Противибуховий та протипожежний захист ОГ, основні заходи захисту від техногенних вибухів та пожеж

Методи розрахунку характеристик зон ураження (радіусів зон руйнувань) при вибухах конденсованих речовин, газоповітряних, паливно-повітряних сумішей у відкритому та замкнутому просторі.

Однією із причин виробничих аварій і катастроф є вибухи, які на промислових підприємствах супроводжуються обвалом і деформаціями споруд, пожежами, виходами з ладу енергосистем.

Найчастіше спостерігаються вибухи котлів в котельнях, газів, апаратів, продукції і напівфабрикатів на хімічних підприємствах, парів бензину і інших складових палива, лако-фарбовових розчинників, нерідкі випадки вибуху побутового газу.

Причинами вибухів газу, промислового (вугільного, дерев'яного пилу, газоповітряних сумішей) є відкритий вогонь, електрична іскра, в тому числі від статичної електрики.

Уражаючим фактором любого вибуху є ударна хвиля. Дія ударної хвилі на елементи споруд характеризуються складним комплексом навантажень: прямий тиск, тиск відбиття, тиск обтікання, тиск затікання, навантаження від сейсмовибухових хвиль.

Дію ударної хвилі прийнято оцінювати надлишковим тиском у фронті ударної хвилі DР (кПа).

Як відомо, аварії на об'єктах з вибухонебезпечними технологіями можуть призвести до витікання в атмосферу газоподібних або розріджених вуглеводневих продуктів. При змішу­ванні вуглеводневих продуктів з повітрям утворюються вибухо- або пожежонебезпечні суміші - газоповітряні суміші (ГПС). Найбільш вибухо- і пожежонебезпечними є суміші з повітрям вуглеводневих газів: метану (СН₄) пропану (С₃Н₈), бутану (С₄Н₁₀) та ін. Розрахунок точного значення надлишкового тиску при вибуху газоповітряної суміші (ГПС) в цьому випадку є надзвичайно складний. Це пов’язано з невизначинністю багатьох факторів, які впливають на утворення хмари суміші, це – напрямок і швидкість руху повітря при даній щільності забудови, стан турбулентності атмосфери, температура і вологість повітря і т.п. Тому можна говорити лише про оціночний характер розрахунків.

Одна з методик полягає у оцінці значення надлишкового тиску вибухової хвилі, яка виникає при вибуху суміші повітря з вуглеводневими газами: метаном, пропаном, бутаном, етиленом, пропіленом і т.п.

При вибуху газоповітряної суміші виділяють три зони (див. рис. 1. у Додатку):

1. Зона детонаційної хвилі з постійним значенням надлишкового тиску ΔР_І = 1700 кПа і радіусом

м, (13)

де m – маса газу, що вибухнув (т);

2. Зона дії продуктів вибуху з радіусом

м, (14)

надлишковий тиск в межах зони визначається згідно формули:

кПа, (15)

де r – відстань від епіцентру вибуху до даного об’єкту, що розташований у зоні. Надлишковий тиск у цій зоні змінюється в межах: від 1350 кПа до 300кПа.

3. Зона повітряної ударної хвилі (ПУХ). Значення надлишкового тиску у цій зоні визначається з наступних формул:

при Ψ ≤ 2, кПа, (16)

при Ψ > 2, кПа, (17)

де - допоміжний коефіцієнт (18)

Дана методика придатна для розрахунку значення надлишкового тиску в першій та другій зонах при вибуху газоповітряної суміші з масою газу, що перевищує 100 т. При меншій масі газу рекомендується використовувати формули для звичайних тротилових зарядів, або графічну залежність L(м) від маси продукту Q(т) (Додаток, рис.1).

Для визначення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі при вибуху тротилу рекомендується використовувати формулу академіка М.А.Садовського

, кПа (19)

де m – маса тротилового заряда.

Очевидно, що дану формулу можна використовувати і при вибуху конденсованих вибухових речовин типу тротила.

Від впливу ударної хвилі на будови і споруди можуть утворитися різні ступені руйнувань. В залежності від величини надмірного тиску можуть виникнути повні, сильні, середні та слабкі руйнування, характеристика яких відображена у таблиці (Додаток, табл.6.).

Для більш детального прогнозування пошкоджень окремих об’єктів або їх елементів треба користуватися таблицею (Додаток, табл.4). Людина також зазнає ушкоджень від впливу ударної хвилі ((Додаток, табл.5).

Пожежі і вибухи призводять до значних матеріальних втрат, часто викликають тяжкі травми, а іноді і смерть людей. Тому в усіх розвинутих країнах існує система державних заходів боротьби з вогнем, яка здійснюється на стадії проектування, будівництва і експлуатації будівель і споруд. При розробці генеральних планів промислових підприємств поряд із забезпеченням найбільш сприятливих умов для виробничого процесу на підприємстві, раціонального використання земельних ділянок і найбільшої ефективності капіталовкладень необхідно:

– витримати безпечні відстані від промислових підприємств до житлових і громадських будівель;

– витримати розриви між будівлями і спорудами, які передбачені протипожежними нормами;

– об'єднати в окремі комплекси (зони) споріднені за функціональним призначенням або ознакою пожежної небезпеки виробничі будівлі і споруди;

– розташувати будівлі з урахуванням рельєфу місцевості і напрямку вітрів;

– забезпечити територію підприємства дорогами і необхідною кількістю в’їздів.

Розробляючи генеральні плани населених пунктів, поряд із створенням сприятливих умов для праці і побуту людей, необхідно передбачити:

– забезпечення санітарних і протипожежних розривів від промислових підприємств і великих складів;

– дотримання мінімально допустимих відстаней між житловими і громадськими будівлями;

– забезпечення проїздів і під'їздів для пожежних автомобілів до будівель і споруд, до водосховищ та гідрантів;

– розміщувати депо, виходячи з умов своєчасного прибуття пожежних частин для гасіння пожеж до всіх будівель і споруду місті.

Додатки

Таблиця 1.

Коефіцієнт К_ф горючих речовин

Вид палива	Бензин	Гас	Дизельне паливо	Мазут	Нафта
Кф·10^-4	6,57	4,57	5,05	2,02	2,25

Таблиця 2.

Уражаюча дія теплових імпульсів

Ступінь опіку людини	Тепловий імпульс кДж/м^2	Матеріал	Тепловий імпульс спалахування, кДж/м^2
Легкий Середній Тяжкий Смертельний	80-100 100-400 400-600 Понад 600	Дошки темні, гума Стружка, папір Брезент Дерево сухе Крони дерев Покрівля (руберойд) Деревно-стружкова плита	250-400 330-500 420-500 500-670 500-750 580-810 150-200

Таблиця 3.

Вагова швидкість вигоряння W (кг/м²хв)

паперу	0,48
карболіту	2,0
каучуку	0,8
полістиролу	0,45
оргскла	0,96
гуми	0,67
текстоліту	0,4
бен­зину	2,9
ацетону	2,83
гасу	2,9
нафти	2,2
кіноплівки
толю	0,24
деревини соснової	0,9

Рис.1. Зонування території при вибуху ГПС.

Рис. 2. Взаємозалежність критерія щільності теплового потоку і відстані при пожежі.

Рис.3 Залежність радіуса зовнішньої межі зони дії надлишкового тиску від кількості вибухонебезпечної газоповітряної суміші.

Дата добавления: 2013-12-14