкриті |
30-50 |
50-70 |
― |
80-90 |
||||
8 |
Трансформатори від 100 до 1000 кВ |
20-30 |
30-50 |
50-60 |
60 |
||||
9 |
Генератори на 100-300 кВт |
30-40 |
50-60 |
― |
― |
||||
10 |
Відкриті розподільчі пристрої |
15-25 |
25-35 |
― |
― |
||||
11 |
Масляні вимикачі |
10-20 |
20-30 |
― |
― |
||||
12 |
Контрольно-вимірювальна апаратура |
5-10 |
10-20 |
20-30 |
30 |
||||
3.Комунально-енергетичні мережі та споруди |
|||||||||
1 |
Газгольдери та наземні резервуари хімічних речовин |
15-20 |
20-30 |
30-40 |
40 |
||||
2 |
Наземні металеві резервуари та ємності |
30-40 |
40-70 |
70-90 |
90 |
||||
3 |
Кабельні підземні мережі |
200-300 |
300-600 |
600-1000 |
1500 |
||||
4 |
Кабельні наземні мережі |
10-30 |
30-50 |
50-60 |
60 |
||||
5 |
Трубопроводи наземні |
20 |
50 |
130 |
― |
||||
6 |
Трубопроводи на металевих або залізобетонних естакадах |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
― |
||||
Додаток 3