Файл: Методические рекомендации по выполнению расчетнографической работы методические рекомендации для курсантов, студентов и слушателей всех форм обучения.docx

Обучающийся, своевременно не отчитавшийся по выполнению расчётно-графической работы, не допускается к зачёту по дисциплине.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Исходные данные

На складе взрывчатых веществ произошёл взрыв 40 т нитроглицерина. На расстоянии R₁ = 250 м от склада находится производственный объект - одноэтажное панельное бескаркасное здание механических мастерских размерами 40х20х5 м, на расстоянии R₂ = 700 м – населённый пункт с многоэтажными кирпичными зданиями. В здании мастерских во время взрыва находились n = 20 человек, плотность персонала на территории объекта экономики Р = 1200 чел./км².

Для ликвидации последствий аварии привлекался личный состав функциональных и территориальных подсистем РСЧС. Проведение аварийно-спасательных и неотложных работ осуществляется в следующих условиях:

1. 
   Т_возд – «+ 7º С»;
   
2. 
   Время суток – ночь;
   
3. 
   Количество смен спасателей – 2;
   
4. 
   Время проведения спасательной операции – 4 часа;
   

Взрывом были разрушены две ёмкости с 5 тоннами акролеина и 3 тоннами жидкого метиламина, находящиеся на производственном объекте. Каждая из этих ёмкостей имеет отдельное обвалование высотой 0,5 м размерами
10х10 м. Фактическое время, в течение которого происходил пролив АХОВ, составило 25 минут.

Необходимо определить степень разрушения зданий на объекте экономики и в населённом пункте, потери людей, размеры завалов от разрушенных зданий. Найти радиусы зон летального поражения, контузии и безопасной для человека. Так же рассчитать количество личного состава Ф и ТП РСЧС, требующееся для ликвидации последствий указанной комплексной аварии.

Решение

С использованием данных табл. 1 по формуле находим величину тротилового эквивалента G_тнт

(1)

где Q_v,вв и Q_v,тнт , кДж/кг, - энергии взрыва, соответственно, рассматриваемого взрывчатого вещества и тротила.

По формуле (1) получим:

G_тнт = (6700 / 4520) 40000 = 59292 кг

Таблица 1 «Энергии взрыва конденсированных взрывчатых веществ»

Взрывчатое вещество	Qv ,кДж/ кг	Взрывчатое вещество	Qv ,кДж/ кг
Индивидуальные Тротил (ТНТ) Гексоген Октоген Нитроглицерин Тетрил Гремучая ртуть	4520 5360 5860 6700 4500 1790	Смеси Амматол 80/20 60%нитроглицериновый динамит Торпекс Пластическое ВВ	2650 2710 7540 4520

---

Избыточные давления на фронте ударной волны ΔР_ф на расстояниях
R = 250 м и R = 700 м найдём по формуле:

(2)

ΔР_ф250 = 95 х 59292^1/3 / 250 + 390 х 59292^2/3 /250² + 1300 х 59292/ 250³ = =29,24 кПа

ΔР_ф700 = 95 х 59292^1/3 / 700 + 390 х 59292^2/3 / 700² + 1300 х 59292/ 700³ = =6,73 кПа

Как следует из табл. 2 при избыточном давлении на фронте ударной волны ΔРф = 29,24 кПа здание механической мастерской получит средние разрушения, а многоэтажные кирпичные здания в населённом пункте (ΔРф = 6,73 кПа) получат слабые разрушения.

Таблица 2 «Степень разрушения объектов в зависимости от избыточного давления ΔРф, кПа»

Объект	Давление ΔРф ,кПа, соответствующее степени разрушения
	Полное	Сильное	Среднее	Слабое*
Здания
Жилые
кирпичные многоэтажные	30…40	20…30	10…20	8…10
кирпичные малоэтажные	35…45	25…35	15…25	8…15
деревянные	20…30	12…20	8…12	6…8
Промышленные
с тяжёлым метал. или ж/б каркасом	60…100	40…60	20…40	10…20
с лёгким метал. каркасом или бескаркасные	80…120	50…80	20…50	10…20
Промышленные объекты
ТЭС	25…40	20…25	15…220	10…15
котельные	35…45	25…35	15…25	10…15
трубопроводы наземные	20	50	130	-
трубопроводы на эстакаде	20…30	30…40	40…50	-
трансформаторные подстанции	100	40…60	20…40	10…20
ЛЭП	120…200	80…120	50…70	20…40
водонапорные башни	70	60…70	40…60	20…40
Станочное оборудование	80…100	60…80	40…60	25…40
Кузнечно-прессовое оборудование	200…250	150…200	100…150	50…100

---

Примечание:* Слабые разрушения - повреждение или разрушение крыш, оконных и дверных проёмов. Ущерб - 10 - 15% от стоимости здания. Средние разрушения - разрушения крыш, окон, перегородок, чердачных перекрытий, верхних этажей. Ущерб - 30 - 40%. Сильные разрушения - разрушение несущих конструкций и перекрытий. Ущерб - 50%. Ремонт нецелесообразен. Полное разрушение - обрушение зданий.
Население посёлка получит лёгкие поражения (ушибы, потеря слуха), персонал механической мастерской получит различные поражения (ушибы, переломы, порезы), а на объекте экономики потери персонала вне зданий определим по формулам:

(3)

где Р - плотность населения (персонала), тыс. чел./км²;

Примечание: в данном действии величина тротилового эквивалента подставляется в тоннах.

Для примерной оценки санитарных потерь принимают отношение:

(4)

Общие потери составляют следующую сумму:

(5)

По данным из примера:

N_безв = 1,2 х 59,292^2/3 = 18 человек

N_сан = 4 х 18 = 72 человека

N_общ = 18 + 72 = 90 человек

Таблица 3. «Потери персонала на производственном объекте, Сi (%)»

Степень разрушения зданий	Степень защищённости персонала
	Не защищён		В зданиях			В защитных сооруж.
	Общие	Безвозвр.	Общие	Безвозвр	Общие		Безвозвр
Слабая	8	3	1,2	0,4	0,3		0,1
Средняя	12	9	3,5	1,0	1,0		0,3
Сильная	80	25	30	10	2,5		0,8
Полная	100	30	40	15	7,0		2,5

---

Согласно табл. 3 при среднем разрушении здания механической мастерской из 20 работников пострадает 1 человек, никто не погибнет.

Радиусы зон летального поражения, контузии и безопасной для человека определим графическим путём. Для этого найдём величину избыточного давления на фронте ударной волны на расстоянии R = 100 м, 150м, 200 м, 300 м, 400 м, 500, 600, 800 м.

ΔР_ф100 = 95 х 59292^1/3 / 100 + 390 х 59292^2/3 / 100² + 1300 х 59292/ 100³ = =175,5 кПа

ΔР_ф150 = 95 х 59292^1/3 / 150 + 390 х 59292^2/3 / 150² + 1300 х 59292/ 150³ = =73,89 кПа

ΔР_ф200 = 95 х 59292^1/3 / 200 + 390 х 59292^2/3 / 200² + 1300 х 59292/ 200³ =
=43,53 кПа

ΔР_ф250 = 95 х 59292^1/3 / 250 + 390 х 59292^2/3 /250² + 1300 х 59292/ 250³ = =29,24 кПа

ΔР_ф300 = 95 х 59292^1/3 / 300 + 390 х 59292^2/3 / 300² + 1300 х 59292/ 300³ = =22,04 кПа

ΔР_ф400 = 95 х 59292^1/3 / 400 + 390 х 59292^2/3 / 400² + 1300 х 59292/ 400³ = =14,3 кПа

ΔР_ф500 = 95 х 59292^1/3 / 500 + 390 х 59292^2/3 / 500² + 1300 х 59292/ 500³ = =10,4 кПа

ΔР_ф600 = 95 х 59292^1/3 / 600 + 390 х 59292^2/3 / 600² + 1300 х 59292/ 600³ = =8,24 кПа

ΔР_ф700 = 95 х 59292^1/3 / 700 + 390 х 59292^2/3 / 700² + 1300 х 59292/ 700³ = =6,73 кПа

ΔР_ф800 = 95 х 59292^1/3 / 800 + 390 х 59292^2/3 / 800² + 1300 х 59292/ 800³ = =5,74 кПа

Графически зависимость ΔРф = f(R) представлена на рис. 1



Рис. 1 «Графическое отображение зависимости ΔРф = f(R)»

Как следует из графика на рис. 1. радиус зоны летального поражения (ΔР_ф = 100 кПа) равен R_лет = 135 м, контузии (ΔР_ф = 70 кПа) R_конт = 150 м и безопасной зоны (ΔР_ф = 10 кПа) R_без = 550 м.

Проверим вероятность 100% гибели персонала на границе зоны летального поражения (ΔР_ф = 100 кПа, R_лет = 135 м).

При вероятностном методе поражающее действие ударной волны определяется как избыточным давлением на фронте ударной волны ΔР_ф, кПа, так и импульсом фазы сжатия ударной волны I₊, кПа.с.

Величину импульса фазы сжатия I₊, кПа.с на расстоянии R, м от эпицентра взрыва для ориентировочных расчётов можно определить по приближенной формуле

(6)

По данным нашего расчётного примера получаем:

I₊¹³⁵ = 0,4 х (59292)^2/3х (135)^-1/2

---

= 54,26 кПа.с.

По формуле 3 из таблицы 5 определим пробит-функцию для летального поражения человека.

Таблица 5. «Выражения пробит-функций для разных степеней поражения (разрушения)»

№	Степень поражения (разрушения)	Пробит-функция
Поражение человека
1	Разрыв барабанных перепонок
2	Контузия	, где m - масса тела, кг
3	Летальный исход
Разрушение зданий
4	Слабые разрушения
5	Средние разрушения
6	Cильные разрушения

---