Чрезвычайные ситуации. Часть III. Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Учебное пособие

Таблица 5 - Характеристика ряда ПБА I – II групп патогенности

Первоначальные размеры антропогенных биологических очагов и поражаемость ими населения определяются рядом физических и биологических факторов.

31

Кфизическим факторам относятся: исходное количество биомассы, степень ее диспергирования (рассеивания) в момент аварии, характер местности, устойчивость атмосферы, метеорологические факторы.

Кбиологическим факторам – вирулентность, доза инфицирования,

скорость естественного отмирания микроорганизмов (биологический распад), специфическая и неспецифическая резистентность лиц, подвергшихся заражению.

Оценка эпидемиологической обстановки включает в себя параметры как собственно эпидемиологической обстановки, оцениваемой по

потерь и динамика их формирования во времени, загрязненность объектов внешней среды микробными массами и период их самообеззараживания, время возможного перехода патогенетической фазы в эпидемическую, количество заболевших из числа заразившихся.

Полученные данные являются исходными для расчета сил и средств, необходимых для ликвидации медико - санитарных последствий аварии.

5 ПОЖАРЫ И ВЗРЫВЫ

5.1 Общие сведения

Пожаро- и взрывоопасные объекты (ПВОО) – это объекты, на которых производят, используют, перерабатывают, хранят или транспортируют легковоспламеняющиеся и пожаровзрывоопасные вещества, создающие реальную угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации [2].

К таким объектам могут быть отнесены:

-предприятия, связанные с добычей, производством, переработкой или хранением легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ (ЛВВОВ);

-специальный транспорт или продуктопроводы, используемые для транспортировки ЛВВОВ;

-шахты, горные выработки и тоннели, где могут образовываться взрывоопасные смеси (газов, угольной пыли и др.);

-хранилища боеприпасов, ЛВВОВ, а также места нахождения неразорвавшихся боеприпасов.

Особую категорию ПВОО составляют предприятия, на которых в результате пылеобразования могут образовываться пылевоздушные смеси, способные к взрыву: мукомольные, сахарные, текстильные производства и пр.

При этом взрыв возможен только при концентрации пыли не ниже определѐнного предела (для сахара и угля - 35 г/м3) и создании пылевого облака. Пыль, находящаяся в слоях на полу и на стенах, воспламеняется при температуре 250 - 300 °С, и чем толще слой, тем ниже температура воспламенения пыли. В слое сначала возникает тлеющее горение, а затем, если пыль поднимается в воздух, происходит взрыв. Опасность взрыва тем выше, чем мельче частицы пыли.

32

По взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опасности все ПВОО подразделяются на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д, Е, из которых к наиболее пожароопасным предприятиям относят предприятия категорий А, Б, В. Предприятия категорий Г и Д относят к непожароопасным.

Категория А - нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, трубопроводы, склады нефтепродуктов.

Категория Б - цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры, выбойные и размольные отделения мельниц.

Категория В - лесопильные, деревообрабатывающие, столярные, модельные, лесопильные производства.

По степени огнестойкости все здания и сооружения подразделяются на 5 степеней:

-1-я степень - все конструктивные элементы здания несгораемые или с высокой степенью огнестойкости (1,5 - 3 ч);

-2-я степень - все конструктивные элементы несгораемые, но с меньшей степенью огнестойкости (1,5 - 2,5 ч);

-3-я степень - основные несущие конструкции несгораемые (1 - 2 ч), а междуэтажные, чердачные перекрытия и внутренние стены - трудносгораемые

(0,25 - 0,75 ч);

-4-я степень - все конструкции трудносгораемые (0,25 - 0,5 ч);

-5-я степень - все конструкции сгораемые.

Пожары и взрывы чаще всего являются следствиями аварий, катастроф и стихийных бедствий. В ряде случаев они сами становятся источниками ЧС.

5.2 Пожары

Пожар представляет собой неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Одним из основных показателей пожароопасности, применяемых при классификации веществ и материалов по способности их к горению, является группа горючести. По горючести все вещества и материалы подразделяются на три группы:

-негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, не способные к горению в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожароопасными (например, окислители, а также вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);

-трудногорючие (трудносгораемые) - вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;

-горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющееся вещества и материалы.

Легковоспламеняющимися называют горючие вещества и материалы, спо-

33

собные воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.).

Возникновение и развитие процесса горения возможно при наличии горючего материала, окислителя (обычно - это кислород воздуха), источника возгорания. Горючее может находиться в твѐрдом, жидком и газообразном состоянии, а также в виде аэрозольного облака (мелкодисперсной пыли или тумана).

Источником возгорания чаще всего является искра или пламя, однако в ряде случаев оно может происходить и без источника в результате самовозгорания или самовоспламенения.

Под самовозгоранием понимают свойства некоторых горючих веществ воспламеняться без источника воспламенения от одного контакта с окислителем (воздухом, водой или другим веществом). При этом горение может начинаться при температуре 10 - 20 °С.

Самовоспламенение - это процесс самоускорения реакции окисления с выделением тепла и переходом еѐ в фазу горения. Температура возгорания при самовоспламенении для большинства горючих материалов составляет несколько сотен градусов.

Критерии, характеризующие пожар:

-Величина теплового потока (пожарная нагрузка) - количество тепловой энергии на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению еѐ распространения.

-Скорость распространения пожара (пламени) по поверхности горючего материала.

Зависит от вида материала, его способности к возгоранию, скорости газового потока и других факторов.

С увеличением температуры скорость распространения пожара возрастает, и при достижении температуры самовоспламенения поверхность материала вспыхивает почти мгновенно. При распространении пламени по вертикальным поверхностям скорость его движения вверх в 8 – 10 раз выше, а вниз – вдвое меньше средних значений.

-Концентрации оксида углерода и других продуктов сгорания.

Оксид углерода и целый ряд АХОВ образуются на пожаре в результате сгорания естественных и синтетических материалов. Их высокие концентрации дают до 70 % смертельных случае, возникающих в результате этой ЧС.

- Температура продуктов горения.

Критическая температура для человека, находящегося в зоне задымления,

- +60 - +70 °С.

Поражающие факторы пожара и их воздействие на людей:

а) Нагрев тепловым потоком - выражается в ожогах открытых частей тела, лѐгких и дыхательных путей.

б) Тепловой удар - проявляется головной болью, рвотой, потерей сознания.

в) Задымление, помутнение воздуха, угарный газ и опасные дымы - вызывают отравление людей угарным газом и другими токсичными

34

веществами, потерю ориентации в зоне пожара.

г) Взрыв гремучей смеси оксида углерода с кислородом воздуха (1 : 2) - создаѐт мощную взрывную ударную волну и вызывает стремительное распространение пожара по внутренним помещениям.

д) Паника - вызывает необдуманные поступки людей, приводящие к увечьям и смерти.

е) Падение горящих конструкций, образование провалов и пр. - приводят к гибели, ожогам, увечьям.

5.3 Классификация пожаров

По виду горящего материала пожары делятся на классы А, В, С. При пожарах класса А горят твердые вещества, класса В - жидкости, класса С - газы.

Существуют классы пожаров, горючие материалы которых не относятся к твѐрдым, жидким и газообразным веществам. Это класс D (горение металлов), класс Е (горение материалов электроустановок, находящихся под напряжением), класс F (горение ядерных материалов, радиоактивных веществ).

По источнику возгорания делятся на возникающие от вспышки и в результате самовозгорания либо самовоспламенения.

По признаку изменения площади горения - на распространяющиеся и нераспространяющиеся.

По масштабу:

-на отдельные пожары, когда горит одно сооружение;

-сплошные пожары - одновременное горение преобладающего числа зданий и сооружений на участке застройки;

-массовые пожары - совокупность отдельных и сплошных пожаров;

-огневой шторм, когда при слабом ветре, низкой влажности и сплошной застройке зданиями низкой пожаростойкости (горение нефтепродуктов на большой площади) массовый пожар может перерасти в огневой шторм, представляющий собой образование одного гигантского турбулентного факела

срадиальным притоком воздуха к центру пожара.

По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой пожары могут быть внутренними (в ограждении) и открытыми (на открытой местности), а также представлять собой тление и горение в завалах (развалинах) зданий повышенной и высокой огнестойкости после мощного взрыва, приведшего к разрушению здания и пожару.

Большинство внутренних пожаров (пожаров внутри помещений) связано с горением твѐрдых материалов и начинается с возгорания, инициируемого открытым пламенем. Постепенно за счѐт увеличения температуры и интенсификации газообмена горение усиливается и из локального переходит в общее. Причинами гибели людей при внутреннем пожаре в 10 - 15 % случаев являются ожоги, в 3 - 5 % - обрушения и падение горящих конструкций, в 60 - 70 % - отравление угарным газом и токсичными продуктами горения.

К открытым пожарам относятся пожары на складах древесины, на

35

газовых и нефтяных разработках, лесные, торфяные и другие пожары, возникающие на открытых участках местности. Общей их особенностью является отсутствие накопления тепла в газовом пространстве зоны горения. Все процессы на открытом пожаре в значительной степени зависят от интенсивности и направления ветра, влажности воздуха и других метеоусловий.

К крупным пожарам на объектах народного хозяйства, соцкультбыта и жилого фонда относятся:

-пожары и выбросы газов и нефтяных фонтанов;

-пожары и выбросы горючей жидкости в резервуарах, нефти, нефтепро-

дуктов;

-пожары на складах каучука, резинотехнических изделий, предприятий резинотехнической промышленности;

-пожары на складах лесоматериалов;

-пожары на складах и хранилищах химикатов;

-пожары на технологических установках предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности;

-пожары в жилых домах и учреждениях соцкультбыта, возведенных из

дерева.

Последствия пожаров обусловлены воздействием их поражающих факторов. Основными поражающими факторами пожара являются непосредственное действие огня на горящий предмет (горение) и дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения.

В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненных из сгораемых материалов. Действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий, других конструктивных деталей сооружений.

Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагреве до 500 ÷ 600 °С наблюдается расслоение кирпича трещинами и разрушение материала.

При пожарах полностью или частично уничтожается технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и сельскохозяйственные животные. Гибнут или получают ожоги различной тяжести люди.

Вторичными последствиями пожаров могут быть:

-взрывы;

-утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду;

-большой ущерб не затронутым пожаром помещениям может принести вода, примененная для тушения пожара.

Тяжелыми социальными и экономическими последствиями пожара является прекращение объектом народного хозяйства выполнения своих хозяйственных и иных функций.

Последствия производственных аварий, вызванных пожарами, по своему

36

характеру аналогичны последствиям светового излучения в очагах ядерного поражения и по выделяемой массовыми пожарами энергии могут превосходить эффект мегатонных ядерных взрывов.

5.4 Взрывы

Взрыв - это быстро протекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации [2].

Большинство взрывов имеет химический характер, представляющий собой по сути процесс горения, протекающий с огромной скоростью (сотни м/с). Энергоносителями таких взрывов могут быть твѐрдые, жидкие и газообразные вещества, а также аэрозоли и аэровзвеси горючих веществ (пыль, туман) в воздухе. Некоторые твѐрдые и жидкие взрывчатые вещества имеют окислитель в своѐм составе и потому могут взрываться в условиях отсутствия кислорода (воздуха).

К взрывам, обусловленным физическими процессами, относятся взрывы сжатых газов и перегретого пара. Обычно взрывы такого рода встречаются достаточно редко, в основном при авариях (например, взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или с перегретой жидкостью, прежде всего резервуаров со сниженным углеродным газом).

К физическим взрывам относится также явление физической детонации - взрыв при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной существенно превосходит другую.

Специфическую разновидность взрыва представляет собой объемный взрыв газовоздушных смесей и аэровзвесей, которому всегда предшествует образование объемного облака, где горючий компонент присутствует в смеси с окислителем (кислородом воздуха) в определѐнной концентрации.

Энергия сгорания многих парогазовых смесей при объѐмном взрыве во много раз превосходит энергию сгорания твѐрдых веществ, а скорость распространения ударной волны в пределах облака взрывчатого вещества может достигать 1 - 3 км/с, что обуславливает огромную разрушительную силу объѐмных взрывов.

Отдельно стоят ядерные взрывы, представляющие собой процесс быстрого освобождения большого количества внутриядерной энергии в ограниченном объѐме. Ядерные взрывы обладают наибольшим поражающим и разрушающим действием.

Причинами взрывов могут быть резкие воздействия (удар, сжатие), изменение температуры (искра), химическая реакция, ударная волна другого взрыва и т.п.

Твердые и жидкие энергоносители относятся в большинстве случаев к классу конденсированных взрывчатых веществ.

37

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции с выделением большого количества тепла и образованием газа.

К взрывоопасным веществам относятся:

-кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты, нитрозосоединения и т.п.);

-некоторые вещества, не содержащие кислорода (азиды, ацетилен, ацетилениды, диазосоединения, гидрозин, йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами, соединения инертных газов и т.п.).

Из многих, способных к взрыву соединений, в качестве взрывчатых веществ используются:

-нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тэн, нитроклетчатка, нитрометан);

-соли азотной кислоты (нитрат аммония).

Как правило, эти вещества применяются не в чистом виде, а в виде сме-

сей.

По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) ВВ подразделяют на:

-инициирующие (первичные);

-бризантные (вторичные);

-метательные (пороха).

Инициирующие ВВ характеризуются очень высокой скорость взрывного превращения, высокой чувствительностью, неустойчивым горением, быстрым его переходом в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбужден поджиганием, ударом или трением.

Основными представителями инициирующих ВВ являются азид свинца, гремучая ртуть, тетразен, тринитрорезорцинат свинца. Инициирующие ВВ используются для возбуждения взрывов других ВВ.

Бризантные ВВ более инертны, обладают меньшей чувствительностью к внешним воздействиям. Горение этих ВВ может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки, либо большого количества ВВ. Относительно безопасны в обращении. Основными представителями бризантных ВВ являются нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода: тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген др. Применяются при производстве взрывных работ и для снаряжения боеприпасов различных видов и назначения.

Метательные ВВ (пороха) обладают устойчивым горением, не детонируют в самих жестких условиях.

Наиболее часто взрывы происходят на взрывоопасных объектах (ВОО). Взрывоопасный объект - это объект, на котором хранятся, используются,

производятся, транспортируются вещества (продукты) приобретающие при определенных условиях способность к взрыву.

К объектам, на которых могут происходить взрывы, относятся:

- предприятия оборонной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой промышленности;

38

-предприятия хлебопродуктовой, текстильной и фармацевтической промышленности;

-склады легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и сжиженных га-

зов.

Поражающие факторы взрыва:

-ударная волна - воздействие резкого возрастания давления и температуры воздуха;

-давление скоростного напора воздуха и, как результат, - ущерб (поражение), наносимый за счѐт метательного действия скоростного напора (обломками конструкций, камнями, осколками и т. п. – так называемые осколочные поля);

-тепловое воздействие как следствие возгорания в очаге взрыва;

-сейсмическое воздействие, которое может возникать при мощных подземных взрывах.

Взрыв, характеризуется следующими критериями:

-избыточное давление во фронте ударной волны (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением);

-давление скоростного напора во фронте ударной волны - динамическая нагрузка, создаваемая потоком масс воздуха, следующих за фронтом ударной волны.

Основными параметрами осколочного поля являются: количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлѐта.

Поражение людей при взрыве может явиться результатом как прямого, так и косвенного воздействия ударной волны. Прямое поражение возникает от действия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Косвенное поражение человека может быть результатом ударов обломков, летящих с большой скоростью.

Характер и степень поражения человека зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, а также от места нахождения и положения человека. На человека, находящегося за укрытием, воздействует в основном избыточное давление ударной волны. Травмы и контузии при взрыве могут носить характер крайне тяжѐлых, тяжелых, средней тяжести и лѐгких поражений (таблица 6).

Таблица 6 – Характер и степень поражения людей ударной волной

39

Избыточное давление, не превышающее 10 кПа, считается безопасным для укрытых людей, однако открыто расположенные люди могут получать поражения за счѐт летящих камней и осколков стекла даже при избыточном давлении 2 кПа и более, а при давлении 10 кПа травмы за счѐт метательных действий ударной волны могут носить характер тяжѐлых и смертельных.

Ущерб, причиняемый ударной волной зданиям и сооружениям, может носить характер полных, сильных, средних и слабых разрушений. Полные разрушения возникают при избыточном давлении свыше 50 кПа, сильные – при

восстановление и использование возможно после капитального, среднего или текущего ремонта.

Таким образом, в результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов коммуникаций и других объектов, гибель людей.

6 АВАРИИ НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

Гидродинамически опасный объект (ГОО) - сооружение или естественное образование, создающее разницу уровней воды до и после него. К ним относятся гидротехнические сооружения напорного типа и естественные плотины. Особенностью таких сооружений является образование волны прорыва при разрушении.

В соответствии с [23] гидротехнические сооружения (ГТС) - плотины,

здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений, разрушений берегов и дна водохранилищ, рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения негативного воздействия вод и жидких отходов.

Гидротехнические сооружения напорного типа - это плотины, создающие подъѐм и, как следствие, напор воды. Различают следующие понятия: запруда, плотина, гидроузел. Запруда обычно создает подъем воды, но не имеет стока или он весьма ограничен. Плотина - сооружение, тоже создающее напор воды, но почти с постоянным еѐ стоком. Гидроузел - система сооружений и водохранилища, связанных единым режимом водоперетока. В горных районах

40