Федеральноеагентство по образованию
Государственноеобразовательное учреждение высшего профессионального образованияКафедра безопасности жизнедеятельностиДипломная работа
Обеспечениевзрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке
Уфа2009
Реферат
ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ, КОНДЕНСИРОВАННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕВЕЩЕСТВА, ВЗРЫВ, ВОЗДУШНАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА, МОЛНИЕЗАЩИТА, ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ.
Целью дипломной работы является разработка мер по обеспечениювзрывобезопасности хранения взрывчатых веществ на складе ЗАО «БурибаевскийГОК» и проведения взрывных работ по ликвидации весеннего затора на рекеБелая.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиезадачи:
— изучить специфику заторных наводнений, взрывной метод ликвидациизаторов на реках и взрывчатые вещества, используемые при таких работах;
— смоделировать аварийную ситуацию, происшедшую при проведениивзрывных работ и проанализировать вероятность её возникновения;
— рассчитать безопасные расстояния при хранении и непосредственномиспользовании взрывчатых материалов;
— проанализировать риск возникновения техногенной аварии на складевзрывчатых материалов и оценить индивидуальный риск при проведении взрывныхработ по ликвидации затора;
— спроектировать молниезащиту для склада взрывчатых веществ;
— рассмотреть основные мероприятия по обеспечению противовзрывнойзащиты и предложить новые способы противовзрывной безопасности при хранении ииспользовании взрывчатых материалов.
Пояснительная записка дипломнойработы содержит 50 страниц, рисунка 4, таблиц 4, библиограф 25, приложений 9
Содержание
1. Прогнозирование обстановки в зоне ЧС, вызванной взрывомаммонита при проведении работ по ликвидации весеннего затора
1.1 Основные термины и определения
1.2 Специфика заторных наводнений
1.3 Взрывной метод, как наиболее универсальный по борьбе сзаторообразованием
1.4 Характеристика взрывчатого вещества Аммонит № 6 ЖВ,используемого при ликвидации заторов
1.5 Статистика аварийных ситуаций при хранении,транспортировке и использовании взрывчатого вещества Аммонит 6ЖВ
1.6 Характеристика объекта исследования
1.7 Моделирование аварийной ситуации и анализ сценариев ееразвития
2. Расчет безопасных расстояний при проведении взрывных работпо ликвидации весеннего затора
2.1 Поражающие факторы взрыва Аммонита 6ЖВ
2.2 Расчет безопасных расстояний
2.2.1 Безопасные расстояния по действию воздушной ударнойволны
2.2.2 Безопасные расстояния, исключающие передачу детонацииот одного заряда взрывчатого вещества к другому
2.2.3 Безопасные расстояния по разлету осколков
2.3 Определение параметров взрыва Аммонита 6ЖВ массой 35 кг
3. Расчет безопасных расстояний при хранении взрывчатоговещества на складе ОАО «Бурибаевский гок»
3.1 Безопасные расстояния по действию воздушной ударной волнына здания и сооружения
3.2 Оценка возможности возникновения аварии
4. Оценка индивидуального риска
4.1 Метод оценки индивидуального риска
4.2 Метод оценки социального риска
5. Молниезащита, расчитанная для склада взрывчатых веществ ОАО«Бурибаевский гок»
5.1 Методика проектирования зоны защиты двойного стержневогомолниеотвода
5.2 Расчет зоны защиты двойного стержневого молниеотвода длясклада взрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский ГОК»
6. Мероприятия по обепечению противовзрывной защиты
6.1 Обеспечение противовзрывной защиты на складе взрывчатыхвеществ ОАО «Бурибаевский ГОК»
6.2 Обеспечение безопасности ведения взрывных работ
7. Патентная проработка
7.1 Способ и устройство для защиты конструкций
7.2 Способ защиты окружающей среды от продуктов взрыва
Введение
Среди всех опасныхприродных процессов наводнения отличаются не только масштабами воздействияпоражающих факторов, но и продолжительностью. Хорошоспланированные, четко и своевременно проведенные мероприятия по ликвидациипоследствий обеспечивают возможность избежать больших потерь населения изначительно снизить экономический ущерб при чрезвычайных ситуациях, вызванныхнаводнениями любых видов.
Одним из наиболее рациональных и экономически обоснованных методовборьбы с заторными наводнениями является взрывной метод. Однако использованиевзрывчатых веществ небезопасно и существует риск возникновения аварийныхситуаций при любом виде обращения и использования взрывчатых веществ. По даннымРостехнадзора ежегодно от взрывов конденсированных взрывчатых веществ погибаетоколо 100 человек.
Учитывая свойства применяемых взрывчатых веществ и технологииобращения с взрывчатыми материалами, важно обеспечивать безопасность хранениявзрывчатых материалов и проведения взрывных работ.
Целью дипломной работы является разработка мер по обеспечениювзрывобезопасности хранения взрывчатых веществ на складе ЗАО «БурибаевскийГОК» и проведения взрывных работ по ликвидации весеннего затора на рекеБелая.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиезадачи:
— изучить специфику заторных наводнений, взрывной метод ликвидациизаторов на реках и взрывчатые вещества, используемые при таких работах;
— смоделировать аварийную ситуацию, происшедшую при проведениивзрывных работ и проанализировать вероятность её возникновения;
— рассчитать безопасные расстояния при хранении и непосредственномиспользовании взрывчатых материалов;
— проанализировать риск возникновения техногенной аварии на складевзрывчатых материалов и оценить индивидуальный риск при проведении взрывныхработ по ликвидации затора;
— спроектировать молниезащиту для склада взрывчатых веществ;
— рассмотреть основные мероприятия по обеспечению противовзрывнойзащиты и предложить новые способы противовзрывной безопасности при хранении ииспользовании взрывчатых материалов.
Одним из главных аспектов прогнозирования последствий чрезвычайныхситуаций, вызванных взрывом при хранении и использовании взрывчатых материалов является социально-экономический,заключающиеся в затратах на выплату компенсаций пострадавшим и утратесобственности, а также затратах на восстановление окружающей среды.
Экологический связан с ухудшением окружающей среды в результате действияизбыточного давления во фронте воздушной ударной волны взрыва и смывазагрязняющих веществ в водные объекты.
1. Прогнозированиеобстановки в зоне ЧС, вызванной взрывом аммонита при проведении работ поликвидации весеннего затора
Наводнение является опасным природным явлением,возможным источником чрезвычайной ситуации, если затопление водой местностипричиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит кгибели людей, сельскохозяйственных животных и растений [28].
Заторные наводнения нареках занимают особое место среди всех опасных природных явлений, наносящихматериальный ущерб, так как им присуща чрезвычайная динамичность,неопределенность времени и места наступления, а также неоднозначностьпоследствий, что затрудняет успешность их прогнозирования.
Существует двавзаимодополняющих способа борьбы с заторообразованием: превентивные и оперативныемероприятия. Одним из эффективнейших методов по ликвидации затора являетсявзрывной метод. Такие аварийно-спасательные работы осложняются тем, чтоприходится работать со взрывчатыми веществами, которые представляют особуюопасность при использовании, хранении и транспортировке.
Целью данного разделаявляется анализ сценариев развития и прогноз обстановки в зоне ЧС при взрывеаммонита, используемого для ликвидации весеннего затора.
1.1 Основные термины иопределения
Взрыв — быстропротекающий (сверхзвуковой) процесс физических ихимических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительногоколичества энергии в ограниченном объеме и большого количества газов, способныхвыполнять механическую работу разрушения и перемещения окружающей среды. В результате, в окружающемпространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привестиили приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации.
Взрывчатоевещество — неустойчивыехимические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под действиемопределенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительногоколичества тепла и большого объема газообразных продуктов, находящихся подбольшим давлением и, расширяясь, выполняющих ту или иную механическую работу.
Детонация – процессвозбуждения химического превращения ударной волной, движущейся по массевзрывчатых веществ со сверхзвуковой постоянной скоростью.
Инициирование –воздействие начального импульса и возбуждение во взрывчатом веществевзрывчатого превращения [12].
Затор – это весеннее многослойноескопление льда в русле реки, стесняющее (уменьшающее) ее живое сечение ивызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и на некотором участкевыше его. Непосредственная опасность затора льда заключается в резком изначительном подъеме уровня воды в реке, при котором вода выходит из берегов изатопляет прилегающую местность.
Ликвидация ЧС — этоаварийно-восстановительные и другие неотложные работы, проводимые привозникновении чрезвычайных ситуаций и направленные на спасение жизни исохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной средеи материальных потерь, а также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций,прекращение действия характерных для них опасных факторов.
Молниеотвод — устройство,воспринимающее удар молнии и отводящее ее ток в землю. В общем случаемолниеотвод состоит из опоры; молниеприемника, непосредственно воспринимающегоудар молнии; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю;заземлителя, обеспечивающего растекание тока молнии в земле [16].
Уровень воды – высота воднойповерхности над условной горизонтальной плоскостью (нулем графика) в см. Еслиэтой плоскостью является поверхность моря, то уровень обычно выражается вметрах и называется абсолютной отметкой.
Чрезвычайная ситуация –обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии,опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которыемогут повлечь дли повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущербздоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потерии нарушение условий жизнедеятельности людей (Федеральный закон «О защитенаселения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенногохарактера).
1.2 Спецификазаторных наводнений
В рядувсех стихийных бедствий наводнения занимают лидирующее положение по числуповторов, охвату территорий и суммарному среднегодовому экономическому ущербу.
Наводнение — это временное затопление водойзначительных участков суши. Наводнения приводят к быстрому затоплению обширныхтерриторий; при этом травмируются и гибнут люди, сельскохозяйственные и дикиеживотные, разрушаются или повреждаются жилые, промышленные, подсобные здания исооружения, объекты коммунального хозяйства, дороги, линии электропередачи исвязи. Гибнет урожай сельхозпродуктов, изменяются структура почвы и рельефместности, прерывается хозяйственная деятельность, уничтожаются или портятсязапасы сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений, строительных материалов.В ряде случаев наводнения приводят к оползням, обвалам, селевым потокам [4,18].
Классифицируютнаводнения по масштабу и причиненному ущербу: низкие (незначительный ущерб, 10%сельскохозяйственных угодий), высокие (ощутимый материальный и моральный ущерб,примерно 10-15% сельскохозяйственных угодий), выдающиеся (большой материальныйущерб, 50-70% сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты),катастрофические (огромный материальный ущерб, более 70% сельскохозяйственныхугодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерныхкоммуникаций) [27].
Классификациянаводнений по основным причинам возникновения отображены на рисунке 1.1.
/>Рисунок 1.1 — Классификация наводнений по причиневозникновения
На территории РеспубликиБашкортостан самыми распространёнными причинами наводнений являются половодье иобразование заторов. Уровни воды в реках в результате заторов могут превыситьмаксимальные уровни весеннего половодья и, следовательно, возможно затопление(подтопление) населенных пунктов.
Для прогнозирования ЧС, вызванныхзаторными наводнениями необходим анализ процесса формирования заторов, условийи причин, а также последствий для населения и территории. В таблице 1.1перечислены основные характеристики заторов.
Таблица 1.1 – Понятие заторов нарекахХарактеристика Затор Определение Скопление и нагромождение поверхностного битого льда в русле реки преимущественно во время весеннего ледохода, вызывающее уменьшение живого сечения русла и связанное с этим повышение уровня воды в водотоке выше данного нагромождения. Состав Крупно- и мелкобитые льдины. Время образования В конце зимы и весной во время весеннего ледохода. Показатели максимальных уровней Максимальный заторный уровень, как правило, превышает уровень весеннего половодья. Величина заторного подъема – это разность между уровнем воды при заторе и уровнем весеннего половодья, если бы затор отсутствовал. Продолжительность высокого уровня Держится обычно 0,5-1,5 суток. Хотя случается довольно продолжительные стояния высоких уровней – до 8-15 суток, в том числе на реках европейской части России – до 6-8 суток и до 12-15 суток в азиатской части. Условия возникновения
— сохранение ледового покрова (или значительных ледяных полей) ниже участка реки, на котором начался ледоход;
— значительная прочность льда к моменту вскрытия;
— скорость течения воды при вскрытии (более 0,6 м/сек), способствующая торошению льда и подныриванию льдин под прочный ледяной покров;
— интенсивный ледоход;
— существенное изменение уклона водной поверхности (от большего к меньшему) Причины образования
— невыполнение местными властями и населением плановых работ по предупреждению ледовых заторов;
— двойной или тройной осенний ледоход и высокий уровень воды в период замерзания реки, как правило, предшествующие заторообразованию;
— большой объем льда в русле, обусловленный низкими температурами замерзания;
— существенная зашугованность русла с осени (на 50-80%);
— повышенная толщина ледяного покрова к началу вскрытия реки (более 0,7 м);
— большая весенняя водность при холодной весне;
— интенсивное снеготаяние (5-7мм/сут) в верховьях, сопровождающееся выпадением дождей;
— образование затора льда на пике весеннего половодья или высокая волна половодья, следующая за образованием мощного затора, создающие наиболее опасную ситуацию;
— достижение поверхностной скорости течения воды значений 0,6…0,8 м/с и более, способствующей подныриванию льдин, их подсовам под неподвижный ледяной покров или торошению у кромки ледяного покрова;
— вторичное смерзание льда из-за резкого похолодания ;
— главной же причиной образования затора льда является задержка процесса вскрытия на реках, текущих с юга на север, когда кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению [1]. Факторы образования
1. Гидрометеорологические (интенсивность развития половодья, последоваельность вскрытия участков реки, характер распределения толщины льда, интенсивность ослабления прочности льда, суровость климата, направление течения, предшествующий ледовый режим);
2. Геоморфологические (определяющие особенности строения русла в продольном, поперечном и плановых отношениях, характер поймы, долины, наличие русловых препятствий, перекатов, мелей, островов, узостей);
3. Факторы деятельности человека (различные водохозяйственные и гидротехнические сооружения, стесняющие русло, неправильные действия людей при проведении работ, влияющих на режим стока и интенсивность ледохода).
Обычно в строении затора выделяютсятри характерных участка (рисунок 1.2):
- замок или»основание" затора (5), представляющий собой покрытый трещинамиледяной покров, упершийся в кромку невскрывшегося ледостава (6), заклинившийрусло реки;
- собственно затор, илиголова затора (2) – многослойное скопление хаотически расположенных льдин,подвергшихся интенсивному торошению;
- хвост затора (1) –примыкающее к затору однослойное скопление льдин вверх по течению (в зонеподпора) [1].
Длина головной части затора (замок+ голова) обычно превышает ширину реки в 3…5 раз. На этом участке скоплениельда имеет максимальную толщину (от 3…5 до 10…12 м). Длина всего затора (схвостом) на крупных реках может достигать нескольких десятков километров; насредних реках – от одного до нескольких километров.
Протяженность затора
/>
1 — хвостовая часть (хвост) затора; 2 — головная часть (голова)затора; 3 — нижняя кромка (нижняя граница) затора; 4 – верхняя кромка (верхняяграница) затора; 5 — замок затора; 6 — невскрывшийся ледостав; 7 — открытая вода
Рисунок 1.2 — Продольный разрез затора
Заторные явления характеризуютсядвумя поражающими факторами — подъем уровня воды и гидродинамическое давлениеводы.
Непосредственная опасность заторальда заключается в резком и значительном подъеме уровня воды в реке, прикотором вода и лед выходят из берегов, затопляя и заваливая льдом прилегающуюместность, населенные пункты, объекты экономики, сети коммуникаций,сельскохозяйственные земли и т.п. Вследствие этого состав основныххарактеристик последствий заторных наводнений такой же, как и при наводненияхот паводков и весенних половодий. Однако масштабы этих последствий болеетяжелые, так как эти наводнения происходят при более низких температурахвоздуха [29].
При разрушении заторов (особенномощных) вниз по течению устремляется волна прорыва с большим содержаниемвзломанного потоком льда, что нередко приводит к затоплению ниже лежащихучастков местности и разрушению дорог, мостов и других инженерных сооружений.
Кроме того, дополнительнуюопасность при заторах представляют навалы льда на берегах и в пойме высотой до10…15 м. Большие массы льда давят на сооружения, ломают и сдвигают их;медленное таяние льда затрудняет проведение аварийно-восстановительных работ,сдерживает выполнение сельскохозяйственных работ.
Главными показателями,определяющими величину ущерба при заторах являются те же, что и принаводнениях: максимальный заторный уровень и интенсивность его подъема,длительность затора и затопления, площадь и глубина за топления, скоростьнарастания расходов воды, правильность и своевременность прогноза и проведенияпредупредительных и аварийно-спасательных мероприятий, организованностьспасательных служб и населения [1].
1.3 Взрывной метод, какнаиболее универсальный по борьбе с заторообразованием
Борьба с заторами заключается впредотвращении их образования, снижении вероятных последствий или ликвидацииуже образовавшихся заторов. Проблема борьбы с заторами решается тремя путями:
а) путем заблаговременногопрогнозирования места образования затора, его мощности и своевременногопринятия мер;
б) путем принятияпредупредительных мер по управлению процессом образования льда и его стоком,т.е. по установлению или ослаблению причин и условий возникновения заторов(недопущению затора);
в) путем непосредственнойборьбы с уже образовавшимися заторами и с заторными подъемами уровня воды(разрушение затора) [1, 27].
При установлении на основемноголетних наблюдений характеристики типа затора появляется возможностьправильного прогнозирования максимального заторного уровня воды, выборанаиболее эффективных предупредительных мероприятий и способов разрушения ужеобразовавшегося затора.
В случае формирования затораследует спустить воду в обход затора, для чего необходимо устройство обводногоканала или канала в теле затора путем применения взрывов с предварительнымосвобождением русла ниже затора ото льда. B случае невозможности спуска водынеобходимо принять меры по разрушению затора (взрывами, бомбометанием,аэрогидродинамическими установками) при условии освобождения ото льда участкареки ниже затора.
В настоящее время известны иприменяются на практике несколько методов борьбы с заторными явлениями иликвидации ЧС, вызванных ими (таблица 1.3).
Определение наиболее эффективногометода и способа воздействия на процесс заторообразования и средств защиты отзаторов базируется на результатах анализа местных условий наводнения, а такжена результатах сравнения ожидаемого ущерба со стоимостью мероприятия [27]. Втаблице 1.2 представлены методы ликвидации заторообразований.
Таблица 1.2 – Методы борьбы сзаторамиМетод Суть метода Искусственное ослабление льда
Использование радиационного тепла (зачернение льда); посыпка льда химикатами (понижение температуры плавления льда за счет распределения реагентов по его поверхности); замедление роста льда зимой (применение теплоизоляции из снега и т.п.).
Применение этих методов возможно как отдельно, так и в комплексе с ледоколами или ледорезными машинами.
Используя методы искусственного ослабления льда, следует учитывать, что отдельные виды веществ, применяемых для обработки поверхности льда, экологически опасны (например, зоошлаковые материалы). Поэтому следует стремиться к применению экологически безопасных материалов или ограничить площадь обработки поверхности льда химикатами. Механический Использование ледорезных машин и ледоколов Образование искусственных заторов льда
Вскрытие участка реки при низких уровнях воды; увеличение толщины и прочности ледяного покрова к периоду вскрытия затороопасного участка реки; уменьшение ледопропускной способности русла реки путем искусственного его сужения; задержание льда посредством запаней и т.п.
Позволяет задерживать ледоход в правильно рассчитанных местах, на участках в достаточной степени удаленных от прибрежных населенных пунктов и объектов экономики, что обеспечивает нормальное вскрытие и очищение ото льда затороопасного участка реки. Выправительные работы для предупреждения заторов Дноуглубление, русловыпрямительные и ледорегулирующие работы Взрывной Широко применяются в оперативной борьбе с заторами на затороопасных участках путем закладки зарядов взрывчатых веществ (ВВ) на лед, в лед и под лед. Взрывные работы особенно необходимы для разрушения мощных заторов, когда другие способы их разрушения не дают положительных результатов, и когда время на проведение мероприятий по борьбе с заторами ограничено
Борьба с заторами льда – деловесьма трудное как по условииям производства работ, так и потому, что река неможет вскрыться без заторов, если они для нее характерны. В общем случаезаторов нельзя избежать, их можно лишь несколько ослабить или переместить надругое место. Конечно, все сказанное относится не ко всем заторным участкам реки не к каждому году. Главное, к чему необходимо стремиться при борьбе с заторами– это регулирование стока ледового материала, вот почему взрывной методявляется наиболее рентабельным в таком случае.
Основные правила проведениявзрывного метода: закладывание заряда в замок затора (иногда несколько зарядов)и взрывание наружными зарядами нагромождение торосистого льда вверх по течению.
Такой метод частоиспользуют при ликвидации мощных скоплений льда весной на р. Белая уд.Сыртланово и с. Охлебинино, на р. Уфа у с. Верхний Суян, на р. Чермасан уд.Новоюмраново. В районе возможных формирований ледовых заторов находится 108населенных пунктов на 24 реках [4].
1.4 Характеристика рекиБелой в районе населенных пунктов Охлебинино, Муксиново и Бельский
Река Белая берёт своёначало в болотах к востоку от горы Иремель (ЮжныйУрал). Протекая по обширной пойме, изобилующей старицами, река образует многоизлучин и разбивается на рукава. Правый берег на большей части протяжения болеевозвышен, чем левый. Питание— главным образом снеговое. Средний годовой расходводы— 858 м³/сек. Река замерзает, как правило, во второй декаде ноября,вскрывается — в середине апреля. Длина реки 1430 км. Площадь бассейна 142 тыс.м2. Течет с юга на север, насчитывает более 10 крупных притоков имножество мелких, имеет различные резкие и крутые повороты, сужения ирасширения, многочисленные острова и уклоны от 10%. Такая структураблагоприятно сказывается для весенних заторообразований [31]. Створ р. Белая –с. Охлебинино ежегодно подвергается весеннему паводочному затоплению, однакоспецифическое строение русла на крутом повороте в данном створе способствуетобразованию заторов, тем самым увеличивая вероятность поднятия уровня реки изатопления населённых пунктов, расположённых выше по течению. На рисунке 1.2представлен космический снимок затороопасного участка реки Белая.
/>
Рисунок 1.2 – Космическийснимок створа р.Белая — с.Охлебинино
На рисунке 1.2 видно, чтопри поднятии заторного уровня возможно затопление сразу двух населённых пунктов– д. Муксиново и п. Бельский, причем с. Охлебинино находится на возвышенности,поэтому в зону подтопления не попадёт.
Во избежание заторногонаводнения в данных населенных пунктах необходимо проведение взрывных работ поликвидации образовавшегося затора.
1.5 Характеристикавзрывчатого вещества Аммонит № 6ЖВ, используемого при ликвидации заторов
В современной практикеликвидации заторов наиболее распространенное применение нашло взрывчатоевещество Аммонит № 6 ЖВ — порошкообразное аммиачно-селитренное взрывчатоевещество, характерной особенностью которого является использование в егосоставе водоустойчивой селитры марки ЖВ. Допустимая влажность 0,5%,предельно-допустимая концентрация пыли при работе 1 мг/м3.Чувствительность к удару определяется высотой падения двухкилограммового зарядас высоты от 60 см. Температура вспышки 312°С. Тротиловый эквивалент 0,35.Скорость детонации 1,5 — 2,2 км/сек. При хранении большими массами приповышенной температуре может произойти самовозгорание с развитем тепловоговзрыва. Взрыв селитры может возникнуть при ее горении так как для реакциикислород воздуха не требуется. Поэтому на складах хранения Аммонита температурапомещения не должна превышать 30°С.
Точные состав аммонита №6ЖВ: 79% аммиачной селитры и 21% тротилаили 70% аммиачной селитры, 24%алюминиевой пудры и 6% дизельного топлива илимашинного масла [12,14].
Предназначендля взрывания пород средней крепости в сухих и обводненных забоях, а такжеэффективен при борьбе с весенними заторообразованиями. Надежно детонирует от капсюль-детонатораи электродетонатора, заряжание только ручное. Засыпка взрывчатого вещества измешков в скважины производится через металлическую воронку с сеткой,вставленную в устье скважины для отвода статического электричества. Ручноерыхление слежавшегося в мешках взрывчатого вещества выполняется деревяннойкувалдой.
Приперевозке и хранении необходимо оберегать от воздействия огня и нагревания, атакже от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
В случаезагорания при ликвидации пожара в качестве средств тушения применятьраспыленную воду, пену, углекислотные огнетушители. Запрещается применять песоки кошму.
Прихранении в бумажной упаковке гарантийный срок хранения 3 месяца.
1.6Статистика аварийных ситуаций при хранении, транспортировке и использованиивзрывчатого вещества Аммонит 6ЖВ
Для анализа основных причин развития взрыва Аммонита 6ЖВ и расчетавероятности аварийного взрыва при ликвидации затора необходимо отметитьнаиболее крупные аварии,связанные с обращением данного вещества.
Одна из крупнейших техногенных аварий произошла на руднике «Расвумчорр»ОАО «Апатит» 10 декабря 2008. Для производства массового взрыва былозавезено 30 тонн гранулита АС-8 производства ОАО «Промсин-тез», 2424кг патронов аммонита 6ЖВ диаметром 90 мм и детонирующий шнур ДШЭ-12 длиной 2500м. Взрывчатые материалы были разгружены и складированы в транспортной сбойке(ТС) на специально подготовленные стеллажи.
Зарядная машина МЗКС-160 №1 находилась ввентиляционно-транспортном орте (ВТО-11) в районе сопряжения с буродоставочнымштреком (БДШ-114), в котором располагалась резервная зарядная машина МЗКС-160 №4.
Загрузку взрывчатых веществ в бункер зарядной машины МЗКС-160 №1осуществляли вручную: к зарядной машине подносили мешок с взрывчатымивеществами, вскрывали его и содержимое засыпали в бункер. До момента авариибыло заряжено 13 480 кг гранулита АС, 8,270 кг аммонита 6ЖВ, 540 м ДШЭ-12.
По данным сейсмостанции, в половину девятого вечера произошелнесанкционированный взрыв ВВ в бункере зарядной машины МЗКС-160 №1. По мощностион соответствовал взрыву примерно 9 кг ВВ в тротиловом эквиваленте. Врезультате взрыва ударной воздушной волной, кусками горной породы и осколкамизарядного оборудования были смертельно травмированы 6 человек (трое работали назарядной машине и трое разгружали взрывчатые вещества, находились в непосредственнойблизости от места взрыва) [30].
На момент взрыва в буровом штреке (БШ-18) ивентиляционно-транспортной сбойке (ВТС-11) находились два звена. Первое всоставе 5 чел. с кабины самоходной установки «Мультимек 1000» №32заряжало скважины и оказывало помощь при зарядке (оттаскивали зарядный шланг).Второе звено, состоящее из 3 чел., закончив заряжание, ожидало команду напродувку зарядного шланга. Один человек находился в кабине «Мультимек 1000»№ 32. От воздействия ударной взрывной волны произошло падение рабочих с кабинысамоходной установки «Мультимек 1000» №32. Горный мастер, убедившисьв том, что все, работавшие на зарядке скважин, живы, дал указание взятьсамоспасатели и срочно двигаться за ним. Группа из 7 чел. начала перемещатьсяпо ВТС-11 и далее по буровому орту (БО-15).
Вследствие взрыва произошло возгорание мешков с гранулитом АС-8 втранспортной сбойке. Горение распространялось вдоль штабеля в сторонувентиляционной обходной сбойки (ВСО-11) по исходящей струе.
Когда основная группа рабочих отошла от мешков с гранулитом АС-8примерно на 40 м, горение достигло стеллажа с патронированным аммонитом 6ЖВ итары с ДШ, которые, подвергаясь сильному тепловому воздействию, загорелись.Далее возгорание передалось на мешки с гранулитом АС-8, поэтому вероятнопроизошла его вспышка, которая распространилась в сторону идущих по ВСО-11мастера и рабочих. Подобное возможно, так как температура вспышки гранулитаАС-8 равна 260°С, что значительно ниже температуры в зоне пожара. В результате6 человек получили баротравму легких, один из них — черепно-мозговую травму.Все они скончались.
На основании осмотра места аварии членами комиссии подпредседательством руководителя Управления по технологическому и экологическомунадзору Ростехнадзора по Мурманской области, протокола регистрации сейсмическихсобытий на Расвумчоррском руднике 11.12.08, проведенных экспериментов по взрывудетонационного шнура в подземных выработках рудника, установлено, что с 20 ч до22 ч не могло быть более одного взрыва. Наиболее вероятный инициатор взрыва вбункере пневматической зарядной машины МЗКС — искра, которая вызвала вспышкуобразовавшейся при загрузке бункера воздушной смеси с тонкодисперснымалюминием.
Возможными причинами возникновенияискры могли стать:
— механическоевоздействие в случае принудительного открывания клапана при его заклиниваниииз-за налипания алюминиевой пудры на шток пневмоцилиндра привода клапана;
— попадание постороннихпредметов при засыпке взрывчатого вещества в бункер;
— накопление статическогоэлектричества в массе взрывчатого вещества в процессе его засыпки в бункерзарядной машины.
При выполнении работ, предусмотренных проектом на массовый взрыв, установленряд отступлений от проектной документации. Так, места складирования взрывчатыхвеществ, завезенных на блок для заряжания, изменены без внесениясоответствующих дополнений в проект массового взрыва [30].
Ознакомившись с проектно-технической документацией, заключениямиэкспертных комиссий, осмотрев место аварии, опросив очевидцев и должностныхлиц, комиссия предполагает, что данная авария обусловлена следующими возможнымитехническими и организационными причинами. Искровой разряд, возникшийвследствие накопления статического электричества в массе взрывчатого веществавнутри бункера пневматической зарядной машины МЗКС-160 № 1, вызвал вспышкувоздушной смеси с алюминиевой пудрой, находившейся в гранулите АС-8, спереходом ее в детонацию. Подтверждение этого — сплошное налипание дисперсногоалюминия на внутренней поверхности зарядного шланга, обнаруженное комиссией приосмотре места взрыва. На Расвумчоррском руднике ОАО «Апатит» выявленанизкая технологическая дисциплина, выразившаяся в ослаблении производственногоконтроля за организацией и производством массовых взрывов в подземных условияхи отступлениях от проектно-технической документации.
Причиной инициированиявзрыва может также послужить механическое воздействие при транспортировке итепловое воздействие пожара. Так, например, в 1960 г около г. Трасквуда (США) врезультате крушения железнодорожного состава из-за повреждения вагонной буксыпострадали два вагона, груженных аммиачной селитрой, упакованной в мешки.Возник сильный пожар, в результате которого затем произошел взрыв.
Так же вследствие пожара в1973 г. на складе аммиачной селитры в штате Оклахома (США), которая храниласьнавалом, произошел взрыв. Погибло 5 человек. В следующем же году произошлапохожая техногенная авария на складе фирмы «Атлас Паудер» (США), гдевозник пожар, который привел в последствии к взрыву селитры [29].
7 июня 1988 г. произошелвзрыв трех металлических железнодорожных вагонов, груженных взрывчатымивеществами в районе ж.д. станции Арзамас – 1. В вагонах находился груз: гекфол– 30т, октоген – 27т, аммонал – 26т, аммонит – 5т, тротил – 30т. Искра оттепловоза попала в средний вагон, который был после ремонта и заново окрашенизнутри. Возник пожар, затем горение перешло во взрыв. Погибло 93 человека.Образовалась воронка 70×30×7 м. Произошло частичное разрушениезданий в радиусе 200…300 м. Разрушение остекления происходило на расстоянии до2000 м.
В следствиенеустановленной причины в районе г. Сасово (Рязанская область) 12 апреля 1989 г.произошел аварийный взрыв аммиачной селитры. Селитра массой около 100т,упакованная в бумажные мешки, складировалась навалом с автотранспорта назаливном торфяном лугу. Перед взрывом было отмечено появление сильного запахааммиака, что могло свидетельствовать о реакции, происходящей в массе селитры.Кроме того, по метеоусловиям не отрицается возможность активизации атмосферногоэликтричества. При взрыве никто не пострадал. Образовалась воронка диаметром 28м и глубиной 4 м.
На складе ВМ «Эстонсланец»25 апреля 1990 г. в процессе приготовления металлизированного взрывчатоговещества в смесительно-зарядной машине «Автосмеситель» возниклозагорание, и через 10 секунд произошел взрыв. Четыре человека погибли и троебыли ранены. В автосмесителе находилось 50 л дизельного топлива и 150 кгаммиачной селитры. При добавлении порошка АДМ-50 началось газовыделение ипроизошло возгорание смеси. В объединении до этой аварии было аналогичнымспособом произведено 425 т взрывчатого вещества. Причины взрыва окончательно невыявлены.
В 90-х годах на карьерекомбината «Анипемза» в Армении при ликвидации пробки в скважине спомощью бурового станка произошел взрыв 200 кг аммонита 6ЖВ. Пробка возниклаиз-за недостаточного измельчения аммонита.
Другая авария произошла наодном из карьеров нерудных материалов Минстроя Узбекистана при разделкенегабарита произошел аварийный взрыв в результате того, что один из рабочихнаступил на пачку аммонита с электродетонатором.
Анализ происшедших аварийпоказывает, что основными причинами этих аварий являлись:
— горение взрывчатоговещества в результате пожара оборудования где, они находились, или принепосредственном поджоге их (в большинстве случаев вышеупомянутых аварий);
— механическоевоздействие (авария при воздействии на взрывчатое вещество бурильныминструментом или при транспортировке);
— медленное разложение(саморазогрев) в большой массе при наличии примесей органического происхождения(случай в Сасове Рязанской области);
— неправомерные действияперсонала [5,30].
1.7 Моделированиеаварийной ситуации и анализ сценариев ее развития
Не смотря напроведенные предупредительные мероприятия подъем заторного уровня в створе р.Белая – с. Охлебинино достиг 4 метров, что привело к затоплению д. Муксиново. Поисходным данным замок затора расположился в районе водомерного поста р. Белая –с.Охлебинино, головная часть (нагромождение торосистого льда) и хвост(скопление мелкобитого льда) имеют длину около 5 километров. Схема ледовойобстановки и зоны затоплений представлены на рисунке 1.3.
/>
Рисунок 1.3 –Ледовая обстановка на реке Белая а районе населенных пунктов Охлебинино,Муксиново и Бельский
Согласноподписанному договору на проведение взрывных работ по ликвидации весеннегозатора на место ЧС прибывает команда взрывников из 5 человек ОАО «БурибаевскийГОК».
Расстановка зарядовопирается на принцип безопасных расстояний между зарядами. Если фактическоерасстояние между закладываемым зарядом и ещё неподготовленными ко взрывувзрывчатыми материалами меньше радиуса действий поражающих факторов взрыва, то существуетвероятность несанкционированного детонирования всего запаса взрывчатых веществ [7,15].
При ликвидации весеннегозатора на реке Белая не были соблюдены безопасные расстояния взрыва длявзрывников и ящика с взрывчатыми материалами. Вследствие передачи детонации отзаряда взрывчатого вещества к ящику взрывчатых веществ произошла детонация споследующим взрывом 35 кг аммонита 6ЖВ.
Дерево отказов такогосценария приведено на рисунке 2.5.
/>
Рисунок 2.5 – Дерево «отказов»для события «Взрыв аммонита»
Рассчитаем вероятностьвозникновения взрыва аммонита. Для этого сначала определим вероятности событийБ, В и Г. Исходные вероятности определены экспертным методом.
Вероятность реализациисобытия Г:
Р(Г) = 1 – (1 — 2·10-3)· (1 — 7·10-4) · (1 — 2·10-3) · (1 — 4·10-6) =4,7·10-3
Вероятность возникновениядетонации (событие Б) равна:
Р(Б) = 2,1·10-6· 4,7·10-3 = 9,86·10-7
Вероятность механическоговоздействия поражающих факторов других взрывов (В):
Р(В) = 2,1·10-6· 4·10-3 = 8,4·10-7
Вероятность головногособытия, аварийного взрыва аммонита, равна:
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
Значит, вероятностьнесанкционированного взрыва аммонита при проведении взрывных работ поликвидации весеннего затора равна 8 раз в тысячу лет.
Таким образом, в данномразделе изучены специфика заторных наводнений и методы ликвидации последствийтаких наводнений. Определен наиболее эффективный и универсальный способ борьбыс заторообразованием – взрывной метод. В качестве взрывчатого вещества притаких аварийно-спасательных и других неотложных работах используют Аммонит 6ЖВ [12].
При работе споверхностными зарядами следует соблюдать технику безопасности и безопасныерасстояния, учитывающие зону действия поражающих факторов взрыва. Зачастуютакие расстояния не соблюдаются, что приводит к взрыву ящика с запасамивзрывчатых веществ и получению травм взрывников, участвующих в ликвидации.
Также рассмотреныосновные причины несанкционированных взрывов при обращении Аммонита 6ЖВ.Используя анализ причин, спроектировано дерево «отказов». Рассчитанавероятность наступления события, выбранного за наиболее опасное при проведениивзрывных работ.
В следующем разделенеобходимо рассчитать безопасные расстояния при проведении ликвидации затора нареке Белая и зоны действия поражающих факторов взрыва Аммонита 6ЖВ.
2. Расчет безопасныхрасстояний при проведении взрывных работ по ликвидации весеннего затора
Исходя из вышеизложенногосценария, необходимо рассчитать безопасные расстояния для зданий сооружений,людей и других зарядов Аммонита 6ЖВ.
Прогноз обстановки в зонеЧС служит основой для принятия четких и скоординированных действий поликвидации. Также на основе данных об обстановке можно рассчитатьиндивидуальный и социальный риск.
Цель данного раздела — определить безопасные расстояния и зоны воздействия поражающих факторов, количестволюдей и зарядов, попадающих в эту зону.
2.1 Поражающие факторывзрыва Аммонита 6ЖВ
Для практического применения вкачестве промышленных взрывчатых веществ пригодны только такие индивидуальныехимические вещества или смеси, которые способны к самораспространению в нихреакции взрыва от соответствующего инициирующего импульса. Современныевзрывчатые вещества представляют собой химические соединения (гексоген, тротили др.), или механические смеси (аммиачно – селитренные и нитроглицериновые ВВ).
Основные свойства взрывчатых веществопределяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.
Взрывчатые характеристики Аммонита6ЖВ:
– теплота взрыва – 950 ккал/кг;
– температура продуктов взрыва 2600°С;
– скорость детонации – 5000 м/с;
– бризантность (способностьвзрывчатых веществ дробить прилегающую к нему среду) — 10-12 мм;
– работоспособность (фугасностьпроявляется в форме выброса грунта из воронок, образование полостей в грунтах ирыхление их) — 350 см3;
Физико-химические характеристики:
– чувствительность к механическим итепловым воздействиям;
– химическая и физическая стойкость;
– плотность.
Основными поражающимифакторами при взрыве Аммонита 6ЖВ являются:
1) Воздушная ударнаяволна – слой сжатого воздуха, оторвавшийся от продуктов взрыва за счетполученной энергии и двигающийся самостоятельно со сверхзвуковой скоростью [7,15].
Увлеченный и двигающийсяза фронтом ударной волны воздух оставляет за собой область разряжения, вкоторой давление падает ниже атмосферного.
Вфазе сжатия среда перемещается в направлении распространения волны, в фазерасширения в обратном. Детонация объясняется распространением ударной волны вовзрывчатом веществе. Ударная волна возбуждается начальным импульсом. Распространениевзрыва во взрывчатом веществе происходит со скоростью 1…9 км/сек. За фронтом волныпроисходит мгновенное разогревание частиц взрывчатого вещества пузырьков газамежду ними, в результате чего возникает интенсивная реакция с выделением тепла,энергия которой поддерживает распространение ударной волны и его детонацию.
Нафронте ударной волны в заряде взрывчатого вещества возникают давления в десяткираз превышающие прочность межатомных связей. Ударная волна разрушает молекулывещества. Освободившись от первоначальных межатомных связей нагретые до высокойтемпературы горючие элементы углерод, водород, азот, и др. вступают, в зоне зафронтом ударной волны, в бурную химическую реакцию с выделением тепла ипревращением взрывчатого вещества в газообразное состояние. За фронтом ударнойволны движется фронт расширения продуктов взрыва, а к центру заряда — фронтразрежения. Энергия, выделяющаяся при реакции, догоняет фронт ударной волны иподпитывает его не давая затухнуть.
Совокупностьударной волны и прилегающей к ней зоны взрывчатого превращения ВВ называетсядетонационной волной.
Устойчивость(скорость) детонации зависит от:
— характеристики ВВ;
а)тип ВВ, из каких элементов состоит;
б)степень раздробленности (дисперсности);
в)плотность ВВ в заряде.
— диаметра заряда;
— условий взрывания (наружный или внутренний заряд, наличие забойки)
Критическийдиаметр заряда (Дкр) — диаметр заряда ниже, которого детонация становитсянеустойчивой. С увеличением диаметра заряда больше критического скоростьдетонации увеличивается до определенного значения диаметра заряда называемого предельным[10,12,13].
Полнаяработа взрыва — это работа ВВ при дальнейшем увеличении диаметра которыхскорость детонации не увеличивается. На рисунке 2.1 представлена зависимостьскорости детонации от диаметра ВВ.
/>
Рисунок2.1 — График зависимости скорости детонации от диаметра взрывчатого вещества(ВВ)
Критическийдиаметр детонации Аммонита 6ЖВ 100 мм и т.к. это смесевое взрывчатое вещество,скорость детонации будет меньше, чем у однородного взрывчатого вещества.
2) Разлет осколков,обломков и кусков грунта существенно зависит от веса заряда взрывчатоговещества, материала разрушаемого (перебиваемого) взрывом объекта и расположениязаряда на объекте.
Очевидно, чем больше весвзрываемого заряда взрывчатого вещества, тем больше и разлет осколков; при этоммелкие осколки (куски), обладая меньшей массой, из-за сопротивления воздухабыстрее будут терять приобретенную ими скорость, чем осколки более крупные.
Расположение заряда наразрушаемом объекте сказывается тем, что в сторону, противоположную той, накоторой размещен наружный заряд, осколки будут разлетаться дальше. Наименьшаядальность разлета будет в ту сторону, с которой расположен у объекта наружныйзаряд. При внутренних зарядах, если не принято специальных мер к направлениюразлета основной массы разрушаемого объекта, разлет осколков происходитравномерно во все стороны [7].
Ниже приводятся некоторыеданные по практически установленной дальности разлета осколков. Величина этойдальности и принимается в качестве минимального безопасного расстояния от очагавзрыва — при взрывании льда и грунта на дне водоема – 100 м.
Зависимость междуглубиной расположения заряда, его весом (по показателю действия взрыва) имаксимальной дальностью разлета кусков, которая выражается формулой:
L = 140 · n ·/>, (2.1)
где L – дальность разлета отдельных кусковпороды (грунта), м;
n – показатель действия взрыва;
h– глубина заложения заряда (линиянаименьшего сопротивления), м.
3) Действие ядовитыхгазов, на которые приходится 5…10% отобщего объема газообразных продуктов взрыва:
— окись углерода;
— окислы азота;
— сернистые газы;
— пары ртути и свинца.
Кислородныйбаланс это отношение избытка или недостатка кислорода с составе взрывчатоговещества к его количеству, необходимому для полного окисления горючих элементоввещества. Желательно, чтобы при реакции взрыва образовались наименее опасныедля организма человека вещества (пары воды, азот, углекислый газ).
Когдав составе взрывчатого вещества недостаток кислорода по сравнению с необходимымпри взрыве образуется угарный газ — имеет место отрицательный кислородныйбаланс.
Когдавзрывчатое вещество содержит избыток кислорода (положительный кислородныйбаланс) при взрыве образуются окислы азота, кроме того, при взрыве взрывчатоговещества с нулевым кислородным балансом выделяется максимум энергии.
4)Сейсмовзрывная волна (сотрясательноедействие) взрыва проявляется только при взрывах, происходящих внутри грунта,скальной породы или льда, которые за пределами зоны разрушения претерпеваютупругие колебания. Характер этих колебаний (период, амплитуда и скоростьраспространения) зависит от мощности взрыва и свойств среды.
Колебания среды в своюочередь вызывают колебания сооружений, расположенных в этой среде или на ееповерхности, что может привести к образованию трещин в сооружении или егоразрушению.
2.2 Расчет безопасныхрасстояний при взрыве заряда массой 5 кг
При производстве взрывных работ влюбой обстановке основное внимание должно уделяться безопасности работ и мерамобеспечения безотказности взрыва. Безотказность взрыва зависит от качестваподготовки и должной проверки всех зарядов, взрывных сетей и устройств и содержанияих полной исправности [13]. Безопасность выполнения взрывных работ зависит отстрогого соблюдения мер, обеспечивающих безопасность лиц, непосредственноподготавливающих и производящих взрывы, посторонних лиц и населения, а такжесооружений, расположенных вблизи места взрыва. Эта безопасность определяетсярасстоянием, на которое распространяется действие взрыва, выражающееся внепосредственном действии расширяющихся продуктов взрыва, действии ударнойвоздушной волны, в сейсмическом действии взрыва и в разлете кусковраздробленной взрывом среды.
2.2.1 Безопасныерасстояния по действию воздушной ударной волны
Избыточное давление вофронте ударной волны (Рф) — это разность между максимальнымдавлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением (Ро),измеряется в Паскалях (Па). Избыточное давление во фронте ударной волнырассчитывается по формуле:
/> кПа (2.2)
где: ΔРф — избыточное давление, кПа;
qэ — тротиловый эквивалент взрыва (qэ = 0,5·q = 0,5·5 = 2,5 кг, q — мощность взрыва, 5 кг);
R — расстояние от центравзрыва, 8 м.
При защите сооружений отразрушения их ударной воздушной волной не всегда имеется возможность выдержатьтакие безопасные расстояния, на которых объект не получит никаких повреждений.
Безопасные расстояния подействию воздушной ударной волны определяются в зависимости от веса заряда,рассчитаем для зоны растекления:
/> м, (2.3)
где С – вес (масса)заряда Аммонита 6ЖВ, 5 кг;
kв – коэффициент,зависящий от веса заряда, его расположения и характера допустимых повреждений вокружающих сооружениях (т.е. допустимой степени безопасности); применяется потаблице А.1 в Приложении А [12].
Для зоны слабыхразрушений:
/> м, (2.4)
для зоны среднихразрушений:
/> м, (2.5)
для зоны сильныхразрушений:
/> м, (2.6)
для зоны полных разрушений:
/> м, (2.7)
Минимальное безопасноерасстояние для человека по действию на него ударной волны рассчитывается поформуле
/> м, (2.8)
где С — вес (масса) заряда, кг.
При подсчете по формуле величинаизбыточного давления примерно равно 0,1 кгс/см2 и гарантируетполучение контузии и другие травмы.
Если взрывные работыпроводятся при отрицательной температуре воздуха, безопасное расстояние,определенное по формулам (2.3) — (2.8), должно быть увеличено не менее чем в1,5 раза. Но так как взрывные работы на реке Белая проводятся в светлое времясуток при положительных температурах, можно пренебречь увеличением безопасныхрасстояний.
2.2.2 Безопасныерасстояния, исключающие передачу детонации от одного заряда взрывчатоговещества к другому
Ударная воздушная волнана некоторых расстояниях, сохраняя еще значительную мощность, способна вызватьдетонацию во встретившемся на ее пути взрывчатом веществе. Иногда это явлениебывает полезным и может быть использовано для взрывания нескольких «пассивных»зарядов взрывчатого вещества от взрыва одного «активного» заряда,взрываемого зажигательной трубкой или электродетонатором.
Однако в большинствеслучаев приходится, наоборот, оберегать один заряд от взрыва соседнего заряда,т.е. располагать его на таких расстояниях, при которых был бы невозможен еговзрыв. В этом случае расчет безопасного расстояния ведется по формуле
/>м, (2.9)
где С – вес (масса)активного заряда, кг;
D – наименьший линейныйразмер пассивного заряда, равный ширине заряда или удвоенной его высоте, м;
Кd –коэффициент, зависящий от свойства активного и пассивного зарядов ВВ и ихрасположения (таблица А.2 Приложение А).
2.2.3 Безопасныерасстояния по разлету осколков
Для расчета безопасныхрасстояний по разлету осколков за безопасное расстояние был принят удвоенныйминимально допустимый радиус опасной зоны при взрыве наружного заряда.
/> м, (2.10)
Параметры сейсмовзрывнойволны не рассчитываются, т.к. принимается, что заряд поверхностный [12].
Таким образом, израсчетов следует, что ближайший к месту проведения работ населенный пунктМуксиново не попадает в зону действия поражающих факторов. Однако безопасныерасстояния не соблюдены по действиям на людей, ликвидирующих затор и на ящик составшимися зарядами Аммонита 6ЖВ массой 35 кг (рисунок 2.2).
/>
Рисунок 2.2 – Зонывоздействия поражающих факторов на окружающую среду, взрывников и ящик сзарядами
При таком взрыве получилисерьезные травмы головы два взрывника, находившихся в зоне средних разрушений.Ящику со взрывчатыми материалами передалось инициирующее действие и произошладетонация взрывчатых веществ [7].
Рассчитаем параметрывзрыва ящика с Аммонитом 6ЖВ, если масса взрывчатых веществ в нём равна 35 кг.
2.3 Определениепараметров взрыва Аммонита 6ЖВ массой 35 кг
Расстояния воздействиявоздушной ударной волны условно делят на пять зон. Используя формулу (2.3.) итаблицу А.1 Приложения А, определим радиусы зоны растекления, в которойизбыточное давление во фронте ударной волны равно менее 10 кПа:
/> м, (2.11)
Зона слабых разрушений(10…20 кПа), в которой будут наблюдаться частичные повреждения рам, дверей,нарушение штукатурки и внутренних легких перегородок:
/> м, (2.12)
Зона средних разрушений(20…30 кПа), которой присущи разрушения внутренних перегородок, рам, дверей,бараков, сараев и т.п.:
/> м, (2.13)
Зона сильных разрушенийимеет следующие характеристики: разрушение малостойких каменных и деревянныхзданий, опрокидывание железнодорожных составов, повреждение линий электропередачи,давление во фронте ударной волны от 30…50 кПа, радиус действия равен:
/> м, (2.14)
Зона полных разрушений,характеризуемая проломом прочных кирпичных стен, полным разрушениемкоммунальных и промышленных сооружений, повреждение мостов и железнодорожного полотна:
/> м, (2.15)
Избыточное давление вофронте ударной волны (Рф) рассчитывается по формуле (2.2):
/> кПа
где: ΔРф — избыточное давление, кПа;
qэ — тротиловый эквивалент взрыва (qэ = 0,5·q = 0,5·35 = 17,5 кг, q — мощность взрыва, 35 кг);
R — расстояние от центравзрыва, 3 м.
По формуле (2.10)минимальное безопасное расстояние для человека по действию на него ударнойволны рассчитаем по формуле:
/> м,
Безопасное расстояние поразлету осколков рассчитывается согласно пункту 2.2.2 и за безопасноерасстояние принимается удвоенный минимально допустимый радиус опасной зоны привзрыве наружного заряда.
/> м, (2.16)
Находим импульс волныдавления i по формуле:
i = 123∙ (34,6)0,66 /3 = 425,2 Па · с, (2.17)
Исходя из проведенныхрасчетов, бригада взрывников попадает в зону избыточного давления, приводящегок летальному исходу. Обстановка по действию поражающих факторов нанесена накарту, приведенную на рисунке 2.3 [13,15].
/>
Рисунок 2.3 – Обстановкав зоне ЧС, вызванной взрывом ящика с Аммонитом массой 35 кг
Таким образом, учитываярисунок 2.2 и вышеизложенные расчеты можно судить о действии поражающихфакторов на инфраструктуру поселка Муксиново, а также на команду взрывников, втом числе автомобиль, находящийся на берегу.
Так как здания в поселкеМуксиново, попадающие в зону растекления, преимущественно деревянныеодноэтажные, то степень их разрушения определяется разбитыми стеклами иразвалившимися старыми гнилыми сооружениями. Автомобиль, стоящий на берегу,также попадает в зону растекления и может передать механическое воздействие навзрывчатые материалы внутри кузова, что может привести к пожару и взрыву.Команда взрывников получает смертельные травмы, несовместимые с жизнью.
3. Расчет безопасныхрасстояний при хранении взрывчатых веществ на складе ЗАО «Бурибаевский гок»
Взрывобезопасностьнеобходимо обеспечивать не только при проведении взрывных работ, но и прихранении взрывчатых веществ на складах. Основным подходом в решении даннойпроблемы является обеспечение безопасных расстояний на стадии проектированияместорасположения хранилища до близлежащих населенных пнуктов.
Согласно «Инструкциипо определению безопасных расстояний при взрывных работах и хранении взрывчатыхматериалов», склад взрывчатых веществ должен располагаться на безопасномрасстоянии от ближайшего населенного пункта при условии, что во взрыве будетучаствовать вся масса хранимых взрывчатых веществ [8].
Наибольшее количествовещества, способного участвовать во взрыве определяется массой взрывчатыхматериалов, находящихся во всех хранилищах склада, и составляет 120,3 тонн примаксимальной загрузке.
Целью данного разделаявляется – расчет безопасных расстояний от склада взрывчатых веществ доблизлежащих населенных пунктов, оценка риска возникновения такого взрыва.
3.1 Безопасные расстоянияпо действию воздушной ударной волны на здания и сооружения
По месту расположенияотносительно земной поверхности склады взрывчатых материалов разделяются наповерхностные, полууглубленные, углубленные и подземные.
К поверхностным относятсясклады, основания хранилищ которых расположены на уровне поверхности земли; кполууглубленным — склады, здания хранилищ которых углублены в грунте нижеземной поверхности не более чем на карниз; к углубленным — у которых толщагрунта над хранилищем составляет менее 15 м, и к подземным – у которых толщагрунта соответственно — более 15 м.
В зависимости от срокаэксплуатации склады разделяются на:
— постоянные — 3 года иболее,
— временные — до трехлет,
— кратковременные — доодного года, считая эти сроки с момента завоза взрывчатых материалов.
По назначению складывзрывчатых материалов разделяются на базисные и расходные.
Безопасные расстояния подействию ударной воздушной волны при выборе местоположения складов взрывчатыхматериалов и тому подобных мест хранения взрывчатых материалов, а также привыборе мест размещения иных объектов в отношении складов взрывчатых материаловмогут приниматься согласно формулам (2.3) – (2.10).
При расчете радиусов действиявоздушной ударной волны принято выделять пять характерных зон по степенибезопасности:
1) зона расстекления, вкоторой отсутствуют повреждения, но могут быть разбиты стекла (первая степеньбезопасности);
2) зона слабых разрушений,в которой происходит полное разрушение застекления, частичные повреждения рам,дверей, нарушение штукатурки и внутренних легких перегородок (вторая степеньбезопасности);
3) зона среднихразрушений, в которой происходит разрушение внутренних перегородок, рам,дверей, бараков, сараев (третья степень безопасности);
4) зона сильныхразрушений, в которой разрушаются малостойкие конструкции (четвертая степеньбезопасности);
5) зона полных разрушений[8,12].
Расчет безопасныхрасстояний по действию воздушной ударной волны на здания и сооруженияпроизводится согласно Единым правилам безопасности при взрывных работах ПБ13-407-01, по формулам:
для зоны растекления:
/> м, (3.1)
для зоны слабыхразрушений:
/> м, (3.2)
для зоны среднихразрушений:
/> м, (3.3)
для зоны сильныхразрушений:
/> м, (3.4)
для зоны полных разрушений:
/> м, (3.5)
где кв — коэффициент, значение которого зависит от условий расположения и массы заряда,а также от степени допускаемых повреждений зданий и сооружений (принимается потаблице А.1 Приложения А);
С – масса заряда взрывчатоговещества, 112300 кг.
Избыточное давление вофронте ударной волны (Рф) рассчитывается по формуле (2.1):
/>кПа
где: ΔРф — избыточное давление, кПа;
qэ — тротиловый эквивалент взрыва (qэ = 0,5·q = 0,5·112300 = 56,150 кг, q- мощность взрыва, 112300 кг);
R — расстояние от центравзрыва до близлежащей деревни Макан, м.
Таким образом, полученныев результате расчетов расстояния нанесены на карту на рисунке 3.1.
/>
Рисунок 3.1 – Зоныдействия избыточного давления воздушной ударной волны
Ближайший населенныйпункт деревня Макан попадает в первую зону безопасности. Остальные безопасныерасстояния не превышают фактические, значит при ЧС, вызванной взрывом на складевзрывчатых веществ, здания и сооружения деревни Макан получат повреждения пятойстепени, т.е. незначительные случайные повреждения застекления.
3.2 Оценка возможностивозникновения аварии
Оценка риска авариипроводится по «Методическим указаниям по проведению анализа риска опасныхпроизводственных объектов Госгортехнадзора РФ» [11].
Возможные аварии наобъекте ранжируют по тяжести последствий (катастрофические, критические,некритические и с пренебрежимо малыми последствиями), в соответствие которым, ввиде таблицы, ставятся вероятности их реализации в год на данном объекте.
Категории аварий всоответствии с ГОСТ Р 27.310-93 трактуются следующим образом:
— катастрофический –приводит к смерти людей, потере объекта, наносит невосполнимый ущерб окружающейсреде (категория А);
— критический(некритический) – угрожает (не угрожает) жизни людей, потере объекта,окружающей среде (категория В);
— с пренебрежимо малымипоследствиями – не относится ни к одной из предыдущих категорий.
Применительно к случаювзрыва на складе ОАО «Бурибаевский ГОК» частоты (вероятности) итяжесть аварии трактуются следующим образом:
Частая авария –происходящая несколько раз в год на складе взрывчатых материалов.
Вероятная авария –единичные случаи за все время существования объекта.
Возможная авария –единичные случаи на аналогичных объектах в горнорудной промышленности.
Редкая авария – единичныеслучаи в истории аналогичных объектов в мире.
Практически невероятнаяавария – принципиально возможная, хотя в мировой практике не имевшаяпрецедентов.
Для нашего случая ни однаиз аварий к «катастрофическому исходу» не приводит, так как населениеи близлежащие населенные пункты не страдают даже в случае взрыва всей массывзрывчатого вещества на складе.
Наиболее опасный вариантаварии – взрыв взрывчатых материалов после загорания в хранилищах илиавтомобиле, когда угроза жизни не является неизбежной и существует возможностьэвакуации, отнесем к критическому случаю [5,11].
К некритическому случаюотнесем сгорания взрывчатых материалов на складе или в автомобиле, приводящие ксущественным повреждениям автомобиля или хранилищ и оборудования склада.
Случаи предотвращенныхаварий отнесем к авариям с пренебрижимо малыми последствиями.
Учитывая статистику обавариях, а также то, что за годы функционирования объекта аварий на нем незарегистрировано, ожидаемую частоту аварий в год оценим следующим образом:
— частая ( Р = 1 ),
— вероятная авария –случаи предотвращенных аварий (0,01
— возможная авария –случаи аварийного сгорания хранящихся и перевозимых промышленных взрывчатыхматериалов, которые наблюдались неоднократно в отечественной и мировой практике(0,0001
— редкая авария – случаивзрыва, которые регистрируются как единичные случаи в мировой практике храненияпромышленных ВМ (0,000001
— практически невероятная(Р
Результаты анализа рискапредставлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Матрица «вероятность-тяжестьпоследствий» аварий на складе взрывчатых материалов.Авария Ожидаемая частота возникновения в год Катастрофический исход
Критический
исход Некритический исход Исход с пренебрежимо малыми последствиями Частая >1 невозможна невозможна невозможна невозможна Вероятная 1-0,01 невозможна невозможна невозможна
возможна, достаточен качеств.
анализ риска Возможная 0,01 – 0,0001 невозможна невозможна
возможна, желателен количеств.
анализ риска
возможна, достаточен качеств.
анализ риска Редкая 0,0001 – 0,0000 01 невозможна
возможна, желателен количеств.
анализ риска
возможна, достаточен качеств.
анализ риска возможна, анализ риска не требуется Практически невероятная возможна, желателен количеств.
анализ риска
возможна, достаточен качеств.
анализ риска
возможна, достаточен качеств.
анализ риска возможна, анализ риска не требуется
Из таблицы 3.1 видно, чториск функционирования склада ОАО «Бурибаевский ГОК» является условноприемлемым, количественный анализ риска не обязателен.
Проведениеколичественного анализа риска для какого-либо объекта имеет целью обосноватьвнесение изменений в существующую практику функционирования объекта, чтобыдовести риск до приемлемого. В данном случае это типовой объект, сооруженный потиповому проекту, и размещен в соответствии с требованиями ЕПБ при ВР [8]. Всвязи с этим необходимость в количественном анализе риска возникает лишь принеблагополучном положении на складах такого типа в целом по отрасли.
Таким образом,существующее состояние безопасности на складе ВМ данного типа позволяетограничиться качественным анализом риска.
4. Оценка индивидуальногои социального риска
Оценка индивидуальногориска позволяет проанализировать необходимость проведениявозможных и достаточных мер для уменьшения взрывной опасности [11]. Индивидуальныйриск – характеризует вероятность (частота) возникновения опасных факторовпожара и взрыва, возникающая при аварии в определенной точке пространства.Характеризует распределение риска.
4.1 Метод оценкииндивидуального риска
Вероятность реализацииразличных сценариев аварии рассчитывают по формуле:
Q(A) = Qав·Q(A)ст, (4.1)
где Qав – вероятность взрыва единичногозаряда Аммонита 6ЖВ, принимается равным 10-5;
Q(A)ст – статистическая вероятность развития аварииопределяют по таблице 4.1
Таблица 4.1 — Статистические вероятности различных сценариев развития аварииСценарий аварии Вероятность Безопасные расстояния меньше фактических, взрыв ящика с запасом Аммонита 6ЖВ не происходит 0,774 Безопасные расстояния превышают фактические, но взрыв ящика с взрывчатыми материалами не развивается 0,164 Безопасные расстояния превышают фактические, ящик с взрывчатыми материалами взрывается 0,062 Итого 1
Вероятность взрыва ящикас запасом взрывчатых материалов с образованием воздушной ударной волны:
Qи.д = 10-5 · 0,164 = 0,164·10-5год -1
Вероятности развития авариив остальных случаях принимают равными 0.
Из расчетов раздела 2 нарасстоянии 3 м избыточное давление DР составляет 285,9 кПа; импульс i волны давления – 425,2 Па · с;
Индивидуальный риск R, год-1, определяют поформуле
/>,(4.2)
где QП — условная вероятность поражения человека;
Q(A) — вероятность реализации аварий;
п — число ветвейлогической схемы.
Условная вероятностьпоражения человека избыточным давлением, развиваемым при взрыве 35 кг Аммонита6ЖВ QП и.д. определяется по таблице 4.2. Длячего в начале определяется «пробит»-функция Рr, которая рассчитывается по формуле:
Рr = 5 – 0,26·ln·(V), (4.3)
/>, (4.4)
/>= 6,47
Рr = 5 – 0,26·ln·(6,47)= 4,515
Тогда из таблицы 4.2получаем, что условная вероятность поражения человека равна 30%.
Таблица 4.2 — Значенияусловной вероятности поражения человека в зависимости от Рr
Условная
вероятность поражения, %
Рr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 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
По формуле (4.2)определяем индивидуальный риск:
R = 0,164·10-5· 0,3 = 4,92·10-7 год-1.
Из анализа расчетов следует,что индивидуальный риск равен 4,92·10-7 год-1 илежит в промежутке 10-8 год-1
4.2 Метод оценкисоциального риска
Длявычисления социального риска территория вокруг эпицентра взрыва делится на двезоны поражения. Для каждой из зон определяется средняя условная вероятностьпоражения человека и среднее число людей, находящихся в данной зоне,рассчитывается ожидаемое число погибших N. В случае если при любом вариантеразвития аварийной ситуации N меньше 10 (в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 социальныйриск допускается оценивать по поражению не менее 10 человек), социальный рискпринимается равным 0 [20].
5. Молниезащита складавзрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский гок»
В соответствии сФедеральным Законом «О защите населения и территории от ЧС природного итехногенного характера» для обеспечения безопасности на складе взрывчатыхвеществ необходимо спроектировать молниезащиту [21].
Цель данного разделазаключается в расчете основных характеристик двойного стержневого молниеотвода.
5.1 Методикапроектирования зоны защиты двойного стержневогомолниеотвода
Молниеотвод считается двойным, когда расстояние между стержневымимолниеприемниками L не превышает предельной величины Lmax. В противном случае обамолниеотвода рассматриваются как одиночные.
Конфигурация вертикальных и горизонтальных сечений стандартных зонзащиты двойного стержневого молниеотвода (высотой h и расстоянием L между молниеотводами)представлена на рисунке 5.1.
/>
Рисунок 5.1 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусовс габаритами h0, r0) производится по формулам таблицы 5.1 для одиночных стержневыхмолниеотводов.
Таблица 5.1 — Расчет зоны защиты одиночного тросового молниеотвода
Надежность защиты рз Высота молниеотвода h, м
Высота конуса h0, м
Радиус конуса r0, м 0,9 От 0 до 150 0,87h 1,5h 0,99 От 0 до 30 0,8h 0,95h От 30 до 100 0,8h
[0,95-7,14×10-4(h-30)]h От 100 до 150 0,8h
[0,9-10-3(h-100)]h 0,999 От 0 до 30 0,75h 0,7h От 30 до 100
[0,75-4,28×10-4(h-30)]h
[0,7-1,43×10-3(h-30)]h От 100 до 150
[0,72-10-3(h-100)]h
[0,6-10-3(h-100)]h
Размеры внутренних областей определяются параметрами h0и hc, первый из которыхзадает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй — минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами. При расстоянии междумолниеотводами L £ Lc граница зоны не имеетпровеса (hc = h0). Для расстояний Lc £ L ³ Lmax высота hcопределяется по выражению:
/> (5.1)
Входящие в него предельные расстояния Lmax и Lc вычисляются поэмпирическим формулам табл. 3.6, пригодным для молниеотводов высотой до 150 м.При большей высоте молниеотводов следует пользоваться специальным программнымобеспечением [16,26].
Таблица 5.2 — Расчет параметров зоны защиты двойного стержневогомолниеотвода
Надежность защиты Рз Высота молниеотвода h, м
Lmax, м
L0, м 0,9 От 0 до 30 5,75h 2,5h От 30 до 100
[5,75-3,57×10-3(h-30)]h 2,5h От 100 до 150 5,5h 2,5h 0,99 От 0 до 30 4,75h 2,25h От 30 до 100
[4,75-3,57×10-3(h-30)]h [2,25-0,01007 (h-30)]h От 100 до 150 4,5h 1,5h 0,999 От 0 до 30 4,25h 2,25h От 30 до 100
[4,25-3,57×10-3(h-30)]h [2,25-0,01007 (h-30)]h От 100 до 150 4,0h 1,5h
Размеры горизонтальных сечений зоны вычисляются по следующимформулам, общим для всех уровней надежности защиты:
максимальная полуширина зоны rх в горизонтальном сечениина высоте hx:
/> (5.2)
длина горизонтального сечения Lx на высоте hx ³ hc:
/> (5.3)
причем при hx Lx = L/2;
ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами 2rcxна высоте hx £ hc:
/> (5.4)
Пользуясь данной методикой можно спроектировать молниезащиту длясклада Аммонита 6ЖВ ОАО «Бурибаевский ГОК».
5.2 Расчет зоны защиты двойного стержневого молниеотвода для складавзрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский ГОК»
Исходными данными длярешения поставленной задачи являются:
Длина здания склада L = 100 м;
Высотамолниеотвода h= 20 м;
Необходимаястепень защиты Рз = 0,999.
Из таблицы5.1 определяются высота и радиус конуса защиты:
h0= 0,7 ∙ h = 0,7 ∙ 20 = 14 м,
r0= 0,6 ∙ h = 0,6 ∙ 20 = 12 м,
Из таблицы 5.2 определяются предельная величина Lmax и величина Lc:
Lmax = 4,25 ∙ h = 4,25 ∙ 20 = 85м,
Lc = 2,25 ∙ h = 2,25 ∙ 20 = 45 м,
Учитывая условие Lc £ L ³ Lmax, можно определить высотуhc:
hc = /> м,
Определим длину и ширину горизонтального сечения на высоте hх = 3 м (hх
lx = L/2 = 100/2= 50 м,
rcx= />м,
rx = />м,
Определим длину и ширину горизонтального сечения на высоте hх = 10 м (hх > hс):
lx = />м,
rx = />м,
По данным расчетам на рисунке 5.2 приведен чертеж молниезащиты длясклада взрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский ГОК».
/>
Рисунок 5.2 – Молниезащита, рассчитанная для склада взрывчатыхвеществ ОАО «Бурибаевский ГОК»
Таким образом, изучена методика проектирования стержневогомолниеотвода и рассчитаны основные параметры двойного стержневого молниеотводадля склада взрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский ГОК» [5].
Высота молниеотвода равна 20, высота молниеприемника — 6 метров,радиус защиты 12 м.
Данная молниезащита обеспечивает 0,999 надежность защиты.
6. Мероприятия пообепечению противовзрывной защиты
Противовзрывнаябезопасность обеспечивается как при хранении на складах взрывчатых веществ, таки при проведении взрывных работ по ликвидации весенних заторов. Важно отметить,что одним из самых распространенных методов обеспечения противовзрывной защиты– это соблюдение техники безопасности при обращении и хранении взрывчатыхвеществ, а также всевозможные технические решения по снижению риска возникновенияаварийных ситуаций [29].
Целью данного разделаявляется разработка необходимых требований по обеспечению противовзрывнойзащиты.
6.1 Обеспечениепротивовзрывной защиты на складе взрывчатых веществ ОАО «Бурибаевский ГОК»
Для склада взрывчатыхматериалов емкостью 50 т и более должны разрабатываться декларация безопасностии план ликвидации аварий, определяющий порядок действий в аварийных ситуациях.Такие планы для складов (кроме подземных) подлежат утверждению юридическимвладельцем склада, руководителем организации (шахты, рудника, карьера и т.п.)по согласованию с территориальными органами ГПС. Для подземных складоввзрывчатых материалов меры по ликвидации возможных аварий должны включаться вобщий План ликвидации аварий [5, 7].
Для предотвращенияаварийных ситуаций на складе необходимо выполнять мероприятия по уменьшениюриска их возникновения, а именно:
— проектировать хранилищас учетом требований пожарной безопасности (очистка территории склада и вокругнее от растительности, применение по возможности негорючих материалов для оборудованияпомещений);
— содержать в техническиисправном состоянии системы противопожарной безопасности, проводить ихсвоевременную ревизию и ремонт;
— содержать в техническиисправном состоянии систему молниезащиты, электроснабжения, проверятьзаземления, осуществлять своевременный ремонт;
— постоянные и временныесклады взрывчатых материалов должны иметь два вида освещения — рабочее ирезервное (аварийное).
— соблюдать требования поусловиям хранения ВМ;
— строго ограничитьпропускной режим на складе, обеспечить надежную охрану склада.
— содержать в техническиисправном состоянии средства связи и проводить своевременный ремонт ограждениясклада;
— организовыватьаттестацию лиц, ответственных за проведение работ на складе взрывчатыхматериалов; проверять знания персонала норм ЕПБ при ВР и пожарной безопасности;
— вырубать на территориисклада и запретной зоны вокруг него деревья и кустарники, а сухая трава,заросли, хворост и другие легковоспламеняющиеся предметы должны быть убраны.
— разрабатыватьмероприятия по совершенствованию взрывного дела.
Кроме того, хранилищавзрывчатых материалов постоянных складов должны устраиваться из несгораемыхматериалов.
При устройствекаркасно-засыпных стен и перегородок в качестве засыпки разрешается применятьтощий бетон, шлак или пропитанные известковым молоком опилки.
Стены каркасно-засыпных ибревенчатых хранилищ взрывчатых материалов и перегородки должны быть покрытынесгораемым составом или оштукатурены с внутренней и наружной сторон.Деревянные потолки в хранилищах взрывчатых материалов должны быть оштукатуреныили покрыты несгораемым составом [8,20].
В местностях с сухимклиматом разрешается возведение глинобитных хранилищ, а также хранилищ изсырцового или саманного кирпича.
Крыши хранилищ должныбыть сооружены из несгораемых материалов или покрыты несгораемым составомизнутри и снаружи.
Хранилища необходимоустраивать так, чтобы температура воздуха в них не могла подниматься выше 30°С.Каждое из хранилищ должно иметь чердачное помещение (при железобетонныхперекрытиях устройство чердачных помещений не обязательно).
Для снижения действияпоражающих факторов потенциально возможных ЧС, вызванных авариями было быактуально:
— обеспечить периметрхранилища камерами наблюдения;
— прожекторы установитьне только по внешнему контуру, но и на самой территории, для лучшего наблюденияза территорией склада;
— телефон и пунктрадиосвязи установить как минимум в трех местах, а не в одном, как этосуществует в данный момент.
При проведении взрывныхработ по охране объектов от повреждения ледоходом и паводковыми водамидопускается кратковременное (не более 30 суток) хранение взрывчатых материаловна специальных площадках. Для производства массовых взрывов, геофизических идругих разовых работ срок кратковременного хранения взрывчатых материалов недолжен превышать 90 суток. При этом во всех случаях взрывчатые материалынеобходимо размещать на деревянном настиле высотой не менее 20 см от земли ипод навесом или брезентовым покрытием.
6.2 Обеспечение безопасностиведения взрывных работ
Взрывные работы требуют профессиональногоотбора и обязательной аттестации лиц, привлекаемых для ликвидации весеннихзаторов. Ежегодно в предпаводочный период группа взрывников в количестве 5человек проверяется специальной комиссией на готовность к проведению взрывныхработ. На основании чего выдается разрешение на проведение взрывных работ поликвидации весенних заторообразований.
Непосредственно передвзрывом льда производится инструктаж лиц, занятых на взрывных работах.
Взрывание зарядоввзрывчатых веществ должно проводиться по оформленной в установленном порядкетехнической документации (проектам, паспортам и т.п.). С такими документамиперсонал, осуществляющий буровзрывные работы, должен быть ознакомлен подроспись. Разовые взрывы зарядов в шпурах для доведения контура выработки доразмеров, предусмотренных проектом, удаления навесов, выравнивания забоя,подрывки почвы выработки, расширения выработки при перекреплении и опытномвзрывании, а также в целях ликвидации отказов разрешается проводить по схемам.Схема составляется и подписывается лицом технического надзора, осуществляющимнепосредственное руководство взрывными работами, и на шахтах, опасных по газуили пыли, подлежит утверждению техническим руководителем шахты. В схемеуказываются расположение шпуров, масса и конструкция зарядов, местарасположения постов и укрытия взрывника, необходимые дополнительные мерыбезопасности. Со схемой под роспись должен быть ознакомлен взрывник (мастер-взрывник)[8].
По прибытию на местоликвидации необходимо провести разведку ледяного покрова и торосистых мест. Ледпроверяется не менее чем двумя рабочими, которые двигаются на расстоянии 3…4 мдруг от друга, идущий впереди проверяет пешней лед. Если пешня пробивает лед содного удара, прекращается движение в этом направлении и выбирается другойпуть. Передвижение по льду в туман, пургу, сильный снегопад запрещается.
Взрывник, находящийся нанепрочном льду, должен быть в спасательном жилете, иметь багорик и легкуюдоску, по которой передвигается. Старший взрывник должен иметь спасательнуюверевку для оказания первой помощи пострадавшим.
Далее определяетсябезопасное расстояние для людей, которое зависит от вида работ, массыодновременно взрываемых зарядов и глубины их погружения в воду. Определиврасстояние, взрывники укладывают в лодку или ящик не более 20 зарядов массой до40 кг и укрывают их брезентом.
Заряды, боевики идетонаторы к лункам подносят только взрывники. Запрещается инициированиезарядов или сети детонационного шнура в пределах опасной зоны с мотокатера или моторной лодки.
Бросание зарядов наплывущие льдины, на участки уплотнения шуги или заторы с берега, либонепосредственно с защищаемого сооружения допускается в исключительных случаях.Такую работу может выполнять только взрывник, имеющий практический стаж наледокольных работах не менее двух сезонов. Заряды необходимо бросать по одному.
Длина огнепроводногошнура (зажигательной трубки) бросаемых зарядов должна быть не менее 15 и неболее 25 см.
При производстве взрывныхработ обязательна подача звуковых, а в темное время суток, кроме того, исветовых сигналов для оповещения людей. Запрещается подача сигналов голосом, атакже с применением взрывчатых материалов.
Значение и порядоксигналов:
а) первый сигнал — предупредительный (один продолжительный). Сигнал подается при вводе опаснойзоны;
б) второй сигнал — боевой(два продолжительных). По этому сигналу проводится взрыв;
в) третий сигнал — отбой(три коротких). Он означает окончание взрывных работ.
На заторах и льдинах вовремя взрывов находиться запрещено. На границах опасной зоны выставляют постыохраны, у них должны быть красные флажки. В необходимых случаях можно привлечьсотрудников милиции [8,13].
Таким образом, в разделепредставлены основные требования взрывобезопасности при обращении взрывчатыхвеществ.
Рассмотрены техническиерешения по повышению устойчивости функционирования склада ОАО «БурибаевскийГОК».
В следующем разделе будутпредложены патентные проработки, позволяющие снизить вероятность возникновениявзрыва при хранении и использовании взрывчатых веществ.
7. Патентная проработка,обеспечивающая безопасность обращения аммонита 6ЖВ
Современное общество всебольше и больше старается оградить себя и окружающую природную среду от вредныхвлияний техносферы. Поэтому актуальны стали разработки новых веяний различныхтехнологий. При защите населения и территории от взрывов конденсированныхвзрывчатых веществ, необходимо обеспечить безопасность при хранении инепосредственном использовании взрывчатых веществ [14]. Цель данного раздела –предложить новые методы для обеспечения безопасности склада взрывчатых веществи проведения взрывных работ при ликвидации затора.
7.1 Способ и устройстводля защиты конструкций
Способ защитыконструкций, содержащих />/>/>/>взрывчатые />/>/>/>вещества, заключается в подрыведополнительного заряда взрывчатого вещества, который отличается тем, что передзащищаемой конструкцией (склад взрывчатых веществ) размещают экран, на его внутреннююповерхность наносят взрывчатое вещество, которое при помощи каналов,заполненных взрывчатым веществом, соединяют с внутренней поверхностью основноговзрывчатого вещества, прилегающего к метаемой пластине. Причем экранрасполагают по отношению к внешней поверхности основного взрывчатого веществана расстоянии:
/>, (7.1)
/>, (7.2)
/>, (7.3)
где /> — расстояние междуэкраном и преградой;
х — расстояние от точкисоударения тела с экраном до детонационного канала;
l0 — толщина экрана снанесенным на него слоем ВВ;
l' — толщина основногозаряда ВВ;
D — скоростьдетонационной волны в инициирующем ВВ;
/> — средняя скорость движения телачерез экран и нейтральный слой (воздух, наполнитель) толщиной />.
Данная конструкцияпозволяет защитить склад от механических воздействий, в частности передачиинициирующего действия от других взрывов. А также позволит защитить на некотороевремя от начавшегося пожара [25].
7.2 Способ защитыокружающей среды от продуктов взрыва
Изобретение относится ксредствам защиты от воздействия взрыва и предназначено для повышениябезопасности вблизи взрывоопасных объектов в аварийных ситуациях. Техническимрезультатом изобретения является ослабление взрывной ударной волны и поглощениевредных диспергированных частиц при взрыве и может быть использовано притранспортировании и хранении взрывоопасных объектов, содержащих взрывчатые ирадиоактивные вещества. Для этого создают преграду вокруг взрывоопасногообъекта. Преграду выполняют в виде двух слоев, один за другим. При этом первыйслой рассекателей размещают по радиусу на пути расходящихся от эпицентрапродуктов взрыва (ПВ) с содержащимися в них опасными диспергированнымичастицами. Второй слой размещают на пути сформированных струйных течений сзазором по отношению к первому. Преграду из второго слоя выполняют изфрагментов-поглотителей (ФП), сорбирующих опасные />/>вещества импактированием, и с радиальным смещением ФП поотношению к рассекателям первого слоя. Зазор между слоями рассекателей и ФПзаполняют пеноаэрогелеобразующей массой, взаимодействующей с газовыми потоками.При этом аэробаллистические параметры, массу, количество и размеры ФП выбираютиз соотношения:
/>, (7.4)
где V — средняя скоростьразлета рассекателей, определяемая давлением продуктов взрыва,аэробаллистическим коэффициентом и массой каждого рассекателя и каждого ФП; N — количество рассекателей; /> — время газодинамической фильтрации (время прохода ПВчерез слои); А — размер ФП, поглощающего вредные />/>вещества, сконцентрированные газодинамическими струями, послепрохождения первого слоя [25].
/>
Рисунок 7.1 – Схемапреград, позволяющих обеспечить безопасность окружающей среды при взрыве
Выводы
В ходе разработки дипломнойработы:
— изучены специфика заторных наводнений, взрывной метод ликвидациизаторов на реках и взрывчатые вещества, используемые при таких работах;
— смоделирована аварийная ситуация, происшедшая вследствие взрываАммонита 6ЖВ при проведении взрывных работ и проанализирована вероятность еёвозникновения;
— рассчитаны безопасные расстояния при хранении и непосредственномиспользовании взрывчатых материалов;
— проанализирован риск возникновения техногенной аварии на складевзрывчатых материалов и оценен индивидуальный риск при проведении взрывныхработ по ликвидации затора;
— спроектирована молниезащита для склада взрывчатых веществ;
— рассмотрены основные мероприятия по обеспечению противовзрывнойзащиты и предложены новые способы противовзрывной безопасности при хранении ииспользовании взрывчатых материалов – защита конструкций и окружающей природнойсреды.
Список литературы
1. В.А. Вузин, А.Г. Василевский,А.Б. Векслер, Методические рекомендации по предотвращению образованияледовых заторов на реках РФ и борьбе с ними, М., ФЦВНИИ ГОЧС, 2008
2. Руднев А.С. Опыт борьбы с заторами льда на Лене. ТрудыКСГ, вып. 56, 1970
3. Попов Е.Г. Заторы льда и проблемы борьбы с ними. — Метеорология и гидрология, 1968, № 8
4. Фаухутдинов А.А., Методические рекомендации председателям противопаводковыхкомиссий муниципальных образований Республики Башкортостан по выполнениюкомплекса противопаводковых мероприятий, Уфа, 2006
5. Декларацияпромышленной безопасности «Базисный склад взрывчатых материалов ОАО „БурибаевскийГОК“, 2003
6. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.Учебник для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательский центр „Академия“,2003. — 336с
7. Безопасность взрывных работ в промышленности. М.,Недра,1992 г.
8. Единые правила безопасности при взрывных работах, ПБ13-407-01, М. ГУП „Научно-технический центр по безопасности впромышленности Госгортехнадзора России“. 2001 г.
9. Б.А.Эпов. Основы взрывного дела. М., 1974 г.
10. Защита населений и территорий в чрезвычайных ситуациях,под общей редакцией Фалеева М.И., ГУН ОБЛИЗДАТ, Калуга, 2001, — 207 с.
11. Методические указания по проведению анализа риска опасныхпроизводственных объектов, РД 03-418-01, Госгортехнадзор РФ, 2001 г.
12. Методические указаниядля практических занятий по курсу „Тактика спасательных работ и ликвидациипоследствий чрезвычайных ситуаций“. Составитель: Ю.М.Планида.
13. Руководство поподрывным работам (РПР-69), Воениздат, М-69.
14. Взрывчатые вещества:учеб. пособие Красногорская Н. Н., Эйдемиллер Ю. Н., Планида Ю. М, Ганцева Е.М. УГАТУ — Уфа: УГАТУ, 2006. — 78 с.
15. Методическиерекомендации по проведению взрывных работ по ликвидации заторов, ЗАО „БурибаевскийГОК“, 2007 – 25 с.
16.СО 153-34.21.122-2003 „Инструкция по устройствумолниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций“
17.ГОСТ Р 22.0.06-95 Источники природных чрезвычайныхситуаций. Поражающие факторы
18. ГОСТ Р 22.0.11-99 Предупреждение природных ЧС
19. ГОСТ Р 22.0.05-94 „Техногенные чрезвычайные ситуации“,
20. ГОСТ Р 12.3.047-98 „Пожарная безопасностьтехнологических процессов“
21. ФЗ РФ „О защите населения и территорий отчрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера“ от 18.12.2006 N232-ФЗ
22. Постановление от 21 мая 2007 г. N 304 „Оклассификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера“
23. Красногорская Н.Н., Ганцева Е.М., Планида Ю.М.,Эйдемиллер Ю.Н., Тезаурус, Уфа, 2003
24. http\\www.mchsrb.ru Отчёт о паводках за 2006, 2007 года
25. http\\www.fips.ru
26. Шойгу С.К., Обеспечение мероприятий и действий силликвидации ЧС, 1, 2 и 3 книги, М., 1997
27. Электронное учебное пособие, Предупреждение и ликвидацияЧС
28. Учебник спасателя, МЧС РФ, М., 1998
29. Аварии и катастрофы, предупреждение и ликвидация последствий,М., 1996, Книга 2, — 321 с.
30. Годовой отчёт о деятельности федеральной службы поэкологическому, технологическому и атомному надзору в 2008 году, М, 2009
Приложение
Таблица Б.1 — Классификациявзрывчатых материалов по группам совместимости
Группа совместимости
(опасности) Вещества, изделия А Инициирующие взрывчатые вещества В Изделия, содержащие инициирующие взрывчатые вещества С Метательные взрывчатые вещества и другие дефлагирующие взрывчатые вещества или изделия, содержащие их (бездымный порох) D Вторичные детонирующие взрывчатые вещества; дымный порох; изделия, содержащие детонирующие взрывчатые вещества без средств инициирования и метательных зарядов (детонирующего шнура) Е Изделия, содержащие вторичные детонирующие вещества без средств инициирования, но с метательным зарядом (кроме, содержащих легковоспламеняющуюся жидкость) F Изделия, содержащие вторичные детонирующие вещества, средства инициирования и метательные заряды, или без метательных зарядов G Пиротехнические вещества и изделия, содержащие их N Изделия, содержащие чрезвычайно нечувствительные детонирующие вещества S Вещества или изделия, упакованные или сконструированные так, что при случайном срабатывании любое опасное проявление ограничено самой упаковкой, а если тара разрушена огнем, то эффект взрыва или разбрасывания ограничен, что не препятствует проведению аварийных мер или тушению пожара в непосредственной близости от упаковки