 |
Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях на пожаро- и взрывоопасных объектах
|
|
|
|
Пожаро- и взрывоопасные объекты (ПВОО) – предприятия, на которых производятся, хранятся, транспортируются взрывоопасные продукты или продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву.
К ним прежде всего относят производства, где используются взрывчатые и имеющие высокую степень возгораемости вещества, а также железнодорожный и трубопроводный транспорт, как несущий основную нагрузку при доставке жидких, газообразных пожаро- и взрывоопасных грузов.
Пожаро- и взрывоопасность объектов определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием источников зажигания и условий для быстрого распространения огня.
Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары зависит от плотности застройки, разрушений и других факторов.
По взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опасности все ПВОО подразделяются на пять категорий: А, Б, В, Г, Д. Особенно опасны объекты, относящиеся к категории А, Б, В.
Категория А – нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, трубопроводы, склады нефтепродуктов.
Категория Б – цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры, выбойные и размольные отделения мельниц.
Категория В – лесопильные, деревообрабатывающие, столярные, модельные, лесопильные производства.
Возникновение пожаров прежде всего зависит от степени огнестойкости зданий и сооружений, которая подразделяется на пять основных групп:
1 и 2 степени огнестойкости – основные конструкции таких сооружений выполнены из несгораемых материалов.
|
|
|
3 степени огнестойкости – строения с каменными стенами и деревянными оштукатуренными перекрытиями.
4 степени огнестойкости – деревянные оштукатуренные дома.
5 степени огнестойкости – деревянные строения.
При этом степень огнестойкости зданий и сооружений определяется минимальными пределами огнестойкости строительных конструкций и возгораемостью материалов, из которых они состоят, и временем несгораемости.
Предел огнестойкости конструкции определяется временем в часах, в течение которого не появляются сквозные трещины, сама конструкция не теряет несущей способности, не обрушивается и не нагревается до температуры выше 200° на противоположной от огня стороне.
Все строительные материалы, а, следовательно, и конструкции из них делятся на три группы:
1. Несгораемые – это такие материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (камень, железобетон, металл).
2. Трудносгораемые – которые под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть и тлеть при наличии источника огня (Глиносоломенные смеси, асфальтобетон).
3. Сгораемые – это такие материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть и тлеть после удаления источника огня (древесина, картон).
Например, древесина при температуре 300° начинает тлеть, при Т=400° самовоспламеняется. Взрывоопасное разрушение бетона наступает при Т=700-900°. Стальные конструкции при Т=650° теряют несущую способность, а при Т=1400-1500° плавятся.
Аварии на ПВОО, связанные с сильными взрывами и пожарами, могут привести к тяжелым социальным и экономическим последствиям. Вызываются они в основном взрывами емкостей и трубопроводов с легковоспламеняющимися и взрывоопасными жидкостями и газами, коротким замыканием электропроводки, взрывами и возгоранием некоторых веществ и материалов.
|
|
|
Пожаро-, взрывоопасные явления характеризуются следующими факторами:
1. Воздушной ударной волной, возникающей при разного рода взрывах газо-воздушных смесей, резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением.
2. Тепловым излучением пожаров и разлетающимися осколками.
3. Действием токсичных веществ, которые применялись в технологическом процессе или образовались в ходе пожара или других аварийных ситуаций.
Люди, находящиеся в зоне горения, больше всего страдают:
- от открытого огня и искр;
- повышенной температуры окружающей среды;
- токсичных продуктов горения;
- дыма;
- пониженной концентрации кислорода;
- падающих частей строительных конструкций, агрегатов и установок.
Необходимо помнить, что аварии на ПВОО в своем развитии проходят пять характерных фаз:
1. Накопление отклонений от нормального процесса.
2. Инициирование аварии.
3. Развитие аварии, во время которой оказывается воздействие на людей, природную среду и объекты народного хозяйства.
4. Проведение спасательных и других неотложных работ, локализация аварии.
5. Восстановление жизнедеятельности после ликвидации последствий аварии.
Причины пожаров:
1. В жилых и общественных зданиях:
- неисправность электросети и электроприборов;
- утечки газов;
- возгорания электроприборов, оставленных под напряжением без присмотра;
- неосторожное обращение и шалости детей с огнем;
- использование неисправных или самодельных отопительных приборов;
- оставленных открытыми дверей топок и печей;
- выброса горящей золы вблизи строений;
- беспечности и небрежности в обращении с огнем.
2. На предприятиях:
- нарушения, допущенные при проектировании и строительстве зданий и сооружений;
-несоблюдение элементарных мер пожарной безопасности персоналом и неосторожное обращение с огнем;
- нарушение правил пожарной безопасности технологического характера в процессе работы предприятия (например, при проведении сварочных работ), а также при эксплуатации электрооборудования и электроустановок;
|
|
|
- использование в производственном процессе неисправного оборудования.
Пожарная обстановка и динамика ее развития зависят от:
1. Импульса воспламенения.
2. Пожарной опасности объекта.
3. Огнестойкости конструкции и ее элементов.
4. Плотности застройки в районе пожара.
5. Метеоусловий, особенно силы и направления ветра.
Относительные показатели количества пожаров в России к числу населения в 3,5 раза превышают аналогичные показатели в развитых странах, а показатели гибели людей у нас в результате пожаров превосходят их в 4-9 раз.
Необходимо помнить, что предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек еще способен дышать несколько минут без специальных средств защиты составляет 116°.
Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс. Он измеряется в Дж/м² или ккал/см² и определяет количество световой энергии, падающей за все время огненного свечения на 1 м² освещаемой поверхности. В зависимости от величины светового импульса различают ожоги:
1. Ожоги 1-й степени вызываются световым импульсом, равным 2-4 ккал/см² (84-168 Дж/м²). Наблюдается покраснение кожных покровов. Лечение обычно не требуется.
2. Ожоги 2-й степени вызываются световым импульсом, равным 5-8 ккал/см² (210-336 Дж/м²). На коже образуются пузыри, наполненные прозрачной белой жидкость.
3. Ожоги 3-й степени вызываются световым импульсом, равным 9-15 ккал/см² (368-630 Дж/м²). Происходит омертвление кожи с поражением росткового слоя и образованием язв. Требуется длительное лечение.
4. Ожоги 4-й степени вызываются световым импульсом, свыше 15 ккал/см² (630 Дж/м²). Происходит омертвление более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, костей).
Основным огнетушащим средством является вода. Это дешево, охлаждает место горения, а образующийся при испарении воды пар разбавляет горящую среду.
Однако нецелесообразно тушить водой горючие жидкости, что может значительно увеличить площадь пожара и вызвать заражение водоемов. Кроме того, опасно применять воду при тушении оборудования, находящегося под напряжением.
|
|
|
Для тушения пожаров используются установки водяного пожаротушения, пожарные автомобили или водяные стволы, а также индивидуальные средства пожаротушения.
Индивидуальные средства пожаротушения:
1. Подручные (песок, вода, покрывало, одеяло и т.д.).
2. Табельные (огнетушитель, топор, багор, ведро).
Взрыв – это происходящее внезапно (стремительно, мгновенно) событие, при котором возникает кратковременный процесс превращения вещества с выделением большого количества энергии в ограниченном объеме.
Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности и среды, в которой они происходят. Различают три зоны действия взрыва:
1. Действие детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.
2. Действие продуктов взрыва. В ней происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, не производят больше разрушительного действия.
3. Действие воздушной ударной волны. Включает три подзоны: сильных разрушений, средних разрушений и слабых разрушений. На внешней границе зоны ударная волна вырождается в звуковую, слышимую на значительных расстояниях.
Причины взрывов:
На взрывоопасных предприятиях – разрушения и повреждения производственных емкостей, аппаратуры и трубопроводов; отступление от установленного технологического режима (например, превышение давления и температуры внутри аппаратуры); отсутствие постоянного контроля за исправностью аппаратуры и оборудования и своевременного проведения плановых ремонтных работ.
В жилых и общественных зданиях – неразумное поведение людей и прежде всего детей; взрыв газа; террористические акты.
Наибольшим разрушениям продуктами взрыва и ударной волной подвергаются здания, сооружения, оборудование больших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающимися над поверхностью земли.
Степень разрушения:
1. Полное – обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Массовая гибель всего живого. Занимает 13% всей площади очага поражения. На улицах образуются сплошные завалы. Сплошных пожаров не возникает из-за сильных разрушений, срыва пламени ударной волной, разлета воспламенившихся обломков и засыпки их грунтом.
|
|
|
2. Сильное – имеются значительные деформации несущих конструкций. Разрушена большая часть перекрытий и стен. Занимает площадь до 10% очага поражения. Строения сильно повреждены. Есть местные завалы, зоны сплошных пожаров.
3. Среднее – разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах. Перекрытия в подвале не разрушены. В коммунальных и энергетических сетях значительные разрушения и деформации элементов, требующие устранения. Занимает площадь до 15% очага поражения. Строения получают средние разрушения. Могут местные завалы, участки сплошных пожаров.
4. Слабое – разрушена часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проемов. Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и энергетических сетях разрушения и поломки конструктивных элементов незначительны. Занимает до 62% площади очага поражения. Могут быть отдельные завалы, очаги пожаров.
Продукты взрыва и образовавшаяся воздушная ударная волна способны наносить человеку различные травмы, в том числе и смертельные. В зонах 1 и 2 наблюдается полное поражение людей, связанное с разрывом тела на части, его обугливанием под действием расширяющихся продуктов взрыва, имеющих высокую температуру. В зоне 3 поражение вызывается как непосредственным, так и косвенным воздействием ударной волны.
При непосредственном воздействии ударной волны основной причиной травм у людей является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы. Кроме того, скоростной напор воздуха может отбросить человека на значительные расстояния.
Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на:
1. Легкие – легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вывихи конечностей.
2. Средние – травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей.
3. Тяжелые – сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей, возможны смертельные исходы.
4. Крайне тяжелые – травмы, обычно приводящие к смертельному исходу.
Взрывчатые вещества (ВВ) – это химические соединения или смеси, способные к быстрому химическому превращению с образованием сильно нагретых газов, которые из-за расширения и огромного давления способны произвести механическую работу.
Взрывчатые вещества можно разделить на группы:
1. Инициирующие – обладают огромной чувствительностью к внешним воздействиям (удар, накол, нагрев) и используются для подрыва основного заряда ВВ.
2. Бризантные – менее чувствительны к внешним воздействиям и имеют повышенную мощность. Подрываются в результате детонации.
3. Метательные – это пороха, основной формой химического превращения которых является горение. Могут применяться при подрывных работах.
Часто причиной взрывов является образование топливо-, паро- или пылевоздушных смесей. Такие взрывы возникают как следствие разрушения емкостей с газом, коммуникаций, агрегатов, трубопроводов или технологических линий. Взрыв такой смеси происходит при определенной концентрации вещества в воздухе. Например, если в 1 м³ воздуха содержится 21 л пропана, то возможен взрыв, если 95 л – возгорание.
Значительное число аварий связано с разрядами статического электричества. Одной из причин этого является электризация жидкостей и сыпучих веществ при их транспортировке по трубопроводам, когда напряженность электрического поля может достичь величины 30 Кв/см.
Сильным взрывам пылевоздушной смеси обычно предшествуют локальные хлопки внутри оборудования, при которых пыль переходит во взвешенное состояние с образованием взрывоопасной концентрации.
До 90% аварий связано с взрывом парогазовых смесей, при этом до 60% таких взрывов происходит в закрытой аппаратуре и трубопроводах.
Ацетилен в определенных условиях способен к взрывному разложению при отсутствии окислителей. Выделяющейся при этом энергии достаточно для разогрева продуктов реакции до Т=2800°.
Наиболее опасны в эксплуатации аппараты и трубопроводы высокого давления ацетилена, т.к. при случайных перегревах может возникнуть взрыв, переходящий при большой длине трубопровода в детонацию.
Смесь ацетилена с хлором и другими окислителями может взрываться под действием источника света.
Часто при ручном вскрытии железных барабанов с карбидом кальция происходит искрообразование, что приводит к взрывам.
|
|
|
