Дик А. А., Егоров В. Ф. Современные подходы к оценке устойчивости функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях
| Вид материала | Документы |
- Положение о повышении устойчивости функционирования объектов экономики Красноярского, 217.52kb.
- Положение об устойчивости функционирования организаций, предприятий и учреждений, 192.28kb.
- «Безопасность жизнедеятельности (раздел Защита населения и территорий в чрезвычайных, 405.92kb.
- Методическая разработка устойчивость функционирования отраслей и объектов экономики, 248.03kb.
- Российская Федерация Новгородская область Новгородский муниципальный район, 110.26kb.
- План мероприятий по повышению устойчивости функционирования объектов экономики в мирное, 50.18kb.
- Методологические подходы к оценке устойчивости лесного сектора экономики на базе индикаторов, 330.57kb.
- Конспект Тема №3, 137.63kb.
- Тверской Государственный Университет реферат, 339.93kb.
- Методическое пособие для выполнения курсовой работы по безопасности жизнедеятельности, 2022.36kb.
Дик А.А., Егоров В.Ф.
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
Проблема повышения устойчивости функционирования экономики и ее отдельных объектов до недавнего времени рассматривались применительно к чрезвычайным ситуациям, характерным для военного времени.
Вместе с тем в современных условиях на первое место вышли проблемы предупреждения ЧС мирного времени, особенно техногенного характера, а также смягчения последствий стихийных бедствий и создания условий для быстрейшей ликвидации их последствий.
Пожары, взрывы, выбросы взрыво-, пожароопасных и токсичных продуктов, стихийные бедствия все чаще становятся источниками ЧС, причиной гибели и травматизма людей, оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду.
Поэтому в Законах Российской Федерации [1,2] задачи повышения устойчивости функционирования (ПУФ) экономики как в военное, так и мирное время, определены одними из наиболее важных.
1. Общее понятие об устойчивости функционирования объектов экономики
в чрезвычайных ситуациях
При рассмотрении вопросов устойчивости объекта различают два понятия: устойчивость объекта экономики и устойчивость функционирования объекта экономики.
Под устойчивостью ОЭ понимают способность всего его комплекса, т.е. зданий, оборудования, складов, коммуникаций, транспорта противостоять разрушающему действию поражающих факторов в условиях ЧС.
Под устойчивостью функционирования ОЭ понимают способность его в ЧС выпускать продукцию в запланированном объеме и заданной номенклатуре (для непроизводственных объектов - выполнять свои функции в соответствии с предназначением), а в случае аварии (повреждения) восстанавливать производство в минимально короткие сроки.
Так как современный объект экономики представляет собой сложный инженерно-экономический комплекс, то его устойчивость будет напрямую зависеть от устойчивости составляющих элементов. К основным из них относятся:
здания и сооружения производственных цехов;
производственный персонал и защитные сооружения для укрытия рабочих и служащих;
элементы системы обеспечения (сырье, топливо, комплектующие изделия, электроэнергия, газ, тепло и т.п.);
элементы системы управления производством.
Несмотря на разнородность ОЭ можно выделить общие факторы, которые определяют устойчивостью функционирования ОЭ в условиях ЧС:
надежность защиты персонала от всех поражающих факторов возможных источников ЧС, в т. ч. вторичных;
способностью инженерно-технического комплекса (его строений, оборудования, коммунально-энергетических сетей) противостоять любым поражающим факторам;
надежностью системы обеспечения ОЭ всем необходимым для производственной деятельности (сырьем, топливом, комплектующими);
надежностью системы управления, оповещения и связи;
возможностью восстановить производство после разрушающего воздействия поражающих факторов;
наличие подготовленных аварийно-спасательных формирований ГО для проведения аварийно-спасательных и аварийно - восстановительных работ.
В военное время к этим факторам прибавляются и другие:
удаленность объекта от крупных городов, по которым возможен удар современными средствами поражения;
удаленность от радиационно и химически опасных объектов;
степень подготовленности сельскохозяйственных предприятий к защите животных, растений (запасы кормов, воды, механизация процессов производства, лекарственные препараты, средства обеззараживания т.п.);
наличие перерабатывающих предприятий и тепличных хозяйств и т.д.
Перечисленные факторы определяют основные требования к устойчивому функционированию объекта экономики в условиях ЧС и пути ее повышения, которые изложены в Нормах проектирования инженерно-технических мероприятий гражданской обороны (ИТМ ГО), а также разработанных на их основе ведомственных нормативных документах, дополняющих и развивающих требования действующих норм применительно к данной отрасли.
Нормы проектирования ИТМ ГО, как документ, изданы отдельной частью строительных норм и правил СНиП 2.01.51–90 "Инженерно – технические мероприятия гражданской обороны". Их реализация должна осуществляться на этапах проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации ОЭ.
С точки зрения обеспечения безопасности рабочих и служащих, население, проживающего вблизи объекта, важное место занимает мероприятия по исключению вторичных поражающих факторов. Поражение от вторичных факторов могут превзойти поражения от основных поражающих факторов. Потенциальные источники вторичных поражающих факторов:
объекты высокой пожаро- и взрывоопасности;
объекты, использующие опасные химические и радиоактивные вещества;
сооружения с перепадом уровней воды и др.
Вторичные факторы могут быть внутренними, когда их источником является разрушение самого объекта, и внешними, когда объект попадает в зону действия вторичных факторов, возникающих при разрушении других объектов.
Первоначально устойчивость закладывается еще на стадии проектирования здания, сооружения, промышленной установки, технологической линии. («Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» СНиП-11-01-95).
Однако с течением времени та устойчивость, которая была заложена в проект и воплощена при строительстве, начинает переставать соответствовать новым условиям. С течением времени здания, сооружения, оборудование стареют, к тому же, время от времени изменяются технологии, осваивается выпуск другой продукции, а вероятный противник постоянно работает над созданием все более эффективных средств вооруженной борьбы.
Поэтому возникает необходимость выявления слабых мест, которые появились в устойчивости с течением времени. Именно для этого и проводится исследование устойчивости. Делать это рекомендуется (Постановление СМ РСФСР № 249-13 от 7.05.81 г. «О проведении научно-исследовательских работ по повышению устойчивости функционирования») не реже одного раза в пять лет.
Главная цель исследований заключается в выявление слабых мест во всех системах и звеньях, определяющих живучесть ОЭ при ЧС мирного и военного времени, и разработке мероприятий по повышению устойчивости функционирования.
Данную работу организует руководитель предприятия, а руководит исследованиями главный инженер, с привлечением, если необходимо, научно-исследовательских и проектных организаций. Исследования проводятся в три этапа:
- Организационный.
- Оценка устойчивости работы.
- Разработка мероприятий по повышению устойчивости работы.
На первом этапе осуществляются мероприятия, направленные на организацию исследований. Данными мероприятиями являются:
- Определение объема исследований, сил и средств для их проведения.
- Назначение состава исследовательских групп.
- Разработка документов по организации исследований.
- Подготовка расчетно-исследовательских групп.
Продолжительность первого этапа - 1-2 недели.
Основными документами для организации исследования являются: приказ руководителя предприятия; календарный план основных мероприятий по подготовке и проведению исследования; план проведения исследования.
В приказе указываются: цель и задачи исследования, время, состав участников исследования и задачи их групп, сроки представления отчетной документации.
Календарный план подготовки и проведения исследования определяет основные мероприятия и сроки их проведения, ответственных исполнителей, силы и средства, привлекаемые для выполнения поставленной задачи.
План проведения исследования устойчивости функционирования объекта является основным документом, определяющим содержание работы руководителя и исследовательских групп главных специалистов. В нем указываются: тема, цель и продолжительность исследования, состав исследовательских групп и содержание их работы, порядок исследования.
В зависимости от состава основных производственно-технических служб на объекте могут создаваться следующие рабочие группы по исследованию устойчивости:
зданий и сооружений, старший группы – возглавляет заместитель руководителя объекта по капитальному строительству - начальник отдела капитального строительства (ОКС);
коммунально-энергетических систем, старший группы - главный энергетик;
станочного и технологического оборудования, старший группы - главный механик;
технологического процесса, старший группы – главный технолог;
управления производством, старший группы - начальник производственного отдела;
материально-технического снабжения (МТС) и транспорта, старший группы - заместитель руководителя объекта по материально-техническому снабжению.
Кроме того, создается группа штаба ГОЧС объекта, во главе с начальником штаба, которая оценивает устойчивость систем управления, оповещения и связи, защитные свойства строений по ослаблению радиации, определяет обеспеченность персонала средствами индивидуальной защиты, сохранность и готовность этих средств к выдаче, уточняет План гражданской обороны ОЭ.
Для обобщения полученных результатов и выработки общих предложений создается группа руководителя исследования во главе с главным инженером или начальником производственного отдела.
Организационные вопросы доводятся руководителем объекта до исполнителей. На данном этапе исполнителями изучаются методики оценки устойчивости, проведения инженерных расчетов, устанавливается порядок разработки мероприятий по повышению устойчивости элементов и систем объекта.
На втором этапе оценка устойчивости функционирования объекта в чрезвычайных ситуациях осуществляется в следующей последовательности:
определение вероятности возникновения ЧС и оценка влияния их на работу объекта;
оценка надежности защиты персонала объекта;
определение устойчивости системы управления;
оценка устойчивости зданий, сооружений и оборудования;
оценка надежности материально-технического снабжения и производственных связей;
определение готовности объекта к восстановлению нарушенного производства.
При оценке вероятности возникновения ЧС на объекте или вблизи его и ее влиянии на жизнедеятельность объекта:
определяются виды ЧС, которые могут возникнуть на объекте или вблизи его, их возможны характер, параметры поражающих факторов и продолжительность их воздействия;
прогнозируется возможный ущерб производству, зданиям и сооружениям, оборудованию и технологическому процессу;
прогнозируются последствия воздействия поражающих факторов на людей;
анализируется общее влияние ЧС того или иного вида на функционирование объекта.
При оценке надежности защиты персонала объекта:
определяется количество различных сооружений, которые могут быть использованы для укрытия персонала, и их защитные свойства;
производится расчет количества различных сооружений, которые могут быть использованы для укрытия персонала, и оценка их защитных свойств;
определяется максимальное количество персонала, которое может оказаться на объекте в момент укрытия;
рассчитывается количество недостающих мест в защитных сооружениях и в сооружениях, которые могут быть использованы для укрытия;
определяется возможность использования верхних этажей зданий для укрытия людей от некоторых видов поражающих факторов;
оценивается возможность быстрого вывода людей из рабочих помещений в случае возникновения ЧС, в т.ч. по сигналу «ВТ»;
определяется обеспеченность рабочего персонала и членов их семей СИЗ;
оценивается наличие в организации средств для оказания первой медицинской помощи пострадавшим при возникновении ЧС.
При оценке устойчивости системы управления объекта анализируется:
наличие, качество, защищенность и готовность пунктов управления и узлов связи;
план замещения руководящего состава организации при потерях.
При оценке устойчивости зданий, сооружений и оборудования определяется:
наличие элементов объекта, чувствительных к воздействию поражающих факторов (составляется перечень элементов организации с краткой их характеристикой в форме таблицы оценки устойчивости объекта);
степень разрушения элементов объекта при различных параметрах поражающих его факторов (результаты заносятся в таблицу оценки устойчивости. Устанавливается показатель устойчивости, т.е. максимальное значение поражающего фактора, при котором устойчивость работы объекта не нарушается);
наличие наиболее уязвимых элементов, существенно влияющих на работу объекта (по данным таблицы оценки устойчивости);
наличие технически возможного и экономически целесообразного предела повышения устойчивости слабых элементов;
необходимый перечень инженерно-технических мероприятий, направленных на повышение устойчивости наиболее важных элементов объекта.
При оценке надежности материально-технического снабжения и производственных связей определяется:
необходимое количество запасов сырья, топлива, комплектующих изделий и других материалов, обеспечивающих автономную работу объекта;
неразрывность существующих связей с поставщиками комплектующих изделий и потребителями готовой продукции;
наличие и реальность планов перевода производства на использование местных материалов.
При определении готовности объекта к восстановлению разрушенного производства оцениваются:
планы и графики восстановления организации при получении ими слабых и средних разрушений;
техническая документация для проведения восстановительных работ;
обеспеченность восстановительных работ материалами, оборудованием, строительными конструкциями;
наличие и подготовленность сил и средств для проведения восстановительных работ.
Каждая группа специалистов оценивает устойчивость определенных элементов производственного комплекса и производит необходимые расчеты, а затем разрабатывает предложения по проведению мероприятий, направленных на повышение устойчивости слабых мест, элементов, систем, приборов.
Учитывая большой объем работ на втором этапе исследования, его продолжительность составляет 1-2 месяца (в зависимости от характера промышленного объекта).
На третьем этапе результаты исследований обобщаются. Составляется отчетный доклад, разрабатываются и планируются мероприятия по повышению устойчивости работы организаций.
На основании оценки результатов проведенных исследований устойчивости осуществляется планирование мероприятий по повышению устойчивости функционирования ОЭ в условиях ЧС.
Планирование находит свое отражение в сводном плане мероприятий по повышению устойчивости. Этот план состоит из двух самостоятельных частей:
плана основных мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта на текущий год и перспективу;
план-графика наращивания мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта при угрозе возникновения ЧС.
Мероприятия, включаемые в План основных мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта на текущий год и перспективу, должны выполняться в мирное время в процессе очередного ремонта, реконструкции или перевооружения.
В план-график наращивания мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта включаются мероприятия (работы), осуществление которых начинается с возникновением угрозы нападения противника или возникновения ЧС природного или техногенного характера.
В план-график включаются мероприятия, не требующие больших капитальных вложений, трудоемкости и продолжительности выполнения работ, а также мероприятия, которые нецелесообразно выполнять в мирное время.
План-график наращивания мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта при угрозе возникновения ЧС включает в себя 3 раздела:
- В мирное время.
- При угрозе нападения.
- По сигналу «Воздушная тревога».
Продолжительность третьего этапа - 1-2 недели.
Для решения текущих вопросов устойчивости функционирования на ОЭ создается комиссия по повышению устойчивости функционирования (ПУФ) в мирное и военное время.
Основными задачами комиссии по ПУФ являются:
- Разработка и планирование мероприятий по ПУФ.
- Организация и проведение исследовательских работ по вопросам ПУФ.
- Проверка подготовки объекта к работе в условиях ЧС.
- Проверка эффективности мероприятий по ПУФ на командно-штабных учениях и тренировках.
- Подготовка руководящего состава и специалистов по вопросам повышения устойчивости функционирования.
Работы по исследованию устойчивости в полном объеме рекомендуется проводить, прежде всего, на категорированных объектах. Для средних и малых объектов разумно проводить исследования в сокращенном объеме.
Таким образом, при прогнозировании и оценке устойчивости функционирования объектов экономики учитываются следующие положения:
наиболее вероятные явления и процессы, которые могут явиться источниками ЧС (стихийные бедствия, аварии техногенного характера, применение противником современных средств поражения и т.д.);
основные поражающие факторы данных источников ЧС и какими параметрами оценивается их влияние на функционирование объекта. Оценивается устойчивость объекта по отношению к каждому из поражающих факторов. Для оценки физической устойчивости элементов объекта необходимо иметь показатель (критерий) устойчивости. В качестве такого показателя используются критический параметр Пкр. Критический параметр - это максимальная величина параметра поражающего фактора, при которой функционирование объекта не нарушается. Критерий Пкр позволяет оценить устойчивость объекта при одновременном воздействии нескольких поражающих факторов и выбрать наиболее опасный из них;
при воздействии перечисленных поражающих факторов могут возникать вторичные поражающие факторы;
на каждом объекте имеются главные, второстепенные и вспомогательные элементы. Поэтому анализ уязвимости объекта предполагает обязательную оценку роли и значения каждого элемента, от которого в той или иной мере зависит функционирование предприятия в условиях чрезвычайных ситуациях;
решая вопросы защиты и повышения устойчивости объекта, необходимо соблюдать принцип равной устойчивости ко всем поражающим факторам.
Повышение устойчивости ОЭ достигается путем заблаговременного проведения мероприятий, направленных на снижение возможных потерь и разрушений от поражающих факторов источников ЧС, создание условий для ликвидации чрезвычайных ситуаций и осуществления в сжатые сроки работ по восстановлению объекта экономики. Мероприятия осуществляются заблаговременно в мирное время (период повседневной деятельности), в угрожаемый период, а также в условиях чрезвычайной ситуации.
2. Прогнозирование и оценка устойчивости объектов в ЧС, связанных
с промышленными взрывами
Особую опасность с точки зрения возможных потерь и ущерба в чрезвычайных ситуациях представляют взрывы.
В различных отраслях промышленности России эксплуатируются более 1000 пожаро- и взрывоопасных объектов. Пожаро- и взрывоопасные объекты – предприятия, на которых хранятся, используются, производятся, транспортируются вещества приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву.
Взрыв – это процесс быстрого освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. При этом в окружающей среде образуется и распространяется взрывная волна. Взрыв несет опасность поражения людей и обладает разрушительной способностью. Взрывы могут быть направленными или объёмными. По виду взрывного вещества (ВВ) различают взрывы конденсированных ВВ (тротил, гексоген, порох и т. п.), взрывы газопаровоздушных смесей и взрывы аэрозолей (пылевоздушных смесей).
Основными поражающими факторами взрыва являются: ударная воздушная волна (УВВ), осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов техногенного образования, строительных деталей и т. д. Основными параметрами поражающих факторов взрыва являются: воздушной ударной волны – избыточное давление во фронте (ΔРф), скоростной напор воздуха (ΔРск) и время действия ΔРф; осколочного поля – количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлета. Однако на практике в качестве определяющего параметра воздушной УВВ принимают избыточное давление во фронте волны.
Этот фактор характерен для ЧС, источниками которых являются взрывы конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) газо-, паро-, пылевоздушных смесей, а также применение обычных и ядерных средств поражения в условиях военного времени.
При воздействии ударной волны взрыва с конкретным значением давления во фронте здание или технологическое оборудование может быть не разрушенным (не поврежденным) или получить различную степень разрушения повреждения (слабую, среднюю, сильную, полную). Численные значения давлений, при которых могут быть получены разрушения, получены экспериментальным путем и представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Степени разрушения различных видов объектов при действии
нагрузок от ударной волны
| № | Здания, сооружения и устройства различных видов транспорта | Значения ΔРФ (кПа), вызывающие разрушения | |||
| слабое | среднее | сильное | полное | ||
| 1 | Здания кирпичные (блочные) многоэтажные | 8-12 | 12-20 | 20-30 | 30-40 |
| 2 | Здания кирпичные (блочные) малоэтажные | 8-12 | 12-25 | 25-35 | 34-45 |
| 3 | Здания каркасного типа с легким заполнением | 10-20 | 20-50 | 50-80 | 80-120 |
| 4 | Здания тяговых подстанций, фидерных, трансформаторных | 10-30 | 30-60 | 60-70 | более 100 |
| 5 | Подземные кабельные линии электроснабжения и связи | 200-300 | 300-600 | 600-1000 | более 1000 |
| 6 | Подземные сети водопровода, канализации, газоснабжения | 400-600 | 600-1000 | 1000-1500 | более 1500 |
| 7 | Водонапорные башни | 20-40 | 40-60 | 60-70 | более 70 |
| 8 | Станочное оборудование депо и мастерских | 25-40 | 40-60 | 60-80 | более 80 |
| 9 | Кузнечно-прессовое оборудование | 50-100 | 100-150 | 150-200 | более 200 |
| 10 | Вагоны, платформы, цистерны | 30-40 | 40-80 | 80-100 | более 100 |
| 11 | Шоссейные дороги с твердым покрытием | 100-300 | 300-1000 | 1000-2000 | 2000-3000 |
| 12 | Автомобили грузовые, цистерны | 20-30 | 30-50 | 55-65 | более 65 |
| 13 | Автобусы и кунги | 15-20 | 20-45 | 45-60 | 60-80 |
| 14 | Автозаправочные станции | 20-30 | 30-40 | 40-60 | - |
| 15 | Заглубленные емкости (подземные резервуары) | 20-50 | 50-100 | 100-200 | более 200 |
| 16 | Магистральные трубопроводы | 200-350 | 350-600 | 600-1000 | - |
| 17 | Перекачивающие и компрессорные станции | 15-25 | 25-35 | 34-45 | более 45 |
| 18 | Резервуарные парки (заполненные) | 20-40 | 40-70 | 70-90 | более 90 |
| 19 | Частично заглубленные резервуары | 30-50 | 50-80 | 80-110 | более 110 |
| 20 | Защищенные пункты управления | 200-300 | 300-500 | 500-700 | более 700 |
| 21 | Гусеничные тягачи и тракторы | 30-40 | 40-60 | 60-80 | более 80 |
| 22 | ЛЭП воздушные высоковольтные | 20-60 | 60-100 | 100-160 | более 160 |
| 23 | Антенные устройства | 10-20 | 20-40 | 40-60 | более 60 |
Примечание. Значение величины ΔРФ во фронте ударной волны, вызывающей определенную степень разрушения, приведены для ядерного взрыва. Считается, что одинаковая степень разрушения ударной волной взрыва ВВ или газовоздушной смеси (ГВС) имеет место, если давление во фронте ударной волны взрыва ВВ или ГВС в 1,5-1,7 раза выше давления во фронте ударной волны ядерного взрыва.
На промышленных предприятиях наиболее взрывоопасными являются образующиеся в нормальных или аварийных условиях ГВС и ПВС. Из ГВС наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов, а так же паров ЛВГЖ. Взрывы ПВС происходят на мукомольном производстве, на зерновых элеваторах, при обращении с красителями, при производстве пищевых продуктов, лекарственных препаратов, на текстильном производстве.
В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов объекта экономики (ОЭ), гибель людей. Характеристики степеней разрушений (слабое, среднее, сильное, полное) элементов объекта (зданий, оборудования, сетей КЭС и т. п.) в зависимости от ΔРф приводятся в справочных таблицах.
Критерием устойчивости элементов объекта к воздействию УВВ принимается величина
РФ, при которой они сохраняются, либо получают слабые и средние разрушения и возможно восстановление производства. Эти значения принято считать пределом устойчивости объекта к УВВ - РФ 
.Должно соблюдаться условие:
РФ < РФ , Рассмотрим установленные критерии устойчивости некоторых элементов объекта.
Критерии устойчивости зданий, защитных сооружений, коммуникаций, проложенных под землей, определяются меньшим пределом среднего разрушения.
Критерии устойчивости технологического оборудования, коммуникаций, расположенных в здании, определяются меньшим пределом слабого разрушения.
Критерий устойчивости людей определяется меньшим пределом легких поражений (
РФ = 20 кПа), когда люди не теряют работоспособность.Критерии элементов ОЭ определяются из табл. 1, а избыточное давление
РФ, вызывающее различные разрушения, может быть определено следующим порядком.При взрывах газовоздушных смесей в открытом пространстве
При взрыве ГВС различают две зоны действия: детонационной волны – в пределах облака ГВС и УВВ - за пределами облака ГВС. В зоне облака действует детонационная волна, избыточное давление, Рф, во фронте которой принимается постоянным в пределах облака ГВС и приблизительно равным 17 кгс/см2 (1700 кПа).
В расчетах принимают, что зона действия детонационной волны ограничена радиусом r0, который определяется по формуле:
м,где:
- количество углеводородных газов до взрыва;
- коэффициент, учитывающий долю активного газа (долю продукта, участвующего во взрыве); 
- молярная масса газа, кг/кмоль (табл. 2);
- стехиометрическая концентрация газа в % по объему (табл. 2);Значение коэффициента k в данной формуле принимают в зависимости от способа хранения продукта:
Таблица 2 - Характеристики газопаровоздушной смеси
| Вещество, характеризующее смесь | Формула вещества, образующего смесь | Характеристики смеси | |||||
| mk кг/кмоль | стх, кг/м3 | Qстх, МДж/кг | С, об. % | ||||
| Газовоздушные смеси | |||||||
Аммиак | CH3 | 15 | 1,180 | 2,370 | 19,72 | ||
| Бутан | C4H10 | 58 | 1,328 | 2,776 | 3,13 | ||
| Бутилен | C4H8 | 56 | 1,329 | 2,892 | 3,38 | ||
| Метан | CH4 | 16 | 1,232 | 2,763 | 9,45 | ||
| Пропан | C3H8 | 44 | 1,315 | 2,801 | 4,03 | ||
| Пропилен | C3H6 | 42 | 3,314 | 2,922 | 4,46 | ||
| Этан | C2H6 | 30 | 1,250 | 2,797 | 5,66 | ||
Этилен | C2H4 | 28 | 1,285 | 3,010 | 6,54 | ||
| Паровоздушные смеси | |||||||
| Бензин авиационный | | 94 | 1,350 | 2,973 | 2,10 | ||
| Бензол | C6H6 | 78 | 1,350 | 2,937 | 2,84 | ||
| Дихлорэтан | C2H4Cl2 | 99 | 1,49 | 2,164 | 6,54 | ||
| Метанол | CH4O | 32 | 1,300 | 2,843 | 12,30 | ||
| Пентан | C5H12 | 72 | 1,340 | 2,797 | 2,56 | ||
| Толуол | C7H8 | 92 | 1,350 | 2,843 | 2,23 | ||
| Циклогексан | C6H12 | 84 | 1,340 | 2,797 | 2,28 | ||
| Этанол | C2H6O | 46 | 1,340 | 2,804 | 6,54 | ||
1 - для резервуаров с газообразным веществом;
0,6 - для газов, сжиженных под давлением.
Зона действия УВВ начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Избыточное давление во фронте УВВ в зависимости от расстояния r до центра взрыва может быть определено по формуле:
при ψ 
2 или
ΔРф =
при ψ > 2 , где ψ = 0,24 r /r0 = (0,24r)/(17,5
) – относительная величина.Рф, воздействующее на объект, может также определяется по табл. 3, исходя из соотношения:
Рф = f (r / r0),
где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемого объекта.
Таблица 3 - Зависимость ∆РФ соотношения
.| r/r0 | 0 - 1 | 1,01 | 1,04 | 1,08 | 1,2 | 1,4 | 1,8 | 2,7 |
| Рф,кПа | 1700 | 1232 | 814 | 568 | 400 | 300 | 200 | 100 |
| | ||||||||
| r/r0 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 12 | 20 | - |
| Рф,кПа | 80 | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 5 | - |
При непосредственном контакте ударной волны с преградой, расположенной перпендикулярно ее распространению, на преграду действует давление отраженной волны ΔРотр, которое определяется по формуле:
, где Ро – атмосферное давление, при нормальных условиях равное 101,325 кПа.
При зрывах газопаровоздушной смесей в производственных помещениях
Зону действия детонационной волны, ограниченную радиусом r0, в данном случае можно определить по формуле:
где
— коэффициент, м/кДж1/3;Э — энергия взрыва смеси, определяемая из выражения:
где V0 — свободный объем помещения, равный V0 = 0,8 • Vп , м3,
Vп — объем помещения, м3;
стх - плотность смеси стехиометрического состава, кг/м3 (табл. 2);
Qстх - энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси стехиометрического состава, кДж/кг (табл. 2);
С - стехиометрическая концентрация горючего по объему в % (табл. 2);
Далее, определяется ΔРф, воздействующее на рассматриваемый объект. При расположении объекта перпендикулярно распространению УВВ учитывается давление отраженной волны ΔРотр.
При взрывах пылевоздушных смесей в производственных помещениях
Радиус r0, детонационной волны определяется как при взрыве газопаровоздушной смеси , в которой энергия взрыва определяется из выражения:
Э = m ∙ Q, кДж,
где m — расчетная масса пыли, кг;
Q — удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг, представлена в табл. 4.
При оперативном прогнозировании расчетная масса пыли определяется из условия, что свободный объем помещения будет полностью заполнен взвешенным дисперсным продуктом, образуя при этом ПВС стехиометрической концентрации:
Таблица 4 - Показатели взрывных явлений пыли
| Вещество | нкпр, г/м3 | Q , МДж/кг |
| Полистирол | 27,5 | 39,8 |
| Полиэтилен | 45,0 | 47,1 |
| Нафталин | 2,5 | 39,9 |
| Фталиевый ангидрид | 12,6 | 21,0 |
| Уротропин | 15,0 | 28,1 |
| Адипиновая кислота | 35,0 | 19,7 |
| Сера | 2,3 | 8,2 |
| Алюминий | 58,0 | 30,13 |
m =
, кг, где V0 - свободный объем помещения, (V0=0,8 Vп ), м3;
Vп — объем помещения (см.табл. исходных данных),
С - стехиометрическая концентрация пыли, г / м3,
С 3
нкпр, где нкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени – это минимальное содержание пыли в смеси с воздухом, при котором возможно возгорание (см. табл. 4).
Далее определяется избыточное давление во фронте УВВ Рф, воздействующее на рассматриваемый объект.
3. Основные направления повышения устойчивости функционирования ОЭ
в чрезвычайных ситуациях
Главными направлениями в системе мер по сохранению и повышению устойчивости функционирования объектов в чрезвычайных ситуациях являются:
перевод потенциально опасных предприятий на современные, более безопасные, технологии и вывод их из населенных пунктов;
внедрение автоматизированных систем контроля и управления за опасными технологическими процессами;
разработка системы безаварийной остановки технологически сложных производств;
внедрение систем оповещения и информирования о ЧС;
защита людей от поражающих факторов в ЧС;
снижение количества опасных веществ и материалов на производстве;
наличие и готовность сил и средств для ликвидации ЧС;
улучшение технологической дисциплины и охраны объектов.
Для реализации каждого из этих направлений проводятся организационные, инженерно-технические и специальные мероприятия.
Организационными мероприятиями обеспечиваются заблаговременная разработка и планирование действий органов управления, сил, средств, всего персонала объектов при угрозе возникновения и возникновении ЧС.
Такие мероприятия включают:
прогнозирование последствий возможных ЧС и разработку планов действий, учитывая весь комплекс работ в интересах повышения устойчивости функционирования объекта; создание и оснащение центра аварийного управления объекта и локальной системы оповещения; подготовку руководящего состава к работе в ЧС; создание специальной комиссии по устойчивости и организации ее работы; разработку инструкций по снижению опасности возникновения аварийных ситуаций, безаварийной остановке производства, локализации аварий и ликвидации последствий, а также по организации восстановления нарушенного производства; обучение персонала соблюдению мер безопасности, порядку действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, локализации аварий и тушению пожаров, ликвидации последствий и восстановлению нарушенного производства; подготовку сил и средств локализации аварийных ситуаций и восстановления производства; подготовку эвакуации населения из опасных зон; определение размеров опасных зон вокруг потенциально опасных объектов; проверку готовности систем оповещения и управления в ЧС; организацию медицинского наблюдения и контроля за состоянием здоровья лиц, получивших дозы облучения.
Инженерно-технические мероприятиями осуществляется повышение физической устойчивости зданий, сооружений, технологического оборудования и производства в целом, а также создание условий для его быстрейшего восстановления, повышения степени защищенности людей от поражающих факторов ЧС.
К ним относятся:
создание на всех опасных объектах системы автоматизированного контроля за ходом технологических процессов, уровней загрязнения помещений и воздушной среды цехов опасными веществами и пылевыми частицами; создание локальной системы оповещения о возникновении ЧС персонала объекта, населения, проживающего в опасных зонах (радиационного, химического и биологического заражения, катастрофического затопления и т.п.); накопление фонда защитных сооружений и повышение защитных свойств убежищ и ПРУ в зонах возможных разрушений и заражения; противопожарные мероприятия; сокращение запасов и сроков хранения взрыво-, газо- и пожароопасных веществ, обвалование емкостей для хранения, устройство заглубленных емкостей для слива особо опасных веществ из технологических установок; безаварийная остановка технологически сложных производств; локализация аварийной ситуации, тушение пожаров, ликвидация последствий аварии и восстановление нарушенного производства; дублирование источников энергоснабжения; защита водоисточников и контроль качества воды; герметизация складов и холодильников в опасных зонах; защита наиболее ценного уникального оборудования.
Специальными мероприятиями достигается создание благоприятных условий для проведения успешных работ по защите и спасению людей, попавших в опасные зоны, и быстрейшей ликвидации ЧС и их последствий. Такими мероприятиями являются:
накопление средств индивидуальной защиты органов дыхания; создания на химически опасных объектах запасов материалов для нейтрализации разлившихся АХОВ и дегазации местности, зараженных строений, средств транспорта, одежды и обуви; разработка и внедрение автоматизированных систем нейтрализации выбросов АХОВ; обеспечение герметизации помещений в жилых и общественных зданиях, расположенных в опасных зонах; разработка и внедрение в производство защитной тары для обеспечения сохранности продуктов и пищевого сырья при перевозке, хранении и раздаче продовольствия; регулярное проведение учений и тренировок по действиям в ЧС с органами управления, формированиями, персоналом организаций; разработка и внедрение новых высокопроизводительных средств дезактивации и дегазации зданий, сооружений, транспорта и специальной техники; накопление средств медицинской защиты и профилактики радиоактивных поражений людей животных в районах АЭС.
Таким образом, нами рассмотрены общие сведения о чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени, источниках их возникновения и их поражающих факторах. Изложены основы прогнозирования и оценки устойчивости объектов экономики в условиях воздействия данных поражающих факторов на основе упрощенных математических моделей. Рассматриваемые модели учитывают случайный характер как воздействия негативных факторов на объекты, так и сопротивление самих объектов этим воздействиям.
Рассмотренные вопросы могут быть полезными для преподавателей и студентов вузов при изучении вопросов устойчивости объектов экономики в чрезвычайных ситуациях, а также специалистам объектового звена Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Список использованной литературы:
1. Федеральный закон от 12.02.98г. № 28-ФЗ “О гражданской обороне”.
2. Федеральный закон от 21.12.94г. № 68-ФЗ “О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера”.
3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: Учебное пособие / В.А.Акимов и др. М.: Высш. шк. - 2006..