2.2 Определение вторичных поражающих факторов в чрезвычайной ситуации

В результате взрыва конденсированного взрывчатого вещества на объекте экономики с опасной технологией производства возможно образование вторичных поражающих факторов чрезвычайной ситуации.

Основными источниками вторичных поражающих факторов ЧС на машиностроительном заводе могут быть:

- разгерметизация газгольдеров с сжиженным газом и взрыв ГВС;

- разгерметизация ёмкостей с ЛВЖ (ГЖ) с возникновением пожара разлития;

- разгерметизация хранилища АХОВ с последующим химическим заражением (загрязнением) прилегающей территории;

- разрушение (повреждение) ТО обломками ограждающих конструкций.

Обстановка, сложившаяся в результате взрыва КВВ, показана в Приложении В.

Для прогнозирования появления вторичных поражающих факторов, следует оценить состояние газгольдера, хранилища АХОВ и склада ЛВЖ (ГЖ), после воздействия на них поражающих факторов первичного взрыва КВВ. Эти объекты будут повреждены при избыточных давлениях во фронте воздушной ударной волны равных:

• для газгольдера - 0,19 кг/см²;

• для хранилища АХОВ - 0,24 кг/см²;

• для склада ГСМ - 0,18 кг/см².

Расчетные значения давления во фронте ВУВ при её подходе к объектам:

• для газгольдера - 0,08 кг/см²;

• для хранилища АХОВ - 0,06 кг/см²;

• для склада с горючим - 0,30 кг/см².

Следовательно, в результате воздействия воздушной ударной волны, образовавшейся при взрыве КВВ, газгольдер и хранилище повреждены не будут, в отличии от склада ГСМ.

2.2.1 При повреждении газгольдера со сжиженным газом может образоваться газовоздушная смесь, которая при наличии источников открытого огня, и при скорости ветра менее 15 м/сек, взрывается (Приложение Г).

Во время выпадения обильных осадков взрыва ГВС не произойдет.

Не зависимо от результатов воздействия ВУВ от взрыва КВВ на газгольдер, определяем параметры взрыва ГВС.

По плану завода замерены расстояния r₁ от взорвавшихся газгольдеров (от точки соприкосновения баков № 30) до объектов на территории завода.

Радиус облака взрыва ГВС r₀ (м) рассчитывается по формуле (2.4):

(2.4)

где k - коэффициент перехода сжиженного газа в стехиометрическую (взрывную) смесь, (показывает, какая часть вещества участвует во взрыве), принимается равным 0,6.

Q - масса хранимого сжиженного газа, т. Из исходных данных Q=3,7 т.

Далее путем интерполяции найдены значения ΔР_фг.

Результаты вычислений параметров взрыва газовоздушной смеси занесены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Результаты вычислений параметров взрыва газовоздушной смеси

№ на схеме	Цех	Масса ГВС, т		, м	, м	, м	,
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Конструкторское бюро	3,7	0,6	24,13	302	12,51	0,110
2	Заводоуправление	3,7	0,6	24,13	284	11,77	0,100
3	Заводоуправление (АТС РТУ)	3,7	0,6	24,13	298	12,35	0,100
4	Клуб	3,7	0,6	24,13	308	12,76	0,110
5	Столовая	3,7	0,6	24,13	314	13,01	0,110
6	ГВЦ	3,7	0,6	24,13	332	13,76	0,067
7	Детский сад	3,7	0,6	24,13	430	17,82	0,036
8	Кузнечный цех	3,7	0,6	24,13	218	9,03	0,205
9	Механический цех № 1	3,7	0,6	24,13	296	12,26	0,100
10	Литейный цех	3,7	0,6	24,13	132	5,47	0,280
11	Прессовый цех	3,7	0,6	24,13	144	5,97	0,280
12	Механический цех № 2	3,7	0,6	24,13	188	7,79	0,180
13	Мартеновский цех	3,7	0,6	24,13	226	9,36	0,105
14	Компрессорная	3,7	0,6	24,13	258	10,69	0,145
15	Сборочный цех	3,7	0,6	24,13	226	11,02	0,145
16	Шлифовальный цех	3,7	0,6	24,13	356	14,75	0,078
17	Цех ширпотреба	3,7	0,6	24,13	75	3,15	0,820
18	Котельная	3,7	0,6	24,13	80	3,31	0,630
19	Склад готовой продукции	3,7	0,6	24,13	124	5,14	0,380
20	Открытый склад	3,7	0,6	24,13	220	9,12	0,205
21	Насосная	3,7	0,6	24,13	120	4,97	0,380
22	Диспетчерская	3,7	0,6	24,13	88	3,64	0,630
23	Инструментальный цех	3,7	0,6	24,13	40	1,66	2,380
				Продолжение таблицы 2.3
1	2	3	4	5	6	7	8
24	Столярный цех	3,7	0,6	24,13	80	3,31	0,630
25	Электроцех	3,7	0,6	24,13	168	6,96	0,230
26	Гараж	3,7	0,6	24,13	18	0,74	17
27	Склад отдела снабжения	3,7	0,6	24,13	38	1,57	6,210
28	Склад отдела снабжения	3,7	0,6	24,13	72	2,98	0,820
29	Баки с горючим	3,7	0,6	24,13	130	5,39	0,380
30	Газгольдер	3,7	0,6	24,13
31	Склад сырья	3,7	0,6	24,13	18	0,74	17
32	Склад стройматериалов	3,7	0,6	24,13	16	0,66	17
33	Хранилище АХОВ	3,7	0,6	24,13	68	2,81	0,820
34		3,7	0,6	24,13	22	0,91	17
35	ТРАНСФОРМАТОРНАЯ	3,7	0,6	24,13	66	2,73	0,820
36	ТРАНСФОРМАТОРНАЯ	3,7	0,6	24,13	310	12,48	0,110
ГРП1	-	3,7	0,6	24,13	420	17,4	0,092
ГРП2	-	3,7	0,6	24,13	92	3,81	0,500

По полученным величинам избыточного давления во фронте воздушной ударной волны и соответствующим им расстояниям до объектов r₁, построен график их взаимозависимости, представленный в Приложении Б. С полученного графика, для величин избыточного давления ΔР_фг равным 1 кг/см², 0,5 кг/см², 0,3 кг/см², 0,1 кг/см², снимаются величины радиусов удалений от эпицентра взрыва, соответствующие этим давлениям, приведенные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Границы зон действия воздушной ударной волны газовоздушной смеси

2.2.2 При авариях с легковоспламеняющимися жидкостями и горючей жидкостью можно встретиться с пожарами следующих типов:

• факельное горение жидкостей, выходящих из пробоев и разрывов;

• горение жидкостей в цистерне при ее вскрытии;

• растекание горячей жидкости по прилегающей территории;

• одновременное горение жидкостей при пожарах всех вышеуказанных типов, сопровождающееся иногда взрывами паровоздушных смесей и цистерн.

Площадь разлития всего объёма жидкости рассчитывается по формуле (2.5):

(2.5)

где - объём хранящегося сжиженного газа, рассчитывается по формуле(2.6);

(2.6)

где, k - коэффициент перехода сжиженного газа стехиометрической смеси, принимаем равным 0,6;

Q - количество сжиженного углеводородного газа (в хранилище до взрыва), кг, по исходным данным 100000 кг;

С - стехиометрическая концентрация газа в процентах по объёму, принимаем равным 29,59;

m_k - молярная масса газа, кг/кмоль, принимаем равным 2 кг/кмоль.

Форма разлива жидкости - окружность.

Радиус окружности разлива рассчитывается по формуле (2.7):

(2.7)

Зона пожара разлития наносится на план машиностроительного завода.

2.2.3 При разгерметизации хранилища с аварийно-химически опасным веществом эквивалентное количество аварийно-химического опасного вещества по первичному облаку определяется по формуле (2.8):

, т (2.8)

где - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ ( К₁ = 0,01);

- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (для аммиака К₃ = 0,04)

- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (при инверсии К₅ = 1);

- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (0⁰С) на скорость образования первичного облака (К¹¹₇= 1);

- количество выброшенного при аварии АХОВ (Q₀ = 115 т).

Подставив все значения в формулу (2.8), получим Q_э1 = 0,046 т.

Эквивалентное количество аварии аварийно-химического опасного вещества по вторичному облаку определяется по формуле (2.9):

, т (2.9)

где - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (К₂=0,025);

- коэффициент, учитывающий скорость ветра (К₄=1);

- коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха (0⁰С) на скорость образования вторичного облака ;

- толщина слоя аварийно химического опасного вещества ;

- плотность аварийно-химического опасного вещества (для аммиака d =0,681т/м³);

- коэффициент, зависящий от времени (5 часов), прошедшего после начала аварии, и определяемый из следующего условия:

К₆ =N^0,8 при N<T;

К₆ = T^0,8 при N>T;

где – время испарения аварийно-химического опасного вещества с площади разлива, рассчитываемое по формуле (2.10):

(2.10)

Подставив все значения в формулу (2.10), получим Т = 1,36 ч.

Следовательно, К₆ =Т^0,8 = 1,28;

Таким образом, подставив значения в формулу (2.9), получим Q_э2 = 4,28 т.

Площадь разлива аварийно-химического опасного вещества определяется по формуле (2.11):

(2.11)

где V - объем разлившегося аварийно-химического опасного вещества, который можно определить разделив массу разлившегося АХОВ на его плотность ( м³);

h - высота слоя разлившегося аварийно-химического опасного вещества (h = 0,05 м.).

Подставив значения в формулу (2.11), получим S_p = 3377,4 м²;

Определение глубины зоны заражения Г (км).

Максимальные значения глубины зон заражения по первичному Г₁ (км) и вторичному Г₂ (км) облакам АХОВ определяются по таблице 2.5, в зависимости, соответственно, от Q_э1, Q_э2 и скорости ветра.

Таблица 2.5 - Глубины зон возможного заражения АХОВ, (км.)

Скорость ветра, м/с	Эквивалентное количество АХОВ, т
	0,01	0,05	0,1	0,5	1	3	5
1	0,38	0,85	1,25	3,16	4,75	9,16	12,53

Далее путем интерполяции найдены следующие значения: Г₁ = 0,85км., Г₂ = = 10,48 км.

Полная глубина зоны заражения определяется по формуле (2.12):

(2.12)

где - большее из двух значений и → Г¹ =10,48 км.;

- меньшее из двух значений и → Г¹¹ =0,85 км.

Полученное значение сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс , которое определяется по формуле (2.13):

(2.13)

где - время от начала аварии (N =5 ч.);

- скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра (V = 1 м/с) и степени вертикальной устойчивости воздуха (инверсия) .

Подставив значения в формулу (2.13), получим Г_п = 25 км.

За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения Г (км) принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений Г_Σ и Г_п , определяемое по формуле (2.14):

, (2.14)

Окончательная расчетная глубина зоны возможного заражения Г = 10,9 км.

Определение площади зоны возможного и фактического заражения.

Площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком аварийно-химического опасного вещества определяется по формуле (2.15):

(2.15)

где - площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком аварийно-химического опасного вещества ,км²;

Г - глубина зоны заражения (Г = 10,9 км.);

φ - угловой размер зоны заражения (φ = 180⁰, при скорости ветра 1 м/с).

Подставив значения в формулу (2.15), получим площадь возможного заражения равную: S_в = 186,53 км².

Площадь зоны фактического заражения аварийно-химического опасного вещества – это площадь территории, зараженной аварийно-химическим опасным веществом в опасных для жизни пределах. Площадь зоны фактического заражения аварийно-химического опасного вещества определяется по формуле (2.16):

(2.16)

где К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии К₈ = 0,081);

N - время, прошедшее после начала аварии, час(5 ч).

Подставив значения в формулу (2.16), получим площадь фактического заражения равную13,27 км².

Определение продолжительности поражающего действия аварийно-химического опасного вещества (времени испарения аммиака с площади разлива).

Продолжительность поражающего действия аммиака (его время испарения с площади разлива) определяется по формуле (2.10) и равна: T = 1,36ч.

Определение времени подхода облака зараженного воздуха к объектам

Время подхода зараженного облака к объекту, расположенному на пути его движения, определяется по формуле (2.17):

(2.17)

где Х – расстояние от источника заражения до объекта, км;

v - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч (v =5 км/ч);

t – время подхода зараженного воздуха к объекту, час.

Рассчитанные значения времени подхода облака к объектам приведены в таблице 2.6

Таблица 2.6 - Расчет времени подхода облака зараженного воздуха к объектам

№ на схеме	Наименование здания (сооружения)	Х, км	t , час
1	2	3	4
1	Конструкторское бюро	0,300	0,0600
2	Заводоуправление	0,306	0,0612
3	Заводоуправление (АТС РТУ)	0,316	0,0632
4	Клуб	0,344	0,0688
5	Столовая	0,378	0,0756
6	ГВЦ	0,414	0,0828
7	Детский сад	0,486	0,0972
8	Кузнечный цех	0,216	0,0432
9	Механический цех № 1	0,354	0,0708
10	Литейный цех	0,134	0,0268
11	Прессовый цех	0,188	0,0376
12	Механический цех № 2	0,244	0,0488
13	Мартеновский цех	0,268	0,0536
14	Компрессорная	0,320	0,0640
15	Сборочный цех	0,334	0,0668
16	Шлифовальный цех	0,430	0,0860
17	Цех ширпотреба	0,078	0,0156
18	Котельная	0,126	0,0252
19	Склад готовой продукции	0,182	0,3640
20	Открытый склад	0,286	0,0572
21	Насосная	0,074	0,1480
22	Диспетчерская	0,052	0,0104
23	Инструментальный цех	0,106	0,0212
24	Столярный цех	0,148	0,0296
25	Электроцех	0,242	0,0484
26	Гараж	0,066	0,0132
27	Склад отдела снабжения	0,0906	0,0192
28	Склад отдела снабжения	0,14	0,028
		Продолжение таблицы 2.6
1	2	3	4
29	Баки с горючим	0,204	0,0408
30	Газгольдер	0,074	0,0148
31	Склад сырья	0,094	0,0188
32	Склад стройматериалов	0,044	0,0088
34	-	0,092	0,0184
35	Трансформаторная	0,038	0,0076
36	Трансформаторная	0,296	0,0592
ГРП1	-	0,484	0,968
ГРП2	-	0,028	0,056

Определение возможных общих потерь в очагах поражения аварийно-химическим опасным веществом.

По степени защищённости работников объекта экономики средствами индивидуальной защиты (противогазы) и укрытиями, определяется общее количество пострадавших в каждом подвергшемся химическому заражению здании.

Общее количество пострадавших в каждом подвергшемся химическому заражению здании, приводится к следующей структуре потерь в очаге поражения АХОВ:

- 35% от общего количества потерпевших относятся к безвозвратным потерям;

- 40% - к санитарным потерям средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

- 25% - к санитарным потерям легкой степени.

Возможные общие потери в очагах поражения аммиаком представлены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 Определение возможных общих потерь в очагах поражения АХОВ

№ на схеме	Наименование здания (сооружения)	Состав рабочих и служащих, чел (1 смена)
1	2	3
6	ГВЦ	18
8	Кузнечный цех	100
10	Литейный цех	200
11	Прессовый цех	100
12	Механический цех № 2	200
13	Мартеновский цех	220
15	Сборочный цех	480
16	Шлифовальный цех	300
18	Котельная цех	10
19	Склад готовой продукции	40
21	Насосная	5
22	Диспетчерская	15
23	Инструментальный цех	150
24	Столярный цех	30
25	Электроцех	200
29	Баки с горючим	2
30	Газгольдеры	1
Всего		2505

Подводя итоги, можно сказать, что авария произошла в 16:30, на заводе находилось 2505 человек. Потери будут следующими: 637 человек - безвозвратные потери, 727 человек - санитарные потери средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией), 451человек - санитарные потери легкой степени, 690 человек не пострадали (укрылись в убежищах).

Обстановка, сложившаяся в результате химического заражения представлена в Приложении Д