В. Н. Азаров, доктор технических наук, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности в техносфере
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
4.3.1. Оценка устойчивости работы объекта экономики при возникновении ЧС химического характера Оценка устойчивости работы ОЭ при возникновении ЧС химического характера включает: определение времени, в течение которого территория объекта будет опасна для людей; анализ химической обстановки, ее влияние на производственный процесс и объем защиты персонала. 81 Пределом устойчивости объекта к химическому заражению является по- роговая токсическая доза токс п Д , приводящая к появлению начальных призна- ков поражения производственного персонала и снижающая его работоспо- собность: токс п 3 2 в 2 1 200 ( ) Д , ( ) Q a b V k k R − + = ⋅ где все обозначения указаны для расчета зоны токсического задымления. При нахождении персонала в зданиях пороговая токсодоза уменьшится в два раза. Оценка устойчивости работы ОЭ в условиях радиоактивного заражения (загрязнения) включает: оценку радиационной обстановки; определение доз облучения персонала, радиационных потерь и потерю трудоспособности. Предел устойчивости ОЭ в условиях радиоактивного заражения — это предельное значение уровня радиации lim i P на объекте, при котором еще возможна производственная деятельность в обычном режиме (двумя смена- ми) и при этом персонал не получит дозу выше установленной ( D уст ): ( ) уст осл lim к н 2 i D k Р t t = − Возможно использование в качестве предела устойчивости дозовых пре- делов, при которых производится отселение людей из зоны ЧС: ( ) к к н н осл 2 п P t P t D k − ≅ Сравнивая lim i P с максимально возможным уровнем радиации max i P , а до- зу облучения D n с установленной D ycт , делают заключение об устойчивости объекта. Объект устойчив, если lim i P > max i P , D n < D ycт . Допустимый уровень радиации Р д на объекте на мирное время принят равным 0,7 мР/ч. Пределами психоэмоциональной устойчивости производственного пер- сонала к поражающим факторам ЧС являются время адаптации человека к условиям ЧС Т а и коэффициент устойчивости персонала К уст Время адаптации зависит от состояния нервной системы человека и ха- рактеризуется несколькими стадиями: витальная реакция — поведение человека направлено на сохранение жизни (15 мин); психоэмоциональный шок, снижение критической оценки ситуации (3…5 ч); психологическая демобилизация, паническое настроение (до 3 сут); стабилизация самочувствия (3…10 сут). 82 Снизить время адаптации можно психофизиологическим отбором людей, практической подготовкой людей к действиям в конкретной ЧС и трениров- кой по использованию СИЗ. В условиях ЧС возможны стрессы и психические травмы, приводящие к появлению так называемого синдрома бедствия (ему подвержено 75 % людей). Психоэмоциональная устойчивость общества в ЧС — это состояние тру- доспособности человека, его способность эффективно вести спасательные работы: н. с уст общ К 100 %, N N = где N н. с — количество человек, сохранивших нормальное психическое со- стояние; N общ — общее количество человек, подвергшихся отрицательному воздействию ЧС. Устойчивость энергообеспечения и материально-технического обеспече- ния зависит от устойчивости внешних и внутренних источников энергии, ус- тойчивой работы поставщиков сырья, комплектующих изделий, наличия ре- зервных, дублирующих и альтернативных источников снабжения. Пределом устойчивости работы ОЭ по источникам энергии и материаль- но-технического оснащения является время бесперебойной работы объекта в автономном режиме Т а. р : Т а. р = F , где F — запасы топлива, воды, машин технического обслуживания, источ- ников электроэнергии. Оценка устойчивости функционирования промышленного объекта начи- нается с изучения района его расположения по генплану, карте района и дан- ным вышестоящего главного управления по делам ГО и ЧС (управления, от- дела, штаба и т. п.). Изучается плотность и тип застройки района, метеоусло- вия, возможные внешние источники вторичных поражающих факторов и др. Затем последовательно оцениваются условия защиты людей и уязви- мость каждого элемента инженерно-технического комплекса при воздейст- вии основных параметров, характеризующих поражающие факторы ЧС. 4.3.2. Оценка инженерной защиты рабочих и служащих Инженерная защита персонала ОЭ — это его защита с использованием защитных сооружений (ЗС). Она достигается заблаговременным проведени- ем соответствующих ИТМ по строительству и оборудованию ЗС с учетом условий расположения ОЭ и требований СНиП. Показателем инженерной защиты является соответствующий коэффи- циент: инж. з инж. з К , N N = 83 где инж. з N — суммарное количество людей, которые в установленные сроки смогут укрыться в ЗС; N — общая численность рабочих и служащих смены, подлежащих укрытию. Оценка инженерной защиты рабочих и служащих ОЭ проводится в сле- дующей последовательности: 1. Изучают состав смены по цехам, участкам и определяют количество людей, подлежащих укрытию. 2. Устанавливают наличие и расположение ЗС объекта и определяют ко- личество людей для укрытия, указав его на ЗС. 3. Изучают характеристику (вместимость, защитные свойства, коэффи- циент ослабления и др.) и состояние ЗС. 4. Выполняют расчет укрытия в ЗС работающий смены объекта с учетом расположения, вместимости имеющихся ЗС и намеченных оптимальных маршрутов перемещения людей: при внезапном возникновении ЧС, когда вместимость от прежней со- ставляет для убежищ 80 %, а противорадиационных укрытий (ПРУ) — 60 %; при угрозе ЧС (через 24 ч после ее объявления), когда убежища, ПРУ и другие ЗС приводятся в готовность. 5. Определяют обеспеченность объекта СИЗ, приборами дозиметриче- ского и химического контроля, оценивают условия их хранения на объекте. 6. Оценивают расположение, оборудование и условия работы пунктов выдачи СИЗ, а также возможные сроки выдачи СИЗ. После этого реализуются следующие мероприятия: 1. Составляются выводы по результатам оценки инженерной защиты, в которых указывают возможности по укрытию наибольшей работающей смены (НРС) в ЗС, а также состояние ЗС. 2. Осуществляется дооборудование ЗС в текущем году. Для этого состав- ляют документ, содержащий заключение о необходимости строительства в мирное время новых убежищ и дооборудования имеющихся ЗС. 3. Оценивается тип и вместимость ЗС, подлежащих возведению при ЧС. При этом указывают количество и места расположения ЗС (при отсутствии возможности для полного укрытия НРС в убежище), их защитные свойства и необходимость строительства ПРУ, быстровозводимых убежищ (БВУ) и простейших укрытий (ПУ) при ЧС. После этого составляется план-график наращивания мероприятий по по- вышению устойчивости работы ОЭ в условиях ЧС, в который включается перечень работ по приведению в готовность существующих и строительству недостающих ЗС. 4.3.3. Оценка устойчивости работы объекта экономики при воздействии ударной волны В качестве количественного показателя или критерия устойчивости рабо- ты ОЭ к воздействию ударной волны (УВ) принимается предел его устойчи- вости — критическое (предельное) значение избыточного давления кр ф P Δ для 84 наиболее уязвимого элемента объекта, при котором элементы производст- венного комплекса ОЭ сохраняются либо получают такие повреждения или разрушения, при которых возможно их восстановление в короткие сроки (при этом выпуск продукции не прекращается и восстановление ОЭ возмож- но своими силами). Следовательно, предел устойчивости ОЭ к воздействию УВ определяется по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав основных элементов — цехов, участков производства, систем, сетей конденсационных электростанций и т. п. Действие УВ на объекты или системы характеризуется параметрами УВ, характеристиками объекта (формой, размерами, прочностью и др.), а также ориентацией объекта относительно УВ. Воздействие УВ на элементы оборудования, техники и т. п. может при- вести к смещению предмета относительно основания или его отбрасыванию, к его опрокидыванию или ударной перегрузке (например, к мгновенному инерционному разрушению элементов предмета), что определяется соответ- ствующими расчетными зависимостями. Следует отметить, что для каждого конкретного изделия допустимая пе- регрузка обычно приводится в технических условиях на его изготовление и в техдокументации. Так, нагрузки, воспринимаемые радиоэлектронной аппа- ратурой, зависят от условий ее эксплуатации и вида техники, на которую она устанавливается. Как уже отмечалось, сопротивляемость зданий и сооружений к воздейст- вию УВ зависит от их конструкции, размеров и некоторых других параметров. Сильным разрушениям подвергаются здания и сооружения больших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающимися над по- верхностью земли, а также сооружения с несущими стенами из кирпича. Различают несколько степеней разрушения зданий при воздействии УВ: полные разрушения ( ΔP ф = 40…60 кПа) — разрушены все основные не- сущие конструкции и обрушены перекрытия; оборудование, средства меха- низации и техника восстановлению не подлежат; сильные разрушения ( ΔP ф = 20…40 кПа) — значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен; восста- новление возможно, но нецелесообразно; средние разрушения ( ΔP ф = 10…20 кПа) — разрушены не несущие, а вто- ростепенные конструкции — легкие стены, перегородки, крыши, окна, две- ри; деформированы отдельные узлы оборудования и техники; для восста- новления потребуется капитальный ремонт; слабые разрушения ( ΔP ф = 8…10 кПа) — разрушена часть внутренних перегородок; оборудование имеет незначительные деформации второсте- пенных элементов; для восстановления требуется мелкий ремонт. Оценка устойчивости проводится в такой последовательности: 1. Определяется ожидаемое максимальное значение избыточного давле- ния УВ ΔP ф 85 2. Выделяются основные элементы на объекте (в цехе, на участке произ- водства, в системе), от которых зависит функционирование объекта и вы- пуск необходимой продукции (например, на машиностроительном заводе основными элементами являются кузнечный, прессовый и сборочный цехи, подъемно-транспортное оборудование, система электроснабжения). 3. Результаты оценки устойчивости заносятся в специальную таблицу. Предел устойчивости берется по нижней границе диапазона давлений, приводящих к средним разрушениям. Например, здание цеха из сборного железобетона может получить средние разрушения при избыточном давле- нии 20…30 кПа, тогда предел устойчивости lim ф P Δ = 20 кПа. Если здание цеха имеет предел устойчивости 30 кПа, коммуникации электроснабжения — 20 кПа, технологическое оборудование — 60 кПа, то предел устойчивости цеха в целом составляет 20 кПа, так как при ΔР ф = 20 кПа выйдет из строя электроснабжение, и цех прекратит работу. Давление скоростного напора воздуха, движущегося за фронтом УВ, оп- ределяется по формуле ( ) ( ) 2 ск ф ф 2,5 720 , P P P Δ = Δ Δ + где ΔР ск — давление скоростного напора, кПа; ΔР ф — избыточное давление, кПа. Под воздействием скоростного напора возникает смещающая сила Р см , которая может вызвать смещение, отбрасывание или опрокидывание обору- дования, а также ударные перегрузки (мгновенное инерционное разрушение элементов оборудования). Оборудование сдвинется с места, если смещающая сила Р см будет пре- восходить силу трения и горизонтально составляющую силы крепления: Р см > Q к + F тр , где Q к — суммарное усилие болтов крепления, работающих на срез, Н; F тр — сила трения: тр , F fG fmg = = где f — коэффициент трения; G — вес оборудования, Н; m — масса оборудо- вания, кг; g — ускорение свободного падения, м/с 2 Для незакрепленного оборудования Р см > F тр , так как Q к = 0. Смещающую силу можно определить по формуле см ск , x P С S P = Δ где С х — коэффициент аэродинамического сопротивления предмета; S — площадь поверхности оборудования, м 2 : S = bхh , где b — ширина обтекаемого предмета, м; h — высота предмета, м. 86 Зная силу трения, можно найти скоростной напор, вызывающий смеще- ние оборудования. Так как Р см > F тр и Р см = С х S ΔР ск , то предельное значение скоростного напора, не вызывающего смещения предмета, составит ск x x fG fmg P C S C bh Δ = = Смещающая сила Р см , действуя на плече Z , будет создавать опрокиды- вающий момент, а вес оборудования G на плече L /2 и реакция крепления Q на плече L — стабилизирующий момент (рис. 7). Рис. 7. Силы, действующие на предмет при смещении и опрокидывании Условия опрокидывания оборудования: закрепленного: см к ; 2 L P Z G Q L ⎛ ⎞ > + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ незакрепленного: см 2 L P Z G ⎛ ⎞ > ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Принимают, что точка приложения силы Р см находится прямо в центре тяжести площади миделя S предмета. Реакция крепления Q к определяется как суммарное усилие болтов, работающих на разрыв. Смещающую силу определяют из неравенства см к 2 L G P Q Z ⎛ ⎞ ≥ + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Скоростной напор ΔР ск , вызывающий опрокидывание оборудования, оп- ределяют по формуле 87 ск 2 x L G P Q C ZS ⎛ ⎞ Δ = + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ При Q = 0 ск 2 2 x x GL mgL P C ZS C ZS Δ = = По ΔР ск из справочной литературы (график зависимости скоростного на- пора от избыточного давления) находят ΔР ф , при котором предмет (оборудо- вание) опрокинется. Далее определяется лобовое сопротивление, при котором возможно инерционное разрушение предметов: отрыв припаянных элементов, разрыв соединительных проводов, разрушение хрупких элементов: Р лоб = ( ΔР ф + ΔР ск ) S , где S — площадь миделя, м 2 Сила инерции определяется следующим образом: ma = Р лоб – F тр , где m — масса оборудования, кг; a — ударное ускорение, м/с 2 Учитывая небольшое значение силы трения, ею можно пренебречь. Тогда Р лоб = ma Избыточное лобовое сопротивление, не приводящее к инерционным раз- рушениям, составляет доп лоб лоб , ma P P S S = = где a доп — допустимые ускорения при ударе, м/с 2 4.3.4. Оценка устойчивости работы объекта экономики к воздействию светового излучения Критерием (показателем) устойчивости работы ОЭ к воздействию свето- вого излучения, или пределом его устойчивости, является минимальное зна- чение светового импульса, при котором может произойти воспламенение материалов или конструкций зданий, сооружений, в результате чего на объ- екте возникнут пожары. Оценка устойчивости ОЭ к световому излучению выполняется в сле- дующей последовательности: 1. Определяют степень огнестойкости зданий, сооружений цеха. Изучают каждое здание, сооружение и определяют, из каких материалов (несгорае- мых, трудносгораемых или сгораемых) выполнены их части, конструкции, а также устанавливают предел огнестойкости этих конструкций. В зависимости от использованных строительных материалов огнестой- кость зданий и сооружений делят на пять степеней (I—V). 88 2. Определяют световые импульсы, при которых происходит воспламе- нение и горение строительных материалов. Изучают каждое здание и сооружение и выявляют наличие в их конст- рукциях элементов, выполненных из сгораемых материалов. Наряду со строительными материалами (как элементами конструкций зданий и соору- жений на объекте или цехе) могут находиться различные материалы, яв- ляющиеся источниками возгорания: древесина (навесы, стеллажи, полы, ме- бель и др.), текстильные изделия (брезентовые покрытия, шторы), бумага и т. д. Световые импульсы определяются в зависимости от характеристики элементов конструкций сооружений и зданий, выполненных из сгораемых материалов, и мощности ядерного боеприпаса, радиуса зон поражения, кр ф P Δ во фронте УВ. 3. Определяют категории производства по пожарной опасности. По степени пожароопасности технологического оборудования и характе- ра производства все предприятия делят на пять категорий (А—Д). Изучают характер технологического процесса в здании (сооружении) и виды используемых в производстве материалов и веществ, а также вид го- товой продукции и определяют для заданного механического цеха промыш- ленного объекта категории пожароопасности. Наиболее опасными являются предприятия категорий А и Б. Пожары в них возможны даже при слабых разрушениях. При этом происходит почти мгновенный охват огнем элементов объекта. 4. Делают выводы и предложения по повышению устойчивости объекта к световому излучению. На основании полученных данных находят предел устойчивости объекта или цеха ОЭ к световому излучению кр св U , кДж/м 2 , а также наиболее уязви- мые (опасные) в пожарном отношении цеха, участки производства, элементы и определяют возможную пожарную обстановку на объекте. После этого де- лаются выводы и разрабатываются мероприятия по повышению пожарной безопасности объекта. |