Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный экономический университет

Кафедра: «Безопасности жизнедеятельности человека».

Мусияченко Ф.В.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

М - 3

«Гражданская оборона»

Раздел 2. Подготовка по специальности.

Тема 3.1. Оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях.

Практическое занятие № 3.1.2.

ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ

Рассмотрена и утверждена

на методическом совещании

кафедры «БЖДЧ».

Протокол № ____

От «__» ________ 2009 г.

г. Харьков, 2009 г.

Практическое занятие № 4

IV. Основы оценки инженерной обстановки

Время: 2 часа.

Общие сведения.

Сокращение наименований встречающиеся по тексту занятия:

СиДНР – спасательные и другие неотложные работы.

ОХД – объект хозяйственной деятельности.

Под инженерной обстановкой понимают, совокупность последствий вызванных действиями стихии, техногенными авариями и катастрофами, в результате действия которых, происходит разрушение зданий, сооружений, коммунально-энергетических сетей, средств связи, транспортных систем, мостов, плотин, различного производственного оборудования и т.п., что существенно влияет на устойчивую работу объектов экономики, жизнедеятельность населения, .действие сил ГО и МЧС.

В результате определенных стихийных бедствий, например землетрясение, в населенных пунктах и объектах экономики могут возникнуть ЧС локального характера, к которым относятся взрывы, пожары, затопления, заражение местности и атмосферы, обрушения конструкций зданий и сооружений. Например: взрывы, возникающие вследствие разрушения газовых ёмкостей или магистральных газопроводов, коммуникаций и агрегатов; пожары, возникают из-за разрушения отопительных печей, замыкания электропроводки, ёмкостей и трубопроводов с лёгковоспламеняющимися жидкостями; заражение местности, атмосферы и водоёмов, возникающее при разрушении резервуаров и технологических коммуникаций с сильнодействующими ядовитыми веществами; затопление местности при разрушении плотин гидроэлектростанций.

Следует отметить, что при определенных условиях, разрушения и повреждения, вызванные взрывами и пожарами по своим масштабам могут превзойти действие сил природы. Например, в результате проседания грунта, действия оползня, наводнения или не профессиональных действий персонала, наконец – диверсии, может разрушиться крупный склад горючих веществ, предприятие нефтеперерабатывающей и химической промышленности и т.п. (трагедия в Бхопале и Чернобыльская катастрофа).

На ряде современных предприятий, главным образом химической и нефтехимической промышленности, за сутки потребляются десятки тон хлора, фосгена, синильной кислоты, сернистого ангидрида, аммиака, которые очень опасны из-за своей токсичности и возможности образовывать зоны химического заражения. При разрушении холодильников (крупные мясокомбинаты, склады продовольствия Гос. резерва и т.п.) происходит заражение атмосферы аммиаком в концентрациях опасных для жизни. Это необходимо учитывать при организации ГО на таких предприятиях и в прилегающих районах. Методику оценки химической обстановки при разрушении ёмкостей содержащих СДЯВ смотри в предыдущем разделе.

Разрушение и повреждение зданий, сооружений, технологических установок, ёмкостей и трубопроводов на предприятиях со взрыво- и пожарной технологией может привести к истечению газообразных и сжиженных углеводородных продуктов. При перемешивании их с воздухом образуются взрыво- или пожароопасные смеси.

Запомните! Наиболее взрыво- и пожароопасные смеси с воздухом углеводородных газов: пропана, метана, бутана, этилена, пропилена, бутилена и др. Взрыв или возгорание этих газов наступает при определенном содержании газа в воздухе. Например, взрыв пропана возможен при содержании в 1 м³ воздуха 21 л газа, а возгорание – при 95 л.

При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушение зданий, сооружений и оборудования. В очагах поражения могут находиться люди. Исходя из этого, основным заданием оценки инженерной обстановки проводимой по данным разведки в очаге поражения является, - определение условий, видов и объёмов работ для спасения и эвакуации людей, которые оказались в зоне бедствия, а также предотвращение возникновения повторных взрывов, возгораний, затоплений и т.п.

Оценка инженерной обстановки включает:

1. Определение масштабов и степени разрушений элементов инженерно-технического комплекса и объекта в целом (степень разрушения зданий, сооружений, коммунально-энергетических сетей, защитных сооружений и т.п.).

2. Анализ их влияния (разрушений) на устойчивую работу отдельных элементов и объекта в целом, а также влияние на жизнедеятельность населения.

3. Определение объёма и трудоёмкости инженерных работ.

4. Возможности объектовых и приданных формирований ГО и МЧС по проведению СиДНР.

5. Выводы об устойчивости отдельных элементов и объекта в целом к воздействию поражающих факторов и рекомендации по её повышению, разработка плана по проведению СиДНР и работ по восстановлению производства.

Оценка инженерной обстановки проводится на основе данных прогноза и инженерной разведки, то есть, до ЧС или после её возникновения.

Исходными данными для оценки инженерной обстановки являются:

- сведения о наиболее вероятных стихийных бедствиях (например: землетрясениях, цунами, извержения вулканов), техногенных аварий и катастроф которые могут произойти на данной территории;

- сведения о противнике (конкурентах), его намерениях и возможностях по применению ОМП и других современных средств поражения;

- характеристики (параметры) первичных и вторичных поражающих факторов ЧС различного происхождения и средств поражения;

- характеристика инженерно-технического комплекса ОЭ и его отдельных элементов;

- характеристика защитных сооружений предназначенных для укрытия производственного персонала и неработающего населения от поражающих факторов ЧС.

Степень разрушений делится (классифицируется) на несколько видов: полное, сильное, среднее и слабое.

Каждому виду разрушений соответствует своё значение убытков, объёма спасательных работ (при необходимости), объём и сроки проведения восстановительных работ.

Справка. Объем и сроки проведения СиДНР – зависят от степени разрушений зданий, сооружений и объектов хозяйственной деятельности. Поэтому, при учёте и определении степени разрушений, необходимо учитывать – характер разрушений, убытки (финансовые и материальные), возможность дальнейшего использования конкретного здания, сооружения и ОХД.

Полное разрушение – разрушение всех элементов зданий, включая и подвальные помещения, гибель людей, находившихся в них. Убытки составляют 70% и более от стоимости основных производственных (ОПФ) фондов (более 70% балансовой стоимости зданий, сооружений и коммуникаций), когда в дальнейшем их эксплуатация и использование невозможно.

Возобновление возможно только при условии нового строительства.

Сильное разрушение – частичное разрушение стен и перекрытий верхних этажей, образование трещин в стенах, деформация перекрытий нижних этажей, частичное поражение и гибель людей, которые находились в них. Убытки составляют от 30% до 70% стоимости основных производственных фондов (балансовой стоимости зданий, сооружений, коммуникаций), возможное ограниченное использование мощностей, что сохранились. Восстановление возможно в случае капитального ремонта.

Средние разрушения – разрушения, главным образом, второстепенных элементов конструкций зданий и сооружений (разрушение кровли, внутренних не несущих перегородок, дверных и оконных проёмов), образование трещин в стенах. Несущие перекрытия, как правило, сохранены, подвальные помещения сохранились, поражение людей произошло обломками конструкций. Ущерб составляет от 10% до 30% стоимости основных производственных фондов (балансовой стоимости зданий, сооружений, коммуникаций). Промышленное оборудование, техника и средства транспорта восстанавливаются при проведении среднего ремонта, а здания и сооружения после капитального ремонта.

Слабые разрушения – разрушение дверных и оконных проёмов и внутренних не несущих перегородок. Возможное поражение людей обломками конструкций. Подвали и нижние этажи полностью сохранились и пригодны к временному использованию после текущего ремонта зданий, сооружений и коммуникаций. Убытки составляют до 10% стоимости основных производственных фондов (зданий и сооружений). Восстановление возможно после среднего или текущего ремонта.

І. Оценка разрушений городов и населенных пунктов.

При оценке материальных убытков и величины затрат в населённых пунктах, после возникновения ЧС природного или техногенного характера с образованием воздушной ударной волны, (при взрывах, с образованием избыточного давления), общим критерием оценки является степень разрушения населённого пункта (города).

С тепень разрушения города (населённого пункта) С_р, определяется по формуле:

Где S_р – площадь разрушений; S _об. – общая площадь города.

Общепринятая степень разрушений городов и объектов экономики в зависимости от величины расчётных отношений приведена в таблице 1.1.; 1.2.

Таблица 1.1.

Степень разрушения городов и населенных пунктов, %.

Степень разрушения (Ср)	Характеристика разрушений зданий и сооружений объекта, в %
	слабые	средние	сильные и полные
Слабая – < 0,2	до 75	до 5	до 20
Средняя – от 0,21	до 48	6 – 12	21 – 50
Сильная – от 0,51		13 – 20	51 – 80
Полная – > 0,8			Более 80

Таблица 1.2.

Степень разрушения объекта хозяйственной деятельности в

зависимости от степени разрушения города (населённого пункта)

Степень разрушения объектов, в %	Степень разрушения города (населённого пункта)
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Полное и сильное	8	16	20	30	40	50	60	70	85	90
Среднее	2	3	5	8	10	12	15	18	15	10

Расчёт потерь незащищённого населения в городах от ударной воздушной волны (взрывной волны) производится с учётом степени разрушения города, по таблице 1.3.

Таблица 1.3.

Определения потерь среди населения в зависимости от степени разрушений города (населённого пункта)

№	Виды потерь населения, в %	Степень разрушений города (населённого пункта)
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
1	общие	4	8	10	12	16	28	40	80	90	100
2	безвозвратные	1	2	1,5	3	4	7	10	20	25	30
3	Санитарные в т.ч.	3	6	7,5	9	12	21	30	60	65	70
	Легкой ст. тяжести	1,5	2,5	3	4	5	9	13,5	27	28	30
	Средней ст тяжести	1	2,5	3	3,5	5	8	12	24	27	30
	Тяжёлой степени	0,5	1	1,5	1,5	2	4	4,5	9	10	10
4	Необходимость в первой мед. помощи, из них:	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
	Само и взаимопомощь	15	15	15	10	10	10	10	5	5	5
	Силами сан. дружин	85	85	85	90	90	90	90	95	95	95
5	Потребность в первой мед. помощи	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80

Примечание: 1. Возникнет необходимость в эвакуации транспортом потерпевших: сидячих – 30%; лежачих – 70%.

2. Структура санитарных потерь: травмы – 50-60%; ожоги – 25-30%; отравления – 5-10%.

ІІ. Оценка инженерной обстановки на объекте экономики.

При проведении оценки инженерной обстановки на объекте хозяйственной деятельности, необходимо максимально использовать расчётные данные и результаты паспортизации зданий, сооружений и инженерно-технических систем обеспечивающих технологические процессы на производстве.

Степень разрушений конкретного объекта может быть ориентировочно определена по степени разрушений основных зданий, сооружений или коммуникаций при избыточном давлении ударной волны для разрушений слабого, среднего, сильного и полного типа.

Для промышленных предприятий (объектов) слабые, средние, сильные и полные степени разрушений могут быть определены в зависимости от количества взрывчатых веществ (тротил) или от давления во фронте ударной волны после взрыва газовоздушной смеси, в соответствии с данными, которые приведены в таблице 1.4.

Состояние инженерных систем и коммуникаций определяется в зависимости от степени разрушения объекта и длины коммуникаций на квадратный километр площади объекта, по таблице 1.5.

Таблица 1.4.

Определение степени разрушения объекта хозяйственной деятельности в зависимости от характера действия на него

Характер действия на объект	Степень разрушения объекта хозяйственной деятельности
	Слабая	средняя	сильная	полная
Взрывоопасные вещества (тротил) т.	4,5	13,5	24	45
Газообразная смесь кг/с / см2	0,1	0,2	0,3	0,5

Таблица 1.4.

Количество аварий на системах и коммуникациях в зависимости от степени разрушений ОХД

Площадь объекта в км2	Протяженность коммуникаций в м/км2	Степень разрушений ОХД
		средняя	сильная	полная
1	5000 / 10000	2 / 3	3 / 5	5 / 9
2		3 / 4	4/6	6 / 12
3		3 / 5	5 / 7	7 / 14
4		4 / 6	7 / 13	10 / 20
5		5 / 8	10 / 19	13 / 27
10		8 / 16	19 / 37	27 / 55

Примечание. Структура аварий: водообеспечение – 20%; канализация – 20%; газообеспечение – 25%; теплообеспечение – 15%; электрообеспечение – 20%.

ІІІ Методика определения степени разрушения элементов объекта, административных зданий, сооружений и некоторых видов оборудования при взрыве газовоздушной смеси (избыточное давление ударной волны, кПа.)

Одним из видов аварий на взрыво- пожароопасных объектах являются взрывы газовоздушных смесей.

В очаге взрыва газовоздушной смеси принято выделять три круговые зоны: І – зона детонационной волны; ІІ – зона действия продуктов взрыва; ІІІ – зона воздушной ударной волны.

Рис. 1. Зоны очага взрыва газовоздушной смеси

І – зона детонационной волны; ІІ – зона действия продуктов взрыва; ІІ – зона воздушной ударной волны; r₁; r₂; r₃ – радиусы внешних границ соответствующих зон.

З она детонационной волны (зона І) находится в пределах облака взрыва. Радиус этой зоны r₁, м, приближёно можно определить по формуле:

где Q – количество сжиженного углеводородного газа, т.

В пределах зоны І действует избыточное давление, которое может приниматься постоянным, ΔР_І = 1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва (зона ІІ) охватывает всю площадь разлёта продуктов газовоздушной смеси в результате её детонации. Радиус этой зоны r₂ = 1,7 r₁.

Избыточное давление в пределах зоны ІІ ΔР_II изменяется от 1350 кПа до 300 кПа и может быть определено по формуле:

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

В зоне действия воздушной ударной волны (зона ІІІ) формируется фронт ударной волны, распределяющийся по поверхности земли. Избыточное давление в зоне ІІІ ΔР_IIІ в зависимости от расстояния до центра взрыва L может быть рассчитано по формулам. (или графику №?, приложение ?).

Для этого предварительно определяется относительная величина

где r₁ – радиус зоны І; r_ІІІ – радиус зоны ІІІ или расстояние от центра взрыва до точки, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны, кПа (r_ІІІ > r_ІІ );

Для определения избыточного давления на определённом расстоянии от центра взрыва необходимо знать количество взрывоопасной смеси, хранящейся в ёмкости или агрегате.

Пример 1. Требуется определить избыточное давление, ожидаемое в районе механического цеха при взрыве ёмкости, в которой находится 100 т сжиженного пропана (Q = 100 т).

Исходные данные: расстояние от ёмкости до цеха 300 м.

Решение.

1. Определяем радиус зоны детонационной волны (зоны І):

2. Вычисляем радиус зоны действия продуктов взрыва (зоны ІІІ):

3. Сравнивая расстояние от центра взрыва до цеха (300 м) с найденными радиусами зоны І (80м) и зоны ІІ (136м), делаем вывод, что цех находится за пределами этих зон и, следовательно, может оказаться в зоне воздушной ударной волны (зоны ІІІ). Далее находим избыточное давление на расстоянии 300 м, используя расчётные формулы для зоны ІІІ и принимая r _ІІІ = 300 м.

Для этого определяем относительную величину Ψ:

Т ак как Ψ < 2, то

Вывод. При взрыве сжиженного пропана цех окажется под воздействием воздушной ударной волны с избыточным давлением около 60 кПа.

Степень разрушения элементов объекта при различных избыточных давлениях ударной волны приведены в приложении, таблица 1.5.

Однако следует учитывать, что для оценки последствий в зонах І и ІІ (детонационной волны и действия продуктов взрыва) данные таблицы 1.5 могут быть использованы лишь для взрывов ёмкостей вместимостью 100т и более. При взрыве меньших ёмкостей воздействие детонационной ударной волны следует оценивать по данным для обычного тротилового заряда.

Таблица 1.5.

Степень разрушения элементов объекта при различных избыточных давлениях ударной волны, кПа (сокращённый вариант)

№п/п	Элементы объекта	разрушение
		слабое	среднее	сильное	полное
І. Промышленные, административные и жилые здания
1	Промышленные здания с металлическим и ж/б каркасом	20 – 30	30 – 40	40 – 50	50 – 70
2	Промышленные здания с лёгким металлическим каркасом	10 – 20	25 – 35	35 – 45	45 – 60
3	Многоэтажные ж/б здания с большой площадью остекления	8 – 20	20 – 40	40 – 90	90 – 100
4	Здания из сборного ж/б	10 – 20	20 – 30	-	30 – 60
5	Складские кирпичные здания	10 – 20	20 – 30	30 – 40	40 – 50
6	Административные многоэтажные с ж/б каркасом	20 -30	30 – 40	40 – 50	50 – 60
7	Кирпичные многоэтажные здания (3 и более этажей)	8 – 12	12 – 20	20 – 30	30 – 40
8	Деревянные дома	6 – 8	8 – 12	12 – 20	20 – 30
9	Доменные печи	20	40	80	100
10	Здания ГЭС	50 – 100	100 – 200	200 – 300	300
ІІ. Некоторые виды оборудования
1	Станки тяжёлые	25 – 40	40 – 60	60 – 70	-
2	Станки лёгкие	6 – 12	-	15 – 25	-
3	Подъёмно-транспортное оборудование	20	50 – 60	60 – 80	80
4	Трансформаторы блочные	30 – 40	50 – 60	-	-
5	Контрольно-измерительная аппаратура	5 – 10	10 – 20	20 – 30	30
6	Паровые котлы, парогенераторы	50 – 70	70 – 100	100 – 150	150
ІІІ. Коммунально-энергетические сооружения и сети
1	Газгольдеры и наземные резервуары для ГСМ и хим. веществ	15 – 20	20 – 30	30 – 40	40
2	Подземные металлические и ж/б резервуары	20 – 50	50 – 100	100 – 200	200
3	Водонапорные башни	10 – 20	20 – 40	40 – 60	60
4	Трубопроводы наземные	20	50	130	-
5	Сети коммунального хозяйства (водопровод, канализация, газопроводы)	100 – 200	400 – 1000	1000 - 1500	1500
ІV. Средства транспорта, мосты, плотины, аэродромы
1	Легковые автомобили	10 – 20	20 – 30	30 – 50	50
2	Грузовые автомобили и автоцистерны	20 – 30	30 – 55	55 – 65	90 – 130
3	Шоссейные дороги с асфальтовым и бетонным покрытием	120 – 300	300 – 1000	1000 - 2000	2000-4000
4	Ж/д пути	100 – 150	150 – 200	200 – 300	300 – 500
5	Металлические мосты с длиной пролёта 30 – 45 м.	50 – 100	100 – 150	150 – 200	200 – 300
6	То же, с длиной пролёта 100 м и более	40 – 80	80 – 100	100 – 150	150 – 200
7	Бетонные плотины	1000 - 2000	2000 - 5000	5000	10 000
8	Взлётно-посадочные полосы	300 – 400	400 – 1500	1500 - 2000	2000 - 4000
9	Самолёта на открытой стоянке	7 – 8	8 – 10	10 – 15	15
10	Торговые суда	80 – 100	100 – 130	130 – 180	-
V. защитные сооружения и средства связи
1	Убежища, рассчитанные на избыточное давление ударной волны 500 кПа	500 – 600	600 – 700	700 – 900	900
2	То же, на 200 кПа	200 – 300	300 – 370	370 – 450	450
3	Кабельные наземные линии связи	10 – 30	30 – 50	50 – 60	60
4	Кабельные подземные линии связи	20 – 30	-	50 – 100	Более 100

Порядок выполнения практической работы

После прослушивания лекции и самостоятельного изучения теоретического материала, - необходимо:

1. Внимательно прочитать примеры решения задач.

2. Получить персональное задание у руководителя занятия и выполнить его в полном объёме. Сделать выводы по каждой предложенной задаче.

3. Предоставить расчёты для проверки и ответить на поставленные вопросы.

Контрольные вопросы для самодиагностики знаний:

1. Что следует понимать под оценкой инженерной обстановки.

2. Какие мероприятия предусматривает оценка инженерной обстановки?

3. Как классифицируются разрушения по видам?

4. Объясните, какие зоны образуются в очаге взрыва газовоздушной смеси?

5. Перечислите параметры от которых зависит степень разрушений населённых пунктов.