Разработка вопросов безопасности в проектах. Ч.3. Практикум

Окончание табл. 9.4

Примечания:

1.Пустотность завала α– объем пустот, приходящихся на 100 м3 завала, м3;

2.Удельный объем g – объем завала, приходящегося на 100 м3 строительного объема, м3;

3.Объемный вес завала r – вес 1 м3 завала, т/м3.

Для ориентировочного определения безвозвратных потерь Nбезв, чел., населения (персонала) вне зданий и убежищ можно использовать формулу

где Р – плотность населения (персонала), тыс. чел/км2;

GТНТ – тротиловый эквивалент, равный массе тринитротолуола (тротила), при взрыве которого выделяется такое же количество энергии, как и при взрыве рассматриваемого взрывчатого вещества G, т.

Санитарные потери Nсан, чел., определяются по формуле

Для ориентировочного определения потерь людей, находящихся в зданиях, в зависимости от степени их разрушения можно использовать следующие формулы:

n

Nобщ =∑(Ni K1i ); (9.9)

i=1

n

Nбезв =∑(Ni K2i ); (9.10)

i=1

11

где Ni – количество персонала в i-ом здании, чел.; n – число зданий (сооружений) на объекте, шт.;

K1i, K2i – коэффициенты для определения потерь в i-ом здании, определяемые по табл. 9.5.

9.2. Расчет параметров взрыва конденсированных взрывчатых веществ

Для определения зависимости избыточного давления во фронте ударной волны Pф, кПа, от расстояния R, м, до эпицентра взрыва конденсированного взрывчатого вещества наиболее часто используется формула М.А. Садовского для наземного взрыва

-1

при условии 1≤ R GТНТ3 ≤100:

Величину импульса фазы сжатия I+, кПа·с, на расстоянии R, м, от эпицентра взрыва для ориентировочных расчетов можно определить по приближенной формуле

где GТНТ - тротиловый эквивалент, кг. Значение GТНТ, кг, определяется по формуле

12

где Qv ВВ и Qv ТНТ - энергия взрывов соответственно рассматриваемого взрывчатого вещества и тротила, кДж/кг, значения которой приведены в табл. 9.6.

Таблица 9.6

Энергия взрыва Qv, кДж/кг, конденсированных взрывчатых веществ [2]

Пример 9.1. На складе взрывчатых веществ хранится октоген массой G = 50 000 кг. На расстоянии R1 = 100 м от склада находится одноэтажное кирпичное здание среднего типа механических мастерских, имеющее размеры 30 × 10 × 4 м3, а на расстоянии R2 = 500 м - поселок с малоэтажными кирпичными зданиями.

В здании мастерских трудится рабочая смена в количестве 30 человек. Плотность персонала на территории объекта экономики Р = 1 тыс. чел/км2.

Определить возможные последствия при взрыве всего запаса октогена – степень разрушения зданий на объекте экономики и на границе населенного пункта, размеры завалов от разрушенных зданий, потери людей, безопасное расстояние и размеры зон летального поражения и контузии, вероятность гибели людей на границе зоны летального поражения и вероятность различных разрушений зданий в населенном пункте (средней и слабой степени).

13

Решение

1. С использованием данных, приведенных в табл. 9.6, по формуле (9.14) определим величину тротилового эквивалента GТНТ:

GТНТ = 58604520 50000 =64823 кг или 64,823 т.

2. Избыточные давления во фронте ударной волны Рф на расстояниях R1 = 100 м и R2 = 500 м найдем по формуле (9.12):

12

Рф100 =95 64823100 3 +390 648231002 3 +1300 648231003 =185,36 кПа,

12

Рф500 =95 64823500 3 +390 648235002 3 +1300 648235003 =10,8 кПа.

3.Как следует из данных, приведенных в табл. 9.2, при из-

быточном давлении во фронте ударной волны Рф ≈ 185 кПа здание механической мастерской будет полностью разрушено, а малоэтажные кирпичные здания на границе населенного пункта ( Рф = 10,8 кПа) получат слабые разрушения.

4.Определим размеры завалов, образованных в результате полного разрушения здания механической мастерской. При внешнем взрыве длина завала по формуле (9.3) составит

Азав = 24 +10 =12 м;

ширина завала по формуле (9.4)

Взав = 24 +10 =12 м; высота завала по формуле (9.5)

Пустотность завала при разрушении одноэтажного производственного здания среднего типа по данным табл. 9.4 составит α = 50 м3/100 м3, удельный объем – g = 16 м3/100 м3, объемный вес – r = 1,2 т/м3.

14

5. На объекте экономики потери персонала вне зданий определим по формулам (9.6) – (9.8):

2

Nбезв =1 64,8233 ≈16 чел.;

Nсан =4 16 =64 чел.;

Nобщ =16 +64 =80 чел.

6. Согласно формулам (9.9) – (9.11) при полном разрушении здания механической мастерской общие, санитарные и безвозвратные потери соответственно составят:

Nобщ =30 1=30 чел.;

Nбезв =30 0,3 =9 чел.;

Nсан =30 -9 =21 чел.

7. Радиусы зон летального поражения, контузии и безопасного расстояния для человека определим графическим путем. Для этого построим графическую зависимость избыточного давления во фронте ударной волны Pф, кПа, от расстояния R, м, для взрыва вещества, эквивалентного по условию 64 823 кг тротила. Используем результаты выполненных выше расчетов и

Как следует из графика, приведенного на рис. 9.2, радиус зоны летального исхода ( Рф = 100 кПа) Rлет = 144 м, контузии

( Рф = 70 кПа) Rконт = 167 м и безопасной зоны ( Рф = 10 кПа) Rбез = 510 м.

8. Уточним вероятность гибели персонала на границе зоны летального поражения ( Рф = 100 кПа) Rлет = 144 м.

По формуле (9.13) найдем импульс фазы сжатия ударной волны:

2

I144 0,4 648233 ≈54 кПа с .

+

144

15

Рис. 9.2 Зависимость избыточного давления во фронте ударной волны Рф от расстояния R от эпицентра взрыва

По формуле 3, приведенной в табл. 9.3, определим значение пробит-функции для летального поражения человека:

В соответствии с данными, приведенными в приложении, значению Pr = 7,08 соответствует вероятность (поражающий фактор) летального поражения 98 %.

9. Определим вероятность различных разрушений зданий в населенном пункте (R = 500 м, Рф = 10,8 кПа).

По формуле (9.13) найдем импульс фазы сжатия ударной волны:

2

I500 0,4 648233 ≈29 кПа∙с.

+

500

16

По формуле 4 (табл. 9.3) найдем значение пробит-функции

Этому значению пробит-функции согласно приложению соот-

Этому значению пробит-функции согласно приложению соответствует вероятность 14 %.

Вывод. В результате взрыва октогена здание механической мастерской будет полностью разрушено, малоэтажные кирпичные здания на границе населенного пункта получат слабые разрушения; размер завалов от разрушенного здания мастерской составит 32 × 12 × 0,74 м3; количество пострадавших – 30 человек, из них с летальным исходом – 9 человек, раненые – 21 человек. Размеры зон поражения людей: зоны смертельного поражения – 144 м с вероятностью поражения 98 %, зоны контузии – 167 м, безопасной зоны – 510 м. Вероятность слабого разрушения зданий в населенном пункте составит 82 %, а среднего – 14 %.

Таким образом, вероятностный метод прогнозирования последствий взрыва дает более точное представление о возможных последствиях техногенной аварии.

Задача 9.1. На складе взрывчатых веществ произошел взрыв. На расстоянии R1, м, от склада находится одиночное здание, на расстоянии R2, м, – поселок. В одиночном здании во время взрыва находится N человек, плотность персонала на территории объекта экономики – Р, чел/км2.

Определить степень разрушения одиночного здания и построек в поселке, потери людей, установить размеры зон летального поражения, контузии и безопасного расстояния для человека, определить вероятность летального исхода для людей, находя-

17