Расчет зон действия поражающих факторов, аварий на опасных производственный объектах

Каждый работающий на предприятии, заметив опасность, угрожающую людям  или предприятию, обязан наряду с  принятием мер по ее устранению сообщить об этом лицу технического надзора, а  также предупредить людей, которым  угрожает опасность.

Горные выработки карьеров в местах, представляющих опасность  падения в них людей, следует  ограждать предупредительными знаками, освещаемыми в темное время суток. Дренажные скважины, недействующие  шурфы и другие вертикальные и  наклонные выработки должны быть надежно перекрыты.

Запрещается загромождать рабочие места и подходы к ним породой и предметами, затрудняющими передвижение людей и механизмов.

Запыленность воздуха  и количество вредных газов на рабочих местах не должны превышать  величин, установленных санитарными  нормами. Места отбора проб и их периодичность  устанавливаются графиком, утвержденным главным инженером предприятия, но не реже одного раза в месяц.

Уменьшать содержание вредных  газов, паров и пыли в рабочей  зоне производственных помещений необходимо путем ведения процесса в строгом  соответствии с действующими технологическими инструкциями, комплексной автоматизацией и механизацией производственных операций, герметизацией оборудования и бесперебойной  работой вентиляционных систем. Рабочие  и специалисты должны быть обеспечены и обязаны пользоваться средствами индивидуальной защиты, соответствующими их профессии и условиям работы. Для защиты от вредного воздействия реагентов рабочие при работе должны пользоваться спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты: респираторами, фильтрующими промышленными противогазами, касками и защитными очками.

При работе с веществами, вызывающими раздражение кожи, рабочие  должны пользоваться профилактическими  пастами и мазями, а также смывающими и дезинфицирующими средствами.

4. Мероприятия по защите населения и территории от аварий на ОПО

Согласно Федеральному Закону № 68 «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 21.12.94 г. предупреждение чрезвычайных ситуаций - это комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций, а также на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь в случае их возникновения.

Ликвидация чрезвычайных ситуаций - это аварийно-спасательные и другие неотложные работы, проводимые при возникновении чрезвычайных ситуаций и направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь, а  также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций, прекращение действия характерных  для них опасных факторов.

Мероприятия, направленные на предупреждение чрезвычайных ситуаций, а также на максимально возможное  снижение размеров ущерба и потерь в случае их возникновения, проводятся заблаговременно.

Ликвидация чрезвычайных ситуаций осуществляется силами и средствами организаций, органов местного самоуправления, органов исполнительной власти субъектов  Российской Федерации, на территориях  которых сложилась чрезвычайная ситуация.

Система готовности к экстренным ситуациям предполагает определение, анализ и разработку ответных действий на трех уровнях. Индивидуальные действия или действия первого уровня включают в себя действия отдельного человека при обнаружении опасной ситуации или аварии, в том числе:

• уведомление соответствующих руководителей, контролеров и представителей администрации о ситуации и обстоятельствах аварии;
• сдерживание развития ситуации (элементарные противопожарные мероприятия, оказание первой помощи пострадавшим или эвакуация их из зоны аварии;
• эвакуация, выход из зоны аварии или в укрытие.   

Действия второго уровня после уведомления об аварии включают в себя работу специально подготовленных бригад (в том числе пожарных команд, групп поиска и спасения, бригад медицинской помощи пострадавшим), обладающих специальными навыками, полномочиями и оборудованием. 

Действия третьего уровня необходимы в ситуациях, когда действия первого и второго уровней не обеспечивают должной безопасности или неэффективны, и включают в себя использование специальных систем, оборудования и технологий:

• использование приборов обнаружения людей и сейсмодетекторов;
• спасение через скважины большого диаметра;
• проверка/обследование средств передвижения и различных систем (например, видеокамер), забор проб воздуха.

2. Расчет зон ЧС техногенного характера
1. Расчет зоны ЧС при взрыве конденсированных взрывчатых веществ




На цементном заводе произошел  диверсионный взрыв гексогена, массой (5+2n) = 5 т., грунт в районе цементного завода и города плотный, на расстоянии R=100 м от цементного завода расположены жилые кварталы с многоэтажными зданиями: (1200+20n) = 1200 чел., а на заводе работает (850+10n) =850 чел. Плотность населения в городе 3000 чел. на км². Место взрыва (выбираем самостоятельно – мед. пункт).

Определить степень опасности  для цементного завода и города при  взрыве конденсированных взрывчатых веществ:

• провести зонирование цементного завода по Δр_ф, выделить зону полных, сильных, средних и слабых разрушений.
• рассчитать потери персонала.
• вычислить площадь зоны ЧС.
• определить степень разрушения цементного завода.

Расчет зоны ЧС сводится к определению ее размеров, степени  поражения людей и разрушения объектов.

Основные свойства конденсирования  взрывчатых веществ:

- удельная теплота взрыва 5360 кДж/кг.

- удельный тротиловый эквивалент 1,185 кг.

- плотность 1,65 г/см³ .

- скорость детонации 8,7 км/с.

Главной характеристикой  взрывчатого вещества является теплота взрыва – количество энергии кДж/кг, выделяемое при взрыве 1кг взрывчатого вещества. Взрывы конденсированных взрывчатых веществ протекают в режиме детонации.

Расчет зоны ЧС при взрыве конденсированных взрывчатых веществ  проводится в следующей последовательности:

1. рассчитаем избыточное давление при взрыве заряда взрывчатого вещества на поверхности земли по формуле:

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300 , (2.1)

где Δр_ф – избыточное давление, кПа

 

 

 

 

G – масса тротилового заряда, кг




R – расстояние от центра взрыва до объекта, м

Для взрыва любого взрывчатого вещества (кроме тратила) G определяется по формуле:

G = α • Мвв,

где Мвв – масса взрывчатого вещества, кг.

 α – удельный тротиловый эквивалент.

     Зона ЧС  при взрывах ограничивается Δр_ф < 10 кПа

Мвв = (5+2*0) = 5т = 5000кг.

G = α • Мвв = 1,185 * 5000 = 5925 кг

Δр_ф =95•+ 390 • + 1300 = 95• +390 • +1300 = 25,58 кПа

    

Разрешая формулу (2.1) относительно R и представляя ее в виде

R= f(Δр_ф , G), получим соотношение R =х ,

где х – параметр уровня поражения (без учета влияния  подстилающей поверхности).

Х = 4,7 – полное разрушение (при Δр_ф=50кПа)

Х = 6,4 – сильное разрушение (при Δр_ф=30кПа)

Х = 8,2 – среднее разрушение (при Δр_ф=20 кПа)

Х = 13,5 – слабое разрушение (при Δр_ф=10кПа)

R₁ =х = 6,4 * = 108, 54 м - сильное разрушение

R₂ =х = 8,2 * = 148, 3 м - среднее разрушение

R₃ =х = 13,5 * = 244,2 м = 0,244 км - слабое разрушение

2. определим степень поражения объекта экономики по формуле:

D = * 100%,

где – площадь зоны ЧС, км

  - площадь объекта экономики (3,04), км²

= П * ,

где R_cр – радиус зоны слабых разрушений.

= П * 3,14 * 0,244² = 0,187 км²

D = * 100% = * 100% = 6,15%

     Восстановление  объекта экономики целесообразно,  если слабые и средние разрушения  зданий и сооружений не превышают  40%, а сильных и полных разрушений  – нет.




3. степень поражения людей – легкие поражения, ушибы, потеря слуха, незначительные кровотечения.
4. определим число безвозвратных потерь при взрывах в населенных пунктах по формуле:

N_без=P*G^0.666,

где N_без – число безвозвратных потерь, чел.

Р – плотность населения, тыс.чел./км²

G – тротиловый эквивалент, т.

N_без=P*G^0.666 =3000*(0,00185)^0.666 = 34 чел.

     Санитарные  потери определяем по формуле:

N_сан = 0,75*N_без

N_сан = 0,75*N_без= 0,75* 34 = 26 чел.

5. определим степень разрушения элементов инженерно – технического комплекса.

Слабые разрушения – представляют собой повреждения или разрушения крыш, оконных и дверных проемов, ущерб составляет от 10 до 15 % от стоимости здания. В данную зону разрушений попадают: пожарное депо, эл. подстанция, сырьевое отделение.

Средние разрушения – представляют собой разрушения крыш, окон, перегородок, чердачных перекрытий, верхних этажей, ущерб составляет от 30 до 40 % от стоимости здания. В данную зону разрушений попадает: пожарное депо.

Сильные разрушения – представляют собой разрушения несущих конструкций и перекрытий, ущерб составляет 50 % от стоимости здания. Ремонт зданий не целесообразен. В данную зону разрушений попадает: пожарное депо.

Полные разрушения – представляют собой обрушения зданий. В данную зону разрушений попадает: мед. пункт.

6. для оперативных расчетов радиусов зон полных, сильных, средних, слабых разрушений (с учетом влияния подстилающей поверхности) можно использовать зависимости:

R_п.р.=3,1 * – радиус полных разрушений

R_с.р.=4,2 * – радиус сильных разрушений

R_ср.р=6,4 * – радиус средних разрушений

R_сл.р=8,3 * – радиус слабых разрушений

при этом G = 2*k*a*Мвв,

где k – коэффициент, учитывающий свойства подстилающей поверхности в районе взрыва (плотный грунт = 0,7)

a – удельный тротиловый эквивалент

Мвв – масса взрывчатого  вещества, кг

G = 2*k*a*Мвв  = 2*0,7*1,185*5000 = 8295

R_п.р.=3,1 * = 3,1 * =  62,62

R_с.р.=4,2 * = 4,2 * = 84,84

R_ср.р=6,4 * = 6,4 * = 129,28

R_сл.р=8,3 * = 8,3 * = 167,66




7. возможные потери людей в зоне ЧС определяются как математическое ожидание, равное сумме потерь персонала объекта в зависимости от степени его защищенности.

МО = *C_i ,

- количество  людей в здании, чел.

C_i - процент потерь

n – число зданий на объекте

для зоны слабых разрушений C_i = 1,2 % = 0,012

для зоны средних разрушений C_i = 3,5 % = 0,035

для зоны сильных разрушений C_i = 30 % = 0,3

для зоны полных разрушений C_i = 40 % = 0,4

МО_сл = * C_i = 68 * 0,012 = 1

МО_ср = * C_i = 8 * 0,035 = 1

МО_сил = * C_i = 8 * 0,3 = 3

МО_полн = * C_i = 5 * 0,4 = 2

8. основные мероприятия по защите населения:
1. оказать первую медицинскую помощь;
2. организовать транспортировку (в случае необходимости) пострадавших в медицинское учреждение;
3. в случае крайней необходимости эвакуировать работников.

 

2.  Расчет зоны ЧС при взрыве емкости находящейся под давлением газа (пара)

Определить степень разрушения цементного завода и поражения людей  при взрыве варочного котла на котельной на расстоянии 100 м. Объем  котла (300 + n) = 300 м³. Плотность железа 7,8 г/см³ = 7800 кг/м³, Р₀ = 10⁵Па. Давление газа в котле Р_г=25*10⁵Па.

Размеры котла: высота h=15+0,2n =15 м; r=3+0,2n = 3 м; δ = 2+0,005n = 2; γ = 1,35 – показатель адиабаты.




Взрыв емкостей, находящихся  под давлением относится к  группе физических взрывов, при которых  разрушение емкости сопровождается быстрым расширением газа и образованием ударной волны и поля осколков. Наиболее частые причины взрывов  – падение резервуара, разрыв швов.

1. Определим энергию взрыва котла:

Е =,

где: Р_г - давление газа в котле;

Р₀ – атмосферное давление;

γ – показатель адиабаты;

 – объём  котла. 

Е =Дж.

2. Рассчитаем массу эквивалентного заряда:

G =,

где: – удельная теплота взрыва тринитротолуола (4,52∙10⁶ Дж/кг);

Е – энергия взрыва котла.

G =,

3. Вычислим избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 100 м.

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300 ,

где: Δр_ф – избыточное давление, кПа

       G – масса тротилового заряда, кг

       R – расстояние от центра взрыва до объекта, м

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300

4. Определяем дальность разлета осколков:

L = 238∙,

где: G – масса тротилового заряда, кг

L = 238∙

5. Определим массу цилиндрического резервуара:

0.2∙Е =М_ц∙V_ц²,

где: 0.2∙Е – энергия идущая на разрыв осколков,

       М_ц – масса цилиндрического резервуара.

М_ц = π∙ρ∙h (r-δ) +2π∙r²∙ρ∙δ,

где: h, r, δ - размеры котла;

ρ – плотность железа.

М_ц = 3,14∙7800∙15(3-2)+2∙3,14∙3²∙7800∙2 =1249092 кг = 1,2 кг.




6. Определим объем цилиндрического резервуара:

  V_ц , отсюда

V_ц=₌19,77 м³,

где 0.2∙Е – энергия идущая на разрыв осколков,

М_ц – масса цилиндрического резервуара.

7. С учетом получившейся массы котла (цилиндрического резервуара) определим максимальную дальность разлета осколков.

L_max=,

где: g – ускорение свободного падения,

V_ц – объем цилиндрического резервуара.

L_max= м.

 

2.3. Расчет зоны ЧС при взрыве пылевоздушной смеси в открытом пространстве и помещении

 

На расстоянии R = 500 м от цементного завода находится деревообрабатывающий комбинат. В открытом цехе деревообработки образовалось 400кг еловой пыли. В закрытом цехе производства ДСП объемом V₀=5000м³, при работающей вытяжке в сутки накапливается 0,04 кг еловой пыли.

Определить: 1)  Возможные  последствия взрыва пыли при возникновении  искры в цехе деревообработки;

2) Время накопления взрывоопасной  концентрации пыли и последствия  ее взрыва в цехе ДСП при  температуре 20 ^ºС;

3) Сделать выводы по  оценке обстановки на цементном  заводе при взрывах на деревообрабатывающем  комбинате.

Взрыв пыли возможен при  ее концентрации выше НКП (нижнего концентрационного  предела). Взрывы пыли происходят при  разгрузке железнодорожных платформ с каменным углем, торфом, загрузке элеваторов мукой, накоплением пыли при деревообработке. Возможность  взрыва определяется размером частиц и наличием НКП воспламеняемости (взрываемости). НКП зависит от удельной теплоты сгорания пыли:

НКП=800/Q_уд

где  Q_уд – удельная теплота сгорания пыли (20,4∙10^-3кДж/кг).

НКП=800/Q_уд = 800/20,4 ∙10^-3 = 39,2 ∙10^-3 кг/м³.




Взрыв пыли в открытом пространстве оценивается в следующем порядке:

1. Определяем тротиловый эквивалент взрыва по формуле:

G =,

где: М – масса пыли, кг;

Z – коэффициент участия пыли во взрыве (0,02);

 – удельная  теплота сгорания пыли (20,4∙10^-3кДж/кг);

 – удельная теплота сгорания тротила (4520 кДж/кг).

G = ,

2. Вычисляем избыточное давление во фронте ударной волны при взрыве пыли:

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300 ,

где: Δр_ф – избыточное давление, кПа

G – масса тротилового заряда, кг

R – расстояние от центра взрыва до объекта, м

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300 =0,063кПа.

3. Находим возможные поражения людей, степени разрушения зданий и сооружений в зависимости от избыточного давления при взрыве пыли.

В зависимости от избыточного  давления Δр_ф степень поражения людей может быть Δр_ф < 10 кПа. Люди находятся на безопасном расстоянии от источника взрыва, телесные повреждения отсутствуют.

Степень разрушения объектов (зданий, сооружений, транспорта) в зависимости  от избыточного давления Δр_ф < 10 кПа – слабые разрушения. Повреждения получат деревянные дома, частично – кирпичные здания и частично кирпичные здания, и частично – линии электро передач.

4. Наиболее мощный взрыв наблюдается при значениях НКП от 3 до 4 кг/м³.

Взрыв пыли в замкнутом пространстве оценивается в следующем порядке:

а) Определяем критическую  массу пыли, при которой возможен взрыв:

,

где: НКП – нижний концентрационный предел взрываемости (0,038 кг/м³);

 – свободный  объем помещения, м³.

 

б) Вычисляем время накопления взрывоопасного количества пыли:

t_взо=,

где: – критическая масса пыли, при которой возможен взрыв, кг;

  - масса пыли, выделяемая за сутки, кг

t_взо=




в) Рассчитаем избыточное давление Δр_ф в помещении цеха при взрыве пылевоздушной смеси:

Δр_ф=14∙,

где: m – масса пыли, выделяемая за сутки, кг;

 – удельная  теплота взрыва пыли;

 – свободный  объем помещения, м³;

 – температура  воздуха в помещении до взрыва.

Δр_ф=14∙.

г) Определим радиус разброса пылевоздушной смеси в помещении :

R₀ = ,

где - объем помещения, м³.

R₀ = = = 13,4 м.

Взрыв в помещении возможен только при значении фактической  плотности вещества в воздухе  больше НКП.

Если при взрыве в помещении Δр_{ф 30 кПа, то помещение, как правило, разрушается частично или полностью.}

Свободный объем помещения  составляет 80 % от общего объема (4000 м³).

Наиболее мощный взрыв  пыли может наблюдаться при значении НКП от 3 до 4.

4. Взрывы газовоздушных и топливовоздушных смесей в помещении

В помещениях взрывоопасных  объектов (цеха деревообработки, лакокрасочные  цеха, котельных, печных трубах и складах  топлива) возможны взрывы и горение  с дозвуковой скоростью распространения  пламени при повышении давления во всем объеме, поскольку границы  помещения не дают, возможности расширится продуктам горения.

Определить максимальное и избыточное давление в помещении  при взрыве газовоздушной смеси, состоящей из метилового спирта (CH₃OH).

Масса вещества: 15 кг, объем  свободного помещения: 2000 м³, температура 20 ⁰С.

1. Определим избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов углерода, водорода, хлора, азота:

Р_изб = (Р_max – Р₀) ∙,




где Р_max – максимальное давление взрыва газовоздушной смеси в замкнутом объеме (900 кПа);

      Р₀ – начальное давление в помещении (101 кПа);

М – масса газовоздушной  смеси, выделившаяся в помещении  в результате аварии, кг;

Z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве в помещении (0,5);

- свободный объем  помещения, м³;

  - плотность пара (газа), кг/м³;

  - коэффициент негерметичности помещения (3).

Определим плотность пара (газа):

,

где - молярная масса вещества (32 г/моль);

- температура  воздуха в помещении, ⁰С.

= = 1,3

Определим стехиометрическую  концентрацию газов или паров:

С = ,

где – стехиометрический коэффициент кислорода в уравнении реакции горения, определяется по формуле:

= n_с + - ,

где n_с, n_н, n_г, n₀ – соответственно число атомов углерода, водорода, гологенов и кислорода в молекуле вещества.

= n_с + - = 1 + - = 1,5

С = = = 13,6

 

Р_изб = (Р_max – Р₀) ∙ = (900 – 101) ∙ = 5,6 кПа.

2. Определим радиус разброса газовоздушной смеси в помещении:

R₀ = ,

где - свободный объем помещения, м³

R₀ =   = = 9,8 м.

 

5. Оценка параметров аварийного взрыва газгольдера со сжатым газом и действие осколков по стальным мишеням



Оценить параметры аварийного взрыва газгольдера со сжатым газом и действие осколков по стальным мишеням.

Газгольдер – сферический; радиус газгольдера r = 5 + 0,1n = 5 м; толщина оболочки d = 10 + 0,001n = 10 мм = 0,01 м; разрушающее давление Δр=(2,5+0,001n) ∙ 10⁶ = 2,5 ∙ 10⁶ Па; плотность стали, из которой выполнен газгольдер ρ = 7800 кг/м³; высота газгольдера над поверхностью земли Н=3+0,002n = 3 м; показатель адиабаты γ = 1,135; δ - динамический предел текучести равен 4,7 ∙ 10⁸ Па.

Оценка параметров аварийного взрыва газгольдера со сжатым газом производится в следующей последовательности:

1. определим поверхность сферы газгольдера:

S_сф = r²,

где r - радиус газгольдера, м.

S_сф = r² = 4∙3,14∙5² = 314 м².

2. определим объем газгольдера:

V = r³,

где r - радиус газгольдера, м.

V = r³ = 5³ = 523,3 м³.

3. определим массу оболочки газгольдера:

m = S_сф d ρ,

где S_сф - поверхность сферы газгольдера, м²;

d - толщина оболочки, м;

ρ - плотность стали, из которой выполнен газгольдер, кг/м³.

m = S_сф d ρ = 314 0,01 7800 = 24492 кг.

4. определим плотность газа при давлении р:

ρ =,

р = Δр + р₀,

где - первоначальная плотность газа (1,22), кг/м³;

γ - показатель адиабаты;

р – давление, Па;

Δр - разрушающее давление, Па;

р₀ – первоначальное (атмосферное) давление (10⁵), Па.

р = Δр + р₀ = 2,5∙ 10⁶ + 10⁵ = 2,6 ∙ 10⁶ Па

ρ = = = 21,5 кг/м³.




5. Определим полную массу газа с учетом полученной плотности газа:

М = ρ ∙ V,

где ρ - плотность газа, кг/м³;

V - объем газгольдера, м³.

М = ρ ∙ V = 21,5 ∙ 523,3 = 11251 кг.

6. определим отношение массы сжатого газа к массе металла оболочки:

= ,

где М - полная масса газа с учетом полученной плотности газа, кг;

m - масса оболочки газгольдера, кг.

= =  = 0,46.

7. определим удельную энергию сжатого газа под давлением:

Q = ,

где Δр - разрушающее давление, Па;

ρ - плотность газа, кг/м³;

γ - показатель адиабаты.

Q = = = 0,86 ∙ 10⁶ Дж/кг.

8. определим начальную скорость осколков:

V₀ = ,

где Q - удельная энергия сжатого газа под давлением, Дж/кг;

- отношение массы сжатого  газа к массе металла оболочки.

V₀ = = = 888,8 м/с.

9. определим дальность полета осколков:

L ≈ 2 V_{0 ,}

где V₀ - начальная скорость осколков, м/с;

Н - высота газгольдера над поверхностью земли, м;

g – ускорение свободного падения, м/с².

L ≈ 2 V₀ ≈ 2 888,8 _≈ 977,7 м.

10. определим тротиловый эквивалент взрыва газгольдера:

G =,

где Q - удельная энергия сжатого газа под давлением, Дж/кг;

М - полная масса газа с  учетом полученной плотности газа, кг;

 – удельная  теплота взрыва тринитротолуола  (4,52∙10⁶ Дж/кг).

G = = = 2140 кг.

11. определим энергию, идущую на ударную волну:

G_уд = 0,6 2 G,




где 0,6 – коэффициент, учитывающий  долю энергии, идущую на ударную волну;

2 – коэффициент, учитывающий  наземность взрыва;

G - тротиловый эквивалент взрыва газгольдера, кг.

G_уд = 0,6 2 G = 0,6 2 2140 = 2568 кг.

       12.определим избыточное давление взрыва во фронте ударной волны Δр и импульс I на расстоянии R = 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150 м:

Δр_ф = 95 • + 390 • + 1300 ,

где G - тротиловый эквивалент взрыва газгольдера, кг;

R -  расстояние равное 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150 м.

Δр_ф1 = 95 • + 390 • + 1300 = 25088 Па;

Δр_ф2 = 95 • + 390 • + 1300 = 3551 Па;

Δр_ф3 = 95 • + 390 • + 1300 = 570,3 Па;

Δр_ф4 = 95 • + 390 • + 1300 = 215,4 Па;

Δр_ф5 = 95 • + 390 • + 1300 = 114,4 Па;

Δр_ф6= 95 • + 390 • + 1300 = 72,5 Па;

Δр_ф7 = 95 • + 390 • + 1300 = 21,5 Па;

Δр_ф8 = 95 • + 390 • + 1300 = 11,8 Па.

I = Δр_ф τ,

где Δр - избыточное давление взрыва во фронте ударной волны, Па;

τ – время сжатия ударной  волны, с.

τ = 1,5 10^-3 ,

где - энергия, идущая на ударную волну, кг;

R -  расстояние равное 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150 м.

τ ₁ = 1,5 10^-3 = 0,012 с;

τ ₂ = 1,5 10^-3 = 0,018 с;

τ ₃ = 1,5 10^-3 = 0,025 с;

τ ₄ = 1,5 10^-3 = 0,03 с;

τ ₅ = 1,5 10^-3 = 0,035 с;

τ ₆ = 1,5 10^-3 = 0,04 с;




τ ₇ = 1,5 10^-3 = 0,055 с;

τ ₈ = 1,5 10^-3 = 0,068 с.

I₁ = 25088 0,012 = 301 Па с;

I₂ = 3551 0,018 = 63,9 Па с;

I₃ = 570,3 0,025 = 14,3 Па с;

I₄ = 215,4 0,03 = 6,5 Па с;

I₅ = 114,4 0,035 = 4 Па с;

I₆ = 72,5 0,04 = 2,9 Па с;

I₇ = 21,5 0,055 = 1,2 Па с;

I₈ = 11,8 0,068 = 0,8 Па с.

Составляем таблицу и графики избыточного давления взрыва во фронте ударной волны Δр и импульса I на расстоянии R = 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150 м:

R, м	5	10	20	30	40	50	100	150
Δр, Па	25088	3551	570,3	215,4	114,4	72,5	21,5	11,8
I, Пас	301	63,9	14,3	6,5	4	2,9	1,2	0,8




 




 

Поражающее действие осколков по стальным мишеням оценивается  следующим образом:

13.принимая отношение диаметров осколков к толщине оболочки газгольдера:

а = = 2,

отсюда, d₁ = 0,02

а) определим характерный  размер осколков:

l =

где d₁ – диаметр осколков, м;

d - толщина оболочки газгольдера, м.

l = = = 0,064 м.

б) вычислим отношение плотности материала оболочки газгольдера к плотности воздуха:

γ =

где ρ₁ – плотность стали, из которой выполнен газгольдер, кг/м³;

ρ_в – плотность воздуха (1,22), кг/м³.

γ = = = 6393

в) рассчитаем скорость встречи  осколков с мишенью:

V = V₀ exp [-R/( γ l)]

где V₀ - начальная скорость осколков, м/с;

R – расстояние, равное 5 м;

γ - отношение плотности  материала оболочки газгольдера  к плотности воздуха;

l - характерный размер осколков, м.




V = V₀ exp [-R/( γ l)] = 888,8 exp [-5/( 6393 0,064)] = 871 м/с.

г) находим поверхность  сферы газгольдера:

S_сф = r²,

где r - радиус газгольдера, м.

S_сф = r² = 4∙3,14∙5² = 314 м².

д) вычисляем среднюю площадь  осколков:

S = ,

где d₁ – диаметр осколков, м.

S = = = 0,0003 м².

е) определим число осколков при данном дроблении:

n = ,

где S_сф - поверхность сферы газгольдера, м²;

S - средняя площадь осколков, м².

n = = = 1046666

ж) рассчитаем среднюю массу осколков:

m_ср = ,

где m - масса оболочки газгольдера, кг;

n - число осколков при данном дроблении.

m_ср = = = 0,023 кг.

з) определим предельную толщину стальной преграды, пробиваемой осколками с вероятностью 50%:

h = 0,138 d₁ ρ₁ ,

где d₁ – диаметр осколков, м;

ρ₁ – плотность стали, из которой выполнен газгольдер, кг/м³;

V - скорость встречи осколков с мишенью, м/с;

δ - динамический предел текучести, Па;

ρ - плотность газа, кг/м³.

h = 0,138 d₁ ρ₁ = 0,138 0,02 7800 = 0,18 м.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение




Рациональная система  открытой разработки должна обеспечивать добычу полезного ископаемого в  объеме, соответствующем плану, по качеству, отвечающему нормальным требованиям, максимальное его извлечение из недр, высокую производительность труда  и экономичность при максимальной безопасности работ. Таким образом, правильный выбор системы открытой разработки должен обеспечивать высокую  эффективность эксплуатации месторождения.

В данной работе был проведен расчет зон действия поражающих факторов и аварий на опасных производственных объектах. В результате анализа курсового проекта, были рассмотрены все его задачи, в частности: 

• ознакомление с<span class="Lis