Прогнозування умов та наслідків аварії на хімічно небезпечних об'єктах.

ЗМ1СТ

ВСТУП................................................................................................................ 4

1. Ризик, як оцінка небезпек............................................................................... 5

2. Прогнозування умов та наслідків аварії на хімічно небезпечних об'єктах.. 8

3. Електробезпека при виконанні будівельно-монтажних робіт і експлуатації будівель та споруд............................................................................................................ 13

4. Пожежовибухонебезпечність об'єкта та система попередження пожеж.... 23

5. Блискавкозахист споруджуваних та існуючих будівельних об'єктів......... 26

6. Прогнозування умов і наслідків аварії на радіаційно небезпечних об'єктах……..29

7. Роль і завдання керівного складу підприємств в безпечній організації будівельних робіт....................................................................................................................... 34

ДОДАТОК А.................................................................................................... 37

ДОДАТОК Б...................................................................................................... 40

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ............................................................. 47

ВСТУП

Безпека життедіяльності - одна із наймолодших наук, яка спрямована на вирішення основної проблеми сучасного суспільства України - збереження здоров'я населення. Безпека життедіяльності, як нормативна навчальна дисцип-ліна, підвищує гуманітарну складову при підготовці майбутніх спеціалістів ін-женерного напрямку, а також дає студентам необхідний для подалшої діяль-ності мінімум технічних знань. Професійна освіта покликана забезпечити май-бутнього спеціаліста знаннями, уміннями і навичками безпечної професійної діяльності.

Методичні вказівки мають допомогти студентам оволодіти практичними навичками по розпізнаванню небезпек, запобіганню їм, захисту від них людей,

Ліквідовування наслідків їх проявів, сприянню виховання в людині свідомого ставлення до питань особистої безпеки та безпеки в різноманітних сферах жит-тєвих та трудових відносин.

Методичні вказівки відповідають вимогам робочої навчальної програми з дисципліни «Безпека життедіяльності», складеної на основі галузевого стандар­ту вищої освіти України (ГСВОУ - 04), що введений в дію Наказом Міністра освіти і науки України від 05 жовтня 2004 року, та розробленні у відповідності до «Положення про редакційно-видавничу діяльність в ОДАБА» В1Д 23 грудня 2005 року.

Докладно освітлюються на практичних прикладах з графічним матеріалом слідуючі основні теми: ризик, як оцінка небезпек; прогнозування умов та наслідків аварії на хімічно та радіаційно небезпечних об'єктах; пожежовибухо-небезпечність об'єктів та система попередження пожеж; електробезпека при виконанні будівельно-монтажних робіт і експлуатації будівель та споруд; блис-кавкозахист споруджуваних будівельних об'єктів та існуючих.

Основний текст методичних вказівок розроблений у відповідності до на-вчальних посібників: «Безпека життедіяльності» Скобло Ю.С., Соколовська Т.Б., Мазоренко Д.І., Т1щенко Л.М., Троянов М.М. (2003р.); «Безпека життедія-льності» Желібо С.П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. (2001р., 2005р.); «Безпека життедіяльності» Пістун І.П. (2004р.); «Основи охорони праці» Гандзюк М.П., Желібо Є.П., Халімовський М.О. (2004р.); «Основи охорони праці» Гогіташвілі Г.Г., Лапін В.М. (2005р.); «Цивільна оборона» Стеблюк М.І. (2004р.) за що ав­торам виражається велика вдячність.

Ризик, як оцінка небезпек.

А). Теоретичні передумови.

Ризик - це відношення числа тих чи інших фактичних проявів небезпеки до їх можливого теоретичного числа за певний період часу.

На мал. 1 наведено спрощений варіант визначення прийнятного (допус­тимого ризику). При підвищенні витрат на удосконалення обладнання техніч­ний ризик знижується, але зростає соціальний. Сумарний ризик має мінімум, коли створено необхідне співвідношення між інвестиціями в технічну і соціа­льну сферу. Ці обставини треба ураховувати під час вибору прийнятного ризи­ку. Рівень прийнятного ризику за міжнародною домовленістю вирішено раху­вати в межах 10^-7... 10^-6 (смертельних випадків люд^-1-рік^-1), а величина 10^-6 є ма­ксимально прийнятим індивідуальним ризиком.

Мал. 1. Визначення прийнятного ризику.

Витрати, грн

У технічній сфері поняття ризику визначають дещо інакше в порівнянні зі звичайними оцінками. Так, за ризик мають кількісну характеристику дії небез­пек, які формуються за конкретною діяльністю людини, чи інакше - кількість смертельних випадків, випадків захворювання, тимчасової та стійкої непраце­здатності (інвалідності), які спричинені дією на людину конкретної небезпеки і належать до певної кількості жителів (робітників).

Методи визначення ризику:

а). Інженерний - спирається на розрахунки частоти проявлення небезпек та ймовірний аналіз.

б). Модельний - базується на моделювання впливу небезпек на людину і на групи людей.

в). Експертний - ймовірність небезпек визначається спеціалістами - експер­тами.

г). Соціологічний - базується на опитуванні населення.

д). Статистичний - базується на статистичних даних прояву небезпек. За статистичним методом ризик обчислюється за формулою:

R= , (1.1)

де R - ризик за певний період часу;

n - кількість фактичних проявів небезпеки за цей період (травм, аварій, ката­строф, загибелі);

N - теоретична можлива кількість небезпек для даного виду діяльності чи об'єкта.

Досягнути «нульового» ризику не можливо. Якщо витрати на зменшення ризику в одній області збільшувати, то грошей на зменшення ризику в іншій області буде не вистачати і в цієї області ризик буде збільшуватися. Наприклад: розглянемо загальний ризик в технічній області і в соціально-економічній, в умовах обмеженого фінансування. Якщо збільшувати фінансування в технічній сфері, наприклад, для удосконалення автомобіля - змінити шини, удосконалити гальмуючі пристрої, вбудувати подушки безпеки та інше, то в умовах обмеже­ного фінансування, зменшуються витрати в соціально-економічній сфері: погі­ршиться навчання водіїв, контроль за станом їх здоров'я, медичне обслугову­вання, поліпшення умов праці і ризик в цій області зросте.

Визначити мінімальний (шіп), тобто сумарний ризик можна за допомогою математичних методів:

R_Е = R_TEX + R_{СО Ц} = min (1.2)

Міn значення функції можна визначити дорівнюючі першу похідну до «0»,

(1.3)

де x - кількість коштів, які витрачені на технічне удосконалення, тобто

(1.4)

Б). Приклад. 1.1

Дано:На підприємстві загальна кількість коштів, які можуть бути витрачені на зниження ризику Q = 10000 грн.

Визначити:Пропорцію поділу коштів в технічну та соціально-економічну сфе­ри.

Рішення:

Для визначення величини ризику (R) використовуємо наближений табличний метод. Залежність величини ризику в технічній сфері від вкладених коштів х:

(1.5)

Залежність соціально-економічного ризику від коштів (х), вкладених в удоско­налення техніки:

(1.6)

По табличним даним креслимо графік по якому визначаємо, що 40% коштів, тоб­то 4000 грн, по­трібно спрямува­ти на удоскона­лення технічної сфери, а 60% вкласти в соціа­льно економічну сферу.

Прогнозування умов та наслідків аварії на хімічно небезпечних об'єктах.

А). Теоретичні передумови.

На території Одеської області знаходиться дуже багато небезпечних хіміч­них підприємств (всі водоочисні споруди, всі молочні заводи, м'ясокомбінати, кондитерські заводи, фабрика морозива, хімічний завод у місті Южне, аміакоп-ровод Тольяті - Одеса). Необхідно заздалегідь спрогнозувати можливі наслідки аварії на таких підприємствах.

Аварії на хімічно небезпечних об'єктах із викидом (виливом) сильнодію­чих ядучих речовин (СДЯР) можуть визивати масове ураження людей; тварин; привести і до інших тяжких наслідків. Генетики установили, що більшість не­безпечних хімічних речовин володіють не тільки сильною токсичною, а і мута­генною дією.

Подібно радіації хімічні речовини стимулюють розвиток злоякісних пух­лин визивають зміни в соматичних і статевих клітинах, що приводить до наро­дження індивідів із наслідковими паталогіями. Це зумовлює необхідність про­гнозувати можливі наслідки аварії і проведення заходів по захисту населення від небезпечних факторів із викидом (виливом) СДЯР.

При аварії із викидом (виливом) СДЯР утворюються первина і вторинна хмари зараженого повітря. В атмосфері під дією вітру ці хмари збільшуються і в залежності, від стану атмосфери можуть поширюватися на великі відстані. Хімічна обстановка після аварії в більшості визначається станом атмосфери.

Інверсія - це підвищення температури повітря по мірі збільшення висоти, виникає при ясній погоді і швидкостях вітру до 4 м/с, приблизно за годину до сходу сонця і руйнується протягом години після сходу. Інверсія перешкоджає розсіюванню повітря по висоті і створює сприятливі умови для збереження ви­соких концентрації СДЯР.

Ізотермія - характеризується стабільною рівновагою повітря (температура повітря в межах 20...ЗО м від земної поверхні майже однакова), виникає в по­хмуру погоду і при сніжнім покриві. Вона сприяє затяжному застою парів СДЯР на місцевості, в лісі, в житлових кварталах.

Конвекція - це вертикальне переміщення об'ємів повітря із однієї висоти на іншу (нижній шар повітря нагрітий сильніше верхнього і переміщається по вертикалі), виникає при ясній погоді, малих швидкостях вітрів, приблизно через 2 години після сходу сонця і руйнується за 2...2,5 години до заходу сонця. Хмара зараженого повітря швидко розсівається.

В середньому на хімічних підприємствах мінімальні (не знижувальні) за­паси СДЯР створюються на 3 доби, а для підприємств по виробництву добрив на 10... 15 діб. Таким чином на великих об'єктах, складах, портах одночасно зберігаються тисячі тон СДЯР.

СДЯР, як правило, утримуються в стандартних алюмінієвих, залізобетон­них і стальних герметичних резервуарах циліндричної або шарової форми в

рідкому стані під тиском власних парів 6-10²... 12-10² кПа (6... 12 атм) і пода­ються по трубопроводах в технологічні цеха.

Хлор і сірністий ангідрид - наприклад, зберігаються в резервуарах від 1 до 100 тон, аміак - від 5 до 30000 тон.

Застосовуються слідуючи способи збереження СДЯР:

- в резервуарах під високим тиском (в цьому випадку розрахунковий тиск
резервуара відповідає тискові парів над рідиною);

-в ізотермічному сховищі під тиском, близьким до атмосферного (низькоте­мпературне збереження). При цьому способі збереження СДЯР штучно охоло­джуються. Тиск насичених парів зріджених газів залежить від температури: чим нижче температура, тим менший тиск парів. Якщо штучно охолоджувати аміак до -33°с, то тиск його пара буде близький до атмосферного;

- у відкритих ємкостях при температурі навколишнього середовища (для ви­
соко киплячих СДЯР).

У випадку їх руйнування з викидом СДЯР в атмосферу, події розподіля­ються на два періоди:

- Перший період - миттєвий викид в атмосферу приблизно 0,15...0,25 час­тини зберігаючої речовини, яка утворює аерозоль у вигляді важкої хмари, яка піднімається вгору до 20 м, а потім під дією «сили тяжіння» опускається на грунт. Під дією вітру хмара збільшується в діаметрі. В результаті утворюється первинна хмара зараженого повітря.

- Другий період - залишена в ємкостях частина рідини витікає з неї і роз­повсюджується по поверхні землі або стікає в піддон; Починається стаціонарне випаровування за рахунок тепла навколишнього повітря. Випаровування зале­жить від швидкості повітря, температури повітря. В результаті утворюється друга хмара. Обидві хмари рухаються під дією вітру.

В результаті утворюється зона хімічного зараження і осередок хімічного ураження (мал. 2).

Зона хімічного зараження - це територія, на яку поширилась хмара із СДЯР і в межах якої існує небезпека ураження незахищених людей ядучими речовинами. Зона зараження характеризується глибиною (Г), шириною (Ш) і кутовими розмірами (φ). В середині зони зараження може бути декілька осере­дків хімічного ураження.

Осередок хімічного ураження - це територія в межах якої в результаті ви­кидання в навколишнє середовище СДЯР виникли масові ураження людей, сільськогосподарських тварин і рослин.

Межі зони зараження залежать від метеорологічних умов рельєфу місцево­сті, щільності забудов, наявності лісових насаджень.

Ліквідації наслідків аварії на хімічно небезпечних об'єктах здійснюють спеціальні формування підприємств і цивільної оборони, які мають спеціальне обладнання і засоби захисту. Без спеціальних засобів захисту категорично забо­роняється входити в зону зараження. Першими в осередок ураження входять газоспасателі підприємства. Вони зобов'язані розшукати і винести потерпілих, локалізувати викиди СДЯР. Слідом за ними входять пожежні команди. Решта формувань зосереджується на межах осередку ураження і приступають до ро­боти після зниження рівня зараження до меж, яка дає можливість їх діяльності. Дегазуючі речовини наведені у табл. А.З.

При завчасному прогнозуванні масштабів зараження за величину викидан­ня СДЯР беруть їх вміст у одному максимальному резервуарі, в для сейсмоне­безпечних районів - загальний запас СДЯР на об'єкті.

Вірогідну площу розливу СДЯР (S_Р) визначають за формулою:

, (2.1)

де Q_о - кількість СДЯР у резервуарі (на об'єкті), т;

ρ - щільність СДЯР, т/м³ ;

h - товщина шару СДЯР, які розлились на підстилаючи поверхні, м.

Товщина шару СДЯР при вільному розливі на поверхні приймається h=0,05 м по всій площі розливу, а для СДЯР, які розлилися у піддон чи на обва­ловану поверхню:

(2.2)

де Н - висота піддону (або обвалування), м.

Радіус площі розливу визначають за формулою:

(2.3)

Розміри зони зараження характеризуються глибиною (Г) і шириною (Ш). Глибину можна визначити по табл. А.1, А.2. Для обвалованих і заглиблених ре­зервуарів Г зменшується в 1,5 рази.

Якщо дані про СДЯР у табл. А.1 відсутні, то глибину зони для відкритої місцевості при інверсії можна визначити за вражаючими концентраціями по формулі:

(2.4)

де G - кількість СДЯР, кг/л;

V— швидкість вітру в приземному шарі повітря, м/с.

Д- токсодоза, [(мг-хв)/л] яка визначається по формулі:

Д=С*Т, (2.5)

де С - концентрація, мг/л;

Т - час впливу СДЯР певної концентрації, хв.

Ширина зони залежить від ступеня вертикальної стійкості шарів повітря і визначається співвідношенням при:

інверсії Ш=0,03 Г;

ізотермії Ш=0,15Г; (2.6)

конвекції Ш=0,8Г.

Площа зони хімічного ураження приймається як площа рівнобедреного трикутника, яка дорівнює половині глибини поширення зараженого повітря на ширину зони зараження:

S = 0,5 Г · Ш [м²], (2.7)

Час підходу зараженого повітря до певної межі (об'єкту) визначається за формулою:

(2.8)

де r - відстань від місця розливу СДЯР до даної межі (об'єкту), м; V_ср - середня швидкість перенесення хмари вітром, м/с.

Середню швидкість перенесення хмари визначають за табл. А.4. Інверсія і конвекція при швидкості вітру більш 3 м/с буває рідко.

За даними оцінки хімічної обстановки робляться висновки для організації рятувальних та інших невідкладених робіт.

Втрати людей, які потрапили в осередок хімічного ураження, будуть зале­жати від чисельності людей, ступеня їх захищеності, своєчасного застосування протигазів та місця їх знаходження. Розрахунки втрат проводяться для насе­лення, яке потрапило в зону хімічного ураження і знаходилося дома, для пра­цюючих з урахуванням різних умов їх знаходження.

Б). Приклад. 2.1.

Дано: На об'єкті в результаті руйнування необвалованого резервуара викинуто в атмосферу 5 т хлору. Місцевість відкрита, інверсія, швидкість вітру 3 м/с, ві­тер в сторону будівельного майданчика.

Визначити:

Радіус і площу розливу СДЯР.

Площу зони хімічного зараження.

Час підходу зараженого повітря до будівельного майданчика на відстані 9 км від аварії.

Зробити висновки для організації рятувальних та інших невідкладних робіт по захисту населення.

Рішення:

1. Визначаємо площу розливу СДЯР за формулою (2.1):

,

де Qо =5т - кількість СДЯР у резервуарі;

ρ =1,56 т/м3 - щільність СДЯР, (по табл. А.З);

h =0,05м - товщина шару СДЯР, яка розлилась на рівній поверхні.

2. Визначаємо радіус площі розливу СДЯР за формулою (2.3):

3. Визначаємо розмір зони зараження: глибину по табл. А.1 і А.2 та ширину за формулою (2.6):

Г=23-0,45=10,35 км; Ш=0,03-10,35=0,310 км

4. Визначаємо площу зони зараження за формулою (2.7):

£ = 0,5-Г-Я/ = 0,5-10,35.0,310 = 1,6 км2

5. Визначаємо час підходу зараженої хмари до об'єкта за формулою (2.8):

Хв

де r = 9000 м - відстань від місця розливу СДЯР до даної межі;

Vср - середня швидкість перенесення хмари вітром, м/с (по табл. А.4).

6. Заходи: оповіщення; евакуація в напрямку перпендикулярному руху хмари;
дегазація спеціальними речовинами: (вода - 150 т, гашене вапно, розчини лугів
-10 т, 10%).

3. Електробезпека при виконанні будівельно-монтажних робіт і експлуата­ції будівель та споруд.

А). Теоретичні передумови.