Оценка последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (стр. 1 )

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Методические указания выполнения практической работы №1 по дисциплине «Безопасность в чрезвычайных ситуациях»

Омск · 2013

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ)

Кафедра Техносферная безопасность

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Составитель

Омск

СибАДИ

2013

УДК 355.58 (076)

ББК 68.518я73

Оценка последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей: методические указания к выполнению практической работы №1 по дисциплине «Безопасность в чрезвычайных ситуациях»/Сост.:.- Омск: СибАДИ, 2013.-31 с.

Представлен материал, позволяющий оценить последствия аварийных взрывов топливно-воздушных смесей; данный материал может быть использован при выполнении выпускных квалификационных работ по направлению подготовки 280700 «Техносферная безопасность», а также в практической деятельности при разработке безопасных технических систем.

Библиогр.: 12 назв.

ã Составитель , 2013

Практическая работа № 1

Цель работы: изучить общие положения методики оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей, приобрести первоначальные навыки в решении данных задач.

1. Общие положения

Взрыв – физический или/и химический быстропротекающий процесс частичного преобразования в механическую работу значительной энергии, выделившейся в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду, и высокоскоростному расширению газов. При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва.

Первичные поражающие факторы взрыва:

– воздушная ударная волна, представляющая собой область сильно сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью;

– осколочные поля, создаваемые летящими обломками строительных конструкций, оборудования, взрывных устройств, боеприпасов.

Вторичными поражающими факторами взрывов могут быть

– воздействие осколков стекол и обломков разрушенных зданий и сооружений,

– пожары,

– заражение атмосферы и местности,

– затопление и т. д.

На рис.1 представлены зоны действия взрыва.

Рис.1. Зоны действия взрыва: Зона 1 – зона действия детонационной волны; Зона 2 – зона действия продуктов взрыва; Зона 3 (а, б, в) – зона действия воздушной ударной волны: 3а – сильных разрушений, 3б – средних разрушений,

3в – слабых разрушений

 Действие взрыва на здания, сооружения, оборудование

Наибольшим разрушениям от взрывов подвергаются здания и сооружения больших размеров с лёгкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жёсткими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью разрушению.  Разрушения подразделяются на полные, сильные, средние и слабые (табл.1).

Таблица 1

Характеристика степеней разрушения зданий

Степени разрушения	Характеристика разрушения
Полные разрушения	Характеризуются разрушением и обрушением от 50 до 100% объема зданий. В зданиях и сооружениях обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Оборудование, средства механизации и другая техника восстановлению не подлежат. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы кабелей, разрушения участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и т. п.
Сильные разрушения	Характеризуются разрушением от 30 до 50% объема зданий. В зданиях и сооружениях имеются значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей частью разрушены и деформированы. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации воздушных линий электропередачи и связи, разрывы технологических трубопроводов.
Средние разрушения	Характеризуются разрушением и обрушением до 30% объема зданий. В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть сооружений пригодна к эксплуатации. В коммунальных и энергетических сетях значительны разрушения и деформации элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом.
Слабые разрушения	Характеризуются разрушением второстепенных элементов здания (внутренние перегородки, заполнения дверных и оконных проемов). Здание после небольшого ремонта может быть использовано. Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и энергетических сетях имеются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов.

Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и сла­бые разрушения определяют путем сопоставления давлений, ха­рактеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

В таблице 2 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную степень разрушения жилых, общественных и произ­водственных зданий при взрывах взрывчатых веществ и горючих смесей.

Таблица 2

Степени разрушения зданий от избыточного давления при

взрывах горючих смесей

Типы зданий	Степени разрушения и избыточные давления, кПа
слабые	средние	сильные	полные
Кирпичные и каменные: малоэтажные многоэтажные	8-20 8-15	20-35 15-30	35 - 50 30-45	50-70 45-60
Железобетонные крупнопанельные: малоэтажные многоэтажные	10-30 8-25	30-45 25-40	45 - 70 40-60	70-90 60-80
Железобетонные монолитные: многоэтажные повышенной этажности	25-50 25-45	50- 115 45- 105	115-180 105-170	180-250 170-215
Железобетонные крупнопанельные с железобетонным и металлическим карка­сом и крановым оборудованием грузоподъ­емностью, в тоннах: до 50 от 50 до 100	5-30 15-45	30-45 45-60	45-70 60-90	75-120 90-135
Здания со стенами типа «Сэндвич» и кра­новым оборудованием грузоподъемностью до 20 тонн	10-30	30-50	50-65	65 - 105
Складские помещения с металлическим каркасом и стенами из листового металла	5-10	10-20	20-35	35-45

Действие взрыва на человека

 Воздушная ударная волна и осколочные поля наносят человеку различные по тяжести травмы, в том числе и смертельные (табл.3).

 В зонах 1 и 2 действия взрыва (рис.1) происходит полное поражение людей: разрыв на части, обугливание под действием расширяющихся продуктов взрыва, имеющих очень высокую температуру. В зоне 3 поражение людей вызывается воздействием ударной волны. Основной причиной появления у людей травм служит мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, переломы и травмы. Кроме того, ударная волна может отбросить человека на значительное расстояние и причинить ему при ударе о землю (или препятствие) различные повреждения. Наиболее тяжёлые повреждения получают люди, находящиеся в положении стоя и вне укрытий. Кроме самой ударной волны человеку могут быть нанесены травмы летящими осколками.

Таблица 3

Характеристика поражений людей при взрывах

Вид поражения	Характеристика поражения
Лёгкое	Лёгкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вывихи конечностей
Среднее	Травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей
Тяжёлое	Сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, множественные переломы конечностей. Возможны смертельные исходы
Крайне тяжёлое	Травмы, обычно приводящие к смертельному исходу

Поражение людей, находящихся в момент взрыва в зданиях и сооружениях, зависит от степени их разрушения. Так, например, при полном разрушении здания обычно погибают все находящиеся в нем люди. При сильных и средних разрушениях может выжить примерно половина людей, а остальные получают травмы различной тяжести, так как многие могут оказаться под обломками конструкций, а также в помещениях с заваленными и разрушенными путями эвакуации.

При слабых разрушениях зданий гибель людей маловероятна. Однако некоторые из них могут получить травмы различной тяжести.