Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устойчивость объектов экономики в ЧС. Учебное пособие (практикум)
.pdf
Практическое занятие 15
Тема 13.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ОПАСНЫХ ЗОН, МАСШТАБОВ И СТРУКТУРЫ
ЗОН ПОРАЖЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ
ОБЫЧНЫХ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ
15. Оценка устойчивости объекта экономики
при взрыве конденсированных взрывчатых
веществ
Цель: изучить методику оценки устойчивости объекта экономики при взрыве конденсированных взрывчатых веществ, изучить основные методы защиты производственного персонала
и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий; осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению
профессиональной деятельности.
Знания, умения и владения, приобретаемые обучающимися в результате освоения темы, – в рамках формируемых компетенций.
Формируется компетенция ПК-18. Обучающийся приобретает знания методики оценки устойчивости объекта экономики
при взрыве конденсированных взрывчатых веществ. Владеет основными принципами, положенными в основу расчета последствий взрыва. Умеет определять расстояния на которых созданы
определенные значения избыточного давления.
Актуальность темы: знание методики оценки устойчивости объекта экономики при взрыве конденсированных взрывчатых веществ актуально, так как является основой для оценки и
разработки мероприятий по обеспечению безопасности
- 121 -
УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС
Теоретическая часть
Взрывы конденсированных взрывчатых веществ (ВВ), происходящие при авариях и катастрофах на различных объектах,
достаточно хорошо изучены и описаны в специальной литературе и в прикладных изданиях, касающихся аварий, катастроф,
защиты населения и войск [12, 13, 16].
При авариях и катастрофах на этих объектах происходят,
главным образом, наземные взрывы.
К числу поражающих факторов при взрывах этих веществ
обычно относят ударные волны и сопровождающийся их воздействием на окружающую среду разлет осколков, фрагментов
конструкций, сооружений и т. п.
Для воздушного взрыва характерна классическая волновая
картина. В соответствии с ней в ближней зоне образуется падающая волна, а в дальней − действуют отраженная и головная волны.
При наземном взрыве, как и при воздушном, в первую очередь рассматривается ударная волна с вертикальным фронтом,
распространяющаяся от эпицентра. Кроме того, учитывается
достаточно сложная волновая картина сейсмических волн. Это
делается главным образом в интересах оценки степени поражения подземных сооружений и объектов.
При подземных взрывах конденсированных ВВ и боеприпасов на поверхности вначале возникает воздушная ударная волна, «наведенная» движением грунта, а затем происходит выход
или прорыв газов.
При подземных взрывах на малых глубинах наблюдается
только волна от выхода газов, а при взрывах на больших глубинах - только «наведенная» волна.
Анализ литературных источников [12, 13, 16], в которых приводится характеристика и описание взрывов конденсированных
ВВ, показывает, что к числу основных параметров воздушной
ударной волны, которые необходимо учитывать при оценке ее
воздействия на людей и объекты окружающей среды, следует
отнести: избыточное давление во фронте волны; длительность
фазы сжатия (воздушная ударная волна в своем развитии в точке
- 122 -
Практическое занятие 15
воздействия проходит две фазы: фазу сжатия, часто называемую
положительной, и фазу разряжения − отрицательную); удельный импульс фазы сжатия; скоростной напор.
Перечисленные параметры определяются рядом математиче-
ских зависимостей.
Для определения параметров взрыва ВВ необходимо знать:
1. приведенный радиус для выбранных зданий;
2. избыточное давление в зоне облака взрыва.
Параметры взрыва ВВ определяют в зависимости от вида и
эффективной массы ВВ, характера подстилающей поверхности,
а также удаления объекта от центра взрыва.
Количество взрывчатого вещества или его массу МВВ при
проведении расчетов выражают через тротиловый эквивалент
МТ. Тротиловый эквивалент представляет собой массу тротила,
при взрыве которой выделяется столько же энергии, сколько выделится при взрыве заданного количества конкретного ВВ. Значение тротилового эквивалента определяют по соотношению
M
где M
‒ масса взрывчатого вещества; К
BB
= К
T
∙ MBB (15.1)
эфф
‒ коэффициент при-
эфф
ведения взрывчатого вещества к тротилу (таблица 15.1).
Выражение 15.1 составлено для взрыва, при котором ударная
волна распространяется во все стороны от точки взрыва беспрепятственно, т. е. в виде сферы. Очень часто на практике взрыв происходит на некоторой поверхности, например, на земле. При этом
ударная волна распространя-ется в воздухе в виде полусферы.
Для взрывов на абсолютно твердой поверхности вся выделившаяся при взрыве энергия распространяется в пределах полусферы и, следовательно, значение массы взрывающегося вещества как бы удваивается (в определенных случаях можно
говорить о сложении прямой и отраженной волны).
Для взрывов на абсолютно твердой поверхности вся выделившаяся при взрыве энергия распространяется в пределах
полусферы и, следовательно, значение массы взрывающегося
вещества как бы удваивается (в определенных случаях можно
говорить о сложении прямой и отраженной волны).
- 123 -
УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС
ВеличинаК
Видвзрывчатоговещества К
Тротил 1
Тритонал 1,53
Гексоген 1,3
ТЭН 1,39
Аммонал 0,99
Порох 0,66
ТНРС (тринитрорезорцинат свинца) 0,39
Тетрил 1,15
Ксилол 1
Пластит 4 1,1
Аммиачная селитра 0,35
Аммонит 1
Алюматол 1,75
Пироксилин 1
Победит 1,2
Нитрогликоль 1,5
Глицерин 0,9
Динамон 0,95
эфф
эфф
Таблица 15.1
Для взрыва на не абсолютно твердой поверхности, например,
часть энергии расходуется на образование воронки. Учет этого
расхода выполняется с помощью коэффициента η, значения которого приведены в таблице 15.2.
Таблица 15.2
Значениякоэффициентаη,учитывающегохарактер
подстилающейповерхности
Поверхность
η
Металл Бетон Асфальт Дерево Грунт
1.0 0.95 0.9 0.8 0.6
- 124 -
R
R
,.
R
,.
Практическое занятие 15
Чем меньше подстилающая поверхность позволяет затра-
чивать энергию на образование воронки, тем ближе значение
коэффициента η к 1. Другой предельный случай соответствует
ситуации, когда подстилающая поверхность беспрепятственно
пропускает энергию взрыва, например при взрыве в воздухе.
В этом случае значение коэффициента равно η = 0.5.
Приведенный радиус зоны взрыва ВВ (
) может быть рас-
считан по формуле
R
3
** *
η
2
L
CKэфф
13
,/ ,
мкг=
/
(15.3)
где L – удаление объекта от центра взрыва ВВ, м; С – масса ВВ,
кг; К
– коэффициент приведения различных видов ВВ к тро-
эфф
тилу ( таблица 15.3); η – коэффициент, учитывающий характер
подстилающей поверхности.
В зависимости от полученного значения приведенного ради-
уса находят избыточное давление в зоне облака взрыва
• При
• При
≤ 6.2 м/кг
> 6.2 м/кг
∆Pф
1/3
∆Pф
*( )
31 1
1/3
:
RR
*( lg .)
*
7100
R
+−
07 100
,*
−
3
0 332
кПа=
(15.4)
кПа=
(15.5)
Степень поражения объектов может быть определена по величине избыточного давления во фронте воздушной ударной
волны в соответствии с данными таблицы 15.3.
При взрыве конденсированных ВВ число погибших определяют по формуле
N
= Р * С
BB
0,666
, (15.6)
а радиус смертельного поражения определяется из соотношения
R
где N
− среднее число погибших, чел.; RBB − радиус смертель-
BB
= 18,4 * С
BB
0,333
(15.7)
ного поражения при взрыве ВВ, м; Р − плотность населения,
2
тыс. чел./км
; С − приведенная масса заряда ВВ, т.
- 125 -
УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС
R
R
13
R
Действие∆PФнаобъектыилюдей
Таблица 15.3
Объектвоздействия Степеньвоздействия ∆P
Кирпичное здание
производственного типа
Остекление Разрушение на 90 %
Люди Крайне тяжелое поражение
Полное разрушение
Сильные разрушения
Средние разрушения
Слабые разрушения
на 50 %
на 5 %
Тяжелое поражение
Среднее поражение
Легкие поражения
Ф
> 70 кПа
33–70 кПа
25–33 кПа
12–25 кПа
5–10 кПа
2–5 кПа
1–2 кПа
> 100 кПа
60–100 кПа
40–60 кПа
20–40 кПа
При необходимости решать обратную задачу, т.е. определять
расстояние от места взрыва по заданному значению ∆PФ, можно
либо решать уравнение третьей степени (5) относительно
либо воспользоваться формулой:
2
337
3
RPф=+
−� 1
1
(15.8)
∆
Пример
Оценить последствия взрыва хранилища с 50 т тротила, если
на расстоянии 500 м от него находится промышленное здание.
Здание железобетонное с большой площадью остекления. Подстилающая поверхность – грунт.
Решение
1. Определим приведенный радиус зоны взрыва ВВ (
) по
формуле
R
3
2
2. Так как
∆Pфв =
L
,*
1/3
3
, то
** **,* *
η
CKэфф
> 6.2 м/кг
07 100
12 2122 0 332
,*(lg, .)
500
20750000 1
66
,−= кПа
,/
12 2
мкг== =
/
,
- 126 -
Практическое занятие 15
При давлении 6,6 кПа железобетонному зданию с большой
площадью остекления не будут нанесены значительные разрушения, так как слабые разрушения таких зданий будут наблюдаться при давлении 8−20 кПа.
Вопросы
1. Перечислите основные поражающие факторы при взрыве конденсированных взрывчатых веществ.
2. Изложите порядок определения избыточного давления
при взрыве конденсированных взрывчатых веществ.
3. Какие внешние факторы учитываются при расчете избыточного давления при взрыве взрывчатых веществ?
Задания
Задание1. Определить избыточное давление, которое будет
испытывать прибор, установленный на расстоянии 10 м от места взрыва 1 кг гексогена во взрывном устройстве, размещенном
на грунте.
Задание 2. Определить максимальное расстояние, на кото-
ром допускается установить прибор, выдерживающий давление
14,5 кПа, от места взрыва 1 кг гексогена во взрывном устройстве, размещенном на грунте.
Задание3. Произошел взрыв тротила (k = 1 массой M
=10 кг
ВВ
над грунтом (η = 0,6) на расстоянии t =5 м от узкой стороны
здания длиной 50 м. Определить зоны возможных разрушений
в здании.
Задание4. На взрывоопасном объекте произошла авария ‒
взрыв оборудования с взрывчатым веществом (вид выбрать по
таблице 15.4). Массу ВВ в оборудовании принять по таблице
15.2. На территории объекта имеются три промышленных здания (объекты 1 ‒ 3) и два административных здания (объекты
4,5). Конструкцию зданий и тип подстилающей поверхности
принять самостоятельно. Удаление зданий от места аварии приведены в таблице 15.4.
- 127 -
УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС
Таблица 15.4
Исходныеданныедлярасчета
№
варианта
ТипВВ
Кол-во
1 Тротил 140 100 200 300 500 1000
2 Тритонал 150 20 40 80 150 170
3 Гексоген 150 60 70 100 150 300
4 ТЭН 80 10 50 60 70 200
5 Аммонал 160 20 50 80 100 120
6 Порох 130 20 50 60 80 100
7 ТНРС 180 10 50 100 160 200
8 Тетрил 170 40 80 100 150 190
9 Ксилол 150 40 50 60 130 180
10 Пластит 4 140 50 70 90 150 600
Аммиачная
11
селитра
12 Аммонит 180 10 50 70 90 120
13 Алюматол 100 20 40 80 100 130
14 Пироксилин 150 10 50 60 70 200
Расстоянияотцентравзрывадообъектов,м
ВВ,т
Объект1 Объект2 Объект3 Объект4 Объект5
160 50 90 150 190 250
Рекомендуемая литература по данной теме: 12, 13, 16.
- 128 -
Практическое занятие 16
Тема 14.
ПОЖАРО- И ВЗРЫВООПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ ,
ТЕРРИТОРИИ И ЗОНЫ ВОЗМОЖНОГО
ПОРАЖЕНИЯ ЛЮДЕЙ
16. Оценка состояния зданий, технологического
оборудования после аварии со взрывом.
Оценка производственных возможностей
предприятия после аварии со взрывом
Цель: изучить основные принципы оценки потерь работников предприятия в цехах после аварии со взрывом, изучить основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных
бедствий; осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности.
Знания, умения и владения, приобретаемые обучающимися в
результате освоения темы, – в рамках формируемых компетенций
Формируется компетенция ПК-18. Обучающийся приобретает знания методики оценки состояния зданий, технологического оборудования после аварии со взрывом, оценки производственных возможностей предприятия после аварии со взрывом.
Владеет основными принципами, положенными в основу расчета
обобщенного показателя устойчивости. Умеет определять состояние технологического оборудования после подобных аварий.
Актуальность темы: знание основных принципов устойчивости объектов экономики при авариях на химически опасных
объектах, оценки возможных потерь рабочих и служащих при
авариях на химически опасных объектах актуально, так как является основой для оценки и разработки мероприятий по обеспечению безопасности.
- 129 -
УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС
Теоретическая часть
Оценку ожидаемого состояния зданий (ξ
) и технологическо-
зд
го оборудования (ξто) проводят с использованием приведенного
показателя устойчивости по формулам
ξ
ξ
где ∆P
здание, кПа; ∆P
– давление воздушной ударной волны, действующее на
ф
зд(то)
=1.25·∆Pф/(∆Pзд· 1,7), (16.1)
зд
= 1.25·К1·∆Pф/(∆Pто·1.7), (16.2)
то
– значение ∆Pф, вызывающее сильное разру-
шение зданий и технологического оборудования (таблица 1.3);
К
– коэффициент, учитывающий повреждение технологическо-
1
го оборудования обломками конструкций зданий. Значения К
могут приниматься:
• при ξ
• при ξ
• при ξ
≤ 0.5 К1 = 1;
зд
= 0.5 – 1.25 К1= 1.15;
зд
≥ 1.25
зд
а) для зданий с легкими ограждающими конструкциями
К
= 1.2;
1
б) для зданий со стенами из ж/б панелей К
= 1.6;
1
в) для зданий с кирпичными стенами и из бетонных
блоков К
В зависимости от полученных значений ξ
= 2.
1
и ξто по графику
зд
(рисунок 16.1) определяют вероятность наступления сильных и
полных разрушений зданий и технологического оборудования.
При значениях этих коэффициентов не больше 0,3 расчеты вероятностей разрушения цехов не производят, так как при этих
значениях здания и технологическое оборудование не получают
сильных разрушений.
Ожидаемые производственные возможности предприятия
после взрыва принимают равными вероятности сохранения технологического оборудования всех цехов
1
П
= (1/n) ·∑(1 – P
ш
) ·100%, (16.3)
тоi
где n – количество цехов; i – номера цехов по порядку; P – веро-
ятность разрушения i-го цеха.
- 130 -
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]