1. Прогнозування можливих наслідків аварій на підприємствах при вибуху хмари газоповітряної суміші.

При звичайних вибухах основним вражаючим фактором, що діє на виробничі будівлі, споруди, обладнання тощо, є повітряна ударна хвиля, основним параметром якої є надмірний тиск ΔРф. Надмірний тиск на відстані r, що очікують на об’єкті в разі вибуху газоповітряної суміші вуглеводневих продуктів (ГПС), буде максимальним значенням надмірного тиску ΔРфmax і визначається розрахунковим шляхом виходячи з того, що у разі вибуху ГПС формуються три фізичні зони (рис. 1).

Рис. 1. Зони осередку ураження при вибуху ГПС

а) Зона І – зона детонаційної хвилі. Вона знаходиться в межах хмари вибуху. Радіус цієї зони можна розрахувати за формулою:

де Q – задана маса продукту

В межах цієї зони надмірний тиск складає ΔР₁=1700кПа.

б) Зона ІІ – зона дії продуктів вибуху. Ця зона охоплює всю територію, по якій розлетілись продукти ГПС в результаті її детонації. Радіус цієї зони становить:

Надмірний тиск в межах зони змінюється від 1350 кПа до 300 кПа і може бути розрахований за формулою:

де r – відстань центру вибуху до вибраної точки (до об’єкту), м

в) зона ІІІ – зона дії повітряної ударної хвилі

надмірний тиск в зоні ІІІ на заданій відстані від центру вибуху r_m можна визначити за формулами:

Рис. 2. Визначення мінімального віддалення до імовірного центру вибуху: 1 – місто; 2 – об’єкт.

Спочатку обчислюється відносна величина:

Надмірний тиск ΔР_ІІІ на будь-якій відстані до центру вибуху r для заданої маси продукту Q, а також осередку ураження і радіуси кожної зони руйнувань можна визначити за графіком (графік для визначення радіусів зон руйнувань в залежності від маси вуглеводневого продукту Q).

При вибуху звичайної вибухової речовини (тротилу) надмірний тиск YX на відстані r (м) від центру вибуху в залежності від маси речовини q (кг) визначається за формулою:

Розміри осередку ураження при вибуху тротилу практично не відрізняються від розмірів осередку ураження, що утворюється при вибуху гахоповітряної суміші вуглеводневого продукту (пропану, метану, тощо).

Для інших ВР передбачається коефіцієнт перерахунку К. Тоді маса ВР має бути виражена співвідношенням К·q, де

К=0,94 – для амоніту;

для пікринової кислоти;

К=1,08 – для третилу;

К=1,28 – для гексогену.

За кількісний показник стійкості об’єкту до впливу ударної хвилі приймається значення надмірного тиску, при якому будівлі, споруди і обладнання об’єкту зберігаються або отримують слабке і середнє руйнування (додаток 2). Це значення надмірного тиску прийнято вважати межею стійкості об’єкту до ударної хвилі (ΔРфlim).

За межу стійкості будь-якого елементу об’єкту (будівля, споруда, обладнання тощо) приймається мінімальне значення ΔРф, при якому цей елемент отримає руйнування.

Послідовність оцінки

а) визначити максимально-ймовірний надмірний тиск (ΔРфmax), що очікується при вибуху у районі розташування об’єкту.

Вихідні дані:

• маса перетвореного у рідину вуглеводневого газу Q, т;

• відстань від центру вибуху до об’єкту r, км.

Послідовність визначення надмірного тиску наведена у (1.1.2).

б) виділити основні елементи об’єкту і визначити їх ступені руйнувань в залежності від ΔРф ударної хвилі (додаток 2).

Визначити можливий збиток (процент виходу з ладу) окремих елементів об’єкту при очікуваному ΔРфmax (табл. 1).

Таблиця 1

Очікуваний збиток в залежності від ступені руйнування

в) Визначити ΔРфlim основних елементів (додаток 2), а по найменш стійкому елементу – об’єкту в цілому.

г) Порівняти ΔРфlim з ΔРфmax і визначити стан стійкості окремих елементів та об’єкту в цілому до впливу ударної хвилі:

• об’єкт стійкості при ΔРфlim ≥ ΔРфmax;

• об’єкт нестійкий при ΔРфlim < ΔРфmax

Результати оцінки відобразити в таблиці 2.

Таблиця 2

Результати оцінки стійкості об’єкту до ударної хвилі

Заходи щодо підвищення стійкості

1. Підвищення стійкості несучих конструкцій і перекриттів будівель шляхом установлення додаткових колон, ферм, контрфорсів або підкосів.

2. Розміщення обладнання на нижніх поверхах будівель, в підвалах і підземних спорудах, надійне закріплення його на підмурівку, встановлення спеціальних захисних кожухів або ковпаків.

3. Прокладання комунально-енергетичних і технологічних мереж під землею.

4. Створення резервних запасів палива, сировини, обладнання, контрольно-вимірювальної апаратури.

5. Збільшення відстані до безпечної між об’єктом АПК і вибухонебезпечним об’єктом.

6.Зменшення кількості вибухонебезпечних речовин в сховищах.