Виявлення та оцінка очікуваної інженерної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта у результаті вибуху. Противибуховий захист

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ

з нормативної дисципліни «Цивільний захист».

Тема 3.1.3. «Методи розрахунку зон ураження від техногенних вибухів і пожеж та противибуховий і протипожежний захист»

Час: 180 хвилин

Місце: аудіторія

Навчальна мета: сформувати у студентів уміння прогнозувати екологічні і соціально-економічні наслідки ймовірних надзвичайних ситуацій, спричинених неспровокованими вибухами і пожежами, а також розробляти ефективні заходи щодо запобігання винекненню або пом якшення і ліквідування їх негативних наслідків.

Навчальні питання та розподіл часу

1. Вступ 5хв.

2. Основні положення щодо прогнозування екологічних і соціально-економічних наслідків ймовірних надзвичайних ситуацій 60 хв.

3. Виявлення та оцінка очікуваної інженерної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта господарювання у результаті вибуху. Противибуховий захист 60 хв.

4. Виявлення та оцінка очікуваної пожежної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта господарювання у результаті пожежі. Протипожежний захист 50 хв.

5. Висновки 5 хв.

Навчальна література

1. Цивільний захист: навч. посібник / В.М. Кобрін, С.О. Вамболь,                      В.Л. Клеєвська, Л.Б. Яковлєв. – Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М.Є. Жуковського «Харк.авіац.ін-т». – 2007. – 96 с.

Вступ

Тема 3.1.3. є складовою розділу «Загальна підготовка» Типової навчальної програми нормативної дисципліни «Цивільний захист» (для всіх спеціальностей) і передбачена для забезпечення формування у студентів уміння прогнозувати можливі екологічні і соціально-економічні наслідки ймовірних надзвичайних ситуацій спричинених неспровокованими вибухами і пожежами.

Основні положення положення щодо прогнозування екологічних і соціально-економічних наслідків ймовірних НС.

Одним з основних завдань єдиної державної системи цивільного захисту є «прогнозування і оцінка соціально-економічних наслідків надзвичайних ситуацій, визначення на основі прогнозу потреби в силах, засобах, матеріальних та фінансових ресурсах» / Кодекс цивiльного захисту України.

Прогнозування екологічних і соціально-економічних наслідків надзвичайних ситуацій (НС) – це завчасне визначення можливого перебігу подій (що призводять до людських і матеріальних втрат та погіршення стану довкілля) на території досліджуваного об’єкта економіки у разі виникнення конкретних НС з метою встановлення потреби в силах, засобах, матеріальних і фінансових ресурсах, необхідних для забезпечення запобігання виникненню вказаних надзвичайних ситуацій або для мінімізації та ефективної ліквідації їх можливих наслідків.

Основними етапами прогнозування є завчасне визначення і відображення:

• переліку надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, що можуть виникнути на території досліджуваного об’єкта або поширюватись на неї, у разі аварій на проідентифікованих ПНО;

• можливої величини ризику виникнення кожної з цих надзвичайних ситуацій;

• результатів виявлення та оцінки очікуваної оперативної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта у разі реалізації кожної з таких надзвичайних ситуацій (для зручності виконання цієї роботи очікувану оперативну обстановку поділяють на інженерну, пожежну, радіаційну і хімічну).

Прогнозування починають із складання документа «Характеристика досліджуваного об’єкта господарювання», в якому слід відобразити основні відомості щодо:

• кліматичних, геологічних, метеорологічних і гідрологічних умов, особливостей географічного ландшафту, а також характеристики інших об’єктів економіки, інфраструктури і соціально-побутового призначення в районі розташування досліджуваного об’єкта господарювання;

• функціонального призначення, основних виробничих факторів, техногенного обладнання, особливостей розташування та конструктивного виконання будівель і споруд, чисельності виробничого персоналу і т. ін. кожного з елементів досліджуваного об’єкта.

Виявлення та оцінку здійснюють з використанням спеціальних бланків «Картка очікуваної (інженерної, пожежної, радіаційної чи хімічної) обстановки, що може виникнути на території (назва досліджуваного об’єкта), у результаті (назва події, що призведе до виникнення НС, основні класифікаційні ознаки цієї НС)», на яких відображено план досліджуваного об’єкта і план оточуючої місцевості, починаючи з попереднього оформлення кожного з бланків.

Основними операціями з виявлення очікуваної (інженерної, пожежної, радіаційної чи хімічної) обстановки є визначення і відображення (з використанням тактичних знаків і пояснювальних написів):

• назви первинного уражального чинника конкретної НС;

• місця розташування та основних характеристик джерела цього чинника;

• форми, геометричних розмірів і просторового розташування зовнішніх меж зон можливого ураження (наприклад, зон повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань, або зон суцільних і окремих вторинних пожеж, або зони радіаційної небезпеки і зон помірного, сильного, небезпечного та надзвичайно небезпечного радіоактивного забруднення, або зони хімічного забруднення відповідно);

• можливого ступеня негативного впливу уражального чинника на елементи досліджуваного об’єкта (наприклад, повне, сильне, середнє чи слабке зруйнування конкретних елементів, або місця виникнення вторинних пожеж, або ділянки території об’єкта, які будуть забруднені радіоактивними чи небезпечними хімічними речовинами тощо з позначенням інтенсивності цього забруднення).

Основними операціями з оцінки очікуваної (інженерної, пожежної, радіаційної чи хімічної) обстановки є визначення і відображення (з використанням пояснювальних написів):

• можливих величин загальних і санітарних втрат персоналу об’єкта (населення);

• можливої величини втрати основних фондів і можливої величини збитків;

• можливого рівня конкретної НС;

• переліку заходів щодо забезпечення захисту персоналу (населення) у НС, підвищення фізичноі стійкості складових ОГ до впливу уражальних чинників кожної з цих НС з метою забезпечення його сталого функціонування;

• переліку невідкладних робіт у зоні надзвичайної ситуації, які необхідно буде провести для ліквідації її наслідків (з позначенням обсягів кожної з цих робіт, а також сил і засобів, необхідних для її виконання).

Виявлення та оцінка очікуваної інженерної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта у результаті вибуху. Противибуховий захист

Робота виконується з використанням інформації документа «Ідентифікація ПНО досліджуваного ОГ» і стандартного бланка «Картка очікуваної (інженерної, пожежної, радіаційної чи хімічної) обстановки, що може виникнути на території (назва досліджуваного об’єкта) у результаті (назва та місце виникнення події, що призведе до НС)» у такій послідовності:

• попереднє оформлення бланка;

• серед проідентифікованих ПНО, що входять до складу досліджуваного ОГ, найнегативнішу за наслідками НС може спричинити вибух газгольдера зі зрідженим пропаном;

• визначення та відображення назви первинного уражального чинника;

• визначення та відображення місця розташування і основних характеристик джерела цього уражального чинника;

• визначення та відображення форми, геометричних розмірів і просторового розташування зовнішніх меж зон можливих повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань;

• визначення та відображення можливого ступеня зруйнування кожного з елементів досліджуваного об’єкта;

• визначення та відображення можливої величини втрати основних фондів (ОФ);

• визначення та відображення можливої величини загальних (М_заг, ос.) і санітарних (М_сан, ос.) втрат виробничого персоналу (населення);

• визначення та відображення можливої величини збитків від НС (Зб);

• визначення та відображення можливого рівня надзвичайної ситуації;

• визначення і відображення заходів щодо захисту персоналу (населення), підвищення фізичної стійкості складових ОГ до впливу УЧ цієї НС та забезпечення його сталого функціонування;

• визначення та відображення переліку невідкладних робіт у зоні НС з позначенням об’ємів кожної з цих робіт.

При цьому відображення результатів вказаних операцій здійснюється з використанням тактичних знаків (синього кольору відповідної форми) і пояснювальних написів (які виконують чорним кольором креслярським шрифтом).

Попереднє оформлення бланка передбачає дописування у відповідні «пробіли» заголовку бланка пояснювальних написів: «інженерної»; «Павловського авіаційного заводу»; «неспровокованого вибуху газгольдера – 10211 (зріджений пропан – q, кг), R_{НС гран.конкр} = … за рік». Крім того у рамку «Виконав» слід дописати прізвище, ініціали, номер групи, особистий підпис та дату виконання документа.

Визначення та відображення назви первинного уражального чинника. Первинним уражальним чинником неспровокованого вибуху є повітряна ударна хвиля. Тому на вільний від інших зображень Плану місцевості бланка «Картки…» слід дописати пояснювальний напис у вигляді – «первинний уражальний чинник – повітряна ударна хвиля».

Визначення та відображення місця розташування і основних характеристик джерела уражального чинника. Джерелом повітряної ударної хвилі є центр вибуху хмари газоповітряної вибухонебезпечної суміші, яка утворюється в районі розташування газгольдера (елемент – 6 на Плані авіаційного заводу «Картки …») у разі його несанкціонованої розгерметизації. Тому місце розташування джерела первинного уражального чинника відображають з використанням тактичного знака «Епіцентр вибуху» (у вигляді круга синього кольору з діаметром 5 мм), який наносять на умовне позначення елемента – 6 на План авіаційного заводу.

Поряд з цим тактичним знаком виконують пояснювальний напис у вигляді дробу (у чисельнику якого записують назву горючої речовини («зріджений пропан») та її масу («q кг»), а у знаменнику – астрономічний час (Ч) і дату (Д) можливого виникнення НС): наприклад, « ».

Визначення та відображення форми, геометричних розмірів і просторового розташування зовнішніх меж зон можливих повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань. Оскільки можливий неспровокований вибух газгольдера відбуватиметься на відкритому майданчику, то повітряна ударна хвиля буде розповсюджуватися в межах верхньої напівсфери від центра вибуху у всіх напрямках в однакових умовах. Тому для наземних об’єктів зовнішні межі зони можливих повних зруйнувань (де надлишковий тиск у фронті повітряної ударної хвилі ∆Р_пух становить 50 кПа), зони можливих сильних зруйнувань (∆Р_пух=30 кПа), зони можливих середніх зруйнувань (∆Р_пух=20 кПа) і зони можливих слабких зруйнувань (∆Р_пух=10 кПа) мають форму концентричних кіл з центрами в епіцентрі вибуху. Враховуючи викладене, рекомендується відображати зовнішні межі зон можливих повних, сильних і середніх зруйнувань за допомогою тактичних знаків у

вигляді концентричних кіл синього кольору (з радіусами R₅₀, R₃₀ і R₂₀ відповідно), у розриві яких чорним кольором слід виконати пояснювальні написи – «50», «30» і «20» відповідно.

Тактичний знак синього кольору для відображення зовнішньої межі зони можливих слабких зруйнувань складається з дуг кола з радіусом R₁₀ довжиною (за хордою) 15 мм і «зубців» (висота і основа яких дорівнюють 4 мм, а вістря спрямовані до епіцентру вибуху). Згідно з вимогами ЄСКД пояснювальні написи «50», «30», «20» і «10» слід виконувати у «розривах» дуг тактичних знаків зовнішніх меж зон можливих повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань, які необхідно «розташовувати» на одному і тому ж промені від епіцентру вибуху на периферію. Вказаний промінь рекомендується орієнтувати таким чином, щоб пояснювальні написи не «затінювали» іншу інформацію (наприклад, у північно-західному напрямку). Самі ж дуги зовнішніх меж зон можливих зруйнувань слід відображати тільки в межах Плану авіаційного заводу «Картки …» (тобто «виходити» за межі умовного зображення огорожі заводу – 19 забороняється). При цьому значення величин R₅₀, м, R₃₀, м, R₂₀, м і R₁₀, м, визначаються з використанням таких співвідношень:

R₅₀ = 4,23 r_І,                                                                                 (1)

R₃₀ = 5,69 r_І,                                                                                 (2)

R₂₀ = 7,29 r_І,                                                                                 (3)

R₁₀ =11,28 r_І,                                                                   (4)

,                                                                                          (5)

r_ІІ = 1,7 r_І,                                                                                   (6)

де R₅₀, R₃₀, R₂₀, R₁₀ – радіуси зовнішніх меж зон можливих повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань відповідно, м (вважають, що межах кожної з цих зон надлишковий тиск у фронті повітряної ударної хвилі зменшується за лінійним законом); r_І, r_ІІ – радіуси зовнішніх меж зони детонаційної хвилі та зони дії продуктів вибуху відповідно, м (зовнішні межі вказаних зон на Плані авіаційного заводу не відображають, але при прогнозуванні можливого ступеню зруйнування елементів заводу обов’язково враховують, що надлишковий у фронті повітряної ударної хвилі зменшується за лінійним законом від 2000 кПа до 1350 кПа (у зоні детонаційної хвилі) і від 1350 кПа до 300 кПа (у зоні дії продуктів вибуху), м); q_пр – маса «запасів» зрідженого пропану, що містяться у газгольдері, кг. Слід також відзначити, що відображення зовнішніх меж зон можливих повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань на Плані авіаційного заводу «Картки …» необхідно здійснювати з урахуванням масштабу цього Плану (1:5000).

Примітка. Всі розрахунки (з використанням зазначених і наступних співвідношень) слід виконувати на зворотній стороні бланка «Картки...» або на окремому аркуші.

Визначення та відображення можливого ступеня зруйнування кожного з елементів авіаційного заводу здійснюють шляхом почергового виконання (стосовно кожного з елементів) комплексу таких операцій:

• визначення конкретного (найбільшого з можливих) значення величини надлишкового тиску повітряної ударної хвилі в районі «розташування» чергового елемента заводу – Р_{ел max}, кПа (величину Р_{ел max} визначають за «місцем розташування» конкретного елемента відносно зовнішніх зон повних, сильних, середніх і слабких зруйнувань, використовуючи їх як своєрідну «лінійку»);

• визначення типу та основних характеристик будівлі (споруди) конкретного досліджуваного елемента з використанням інформації розділу «Характеристика досліджуваного об’єкта»;

• визначення з використанням таблиці 1 (за даними про величину Р_{ел max}, кПа, тип і характеристики будівлі конкретного досліджуваного елемента) можливого ступеня зруйнування цього елемента;

• відображення зазначеного ступеня зруйнування конкретного досліджуваного елемента за допомогою тактичних знаків синього кольору у вигляді: двох нахилених прямих, що перетинають одна іншу, довжиною 10÷15 мм кожна – у разі повного зруйнування; овалу (нахилена велика вісь якого має довжину 10÷15 мм) з поперечними рисками (довжини яких і відстань між ними становлять 3-4 мм) – у разі сильного зруйнування; двох взаємно паралельних нахилених прямих (довжиною 10÷15 мм) з поперечними рисками (довжиною 3-4 мм) – у разі середнього зруйнування; однієї нахиленої прямої (довжиною 10÷15 мм) з поперечними рисками (довжиною 3-4 мм) – у разі слабкого зруйнування.

Вказані тактичні знаки слід «наносити» на умовне зображення (на Плані авіаційного заводу «Картки …») конкретного досліджуваного елемента. При цьому (згідно з вимогами ЄСКД) необхідно зберігати одну й ту ж величину кута нахилу вказаних прямих.

Слід також відзначити, що: при слабкому зруйнуванні будівлі (споруди) – пошкоджується її дах, руйнується заповнення вікон і дверей, починають руйнуватися ненесучі перегородки між окремими приміщеннями, частково руйнується штукатурне покриття а тому в цих приміщеннях люди можуть отримати травми і поранення навіть загинути, а обладнання і майно може бути пошкодженим; при середньому зруйнуванні будівлі (споруди) до ознак слабкого зруйнування додається повне зруйнування даху будівлі, повне зруйнування ненесучих перегородок, часткове зруйнування несучих стін і перекриттів, повне зруйнування штукатурного покриття (внаслідок чого в будівлі може виникнути пожежа через пошкодження електромережі), тому в цих приміщеннях люди можуть загинути або отримати травми, поранення, опіки та отруєння чадним газом, а обладнання та майно - зруйнування та пошкодження; при сильному зруйнуванні будівлі (споруди) від неї залишаються тільки пошкоджені несучі конструкції першого та іноді другого поверху, все інше перетворюється на уламки будівельних конструкцій, що утворюють завал, тому люди гинуть або отримують тяжкі травми, поранення, опіки й отруєння та ще й опиняються під завалом, а обладнання та майно – руйнується; при повному зруйнуванні вся будівля (крім підвальних приміщень) перетворюється в уламки будівельних конструкцій, які утворюють завал, тому люди гинуть, отримують тяжкі травми, поранення, опіки та отруєння, опиняються під завалом, а обладнання та майно руйнується.

Місця можливого виникнення завалів відображають на Плані авіаційного заводу за допомогою тактичного знака синього кольору у вигляді нахиленої прямої довжиною 10-15 мм, який наносять біля умовного позначення будівлі (споруди), де прогнозується сильне або повне зруйнування. Поряд з тактичним знаком завалу виконують пояснювальний напис у вигляді дробу (у чисельнику якого вказують висоту завалу – Н_зав, м, а у знаменнику – його довжину – Д_зав, м, і ширину Ш_зав, м): . При цьому величини висоти, довжини і ширини можливого завалу визначають з використанням співвідношень:

Н_зав ≤ 0,5 Н_буд,                                                                  (7)

Д_зав = Д_буд + Н_буд,                                                                       (8)

Ш_зав = Ш_буд + Н_буд,                                                              (9)

де Д_буд, Ш_буд і Н_буд – довжина, ширина і висота будівлі, м (на місці якого прогнозується утворення завалу).

Повні, сильні (а іноді й середні) зруйнування будівель (споруд, трубопроводів, підземних кабелів і повітряних ліній) можуть спричинити виникнення аварій, які супроводжуються виникненням вторинних НСТХ внаслідок вторинних: вибухів (пожеж) – 10211; аварій з викидом НХР – 10310; аварій з викидом РР – 10550 тощо. Результати такого прогнозу відображають на Плані заводу «Картки…» шляхом виконання поряд (з будівлею, трубопроводом, електрокабелем, конкретним видом комунально-енергетичних (КЕМ) або технологічних (ТМ) мереж; де прогнозується повне, сильне чи середнє зруйнування) пояснювального напису у вигляді номера коду сфери виникнення відповідної вторинної НСТХ.

Визначення та відображення кількості можливих аварій на конкретних видах КЕМ і ТМ здійснюється з використанням співвідношення:

,                                              (10)

де N_{ав.конкр.КЕМ(ТМ)} – кількість аварій, прогнозованих на конкретному виді КЕМ чи ТМ (наприклад, на газопроводі, теплотрасі, трубопроводі стиснутого повітря, електрокабелі та ін.), l_повн, l_сильн, l_сер – довжина ділянки конкретної КЕМ чи ТМ (яка за прогнозом може отримати повне, сильне чи середнє зруйнування), км; с_повн, с_сильн, с_сер – коефіцієнти, величина яких залежить від ступеня зруйнування досліджуваної ділянки конкретної КЕМ і ТМ (с_повн = 12 ав/км, с_сильн = 6 ав/км, с_сер = 4 ав/км).

Т а б л и ц я 1

Ступені зруйнування елементів (залежно від величини ∆Р_ф, кПа)

Результати такого розрахунку округляють до більшого цілого числа та відображають на вільній від інших зображень ділянці Плану місцевості «Картки…» у вигляді пояснювального напису, наприклад: «N_{ав.газопр} = …ав.»; «N_{ав.труб.стисн.пов} = …ав.»; «N_{ав.підз.каб} = …ав.».