МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”
ВИДАВНИЧО-ПОЛІГРАФІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Кафедра репрографії
Практичне завдання
з дисципліни «Цивільний захист»
на тему: «Прогнозування та оцінювання інженерної й пожежної обстановки під час аварії на вибухонебезпечних об’єктах»
Варіант № 1.
Студентка гр. ЗРп-81
______________________
(підпис)
“___”___________20___ р.
Викладач
______________________
Демчук Г. В.
(підпис)
“___”___________20___ р.
Київ – 2013
Вступ.
Особливо небезпечними за своїми наслідками є аварії на вибухонебезпечних об'єктах. До вибухонебезпечних відносять не тільки об'єкти, що виробляють або зберігають вибухові речовини, але й об'єкти, де створюються вибухонебезпечні суміші горючих речовин з повітрям у дрібно-дисперсійному стані (вугільний пил, дерев’яний пил, борошно, цукрова пудра та ін.). Найчастіше вибухають суміші з повітрям вуглеводневих сполук (метану, пропану, бутану та їх похідних).
Наслідками таких вибухів є:
• руйнування будівель, обладнання, комунікацій,
• пожежі,
• ураження людей
Розрахункову частину
Вихідні дані:
– відстань від цеху до місця аварії (вибуху) R0 = 1,1 км;
– тип вибухової речовини – пропан;
– маса вибухової речовини Q = 1000 т;
– характеристики елементів цеху:
– будівля цеху: виробнича, одноповерхова, цегляна;
– межа вогнестійкості несучих стін – 2,5 год, перекриттів – 1 год;
– обладнання: верстати важкі, контрольно-вимірювальна апаратура в цеху, трубопроводи наназемні, кабельні мережі наземні;
– категорія виробництва з пожежної небезпеки – Б;
– щільність забудови об’єкта Щ = 10 %.
Розв’язання задач
Задача 1. Визначення параметрів ОУ і можливого попадання цеху в зону ураження (ЗУ).
Параметри визначаємо за графіком (рис. 1), виходячи з того, що тип вибухової речовини – пропан.
Рис. 1. Графік для визначення радіусів зон руйнування залежно від маси вуглеводневого продукту
Радіус ОУ Rос і радіус зони слабких руйнувань Rсл (на зовнішній межі якої ΔPф = 10 кПа) за вибуху продукту масою Q = 1000 т становить Rос = Rсл = 2000 м.
Радіус зони середніх руйнувань Rср = 1380 м, якщо ΔPф = 20 кПа; сильних Rсил = 1060 м, якщо ΔPф = 30 кПа; повних Rп = 470 м, якщо ΔPф = 50 кПа.
2) Порівнюємо відстань від цеху до місця аварії R0 = 1100 м і радіус ОУ Rос = 2000 м.
Оскільки R0 < Rос, цех може опинитися в осередку ураження ударної хвилі вибуху в зоні II середніх руйнувань
Задача 2. Визначення величини надмірного тиску УХ,
очікуваного в районі цеху (ΔPф).
1) Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони I):
2) Визначаємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони II):
Порівнюючи відстань від цеху до місця аварії (R0 = 1100 м) з радіусом зони I (138,8 м) і зони II (235,9 м), робимо висновок, що об’єкт опиниться за межами цих зон, тобто в зоні повітряної УХ (зона III).
3) Визначаємо надмірний тиск УХ у зоні III на відстані R0 = 1100 м за формулою:
.
Висновок: цех знаходиться у ІІІ зоні – дії повітряної УХ , очікується максимальний надмірний тиск 28,66 кПа.
Задача 3. Визначення ступеня руйнувань елементів цеху та очікуваних збитків.
Визначають ступінь руйнувань елементів, враховуючи тиск ∆Pф, що очікується на об’єкті (див табл. 1)
Таблиця 1. Ступінь руйнування виробничіх, адміністративних будівль та споруд залежно від надмірного тиску ударної хвилі ΔPф, кПа
Елементи об’єкта
Ступінь руйнувань
Слабкі
Середні
Сильні
Повні
1. Виробничі, адміністративні будівлі та споруди
Цегляні малоповерхові будівлі один поверх
8–15
15–25
25–35
35–45
2. Деякі види обладнання
Верстати важкі
25–40
40–60
60–70
–
Контрольно-вимірювальна апаратура
5–10
10–20
20–30
30
3. Комунально-енергетичні мережі та споруди
Кабельні наземні мережі
10–30
30–50
50–60
60
Трубопроводи наземні
20
50
130
–
2) Визначають очікувані збитки (відсоток ушкоджених, зруйнованих конструкцій, елементів, обладнання) за табл. 2, залежно від можливого ступеня руйнування даного елемента за очікуваного ∆Pф. Характеристика руйнування таблиця 2.
Таблиця 2. Ступінь руйнування будівль таобладнання залежно від надмірного тиску ударної хвилі ΔPф, кПа
Елементи об’єкта
Ступінь руйнувань
Описання руйнування
1. Виробничі, адміністративні будівлі та споруди
Цегляні малоповерхові будівлі один поверх
Сильні
Значна деформація несучих конструк-цій, руйнування більшої частини пере-криттів і стін
2. Деякі види обладнання
Верстати важкі
Слабкі
Пошкодження окремих елементів обладнання, важелів керування, ви-мірювальних приладів
Контрольно-вимірювальна апаратура
Сильні
Зміщення фундаменту і деформація верстатів, тріщини в деталях, розри-ви в кабельних мережах і трубопро-водах
3. Комунально-енергетичні мережі та споруди
Кабельні наземні мережі
Слабкі
Пошкодження окремих елементів обладнання, важелів керування, ви-мірювальних приладів
Трубопроводи наземні
Слабкі
Задача 4. Визначення можливих утрат виробничого персоналу.
За ΔPф = 28,66 кПа люди отримають травми:
а) на відкритій місцевості – середні ступеня (легка контузія організму, часткова втрата слуху);
б) у будинку цеху за сильних і середніх руйнувань може вижити 50 % людей, більшість з яких буде уражена прямою дією УХ і додатково непрямою дією – уламками зруйнованих будівель та споруд, а також може опиниться під завалами
Задача 5. Визначення можливого характеру пожеж на об’єкті.
Визначаємо (за таблицею 5), що на об’єкті можуть виникнути окремі пожежі з переходом у суцільні через 1–2 год, виходячи з того, що:
– категорія виробництва за пожежною небезпекою – Б (задано);
– очікується надмірний тиск УХ ΔPф > 20 кПа;
– щільність забудови Щ = 10 % (задано);
– ступінь вогнестійкості будівель – I (визначено за табл.4 для заданих меж вогнестійкості несучих стін – 2 год, перекриттів – 1 год).
Таблиця 4. Характеристика ступенів вогнестійкості будівель і споруд
Ступінь
Елементи будівель
Несучі стіни
і стіни сходових клітин
Перекриття міжповерхові і на горищі
Перегородки внутрішні (ненесучі)
I
Незаймисті, 2,5 год
Незаймисті, 1 год
Незаймисті, 0,5 год
II
Незаймисті, 2 год
Незаймисті, 0,75 год
Незаймисті, 0,25 год
III
Незаймисті, 1 год
Важкозаймисті, 0,25 год
Важкозаймисті, 0,25 год
IV
Важкозаймисті, 0,5 год
Важкозаймисті, 0,25 год
Важкозаймисті, 0,25 год
V
Займисті
Займисті
Займисті
Примітка. Цифрами позначено межі вогнестійкості, що визначаються часом від початку впливу вогню на конструкцію до моменту втрати нею несучої здатності, втрати цілісності
Визначають характер пожеж на об’єкті залежно від можливого ступеня руйнувань таблиця 5.
Таблиця 5. Можлива пожежна обстановка після вибуху
Характер забудови та категорія пожежної небезпеки виробництва
Ступінь вогнестійкості будівель
(Рф,
кПа
Очікувана обстановка
Упродовж перших 30 хв
Через 1–2 год після вибуху
Міська забудова або виробництво В, Г, Д категорій пожежної небезпеки
I
20–50
Окремі пожежі
Суцільні пожежі, щільність забудови становить, %:
Щ ( 10
Загальні висновки і пропозиції
1. У разі аварії з вибухом механічний цех може опинитися в зоні середніх руйнувань. Сильних руйнувань зазнає контрольно-вимірювальна апаратура, тому цех нестійкий до дії УХ.
2. Для зменшення наслідків упливу вибуху на цех здійснити такі заходи:
– укріпити будівлю цеху установленням додаткових колон, ферм, підкосів;
– верстати надійно закріпити на фундаменті, установити захисні ковпаки або навіси;
– створити 50 %-ний запас контрольно-вимірювальної апаратури і зберігати в безпечному місці;
– установити на вікнах металеві сітки, щоб розбите скло не потрапляло в приміщення цеху;
порушити питання щодо перенесення вибухонебезпечного об’єкта на більшу відстань або зменшення вибухової речовини до безпечної кількості.
Табл. 6. Результати прогнозування та оцінювання наслідків аварії
В якій зоні руйнування об'єкт. Надмірний тиск
Елементи цеху
Ступінь руйнування
Очікувані збитки, %
Характер пожеж
Ступінь ураження виробничого персоналу
Зона середніх руйнувань,
ΔPф = 28,66 кПа
Будівля
сильні
50-90
Упродовж перших 30 хв. окремі пожежі, через 1-2 год. після вибуху суцільні пожежі
Легка контузія ор-ганізму, часткова втрата слуху, ви-вихи, кінцівок.
Може вити до 50 % людей отримають до-датково ураження уламками
Верстати
Слабкі
10-30
Трубопроводи
Слабкі
10-30
Кабельні мережі
Слабкі
10-30
Контрольно-вимірювальна апаратура
Сильні
50-90