Оценка устойчивости функционирования пожаровзрывоопасных объектов в чрезвычайных ситуациях (стр. 4 )

м3/кг

Удельное критическое количество пожарной нагрузки:

qкп. к = кг/м2.

Удельное количество пожарной нагрузки:

кг/м2.

Из сравнения qк и qкп. к получается, что

qк = 14 > qкп. к = 5,16

Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.

Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:

К.

Характерная продолжительность пожара:

ч.

Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:

tmах = tп = 24 мин.

Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:

;

Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 14040 м3, проемностью П= 0,12 м0,5, с пожарной нагрузкой, приведенной к древесине в количестве 20 кг/м2, представлен на рисунке 1:

Рисунок 1 — Изменение среднеобъемной температуры по времени с учетом начальной стадии пожара

Задача 4

Выявить пожарную обстановку на территории машиностроительного за­вода, при взрыве емкости с сжиженным пропаном в 100 т, в зависимости от сте­пени огнестойкости зданий, категорий пожарной опасности производства, плотности застройки территории и степени разрушений зданий и сооружений завода. А также представить на карте (схеме) ожидаемую пожарную обстанов­ку.

Характеристика элементов объекта:

- административное корпус - здание с железобетонным каркасом в три этажа предел огнестойкости несущих стен 2,5 ч, междуэтажные и чердачные перекрытия из железобетонных плит с пределом огнестойкости 1 ч;

- складские помещения - одноэтажные здания с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волокнистой стали, с пределом ог­нестойкости несущих стен и заполнения между стенами и чердачного перекры­тия – 3 ч;

- вспомогательные сооружения – здания, выполненные из кирпича, пре­дел огнестойкости стен – 2 ч, чердачное перекрытие, трудносгораемое с преде­лом огнестойкости 45 мин;

- производственные цеха - кирпичные здания с пределом огнестойкости стен 2 ч, чердачные перекрытия деревянные оштукатуренные с пределом огне­стойкости 0,75 ч; в цехе № 1 ведется холодный прокат металлов, обточка, фрезирование и штамповка деталей машин; в цехе № 2 производится термическая обработка металла: горячая прокатка с использованием литейного, плавильно­го и сварочного оборудования.

Решение:

1 .Определение степени огнестойкости зданий и сооружений завода:

По таблице Б.1 Приложения Б устанавливается степень огнестойкости здания (I, II, III, IV или V) в зависимости от типа строительных материалов, из которых вы­полнены основные конструкции здания, и предела огнестойкости каждой из конструкций здания.

По таблице Б.2 Приложения Б определяется категория производства по пожарной опасности (А, Б, В, Г или Д). Изучается характер технологического процесса в здании (сооружении) и виды используемых в производстве материалов и ве­ществ, а также вид готовой продукции.

По указанным в исходных данных характеристик зданий склада № 1, склада № 2 и склада готовых изделий относится к I степени огнестойкости. В соответствии с классификацией производства по пожарной опасности данные здания завода относятся к категории Д.

Здание склада ГСМ относится к I степени огнестойкости, к категории производства А по пожарной опасности.

Здание административного корпуса относится к II степени огнестойко­сти, к категории производства Д по пожарной опасности.

Здание цеха № 1, цеха № 2, трансформаторной подстанции, котельной и компрессорной станции относится к III степени огнестойкости. Цех № 1 к кате­гории Д, цех № 2 к категории Г, трансформаторной подстанции к категории В, котельной к категории Г и компрессорной станции к категории производства Д по пожарной опасности.

2. Определение плотности застройки на заводе.

Плотность застройки определяется по формуле

(48)

где Sт - площадь территории, м;

Sп - суммарная площадь, занимаемая всеми зданиями определяется по формуле

(49)

где Si - площадь, занимаемая i-м зданием или сооружением;

n - количество зданий и сооружений.

3. Определение пожарной обстановки на заводе

По данным таблицы Б.3 приложения Б в зависимости от степени огнестойкости зданий и со­оружений, степени разрушений, категории производства по пожарной опасно­сти и плотности застройки, определяем границы зон пожаров. При слабых и средних разрушениях возможно образование отдельных и сплошных пожаров, при сильных и полных разрушениях образование отдельных очагов тления и горения в завалах. Для наглядного отображения обстановки в районе завода на план местности условными обозначениями наносим на каждое здание и соору­жение степень огнестойкости, категорию пожарной опасности производства и отмечаем участки пожаров в соответствии с данными Приложений Д, Е.

Вывод: Взрыв емкости с 10 т сжиженного пропана на территории завода вызовет сложную пожарную обстановку. Наиболее опасные в пожарном отно­шении элементы завода: цех № 1, цех № 2, административный корпус, склад ГСМ - образование сплошного пожара.

2.3 Оценка устойчивости к воздействию вторичных поражающих факторов

Техногенные аварии со взрывами и пожарами могут сопровождаться очень большим избыточным давлением и тепловым излучением. Эти факторы могут инициировать возникновение аварий гидродинамических, коммунальных, энергетических, психологическое поражение.

В связи с этим, очень важно при оценке устойчивости объекта учитывать наряду с действием основных одновременное или «каскадное» действие вторичных поражающих факторов.

2.3.1 Оценка устойчивости работы объекта при радиоактивном загрязнении

Задача 5

Потенциально радиационно-опасным объектом является АЭС, расположен­ная на северо-западной окраине области с координатами (1314в), координаты машиностроительного завода (1520г). После аварии на объекте замерен уро­вень радиации, который составляет 2 Р/ч. Требуется определить дозы, которые получат рабочие и служащие объекта на открытой местности и в производст­венных помещениях за 5 часов.

Характеристика элементов объекта:

- характеристика зданий и сооружений машиностроительного завода соответствует данным задач 1, 2.

Решение:

1. Для полного представления обстановки на объекте необходимо нанести на план местности зоны заражения: R1 = 10 км радиус зоны полного отчужде­ния, R2 = 30 км радиус зоны полного отселения, R3 = 50 км радиус зоны посто­янного медицинского контроля. Машиностроительный завод окажется в зоне полного отселения.

2.  Так как после аварии на АЭС происходит загрязнение в основном радио­нуклидами с длительным периодом полураспада (около 30 лет) (Sr-90, Cs-137 и др.), то γ - излучение будет постоянным. Спада уровней радиации не будет как при наземном ядерном взрыве. Следовательно, на открытой местности рабочие и служащие могут получить дозу облучения за 5 часов.

(50)

3. Для определения дозы Дп, которую получат рабочие и служащие за 5 часов пребывания в производственных помещениях, необходимо найденную дозу для открытой местности (До) разделить на коэффициент ослабления ра­диации производственными помещениями (Косл). По приложению Е по дан­ным характеристики зданий, находим Косл для производственных зданий и ад­министративного корпуса: Косл. адм. корпус = 6, Косл. всп. зданий = 7.

Тогда доза облучения, которую могут получить рабочие и служащие объекта, находясь в производственных зданиях:

(51)

и административном корпусе:

(52)

Вывод: рабочие и служащие, находясь в производственных зданиях и административном корпусе получат дозу облучения соответственно 1,67 Р и 1,42 Р, т. е. в 6 и 7 раз меньшую, чем на открытой местности.

Задача 5

Определить дозу радиации, которую получит личный состав спасатель­ного отряда при совершении марша из районного центра Ишим (1022) в село Сенное (1520). По пути следования в 5 точках замерены уровни радиации: Р1 = 2 Р/ч; Р2 = 3 Р/ч; Р3 = 5 Р/ч; Р4 = 3 Р/ч; Р5 = 2 Р/ч. Преодоление следа будет осуществляться на автомобилях со скоростью движения 30 км/ч.

Решение:

1.Определяем путь, пройденный отрядом, который равняется S = 42 км.

2.Определяем средний уровень радиации (Рср ) путем деления суммы

измерений уровней радиации на число замеров:

(53)

3. Доза облучения за время преодоления загрязненного участка определя­ется по зависимости:

(54)

где Дп - доза облучения личного состава спасательного отряда за время преодоления загрязненного участка, Р;

Рср - средний уровень радиации на загрязненном участке по пути сле­дования автоколонны, Р/ч;

S - длина маршрута, преодолеваемого личным составом спасатель­ного по загрязненному участку, км;

V - скорость перемещения, км/ч;

Косл - коэффициент ослабления доз радиации автомобилем в соответствии с данными таблицы В.1

Вывод: личный состав спасательного отряда при совершении марша получит дозу радиации 2 Р.

2.3.2 Оценка устойчивости работы ОЭ при возникнове­нии ЧС химического характера

Оценка устойчивости работы ОЭ при возникнове­нии ЧС химического характера включает: определение времени, в течение которого территория объекта будет опасна для людей; анализ химической обстановки, ее влияние на производственный процесс и объем защиты персонала.

Пределом устойчивости объекта к химическому за­грязнению является пороговая токсическая доза (Дптокс), приводящая к появлению начальных признаков пора­жения производственного персонала и снижающая его работоспособность.

Дптокс = С τ , мг·мин/л, (55)

где С – пороговая концентрация АХОВ, мг/л;

τ – продолжительность воздействия АХОВ, мин.

Значения С и τ рассчитывают с учетом свойств АХОВ и метеоусловий по методике, приведенной в пособии [17].

При нахождении персонала в зданиях токсодоза уменьшится в 2 раза.

2.3.3 Оценка психоэмоциональной устойчивости про­изводственного персонала

Пределами психоэмоциональной устойчивости про­изводственного персонала к поражающим факторам ЧС являются время адаптации человека к условиям ЧС (Та) и коэффициент устойчивости персонала (Куст.).

Время адаптации зависит от состояния нервной сис­темы человека и характеризуется стадиями:

-  витальная реакция — поведение человека направлено на сохранение жизни (15 мин);

-  психоэмоциональный шок, снижение критической оценки ситуации (3-5 ч);

-  психологическая демобилизация, паническое настроение (до 3-х суток);

-  стабилизация самочувствия (3-10 суток).

Снизить Та можно психофизиологическим отбором людей, практической подготовкой людей по выработке алгоритма действия в конкретной ЧС и тренировкой по использованию СИЗ.

В условиях ЧС возможны стрессы и психические трав­мы, приводящие к появлению «синдрома бедствия» (75% людей).

Психоэмоциональная устойчивость в ЧС — это состояние трудоспособности человека, его способ­ность эффективно вести спасательные работы:

(56)

где Nн. с. – число людей, сохранивших нормальное психическое состояние, чел;

No6щ — общее число людей, подвер­гшихся отрицательному воздействию ЧС, чел.

Повысить Куст. можно исчерпывающей речевой ин­формацией, созданием «зон безопасности», приемом ус­покаивающих медикаментозных средств и вовлечением людей в активную деятельность по ликвидации ЧС.

2.3.4 Оценка устойчивости энергообеспечения и материально-технического обеспечения

Устойчивость энергообеспечения и материально-технического обеспечения зависит от устойчивости вне­шних и внутренних источников энергии, устойчивой работы поставщиков сырья, комплектующих изделий, наличия резервных, дублирующих и альтернативных источников снабжения.

Пределом устойчивости работы ОЭ по источникам энергии и МТО является время бесперебойной работы объекта в автономном режиме (ТА. Р.).

Та. р. = f (запасов топлива, воды, МТО, источников ЭЭ, надежности хранения).

2.3.5 Оценка предела устойчивости управления

Для нормальной работы ОЭ необходимо устойчивое управление в ЧС.

Пределом устойчивости управления является вре­мя, в течение которого обеспечивается бесперебойное оповещение, связь, охрана. Предел устойчивости управления можно оценить с помощью выражения

Рупр. ≈ К tу. у. (57)

где ty.y. — продолжительность устойчивого управле­ния объектом, ч.

После определения предела устойчивости функцио­нирования объекта намечаются и выполняются мероп­риятия по повышению его устойчивости, которые вклю­чают:

1) Предотвращение причин возникновения ЧС (отказ от потенциально опасного оборудования; совершенство­вание или перепрофилирование производства; внедрение новых технологий; разработка декларации безопас­ности; проверка персонала).

2) Предотвращение ЧС (внедрение блокирующих уст­ройств в системы автоматики, обеспечение безопасности).

3) Смягчение последствий ЧС (повышение качествен­ных характеристик оборудования: прочность, огнестой­кость, рациональное размещение оборудования; резервирование; дублирование; создание запасов; аварийная остановка производства.

4) Обеспечение защиты от возможных поражающих факторов расстоянием, ограничением времени действия, использованием экранов, средств индивидуальной и коллективной защиты.

Общие требования к мероприятиям по повышению устойчивости объекта экономики: эффективность и эко­номичность.

Эффективность достигается комплексной оценкой всех поражающих факторов ЧС,

Экономичность — увязкой мероприятий по предот­вращению ЧС с мероприятиями повседневной производ­ственной деятельности предприятия.

Необходимым условием экономичности мероприятий по повышению устойчивости является выполнение ус­ловия:

Ситм << Уn , (58)

где Cитм — стоимость инженерно-технических меропри­ятий по повышению устойчивости;

Уn — полный ущерб при ЧС.

Оценочным показателем проведения превентивных мероприятий по повышению устойчивости ОЭ может быть показатель экономической эффективности (Э), рассчитываемый по формуле:

(59)

где R3 — степень разрушения объекта (слабые R1, сред­ние R2, сильные R3).

Чем больше предприятие вкладывает средств в про­филактические, организационные и инженерно-техни­ческие мероприятия, тем больше эффективность, тем меньше вероятность возникновения ЧС [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18].

Контрольные вопросы

1 Как определить устойчивость объекта к воздействию ударной волны?

2 Почему при оценке устойчивости объекта к воздействию основных поражающих факторов важно учитывать одновременное возможное воздействие вторичных факторов?

3 Какой параметр принимают за предел устойчивости при оценке устойчивости объекта к воздействию ударной волны?

4 Какой параметр принимают за предел устойчивости при оценке пожароустойчивости объекта?

5 Как делают вывод об устойчивости объекта в чрезвычайной ситуации?

6 Почему важно учитывать степень психологической готовности работников при оценке устойчивости объекта?

7 Какой показатель является основным критерием для определения пожаровзрывоопасности объекта?

8 Каким образом наглядно отображают пожарную обстановку?

9 Каким образом наглядно отображают воздействие зон ударной волны, степень повреждения зданий, характер поражения людей?

Библиографический список

1 ГОСТ Р.22.010.96. Техногенные чрезвычайные ситуации. Условные обозначения [Текст].

2 Российская Федерация. Законы. О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера [Текст]: федер. закон: [принят Гос. думой 21 декабря 1994 ].

3 Российская Федерация. Законы. О промышленной безопасности опасных производственных объектов [Текст]: федер. закон: [принят Гос. думой 21 июля 1997 г. .

4 Постановление № 000 от 1 июля 1995 г. «О декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации» [Текст].

5  Cборник НСИС ПБ № 4 (32). Актуализированный фонд
нормативных документов по пожарной безопасности. — Электронная база данных документов по пожарной безопасности. М.:ПОЖАРНАЯ КНИГА, 2007. — Режим доступа: http:// *****@***ru

6  Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов и средства их
тушения [Текст]: Справ, изд. В 2 кн. / , , [и др.]. М.: Химия, 1990.

7  СТП 3.4.Требования к оформлению текстовых документов. – Красноярск: СибГТУ, 2003. – 45 с.

8  СТП 3.4.205 – 01. Требования к оформлению графических документов. – Красноярск: СибГТУ, 2003. – 54 с.

9  Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера [Текст]: учеб. пособие для вузов / [и др.]. – М.: Высш. шк., 2006 – 592 с.

10  Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях [Текст]: учеб. пособие для вузов / [и др.]; под общ. ред. . – Калуга: ГУП «Облиздат», 2001. – 480 с.

11  Кирилов, Г. Н.. Организация и ведение гражданской обороны и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера [Текст]: учебное пособие для преподавателей и слушателей. / , - М: 2002., - 386 с.

12  Демиденко, Г. П.. Повышение устойчивости работы объектов народного хозяйства в военное время [Текст] / . – Киев, 1984. – 226 с.

13  Русак, О. Безопасность жизнедеятельности [Текст]/ О. Русак, К. Малаян, Н. Занько.- Спб., 20с.

14  Предупреждение чрезвычайных ситуаций и повышение устойчивости функционирования организаций.: сборник методических материалов по тема­тике ГО и ЧС /, , . - М: Редакция журнала «Военные знания», 200с.

15  Атаманюк, оборона [Текст] / , , .- М: «Высшая школа», 1986. – 207 с.

16  Атлас география России, население и хозяйство. М: Издательство «Д и К», 1997.- С. 11,34.

17  Саулова, последствий аварий на химически опасном объекте [Текст] / , ; учебное пособие. – Красноярск. : СибГТУ, 2008. – 100 с.

18  СниП. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе про­ектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. – М.: Стройиздат, 1998. – 77 с.

Ключевые слова

1.  Объект экономики

2.  Элементы объекта экономики

3.  Устойчивость объекта экономики

4.  Устойчивость функционирования объекта экономики

5.  Потенциально-опасный объект

6.  Первичные поражающие факторы

7.  Вторичные поражающие факторы

8.  Поражающий фактор источника ЧС.

9.  Воздушная ударная волна.

10.  Избыточное давление

11.  Оповещение

12.  Эвакуация

13.  Аварийно-спасательные работы

14.  Аварийно-восстановительные работы

15.  Материально-техническое обеспечение

16.  Надежность работы объекта

17.  Организационные мероприятия

18.  Инженерно-техниче­ские мероприятия

19.  Специальные мероприятия

20.  Средства поражения

21.  Заблаговременная разработка

22.  Прогнозирование последствий

23.  Локализация аварий

24.  Ликвидация последствий

25.  Тушение пожаров

26.  Восстановление нарушенного производства;

27.  Подготовка сил и средств

28.  Стойкость объекта

29.  Живу­честь объекта

30.  Анализ риска

31.  Промышленная безопасность

32.  Стихийные бедствия

33.  Снижение риска до приемлемого уровня

34.  Ожидаемый ущерб

35.  Окружающая природная среда

36.  Средства индивидуальной защиты

37.  Средства коллективной защиты

38.  Материально-техническое обеспечение

Приложение А

(справочное)

Данные для оценки устойчивости объекта к взрывам

1 - Степени разрушения элементов объекта при различных избыточных давлениях ударной волны, кПа
№ п/п	Элементы объекта	Разрушение
слабое	среднее	сильное	полное
1	2	3	4	5	6
1. Производственные, административные здания и сооружения
1	Массивные промышленные здания с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 25...50 т	20…30	30…40	40…50	50…70
2	То же, с крановым оборудованием грузоподъемностью 60...100 т	20…40	40…50	50…60	60…80
3	Бетонные и железобетонные здания и здания антисейсмической конструкции	25…35	80…120	150…200	200
4	Здания с легким металлическим каркасом и бескаркасной конструкции	10…20	20…30	30…50	50…70
5	Промышленные здания с металлическим каркасом и бетонным заполнением с площадью остекления около 30 %	10…20	20…30	30…40	40…50
6	Промышленные здания с металлическим каркасом и сплошным хрупким заполнением стен и крыши	10…20	20…30	30…40	40…50
7	Многоэтажные железобетонные здания с большой площадью остекления	8…20	20…40	40…90	90…100
8	Здания из сборного железобетона	10…20	20…30	-	30…60
9	Одноэтажные здания с металлическим каркасом из волнистой стали	5…7	7…10	10…15	15
10	То же, с крышей и стеновым заполнением из волнистой стали	7…10	10…15	15…25	25…30
11	Кирпичные бескаркасные производственно-вспомогательные здания с перекрытием (покрытием) из железобетонных сборных элементов одно - и многоэтажные	10…20	20…35	35…45	45…60
12	То же, с перекрытием (покрытием) из деревянных элементов одно - и многоэтажные	8…15	15…25	25…35	35
13	Здании фидерной или трансформаторной подстанции из кирпича или блоков	10…20	20…40	40…60	60…80
14	Складские кирпичные здания	10…20	20…30	30…40	40…50
15	Легкие склады-навесы с металлическим каркасом и шиферной кровлей	10…25	20…35	35…50	50
16	Склады-навесы из железобетонных элементов	20…35	35…70	80…100	100

Продолжение таблицы А.1