Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Кафедра безпеки життєдіяльності
Дипломна робота
Забезпечення вибухобезпеки при ліквідації весняного затору на річці
Уфа 2009
Реферат
НАДЗВИЧАЙНА СИТУАЦІЯ, конденсованих Порох і вибухові речовини, ВИБУХ, Повітряна ударна хвиля, блискавкозахисту, пожежовибухобезпечними.
Метою дипломної роботи є розробка заходів щодо забезпечення вибухобезпеки зберігання вибухових речовин на складі ЗАТ "Бурібаевскій ГЗК" та проведення вибухових робіт з ліквідації весняного затору на річці Біла.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:
- Вивчити специфіку заторних повеней, вибуховий метод ліквідації заторів на річках і вибухові речовини, використовувані при таких роботах;
- Змоделювати аварійну ситуацію, яка відбулася під час проведення вибухових робіт і проаналізувати ймовірність її виникнення;
- Розрахувати безпечні відстані при зберіганні і безпосередньому використанні вибухових матеріалів;
- Проаналізувати ризик виникнення техногенної аварії на складі вибухових матеріалів і оцінити індивідуальний ризик при проведенні вибухових робіт з ліквідації затору;
- Спроектувати блискавкозахист для складу вибухових речовин;
- Розглянути основні заходи щодо забезпечення противибухових захисту і запропонувати нові способи противибухових безпеки при зберіганні і використанні вибухових матеріалів.
Пояснювальна записка дипломної роботи містить 50 сторінок, малюнка 4, таблиць 4, бібліограф 25, додатків 9
Зміст
1. Прогнозування обстановки в зоні НС, викликаної вибухом амоніту при проведенні робіт з ліквідації весняного затору
1.1 Основні терміни та визначення
1.2 Специфіка заторних повеней
1.3 Вибуховий метод, як найбільш універсальний по боротьбі з заторообразованіем
1.4 Характеристика вибухової речовини Амоніт № 6 ЖВ, використовуваного при ліквідації заторів
1.5 Статистика аварійних ситуацій при зберіганні, транспортуванні та використанні вибухової речовини Амоніт 6ЖВ
1.6 Характеристика об'єкта дослідження
1.7 Моделювання аварійної ситуації та аналіз сценаріїв її розвитку
2. Розрахунок безпечних відстаней при проведенні вибухових робіт з ліквідації весняного затору
2.1 Вражаючі фактори вибуху амоніту 6ЖВ
2.2 Розрахунок безпечних відстаней
2.2.1 Безпечні відстані по дії повітряної ударної хвилі
2.2.2 Безпечні відстані, які виключають передачу детонації від одного заряду вибухової речовини до іншого
2.2.3 Безпечні відстані по розлітання осколків
2.3 Визначення параметрів вибуху амоніту 6ЖВ масою 35 кг
3. Розрахунок безпечних відстаней при зберіганні вибухової речовини на складі ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
3.1 Безпечні відстані по дії повітряної ударної хвилі на будівлі та споруди
3.2 Оцінка можливості виникнення аварії
4. Оцінка індивідуального ризику
4.1 Метод оцінки індивідуального ризику
4.2 Метод оцінки соціального ризику
5. Блискавкозахист, розрахована для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
5.1 Методика проектування зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу
5.2 Розрахунок зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
6. Заходи щодо обепеченія противибухових захисту
6.1 Забезпечення противибухових захисту на складі вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
6.2 Забезпечення безпеки ведення вибухових робіт
7. Патентна опрацювання
7.1 Спосіб і пристрій для захисту конструкцій
7.2 Спосіб захисту навколишнього середовища від продуктів вибуху
Введення
Серед всіх небезпечних природних процесів повені відрізняються не тільки масштабами впливу вражаючих факторів, але і тривалістю. Добре сплановані, чітко і своєчасно проведені заходи з ліквідації наслідків забезпечують можливість уникнути великих втрат населення та значно знизити економічний збиток при надзвичайних ситуаціях, викликаних повенями будь-яких видів.
Одним з найбільш раціональних і економічно обгрунтованих методів боротьби з заторними повенями є вибуховий метод. Проте використання вибухових речовин небезпечно і існує ризик виникнення аварійних ситуацій при будь-якому вигляді звернення та використання вибухових речовин. За даними Ростехнагляду щорічно від вибухів конденсованих вибухових речовин гине близько 100 осіб.
Враховуючи властивості застосовуваних вибухових речовин і технології поводження з вибуховими матеріалами, важливо забезпечувати безпеку зберігання вибухових матеріалів та проведення вибухових робіт.
Метою дипломної роботи є розробка заходів щодо забезпечення вибухобезпеки зберігання вибухових речовин на складі ЗАТ "Бурібаевскій ГЗК" та проведення вибухових робіт з ліквідації весняного затору на річці Біла.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:
- Вивчити специфіку заторних повеней, вибуховий метод ліквідації заторів на річках і вибухові речовини, використовувані при таких роботах;
- Змоделювати аварійну ситуацію, яка відбулася під час проведення вибухових робіт і проаналізувати ймовірність її виникнення;
- Розрахувати безпечні відстані при зберіганні і безпосередньому використанні вибухових матеріалів;
- Проаналізувати ризик виникнення техногенної аварії на складі вибухових матеріалів і оцінити індивідуальний ризик при проведенні вибухових робіт з ліквідації затору;
- Спроектувати блискавкозахист для складу вибухових речовин;
- Розглянути основні заходи щодо забезпечення противибухових захисту і запропонувати нові способи противибухових безпеки при зберіганні і використанні вибухових матеріалів.
Одним з головних аспектів прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій, викликаних вибухом при зберіганні і використанні вибухових матеріалів є з оціально-економічний, які полягають у витратах на виплату компенсацій постраждалим і втрати власності, а також витрати на відновлення навколишнього середовища.
Екологічний пов'язаний з погіршенням навколишнього середовища в результаті дії надлишкового тиску у фронті повітряної ударної хвилі вибуху і змиву забруднюючих речовин у водні об'єкти.
1. Прогнозування обстановки в зоні НС, викликаної вибухом амоніту при проведенні робіт з ліквідації весняного затору
Повінь є небезпечним природним явищем, можливим джерелом надзвичайної ситуації, якщо затоплення водою місцевості заподіює матеріальний збиток, завдає шкоди здоров'ю населення або призводить до загибелі людей, сільськогосподарських тварин і рослин [28].
Заторні повені на річках займають особливе місце серед всіх небезпечних природних явищ, які завдають матеріальної шкоди, так як їм притаманна надзвичайна динамічність, невизначеність часу і місця настання, а також неоднозначність наслідків, що ускладнює успішність їх прогнозування.
Існує два взаємодоповнюючих способу боротьби з заторообразованіем: превентивні та оперативні заходи. Одним з ефективних методів з ліквідації затору є вибуховий метод. Такі аварійно-рятувальні роботи ускладнюються тим, що доводиться працювати з вибуховими речовинами, які становлять особливу небезпеку при використанні, зберіганні і транспортуванні.
Метою даного розділу є аналіз сценаріїв розвитку та прогноз обстановки в зоні НС при вибуху амоніту, використовуваного для ліквідації весняного затору.
1.1 Основні терміни та визначення
Вибух - швидкоплинучими (надзвуковий) процес фізичних і хімічних перетворень речовин, що супроводжується звільненням значної кількості енергії в обмеженому обсязі і великої кількості газів, здатних виконувати механічну роботу руйнування і переміщення навколишнього середовища. У результаті, в навколишньому просторі утворюється і поширюється ударна хвиля, здатна призвести або призводить до виникнення техногенної надзвичайної ситуації.
Вибухова речовина - нестійкі хімічні сполуки або суміші, надзвичайно швидко переходять під дією певного імпульсу в інші стійкі речовини з виділенням значної кількості тепла і великого обсягу газоподібних продуктів, що знаходяться під великим тиском і, розширюючись, що виконують ту або іншу механічну роботу.
Детонація - процес порушення хімічного перетворення ударною хвилею, що рухається по масі вибухових речовин з надзвуковою постійною швидкістю.
Ініціювання - вплив початкового імпульсу і порушення у вибуховому речовині вибухової перетворення [12].
Затор - це весняне багатошарове скупчення льоду в руслі річки, стискувати (зменшує) її живий перетин і що викликає підйом рівня води в місці скупчення льоду і на деякій ділянці вище його. Безпосередня небезпека затору льоду полягає в різкому і значному підйомі рівня води в річці, при якому вода виходить з берегів і затоплює прилеглу місцевість.
Ліквідація НС - це аварійно-відновлювальні та інші невідкладні роботи, що проводяться при виникненні надзвичайних ситуацій та спрямовані на рятування життя та збереження здоров'я людей, зниження розмірів шкоди довкіллю та матеріальних втрат, а також на локалізацію зон надзвичайних ситуацій, припинення дії характерних для них небезпечних чинників.
Блискавковідвід - пристрій, що сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю. У загальному випадку блискавковідвід складається з опори; блискавкоприймача, безпосередньо сприймає удар блискавки; струмовідводу, по якому струм блискавки передається в землю; заземлювача, що забезпечує розтікання струму блискавки в землі [16].
Рівень води - висота водної поверхні над умовною горизонтальною площиною (нулем графіка) см. Якщо цією площиною є поверхня моря, то рівень зазвичай виражається в метрах і називається абсолютною відміткою.
Надзвичайна ситуація - обстановка на певній території, що склалася в результаті аварії, небезпечного природного явища, катастрофи, стихійного чи іншого лиха, які можуть спричинити дли спричинити або спричинили за собою людські жертви, шкоду здоров'ю людей або навколишньому природному середовищу, значні матеріальні збитки та порушення умов життєдіяльності людей (Федеральний закон "Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій природного та техногенного характеру).
1.2 Специфіка заторних повеней
У ряді всіх стихійних лих повені займають лідируюче положення за кількістю повторів, охопленням територій та сумарним середньорічним економічним збитком.
Повінь - це тимчасове затоплення водою значних ділянок суші. Повені призводять до швидкого затоплення великих територій; при цьому травмуються і гинуть люди, сільськогосподарські та дикі тварини, руйнуються або пошкоджуються житлові, промислові, підсобні будівлі і споруди, об'єкти комунального господарства, дороги, лінії електропередачі і зв'язку. Гине врожай сільгосппродуктів, змінюються структура грунту і рельєф місцевості, переривається господарська діяльність, знищуються або псуються запаси сировини, палива, продуктів харчування, кормів, добрив, будівельних матеріалів. У ряді випадків повені призводять до зсувів, обвалів, селевих потоків [4,18].
Класифікують повені за масштабом і заподіяному збитку: низькі (незначний збиток, 10% сільськогосподарських угідь), високі (відчутний матеріальний і моральний збиток, приблизно 10-15% сільськогосподарських угідь), видатні (великої матеріальної шкоди, 50-70% сільськогосподарських угідь, деякі населені пункти), катастрофічні (величезний матеріальний збиток, більше 70% сільськогосподарських угідь, багато населених пунктів, промислових підприємств та інженерних комунікацій) [27].
Класифікація повеней з основних причин виникнення відображені на малюнку 1.1.
Малюнок 1.1 - Класифікація повеней через виникнення
На території Республіки Башкортостан найпоширенішими причинами повеней є повінь і утворення заторів. Рівні води в річках у результаті заторів можуть перевищити максимальні рівні весняної повені і, отже, можливе затоплення (підтоплення) населених пунктів.
Для прогнозування НС, викликаних заторними повенями необхідний аналіз процесу формування заторів, умов і причин, а також наслідків для населення і території. У таблиці 1.1 перераховані основні характеристики заторів.
Таблиця 1.1 - Поняття заторів на річках
Характеристика | Затор |
Визначення | Скупчення і нагромадження поверхневого битого льоду в руслі річки переважно під час весняного льодоходу, що викликає зменшення живого перерізу русла і пов'язане з цим підвищення рівня води у водотоці вище даного нагромадження. |
Склад | Крупно-і дрібнобитій крижини. |
Час утворення | В кінці зими і навесні під час весняного льодоходу. |
Показники максимальних рівнів | Максимальний заторний рівень, як правило, перевищує рівень весняного водопілля. Величина заторними підйому - це різниця між рівнем води при заторі і рівнем весняного водопілля, якби затор був відсутній. |
Тривалість високого рівня | Тримається звичайно 0,5-1,5 доби. Хоча трапляється досить тривалі стояння високих рівнів - до 8-15 діб, в тому числі на річках європейської частини Росії - до 6-8 діб і до 12-15 діб в азіатській частині. |
Умови виникнення | - Збереження льодового покриву (або значних крижаних полів) нижче ділянки річки, на якому розпочалася льодохід; - Значна міцність льоду до моменту розкриття; - Швидкість течії води при розтині (більше 0,6 м / сек), що сприяє торошенію льоду і подниріванію крижин під міцний крижаний покрив; - Інтенсивний льодохід; - Суттєва зміна ухилу водної поверхні (від більшого до меншого) |
Причини освіти | - Невиконання місцевою владою і населенням планових робіт з попередження льодових заторів; - Подвійний або потрійний осінній льодохід і високий рівень води в період замерзання річки, як правило, попередні заторообразованію; - Великий обсяг льоду в руслі, обумовлений низькими температурами замерзання; - Істотна зашугованность русла з осені (на 50-80%); - Підвищена товщина крижаного покриву на початок розкриття ріки (більше 0,7 м); - Велика весняна водність при холодній весні; - Інтенсивне сніготанення (5-7мм/сут) у верхів'ях, що супроводжується випаданням дощів; - Утворення затору льоду на піку весняного водопілля або висока хвиля повені, наступна за освітою потужного затору, що створюють найбільш небезпечну ситуацію; - Досягнення поверхневої швидкості течії води значень 0,6 ... 0,8 м / с і більше, що сприяє подниріванію крижин, їх подсовам під нерухомий крижаний покрив або торошенію у кромки крижаного покриву; - Вторинне змерзання льоду з-за різкого похолодання; - Головної ж причиною утворення затору льоду є затримка процесу розкриття на річках, що течуть з півдня на північ, коли кромка крижаного покриву навесні зміщується зверху вниз за течією [1]. |
Чинники утворення | 1. Гідрометеорологічні (інтенсивність розвитку повені, последоваельность розтину ділянок річки, характер розподілу товщини льоду, інтенсивність ослаблення міцності льоду, суворість клімату, напрямок течії, що передує льодовий режим); 2. Геоморфологічні (що визначають особливості будови русла в поздовжньому, поперечному і планових відносинах, характер заплави, долини, наявність руслових перешкод, перекатів, мілин, островів, вузькість); 3. Фактори діяльності людини (різні водогосподарські і гідротехнічні споруди, стримують русло, неправильні дії людей при проведенні робіт, що впливають на режим стоку і інтенсивність льодоходу). |
Зазвичай в будові затору виділяються три характерні ділянки (рисунок 1.2):
- Замок або "підстава" затору (5), що представляє собою покритий тріщинами крижаний покрив, впершись у крайку невскрившегося льодоставу (6), заклинив русло річки;
- Власне затор, або голова затору (2) - багатошарове скупчення хаотично розташованих крижин, які зазнали інтенсивного торошенію;
- Хвіст затору (1) - примикає до затору одношарове скупчення крижин вгору за течією (у зоні підпору) [1].
Довжина головної частини затору (замок + голова) зазвичай перевищує ширину ріки в 3 ... 5 разів. На цій ділянці скупчення льоду має максимальну товщину (від 3 ... 5 до 10 ... 12 м). Довжина всього затору (з хвостом) на великих річках може досягати декількох десятків кілометрів; на середніх річках - від одного до декількох кілометрів.
Протяжність затору
1 - хвостова частина (хвіст) затору; 2 - головна частина (голова) затору; 3 - нижня кромка (нижня межа) затору; 4 - верхня кромка (верхня межа) затору; 5 - замок затору; 6 - невскрившійся льодостав; 7 - відкрита вода
Малюнок 1.2 - Поздовжній розріз затору
Заторні явища характеризуються двома вражаючими чинниками - підйом рівня води і гідродинамічний тиск води.
Безпосередня небезпека затору льоду полягає в різкому і значному підйомі рівня води в річці, при якому вода і лід виходять з берегів, затоплюючи і завалюючи льодом прилеглу місцевість, населені пункти, об'єкти економіки, мережі комунікацій, сільськогосподарські землі і т.п. Внаслідок цього склад основних характеристик наслідків заторних повеней такий же, як і при повенях від паводків та весняних повеней. Однак масштаби цих наслідків більш важкі, тому що ці повені відбуваються при більш низьких температурах повітря [29].
При руйнуванні заторів (особливо потужних) вниз за течією спрямовується хвиля прориву з великим вмістом зламаного потоком льоду, що нерідко призводить до затоплення нижче лежачих ділянок місцевості та руйнування доріг, мостів та інших інженерних споруд.
Крім того, додаткову небезпеку при заторах представляють навали льоду на берегах і в заплаві висотою до 10 ... 15 м. Великі маси льоду тиснуть на споруди, ламають і зрушують їх; повільне танення льоду ускладнює проведення аварійно-відновлювальних робіт, стримує виконання сільськогосподарських робіт.
Головними показниками, що визначають величину збитку при заторах є ті ж, що і при повенях: максимальний заторний рівень та інтенсивність його підйому, тривалість затору і затоплення, площі і глибини за топления, швидкість наростання витрат води, правильність і своєчасність прогнозу та проведення попереджувальних та аварійно -рятувальних заходів, організованість рятувальних служб та населення [1].
1.3 Вибуховий метод, як найбільш універсальний по боротьбі з заторообразованіем
Боротьба з заторами полягає в запобіганні їх утворення, зниження ймовірних наслідків або ліквідації вже утворилися затори. Проблема боротьби з заторами вирішується трьома шляхами:
а) шляхом завчасного прогнозування місця утворення затору, його потужності і своєчасного вжиття заходів;
б) шляхом прийняття запобіжних заходів з управління процесом утворення льоду і його стоком, тобто щодо встановлення або ослаблення причин і умов виникнення заторів (недопущення затору);
в) шляхом безпосередньої боротьби з уже утворилися заторами і з заторними підйомами рівня води (руйнування затору) [1, 27].
При встановленні на основі багаторічних спостережень характеристики типу затору з'являється можливість правильного прогнозування максимального заторними рівня води, вибору найбільш ефективних попереджувальних заходів і способів руйнування вже утворився затор.
У разі формування затору слід спустити воду в обхід затору, для чого необхідно пристрій обвідного каналу або каналу в тілі затору шляхом застосування вибухів з попередніми звільненням русла нижче затору від льоду. B разі неможливості спуску води необхідно вжити заходів щодо руйнування затору (вибухами, бомбометанням, аерогідродинамічний установками) за умови звільнення від льоду ділянки річки нижче затору.
В даний час відомі і застосовуються на практиці кілька методів боротьби з заторними явищами і ліквідації НС, викликаних ними (таблиця 1.3).
Визначення найбільш ефективного методу і способу впливу на процес заторообразованія і засобів захисту від заторів базується на результатах аналізу місцевих умов повені, а також на результатах порівняння очікуваного збитку з вартістю заходи [27]. У таблиці 1.2 представлені методи ліквідації заторообразованій.
Таблиця 1.2 - Методи боротьби з заторами
Метод | Суть методу |
Штучне ослаблення льоду | Використання радіаційного тепла (темна льоду); посипання льоду хімікатами (зниження температури плавлення льоду за рахунок розподілу реагентів по його поверхні); уповільнення зростання льоду взимку (застосування теплоізоляції з снігу і т.п.). Застосування цих методів можливо як окремо, так і в комплексі з криголамами або ледорезнимі машинами. Використовуючи методи штучного ослаблення криги, слід враховувати, що окремі види речовин, застосовуваних для обробки поверхні льоду, екологічно небезпечні (наприклад, зоошлаковие матеріали). Тому слід прагнути до застосування екологічно безпечних матеріалів або обмежити площу обробки поверхні льоду хімікатами. |
Механічний | Використання ледорезних машин і криголамів |
Освіта штучних заторів льоду | Розтин ділянки річки при низьких рівнях води; збільшення товщини і міцності крижаного покриву до періоду розтину затороопасного ділянки річки; зменшення ледопропускной здатності русла річки шляхом штучного його звуження; затримання льоду за допомогою запаней і т.п. Дозволяє затримувати льодохід в правильно розрахованих місцях, на ділянках достатньою мірою віддалених від прибережних населених пунктів і об'єктів економіки, що забезпечує нормальне розтин і очищення від льоду затороопасного ділянки річки. |
Виправні роботи для попередження заторів | Днопоглиблення, русловипрямітельние і ледорегулірующіе роботи |
Вибуховою | Широко застосовуються в оперативній боротьбі з заторами на затороопасних ділянках шляхом закладки зарядів вибухових речовин (ВР) на лід, в лід і під лід. Вибухові роботи особливо необхідні для руйнування потужних заторів, коли інші способи їх руйнування не дають позитивних результатів, і коли час на проведення заходів по боротьбі з заторами обмежено |
Боротьба з заторами льоду - справа вельми важке як за умовами проведення робіт, так і тому, що річка не може розкритися без заторів, якщо вони для неї характерні. У загальному випадку заторів не можна уникнути, їх можна лише дещо послабити або перемістити на інше місце. Звичайно, все сказане стосується не всіх заторними ділянках річок і не до кожного році. Головне, до чого необхідно прагнути при боротьбі з заторами - це регулювання стоку льодового матеріалу, ось чому вибуховий метод є найбільш рентабельним у такому випадку.
Основні правила проведення вибухового методу: закладання заряду в замок затору (іноді кілька зарядів) і підривання зовнішніми зарядами нагромадження торосистими льоду вгору за течією.
Такий метод часто використовують при ліквідації потужних скупчень льоду навесні на р.. Біла у д.Сиртланово та с. Охлебініно, на р.. Уфа у с. Верхній Суян, на р.. Чермасан у д.Новоюмраново. У районі можливих формувань льодових заторів перебуває 108 населених пунктів на 24 річках [4].
1.4 Характеристика річки Білої в районі населених пунктів Охлебініно, Муксіново і Бєльський
Річка Біла бере свій початок у болотах на схід від гори Іремель (Південний Урал). Протікаючи по великій заплаві, що буяє старицями, річка утворює багато закрутів і розбивається на рукави. Правий берег на більшій частині протягу більш піднесений, ніж лівий. Харчування-головним чином снігове. Середня річна витрата води-858 м ³ / сек. Річка замерзає, як правило, у другій декаді листопада, розкривається - у середині квітня. Довжина річки 1430 км. Площа басейну 142 тис. м 2. Тече з півдня на північ, налічує понад 10 великих приток і безліч дрібних, має різні різкі та круті повороти, звуження і розширення, численні острови і ухили від 10%. Така структура сприятливо позначається для весняних заторообразованій [31]. Створ р. Біла - с. Охлебініно щорічно піддається весняного паводкового затоплення, проте специфічну будову русла на крутому повороті в даному створі сприяє утворенню заторів, тим самим збільшуючи ймовірність підняття рівня річки та затоплення населених пунктів, розташованих вище за течією. На малюнку 1.2 представлений космічний знімок затороопасного ділянки річки Біла.
Малюнок 1.2 - Космічний знімок створу р.Белая - с.Охлебініно
На малюнку 1.2 видно, що при піднятті заторними рівня можливе затоплення відразу двох населених пунктів - д. Муксіново та п. Бєльський, причому с. Охлебініно знаходиться на пагорбі, тому в зону підтоплення не потрапить.
Щоб уникнути заторними повені в даних населених пунктах необхідне проведення вибухових робіт з ліквідації утворився затор.
1.5 Характеристика вибухової речовини Амоніт № 6ЖВ, використовуваного при ліквідації заторів
У сучасній практиці ліквідації заторів найбільш поширене застосування знайшло вибухова речовина Амоніт № 6 ЖВ - порошкоподібною аміачно-селітрених вибухова речовина, характерною особливістю якого є використання в його складі водостійкої селітри марки ЗВ. Допустима вологість 0,5%, гранично-допустима концентрація пилу при роботі 1 мг / м 3. Чутливість до удару визначається висотою падіння двокілограмовий заряду з висоти від 60 см. Температура спалаху 312 ° С. Тротиловий еквівалент 0,35. Швидкість детонації 1,5 - 2,2 км / сек. При зберіганні великими масами при підвищеній температурі може відбутися самозаймання з развитем теплового вибуху. Вибух селітри може виникнути при її горінні так як для реакції кисень повітря не потрібно. Тому на складах зберігання амоніту температура приміщення не повинна перевищувати 30 ° С.
Точні складу амоніту № 6ЖВ: 79% аміачної селітри і 21% тротилу або 70% аміачної селітри, 24% алюмінієвої пудри і 6% дизельного палива або машинного масла [12,14].
Призначений для висадження порід середньої міцності в сухих і обводнених забоях, а також ефективний при боротьбі з весняними заторообразованіямі. Надійно детонує від капсуль-детонатора і електродетонатори, заряджання тільки ручне. Засипка вибухової речовини з мішків у свердловини здійснюється через металеву лійку з сіткою, вставлену в гирлі свердловини для відводу статичної електрики. Ручне розпушування злежалого в мішках вибухової речовини виконується дерев'яної кувалдою.
При перевезенні та зберіганні необхідно оберігати від дії вогню та нагрівання, а також від атмосферних опадів і прямих сонячних променів.
У разі загоряння при ліквідації пожежі в якості засобів гасіння застосовувати розпилену воду, піну, вуглекислотні вогнегасники. Забороняється застосовувати пісок і кошму.
При зберіганні в паперовій упаковці гарантійний термін зберігання 3 місяці.
1.6 Статистика аварійних ситуацій при зберіганні, транспортуванні та використанні вибухової речовини Амоніт 6ЖВ
Для аналізу основних причин розвитку вибуху амоніту 6ЖВ і розрахунку вірогідності аварійного вибуху при ліквідації затору необхідно відзначити найбільш великі аварії, пов'язані з обігом даної речовини.
Одна з найбільших техногенних аварій сталася на копальні "Расвумчорр" ВАТ "Апатит" 10 грудня 2008. Для виробництва масового вибуху було завезено 30 тонн гранулітів АС-8 виробництва ВАТ "Промсін-тез", 2424 кг патронів амоніту 6ЖВ діаметром 90 мм і детонуючий шнур ДШЕ-12 довжиною 2500 м. Вибухові матеріали були розвантажені і складовані в транспортній збійки (ТЗ) на спеціально підготовлені стелажі.
Зарядна машина МЗКС-160 № 1 перебувала в вентиляційно-транспортній орте (СОТ-11) в районі сполучення з буродоставочним штреком (БДШ-114), в якому розташовувалася резервна зарядна машина МЗКС-160 № 4.
Завантаження вибухових речовин у бункер зарядної машини МЗКС-160 № 1 здійснювали вручну: до зарядної машині підносили мішок з вибуховими речовинами, розкривали його і вміст засипали в бункер. До моменту аварії була заряджена 13 480 кг гранулітів АС, 8,270 кг амоніту 6ЖВ, 540 м ДШЕ-12.
За даними сейсмостанції, в половину дев'яту вечора стався несанкціонований вибух ВР у бункері зарядної машини МЗКС-160 № 1. За потужністю він відповідав вибуху приблизно 9 кг ВР у тротиловому еквіваленті. У результаті вибуху ударної повітряною хвилею, шматками гірської породи й осколками зарядного обладнання були смертельно травмовані 6 людей (троє працювали на зарядної машині і троє розвантажували вибухові речовини, перебували в безпосередній близькості від місця вибуху) [30].
На момент вибуху в буровому штреку (БШ-18) і вентиляційно-транспортної збійки (ВТС-11) перебували дві ланки. Перше в складі 5 чол. з кабіни самохідної установки "Мультімек 1000" № 32 заряджало свердловини і надавало допомогу при зарядці (відтягали зарядний шланг). Друга ланка, що складається з 3 чол., Закінчивши заряджання, чекало команду на продувку зарядного шланга. Одна людина знаходився в кабіні "Мультімек 1000" № 32. Від дії ударної вибухової хвилі сталося падіння робітників з кабіни самохідної установки "Мультімек 1000" № 32. Гірничий майстер, переконавшись у тому, що все, що працювали на зарядці свердловин, живі, дав вказівку взяти саморятівники і терміново рухатися за ним. Група з 7 чол. почала переміщатися по ВТС-11 і далі по буровому Орту (БО-15).
Внаслідок вибуху сталося загоряння мішків з гранулітів АС-8 в транспортній збійки. Горіння поширювалося вздовж штабеля в бік вентиляційної збійки обхідний (ВСО-11) по вихідному струмені.
Коли основна група робітників відійшла від мішків з гранулітів АС-8 приблизно на 40 м, горіння досягло стелажа з патронованими амонітом 6ЖВ і тари з ДШ, які, піддаючись сильному теплового впливу, загорілися. Далі загоряння передалося на мішки з гранулітів АС-8, тому ймовірно відбулася його спалах, яка поширилася в бік йдуть по ВСО-11 майстра і робітників. Так може бути, тому що температура спалаху гранулітів АС-8 дорівнює 260 ° С, що значно нижче температури в зоні пожежі. У результаті 6 людей отримали баротравму легенів, один з них - черепно-мозкову травму. Всі вони померли.
На підставі огляду місця аварії членами комісії під головуванням керівника Управління з технологічного та екологічного нагляду Ростехнагляду по Мурманської області, протоколу реєстрації сейсмічних подій на Расвумчоррский руднику 11.12.08, проведених експериментів по вибуху детонаційного шнура в підземних виробках копальні, встановлено, що з 20 год до 22 год не могло бути більше одного вибуху. Найбільш ймовірний ініціатор вибуху в бункері пневматичної зарядної машини МЗКС - іскра, яка викликала спалах утворилася при завантаженні бункера повітряної суміші з тонкодисперсних алюмінієм.
Можливими причинами виникнення іскри могли стати:
- Механічна дія у випадку примусового відкривання клапана при його заклинювання через налипання алюмінієвої пудри на шток пневмоциліндра приводу клапана;
- Потрапляння сторонніх предметів при засипці вибухової речовини в бункер;
- Накопичення статичної електрики в масі вибухової речовини в процесі його засипки в бункер зарядної машини.
При виконанні робіт, передбачених проектом на масовий вибух, встановлено ряд відступів від проектної документації. Так, місця складування вибухових речовин, завезених на блок для заряджання, змінені без внесення відповідних доповнень до проекту масового вибуху [30].
Ознайомившись з проектно-технічною документацією, висновками експертних комісій, оглянувши місце аварії, опитавши очевидців та посадових осіб, комісія припускає, що дана аварія обумовлена наступними можливими технічними та організаційними причинами. Іскровий розряд, що виник внаслідок накопичення статичної електрики в масі вибухової речовини усередині бункера пневматичної зарядної машини МЗКС-160 № 1, викликав спалах повітряної суміші з алюмінієвою пудрою, що знаходилася в гранулі АС-8, з переходом її в детонацію. Підтвердження цього - суцільне налипання дисперсного алюмінію на внутрішній поверхні зарядного шланга, виявлене комісією при огляді місця вибуху. На Расвумчоррский руднику ВАТ "Апатит" виявлена низька технологічна дисципліна, що реалізувалася в ослабленні виробничого контролю за організацією та виробництвом масових вибухів у підземних умовах і відступах від проектно-технічної документації.
Причиною ініціювання вибуху може також послужити механічний вплив при транспортуванні і тепловий вплив пожежі. Так, наприклад, в 1960 р біля м. Трасквуда (США) в результаті краху поїзда через пошкодження вагонної букси постраждали два вагони, завантажених аміачною селітрою, упакованої в мішки. Виникла сильна пожежа, в результаті якого потім стався вибух.
Так само внаслідок пожежі в 1973 р. на складі аміачної селітри в штаті Оклахома (США), яка зберігалася навалом, стався вибух. Загинуло 5 осіб. У наступному ж році відбулася схожа техногенна аварія на складі фірми "Атлас Паудер" (США), де виникла пожежа, яка призвела надалі до вибуху селітри [29].
7 червня 1988 стався вибух трьох металевих залізничних вагонів, завантажених вибуховими речовинами в районі залізниці станції Арзамас - 1. У вагонах знаходився вантаж: гекфол - 30т, октоген - 27т, амонал - 26т, амоніт - 5т, тротил - 30т. Іскра від тепловоза потрапила в середній вагон, який був після ремонту і заново пофарбований зсередини. Виникла пожежа, потім горіння перейшло у вибух. Загинуло 93 людини. Утворилася воронка 70 × 30 × 7 м. Відбулося часткове руйнування будівель у радіусі 200 ... 300 м. Руйнування скління відбувалося на відстані до 2000 м.
У наслідок невстановленої причини в районі м. Сасово (Рязанська область) 12 квітня 1989 стався аварійний вибух аміачної селітри. Селітра масою близько 100т, упакована в паперові мішки, складувалася навалом з автотранспорту на заливному торф'яному лузі. Перед вибухом було відмічено появу сильного запаху аміаку, що могло свідчити про реакції, що відбувається в масі селітри. Крім того, за метеоумовами не заперечується можливість активізації атмосферного еліктрічества. Під час вибуху ніхто не постраждав. Утворилася воронка діаметром 28 м і глибиною 4 м.
На складі ВМ "Естонсланец" 25 квітня 1990 р. в процесі приготування металізованого вибухової речовини в змішувально-зарядної машини "Автосмесітель" виникло загоряння, і через 10 секунд стався вибух. Чотири людини загинули і троє були поранені. У автосмесітеле знаходилося 50 л дизельного палива і 150 кг аміачної селітри. При додаванні порошку АДМ-50 почалося газовиділення і сталося загоряння суміші. В об'єднанні до цієї аварії було аналогічним способом вироблено 425 т вибухової речовини. Причини вибуху остаточно не виявлено.
У 90-х роках на кар'єрі комбінату "Аніпемза" у Вірменії при ліквідації пробки в свердловині за допомогою бурового верстата стався вибух 200 кг амоніту 6ЖВ. Пробка виникла через недостатнє подрібнення амоніту.
Інша аварія сталася на одному з кар'єрів нерудних матеріалів Мінбуду Узбекистану при обробленні негабариту стався аварійний вибух у результаті того, що один з робітників наступив на пачку амоніту з електродетонатором.
Аналіз відбулися аварій показує, що основними причинами цих аварій були:
- Горіння вибухової речовини в результаті пожежі обладнання де, вони перебували, чи при безпосередньому підпалі їх (у більшості випадків вищезазначених аварій);
- Механічна дія (аварія при впливі на вибухова речовина бурильних інструментом або при транспортуванні);
- Повільне розкладання (саморозігрів) у великій масі при наявності домішок органічного походження (випадок в Сасово Рязанської області);
- Неправомірні дії персоналу [5,30].
1.7 Моделювання аварійної ситуації та аналіз сценаріїв її розвитку
Не дивлячись на проведені попереджувальні заходи підйом заторними рівня в створі р.. Біла - с. Охлебініно досяг 4 метрів, що призвело до затоплення д. Муксіново. За вихідними даними замок затору розташувався в районі водомірного поста р. Біла - с.Охлебініно, головна частина (нагромадження торосистими льоду) і хвіст (скупчення дрібнобитій льоду) мають довжину близько 5 кілометрів. Схема льодової обстановки і зони затоплень представлені на малюнку 1.3.
Малюнок 1.3 - Льодова обстановка на річці Біла а районі населених пунктів Охлебініно, Муксіново і Бєльський
Відповідно до підписаного договору на проведення вибухових робіт з ліквідації весняного затору на місце НС прибуває команда підривників з 5 осіб ВАТ "Бурібаевскій ГЗК".
Розстановка зарядів спирається на принцип безпечних відстаней між зарядами. Якщо фактична відстань між закладаються зарядом і ще непідготовленими до вибуху вибуховими матеріалами менше радіуса дій вражаючих факторів вибуху, то існує ймовірність несанкціонованого детонування всього запасу вибухових речовин [7,15].
При ліквідації весняного затору на річці Біла не були дотримані безпечні відстані вибуху для підривників і ящика з вибуховими матеріалами. Внаслідок передачі детонації від заряду вибухової речовини до ящика вибухових речовин сталася детонація з подальшим вибухом 35 кг амоніту 6ЖВ.
Дерево відмов такого сценарію наведено на малюнку 2.5.
Рисунок 2.5 - Дерево "відмов" для події "Вибух амоніту"
Розрахуємо ймовірність виникнення вибуху амоніту. Для цього спочатку визначимо ймовірності подій Б, В і Г. Вихідні ймовірності визначені експертним методом.
Імовірність реалізації події Г:
Р (Г) = 1 - (1 - 2.10 -3) · (1 - 7.10 -4) · (1 - 2.10 -3) · (1 - 4.10 -6) = 4,7 · 10 -3
Імовірність виникнення детонації (подія Б) дорівнює:
Р (Б) = 2,1 · 10 -6 · 4,7 · 10 -3 = 9,86 · 10 -7
Імовірність механічного впливу вражаючих факторів інших вибухів (В):
Р (В) = 2,1 · 10 -6 · 4.10 -3 = 8,4 · 10 -7
Імовірність головного події, аварійного вибуху амоніту, дорівнює:
Р (А) = 1 - (1 - 8,2 · 10 -4) · (1 - 9,86 · 10 -7) · (1 - 9.10 -6) · (1 - 8,4 · 10 - 7) = 8,2 · 10 -2
Значить, вірогідність несанкціонованого вибуху амоніту при проведенні вибухових робіт з ліквідації весняного затору дорівнює 8 разів на тисячу років.
Таким чином, у даному розділі вивчені специфіка заторних повеней і методи ліквідації наслідків таких повеней. Визначено найбільш ефективний і універсальний спосіб боротьби з заторообразованіем - вибуховий метод. В якості вибухової речовини при таких аварійно-рятувальних та інших невідкладних роботах використовують Амоніт 6ЖВ [12].
При роботі з поверхневими зарядами слід дотримуватися техніки безпеки і безпечні відстані, що враховують зону дії вражаючих факторів вибуху. Найчастіше такі відстані не дотримуються, що призводить до вибуху ящика з запасами вибухових речовин та отримання травм підривників, які беруть участь в ліквідації.
Також розглянуті основні причини несанкціонованих вибухів при зверненні амоніту 6ЖВ. Використовуючи аналіз причин, спроектовано дерево "відмов". Розрахована ймовірність настання події, обраного за найбільш небезпечне при проведенні вибухових робіт.
У наступному розділі необхідно розрахувати безпечні відстані при проведенні ліквідації затору на річці Біла і зони дії вражаючих факторів вибуху амоніту 6ЖВ.
2. Розрахунок безпечних відстаней при проведенні вибухових робіт з ліквідації весняного затору
Виходячи з вищевикладеного сценарію, необхідно розрахувати безпечні відстані для будівель споруд, людей та інших зарядів амоніту 6ЖВ.
Прогноз обстановки в зоні НС служить основою для прийняття чітких і скоординованих дій з ліквідації. Також на основі даних про обстановку можна розрахувати індивідуальний і соціальний ризик.
Мета даного розділу - визначити безпечні відстані і зони впливу вражаючих факторів, кількість людей і зарядів, які у цю зону.
2.1 Вражаючі фактори вибуху амоніту 6ЖВ
Для практичного застосування в якості промислових вибухових речовин придатні тільки такі індивідуальні хімічні речовини або суміші, які здатні до самопоширення в них реакції вибуху від відповідного ініціюючого імпульсу. Сучасні вибухові речовини є хімічні сполуки (гексоген, тротил та ін), або механічні суміші (аміачно - селітрених і нитроглицериновом ВВ).
Основні властивості вибухових речовин визначаються вибуховими та фізико-хімічними характеристиками.
Вибухові характеристики амоніту 6ЖВ:
- Теплота вибуху - 950 ккал / кг;
- Температура продуктів вибуху 2600 ° С;
- Швидкість детонації - 5000 м / с;
- Бризантність (здатність вибухових речовин дробити прилеглу до нього середу) - 10-12 мм;
- Працездатність (фугасні проявляється у формі викиду грунту з воронок, утворення порожнин у грунтах і розпушування їх) - 350 см 3;
Фізико-хімічні характеристики:
- Чутливість до механічних і теплових впливів;
- Хімічна і фізична стійкість;
- Щільність.
Основними вражаючими чинниками при вибуху амоніту 6ЖВ є:
1) Повітряна ударна хвиля - шар стиснутого повітря, що відірвався від продуктів вибуху за рахунок отриманої енергії і рухається самостійно з надзвуковою швидкістю [7,15].
Захоплений і рухається за фронтом ударної хвилі повітря залишає за собою область розрядження, в якій тиск падає нижче атмосферного.
У фазі стиснення середу переміщається в напрямку поширення хвилі, у фазі розширення в зворотному. Детонація пояснюється поширенням ударної хвилі під вибуховому речовині. Ударна хвиля збуджується початковим імпульсом. Поширення вибуху у вибуховому речовині відбувається зі швидкістю 1 ... 9 км / сек. За фронтом хвилі відбувається миттєве розігрівання частинок вибухової речовини бульбашок газу між ними, в результаті чого виникає інтенсивна реакція з виділенням тепла, енергія якої підтримує поширення ударної хвилі і його детонацію.
На фронті ударної хвилі в заряді вибухової речовини виникають тиску в десятки разів перевищують міцність міжатомних зв'язків. Ударна хвиля руйнує молекули речовини. Звільнившись від початкових міжатомних зв'язків нагріті до високої температури горючі елементи вуглець, водень, азот, і ін вступають, в зоні за фронтом ударної хвилі, в бурхливу хімічну реакцію з виділенням тепла і перетворенням вибухової речовини у газоподібний стан. За фронтом ударної хвилі рухається фронт розширення продуктів вибуху, а до центру заряду - фронт розрідження. Енергія, що виділяється при реакції, наздоганяє фронт ударної хвилі і підживлює його не даючи згаснути.
Сукупність ударної хвилі і прилеглої до неї зони вибухового перетворення ВВ називається детонаційної хвилею.
Стійкість (швидкість) детонації залежить від:
- Характеристики ВР;
а) тип ВР, з яких елементів складається;
б) ступінь роздробленості (дисперсності);
в) щільність ВР в заряді.
- Діаметра заряду;
- Умов підривання (зовнішній або внутрішній заряд, наявність бійки)
Критичний діаметр заряду (Окр) - діаметр заряду нижче, якого детонація стає нестійкою. Зі збільшенням діаметра заряду більше критичного швидкість детонації збільшується до певного значення діаметра заряду званого граничним [10,12,13].
Повна робота вибуху - це робота ВР при подальшому збільшенні діаметру яких швидкість детонації не збільшується. На малюнку 2.1 представлена залежність швидкості детонації від діаметра ВВ.
Рисунок 2.1 - Графік залежності швидкості детонації від діаметра вибухової речовини (ВВ)
Критичний діаметр детонації амоніту 6ЖВ 100 мм і т.к. це сумішеве вибухова речовина, швидкість детонації буде менше, ніж у однорідного вибухової речовини.
2) Розліт осколків, уламків і шматків грунту істотно залежить від ваги заряду вибухової речовини, матеріалу руйнується (перебиває) вибухом об'єкта і розташування заряду на об'єкті.
Очевидно, чим більше вага підривається заряду вибухової речовини, тим більше і розліт осколків; при цьому дрібні осколки (шматки), володіючи меншою масою, з-за опору повітря швидше будуть втрачати придбану ними швидкість, ніж осколки більші.
Розташування заряду на руйнованому об'єкті позначається тим, що у бік, протилежний тому, на якій розміщений зовнішній заряд, оскільки будуть розлітатися далі. Найменша дальність розльоту буде в ту сторону, з якої розташований в об'єкта зовнішній заряд. При внутрішніх зарядах, якщо не прийнято спеціальних заходів до напрямку розльоту основної маси руйнується об'єкта, розліт осколків відбувається рівномірно в усі сторони [7].
Нижче наводяться деякі дані по практично встановленої дальності розльоту осколків. Величина цієї дальності і приймається в якості мінімального безпечної відстані від вогнища вибуху - при підриванні льоду і грунту на дні водойми - 100 м.
Залежність між глибиною розташування заряду, його вагою (за показником дії вибуху) і максимальною дальністю розльоту шматків, яка виражається формулою:
L
= 140 · n ·– дальность разлета отдельных кусков породы (грунта), м;
де L - дальність розльоту окремих шматків породи (грунту), м;n - Показник дії вибуху;
– глубина заложения заряда (линия наименьшего сопротивления), м.
h - глибина закладення заряду (лінія найменшого опору), м.3) Дія отруйних газів, на які припадає 5 ... 10% від загального обсягу газоподібних продуктів вибуху:
- Окис вуглецю;
- Оксиди азоту;
- Сірчисті гази;
- Пари ртуті і свинцю.
Кисневий баланс це відношення надлишку або нестачі кисню з складі вибухової речовини до його кількості, необхідному для повного окислення горючих елементів речовини. Бажано, щоб при реакції вибуху утворилися найменш небезпечні для організму людини речовини (пари води, азот, вуглекислий газ).
Коли у складі вибухової речовини недолік кисню в порівнянні з необхідним при вибуху утворюється чадний газ - має місце негативний кисневий баланс.
Коли вибухова речовина містить надлишок кисню (позитивний кисневий баланс) при вибуху утворюються окисли азоту, крім того, при вибуху вибухової речовини з нульовим кисневим балансом виділяється максимум енергії.
4) Сейсмовзривная хвиля (Струсне дію) вибуху виявляється тільки під час вибухів, що відбуваються всередині грунту, скельної породи або льоду, які за межами зони руйнування зазнають пружні коливання. Характер цих коливань (період, амплітуда і швидкість розповсюдження) залежить від потужності вибуху і властивостей середовища.
Коливання середовища в свою чергу викликають коливання споруд, розташованих в цьому середовищі або на її поверхні, що може привести до утворення тріщин у спорудженні або його руйнування.
2.2 Розрахунок безпечних відстаней при вибуху заряду масою 5 кг
При виробництві вибухових робіт у будь-якій обстановці основна увага повинна приділятися безпеки робіт та заходів забезпечення безвідмовності вибуху. Безвідмовність вибуху залежить від якості підготовки та належної перевірки всіх зарядів, вибухових мереж і пристроїв та змісту їх повній справності [13]. Безпека виконання вибухових робіт залежить від суворого дотримання заходів, що забезпечують безпеку осіб, безпосередньо підготовляють і виробляють вибухи, сторонніх осіб і населення, а також споруд, розташованих поблизу місця вибуху. Ця безпека визначається відстанню, на яку поширюється дія вибуху, що виражається в безпосередній дії розширюються продуктів вибуху, дії ударної повітряної хвилі, в сейсмічної дії вибуху і в розльоті шматків роздробленою вибухом середовища.
2.2.1 Безпечні відстані по дії повітряної ударної хвилі
Надмірний тиск у фронті ударної хвилі (Р ф) - це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі і нормальним атмосферним тиском (Р о), вимірюється в Паскалях (Па). Надмірний тиск у фронті ударної хвилі розраховується за формулою:
кПа (2.2)
де: Δ Р ф - надлишковий тиск, кПа;
q е - тротиловий еквівалент вибуху (q е = 0,5 · q = 0,5 · 5 = 2,5 кг, q - потужність вибуху, 5 кг);
R - відстань від центру вибуху, 8 м.
При захисті споруд від руйнування їх ударної повітряної хвилею не завжди є можливість витримати такі безпечні відстані, на яких об'єкт не отримає ніяких пошкоджень.
Безпечні відстані по дії повітряної ударної хвилі визначаються в залежності від ваги заряду, розрахуємо для зони растекленія:
м, (2.3)
де С - вага (маса) амоніта 6ЖВ, 5 кг;
kв - коефіцієнт, що залежить від ваги заряду, його розташування і характеру допустимих ушкоджень у навколишніх спорудах (тобто припустимого ступеня безпеки); застосовується за таблицею А.1 в Додатку А [12].
Для зони слабких руйнувань:
м, (2.4)
для зони середніх руйнувань:
м, (2.5)
для зони сильних руйнувань:
м, (2.6)
для зони повних руйнувань:
м, (2.7)
Мінімальна безпечну відстань для людини за дії на нього ударної хвилі розраховується за формулою
м, (2.8)
де С - вага (маса) заряду, кг.
При підрахунку за формулою величина надлишкового тиску приблизно дорівнює 0,1 кгс / см 2 і гарантує отримання контузії та інші травми.
Якщо вибухові роботи проводяться при негативній температурі повітря, безпечну відстань, визначене за формулами (2.3) - (2.8), повинна бути збільшена не менше ніж в 1,5 рази. Але так як вибухові роботи на річці Біла проводяться в світлий час доби при позитивних температурах, можна знехтувати збільшенням безпечних відстаней.
2.2.2 Безпечні відстані, які виключають передачу детонації від одного заряду вибухової речовини до іншого
Ударна повітряна хвиля на деяких відстанях, зберігаючи ще значну потужність, здатна викликати детонацію під зустрiвся на її шляху вибуховому речовині. Іноді це явище буває корисним і може бути використане для підривання кількох "пасивних" зарядів вибухової речовини від вибуху одного "активного" заряду, що підривається запальною трубкою або електродетонатором.
Однак у більшості випадків доводиться, навпаки, оберігати один заряд від вибуху сусіднього заряду, тобто розташовувати його на таких відстанях, при яких був би неможливий його вибух. У цьому випадку розрахунок безпечної відстані ведеться за формулою
м, (2.9)
де С - вага (маса) активного заряду, кг;
D - найменший лінійний розмір пасивного заряду, що дорівнює ширині заряду або подвоєною його висоті, м;
До d - коефіцієнт, що залежить від властивості активного і пасивного зарядів ВР і їх розташування (таблиця А.2 Додаток А).
2.2.3 Безпечні відстані по розлітання осколків
Для розрахунку безпечних відстаней по розлітання осколків за безпечну відстань був прийнятий подвоєний мінімально допустимий радіус небезпечної зони при вибуху зовнішнього заряду.
м, (2.10)
Параметри сейсмовзривной хвилі не розраховуються, тому що приймається, що заряд поверхневий [12].
Таким чином, з розрахунків випливає, що найближчий до місця проведення робіт населений пункт Муксіново не потрапляє в зону дії вражаючих факторів. Однак безпечні відстані не дотримані щодо дій на людей, які ліквідують затор і на ящик з рештою амоніта 6ЖВ масою 35 кг (рисунок 2.2).
Малюнок 2.2 - Зони впливу вражаючих факторів на навколишнє середовище, підривників і ящик з набоями
При такому вибуху отримали серйозні травми голови два підривника, що знаходилися в зоні середніх руйнувань. Скриньки з вибуховими матеріалами передалося ініціює дію і сталася детонація вибухових речовин [7].
Розрахуємо параметри вибуху ящика з амонітом 6ЖВ, якщо маса вибухових речовин у ньому дорівнює 35 кг.
2.3 Визначення параметрів вибуху амоніту 6ЖВ масою 35 кг
Відстані впливу повітряної ударної хвилі умовно ділять на п'ять зон. Використовуючи формулу (2.3.) Та таблицю А.1 Додатка А, визначимо радіуси зони растекленія, в якій надлишковий тиск у фронті ударної хвилі одно менше 10 кПа:
м, (2.11)
Зона слабких руйнувань (10 ... 20 кПа), в якій будуть спостерігатися часткові пошкодження рам, дверей, порушення штукатурки і внутрішніх легких перегородок:
м, (2.12)
Зона середніх руйнувань (20 ... 30 кПа), якій притаманні руйнування внутрішніх перегородок, рам, дверей, бараків, сараїв тощо:
м, (2.13)
Зона сильних руйнувань має такі характеристики: руйнування малостійких кам'яних і дерев'яних будівель, перекидання залізничних складів, пошкодження ліній електропередачі, тиск у фронті ударної хвилі від 30 ... 50 кПа, радіус дії дорівнює:
м, (2.14)
Зона повних руйнувань, характеризується проламом міцних цегляних стін, повним руйнуванням комунальних і промислових споруд, пошкодження мостів і залізничного полотна:
м, (2.15)
Надмірний тиск у фронті ударної хвилі (Р ф) розраховується за формулою (2.2):
кПа
де: Δ Р ф - надлишковий тиск, кПа;
q е - тротиловий еквівалент вибуху (q е = 0,5 · q = 0,5 · 35 = 17,5 кг, q - потужність вибуху, 35 кг);
R - відстань від центру вибуху, 3 м.
За формулою (2.10) мінімальне безпечну відстань для людини за дії на нього ударної хвилі розрахуємо за формулою:
м,
Безпечна відстань по розлітання осколків розраховується згідно з пунктом 2.2.2 і за безпечну відстань приймається подвоєний мінімально допустимий радіус небезпечної зони при вибуху зовнішнього заряду.
м, (2.16)
по формуле:
Знаходимо імпульс хвилі тиску i за формулою:= 123∙ (34,6) 0,66 / 3 = 425,2 Па · с, (2.17)
i = 123 ∙ (34,6) 0,66 / 3 = 425,2 Па · с, (2.17)Виходячи з проведених розрахунків, бригада підривників потрапляє в зону надлишкового тиску, що приводить до летального результату. Обстановка по дії вражаючих факторів нанесена на карту, наведену на малюнку 2.3 [13,15].
Малюнок 2.3 - Обстановка в зоні НС, викликаної вибухом ящика з амонітом масою 35 кг
Таким чином, враховуючи рисунок 2.2 і вищевикладені розрахунки можна судити про дію вражаючих факторів на інфраструктуру селища Муксіново, а також на команду підривників, в тому числі автомобіль, що знаходиться на березі.
Так як будівлі в селищі Муксіново, які потрапляють в зону растекленія, переважно дерев'яні одноповерхові, то ступінь їх руйнування визначається розбитими шибками і розваленими старими гнилими спорудами. Автомобіль, що стоїть на березі, також потрапляє в зону растекленія і може передати механічний вплив на вибухові матеріали усередині кузова, що може призвести до пожежі і вибуху. Команда підривників отримує смертельні травми, несумісні з життям.
3. Розрахунок безпечних відстаней при зберіганні вибухових речовин на складі ЗАТ "Бурібаевскій ГЗК"
Вибухобезпечність необхідно забезпечувати не тільки при проведенні вибухових робіт, але і при зберіганні вибухових речовин на складах. Основним підходом у вирішенні даної проблеми є забезпечення безпечних відстаней на стадії проектування місця розташування сховища до довколишніх населених пнуктов.
Відповідно до "Інструкції з визначення безпечних відстаней при підривних роботах та зберіганні вибухових матеріалів", склад вибухових речовин повинен розташовуватися на безпечній відстані від найближчого населеного пункту за умови, що у вибуху братиме участь вся маса збережених вибухових речовин [8].
Найбільша кількість речовини, здатного брати участь у вибуху визначається масою вибухових матеріалів, що знаходяться у всіх сховищах складу, і становить 120,3 тонн при максимальному завантаженні.
Метою даного розділу є - розрахунок безпечних відстаней від складу вибухових речовин до довколишніх населених пунктів, оцінка ризику виникнення такого вибуху.
3.1 Безпечні відстані по дії повітряної ударної хвилі на будівлі та споруди
За місцем розташування відносно земної поверхні склади вибухових матеріалів розділяються на поверхневі, напівпоглиблені, поглиблені і підземні.
До поверховим відносяться склади, підстави сховищ яких розташовані на рівні поверхні землі; до напівпоглиблені - склади, будівлі сховищ яких заглиблені в грунті нижче земної поверхні не більше ніж на карниз; до поглибленим - у яких товща грунту над сховищем становить менше 15 м, і до підземним - у яких товща грунту відповідно - більш 15 м.
Залежно від терміну експлуатації склади поділяються на:
- Постійні - 3 роки і більше,
- Тимчасові - до трьох років,
- Короткочасні - до одного року, вважаючи ці терміни з моменту завезення вибухових матеріалів.
За призначенням склади вибухових матеріалів поділяються на базисні і видаткові.
Безпечні відстані за дією ударної повітряної хвилі при виборі місця розташування складів вибухових матеріалів і тому подібних місць зберігання вибухових матеріалів, а також при виборі місць розміщення інших об'єктів щодо складів вибухових матеріалів можуть прийматися відповідно до формул (2.3) - (2.10).
При розрахунку радіусів дії повітряної ударної хвилі прийнято виділяти п'ять характерних зон за ступенем безпеки:
1) зона расстекленія, в якій відсутні пошкодження, але можуть бути розбиті стекла (перша ступінь безпеки);
2) зона слабких руйнувань, в якій відбувається повне руйнування засклення, часткові пошкодження рам, дверей, порушення штукатурки і внутрішніх легких перегородок (друга ступінь безпеки);
3) зона середніх руйнувань, в якій відбувається руйнування внутрішніх перегородок, рам, дверей, бараків, сараїв (третя ступінь безпеки);
4) зона сильних руйнувань, в якій руйнуються малостойкие конструкції (четвертий ступінь безпеки);
5) зона повних руйнувань [8,12].
Розрахунок безпечних відстаней за дією повітряної ударної хвилі на будівлі та споруди виробляється згідно з Єдиними правилами безпеки при підривних роботах ПБ 13-407-01, за формулами:
для зони растекленія:
м, (3.1)
для зони слабких руйнувань:
м, (3.2)
для зони середніх руйнувань:
м, (3.3)
для зони сильних руйнувань:
м, (3.4)
для зони повних руйнувань:
м, (3.5)
де до в - коефіцієнт, значення якого залежить від умов розташування та маси заряду, а також від ступеня допускаються пошкоджень будівель і споруд (приймається за таблицею А.1 Додатка А);
С - маса заряду вибухової речовини, 112300 кг.
Надмірний тиск у фронті ударної хвилі (Р ф) розраховується за формулою (2.1):
кПа
де: Δ Р ф - надлишковий тиск, кПа;
q е - тротиловий еквівалент вибуху (q е = 0,5 · q = 0,5 · 112 300 = 56,150 кг, q - потужність вибуху, 112300 кг);
R - відстань від центру вибуху до довколишнього села Макан, м.
Таким чином, отримані в результаті розрахунків відстані нанесені на карту на малюнку 3.1.
Малюнок 3.1 - Зони дії надлишкового тиску повітряної ударної хвилі
Найближчий населений пункт село Макан потрапляє в першу зону безпеки. Решта безпечні відстані не перевищують фактичні, значить при НС, викликаної вибухом на складі вибухових речовин, будівлі та споруди села Макан отримають пошкодження п'ятого ступеня, тобто незначні випадкові пошкодження засклення.
3.2 Оцінка можливості виникнення аварії
Оцінка ризику аварії проводиться по "Методичним вказівкам щодо проведення аналізу ризику небезпечних виробничих об'єктів Держгіртехнагляду РФ" [11].
Можливі аварії на об'єкті ранжирують по тяжкості наслідків (катастрофічні, критичні, некритичні і з пренебрежимо малими наслідками), у відповідність яким, у вигляді таблиці, ставляться ймовірності їх реалізації в рік на даному об'єкті.
Категорії аварій відповідно до ГОСТ Р 27.310-93 трактуються наступним чином:
- Катастрофічний - призводить до смерті людей, втрати об'єкта, завдає непоправної шкоди навколишньому середовищу (категорія А);
- Критичний (некритичний) - загрожує (не загрожує) життя людей, втрати об'єкта, навколишнього середовища (категорія В);
- З пренебрежимо малими наслідками - не відноситься ні до однієї з попередніх категорій.
Стосовно до випадку вибуху на складі ВАТ "Бурібаевскій ГЗК" частоти (ймовірності) і тяжкість аварії трактуються наступним чином:
Часта аварія - відбувається кілька разів на рік на складі вибухових матеріалів.
Ймовірна аварія - одиничні випадки за весь час існування об'єкта.
Можлива аварія - одиничні випадки на аналогічних об'єктах в гірничорудній промисловості.
Рідкісна аварія - поодинокі випадки в історії аналогічних об'єктів у світі.
Практично неймовірна аварія - принципово можлива, хоча у світовій практиці не мала прецедентів.
Для нашого випадку жодна з аварій до "катастрофічного результату" не призводить, так як населення та прилеглі населені пункти не страждають навіть у разі вибуху всієї маси вибухової речовини на складі.
Найбільш небезпечний варіант аварії - вибух вибухових матеріалів після загоряння в сховищах або автомобілі, коли загроза життю не є неминучою і існує можливість евакуації, віднесемо до критичного випадку [5,11].
До некритичного нагоди віднесемо згоряння вибухових матеріалів на складі або в автомобілі, що призводять до істотних пошкоджень автомобіля або сховищ і устаткування складу.
Випадки запобігли аварій віднесемо до аварій з пренебріжімо малими наслідками.
Враховуючи статистику про аварії, а також те, що за роки функціонування об'єкта аварій на ньому не зареєстровано, очікувану частоту аварій на рік оцінимо наступним чином:
- Часта (Р = 1),
< 1),
- Ймовірна аварія - випадки запобігли аварій (0,01 <P <1),< 0,01 ),
- Можлива аварія - випадки аварійного згоряння зберігаються і перевозяться промислових вибухових матеріалів, які спостерігалися неодноразово у вітчизняній та світовій практиці (0,0001 <P <0,01),- Рідкісна аварія - випадки вибуху, які реєструються як поодинокі випадки у світовій практиці зберігання промислових ВМ (0,000001 <Р <0,0001),
- Практично неймовірна (Р <0,000001).
Результати аналізу ризику представлені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 - Матриця "імовірність-тяжкість наслідків" аварій на складі вибухових матеріалів.
Аварія | Очікувана частота виникнення на рік | Катастрофічний результат | Критичний результат | Некритичний результат | Вихід з пренебрежимо малими наслідками |
Часта | > 1 | неможлива | неможлива | неможлива | неможлива |
Ймовірна | 1-0,01 | неможлива | неможлива | неможлива | можлива, достатній якостей. аналіз ризику |
Можлива | 0,01 - 0,0001 | неможлива | неможлива | можлива, бажаний кількостей. аналіз ризику | можлива, достатній якостей. аналіз ризику |
Рідкісна | 0,0001 - 0,0000 січня | неможлива | можлива, бажаний кількостей. аналіз ризику | можлива, достатній якостей. аналіз ризику | можлива, аналіз ризику не потрібно |
Практично неймовірна | 0,000001 <0,000001 | можлива, бажаний кількостей. аналіз ризику | можлива, достатній якостей. аналіз ризику | можлива, достатній якостей. аналіз ризику | можлива, аналіз ризику не потрібно |
З таблиці 3.1 видно, що ризик функціонування складу ВАТ "Бурібаевскій ГЗК" є умовно прийнятним, кількісний аналіз ризику не обов'язковий.
Проведення кількісного аналізу ризику для будь-якого об'єкта має на меті обгрунтувати внесення змін в існуючу практику функціонування об'єкта, щоб довести ризик до прийнятного. У даному випадку це типовий об'єкт, споруджений за типовим проектом, і розміщений у відповідності до вимог ЄПБ при ВР [8]. У зв'язку з цим необхідність в кількісному аналізі ризику виникає лише при неблагополучному становищі на складах такого типу в цілому по галузі.
Таким чином, існуючий стан безпеки на складі ВМ даного типу дозволяє обмежитися якісним аналізом ризику.
4. Оцінка індивідуального і соціального ризику
Оцінка індивідуального ризику дозволяє проаналізувати необхідність проведення можливих і достатніх заходів для зменшення вибухової небезпеки [11]. Індивідуальний ризик - характеризує імовірність (частота) виникнення небезпечних факторів пожежі і вибуху, що виникає при аварії в певній точці простору. Характеризує розподіл ризику.
4.1 Метод оцінки індивідуального ризику
Імовірність реалізації різних сценаріїв аварії розраховують за формулою:
( A ) = Q ав · Q ( A ) ст , (4.1)
Q (A) = Q ав · Q (A) ст, (4.1)ав – вероятность взрыва единичного заряда Аммонита 6ЖВ, принимается равным 10 -5 ;
де Q ав - ймовірність вибуху одиничного заряду амоніту 6ЖВ, приймається рівним 10 -5;( A ) ст – статистическая вероятность развития аварии определяют по таблице 4.1
Q (A) ст - статистична вірогідність розвитку аварії визначають за таблицею 4.1Таблиця 4.1 - Статистичні ймовірності різних сценаріїв розвитку аварії
Сценарій аварії | Імовірність |
Безпечні відстані менше фактичних, вибух ящика із запасом амоніту 6ЖВ не відбувається | 0,774 |
Безпечні відстані перевищують фактичні, але вибух ящика з вибуховими матеріалами не розвивається | 0,164 |
Безпечні відстані перевищують фактичні, ящик з вибуховими матеріалами вибухає | 0,062 |
Разом | 1 |
Імовірність вибуху ящика з запасом вибухових матеріалів з утворенням повітряної ударної хвилі:
и.д = 10 -5 · 0,164 = 0,164 · 10 -5 год -1
Q і.д = 10 -5 · 0,164 = 0,164 · 10 -5 рік -1Вірогідність розвитку аварії в інших випадках приймають рівними 0.
волны давления – 425,2 Па · с;
З розрахунків розділу 2 на відстані 3 м надлишковий тиск D Р становить 285,9 кПа; імпульс i хвилі тиску - 425,2 Па · с;, год -1 , определяют по формуле
Індивідуальний ризик R, рік -1, визначають за формулою , (4.2)
П — условная вероятность поражения человека;
де Q П - умовна ймовірність ураження людини;( A ) — вероятность реализации аварий;
Q (A) - ймовірність реалізації аварій;п - число гілок логічної схеми.
П и.д. определяется по таблице 4.2.
Умовна ймовірність ураження людини надлишковим тиском, що розвивається під час вибуху 35 кг амоніту 6ЖВ Q П і.дз. визначається за таблицею 4.2. , которая рассчитывается по формуле: Для чого на початку визначається "пробитий"-функція Р r, яка розраховується за формулою:= 5 – 0,26 · ln · ( V ), (4.3)
Р r = 5 - 0,26 · ln · (V), (4.3) , (4.4)
= 6,47
= 5 – 0,26 · ln · (6,47) = 4,515
Р r = 5 - 0,26 · ln · (6,47) = 4,515Тоді з таблиці 4.2 отримуємо, що умовна ймовірність ураження людини дорівнює 30%.
Таблиця 4.2 - Значення умовної ймовірності ураження людини в залежності від Р r
Умовна ймовірність ураження,% | Р r | |||||||||
0 | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
0 | - | 2,67 | 2,95 | 3,12 | 3,25 | 3,36 | 3,45 | 3,52 | 3,59 | 3,66 |
10 | 3,72 | 3,77 | 3,82 | 3,90 | 3,92 | 3,96 | 4,01 | 4,05 | 4,08 | 4,12 |
20 | 4,16 | 4,19 | 4,23 | 4,26 | 4,29 | 4,33 | 4,36 | 4,39 | 4,42 | 4,45 |
30 | 4,48 | 4,50 | 4,53 | 4,56 | 4,59 | 4,61 | 4,64 | 4,67 | 4,69 | 4,72 |
40 | 4,75 | 4,77 | 4,80 | 4,82 | 4,85 | 4,87 | 4,90 | 4,92 | 4,95 | 4,97 |
50 | 5,00 | 5,03 | 5,05 | 5,08 | 5,10 | 5,13 | 5,15 | 5,18 | 5,20 | 5,23 |
60 | 5,25 | 5,28 | 5,31 | 5,33 | 5,36 | 5,39 | 5,41 | 5,44 | 5,47 | 5,50 |
70 | 5,52 | 5,55 | 5,58 | 5,61 | 5,64 | 5,67 | 5,71 | 5,74 | 5,77 | 5,81 |
80 | 5,84 | 5,88 | 5,92 | 5,95 | 5,99 | 6,04 | 6,08 | 6,13 | 6,18 | 6,23 |
90 | 6,28 | 6,34 | 6,41 | 6,48 | 6,55 | 6,64 | 6,75 | 6,88 | 7,05 | 7,33 |
- | 0,00 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 |
99 | 7,33 | 7,37 | 7,41 | 7,46 | 7,51 | 7,58 | 7,65 | 7,75 | 7,88 | 8,09 |
За формулою (4.2) визначаємо індивідуальний ризик:
R = 0,164 · 10 -5 · 0,3 = 4,92 · 10 -7 рік -1.
З аналізу розрахунків випливає, що індивідуальний ризик дорівнює 4,92 · 10 -7 рік -1 і лежить в проміжку 10 -8 рік -1 <4,92 · 10 -7 рік -1 <10 -6 рік -1, т. е. використання вибухових речовин може бути реалізовано тільки після проведення можливих і достатніх заходів для зменшення вибухонебезпечності.
4.2 Метод оцінки соціального ризику
Для обчислення соціального ризику територія навколо епіцентру вибуху ділиться на дві зони ураження. Для кожної із зон визначається середня умовна ймовірність ураження людини і середнє число людей, що знаходяться в даній зоні, розраховується очікуване число загиблих N. У разі якщо при будь-якому варіанті розвитку аварійної ситуації N менше 10 (відповідно до ГОСТ Р 12.3.047-98 соціальний ризик допускається оцінювати по ураженню не менше 10 чоловік), соціальний ризик приймається рівним 0 [20].
5. Блискавкозахист складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
Відповідно до Федерального Закону "Про захист населення і території від НС природного і техногенного характеру" для забезпечення безпеки на складі вибухових речовин необхідно спроектувати блискавкозахист [21].
Мета даного розділу полягає в розрахунку основних характеристик подвійного стрижневого блискавковідводу.
5.1 Методика проектування зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу
Блискавковідвід вважається подвійним, коли відстань між стрижневими блискавкоприймачами L . В противном случае оба молниеотвода рассматриваются как одиночные. не перевищує граничної величини L max. В іншому випадку обидва блискавковідводу розглядаються як поодинокі.
Конфігурація вертикальних і горизонтальних перерізів стандартних зон захисту подвійного стрижневого блискавковідводу (висотою h і відстанню L між блискавковідводами) представлена на рисунку 5.1.
Малюнок 5.1 - Зона захисту подвійного стрижневого блискавковідводу
0 , r 0 ) производится по формулам таблицы 5.1 для одиночных стержневых молниеотводов. Побудова зовнішніх областей зон подвійного блискавковідводу (півконуса з габаритами h 0, r 0) проводиться за формулами таблиці 5.1 для одиночних стрижневих блискавковідводів.
Таблиця 5.1 - Розрахунок зони захисту одиночного тросового блискавковідводу
Надійність захисту р з | , м Висота блискавковідводу h, м | 0 , м Висота конуса h 0, м | 0 , м Радіус конуса r 0, м |
0,9 | Від 0 до 150 | 0,87 h | 1,5 h |
0,99 | Від 0 до 30 | 0,8 h | 0,95 h |
Від 30 до 100 | 0,8 h | × 10 -4 ( h -30)] h [0,95-7,14 × 10 -4 (h -30)] h | |
Від 100 до 150 | 0,8 h | [0,9-10 -3 (h -100)] h | |
0,999 | Від 0 до 30 | 0,75 h | 0,7 h |
Від 30 до 100 | -30)] h [0,75-4,28 × 10 -4 (h -30)] h | -30)] h [0,7-1,43 × 10 -3 (h -30)] h | |
Від 100 до 150 | -100)] h [0,72-10 -3 (h -100)] h | -100)] h [0,6-10 -3 (h -100)] h |
0 Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами h 0 , первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй - минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами. і h c, перший з яких задає максимальну висоту зони безпосередньо біля блискавковідводів, а другий - мінімальну висоту зони посередині між блискавковідводами. При відстані між блискавковідводами L £ L c = h 0 ). межа зони не має провисання (h c = h 0). Для відстаней L c £ L ³ высота h c L max висота h c визначається за виразом:
(5.1)
Вхідні в нього граничні відстані L max і L c обчислюються за емпіричними формулами табл. 3.6, придатним для блискавковідводів висотою до 150 м. При більшій висоті блискавковідводів слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням [16,26].
Таблиця 5.2 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу
Надійність захисту Р з | , м Висота блискавковідводу h, м | м L max, м | м L 0, м |
0,9 | Від 0 до 30 | 5,75 h | 2,5 h |
Від 30 до 100 | × 10 -3 ( h -30)] h [5,75-3,57 × 10 -3 (h -30)] h | 2,5 h | |
Від 100 до 150 | 5,5 h | 2,5 h | |
0,99 | Від 0 до 30 | 4,75 h | 2,25 h |
Від 30 до 100 | × 10 -3 ( h -30)] h [4,75-3,57 × 10 -3 (h -30)] h | [2,25-0,01007 (h -30)] h | |
Від 100 до 150 | 4,5 h | 1,5 h | |
0,999 | Від 0 до 30 | 4,25 h | 2,25 h |
Від 30 до 100 | × 10 -3 ( h -30)] h [4,25-3,57 × 10 -3 (h -30)] h |
[2,25-0,01007 (h -30)] h | |||
Від 100 до 150 | 4,0 h | 1,5 h |
Розміри горизонтальних перерізів зони обчислюються за такими формулами, загальним для всіх рівнів надійності захисту:
х максимальна полушіріна зони r х : в горизонтальному перетині на висоті h x:
(5.2)
довжина горизонтального перерізу L x на висоті h x ³ : h c:
(5.3)
< h c причому при h x <h c = L /2; L x = L / 2;
ширина горизонтального перерізу в центрі між блискавковідводами 2 r cx на висоті h x £ : h c:
(5.4)
Користуючись даною методикою можна спроектувати блискавкозахист для складу амоніту 6ЖВ ВАТ "Бурібаевскій ГЗК".
5.2 Розрахунок зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
Вихідними даними для вирішення поставленої задачі є:
= 100 м; Довжина будівлі складу L = 100 м;
= 20 м; Висота блискавковідводу h = 20 м;
Необхідна ступінь захисту Р з = 0,999.
З таблиці 5.1 визначаються висота і радіус конуса захисту:
0 = 0,7 ∙ h = 0,7 ∙ 20 = 14 м, h 0 = 0,7 ∙ h = 0,7 ∙ 20 = 14 м,
0 = 0,6 ∙ h = 0,6 ∙ 20 = 12 м, r 0 = 0,6 ∙ h = 0,6 ∙ 20 = 12 м,
и величина L c : З таблиці 5.2 визначаються гранична величина L max і величина L c:
= 4,25 ∙ h = 4,25 ∙ 20 = 85 м, L max = 4,25 ∙ h = 4,25 ∙ 20 = 85 м,
= 2,25 ∙ h = 2,25 ∙ 20 = 45 м, L c = 2,25 ∙ h = 2,25 ∙ 20 = 45 м,
Враховуючи умова L c £ L ³ , можно определить высоту h c : L max, можна визначити висоту h c:
= h c = м,
х = 3 м ( h х < h с ): Визначимо довжину і ширину горизонтального перерізу на висоті h х = 3 м (h х <h с):
= L /2 = 100/2 = 50 м, l x = L / 2 = 100 / 2 = 50 м,
r cx = м,
= r x = м,
х = 10 м ( h х > h с ): Визначимо довжину і ширину горизонтального перерізу на висоті h х = 10 м (h х> h с):
= l x = м,
= r x = м,
За даними розрахунками на малюнку 5.2 приведений креслення блискавкозахисту для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК".
Малюнок 5.2 - Блискавкозахист, розрахована для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
Таким чином, вивчена методика проектування стрижневого блискавковідводу і розраховані основні параметри подвійного стрижневого блискавковідводу для складу вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК" [5].
Висота блискавковідводу дорівнює 20, висота блискавкоприймача - 6 метрів, радіус захисту 12 м.
Дана блискавкозахист забезпечує 0,999 надійність захисту.
6. Заходи щодо обепеченія противибухових захисту
Противибухові безпека забезпечується як при зберіганні на складах вибухових речовин, так і при проведенні вибухових робіт з ліквідації весняних заторів. Важливо відзначити, що одним з найпоширеніших методів забезпечення противибухових захисту - це дотримання техніки безпеки при поводженні та зберіганні вибухових речовин, а також всілякі технічні рішення щодо зниження ризику виникнення аварійних ситуацій [29].
Метою даного розділу є розробка необхідних вимог щодо забезпечення противибухових захисту.
6.1 Забезпечення противибухових захисту на складі вибухових речовин ВАТ "Бурібаевскій ГЗК"
Для складу вибухових матеріалів ємністю 50 т і більше повинні розроблятися декларація безпеки та план ліквідації аварій, що визначає порядок дій в аварійних ситуаціях. Такі плани для складів (крім підземних) підлягають затвердженню юридичним власником складу, керівником організації (шахти, копальні, кар'єра і т.п.) за погодженням з територіальними органами ДПС. Для підземних складів вибухових матеріалів заходи з ліквідації можливих аварій повинні включатися до загального План ліквідації аварій [5, 7].
Для запобігання аварійних ситуацій на складі необхідно виконувати заходи щодо зменшення ризику їх виникнення, а саме:
- Проектувати сховища з урахуванням вимог пожежної безпеки (очищення території складу і навколо неї від рослинності, застосування по можливості негорючих матеріалів для обладнання приміщень);
- Утримувати у технічно справному стані системи протипожежної безпеки, проводити їх своєчасну ревізію та ремонт;
- Утримувати у технічно справному стані систему блискавкозахисту, електропостачання, перевіряти заземлення, здійснювати своєчасний ремонт;
- Постійні і тимчасові склади вибухових матеріалів повинні мати два види освітлення - робоче і резервне (аварійне).
- Дотримуватися вимог за умовами зберігання ВМ;
- Строго обмежити пропускний режим на складі, забезпечити надійну охорону складу.
- Утримувати у технічно справному стані засоби зв'язку і проводити своєчасний ремонт огорожі складу;
- Організовувати атестацію осіб, відповідальних за проведення робіт на складі вибухових матеріалів; перевіряти знання персоналу норм ЄПБ при ВР та пожежної безпеки;
- Вирубувати на території складу і забороненої зони навколо нього дерева і чагарники, а суха трава, зарості, хмиз та інші легкозаймисті предмети повинні бути прибрані.
- Розробляти заходи щодо вдосконалення вибухової справи.
Крім того, сховища вибухових матеріалів постійних складів повинні влаштовуватися з вогнетривких матеріалів.
При влаштуванні каркасно-засипних стін і перегородок в якості засипки дозволяється застосовувати худий бетон, шлак або просочені вапняним молоком тирсу.
Стіни каркасно-засипних і бревенчатих сховищ вибухових матеріалів і перегородки повинні бути покриті негорючим складом або обштукатурені з внутрішньої і зовнішньої сторін. Дерев'яні стелі в сховищах вибухових матеріалів повинні бути обштукатурені або покриті негорючим складом [8,20].
У місцевостях з сухим кліматом дозволяється зведення глинобитних сховищ, а також сховищ із сирцевої або саманного цегли.
Дахи сховищ повинні бути споруджені з негорючих матеріалів або покриті негорючим складом зсередини і зовні.
Сховища необхідно влаштовувати так, щоб температура повітря в них не могла підніматися вище 30 ° С. Кожне зі сховищ повинно мати горищне приміщення (при залізобетонних перекриттях пристрій горищних приміщень не обов'язково).
Для зниження дії уражаючих факторів потенційно можливих НС, викликаних аваріями було б актуально:
- Забезпечити периметр сховища камерами спостереження;
- Прожектори встановити не тільки по зовнішньому контуру, але й на самій території, для кращого спостереження за територією складу;
- Телефон і пункт радіозв'язку встановити як мінімум в трьох місцях, а не в одному, як це існує в даний момент.
При проведенні вибухових робіт з охорони об'єктів від пошкодження льодоходом і паводковими водами допускається короткочасне (не більше 30 діб) зберігання вибухових матеріалів на спеціальних майданчиках. Для виробництва масових вибухів, геофізичних і інших разових робіт термін короткочасного зберігання вибухових матеріалів не повинен перевищувати 90 діб. При цьому у всіх випадках вибухові матеріали необхідно розміщувати на дерев'яному настилі висотою не менше 20 см від землі і під навісом або брезентовим покриттям.
6.2 Забезпечення безпеки ведення вибухових робіт
Вибухові роботи вимагають професійного відбору та обов'язкової атестації осіб, що залучаються для ліквідації весняних заторів. Щорічно в предпаводочний період група підривників у кількості 5 осіб перевіряється спеціальною комісією на готовність до проведення вибухових робіт. На підставі чого видається дозвіл на проведення вибухових робіт з ліквідації весняних заторообразованій.
Безпосередньо перед вибухом льоду проводиться інструктаж осіб, зайнятих на вибухових роботах.
Підривання зарядів вибухових речовин повинно проводитися за оформленої в установленому порядку технічної документації (проектів, паспортів тощо). З такими документами персонал, який здійснює буровибухові роботи, повинен бути ознайомлений під розпис. Разові вибухи зарядів у шпурах для доведення контуру виробки до розмірів, передбачених проектом, видалення навісів, вирівнювання вибою, підривання грунту виробки, розширення виробки при перекріплення і дослідному підриванні, а також з метою ліквідації відмов дозволяється проводити за схемами. Схема складається і підписується особою технічного нагляду, що здійснює безпосереднє керівництво вибуховими роботами, і на шахтах, небезпечних по газу або пилу, підлягає затвердженню технічним керівником шахти. У схемі вказуються розташування шпурів, маса і конструкція зарядів, місця розташування постів і укриття підривника, необхідні додаткові заходи безпеки. Зі схемою під розпис повинен бути ознайомлений підривник (майстер-підривник) [8].
По прибуттю на місце ліквідації необхідно провести розвідку крижаного покриву і торосистими місць. Лід перевіряється не менше ніж двома робітниками, які рухаються на відстані 3 ... 4 м один від одного, що йде попереду перевіряє пешней лід. Якщо пешня пробиває лід з одного удару, припиняється рух у цьому напрямку і обирається інший шлях. Пересування по льоду в туман, заметіль, сильний снігопад забороняється.
Підривник, що знаходиться на неміцному льоду, повинен бути у рятувальному жилеті, мати багорик і легку дошку, по якій пересувається. Старший підривник повинен мати рятувальну мотузку для надання першої допомоги постраждалим.
Далі визначається безпечну відстань для людей, яка залежить від виду робіт, маси одночасно підриває заряд і глибини їх занурення у воду. Визначивши відстань, підривники укладають в човен або ящик не більше 20 зарядів масою до 40 кг і вкривають їх брезентом.
Заряди, бойовики і детонатори до лунках підносять тільки підривники. Забороняється ініціювання зарядів або мережі детонаційного шнура в межах небезпечної зони з мотокатера або моторного човна.
Кидання зарядів на пливуть крижини, на ділянки ущільнення шуги або затори з берега, або безпосередньо з захищається споруди допускається у виняткових випадках. Таку роботу може виконувати тільки підривник, що має практичний стаж на криголамних роботах не менше двох сезонів. Заряди необхідно кидати по одному.
Довжина вогнепровідного шнура (запальною трубки) киданих зарядів повинна бути не менше 15 і не більше 25 см.
При виробництві вибухових робіт обов'язкове подача звукових, а в темний час доби, крім того, і світлових сигналів для оповіщення людей. Забороняється подача сигналів голосом, а також із застосуванням вибухових матеріалів.
Значення і порядок сигналів:
а) перший сигнал - попереджувальний (один тривалий). Сигнал подається при введенні небезпечної зони;
б) другий сигнал - бойової (два тривалих). За цим сигналом проводиться вибух;
в) третій сигнал - відбій (три коротких). Він означає закінчення підривних робіт.
На заторах і крижинах під час вибухів знаходитися заборонено. На кордонах небезпечної зони виставляють пости охорони, у них повинні бути червоні прапорці. У необхідних випадках можна залучити співробітників міліції [8,13].
Таким чином, в розділі представлені основні вимоги вибухонебезпеки при зверненні вибухових речовин.
Розглянуто технічні рішення з підвищення стійкості функціонування складу ВАТ "Бурібаевскій ГЗК".
У наступному розділі будуть запропоновані патентні опрацювання, що дозволяють знизити ймовірність виникнення вибуху при зберіганні і використанні вибухових речовин.
7. Патентна опрацювання, що забезпечує безпеку поводження амоніту 6ЖВ
Сучасне суспільство все більше і більше намагається захистити себе і навколишнє природне середовище від шкідливих впливів техносфери. Тому актуальні стали розробки нових віянь різних технологій. При захисті населення і території від вибухів конденсованих вибухових речовин, необхідно забезпечити безпеку при зберіганні та безпосередньому використанні вибухових речовин [14]. Мета даного розділу - запропонувати нові методи для забезпечення безпеки складу вибухових речовин та проведення вибухових робіт при ліквідації затору.
7.1 Спосіб і пристрій для захисту конструкцій
Спосіб захисту конструкцій, що містять вибухові речовини, полягає в підриві додаткового заряду вибухової речовини, який відрізняється тим, що перед захищається конструкцією (склад вибухових речовин) розміщують екран, на його внутрішню поверхню наносять вибухова речовина, яка за допомогою каналів, заповнених вибуховою речовиною, з'єднують з внутрішньою поверхнею основного вибухової речовини, прилеглого до мета пластині. Причому екран розташовують по відношенню до зовнішньої поверхні основного вибухової речовини на відстані:
, (7.1)
, (7.2)
, (7.3)
де - Відстань між екраном і перешкодою;
х - відстань від точки зіткнення тіла з екраном до детонаційного каналу;
l0 - товщина екрана з нанесеним на нього шаром ВР;
l '- товщина основного заряду ВР;
D - швидкість детонаційної хвилі в ініціюванні ВР;
- Середня швидкість руху тіла через екран і нейтральний шар (повітря, наповнювач) товщиною
.
Дана конструкція дозволяє захистити склад від механічних впливів, зокрема передачі ініціюючого дії від інших вибухів. А також дозволить захистити на деякий час від пожежі, що почалася [25].
7.2 Спосіб захисту навколишнього середовища від продуктів вибуху
Винахід відноситься до засобів захисту від впливу вибуху і призначене для підвищення безпеки поблизу вибухонебезпечних об'єктів в аварійних ситуаціях. Технічним результатом винаходу є ослаблення вибухової ударної хвилі і поглинання шкідливих диспергованих частинок при вибуху і може бути використане при транспортуванні і зберіганні вибухонебезпечних об'єктів, які містять вибухові і радіоактивні речовини. Для цього створюють перешкоду навколо вибухонебезпечного об'єкта. Перешкоду виконують у вигляді двох шарів, один за іншим. При цьому перший шар розсікачів розміщують по радіусу на шляху розходяться від епіцентру продуктів вибуху (ПВ) з які у них небезпечними дисперговані частинками. Другий шар розміщують на шляху сформованих струменевих течій з зазором по відношенню до першого. Перешкоду з другого шару виконують із фрагментів-поглиначів (ФП), сорбирующих небезпечні речовини імпактірованіем, і з радіальним зсувом ФП по відношенню до розсікачем першого шару. Зазор між шарами розсікачів і ФП заповнюють пеноаерогелеобразующей масою, яка взаємодіє з газовими потоками. При цьому аеробаллістіческіе параметри, масу, кількість і розміри ФП вибирають із співвідношення:
, (7.4)
де V - середня швидкість розльоту розсікачів, обумовлена тиском продуктів вибуху, аеробаллістіческім коефіцієнтом і масою кожного розсікача і кожного ФП; N - кількість пальників; - Час газодинамічної фільтрації (час проходу ПВ через шари); А - розмір ФП, що поглинає шкідливі речовини, сконцентровані газодинамічними струменями, після проходження першого шару [25].
Малюнок 7.1 - Схема перепон, що дозволяють забезпечити безпеку навколишнього середовища під час вибуху
Висновки
У ході розробки дипломної роботи:
- Вивчено специфіка заторних повеней, вибуховий метод ліквідації заторів на річках і вибухові речовини, використовувані при таких роботах;
- Змодельована аварійна ситуація, що сталася внаслідок вибуху амоніту 6ЖВ при проведенні вибухових робіт та проаналізовано ймовірність її виникнення;
- Розраховані безпечні відстані при зберіганні і безпосередньому використанні вибухових матеріалів;
- Проаналізовано ризик виникнення техногенної аварії на складі вибухових матеріалів та оцінено індивідуальний ризик при проведенні вибухових робіт з ліквідації затору;
- Спроектована блискавкозахист для складу вибухових речовин;
- Розглянуто основні заходи щодо забезпечення противибухових захисту та запропоновано нові способи противибухових безпеки при зберіганні і використанні вибухових матеріалів - захист конструкцій і навколишнього природного середовища.
Список літератури
1. В.А. Вузін, А.Г. Василевський, А.Б. Векслер, Методичні рекомендації щодо запобігання утворення льодових заторів на річках РФ і боротьбі з ними, М., ФЦ ВНДІ ГОЧС, 2008
2. Руднєв О.С. Досвід боротьби з заторами льоду на Лені. Праці КСГ, вип. 56, 1970
3. Попов О.Г. Затори льоду та проблеми боротьби з ними. - Метеорологія та гідрологія, 1968, № 8
4. Фаухутдінов А.А., Методичні рекомендації головам протипаводкових комісій муніципальних утворень Республіки Башкортостан з виконання комплексу протипаводкових заходів, Уфа, 2006
5. Декларація промислової безпеки "Базисний склад вибухових матеріалів ВАТ" Бурібаевскій ГЗК ", 2003
6. Мастрюков Б.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Підручник для студ. вищ. навч. закладів. - М.: Видавничий центр "Академія", 2003. - 336с
7. Безпека вибухових робіт у промисловості. М., Недра, 1992 р.
8. Єдині правила безпеки при вибухових роботах, ПБ 13-407-01, М. ГУП "Науково-технічний центр з безпеки в промисловості Держнаглядохоронпраці України". 2001
9. Б. А. Епов. Основи вибухової справи. М., 1974 р.
10. Захист населення і територій в надзвичайних ситуаціях, під загальною редакцією Фалєєва М.І., ГУН ОБЛІЗДАТ, Калуга, 2001, - 207 с.
11. Методичні вказівки щодо проведення аналізу ризику небезпечних виробничих об'єктів, РД 03-418-01, Держгіртехнагляд РФ, 2001 р.
12. Методичні вказівки для практичних занять з курсу "Тактика рятувальних робіт і ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій". Упорядник: Ю. М. планида.
13. Керівництво із підривних робіт (РПР-69), Воениздат, М-69.
14. Вибухові речовини: навч. посібник Красногорська М. М., Ейдеміллер Ю. М., планида Ю. М, Ганцева Є. М. УГАТУ - Уфа: УГАТУ, 2006. - 78 с.
15. Методичні рекомендації з проведення вибухових робіт з ліквідації заторів, ЗАТ "Бурібаевскій ГЗК", 2007 - 25 с.
16.СО 153-34.21.122-2003 "Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель, споруд і промислових комунікацій"
17.ГОСТ Р 22.0.06-95 Джерела природних надзвичайних ситуацій. Вражаючі фактори
18. ГОСТ Р 22.0.11-99 Попередження природних НС
19. ГОСТ Р 22.0.05-94 "Техногенні надзвичайні ситуації",
20. ГОСТ Р 12.3.047-98 "Пожежна безпека технологічних процесів"
21. ФЗ РФ "Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру" від 18.12.2006 N 232-ФЗ
22. Постанова від 21 травня 2007 р. N 304 "Про класифікацію надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру"
23. Красногорська М.М., Ганцева Є.М., планида Ю.М., Ейдеміллер Ю.М., Тезаурус, Уфа, 2003
24. http \ \ www.mchsrb.ru Звіт про паводки за 2006, 2007 року
25. http \ \ www.fips.ru
26. Шойгу С.К., Забезпечення заходів і дій сил ліквідації НС, 1, 2 і 3 книги, М., 1997
27. Електронний навчальний посібник, Попередження та ліквідація НС
28. Підручник рятувальника, МНС РФ, М., 1998
29. Аварії та катастрофи, попередження та ліквідація наслідків, М., 1996, Книга 2, - 321 с.
30. Річний звіт про діяльність федеральної служби з екологічного, технологічного і атомного нагляду у 2008 році, М, 2009
Додаток
Таблиця Б.1 - Класифікація вибухових матеріалів з груп сумісності
Група сумісності (Небезпеки) | Речовини, вироби |
А | Инициирующие вибухові речовини |
У | Вироби, які містять ініціюють вибухові речовини |
З | Метальні вибухові речовини та інші дефлагірующіе вибухові речовини або вироби, що містять їх (бездимний порох) |
D | Вторинні детонують вибухові речовини; димний порох; вироби, що містять детонують вибухові речовини без засобів ініціювання і метальних зарядів (детонуючого шнура) |
Е | Вироби, які містять вторинні детонують речовини без засобів ініціювання, але з метальним зарядом (крім, що містять легкозаймисту рідину) |
F | Вироби, які містять вторинні детонують речовини, засоби ініціювання та метальні заряди, або без метальних зарядів |
G | Піротехнічні речовини і вироби, що містять їх |
N | Вироби, що містять надзвичайно нечутливі детонують речовини |
S | Речовини або вироби, упаковані або сконструйовані так, що при випадковому спрацюванні будь-яку небезпечну прояв обмежено самої упаковкою, а якщо тара зруйнована вогнем, то ефект вибуху або розкидання обмежений, що не перешкоджає проведенню аварійних заходів або гасіння пожежі в безпосередній близькості від упаковки |