Защита в чрезвычайных ситуациях

Ежедневно по железным дорогам России перевозятся тысячи тонн опасных грузов. Это сильнодействующие ядовитые, взрывчатые и пожаро- и взрывоопасные вещества.

При крушениях, сходах поездов наличие этих веществ может создавать чрезвычайные ситуации (ЧС).

Кроме того, опасные вещества могут располагаться стационарно на объектах железнодорожного транспорта, или сами железнодорожные объекты располагаться вблизи места нахождения опасных объектов.

В результате крушения поездов, других видах аварий при разгерметизации емкостей с сильнодействующими ядовитыми веществами могут образовываться зоны химического заражения, которые, распространяясь на объекты железнодорожного транспорта, вызывают поражения людей.

Чрезвычайные ситуации, вызванные взрывами, пожарами, приводят к поражению людей, уничтожению материальных ценностей, перерывам в движении поездов.

Умение прогнозировать возможную обстановку в таких случаях необходимо руководителю любого ранга. Для принятия оперативных мер по ликвидации чрезвычайных ситуаций, защите рабочих и служащих объектов железнодорожного транспорта и материальных ценностей, оценки степени защиты нужны знания по возможному развитию ЧС, которые приобретаются в результате решения задач.

Примеры решения задач

Задача 8.1. При аварии на городских водозаборных сооружениях произошел выброс хлора. Оценить химическую обстановку на территории локомотивного депо, если количество хлора, участвующего в аварии, Qо = 10 т; разлив в поддон, высота поддона Н = 0,8 м; скорость ветра в момент аварии V = 2 м/с; температура воздуха t = 20 ° С; время суток–день; состояние погоды–пасмурно; расстояние от места аварии до депо Х = 1,5 км; количество работающих в смене человек – 175, все работающие находятся в зданиях, средствами индивидуальной защиты не обеспечены.

Решение.Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке, т, по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.1)

где К1 – коэффициент, зависящий от условия хранения сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ) прил. 1, табл. 1; К3 – коэффициент, равный отношению поражающей токсодозы хлора, к поражающей токсодозе другого СДЯВ, участвующего в аварии, прил. 1, табл. 1; К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, принимаемый равным для инверсии 1, конвекции – 0,08, изотермии – 0,23 (степень вертикальной устойчивости воздуха находится по прил. 1, табл. 2 в зависимости от скорости ветра, состояния погоды и времени суток); К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, прил. 1, табл. 1; Qо – количество вещества, участвующего в аварии, т,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Находим время действия зоны по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.2)

где К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (прил. 1 табл. 1); К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (прил. 1 табл. 3); d – удельный вес СДЯВ, т/м3 (прил. 1 табл. 1); h – толщина слоя СДЯВ, м, которая находится по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru , (8.3)

где Н – высота поддона, м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м.

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru мин.

Определяем эквивалентное количество хлора во вторичном облаке по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.4)

где К6 – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N (прил. 1 табл. 4);

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т.

Находим глубину зоны заражения от первичного и вторичного облака, пользуясь прил. 1, табл. 5 и интерполируя:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

Определяем полную глубину зоны заражения Г, км, по формуле

Г = Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru , (8.5)

где Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru , Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru – наибольший и наименьший из размеров глубины зоны по первичному или по вторичному облаку:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

Вычерчиваем схему объекта и наносим на нее зону заражения (рис. 8.1).

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Рис. 8.1. Схема распространения зоны химического заражения:

1 – место аварии; 2 – здания локомотивного депо; 3 – поворотный круг; 4 – границы зоны заражения

При скорости ветра от 1 до 2 м/с зона заражения имеет вид сектора с углом 90° .

Как видно из схемы, вся территория локомотивного депо окажется в зоне химического заражения.

Вероятные потери среди работающих в смене определяем по прил. 1 табл. 6:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.;

– из них получат легкую степень поражения:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.;

– поражения средней тяжести (госпитализация на 2ј 3 месяца):

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.;

– поражения с летальным исходом:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.

Локомотивное депо в результате аварии со СДЯВ понесет значительные людские потери, что снизит его производительную мощь, поэтому необходимо разработать и осуществить мероприятия по снижению потерь.

Задача 8.2. При крушении железнодорожного состава произошло разрушение цистерны с жидким хлором, находящимся под давлением. Определить зону возможного заражения хлором, если в цистерне находилось 40 т хлора; состояние погоды – изотермия; скорость ветра – 5 м/с; температура воздуха – 0 ° С; разлив хлора на подстилающей поверхности – свободный.

Решение.Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке по формуле (8.1):

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т.

По формуле (8.4) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке, учитывая, что при свободном разливе h = 0,05 м, время, прошедшее после аварии, 1 ч:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т

Находим глубину зоны возможного заражения Г1 первичного и Г2 вторичного облака, пользуясь прил. 1 табл. 5 и интерполируя:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

Определяем полную возможную глубину зоны заражения Г по формуле (8.5)

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

Задача 8.3. При аварии на мясокомбинате произошел выброс аммиака. Облако зараженного воздуха двинулось в сторону ПЧ.

Определить химическую обстановку на территории ПЧ, если количество аммиака, участвующего в аварии, Qо = 35 т; разлив свободный; температура воздуха на момент аварии +20 ° С; время суток – вечер; состояние погоды – ясно; расстояние от места аварии до территории ПЧ х = 3 км; количество людей на территории ПЧ 45 чел., в т.ч. находящихся в здании – 40 чел., вне зданий – 5 чел.; скорость движения воздуха V = 3 м/с.

Решение. По формуле (8.1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т.

По формуле (8.4) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т.

Пользуясь прил. 1 табл. 5 находим глубину зоны заражения от первичного Г1 и вторичного Г2 облака при помощи интерполяции:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

По формуле (8.5) определяем полную глубину Г зоны заражения:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

По формуле (8.2) определяем время действия зоны заражения:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru .

Рассчитываем время подхода облака зараженного воздуха, ч, к территории ПЧ по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru , (8.6)

где х – расстояние от места аварии до объекта, м; V – скорость движения воздуха:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ч.

Пользуясь прил. 1 табл. 6, определяем возможные потери среди находящихся в зданиях:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.

Из них получат

  • легкую степень поражения (требуется оказание медицинской помощи без стационарного лечения):

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.;

  • поражения средней тяжести с госпитализацией 2ј 3 недели:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.;

  • поражения со смертельным исходом:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru чел.

Для снижения потерь необходимо выполнить мероприятия по защите работающих.

Задача 8.4. При крушении железнодорожного состава разрушилось несколько цистерн, в которых находилось: хлора – 30 т, аммиака – 60 т, соляной кислоты – 30 т.

Определить глубину зоны химического заражения, если скорость ветра на момент аварии V = 5 м/с; изотермия; время, прошедшее после аварии 4 часа, температура воздуха 0° С.

Решение. По формуле (8.2) определяем время испарения СДЯВ:

  • для хлора

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

  • для аммиака

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru .

  • для соляной кислоты

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru .

Определяем эквивалентное количество вещества, т,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.7)

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru т.

Пользуясь прил. 1 табл. 5 находим интерполяцией глубину зоны заражения:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru км.

Задача 8.5. Определить вероятный характер разрушения элементов локомотивного депо при взрыве горюче-воздушной смеси (ГВС) на складе дизельного топлива, если масса топлива на складе Qо-200 т; расстояние до 1-го стойла – 350 м; до 2-го стойла – 280 м; до здания пескосушилки – 500 м; до локомотива, стоящего перед 1-м стойлом, – 520 м.

Характеристика элементов объекта: здание пескосушилки – из сборного железобетона, здания стойл для локомотивов – каркасные шлакобетонные.

Решение. Рассчитаем расстояния для различного избыточного давления, пользуясь законом подобия взрывов:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.8)

где Rи – известные расстояния при взрыве ГВС от 1000 т дизельного топлива (прил. 2 табл. 1); Rх – неизвестное расстояние при заданном количестве топлива, м; Qи – топливо массой 1000 т; Qо – количество топлива на складе, т.

Находим постоянную величину правой части уравнения закона подобия взрывов:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Определяем расстояния для избыточных давлений D Рф соответственно для 3,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 кгс/см2 при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м.

Построим изолинию избыточного давления при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива (рис. 8.2).

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Рис. 8.2. Изолиния избыточного давления при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива

По расстоянию от места расположения склада ГСМ до элементов объекта определяем избыточное давление, воздействующее на элемент объекта:

  • на стойло №1 воздействует D Рф = 0,8 кгс/см2;
  • на стойло №2 – 1,6 кгс/м2;
  • на здание пескосушилки – 0,4 кгс/см2;
  • на локомотив – 0,35 кгс/см2.

Согласно прил. 2 табл. 2 здания стойл №1 и №2 будут разрушены полностью, здание пескосушилки получит средние разрушения, локомотив повреждений не получит.

Возможными мероприятиями по снижению степени разрушения могут быть:

· уменьшение количества топлива на складе;

· обвалование склада ГСМ;

· увеличение расстояния между складом и сооружениями локомотивного депо.

Задача 8.6. Определить вероятный характер разрушения зданий, сооружений железнодорожной станции и потери среди работников при случайном взрыве разрядных грузов во время их выгрузки, если количество взрывчатых веществ (ВВ) на выгрузочной площадке Qо = 80 т; здание поста ЭЦ 2-этажное кирпичное, расположено на расстоянии 700 м от выгрузочной площадки, контактная сеть – на расстоянии 400 м, подвижной состав (вагоны) – на расстоянии 400 м.

Решение. По формуле (8.8) рассчитаем расстояния для различного избыточного давления:

В формуле (8.8) Rи – известные расстояния при взрыве ВВ от 1000 т (прил. 2 табл. 3); Rх – неизвестные расстояния при взрыве 80 т ВВ; Qи –ВВ массой 1000 т; Qо – количество ВВ на складе.

Находим постоянную величину правой части уравнения закона подобия взрывов:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Определяем расстояния для избыточных давлений D Рф соответственно 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8; 1,0 кгс/см2:

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru м.

Построим изолинию избыточного давления при взрыве ВВ массой 80 т (рис. 8.3).

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Рис. 8.3. Изолиния избыточного давления при взрыве ВВ массой 80 т

По расстоянию от места расположения выгрузочной площадки до различных сооружений железнодорожной станции определяем избыточное давление, воздействующее на сооружения:

· здания поста ЭЦ D Рф = 0,07 кгс/см2;

· контактную сеть D Рф = 0,12 кгс/см2;

· подвижной состав D Рф = 0,12 кгс/см2.

Согласно прил. 2 табл. 2 подвижной состав, контактная сеть и здания ЭЦ повреждений не получат.

Выгрузочно-погрузочные площадки должны располагаться на безопасном расстоянии.

Задача 8.7.Рассчитать коэффициент защиты помещения, приспособленного под противорадиационное укрытие (ПРУ), расположенное в одноэтажном здании, если длина помещения Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru – 12 м; ширина помещения в = 6 м; ширина здания В = 6 м; вес 1 м2 наружных стен qст = 800 кгс/м2; высота помещения h = 3 м; площадь оконных проемов 1-го этажа
So = 2,4 м2; расстояние от пола 1-го этажа до оконного проема составляет 1,5 м; ширина возможного зараженного участка, примыкающего к зданию, D = 40 м; вес 1 м2 перекрытия подвала qп = 700 кгс/м2; сумма плоских углов с вершинами в центре помещения, напротив которых расположены стены с суммарным весом менее 1000 кгс/м2, a = 40° .

Решение.Определяем коэффициент защиты по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.9)

где К1 – коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены, определяемый делением угла полного возможного фронта проникновения (360° ) на сумму плоских углов, напротив которых расположена стена с суммарным весом менее 1000 кгс/м2,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.10)

где a j – плоский угол, градус, с вершиной в центре помещения, напротив которой расположена j-я стена укрытия (рис. 8.4).

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Рис. 8.4. Схема ПРУ для определения коэффициента К1

Величина угла находится через тангенс, определяемый по длине и ширине помещения,

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ; (8.11)

где Кст – кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций, определяется по прил. 3 табл. 1; Кпер – кратность ослабления первичного излучения перекрытием, определяется по прил. 3 табл. 1; Кш – коэффициент, зависящий от ширины здания, который принимается по прил. 3 табл. 2; Ко – коэффициент, учитывающий проникновение в помещение вторичного излучения, принимается 0,8 a при расположении низа оконного проема в наружных стенах на высоте от пола 1 м, 0,15 a – при 1,5 м и 0,09 – при 2 м и более; Км – коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в зоне застройки, от экранирующего действия соседних строений, принимаемый по прил. 3 табл. 3; при этом

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru (8.12)

где So – площадь не заложенных оконных и дверных проемов; Sп –площадь пола укрытия.

Тогда

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru j = 1;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ; Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ; Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ; Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ; Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru .

Коэффициент V1 определяется по прил. 3 табл. 2

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru ;

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Выбранное помещение снизит дозу возможного облучения в 187 раз.

Задача 8.8. Рассчитать коэффициент защиты помещения административного здания вагонного депо, которое при необходимости используется под противорадиационное укрытие, если помещение находится в цокольном этаже; длина помещения Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru = 12 м; ширина помещения в = 6 м; ширина здания В = 14 м; вес 1 м2 наружных стен qст = 900 кгс/см2; высота помещения h = 3 м; площадь оконных проемов 1-го этажа So = 12 м2; расстояние от пола 1-го этажа до оконного проема ho = 1 м; ширина зараженного участка, примыкающего к зданию, D = 40 м; вес 1 м2 перекрытия подвала qп = 500 кгс/м2.

Решение.Определяем коэффициент защиты по формуле

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Защита в чрезвычайных ситуациях - student2.ru

Цокольное помещение административного здания вагонного депо имеет коэффициент защиты 250.

Задача 8.9. Определить характер разрушений и вероятность возникновения завалов в районе землетрясения силой 10 баллов при плотности застройки 40 %, этажности 6–8, ширине улиц 20 м.

Решение. По прил. 4 табл. 1 определяем, что воздействие землетрясения силой 10 баллов эквивалентно воздействию избыточного давления 50 кПа, что характеризует зону сильных разрушений.

По прил. 2 табл. 2 определяем степень разрушения зданий многоэтажных из сборного железобетона. Здания получат сильные разрушения.

По прил. 4 табл. 2 определяем, что высота завалов может составлять до 4 м.

Задача 8.10. Определить характер разрушений и вероятность возникновения завалов в районе воздействия урагана при скорости ветра до 60 м/с.

Решение.По прил. 4 табл. 1 определяем, что ветровая нагрузка урагана такой силы эквивалента воздействию избыточного давления 50 кПа.

По прил. 2 табл. 2 определяем, что здания кирпичные малоэтажные получат сильные разрушения, трансформаторные подстанции – средние, контрольно-измерительная аппаратура разрушится полностью, железнодорожный путь разрушений не получит, у подвижного состава возможны слабые разрушения.

Наши рекомендации