Гурін О.А.  старший викладач циклу цивільного захисту,

Гордєєв О.С. викладач циклу цивільного захисту,

Огєєнко Н.М. викладач циклу цивільного захисту.

Державний ВНЗ «Національний гірничий університет»

 

Вибухи як техногенні події виробничих аварій

 

Вибухи в промисловості є одним із проявів аварійних подій, як правило, на вибухонебезпечних об’єктах, до яких відносяться підприємства оборонної, нафто-, газодобувною, гірничої, нафтохімічною, харчовою, текстильною, фармацевтичною галузей економіки, склади боєприпасів, горючих рідин, зріджених газів, продуктопроводи різного призначення і ін. Всі ці об’єкти, по-перше, мають досить широке поширення, і по-друге, на них в звороті є велика кількість пожаро-, вибухонебезпечних і токсичних речовин.

В безпеці життєдіяльності вибухи розглядаються не з точки зору виробничої або іншій необхідності, а як небезпечний чинник з приголомшуючими параметрами, здатними виробляти руйнування елементів техносфери різної міри та ураження людей.

Таким чином, під вибухонебезпечним об'єктом (ВНО) розуміють об'єкт, в технологічній схемі якого знаходять виробництво, зберігання, вживання і транспортування вибухових речовин горючих рідин і газів, пилоповітряних сумішей та ін., що володіють запасом потенційної енергії, здатної при великій швидкості вивільнення генерувати ударну хвилю, яка і надає руйнівну дію на об'єкт довкілля.

Вибухи можуть бути як запланованими, так і випадковими, непередбаченими.

Випадкові вибухи відбуваються при зберіганні, виготовленні і транспортуванні вибухових речовин в результаті порушення технології, правил експлуатації і заходів безпеки при поводженні з вибуховими речовинами і вибуховими пристроями.

Випадкові вибухи також можуть відбуватися при руйнуваннях ємностей з газом (бутан, пропан, етан і ін.) або вибухах газопроводів, при витоку газу з устаткування, апаратів, побутових приладів житлових будівель з утворенням вибухових газоповітряних сумішей, а так само при скупченні виробничого пилу (вугільного, цукрового, мучного, текстильного та ін.) в приміщеннях з утворенням вибухових пилоповітряних сумішей. Всі ці суміші за певних умов можуть ініціювати об'ємні вибухи, що володіють величезною здатністю.

Вибух – це швидке некероване вивільнення великої кількості енергії за короткий проміжок часу в обмеженому об'ємі, пов'язане з дією на довкілля. Вибухова речовина при цьому перетворюється на газ з дуже високою температурою і тиском.

Вибухи можуть бути ядерними, фізичними або хімічними. Джерелами їх енергії є, відповідно, ядерні, фізичні або хімічні процеси.

При фізичних вибухах енергія, що вивільняється, є внутрішньою енергією стислого або зрідженого газу (пара). Сила таких вибухів залежить від тиску, що розширюється, а руйнування можуть бути викликані ударною хвилею газу (пара), що розширюється, або осколками резервуару, що розірвався.

При хімічних вибухах енергоносіями є тверді, рідкі і газоподібні речовини або аеросуспензії горючих речовин в окислювальному середовищі.

Вибуховими речовинами є хімічні сполуки або суміші речовин, здібні до швидкої хімічної реакції, що супроводжується виділенням великої кількості тепла і утворенням газів під високим тиском, які розширюючись, виробляють ту або іншу механічну роботу.

Загальну оцінку руйнувань, викликаних повітряною ударною хвилею вибуху, прийнято давати по важкістю цих руйнувань і підрозділяють на чотири ступені: слабкі, середні, сильні, повні.

При слабких руйнуваннях, як правило, будівлі, устаткування, техніка і тому подібне не виходять із ладу, їх можна експлуатувати відразу або після незначного (поточного) ремонту.

Середні руйнування викликають руйнування другорядних елементів, можливу деформацію і часткове пошкодження основних елементів. Відновлення можливе силами підприємства шляхом проведення середнього або капітального ремонту.

Сильні руйнування характеризуються значною деформацією або руйнуванням основних елементів будівель, устаткування, техніки, інженерних  комунікацій і так далі. Відновлення можливе, але недоцільне, оскільки практично зводиться до нового будівництва з використанням деяких конструкцій, що збереглися.

При повних руйнуваннях в будівлях і спорудах руйнуються всі основні конструкції і обрушуються перекриття. Відновлення неможливе. Устаткування, засоби механізації і техніка відновленню не підлягають.

Таким чином, в результаті вибуху вибухових речовин на місцевості утворюється осередок ураження – це обмежена територія, в межах якої в результаті дії приголомшуючих чинників сталася масова загибель або ураження людей, тварин і рослин, зруйновані і пошкоджені будівлі і споруди, а так само елементи довкілля.

Межа осередку ураження проходить через крапки на місцевості, де надлишковий тиск на фронті повітряної ударної хвилі.

 кПа

Як критерій для визначення меж зон руйнувань прийнятий надлишковий тиск на фронті повітряної ударної хвилі:

– зона повних руйнувань, із зовнішньою межею на відстані  виникає там, де  кПа (до 12 % площі осередку ураження);

– зона сильних руйнувань, із зовнішньою межею на відстані , утворюється при  кПа (до 10 % площі осередку ураження);

– зона середніх руйнувань, із зовнішньою межею на відстані , характеризується надлишковим тиском  кПа (на її долю доводиться до 18 % площі осередку ураження);

– зона слабких руйнувань, із зовнішньою межею на відстані , (вона ж мажа осередку ураження) створюється надлишковим тиском  кПа (займає до 60 % площі осередку ураження).

При змішуванні вуглеводних речовин з повітрям виникають вибухо- і пожежонебезпечні суміші. (Найбільш небезпечні суміші метану, пропану, бутану…) В наслідок вибуху газоповітряної суміші виникає осередок вибуху з ударною хвилею, яка може спричинити зруйнування будівель, споруд, транспорту, обладнання аналогічно тому, як це могло би бути при вибухові ядерного боєприпасу. Дуже небезпечні ситуації виникають при розробці гірничих виробництв особливо шахт.

Вибухові концентрації газів в гірничих виробках і технологічних приміщеннях утворюються при наступних комбінаціях газовиділення і стані вентиляції:
         1. Збільшення газовиділення (на 30-45%) збігається з деяким (на 40-50% до нормального) зменшенням кількості надходить в забій повітря;
         2. При збереженні нормальної вентиляції дуже значно (в 3 рази і більше) збільшується газовиділення;
         3. При збереженні звичайного газовиділення майже повністю припиняється вентиляція. Для кожного вибою рекомендується підраховувати час, протягом якого в кожному з цих випадків концентрація метану в повітрі вироблення збільшується до вибухонебезпечною. Майже половина вибухів і загорянь газів і пилу відбувається при вибухових роботах в результаті прориву в привибійний простір високотемпературних газів, що горять шматочків вибухових речовин і розпечених часток детонаторів, вигоряння вибухових речовин і високотемпературного нагріву в мережах вибухових магістралей.        Зазначені явища завжди виникають внаслідок порушень  правил безпеки при вибухових роботах.
         Збільшення вмісту метану в повітрі і летючих в пилу знижує межа її вибуховості до 3-8 г/м3. Вугільний пил з вмістом летких від 6 до 15% вибухає при певних умовах (присутність метану, суха і дуже дрібний пил), а при вмісті летючих більше 15% вибухає майже завжди. Чим вище температура джерела запалення, тим нижче межа вибуховості. Вологість пилу знижує здатність до підривання. Здатність пилу вибухати може бути усунена шляхом підвищення вологості за допомогою зрошення і нагнітання води у масив. Засобом попередження вибухів метану в пилу може бути і піна. Піна може застосовуватися для пилоподавлення не тільки замість зрошення на комбайнах та інших машинах, але і самостійно шляхом заповнення, нею призабойного простору в забоях підготовчих виробок перед підриванням заряду в шпурах. При доставці піноутворювачів та їх зберіганні на місці споживання треба дотримуватися запобіжних заходів.
         Застосовуючи зрошення і змив пилу, слід не забувати, що вода швидко випаровується і змочена пил швидко стає вибухонебезпечною.
         Для виконання основних заходів боротьби з пилом слід організовувати спеціальний ділянку або групу. Ці роботи в межах ділянок повинні виконуватися спеціальними особами зі штату цих ділянок.

Найбільш часто вибухають метан та інші вуглеводи, разом з тим відбувалися вибухи водню, окису вуглецю, сірководню. У зв'язку з цим треба мати на увазі, що температура займання, вибухові концентрації та інші параметри газів інші, ніж у метану.
         Профілактику вибухів газу і пилу треба доповнювати заходами з придушення виникають вибухів в початковій стадії їх розвитку і по їх локалізації. Придушення вибухів забезпечується впровадженням вибухопридушуючі комплексів і первинних заслонів з примусовим спрацьовуванням. Рекомендується в сухих виробках встановлювати сланцеві заслони, а в обводнених - водяні.

Наслідки виробничих аварій з вибухами характеризується інженерною обстановкою, яка є сукупністю умов, що створилися, на окремій території, в населеному пункті або на об’єкті, в результаті руйнівних дій вибуху вибухонебезпечних речовин або предметів, і що чинять дію на життєдіяльність населення, роботу об’єктів а також на організацію і проведення рятувальних та інших невідкладних робіт.

Вона характеризується розмірами осередку ураження і зон руйнувань, ступенем і характером руйнувань будівель, споруд, комунікацій і об’єктів, числом загиблих і постраждалих, об’ємом матеріального збитку.
         Інженерна обстановка є складовою частиною планів підприємств і штабів цивільного захисту по ліквідації аварії і захисту населення в надзвичайних ситуаціях, а також для визначення можливих об'ємів і умов виконання рятувальних і інших невідкладних робіт.

 

 

 

 

Література

1.    М.І. Стеблюк  Цивільна оборона: Підручник. - 3-тє вид., перероб. і доп. Київ.; Знання , 2004. -490с. – (Вища освіта XX I століття).

  1.  П.Т. Егоров, И.А.Шляхов, Н.И. Алавин  Гражданская оборона изд.3-е, перераб. Москва.; Вісшая школа, 1977.   303с.