Теоретические и экологические основы безопасности жизнедеятельности

3. По характеру поражающих факторов или источников опасности:

1) тепловые;

2) химические;

3) радиоактивные;

4) воздействие ударной волны или урагана;

5) гидрологические;

6) биологические.

4. По характеру воздействия на основные объекты поражения:

1) разрушение;

2) заражение;

3) затопление;

4) пожары.

5. По причинам возникновения аварий:

1) неудачные проектные решения, отступление от проектной документации;

2) недооценка действующей нагрузки (снег, производственная пыль, ветер и т.п.);

3) потеря устойчивости;

4) некачественные изготовление, монтаж конструкции;

5) нарушение правил эксплуатации;

6) аварии в результате усталости, вибраций, коррозии;

7) непредвиденные стихийные бедствия (погодные, геофизические и т.п.).

6. По степени внезапности:

1) внезапные (взрывы, транспортные аварии, землетрясения);

2) быстро распространяющиеся (пожары, выброс аварийно химически опасных веществ (АХОВ), гидродинамические аварии с образованием волн прорыва, сель);

3) умеренно распространяющиеся (выброс радиоактивных веществ, аварии на коммунальных системах, извержение вулканов, половодье);

4) медленно распространяющиеся (аварии на очистных сооружениях, засуха, эпидемии, экологические отклонения).

7. По отраслям экономики, где могут возникнуть ЧС:

1) на транспорте;

2) в промышленности и энергетике;

3) в строительстве;

4) в коммунально-жилищной сфере.

8. По долговременности и обратимости последствий:

1) кратковременного воздействия (загрязнение участка местности аварийно химически опасными веществами (АХОВ); затопление отдельных населенных пунктов в период паводка, интенсивного снеготаяния и т.п.);

2) долговременного воздействия (загрязнение местности радиоактивными веществами; спад уровней радиации до допустимых в среднем происходит через 10 периодов полураспада основных радионуклидов).

Для практического использования общей классификации ЧС в единой системе предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях разработаны классификаторы, ЧС по группам, типам и видам, позволяющие специальным образом кодировать ЧС.

Очаги поражения, создаваемые при чс

В последовательности развития чрезвычайных ситуаций можно выделить три характерные фазы.

1-я фаза - накопление дефектов в оборудовании или отклонений от нормального состояния или процессов. Эта фаза может длиться минуты, сутки или даже годы. Сами по себе дефекты или отклонения еще не приводят к аварии, но готовят почву для нее. Операторы, как правило, не замечают этой фазы из-за невнимания к регламенту или из-за не достатка информации о работе объекта, так что у них не возникает чувства опасности.

2-я фаза - происходит неожиданное и редкое событие, которое существенно меняет ситуацию. Операторы пытаются восстановить нормальный ход технологического процесса, но, не обладая полной информацией, зачастую только усугубляют развитие аварии. В этот период в ряде случаев еще может существовать реальная возможность либо ее предотвратить, либо существенно уменьшить ее последствия.

3-я фаза - на этой фазе еще одно неожиданное событие - иногда совсем незначительное - играет роль толчка, после которого техническая система перестает подчиняться людям и происходит катастрофа.

На третьей фазе развития чрезвычайной ситуации образуется очаг поражения.

Очаг поражения - ограниченная территория, в пределах которой под воздействием поражающих факторов ЧС произошли массовая гибель или поражение людей различной степени тяжести, уничтожение сельскохозяйственных животных и растений, значительные разрушения или повреждения зданий, сооружений, технологического оборудования, нанесен ущерб окружающей природной среде.

Очаги поражения могут быть простыми (при воздействии одного поражающего фактора) и комбинированными (при воздействии двух и более поражающих факторов), они могут иметь на местности различные очертания.

Для оценки ущерба, причиненного объекту, установлены следующие степени разрушения зданий, сооружений, технологического оборудования.

1. Полное разрушение:

а) для зданий и сооружений - обрушение всего сооружения, в пределах периметра здания образуется сплошной завал, здание не подлежит ремонту, подвальные и цокольные этажи полностью разрушены;

б) для технологического оборудования - приходит в полную негодность. Ущерб от разрушения составляет 90…100 % балансовой стоимости объекта.

2. Сильное разрушение:

а) для зданий и сооружений - разрушение части стен и перекрытий нижних этажей и подвалов, в результате чего повторное использование помещений невозможно или нецелесообразно;

б) для технологического оборудования - смещение с фундаментов, деформация станин, трещины в деталях, изгиб валов и осей, повреждение электропроводки, ремонт и восстановление, как правило, нецелесообразны. Ущерб составляет 50…90 %.

3. Среднее разрушение:

а) для зданий и сооружений - разрушение внутренних перегородок, дверей, окон и перекрытий, появление трещин в стенах и в оборудовании чердачных перекрытий, подвалы сохраняются, восстановление возможно в порядке проведения капитального ремонта;

б) для технологического оборудования - повреждение и деформация основных деталей, повреждение электропроводки, приборов автоматики, использование оборудования возможно после капитального ремонта. Ущерб составляет 30…50 %.

4. Слабое разрушение:

а) для зданий и сооружений - разрушение оконных и дверных заполнений и легких перегородок, появление трещин в стенах верхних этажей, восстановление возможно в порядке проведения среднего ремонта;

б) для технологического оборудования - повреждение шестерен и передаточных механизмов, обрыв маховиков и рычагов управления, разрыв приводных ремней, восстановление возможно без полной разборки с заменой поврежденных частей. Ущерб составляет 10…30 %.

Для определения возможного характера разрушений, ущерба и установления объема аварийно-спасательных и других неотложных работ в очаге поражения в условиях ЧС условно выделяются следующие зоны:

а) зона полных разрушений может возникнуть при воздействиях ударной волны с избыточным давлением 50 кПа и более, интенсивности землетрясения 11…12 баллов, урагана 17 баллов (скорость ветра более 64 м/с);

б) зона сильных разрушений может возникнуть при воздействиях ударной волны с избыточным давлением 30…50 кПа, интенсивности землетрясения 9…10 баллов, урагана 16 баллов (53,5 м/с);

в) зона средних разрушений может возникнуть при ударной волне с избыточным давлением 20-30 кПа, землетрясений с интенсивностью 7…8 баллов, урагана 14…15 баллов (44…49 м/с);

г) зона слабых разрушений возникает при воздействии ударной волны с избыточным давлением 10-20 кПа, землетрясении 5-6 баллов, урагана 12…13 баллов (33…40 м/с).

Контрольные вопросы

1. Перечислите общие признаки, характеризующие чрезвычайную ситуацию.

2. Назовите основные законодательные и подзаконные акты РФ по ЧС.

3. Какие группы стандартов входят в комплекс стандартов «Безопасность в ЧС»? Дайте краткую характеристику стандартов каждой группы. Покажите на примерах структуру обозначения стандартов комплекса БЧС.

4. Сформулируйте понятия «чрезвычайная ситуация», «авария», «катастрофа», «стихийное бедствие».

5. По каким признакам осуществляется классификация ЧС? Приведите примеры классификаций ЧС.

6. Назовите критерии отнесения ЧС к локальной, местной, территориальной, региональной, федеральной, трансграничной.

7. Назовите три характерные фазы развития техногенной ЧС.

8. Сформулируйте понятие очага поражения.

9. Назовите характерные зоны в очаге поражения и дайте их характеристику.

Стихийные бедствия, характерные
для территории России

Территория России, охватывая почти все физико-географические зоны, периодически подвергается воздействию тех или иных стихийных бедствий. Основными из них являются землетрясения, наводнения, оползни, сели, обвалы, ураганы, цунами, лесные пожары и др.

Наиболее разрушительными и часто встречаемыми являются землетрясения и наводнения.

Землетрясения

Землетрясения представляют собой подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений, разрыва земной коры или верхней части мантии, передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Механизм тектонических землетрясений: под действием глубинных тектонических сил возникают напряжения, слои земных пород деформируются, сжимаются в складки и с наступлением критических перегрузок смещаются и рвутся, образуя разломы земной коры. Разрыв совершается мгновенно толчком или серией толчков, имеющих характер удара. При землетрясении по разлому происходит разрядка энергии, накопившейся в недрах; энергия, выделившаяся на глубине в точке разрыва - гипоцентре или очаге землетрясения, передается посредством упругих волн в толще земной коры и достигает поверхности земли, где производит разрушения.

Территорию, охватывающую область известных и ожидаемых очагов землетрясений и подверженную их воздействию, называют сейсмической областью (зоной). Она представляет собой линейно вытянутые зоны-пояса в областях наиболее интенсивных современных тектонических движений. Известны два главных сейсмических пояса: Средиземноморско-Азиатский, простирающийся через юг Евразии от берегов Португалии на запад до Малайского архипелага на восток, и Тихоокеанский, охватывающий кольцом берега Тихого океана.

В пределах стран СНГ сейсмоопасные районы составляют 28,6 % терри-тории, районы землетрясений с интенсивностью 9 баллов находятся в странах средней Азии, в районах Прибайкалья, на Камчатке и Курильских островах, с интенсивностью 8 баллов - в Молдавии, Крыму, Южной Сибири и на Кавказе.

Основными параметрами, характеризующими землетрясение, являются магнитуда, интенсивность проявления землетрясения, радиус района, охваченного разрушительным воздействием (достигает 80…160 км), длительность сильных сотрясений грунта (может колебаться в пределах 30…90 с), глубина залегания гипоцентра (достигает 10…30 и более километров).

Магнитуда землетрясения (м) - условная величина, характеризующая количество энергии, выделившейся в очаге землетрясения. Численно она пропорциональна десятичному логарифму амплитуды смещения грунта, выраженной в микрометрах, зафиксированной сейсмографом на расстоянии
100 км от эпицентра землетрясения. На каждой сейсмической станции имеются сложные поправочные формулы, учитывающие расстояние до эпицентра и направление на него, глубину очага и местные геологические условия. Шкала магнитуды Рихтера - шкала эмпирическая и неточная (по выражению самого Рихтера, этот метод является грубым, на разных сейсмических станциях при одном и том же землетрясении магнитуда может существенно различаться).

Пример. На одной из сейсмических станций, расположенной в 300 км от эпицентра, записана сейсмограмма с максимальной амплитудой 20 мм
(20000 мкм). С помощью номограммы, приведенной на рис. 43, определить значение магнитуды Рихтера.

Рис. 43. Номограмма для определения магнитуды Рихтера

Для того чтобы определить магнитуду Рихтера, вначале следует определить эпицентральное расстояние этого землетрясения (например, 300 км). Далее необходимо действовать следующим образом:

1) измерить амплитуду на сейсмограмме (например, 20 мм);

2) провести прямую линию, соединяющую значения амплитуды и эпицен-трального расстояния;

3) значение магнитуды будет на средней шкале (в нашем случае - 5,3).

Примечание. Эта номограмма построена для определенной сейсмической станции; на каждой станции используется своя номограмма.

Поскольку шкала магнитуды логарифмическая, увеличение магнитуды на единицу означает десятикратное возрастание амплитуды смещения грунта. Нулевая магнитуда не означает, что землетрясения нет, т.к. нуль - это логарифм единицы. Это землетрясение, хотя и очень слабое, совершенно неощутимое для людей. Если магнитуда равна 1, это означает, что амплитуда равна 0,1 мкм.

Для получения по магнитуде (м) величины энергии (Е), эрг, можно воспользоваться следующим соотношением:

lg Е = 9,9 +1,9 м - 0,024 м2;

1 Дж = 107 эрг.

На Земле еще не было зарегистрировано землетрясения с магнитудой 9, что соответствует энергии в 1018 джоулей.

Интенсивность проявления землетрясения на поверхности Земли (сила землетрясения) - это мера величины состояния грунта, и определяется она степенью разрушения зданий, характером изменений поверхности по субъективным ощущениям людей. Интенсивность максимального расчетного землетрясения (МРЗ) оценивается по международной сейсмической шкале Медведева-Шпонхойера-Карника (МSК-64), имеющей 12 условных градаций - баллов.

Интенсивность землетрясения зависит от магнитуды и глубины гипоцентра: чем больше магнитуда, тем интенсивность больше; чем глубже гипоцентр - тем слабее.

Так, например, при глубине гипоцентра 10 км магнитуде 6 соответствует интенсивность 7 баллов, магнитуде 8 соответствует интенсивность 11…12 баллов.

Прогноз землетрясений ведется путем наблюдения, регистрации и анализа предвестников землетрясений: предварительные толчки (форшоки), изменение параметров геофизических полей, состав подземных вод, изменения в поведении животных. По состоянию на настоящее время точность прогноза землетрясения составляет 1-2 года, а по месту - десятки, а иногда и сотни километров.

Последствия землетрясений: провоцирование опасных геологических явлений (течение и проседание грунта, обвалы, камнепады, смещение грунта, оползни, сели, снежные лавины), цунами, паника, травмирование и гибель людей, повреждение и разрушение зданий, пожары, взрывы, выбросы РВ и АХОВ, транспортные аварии, большой общий ущерб.

Наводнения

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемого обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, ветровых нагонов воды, при заторах и других явлениях.

Наводнения периодически наблюдаются на большинстве рек России и занимают первое место в ряду стихийных бедствий по повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу. В зависимости от масштаба, повторяемости и наносимого суммарного материального ущерба наводнения бывают низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические.

Низкие (малые) наводнения - наблюдаются на равнинных реках, повторяемость один раз в 5…10 лет, затапливается менее 10 % сельскохозяйственных угодий, низких мест, наносится незначительный ущерб, ритм жизни населения не нарушается.

Высокие (большие) наводнения - значительные затопления, охватывают большие участки речных долин, существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения, в густонаселенных пунктах проводится частичная эвакуация людей, наносится ощутимый материальный ущерб, частота появления - один раз в 20…25 лет, затапливается 10…15 % сельскохозяйственных угодий.

Выдающиеся наводнения - охватывают целые речные бассейны, парализуют хозяйственную деятельность населения и резко нарушают бытовой уклад людей, возникает необходимость массовой эвакуации населения и материальных ценностей, частота появления - один раз в 50…100 лет, затапливается 50…70 % сельскохозяйственных угодий.

Катастрофические наводнения - вызывают затопление обширных территорий в пределах одной или нескольких речных систем, полностью парализуется производственная и хозяйственная деятельность; приводят к огромным материальным убыткам и гибели людей, частота появления - один раз в 100…200 лет, затапливается более 70 % сельскохозяйственных угодий.

Для прогнозирования наводнений производится гидрологический прогноз, в котором указываются величина и время наступления, характер, ожидаемые размеры. Последствия наводнения выражаются через показатели материального и финансового ущерба, потери среди населения оцениваются числом погибших, пострадавших, пропавших без вести.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные стихийные бедствия, характерные для территории России.

2. Поясните кратко механизм возникновения землетрясений.

3. Что называется сейсмической областью (зоной)?

4. Какими параметрами принято характеризовать землетрясение?

5. Что такое «магнитуда землетрясения»?

6. Дайте характеристику шкалы Рихтера.

7. Как определить магнитуду землетрясения по сейсмограмме?

8. Пользуясь номограммой, приведенной на рис. 37, определить магнитуду Рихтера в предположении, что эпицентральное расстояние равно 350 км, а максимальная амплитуда 10 мм.

9. Как определяется интенсивность землетрясения по международной шкале МSК 64?

10. Как осуществляется прогноз землетрясений и какова точность этого прогноза?

11. Что такое наводнение? Классификация наводнений по масштабам.

12. Как осуществляется прогнозирование наводнений?

Устойчивость функционирования объектов экономики

Устойчивость работы объекта экономики в чрезвычайных ситуациях (устойчивость объекта в ЧС) - способность предприятия (или иного объекта) предупреждать возникновение производственных аварий и катастроф, противостоять воздействию поражающих факторов в целях предотвращения или ограничения угрозы жизни и здоровью персонала и проживающего вблизи населения и снижения материального ущерба, а также обеспечивать восстановление нарушенного производства в минимально короткий срок.

Повышение устойчивости работы объекта экономики в чрезвычайных ситуациях - мероприятия по предотвращению или ограничению угрозы жизни и здоровью персонала и проживающего вблизи населения и снижению материального ущерба в чрезвычайных ситуациях, а также подготовка к проведению неотложных работ в зоне ЧС.

На устойчивость функционирования объекта экономики в условиях чрезвычайных ситуаций влияет ряд факторов.

1. Надежность защиты производственного персонала от воздействия поражающих факторов ЧС.

2. Способность инженерно-технического комплекса объекта противостоять в определенной степени возможному воздействию поражающих факторов ЧС.

3. Надежность системы снабжения объекта всем необходимым для производ-ства продукции (сырьем, топливом, электроэнергией, водой и т.п.).

4. Устойчивость и непрерывность управления производством.

5. Подготовленность к ведению аварийно-спасательных и других неотлож-ных работ.

6. Подготовленность к быстрому восстановлению нарушенного производства.

Требования норм проектирования инженерно-технических мероприятий (итм) к размещению объектов экономики

Требования к размещению радиационных объектов

Классификация радиационных объектов по потенциальной опасности Потенциальная опасность радиационного объекта определяется его возможным радиационным воздействием на население при радиационной аварии.

Согласно СП 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010), по потенциальной радиационной опасности устанавливается четыре категории объектов.

1. К I категории относятся радиационные объекты, при аварии на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите.

2. У объектов II категории радиационное воздействие при аварии ограни-чивается территорией санитарно-защитной зоны.

3. К III категории относятся объекты, при аварии на которых радиационное воздействие ограничивается территорией объекта.

4. К IV категории относятся объекты, при аварии на которых радиационное воздействие ограничивается помещениями, где проводятся работы с источниками излучения.

Категория радиационных объектов должна устанавливаться на этапе их проектирования по согласованию с органами государственного надзора в области обеспечения радиационной безопасности. Для действующих объектов категории устанавливаются администрацией по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Выбор места строительства радиационного объекта осуществляется с учетом категории объекта, его потенциальной радиационной, химической и пожарной опасности для населения и окружающей среды.

При выборе места размещения радиационных объектов I и II категорий должны быть оценены метеорологические, гидрологические, геологические и сейсмические факторы при нормальной эксплуатации и при возможных авариях. безопасность жизнедеятельность загрязнитель биосфера

При выборе площадки для строительства радиационных объектов I и II категорий следует выбирать участки:

- расположенные на малонаселенных незатопляемых территориях;

- имеющие устойчивый ветровой режим;

- ограничивающие возможность распространения радиоактивных веществ за пределы промышленной площадки объекта.

Радиационные объекты I и II категорий должны располагаться с учетом розы ветров преимущественно с подветренной стороны по отношению к жилой территории, лечебно-профилактическим и детским учреждениям, а также к местам отдыха и спортивным сооружениям.

Генеральный план радиационного объекта должен разрабатываться с учетом развития производства, прогноза радиационной обстановки на объекте и вокруг него и возможности возникновения радиационных аварий.

Вокруг радиационных объектов I и II категорий устанавливается санитарно-защитная зона, а вокруг радиационных объектов I категории - также и зона наблюдения. Зона наблюдения - территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль. Санитарно-защитная зона для радиационных объектов III категории ограничивается территорией объекта, для радиационных объектов IV категории установления зон не предусмотрено.

Размеры санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения вокруг радиационного объекта устанавливаются с учетом уровней внешнего облучения, а также величин и площадей возможного распространения радиоактивных выбросов и сбросов.

В санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения силами службы радиационной безопасности объекта должен проводиться радиационный контроль.

Требования к размещению химически опасных объектов

При размещении химически опасных объектов должны быть учтены следующие требования:

- базисные склады нефтепродуктов, возводимые у берегов рек, должны располагаться не ближе 200 м от уреза воды;

- согласно СНиП 2.01.71-90, наземные резервуары с АХОВ следует располагать группами, в каждой из которых предусматривается резервная емкость для перекачки АХОВ в случае, если произойдет утечка из какого-либо резервуара;

- для каждой группы по периметру производится обвалование или сооружение ограждающей стойки из несгораемых, коррозионно-устойчивых материалов высотой не менее 1 м; внутреннюю площадь обвалования с учетом высоты рассчитывают на полный объем;

- нормативными документами устанавливается минимальное удаление емкостей от населенных пунктов и других объектов в зависимости от вида АХОВ, массы и высоты обваловки;

- предприятия, производящие, перерабатывающие и хранящие АХОВ, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества, размещают с учетом розы ветров, направлений течения рек, рельефа местности;

- предприятия, размещаемые на берегах рек ниже плотин, должны учитывать возможность затопления и воздействия волны прорыва.

Требования норм итм к проектированию и строительству зданий и сооружений

Требования к зданиям и сооружениям АЭС

- здания и сооружения объектов АЭС должны быть не ниже II степени огнестойкости, в основных несущих и ограждающих конструкциях зданий применяются несгораемые материалы;

- сооружения реакторного отделения рассчитываются на сейсмические нагрузки, максимальное расчетное землетрясение (8 баллов), ветровую нагрузку (давление не менее 7,5 кПа), нагрузки от воздушной ударной волны при взрыве (ДР_ф = 30 кПа при t = 1с), нагрузки от удара самолета и его частей;

- для противостояния перечисленным нагрузкам возводится сооружение, состоящее из цилиндрической защитной железобетонной оболочки с полусферическим куполом (контайнментом) и кольцевой многоэтажной оболочкой; внутренний радиус цилиндрической части оболочки и купола 22,5 м, стена цилиндрической части и купола состоит из двух частей: внутренней стальной и внешней бетонной общей толщиной 1,0 м. Атомная станция построена так, чтобы на пути возможного движения радиоактивных веществ было много преград - барьеров безопасности (рис. 43). Первый барьер - это само керамическое ядерное топливо (топливная матрица, или таблетка), которое хорошо удерживает продукты деления внутри себя; следующий - это металлический чехол, внутри которого находится топливо. Затем идет толстостенный корпус ядерного реактора, выполненный из нержавеющей стали. И, наконец, колпак (контайнмент), который накрывает ядерный реактор вместе с парогенератором, насосами и другим вспомогательным оборудованием. контайнмент выполняется двустенным: внутренняя стена стальная, а внешняя - из бетона. Эта бетонная оболочка рассчитывается так, чтобы противостоять землетрясениям, наводнениям и даже падению самолета. К сожалению, на части первых атомных станций такого контайнмента не было, это привело к печальным последствиям аварии на Чернобыльской АЭС. Сейчас все новые атомные станции строятся только под контайнментом.

Рис. 44. Защита АЭС от выхода радиации (барьеры безопасности)

Требования к зданиям и сооружениям других отраслей экономики

К зданиям и сооружениям, возводимым в сейсмоопасных районах, предъявляются следующие требования:

- в зонах, где возможны землетрясения силой 7, 8 и 9 баллов, здания должны быть симметричны относительно своих осей (несимметричная планировка ведет к возникновению крутящих колебаний, которые определены для конструкций). При интенсивности более 9 баллов возведение зданий не допускается;

– наиболее сейсмостойкими являются крупнопанельные, каркасные здания и здания из объемных блоков, поэтому промышленные здания должны быть железобетонными с металлическими каркасами в бетонной опалубке;

- соединения элементов зданий и сооружений должны быть способны к пластическим деформациям без разрывов;

- особенно тщательно должна выполняться сварка швов в узловых соединениях;

- подземные коммуникации должны прокладываться на большой глубине, в сопряжениях бетонных или чугунных водопроводных труб применяются гибкие стыки;

- если здания и сооружения имеют в плане сложную форму, их следует разделять антисейсмическими швами по всей высоте;

– наиболее важные производственные сооружения следует строить заглубленными или пониженной высотности, прямоугольной формы в плане;

– в районах, где потенциально возможно радиационное или химическое заражение, должна быть предусмотрена возможность герметизации помещений от проникновения радиационной пыли или АХОВ;

– складские помещения для хранения воспламеняющихся веществ (бензин, керосин, нефть) должны размещаться в отдельных блоках заглубленного или полузаглубленного типа;

– вновь строящиеся, реконструируемые бани, прачечные, фабрики, химчистки должны приспосабливаться для санобработки людей, специальной обработки одежды, техники.

Мероприятия по повышению устойчивости функционирования промышленных предприятий

Повышение степени защиты производственного персонала в условиях чрезвычайных ситуаций включает:

- заблаговременное строительство убежищ на предприятиях со взрыво-опасными веществами, в зонах отчуждения вокруг радиоактивных объектов и на химически опасных объектах;

- планирование и подготовку эвакуационных мероприятий из зон отчуж-дения и отселения, районов, подверженных катастрофическим затоплениям, землетрясениям и т.п.;

- разработку режимов производственной деятельности на случай загряз-нения местности радиоактивными веществами;

- накопление средств индивидуальной защиты для обеспечения всего производственного персонала.

К числу мероприятий, повышающих надежность и механическую прочность зданий и сооружений, относятся следующие мероприятия:

- вместо зданий и сооружений, которые могут получить полные или сильные разрушения при незначительных избыточных давлениях или небольшой интенсивности землетрясений, проектируются здания и сооружения с жестким каркасом, увеличенной площадью световых проемов, легкой и огнестойкой кровлей;

- установка дополнительных связей между несущими элементами, повышающими их антисейсмические свойства, устройство каркасов, рам, подкосов, опор для уменьшения пролета несущих конструкций, применение более прочных материалов;

- сооружение дополнительных конструкций, обеспечивающих быструю эвакуацию людей при пожарах, особенно из высоких зданий;

- устройство подземных хранилищ, заглублений емкостей в грунт, обва-лование, сооружение поддонов, увеличение механической прочности емкостей за счет установки ребер жесткости для хранения АХОВ и других агрессивных жидкостей.

Повышению устойчивости технологического оборудования могут способствовать следующие меры:

- рациональная компоновка технологического оборудования, чтобы исключить повреждения его обломками разрушающихся конструкций;

- размещение наиболее ценного и ударно-нестойкого оборудования в зданиях с повышенными прочностными характеристиками;

- защита пультов управления технологическим процессом, ценного оборудования защитными конструкциями (кожухами, козырьками и т.д.);

- создание запасов наиболее уязвимых деталей и узлов технологического оборудования.

Мероприятия, обеспечивающие защиту инженерно-технического комплекса от заражения при утечках (выбросах) радиоактивных и аварийно химически опасных веществ:

- повышение коэффициента защиты зданий и сооружений;

- осуществление частичной герметизации помещений (замазываются щели и трещины в ограждающих конструкциях, заделываются оконные, дверные и другие проемы, отсутствие которых не нарушает нормальных условий эксплуатации оборудования);

- максимально возможное сокращение запасов АХОВ и взрывоопасных жидкостей на промежуточных складах и технологических емкостях предприятия; повышение устойчивости технологического процесса;

- создание системы централизованного или децентрализованного автома-тизированного управления технологическим процессом;

- мероприятия по возможному упрощению технологического процесса;

- создание запасов и резервов универсального оборудования;

- разработка графика безаварийной остановки производства, в котором указывается время на остановку отдельных агрегатов, ответственный исполнитель и номер инструкции по его остановке.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятие устойчивости объекта в ЧС.

2. Какие факторы влияют на устойчивость функционирования объекта в ЧС?

3. Назовите категории радиационных объектов по потенциальной опасности.

4. Какие требования предъявляются к размещению радиационных объектов в зависимости от категории потенциальной опасности?

5. Что такое «зона наблюдения»? Для каких объектов она устанавливается?

6. Перечислите основные требования к размещению химически опасных объектов.

7. Каким требованиям должны удовлетворять здания и сооружения атомных станций?

8. Какие элементы выполняют роль «барьеров безопасности» на пути возможного распространения радиоактивных веществ на АЭС?

9. Перечислите общие требования к зданиям и сооружениям объектов экономики.

10. Назовите мероприятия по повышению надежности и механической прочности зданий и сооружений.

11. Какие мероприятия выполняются в целях повышения устойчивости технологического оборудования?

12. Перечислите мероприятия, обеспечивающие защиту инженерно-технического комплекса от заражения при утечках (выбросах) радиоактивных и аварийно химически опасных веществ.

Оценка физической устойчивости объектак воздействию пожаров

Понятие пожара. Условия возникновения горения. Формы горения

Пожар - неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства (Закон РФ «О пожарной безопасности»).

В основе любого пожара лежит физико-химическая реакция горения, для возникновения которой необходимо наличие трех обязательных компонентов -горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Таким образом, принято говорить о «треугольнике пожара» (рис. 44), вершины которого образованы компонентами, необходимыми для горения - горючим веществом (ГВ), источником зажигания (ИЗ) и окислителем (О2), а стороны определяют связи между этими компонентами. Если убрать один из этих компонентов или нарушить связь хотя бы между двумя из них, - горение прекратится. На этом принципе основаны все методы пожаротушения.

Рис. 45. «Треугольник пожара»:

ГВ - горючее вещество; О2 - окислитель; ИЗ - источник зажигания

Процесс горения может происходить в различных формах.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания. Сущность и различия процессов возгорания и самовозгорания пояснены ниже.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возникновение горения может произойти при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения. Это обусловливается склонностью веществ или материалов к окислению и условиями аккумуляции в них теплоты, выделяющейся при окислении, что может вызвать самовозгорание. Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при воздействии тепловых импульсов с температурой выше температуры воспламенения (или самовозгорания) характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания.

В зависимости от импульса процессы самовозгорания подразделяют на тепловые, микробиологические и химические.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Показатели взрыво- и пожарной опасности веществ

Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов определяются показателями, характеризующими предельные условия возникновения горения и максимальную опасность, создаваемую при возникшем горении. При этом необходимо помнить, что собственно сгорание веществ и материалов, как правило, происходит в газовой фазе. Поэтому характер показателей и их количество зависят от агрегатного состояния горючих материалов.

Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения.

максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения.

Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.

На рис. 44 схематически показаны верхний и нижний концентрационные пределы распространения пламени (ВКПР и НКПР). Горение возможно в области составов между НКПР и ВКПР, называемой областью воспламенения. Вне этой области горение в режиме распространения пламени невозможно.

Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.

Рис. 46. Схема концентрационных пределов распространения пламени

Для многокомпонентных горючих смесей расчет пределов (в процентах) производится по правилу Ле-Шателье:

,

где - предел воспламенения (верхний и нижний); с1, с2…с_п - содержание горючих компонентов, % от суммарного содержания горючих компонентов, т.е. с1+с2+… +с_п = 100 %; ₁, ..., _п - соответствующие (верхние или нижние) пределы воспламенения горючих компонентов, %.

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Горение жидкостей происходит только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров над жидкостью зависят от природы жидкости и ее температуры. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам воспламенения, называются температурными пределами воспламенения (нижним и верхним соответственно).

Процесс воспламенения и горения жидкостей можно представить следующим образом. Для воспламенения необходимо, чтобы жидкость была нагрета до определенной температуры (не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения). После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. Устойчивого горения жидкости при этом не возникает. По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с t_в < 61 °С (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ) - с t_в > 61°С (масла, мазуты, глицерин и др.).

Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для легковоспламеняющихся жидкостей температура воспламенения обычно на 1 ... 5 °С выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30 ... 35 °С.

Паровоздушные смеси, так же как и газовоздушные, являются взрывоопасными.

Пример оценки возможности образования взрывоопасной концентрации ЛВЖ в производственном помещении.

Определить, возможно ли образование взрывоопасной концентрации в боксе объемом 35 м3, если при Т=293 К в нем полностью испарился разлитый ацетон объемом 5 л. Считать пары ацетона идеальным газом. Принято:

молярная масса ацетона М = 58,08 кг·кмоль;

плотность жидкого ацетона = 790 кг/м3;

объем 1кмоля идеального газа при Т=293 К V0 = 24 м3/кмоль;

концентрационные пределы воспламенения ацетона 2,9 … 13 % об.

Решение

1. Определяем массу разлитой жидкости:

М_ж = ж· V_ж = 790·5·10-3 = 3,95 кг.

2. Определяем плотность паров ЛВЖ:

кг/ м3.

3. Вычисляем объем паров ЛВЖ (учитывая, что М_п = М_ж):

м³.

4. Процентное содержание паров ЛВЖ в объеме помещения:

.

Таким образом, при полном испарении разлитого ацетона концентрация его паров в воздухе будет взрывоопасной.

Горение и взрывоопасные свойства пылей. Способностью образовывать с воздухом взрывоопасные смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ.

Для воспламенения пылевоздушной смеси необходимо, чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Концентрация пыли в воздухе измеряется в [г/м3] или [мг/л]. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушных смесей в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли - 2200 г/м3, сахарной пудры - 13500 г/м3). Для воспламенения пылевоздушной смеси необходим источник зажигания с достаточной тепловой энергией - порядка нескольких мегаджоулей и более.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяют на взрыво- и пожароопасные. К взрывоопасным относят пыли с нижним пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыли серы, сахара, муки), к пожароопасным - выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Концентрационные пределы воспламенения пылей не являются постоянными и зависят от дисперсности, содержания летучих, зольности и температуры источника воспламенения.

Контрольные вопросы и задачи

1. Сформулируйте определение пожара. Какие условия необходимы для возникновения горения?

2. Дайте краткую характеристику форм горения: вспышки, воспламенения, самовозгорания, самовоспламенения, взрыва.

3. Сформулируйте понятие верхнего и нижнего пределов воспламенения (распространения пламени).

4. Что такое температура вспышки? Температура воспламенения?

5. Какие жидкости относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ)?

6. Какие жидкости относятся к горючим жидкостям (ГЖ)?

7. По какому критерию осуществляется подразделение пылей на взрывоопасные и пожароопасные?

8. Задачи

1. При условиях рассмотренного примера определить возможность образования взрывоопасной смеси при разливе 2 л ацетона.

2. Определить пределы взрываемости смеси газов следующего состава:

Компонент	Метан	Пропан	Бутан
Содержание в смеси, % об.	55	35	10
Пределы взрываемости	5,28…15,4	2,31…9,5	1,8…8,5

Взрывоопасность как травмирующий фактор производственной среды

В производстве в большом количестве используются приборы, аппараты, технологические процессы, содержащие вещества, способные при определенных условиях образовывать взрывоопасную среду.

Взрыв или возгорание газовоздушной, паровоздушной смеси или пыли наступает при определенном содержании этих веществ в воздухе. При взрыве образуется ударная волна. Действие ударной волны на объект характеризуется сложным комплексом нагрузок: избыточным давлением, давлением скоростного напора, давлением затекания и т.д.; значение их зависит в основном от массы углеводородного соединения или взрывчатых веществ, их вида, расстояния от того или иного элемента инженерно-технического комплекса, его архитектурно-строительной характеристики и некоторых других факторов. Учесть все эти факторы в совокупности невозможно, поэтому сопротивляемость элементов действию ударной волны принято характеризовать избыточным давлением во фронте ударной волны - Рф (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом). Степени разрушения строительных конструкций, оборудования, машин и коммуникаций, а также поражение людей зависят от избыточного давления.

Расчеты оценки действия взрыва горючих химических газов и жидкостей сводятся к определению избыточного давления во фронте ударной волны (Рф) при взрыве газовоздушной смеси на определенном расстоянии (R) от емкости, в которой хранится определенное количество (Q) взрывоопасной смеси.

При моделировании последствий взрыва условно выделяются следующие зоны:

- зона детонации. Избыточное давление в этой зоне составляет 1700…1350 кПа;

- зона действия продуктов взрыва. = 1350…700 кПа;

- зона воздушной ударной волны. В пределах этой зоны для ориентировочной оценки степени разрушения зданий и сооружений выделяют:

- зону полных разрушений: ?50 кПа;

- зону сильных разрушений: 50 кПа <? 30 кПа;

- зону средних разрушений: 30 кПа < ? 20 кПа;

- зону слабых разрушений: 20 кПа < ? 10 кПа.

Для ориентировочного определения избыточного давления ударной волны Р_ф, кПа, пользуются эмпирическими формулами:

при Ш < 2

,

при Ш > 2

,

где Ш - эмпирический коэффициент, зависящий от R, м, и Q, т, и определяемый по формуле

,

где Q - количество взрывчатого вещества, т;

К_экв - коэффициент эквивалентности взрывчатого вещества по тротилу.

...