Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра техногенно-екологічної безпеки
Практична робота №3
„ОЦІНКА ІНЖЕНЕРНОЇ ОБСТАНОВКИ ПРИ ВИБУХАХ І ЗЕМЛЕТРУСАХ”
Варіант №20
Вступ
Однією із причин великих 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, пари бензину і інших складових палива, лакофарбових розчинників, нерідкі випадки вибуху побутового газу.
Причинами вибухів газу, промислового (вугільного, дерев’яного пилу, газоповітряних сумішей) можуть служити 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 (Р (кПа).
Розрахунок точного значення надлишкового тиску при вибуху парогазоповітряної суміші поза приміщенням 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.
Землетруси - коливання земної кори, що виникають у результаті вибухів у глибині землі, розламів шарів земної кори, активної вулканічної діяльності. Область підземного удару викликає пружні коливання (сейсмічні хвилі), що поширюються по землі у всіх напрямках. Звичайно коливання земної кори спостерігаються у вигляді поштовхів, їхнє число і проміжки часу між ними можуть бути різноманітними і мало передбаченими. Землетруси захоплюють великі території і характеризуються руйнуванням будівель і споруд.
Хоча природа землетрусу різко відрізняється від природи вибухової хвилі, за наслідками дії його на промисловий об’єкт можна встановити певну аналогію між дією землетрусу і дією надлишкового тиску вибухової хвилі.
Розрахункова частина
Вихідні дані:
Відстань цеху від сховища вуглецевоводневих сполук, км 0,5
Маса пропану, т 1000
Характеристика механічного цеху:
будівля - масивна промислова
трубопроводи - на залізобетонних естакадах
Сила землетрусу, бали VIII
І. Вибух
1. Визначаються значення rІ і rІІ.
2. По заданій відстані від епіцентру вибуху визначається зона, в якій розташований об'єкт.
Оскільки rII = 297,5м < 500 м, то об'єкт розташований в ІІІ зоні
3. Визначається значення (Р в місці розташування об'єкта.
оскільки Ψ<2, то
кПа
4. З табл. Д1 визначаємо ступінь руйнування споруд.
При надлишковому тиску 103,3 кПа масивна промислова споруда та трубопроводи на залізобетонних естакадах зазнали повних руйнувань.
5. З табл. Д2 визначаємо характеристики руйнувань.
Повні руйнування означають, що в будовах і спорудах повністю зруйновані всі основні несучі конструкції і перекриття, відновлення елементів неможливе.
6. Розробляємо пропозиції по підвищенню стійкості об'єкта.
Заходи по підвищенню стійкості інженерно-технічного комплексу:
Будови і споруди:
зміцнення несучих конструкцій;
встановлення захисних валів, або заглиблення споруд.
Цінне обладнання:
розташування у захисних спорудах, або в спорудах з підвищенною стійкістю;
встановлення обладнання на фундаментах;
використання захисних конструкцій (ковпаків, козирків, навісів, тощо).
Системи газо-, водопостачання:
водопостачання з двох незалежних джерел;
захист вододжерел і резервуарів питної і технічної води;
створення обхідних (байпасних) ліній навколо водонапірних веж;
влаштування газорозподільних станцій і опорних пунктів обхідних газопроводів у підземному виконанні;
установлення у вузлових точках системи газопостачання автоматичних пристроїв, які спрацьовують при аварії.
Заходи по підвищенню стійкості виробничої діяльності об'єкта:
Захист працівників і службовців:
будівництво захисних споруд;
розосередження;
використання засобів індивідуального захисту.
Управління, оповіщення, зв'язок:
завчасне створення і обладнання запасних пунктів управління, оповіщення, зв'язку;
дублювання систем управління, оповіщення, зв'язку.
Постачання:
встановлення надійного зв'язку з підприємствами – постачальниками;
пошук можливостей переходу на місцеві джерела палива та сировини;
дублювання шляхів доставки палива та сировини.
Запаси матеріально – технічних засобів:
завчасне визначення необхідного об'єму запасів сировини, палива, обладнання, матеріалів та комплектуючих виробів;
забезпечення надійного зберігання запасів на об'єкті.
Підготовка до відновлення порушеного виробництва:
завчасна розробка документації по відновленню об'єкта;
створення необхідних запасів матеріальних засобів для відновлення виробництва;
завчасне створення бригад для проведення ремонтно-відновлювальних робіт.
ІІ. Землетрус
Згідно табл.3 дія на об'єкт землетрусу силою VIII балів еквівалентна дії на нього надлишкового тиску в 20-30 кПа. Це відповідає слабким руйнаціям масивної промислової споруди та трубопроводів на залізобетонних естакадах.
Слабким руйнаціям виробничих будов відповідає руйнування найменш міцних конструкцій будинків, споруд і агрегатів: заповнень дверних і віконних прорізів, зрив покрівлі; основне устаткування ушкоджене незначно. Відбудовні роботи зводяться до середнього відбудовного ремонту.
Слабким руйнаціям трубопроводів відповідає часткове ушкодження стиків труб, контрольно-вимірювальної апаратури, верхньої частини стінок оглядових колодязів. При відновленні міняються ушкоджені елементи.
Висновок
При вибуху 1000 т пропану буде спостерігатися повне руйнування масивної промислової споруди та трубопроводів на залізобетонних естакадах. Відновлення споруди і трубопроводів неможливе. Діяльність об'єкту після вибуху неможлива.
При землетрусі силою VIII балів будуть спостерігатися слабкі руйнування масивної промислової споруди та трубопроводів на залізобетонних естакадах. Відбудовні роботи зводяться до середнього ремонту та заміни ушкоджених елементів.