1. Визначення ступеню руйнувань під час вибуху

Ступінь руйнувань будівель» споруд, обладнання залежить від їх конструктивної міцності та величини надлишкового тиску ( Р) ударної хвилі. Величина надлишкового тиску, в свою чергу, визначається кількістю вибухової речовини Q, і відстанню від досліджуваної точки до центру вибуху L.

Під час вибуху газоповітряної суміші вуглеводневих продуктів створюється осередок вибуху, який поділяють на три зони.

Зона І — зона детонаційної хвилі (знаходиться в межах хмари вибуху) має радіус R₁:

, м, (1)

де Q, тонн - кількість вуглеводневого продукту.

В межах цієї зони надзвичайно великий надлишковий тиск ударної хвилі вибуху: Р=І700 кПа.

Зона 2 - зона дії продуктів вибуху (охоплює всю територію, де розлетілись продукти газоповітряної суміші внаслідок її детонації) має радіус R₂:

R₂= 1,7 х R₁. (2)

Надлишковий тиск вибухової хвилі в межах зони 2 розраховується за формулою:

Р = 1300 + 50, кПа, (3) (3)

де L, м - відстань від центру вибуху до обраної точки в межах зони 2.

Зона 3 — зона дії повітряної ударної хвилі. Надлишковий тиск в цій зоні може бути розрахованим за формулою:

(4)

або визначеним за допомогою графіків (рис.2)

Рис. 2. Графіки залежності надлишкового тиску Р від кількості пропану Q і відстані до центру вибуху L

Після визначення величину надлишкового тиску вибухової хвилі в районі цеху можна оцінити ступінь можливих руйнувань (див. таблицю додатку 5).

ПРИКЛАД 1

Умова. Визначити можливу ступінь руйнування будівлі цеху зі збірного залізобетону, що знаходиться на відстані 800м від вибухонебезпечного сховища, де зберігаються 300m зрідженого пропану.

Розв'язок.

І). Визначимо за формулами (1), (2), в яку зону осередку вибуху потрапляє наш об'єкт.

Радіус зони 1:

Радіус зони 2:

R₂ = 1,7 R₁ = 1,7 117= 199 м<800 м,

тобто наш об'єкт при можливій аварії потрапить в 3-ю зону осередку вибуху.

2). Для зони 3 за допомогою графіків (рис.2) знаходимо величину надлишкового тиску ударної хвилі на відстані L = 800м від центру вибуху Q=300 т пропану. Це буде P = 25 кПа.

3). З додатку 5 визначаємо, що будівлі зі збірного залізобетону від ударної хвилі з надлишковим тиском 25кПа отримає середні руйнування. З додатку 2 визначаємо, якого характеру руйнування очікуються при можливій аварії.

Висновок: Під час аварії на вибухонебезпечному об'єкті з вибухом 300 т пропану будівля цеху може отримати середні руйнування, 3 додатку 6 визначаємо, що це: *руйнування даху, *внутрішніх перегородок, *вибиті двері та вікна, *у капітальних стінах можливі тріщини.

2. Визначення очікуваного характеру пожеж

Внаслідок вибухів на промислових об'єктах можуть виникати окремі або суцільні пожежі

Окрема пожежа виникає в окремій будівлі чи споруді.

Суцільна пожежа характеризується тим, що упродовж 1...2 годин вогонь охоплює до 90% всіх будівель і споруд об'єкту.

Характер виникнення та розповсюдження пожежі залежить від таких чинників:

• ступеню руйнувань будівель і споруд під час вибуху;

• категорії пожежної небезпеки виробництва (додаток 7);

• ступеня вогнестійкості будівель і споруд (додаток 8);

• щільності забудови об'єкту (Щ) та ін.

Очікуваний характер пожеж з урахуванням наведених чинників можна визначити за допомогою таблиці 2

Таблиця 2

Можлива пожежна обстановка після вибуху

№ п/п	Характер забудови та категорія пожежної небезпеки	Ступінь вогнестійкості будівель	Р, кПа	Очікувана пожежна обстановка
				Упродовж перших 30 хв.	Через 1-2 години після вибуху
1	Міська забудова або виробничі приміщення, будівлі та споруди категорій пожежної небезпеки В,Г,Д	IV, V	10...20	Окремі пожежі	Суцільні пожежі при Щ>20%
			>20	Окремі пожежі	Суцільні пожежі при Щ>10%
		III	20...50	Окремі пожежі	Суцільні пожежі при Щ>20%
		I, II	20...50	Окремі пожежі	Суцільні пожежі при Щ>30%
2	Виробничі об’єкти категорій пожежної небезпеки А і Б	-	10...50	Окремі пожежі, що швидко перетворюються у суцільні, і супроводжуються вибухами виробничого устаткування

ПРИМІТКА: Щільність забудови - це процентне відношення загальної площі всіх забудов до площі території об'єкту.

ПРИКЛАД 2

Умова: Визначити можливу пожежну обстановку після вибуху, якщо в районі розташування столярного цеху надлишковий тиск ударної хвилі 25кПа. Будівля цеху має вогнетривкість несучих стін - 2год., а перекриття - 0,75 год. Щільність забудови об’єкту 23%.

Розв'язок:

1) Визначаємо категорію пожежної небезпеки виробництва.

З додатку 7 знаходимо, що столярний цех відноситься до категорії В пожежної небезпеки виробництва.

2) Визначаємо ступінь вогнестійкості будівлі цеху.

З додатку 8 знаходимо, що будівля із збірного залізобетону (матеріал неспалимий) з наведеним значенням границі вогнетривкості стін та перекриттів мас III ступінь вогнестійкості.

3) Оцінюємо можливу пожежну обстановку на ділянці, де розташований столярний цех. По таблиці 2 визначаємо, що для виробництва категорії В, ІІІ ступеню вогнестійкості будівель, при надлишковому тиску 25кПа і щільності забудови більше 20% можна очікувати в перше 30 хв. окремі пожежі, які за 1...2 год можуть перерости в суцільну.

Висновок: Після вибуху в районі столярного цеху очікуються окремі пожежі з подальшим переростанням їх у суцільну пожежу.

З.Оцінка ступеню можливих уражень персоналу

Ударна хвиля уражає незахищених людей безпосередньо, а також непрямим шляхом. Безпосередній вплив на людей відбувається через надлишковий тиск ударної хвилі. Залежно від величини надлишкового тиску люди можуть отримати травми, які поділяються на легкі, середні, важкі та надважкі (табл. 3)

Таблиця 3

Ступінь ураження людей в залежності від надлишкового тиску

№ п/п	Р, кПа	Ступінь травмування	Характер уражень
1	20...40	Легкі	Легка контузія організму, часткова втрата слуху, вивихи кінцівок
2	40...60	Середні	Середні контузії, ураження органу слуху, кровотеча з носу і вух, переломи кінцівок
3	60...100	Важкі	Сильні контузії, ураження внутрішніх органів і мозку, важкі переломи кісток
4	>100	Надважкі	Від отриманих травм більшість людей гине

Непрямий вплив ударної хвилі проявляється через ураження людей уламками зруйнованих будівель, розбитим склом та іншими предметами. Радіус непрямого впливу на людей перевищує радіус безпосереднього впливу і досягає зон з надлишковим тиском ударної хвилі 3 кПа.

ПРИКЛАД З

Умова: Визначити ступінь можливих ушкоджень людей, які працюють у одноповерховій будівлі цеху зі збірного залізобетону, якщо під час вибуху величина надлишкового тиску ударної хвилі в районі цеху становить 25кПа..

Розв'язок.

1) Оцінюємо ступінь ураження людей в будівлі цеху від надлишкового тиску (пряма дія) ударної хвилі. Ударна хвиля проникає в приміщення крізь вибиті вікна і двері.

По таблиці 3 визначаємо, що при Р=25кПа люди можуть отримані легкі травми.

2) Оцінюємо ступінь можливого ураження через непряму дію ударної хвилі вибуху.

Раніше (приклад 1) ми встановили, що будівля цеху може отримати середні руйнування. З характеристики цих руйнувань (додаток 6) визначаємо, що вибиття вікон і дверей, руйнування даху і пошкодження внутрішніх перегородок може викликати суттєві ураження персоналу через непрямі дії ударної хвилі вибуху.

Висновок: Через безпосередню (пряму) і непряму дію ударної хвилі виробничий персонал може отримати легкі травми та пошкодження уламками скла і елементами пошкоджених конструкцій і обладнання.