Визначення ступеня ризику небезпеки ОЕ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Захист робітників і службовців об'єкта в надзвичайних ситуаціях (НС) являє собою систему соціально - економічних, організаційних, технічних і лікувально - профілактичних заходів та засобів, а також законодавчих актів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.

Захист робітників і службовців виявляє і вивчає можливі причини виробничих нещасних випадків, професійних захворювань, аварій, вибухів, пожеж і розробляє систему заходів і вимог з метою усунення цих причин і створення, безпечних та сприятливих для людини умов праці.

З питаннями захисту робітників і службовців об'єкта в НС нерозривно пов'язане і вирішення питань охорони природи.

Складність що стоять перед захистом робітників і службовців завдань вимагає використання досягнень і висновків багатьох наукових дисциплін, прямо або побічно пов'язаних із завданнями створення здорових і безпечних умов праці.

Оскільки головним об'єктом захисту є людина в процесі праці, то при розробці вимог виробничої санітарії використовуються результати досліджень ряду медичних і біологічних дисциплін.

Успіх у вирішенні проблем захисту у великій мірі залежить від безпеки функціонування об'єктів економіки (ОЕ). Ця безпека в свою чергу залежить від багатьох чинників: фізико-хімічних властивостей сировини, напівпродуктів і продуктів, від характеру технологічного процесу, від конструкції і надійності обладнання, умов зберігання і транспортування матеріалів, стану контрольно-вимірювальних приладів і засобів автоматизації, ефективності засобів протиаварійного захисту і т. д. Крім того, безпека виробництва значною мірою залежить від рівня організації профілактичноїроботи, своєчасності і якості планово-запобіжних ремонтних робіт, підготовленості і практичних навичок персоналу, системи нагляду за станом технічних засобів протиаварійного захисту.

1. Прогностична оцінка ПНО

Оцінка рівня небезпек ОЕ реалізується за трьома етапами. На першому ? відбуваються системний аналіз та структуризація проблем безпеки. На другому ? визначення комплексних показників потенційної небезпеки ОЕ (АТО) щодо виникнення небезпек і на третьому ? розрахунок інтегральних показників безпеки на основі комплексних показників потенційної небезпеки ОЕ, індивідуального ризику смерті персоналу, населенню, що мешкає поблизу, та матеріального збитку.

Визначення інтегрального показника потенційної небезпеки ОЕ (АТО)

На основі вихідних показників сформовуємо базу даних ОЕ (табл. 1.1).

пожежа випромінювання токсичний евакуація

Таблиця 1.1. База даних для оцінки рівня небезпек ОЕ (АТО)

№ з/п	Показники	об'єкт А	об'єкт В	об'єкт Г
1	Площа АТО SАТО, км2	25	25	25
2	Чисельність населення АТО Nато, тис. чол.	710	710	710
3	Площа об'єкту економіки SОЕ, км2	8 *106	4 *106	6 *106
	d1	1	0,5	0,75
4	Чисельність виробничого персоналу NОЕ, тис. чол.	2,0	1,3	1,5
	d2	1	0,65	0,75
5	Середньорічна кількість персоналу ОЕ, постраждалого при НС Nпер, чол./рік	15	4	31
	d3	0,48	0,13	1
6	Середньорічна кількість НС на ОЕ Nнс, шт/рік	2	1	3
	d4	0,67	0,33	1
7	Найбільш можлива кількість уражених Nур, тис. чол.	0,7	0,3	0,25
	d5	1	0,43	0,36
8	Площа зони ураження Sур, км2	2	0,5	2,7
	d6	0,74	0,19	1
9	Середньорічна кількість населення АТО постраждалого при НС Nнас, тис чол./рік	0,5	1,0	0,9
	d7	0,5	1	0,9
10	Збитки від НС Zпр, тис. грн.	650	920	530
	d8	0,71	1	0,58
11	Відносна величина постраждалої території Рs, %	8	2	10,8
	d9	0,74	0,19	1
12	Відносний показник постраждалого населення PN, %	0,098	0,04	0,035
	d10	1	0,41	0,36

Розраховуємо додаткові відносні показники у відсотках, а саме:

- відносну величину постраждалої території (Р_S), яка розраховується за формулою:

.

Ця величина визначає співвідношення території, яка підпадає під вплив вражаючого фактору НС (S_УР) до загальної території АТО (S_АТО);

- відносний показник постраждалого населення (Р_N) (кількість населення, яке може постраждати внаслідок НС (N_УР) відносно до загальної кількості (N_АТО) населення АТО):

.

Занесимо додаткові відносні показники до табл. 1.1 (п.п. 11,12).

За табл. 1.1 визначаємо індекси значимості та пріоритету d_і для кожного окремого показника, крім S_АТО і N_АТО.

Визначаємо інтегральний коефіцієнт небезпеки k_нб для кожного об'єкту:

,

де m - кількість показників вихідних даних.

Порівнявши отримані коефіцієнти, здійснюємо ранжування об'єктів за ступенем їхньої небезпеки (табл. 1.2).

Таблиця 1.2. Ранжування ОЕ за ступенем небезпеки

№ з/п	Об'єкт економіки	Показник порівняльного коефіцієнту небезпек	Місце
1	Об'єкт А	7,84	1
2	Об'єкт В	4,83	3
3	Об'єкт Г	7,7	2

Висновок: зробивши ранжування ОЕ за ступенем небезпеки можна зробити висновок, що об'єкт економіки А є найбільш небезпечним тому, що в нього найбільший порівняльний коефіцієнт небезпек 7,84.

2. Прогнозування параметрів хвилі прориву ГТС та її вплив на ОЕ

За останні 70 років відбулося більше тисячі аварій на великих гідротехнічних спорудах, в основному в наслідок руйнування підвалини греблі (40%), перевищення розрахункового витрачення водоскиду, тобто переливу води через гребінь греблі (23%), слабкість конструкцій (12%) і нерівномірні опади (10%).

Аварія на гідротехнічній споруді (ГТС), коли вода поширюється з великою швидкістю, що створює загрозу виникнення надзвичайної ситуації техногенного характеру - має назву гідродинамічної аварії.

Вихідні дані для розрахунків включають:

L - віддаленість створу об'єкта від ГТС, км.; L = 5 км

В - відносна величина, яка залежить від розміру прорану та греблі; В = 0,75

h₀ - глибина річки у нижньому б'єфі (НБ), м; h₀ = 4 м

i - гідравлічний схил місцевості (і = 10^-3 відповідає перевищенню в 1м на L=1000 м);

h_m - висота міста об'єкта, який потрапляє в зону затоплення, м ; h_m = 2,9 м

H_р - висота греблі; H_р = 40 м

Послідовність оцінки обстановки при проходженні хвилі прориву та затоплені наступна:

1. Визначаємо час приходу фронту (t_фр) та гребеня (t_гр) хвилі прориву до об'єктів за таблицею 1:

t_фр= 0,1 ;t_гр = 1,2

2. Визначаємо час затоплення t_зат за формулою:

= 1,2 - 0,1 = 1,1 год

3. Визначаємо висоту (h), м, та швидкість (V_фр), м/с, хвилі прориву за формулами:

, м

, м/с

де A_h, B_h, A_v, B_v - коефіцієнти, які залежать від H_p, i, В (таблиця 2)

A_h= 117; B_h= 59; A_v= 32; B_v= 34

h = 117 / (59 + 5)^1/2 = 14,6 м

Vфр = 32 / (34 + 5) ^1/2 = 5,1 м/с

4. Визначаємо ступінь руйнування наземних та причальних споруд в залежності від глибини h_г та швидкості V_фр потоку (таблиця 3)

= 14, 6 + 4 = 18,6 м

промислові будівлі з важким металевим каркасом - повне руйнування;

промислові будівлі з легким металевим каркасом - повне руйнування;

цегляні двоповерхові будинки - повне руйнування;

дерев'яні одно поверхневі будинки - повне руйнування;

кранове обладнання - повне руйнування;

залізничні колії - повне руйнування;

автопарк - повне руйнування;

5. Визначаємо частку ушкоджених об'єктів на затоплених територіях (таблиця 4).

Для екстраполяції процента пошкоджень при інших швидкостях потоку використовуємо перевідний коефіцієнт: К_с = 0,27·V_фр + 0,07= 0,27·5,1+ 0,07=1,4

Затоплення підвалів = 15 · 1,4 = 21 %

Порушення дорожнього руху = 30 · 1,4 = 42 %

Руйнування вуличних бруківок = 0 · 1,4 = 0 %

Зупинка служби в портах = 50 · 1,4 = 70 %

Припинення переправ = 30 · 1,4 = 42 %

Пошкодження захисних дамб = 0 · 1,4 = 0 %

Руйнування і змив дерев'яних будівель = 7 · 1,4 = 9,8 %

Руйнування малих цегляних будинків = 0 · 1,4 = 0 %

Пошкодження блочних бетонних будинків і промоїни фундаментів = 0 · 1,4 = 0 %

Зниження капітальності на одну ступінь:будинків класу 1-3 = 0 · 1,4 = 0 %будинків класу 3 і вище = 10 · 1,4 = 14 %

Припинення електропостачання = 80 · 1,4 = 100 %

Припинення телефонного зв'язку = 85 · 1,4 = 100 %

Пошкодження систем газо - та водопостачання = 0 · 1,4 = 0 %

Загибель врожаю = 0 · 1,4 = 0 %

3. Оцінка РО

В наслідок затоплення території АЕС вийшло з ладу аварійне електропостачання системи охолодження реакторів. У результаті стався вибух у одному з її реакторів.

На основі вихідних даних за допомогою формул і довідкових таблиць здійснюємо оцінку РО, визначивши наступні характеристики:

1. Визначаємо категорію стійкості атмосфери (табл.5.)

Категорія стійкості атмосфери А - нестійка ( конвекція )

2. Середня швидкість вітру в шарі від поверхні землі до центра хмари V_c за табл.6.

V_c = 2 м/с

3. Час початку опромінення персоналу ОЕ (t_ф) радоактивної хмари за табл.12.

t_ф = 5 год.

4. Розміри зон РЗМ (довжину L і ширину b) за табл.7-11. Дані заносимо до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1.

Зона	М	А	Б	В	Г
L (км)	185	39,4	-	-	-
b (км)	40,2	6,81	-	-	-

5. Зона, в якій знаходиться досліджуваний ОЕ.

Зона - М

6. Можливі дози опромінення населення.

а) визначаємо дозу опромінення (Д_пх) від радіоактивної хмари яка пересувається за напрямком вітру за табл. 14;

Д_пх = 0,987 мЗв

б) визначаємо дозу зовнішнього опромінення від поверхневого забруднення ґрунту (Д_п), одержувану людиною при розташуванні в середині зони забруднення. Її визначають за табл.15. для терміну перебування людей в зоні; на якій створюється прогноз (прийняти 15 діб для визначення заходів з табл.17);

Д_п = 30,73,2 = 98,2 мЗв

в) визначаємо, яка границя зони (внутрішня або зовнішня) ближче до фактичного місця знаходження людини (див. примітку до табл.15);

Границя зони - внутрішня.

г) розраховуємо загальну дозу зовнішнього опромінення (Д_зо) людини для відкритої місцевості:

= 0,987 + 98,2 = 99,2 мЗв

д) визначаємо дози зовнішнього опромінювання персоналу та населення при їхньому знаходженні в укриттях, Д_укр, з урахуванням К_осл (К_з) захисної споруди;

Д_укр = Д_зо / К_з = 99,2 / 5 = 19,84 мЗв

е) визначаємо інгаляційну дозу внутрішнього опромінення людини. Вона практично повністю визначається радіонуклідами йоду. Найбільш уразливою частиною населення, за наслідками внутрішнього опромінення, є діти від 1 до 8 років.

Величину дози внутрішнього опромінення людини може бути визначено за співвідношенням:

Д_во = 200Q x-^(х/200+1,4) , мЗв.

де Q - сумарна потужність аварійних реакторів, МВт; х - відстань від ОЕ до ушкодженого реактора, км;

Д_во = 200300050-^(50/200+1,4) = 944 мЗв

7. Для наочного відображення масштабів РЗМ, наносять на карту місцевості зони радіоактивного забруднення (рис. 2).

8. На основі порівняння даних про можливі дози опромінення та рекомендацій нормативних документів, зокрема норм радіаційної безпеки України (НРБУ - 97), призначаємо заходи щодо захисту населення.

Величина дози внутрішнього опромінення людини більша ніж межі виправданості.Тому потрібно здійснити наступні контрзаходи: йодну профілактику для дітей і дорослих та евакуювання людей. Також дози перевищують рівні безумовної виправданості потрібно провести йодну профілактику для дітей і дорослих та обмежити перебування людей на відкритому повітрі.

4. Оцінка пожежної обстановки

Хвилею прориву було пошкоджено будівлі ОЕ і внаслідок короткого замикання в електромережі виникла пожежа в складальному цеху. Основними вражаючими факторами пожеж, які виникають на об'єктах господарювання, є теплове випромінювання та токсичний вплив.

4.1 Розрахунок умовної ймовірності ураження людини тепловим випромінюванням

1. Визначаємо характерну тривалість об'ємної пожежі, на виробничій дільниці цеху, взятої з вихідних даних, t_n, години:

,

де P_i - загальна кількість пожежного навантаження і-го компоненту твердих горючих матеріалів, кг; - найнижча температура згоряння і-го компоненту матеріалу пожежного навантаження, МДж/кг (табл. 24); - сумарна площа отворів приміщення, м²; - приведена висота отворів приміщення, м; n_ср - середня швидкість вигоряння деревини, кг/(м²·хв) (табл. 24); n_і - середня швидкість вигоряння і-го компонента твердого горючого матеріалу, кг/(м²·хв) (табл. 24);

h= 63+63/12= 3 м

tn = 200042,31,112000 / 6285121,082000=0,67 год

2. Визначаємо кількість пожежного навантаження, віднесене до площі підлоги, q, кг/м²:

,

де - S - площа підлоги, м².

S = 1030 =300 м²

q = 2000/300 = 6,67 кг/м²

3. Визначаємо максимальне значення щільності теплового потоку з продуктами горіння, який виходить через прорізи, , кВт/м²,

.

=965 - 620,90,67+229,20,67² +10(6,67 - 30) = 419 кВт/м²

4. Після розрахунку значення розраховуємо умовну ймовірність ураження людини тепловим випромінюванням. При визначенні термічного впливу з застосуванням імовірнісного підходу застосовують формулу пробіт-функції та данні таблиці 19:

- для смертельного враження:

де ф_еф - ефективний час експозиції, с; - інтенсивність теплового випромінювання, кВт/м².

Pr = - 9,5 + 2,56 ln( 419^1.33 11 ) = 17,2 %

100 % людських втрат.

4.2 Прогнозування наслідків токсичного впливу горючих речовин

Під час пожежі при горінні обладнання виділяються токсичні речовини (таблиця 20).

Визначаємо ступінь враження персоналу від токсичного впливу горючих матеріалів за допомогою формули пробіт-функцій та таблиці 19.

де с_(ррm) - концентрація токсиканту, ppm (part per million by volume); _в - час впливу, с; n - показник ступеня, який визначається експериментально (значення a, b, n в табл. 20).

Концентрація токсиканту с_(ppm) пов'язана з концентрацією с (мг/л) наступним співвідношенням:

де t_c° - температура суміші, °С; М - молярна маса токсиканту, г/моль.

с_(ppm) =10^-3100 (273,15 + 130) / ( 12,18736 ) = 0,09

Pr = - 16,85 + 2 ln ( 0,09¹20) = - 15,67 %

- 15,67 % < 0% - людські втрати відсутні.

4.3 Визначення розрахункового часу евакуації при пожежі

1. Визначаємо щільність потоку на першому відрізку шляху за формулою:

(осіб/м²),

де _ кількість осіб на першому відрізку; f _ середня площа горизонтальної проекції людини: дорослого в літньому одязі _ 0,1, м²; _ ширина першого відрізка, м; l₁ - довжина першого відрізку, м.

D1 = 710,1/101,6=0,44 осіб/м²

2. Визначаємо час руху людського потоку на першому відрізку шляху:

(хв),

де _ довжина першого відрізка, м; н₁ - величина швидкості руху людського потоку на першому відрізку, м/хв (визначають за таблицею 21 в залежності від щільності потоку D₁).

н₁ =36 м/хв

t1= 10/36 = 0,28 хв

3. Визначаэмо інтенсивність руху людського потоку на першому відрізку:

(осіб/м·хв).

Інтенсивність руху не залежить від ширини евакуаційного шляху і є функцією щільності.

q1 = 0,44 36 = 15,84 осіб/м·хв

4. Визначаємо інтенсивність руху потоку на другому відрізку:

q2 = q1 / = 15,84 1,6 / 5,5 = 4,6 осіб/м·хв

5. Визначаємо час руху людського потоку на другому відрізку шляху:

= / н₂

н₂ =100 м/хв

t2 = 50/100 = 0,5 хв

6. Визначаємо розрахунковий час евакуації людей (t_розрах).

t_розрах = t1 + t2 = 0,28 + 0,5 = 0,78 хв

7. Визначаємо необхідний час евакуації людей (t_необх) за таблицею 22.

t_необх - необхідний час евакуації людей не обмежується.

8. Висновок: так як, категорія цеху за пожежною небезпекою - Г , то час евакуації не обмежується.

5. Прогнозування наслідків вибухів технологічних систем з ємностями зі стиснутими газами

У результаті дії пожежі виникло пошкодження технологічних систем із ємностями зі стиснутими газами.

При вибуху таких ємностей можуть виникати потужні ударні хвилі, утворитися велика кількість уламків, що приведе до значних руйнувань обладнання, споруд і травм персоналу.

5.1 Визначення ступеню враження персоналу ОЕ

У результаті дії пожежі виникло пошкодження технологічних систем із ємностями зі стиснутими газами.

При вибуху таких ємностей можуть виникати потужні ударні хвилі, утворитися велика кількість уламків, що приведе до значних руйнувань обладнання, споруд і травм персоналу.

1. Визначаємо енергію вибуху 1 кг газу (як пального так і не пального) за формулою:

, кДж/кг,

де - Q_VГ - енергія вибуху газу (тільки для пальних газів), кДж/кг, Р₁ ? початковий тиск газу в ємності, кПа; Р₀ = 101,3 кПа ? атмосферний тиск; k_г - показник адіабати газу; с_г.- щільність газу при тиску Р₁, кг/м³.

Щільність газу і тиск пов'язані залежністю:

, кг/м³,

де ; , , - щільність газу, тиск, температура при нормальних умовах (прийняти єС); , , - визначаються за таблицею 23.

К= 0,16620/29101,3 = 0,001

сг = 0,00113,3 10³ =13,3

Е=13,3 10³ - 101,3/13,3(1,67-1)=1481 кДж/кг

2. Визначаємо загальну енергію вибуху:

, кДж,

де М - маса газу в ємності, кг.

Езаг = 148175= 111075кДж

3. Визначаємо розрахункову енергію вибуху газу (масу газу приймають 60% от масової місткості судини при одиночному зберіганні і 90% - при груповому).

, кДж.

Ер= 1110750,9= 99967,5 кДж

В енергію ударної хвилі переходить тільки 60-40% розрахункової енергії вибуху (для подальшого розрахунку беремо 55%), а інша енергія витрачається на утворення і розліт уламків:

, кДж.

Еух= 0,5599967,5= 54982 кДж

4. Визначаємо величину тротилового еквіваленту вибуху ємності під тиском визначають за формулою:

 кг,

де - енергія вибуху тротилу ( кДж/кг).

Gтнт = 54982/4520=12,16 кг

5. Визначаємо величину надмірного тиску () та імпульс фази стиснення:

,

, кПа·с,

де R - відстань від епіцентру вибуху, м.

ДРф= 9512,16^1/3 /3 + 39012,16^2/3 /3²+ 130012,16 /3³=887 кПа

І⁺= 0,412,16^2/33^-1/2=1,22 кПас

6. Визначаємо ступінь враження персоналу ОЕ від дії УХ з використанням формул пробіт-функцій та табл.19:

- розрив барабанних перетинок:Рr = - 12,6 + 1,524lnДС_ф;

Рr = - 12,6 + 1,524 ln887= - 2,26

- тривала втрата керованості:Рr = 5 - 5,74ln(4,2/),

де

= 1+887/101,3=9,756

= 1,22/101,3^1/270^1/3=0,029

Рr = 5 - 5,74ln(4,2/)= - 16,88

- смертельне враження: Рr = 5 - 2,44ln[7380/ДС_ф + 1,38·10⁹/(ДС_фI⁺)],

де т приймається для людини середньої ваги - 70 кг.

Рr = 5 - 2,44ln[7380/887+ 1,38·10⁹/(8871,22)] = - 29,3

Ураження персоналу ОЕ від дії ударної хвилі - відсутнє.

5.2 Визначення необхідних обсягів ремонтно-відбудовних робіт та сил для їхнього виконання

При плануванні та організації РВР на ОЕ необхідно завчасно визначити види і обсяги робіт, розробити проект відновлення зруйнованих елементів, підготувати персонал та матеріально-технічне забезпечення. РВР належатимуть до середнього відбудовного ремонту й орієнтовно можуть бути проведені протягом одного-чотирьох тижнів. Для цього слід визначити наступне.

Орієнтовний обсяг витрат РВР визначити за формулою:

W = G·F,

де F - балансова вартість основних виробничих фондів, млн. грн; G - відносна величина збитку в залежності від характеру руйнувань.

Відносну величину збитку G визначаємо, за ступенем руйнування. Розрахунок імовірності руйнування будівельних конструкцій цеху від дії УХ здійснюється за використання формул пробіт-функцій і таблиці 19:

- слабке руйнування промислових будинків:

Рr = 5 - 0,26ln[(4,6/ДР_ф)^3,9 + (0,11/I⁺)^5,0];

Рr = 5 - 0,26ln[(4,6/887)^3,9 + (0,11/1,22)^5,0]=8,13

- середнє руйнування промислових будинків:

Рr = 5 - 0,26ln[(17,5/ДР_ф)^8,4 + (0,29/I⁺)^9,3];

Рr = 5 - 0,26ln[(17,5/887)^8,4 + (0,29/1,22)^9,3]=8,47

- сильне руйнування промислових будинків:

Рr = 5 - 0,22ln[(40/ДР_ф)^7,4 + (0,26/I⁺)^11,3].

Рr = 5 - 0,22ln[(40/887)^7,4 + (0,26/1,22)^11,3]=8,842

Руйнування-100%

W =4,3·1= 4,3 млн.грн

Рахуємо кількість робочої сили, необхідної для виконання РВР за залежністю:

R = W/N_В,

де N_В - норма виробітку на одного працівника за рік, тис. грн.

R = 4,3·10⁶/25000=172 чол.

R працівників виконають усі ремонтні роботи за рік. Кількість R₁ необхідна для виконання робіт за директивний термін дорівнює:

R₁= R· Т_дір

де Т_дір - встановлений термін виконання робіт, прийняті 4 тижні (1/12 року).

R₁=172·12=2064 чол.

Висновок: орієнтовний обсяг витрат РВР дорівнює 4,3 млн.грн. Кількість робочої сили необхідної для виконання РВР за рік складає 172 чоловіки, а за 4 тижні - 2064 чоловік.

Список використаної літератури

1. В.О. Михайлюк, В.А.Дубінін, В.І. Ізотов. Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи ”Визначення ступеня розвитку небезпеки ОЕ”.- Миколаїв: НУК.2011.-51с.

2. ДСТУ 2272-2006 “Пожежна безка. Терміни та визначення”.

Размещено на Allbest.ru

...