CC BY
49
ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ ТОПЛИВОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА ОРГАНИЗМ
ЧЕЛОВЕКА
Петрико Е.А., старший инспектор научно-исследовательского отдела ГУО «Командно-инженерный институт» МЧС, г. Минск,
Республика Беларусь
Как показывает статистика, такое явление, как взрыв, происходит довольно часто и приводит к серьезным последствиям, которые связаны с травмированием или гибелью людей, разрушением строительных конструкций, технологического оборудования и зданий. Крупнейшие техногенные аварии и катастрофы, произошедшие в мире, унесли десятки и сотни человеческих жизней, привели к огромному материальному ущербу.
Анализ количества и последствий взрывов топливовоздушных смесей (ТВС) в мире и данные о количестве пожаровзрывоопасных объектов на территории Республики Беларусь свидетельствуют о сохраняющейся актуальности обеспечения безопасности людей, а также зданий, сооружений и технологического оборудования при взрывах.
По данным Республиканского центра управления и реагирования в чрезвычайных ситуациях МЧС Республики Беларусь на территории Республики Беларусь находится более 1000 производственных объектов, на которых возможно образование взрывоопасных смесей, при этом более чем на 300 объектах образование возможно в замкнутом объеме.
В период с 2002 по 2011 год на территории Республики Беларусь произошло более 100 взрывов, на которых погибло 30 человек. Результаты изучения литературных источников, статистических данных в Республике Беларусь и за рубежом показали, что при авариях на пожаровзрывоопасных объектах происходили взрывы около 80 наименований химических веществ и соединений, наиболее распространенными из которых являлись: природный газ, смесь пропан-бутан, пары бензина, аммиак, древесная и зерновая пыль.
Последствия фугасного воздействия взрыва на человека, технологическое оборудование, здания и сооружения при аварийных ситуациях на предприятиях нефтегазовой промышленности носят случайный характер и могут быть количественно оценены с использованием вероятностных методов анализа риска. Наиболее существенным фактором при взрывах ТВС, определяющим эффект фугасного поражения человека, является избыточное давление взрыва [1].
В настоящее время в литературе в качестве вероятностного критерия поражения человека избыточным давлением взрыва используются пробит-функции. С помощью данных зависимостей возможно определение вероятности:
- смерти вследствие повреждения легких;
- повреждения слуха вследствие разрыва барабанной перепонки;
- смертельного травмирования людей осколками и обломками;
- смертельного травмирования людей при ударе о жесткую преграду при перемещении тела человека как целого;
- смертельного травмирования людей при нахождении в разрушающемся здании.
Эти зависимости получены по результатам обработки экспериментальных данных воздействия параметров ударной волны ядерного взрыва, последствий аварийных взрывов ТВС, взрывчатых веществ, а также воздействия на животных волны избыточного давления при расширении воздуха в ударной трубе с интерполяцией результатов на млекопитающее массой 70 кг.
Обзор технических нормативных правовых актов системы противопожарного нормирования и стандартизации Республики Беларусь показал, что зависимость для определения условной вероятности поражения человека избыточным давлением встречается в [2] и [3].
Анализ зависимостей, приведенных в литературных источниках и технических нормативно-правовых актах, показал, что существуют расхождения при расчете вероятностей поражения, определенных при равных исходных данных, до 9 раз. Вместе с тем, при изучении литературных источников установлено, что зависимости, приведенные в [2] относятся к определению вероятности нанесения жилым и общественным зданиям высотой до 4-х этажей незначительных и серьезных повреждений [4]. Данные зависимости не отражают вероятность поражения людей, находящихся внутри и снаружи зданий при взрывах ТВС. Соответственно, возможность адекватно оценивать распределение риска на территории пожаровзрывоопасных объектов отсутствует.
Следовательно, для определения возможности использования соответствующей пробит-функции при определении вероятности поражения человека избыточным давлением взрыва необходимо проведение натурных испытаний, при которых будут фиксироваться основные параметры, определяющие вероятность и характер поражения человека при взрыве ТВС: избыточное давление взрыва, импульс волны давления, движение тела человека.
На первом этапе исследования параметров поражения человека опасными факторами взрыва предполагается проверить допустимость использования приведенных в литературных источниках зависимостей, полученных для взрывов конденсированных взрывчатых веществ и поведение тела. В этой связи отсутствует необходимость использования дорогостоящих промышленно изготовленных манекенов и возникает потребность в разработке конструкции манекена с аэродинамическими характеристиками и сопротивлением проникновению в него твердых предметов (осколков, обломков), схожими с характеристиками тканей человека. За рубежом для этого часто используются баллистические желе различного состава. В результате изучения области применения и практики использования баллистических желе [5] установлено, что для проведения
экспериментальных исследований воздействия опасных факторов взрыва на человека допустимо использование желе, изготовленного из желатина с прочностью не менее 200 по шкале Блума.
Для изучения проблемы планируется создать лабораторную установку, позволяющую создавать избыточное давление взрыва при воспламенении топливовоздушных смесей в неограниченном пространстве, а также в замкнутом объеме, и разработать конструкцию манекена для оценки характеристик воздействия поражающих факторов взрыва механического действия (избыточного давления, осколков и обломков) на человека. При разработке конструкции манекена будет рассмотрена возможность размещения датчиков внутри манекена, вне его (в плоскости установки) и способ легко освобождаемого крепления манекена в вертикальном положении.
Список литературы
1. Козлитин, А.М. Вероятностные методы анализа последствий фугасного воздействия взрыва на человека, технологическое оборудование, здания, сооружения при аварийных ситуациях на предприятиях нефтегазовой отрасли. Саратов: СГТУ, 2000.
2. Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности: НПБ 5-2005. - Введ. 01.07.06. -Минск: Научно-иссл. ин-т пожарной безопасности и проблем чрезвычайн. ситуаций, 2006. - 42 с.
3. Система стандартов пожарной безопасности. Пожарная безопасность технологических процессов. Методы оценки и анализа пожарной опасности. Общие требования: СТБ 11.05.03-2010. - Введ. 01.01.2011. - Минск: Научно-иссл. ин-т пожарной безопасности и проблем чрезвычайн. ситуаций, 2010.
4. Methods for the determination of possible damage to people and objects resulting from releases of hazardous materials. CPR 16E. - Committee for the Prevention of Disaster caused by dangerous substances. The Hague: Directorate-General of Labour of the Ministry of Social Affairs and Employment, 1992. -337 p.
5. Nicholas, N.C. Ballistic Gelatin: INLDT Report [Electronic resource] / N.C. Nicholas, J.R. Welsch. - Penn State Applied Research Laboratory, 2004. - Mode of access: http://www.firearmsid.com/Gelatin/Ballistic%20Gelatin% 20 Report.pdf. - Date of access: 10.01.2012.
