Реферат: Методика прогнозирования и оценки медицинских последствий аварий на взрыво- и пожароопасных объектах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ,

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

МЕТОДИКА

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ

МЕДИЦИНСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

АВАРИЙ НА ВЗРЫВО-

И ПОЖАРООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

МОСКВА 1993

АННОТАЦИЯ

Методика предназначена для заблаговременного и оперативного прогнозирования и оценки медицинских последствий при авариях на взрыво- и похароопасных объектах.

В соответствии с существующими различиями как в физических и химических процессах, происходящих при пожарах и взрывах, так и математических моделях, описывающих их, используются различные методики: 1. Для пожаров огневой загрузки и развития; 2. Для по­жаров огневых шаров и взрывов паровых облаков; 3. Для взрывов конденсированных взрывчатых веществ (ВВ); 4. Для комбинированных аварий.

Методика позволяет оценивать как общие медицинские последс­твия так и структуру возникающих при этом поражений по степени тяжести.

Работа подготовлена специалистами ВНИИ ГОЧС.

^ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая методика позволяет заблаговременно и оперативно прогнозировать и оценивать медицинские последствия аварий на взрыво- пожароопасных объектах (транспортные средства как объекты не рассматриваются).

1.2. Оценка медицинских последствий производится для: пожаров огневой загрузки и разлития; пожаров огневых шаров;

взрывов паровых облаков;

взрывов конденсированных взрывчатых веществ (ВВ);

1.3. При оценке медицинских последствий принимаются во внимание следующие основные поражающие факторы (1-5):

Таблица 1.1.

Основные поражаю­щие факторы

Причины развития ЧС




Пожары огне­вой загрузки и разлития

Пожары

огневые

шары

Взрывы па­ровых об­лаков

Взрывы кон­денсирован­ных ВВ

Воздушная ударная волна и обломки конструкций ,ос­колки остекления

-

-

+

+

Тепловое излучение

























Токсические про­дукты

+

-

-

-

1.4. Для оценки медицинских последствий аварий, необходимо

знать объем и структуру поражений по степеням тяжести (а если во­зможно,и по видам поражений). Определяется количество смертель­ных исходов, поражений средне-тяжелой и легкой степеней тяжести. При этом приняты следующие допущения и предпосылки / 2 /:

территория зон поражения различной степени тяжести аппрокси­мируется кругами;

медицинские последствия аварий пропорциональны площади зоны рассматриваемой степени тяжести поражения;

все население,попадающее в ту или иную зону, получает пора­жения соответствующей степени тяжести;

радиусы зон поражения различной степени тяжести определяется с учетом их линейной зависимости от массы вещества Q0,333, вызы-

вающего аварию / кроме пожаров огневой загрузки и разлития/. Для каждого вида аварии имеются свои конкретные коэффициенты в ли­нейной зависимости /2/.

При пожарах огневой загрузки и разлития количество токсически по­раженных равно количеству термически пораженных. При огневых шарах вероятность токсических поражений различной степени тяжести пренебрежительно мала по сравнению с термическими. При взрывах па­ровых облаков и конденсированных взрывчатых веществ преобладают ме­ханические поражения /2-6,9/.

1.5. Исходными данными /основными/ для оценки медицинских последс­твий аварий всех видов /кроме пожаров огневой загрузки и разлития/ являются:

Q - масса сжиженного газа или жидкости, перешедших в паровое облако /для пожара огневого шара или взрыва парового облака/, т, или тротиловый эквивалент массы конденсированных ВВ, т тринитрото­луола;

r - плотность промышленного персонала или населения в районе ава­рии, чел./км2.

Фактор времени используется в качестве исходного данного лишь в методике оценки последствий пожаров огневой загрузки и разлития. В ос­тальных случаях он не используется, т.к. поражение людей происходит за очень короткое время (меньше 30 секунд).

Исходные данные, необходимые для определения медицинских последс­твий пожаров огневой загрузки и разлития, изложены в посвященном им разделе методики, потому что метод оценки их последствий более индиви­дуален.

1.6. При выборе исходных данных заблаговременного прогнозирования ме­дицинской обстановки на взрыво- и пожароопасных объектах приняты сле­дующие допущения и предпосылки /2-14/:

в результате аварии сложилась самая сложная из всех прогнозируе­мых вариантов обстановка;

при аварии образуется наибольшее количество взрывоопасного ве­щества;

утечка вещества происходит одновременно из аппарата и питающего его трубопровода в течение времени,? требующегося для их отключения /при ручном отключении около 15 мин./;

испарение происходит одновременно и с поверхности разлившейся жидкости /или сжиженного газа/ и из разрушенной емкости;

при разлитии сдиженного газа во взрывном превращении участвует половина содержимого емкости, а при пожаре огневом шаре - все ее со­держимое;

вероятность взрыва при разлитии горючих жидкостей или криогенных жидкостей пренебрежительно мала;

вероятность появления источника загорания на взрыво- и пожароо­пасном объекте достаточно высока.

1.7. Для оценки медицинской обстановки непосредственно после ава­рии берутся конкретные данные о количестве взрывопожароопасных веществ на объекте.

1.8. Термины и определения /1,2,8,9/:

Чрезвычайная ситуация - нарушение нормальных условий жизни и дея­тельности людей на объекте или определенной территории (акватории), вызванное аварией, катастрофой, стихийным или экологическим бедствием, эпидемией, эпизоотией, эпифитотией, применением возможным противником современных средств поражения и приведшее или способное привести к людским и материальным потерям./ 1 /.

Взрыво-, пожароопасный объект - промышленное предприятие, наруше­ние технологического процесса на котором может привести к взрыву или воспламенению, сопровождающемуся массовыми поражениями людей/2,8/.

Очаг поражения - территория, на которой произошло воздействие на людей вредных (опасных) факторов аварии, нарушивших их трудоспособ­ность и жизнедеятельность./ 1 /.

Медицинские последствия аварии - результаты воздействия поражаю­щих факторов, возникших при аварии, непосредственно связанные с пора­жениями людей.

Санитарная зона - контролируемая территория вокруг промышленного предприятия, выделенная для обеспечения безопасного расстояния между технологическими установками и населением с целью исключения воздейс­твия на него поражаюцих факторов в случае возникновения аварии./8,9 /.

Пожар - неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся унич­тожением ценностей и создающий опасность для жизни и здоровья людей.

/ 8 /.

Взрыв - освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени, приводяций к образованию сильно нагретого газа с очень высоким давлением, который при расширении, распространяясь как ударная волна, оказывает механическое воздействие на окружающую среду./2,9/.

Зона горения - часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов /твердых, жидкостей, газов, паров/ в объеме диффузионного факела пла­мени. Данная зона может ограничиваться ограждениями здания /сооруже­ния/, стенками технологических установок, аппаратов, резервуаров. /8,9/.

Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверх­ностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими ма­териалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется тремя способами: конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств противопожарной защиты.

Зона задымления - часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений. Внешними границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 0,0001-0,0006 кг/м3, видимость предметов 6-12 м, концентра­ция кислорода в дыме не менее 16% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств противодымной защиты./9/.

Удельная пожарная загрузка - масса горючих и трудногорючих мате­риалов, в т.ч. конструктивных элементов, отнесенная к площади пола по­мещения или площади, занимаемой этими материалами в открытом прост­ранстве, кг/м2. /9,14/.

^ 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА МЕДИЦИНСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

ПОЖАРОВ ОГНЕВОЙ ЗАГРУЗКИ И РАЗЛИТИЯ

2.1. Общие положения

Примерно 90% крупных пожаров относятся к классу пожаров огневой загрузки.

Интенсивность горения твердых материалов зависит от места возник­новения пожара /в помещении или на открытой площадке/, удельной горю­чей, загрузки, ее физико-химических параметров и общего количества, характера размещения, характера тепло- и массопереноса при пожаре, ме­теорологических условий /особенно температуры окружающей среды и ско­рости ветра/, ситуационных условий развития пожара в динамике /особен­но времени свободного горения/, плотности застройки, архитектурных и строительных особенностей зданий и сооружений, в которых появился очаг пожара, так и соседних./5-15/.

Линейная скорость распространения пламени, особенно в начальной стадии не высока (обычно- 1-3 м/с, если горят синтетические материалы

- 3-5 м/с). /11 /.

Начальная стадия пожара сопровождается выделением тепла, продук­тов неполного и полного сгорания в виде дыма, снижением концентрации кислорода, потерей видимости и другими факторами, не представляющими опасности для строительных конструкций, инженерного и технологического оборудования, которые не могут стать причиной гибели и травм людей /9,11/. Начальная стадия пожара в зданиях и сооружениях длится в сред­нем 32,5 мин. За это время пожар развивается. Увеличиваются задымле­ние, площадь горения - в среднем до 200 м2, температура - до 10000 С (она зависит от вида огневой загрузки) /9-14/.

Затем пожар захватывает всю горючую загрузку / с равномерным ох­ватом пламенем загрузки или "вспышкой" - скачкообразных увеличением площади горения до всей площади, занимаемой сгораемыми материалами/. Если не будут приняты меры по локализации и тушению пожара, он будет продолжаться до тех пор, пока не выгорят все горючие вещества и мате­риалы /9,13/.

^ Пожар разлития - процесс диффузионного горения вылившегося ве­щества, испаряющегося со свободной горизонтальной поверхности жидкости низкой вязкости. Классификация жидкостей и газов, способных вызвать пожары, в том числе и такие, представлена в Приложении /2,7,13/.

Пожар разлития возникает при нарушении целостности технологичес­ких установок и истечении из них жидкости. Он может быть пространс­твенно ограниченным - в резервуаре хранения, который в результате ава­рии остался без крыши. Пожары разлития наиболее характерны для товар­но-сырьевых парков объектов нефтепереработки и нефтехимии /7,9,10,13-15/,

В процессе развития пожара в резервуаре наблюдается спокойное го­рение в виде факела /его высота в 1,5-2 раза больше диаметра резервуа­ра/. При отсутствии охлаждения стенок резервуара через 8-12 мин. может произойти их деформация, жидкость начнет переливаться через борт и растекаться в обваловании /2,14/.

В других случаях пожары разлитиий происходят после того, как фон­танирующая жидкость выбрасывается на поверхность земли /пол помеще­ния/, образуя факельное горение. Это особенно характерно для аварий на работающих под давлением, технологических установках и аппаратах хими­ческой и нефтехимической промышленности / 13 /.

Процесс горения при пожарах разлития зависит от особенностей подстилающей поверхности ее геометрии, способности впитывать жидкость, а также физико-химических параметров жидкости и метеоусловий /особенно температуры и скорости ветра/ /2-16/.

При всех названных выше выше пожаров зона горения меньше зоны теплового воздействия. И чаще всего зона задымления больше зоны тепло­вого воздействия /9,10/.

2.2. Основные исходные данные

К - индекс предприятия /безразмерная величина/

( - деревообрабатывающее предприятие

2 - крупный нефтеперерабатывающий завод К =Б - обычный нефтепорэрабатываиций завод

2 - крупное складское хозяйство .

9 - обычное складское хозяйство

rпр - средняя плотность производственного персонала на пред­приятии /и населения в пролегающей территории/, чел./км2;

rн - нормативная плотность населения /среднестатистическая/,

чел./км2

nи - количество зданииb-ой категории, охваченных пожаром,

шт.;

b - категория зданий и сооружений с заданным /ожидаемым / сред-

нестатистическом значением начальных площадей пожара /без­размерная величина/;

Sb - среднестатистическая начальная площадь пожара в здании или на производственной площадке b-ой категории, м2.

2.3. Алгоритм определения объема и структуры поражений людей по степеням тяжести и видам

Количество смертельных исходов (Nсм) среди производственного пер­сонала и населения определяется в зависимости от величины комплексного показателя ущерба от пожара на предприятии /16/:

Nсм = Y . l , чел. (2.1)

__1__

где:= 30000 - коэффициент, характеризующий влияние ущерба от

пожара на число смертельных исходов, чел./у.е.;

Y - комплексный показатель ущерба от пожара на предприятии

К-го индекса /условные единицы/, определяемый по формуле:

Y = Yк + a.tсв + b.tт + c.S0 , у.е. (2.2)

где:

Yк - среднестатистическая величина ущерба, наносимого пожаром предприятию К-го индекса в начальный момент, у. е.;

а - величина, на которую возрастает ущерб предприятию К-го

индекса при увеличении времени свободного горения на

1 минуту, у.е./мин.;

tсв - время свободного развития пожара, мин.;

в - величина, на которую увеличивается ущерб предприятию

К-го индекса при увеличении времени тушения на 1 минуту, у.е./мин.;

tT - время тушения пойара, мин.;

с - величина, на которую увеличивается ущерб предприятию К-го

индекса при увеличении начальной площади горения на 1 м2,

у.е./м2;

S0 - начальная площадь покара на предприятии К-го индекса к

моменту прибытия пожарных, м2.

Начальная площадь пожара в помещениях, зданиях, на площадках предприятия К-го индекса к моменту прибытия пожарных определяется по формуле:

b

S = sum nи. Sb , м2(2.3)

b=1

О

Количество людей (NT,ср, ср ) , получивших термические пора-

жения средней и более степеней тяжести среди персонала и населения,

Т

и равное ему количество людей (NT,ср ), получивших токсические

поражения такой же степени, определяется по формуле:

отrпр

Nт,ср = Nт,ср = 5 . Nсм . rн , чел (2.4)

о

Количество ,людей (Nп ) , получивших термические поражения легкой степени тяжести среди персонала и населения, и равное ему коли-

чество лкдей, получивших токсические поражения той же степени ,

т

(Nп),определяются по формуле:

отrпр

Nп = Nп = 50. Nсм . rн , чел (2.5)

Санитарные потери среди производственного персонала и населения определяются по формуле:

отот

Nсан = Nт,ср + Nт,ср + Nп + Nп , чел (2.6)

Общие потери среди персонала и населения определяются по формуле:

Nобщ = Nсм + Nсан , чел (2.7)

2.4. Допущения и предпосылки

Ввиду сложности строгого аналитического расчета параметров пожара и каждом конкретном случае большинство численных значений используемых расчетных параметров заменено их среднестатистическими значешиши. Там, где их нет, они заменены значениями, характерными для производств со схожими технологиями и удельными пожарными нагрузками (2,7,9-13).

В методике предлагается 5 индексов предприятий /К/. При этом к деревообрабатывающим предприятиям приравнены трикотажные, текстильные,

швейные, ткацкие, кожевенные, а также производства радио- и телеапп­тратуры; к обычным нефтеперерабатывающим заводам - химические заводы

по производству синтетического волокна, синтетического каучука; к крупным складским хозяйствам- хранилища легковоспламеняющихся и горю­чих жидкостей, нефтебазы; к обычным складским хозяйствам - хранилища материальных ценностей (за исключением художественных), а также склады пожароопасных удобрений.

Для перечисленных выше предприятий в соответствии с индексами приняты следующие среднестатистические значения расчетных величин:

( 730, при К = 1

2 14790, при К = 2

Y = Б 1281, при К = 3 , у.е.

2 17620, при К = 4

9 1324, при К = 5

( 22, при К = 1

2 140, при К = 2

a = Б 48, при К = 3 , у.е./мин

2 41, при К = 4

9 10, при К = 5

(

2 15, при К = 1 и 5

tсв = Б 30, при К = 2 и 4 , мин

2 12, при К = 3

9

( 9, при К = 1 и 5

2 30, при К = 2

b = Б 19, при К = 3 , у.е./мин

2 36, при К = 4

9

Время тушения пожара подсчитано по формуле:

tT = 64 + 1,29 . tсв, мин

При подстановке данных, принятых для tсв в настоящей методике, для предприятия К-го индекса приняты следующие значения tT :

(

2 83, при К = 1 и 5

tT = Б 103, при К = 2 и 4, мин.

2 76, при К = 3

9

( 5, при К = 1

2 14, при К = 2

с = Б 15, при К = 3 , у.о./м2

2 12, при К = 4

9 6, при К = 5

Для различных зданий и производств по категориям приняты следую­щие среднестатистические значения начальных площадей пожаров:

( 10, при b= 1 - жилые здания I-II степени

2 огнестойкости;

2 21, при b= 2 - жилые здания III-V степени

2 огнестойкости;

2 42, при b= 3 - общественные здания I-II степени

2 огнестойкости;

2 84, при b= 4 - общзственные здания Ш степени

2 огнеотойлости;

2 94, при b= 5 - производственные здания I-II

2 степени огнестойкости;

Sи = Б 125,при b= 6 - общественые здания III степени

2 огнеcтойкости;

2 148,при b= 7 - производственные здании III-IV

2 степени огнестойкости;

2 200,при b= 8 - площади лесоскладов,

2 складов минудобрений,

2 производственные здания V степени

2 огнестойкости;

2 300,при b= 9 - технологические установки

2 нефтеперерабатывающих заводов;

2 1000,при b=10 - нефтебазы с легковоспламеняющимися

2 и горючими жидкостями в резервуарах

2 до 10 тыс.м3;

2 1500,при b=11 - крупный нефтеперабатывающий завод;

2 1633,при b=12 - зеркало испарения резервуара V = 20 тыс.м3; 9 1765,при b=13 - зеркало испарения резервуара V = 30 тыс.м3.

Необходимо учесть, что приведены значения начальных площадей по­жаров в жилых и общественных зданиях, находящихся в непосредственной близости от предприятия, на котором произошел пожар.

Для пожаров разлития приняты следующие допущения: начальная пло­щадь пожара резервуаров равна площади их сечения; нефтепродукты в ре­зультате вскипения или емкости попадают в обвалование.

Анализ среднестатистических данных о количестве погибших и пора­женных с разной степенью тяжести позволил установить следующее 2,5,6,14):

соотношение количества смертельных поражений средне-тяжелой и

легкой степеней составляет 1 : 10 : 100;

количество людей, получивших смертельные поражения при пожаре

от токсического воздействия продуктов горения, равно количеству обож­женных. Такое же соотношение наблюдается и среди других степеней поражения (легких,средне-тяжелых).

За нормативную плотность населения принята среднестатическая плотность населения города в развитых странах (4000 чел./км2).

Расчеты по алгоритму проводится до 3 значащих цифр? значения ко­торых округляются до целых величин.

2.5 Проведение расчета объема и структуры поражений людей по сте­пеням тяжести и видам.

Привеедние расчета параметров для предприятий всех индек-

сов при условии, что начальная стадия пожара ограничивается парамет­рами одного здания (сооружения) или площадки. Наименование предприя-

тия и место возгорания (основные исходные данные) внесены в графу 2 табл. 2.1, а плотность промышленного персонала и населения в близле­жащем районе в графу 2 табл.2.1. :

Проведение расчетов

1. В графы 3-9 табл. 2.1 вносятся среднестатистические данные, приведенные в подразделе 2.4. в соответствии с индексом предприятия, названного в примере, а в графу 10 - значение в соответствии с кате­горией b.

2. По формуле 2.2 определяется значение Y и вносится в графу II табл. 2.1.

3. По формуле 2.1 вычисляется значение Nсм и вносится в гра­фу 12 табл. 2.1.

4. Принимая вначале, что rпр= rн= 4000 чел./км2 по формуле от

2.4 вычисляются значения Nт,ср = Nт,ср вносятся в графу 13

от

табл.2.1, а затем по формуле 2.5 аналогично - значения Nп = Nп ,

вносятся в графу 14 табл. 2.1.

rпр

5. Вычисляется значение отношения rн и вносится в гра-

фу 3 табл.2.2.

отот

6. Производятся вычисления значений Nсм, Nт,ср, Nт,ср, Nп, Nп с учетом плотности населения в каждом примере, умножая зна-

чения граф 12 + 14 табл.2.1 на значение отношения из графы 3 табл.

2.2. Результат умножения вносится соответственно в графы 4 + 6 табл. 2.2.

7. Значения граф 12+14 табл.2.1 и граф 4 + 6 табл.2.2 округ­ляются до целых величин.

8. Определяется величина санитарных потерь по формуле 2.6 и вносится в графу 7 табл.2.2.

9. Округляется величина общих потерь по формуле 2.7 и вносится в графу 8 табл. 2.2.


Таблица 2.1.

Примеры расчета потерь при пожарах

(для стандартной плотности населения - 4000 чел./км")

N

при

мер

Наименование предприятия, место возго­рания

Индекс

пред-

прия-

тия

Yк,

у.е.

а,

у.е./мин

tсв,

мин

b,

у.е./мин

tT,

мин

с

у.е./

м2

S0,

м2

Y,

у.е.

N'см

чел

о'

Nт,ср=

т'

Nт,ср

чел

о'

Nл,ср=

т'

Nл,ср

чел

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Трикотажное производство здание I-II степени огне­стойкости

1

730

22

15

9

83

5

94

2277

0,0759

~ 0

0,379

~ 0

3,79

~ 4

2

ДОЗ,склад

леса,

открытая

площадка

1

730

22

15

9

83

5

200

2807

0,0936

~ 0

0,468

~ 0

4,68

~ 5

3

Крупный НИЗ, товарно­сырьевой склад

2

14790

140

30

30

103

14

1500

43080

1,44

~ 1

7,20

~ 7

72,0

4

Обычный НИЗ, технологичес кая установка

3

1281

48

12

19

76

15

300

7801

0,268

~ 0

1,30

~ 1

13,0

5

Крупный склад

ЛБЖ и ГЖ отк­рытая площадка

4

17620

41

30

36

103

12

1000

34558

1,15

~ 1

5,75

~ 6

57,5

6

Нефтебаза, резервуар

V=30 тыс.м3

4

17620

41

30

36

103

12

1765

43738

1,46

~ 1

7,3

~ 7

73,0

7

Склад матери альных ценнос тей,здание V степени огне­стойкости

5

1324

10

15

9

83

6

200

3421

0,114

~ 0

0,57

~ 1

5,70

~ 6

Таблица 2.2.

Примеры расчета потерь при пожарах с учетом плотности населения

N

при-

мера

rпр

плотность

населения

на объекте,

чел/км2

Значение

rпр

rн ,

безразм.

,rпр

Nсм=Nсм rн , чел.

от

Nт,ср= Nт,срчел.

от

Nл = Nл

чел.

Nсан

чел.

Nоб

чел.

1

2

3

4

5

6

7

8

1

12000

3

0,0759*3=

0,228 ~0

0,379*3=

1,14 ~1

3,79*3=

11,4 ~11

1+1

+11




1+24=

25

2

40

0,01

0,0936*0,01=0

0,468*0,01=0

4,68*

0,01=

0,0468~0

0+0+0+

+0=0

0+0=0

3

40

0,01

1,44*0,01=0

7,20*0,01=0

72,0*

0,01=0,7

~1

0+0+1+

+1=2

0+2=2

4

120

0,03

0,260*0,03=0

1,30*0,030=

0,039 ~0

13,0*

0,03=

0,39 ~0

0+0+0+

0=0

0+0=0

5

80

0,02

1,15*0,02=0

5,75*0,02=

1,12 ~0

57,5*

0,02=

1,15 ~1

0+0+1

+1=2

0+2=2

6

20

0,005

1,46*0,005=

0,036 ~0

7,30*0,005=

0,036 ~0

73,0*

0,005=

0,37 ~0

0+0+0+

+0=0

0+0=0

7

2000

0,5

0,114*0,5=0

0,57*0,5=0,29

5,7*0,5=

=2,9 ~3

0+0+3+

3=6

0+6=6



^ 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА МЕДИЦИНСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

АВАРИЙ С ОБРАЗОВАНИЕМ ПОЖАРОВ ОГНЕВЫХ

ШАРОВ ИЛИ ВЗРЫВОВ ПАРОВОГО ОБЛАКА

3.1. Общие положения

Пожар огневой шар представляет собой большой объем сгорающей мас­сы топлива или парового облака, поднимающийся над поверхностью земли. Образование огневых шаров возможно при авариях со сжиженными воспламе­няющимися газами, для которых доля выброса в паровой фазе составляет 0,35 и выше (для них невозможно появление пожаров разлития) . К таким газам относятся в первую, очередь сжиженный нефтяной газ /СНГ/, про­пан, пропилен, мономерный винилхлорид /2,6,14.17/.

Появлению огневых шаров предшествуют образование (в результате полного разрушения емкости) и рассеивание парового облака. В момент контакта парового облака с источником зажигания - зарождается огневой шар. Время существования его - 10-20 секунд. Облако пара, смешанное с воздухом, но переобогащенное топливом и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки и вытяги­ваться, образуя огневой шар /2,13/.

Условия, необходимые, но не всегда достаточные для появления ог­невых шаров /2,13/:

большое количество / > 1т/ воспламеняющегося газа;

источник зажигания;

высокая температура окружающей cpeды;

скорость ветра до 3 м/с;

разлитие по поверхности воды.

Воспламенение облака, содержащего горючий газ, в ряде случаев приводит к взрыву /2,9,14/.

Взрыв парового облака - процесс быстрого превращения, сопровожда­ющийся возникновением ударной волны, происходящий на открытом воздуш­ном пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горю­чий пар /2,9/.

Необходимы следующие условия для образования взрывов парового об­лака /2,13/:

большое количество />1т/ пара, образующего облако;

источник зажигания;

уровень концентрации большого количества пара, несколько пре­вышающий минимально необходимый для воспламенения;

уровень концентрации пара части облака ниже минимального предела восп­ламенения;

некоторое ограничение пространства (за счет зданий, сооружений, коллекторов, крон деревьев и т.п.).

масса парового облака может быть ограничена количеством сжижен­пиго газа, разлитым или испарившимся за время от начала разлития до момента зажигания (для крупных разлитий) /2,9,13/.

Взрыв парового облака и пожар огневой шар близки по условиях воз­никновения, до конца не изучены, зависят от множества случайных фак­ров. Что в конкретной аварии будет иметь место , огневой шар или взрыв парового облака, этот вопрос при прогнозировании остается открытым. Специалисты, изучавшие на основе статистических данных эти явления, выявили, что расчет объема и структуры поражений может быть произведен по одному и тому же алгоритму через радиусы поражения людей ( по сте­пеням тяжести). Радиусы зон соответствующих степеней поражения опреде­ляются из линейной зависимости от массы вещества Q0,333, образующего паровое облако. Для каждого радиуса существует свой расчетный коэффи­циент к /2/:

R = f (k*Q0,333) , м

Количество погибших и пораженных различной степени тяжести подс­читивают, зная плотность населения, через площади соответствующих зон.

3.2. Алгоритмы определения объема и структуры поражений по степе­ням тяжести

Радиусы зон поражения вычисляют по формулам:

Rcм = 31,4 * Q0,333 , м (3.1)

Rт,cp=61,7 * Q0,333 , м (3.2)

Rл =90,6 * Q0,333 , м (3.3)

где Rcм - радиус зоны, в которой люди получают смертельные поражения , м;

Rт,ср - радиус зоны, в которой люди получают поражения средне­тяжелой степени тяжести, м;

Rл - радиус зоны, в которой люди получают поражения легкой

степени тяжести, м.

Площади соответствующих зон вичисляют по формулам:

Sсм = 3,14 * R2см, м2 (3.4)

Sт,ср= 3,14 * ( R2т,ср - R2см), м2 (3.5)

Sл = 3,14 * ( R2л - R2т,cр), м2 (3.6)

Количество пораженных по степеням тяжести вычисляют по форму­лам:

Nсм =r*Sсм , чел. (3.7)

Nт,ср=r*Sт,ср, чел. (3.8)

Nл =r*Sл , чел. (3.9)

Тогда санитарные потери будут:

Nсан = Nт,ср + Nл , чел. (3.10),

а общие потери:

Nоб = Nсм + Nсан, чел. (3.11)

3.3. Примеры расчета

1. На нефтеперерабатывающем заводе в результате разрыва трубопро­вода на одной из установок, где хранилось 50 т сжиженного нефтяного газа /СНГ/, образовался пожар огневой шар. Плотность промышленного персонала на заводе 120 чел./км2. Необходимо определить медицинские последствия пожара.

Дано: Q=50т; r= 120 чел./км2

Решение: R см = 31,4 * 500,333 = 116 м

R т,ср = 61,7* 500,333= 227 м

R л = 90,6 * 500,333= 333 м

Sсм = 3,14 * 1162= 42252 м2 = 0,042 км2

Sт,ср= 3,14 * (2272-1162) = 119500 м2 = 0,120 км2

Sл = 3,14 * (3332-2272) = 186000 м2= 0,186 км2

Nсм = 120 * 0,042 = 5 чел.

Nт,ср= 120 * 0,120 = 14 чел.

Nл = 120 * 0,186 = 22 чел.

Nсан = 14+22 = 36 чел.

Nоб = 5+36 = 41 чел.

2. На нефтебазе в результате разгерметизации резервуара хра-

нения сжиженного нефтяного газа произошел взрыв парового облака.

Плотность населения в районе нефтебазы 400 чел./км2. Необходимо определить медицинские последствия взрыва.

Дано: Q = 200 т * 0,5 = 100 т; r = 400 чел./км2

Решение:R см = 31,4 * 1000,333 = 146 м

R т,ср = 61,7* 1000,333= 286 м

R л = 90,6 * 1000,333= 420 м

Sсм = 3,14 * 1462= 66900 м2 = 0,067 км2

Sт,ср= 3,14 * (2862-1462) = 189900 м2 = 0,190 км2

Sл = 3,14 * (4202-2862) = 297000 м2= 0,297 км2

Nсм = 400 * 0,067 = 27 чел.

Nт,ср= 400 * 0,190 = 76 чел.

Nл = 400 * 0,297 = 119 чел.

Nсан = 76+119 = 195 чел.

Nоб = 27+195 = 222 чел.

^ 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА МЕДИЦИНСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

ВЗРЫВОВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

4.1. Общие положения

Взрывы конденсированных ВВ вызываются твердыми взрывчатыми ве­ществами и незначительным числом жидких взрывчатых веществ, включал нитроглицерин. Конденсированные ВВ классифицируются согласно их чувс­твительности к удару на:

1. Метательные ВВ. Они очень нечувствительны