Выявление и оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях

3.5. Выявление и оценка инженерной обстановки

Под инженерной обстановкой понимается совокупность последствий воздействия аварий (катастроф), опасных природных явлений, современных средств поражения, в результате которых имеют место разрушения элементов ОЭ, оказывающих влияние на устойчивость работы объектов и жизнедеятельность населения.

Возможная инженерная обстановка весьма часто вызывается взрывами различного происхождения. Поэтому в данном пункте будут рассмотрены вопросы выявления и оценки обстановки, складывающейся при взрывах.

Ранее было отмечено, что основным поражающим фактором взрывов является воздушная ударная волна, а ее поражающим параметром - избыточное давление (Р_ф). В связи с этим выявление обстановки при взрывах сводится прежде всего к определению величины Р_ф.

Все взрывчатые соединения и смеси по своему физическому состоянию могут быть:

• газовыми смесями углеводородосодержащих газов с воздухом, некоторых опасных химических веществ с воздухом и др.;
• жидкими веществами (нитроглицерин, нитрогликоль);
• жидкими смесями (нитробензола и азотной кислоты и др.);
• смесями жидких и твердых веществ - нитроглицерина с селитрой (динамит), кислорода с каким-либо горючим веществом (оксиликвиты);
• твердыми соединениями или смесями (тротил, тетрил), т. е. конденсированными ВВ.

Процесс физико-химических превращений с выделением большого количества энергии, вышеуказанных взрывчатых соединений и смесей, называют взрывным горением.

Различают два режима взрывного горения: дефлаграционный и детонационный.

При дефлаграционном горении пламя распространяется со скоростью значительно ниже скорости звука, а при детонационном - близкой к скорости звука или превышающей его.

Для пожаровзрывоопасных смесей характерны концентрационные пределы воспламенения (взрываемости) - нижний и верхний.

Нижний концентрационный предел (С_нкп) - это такая концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, ниже которой смесь не способна к распространению пламени.

Верхний концентрационный предел (С_вкп) - это такая концентрация горючего в смеси с окислительной средой, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Для инициирования (зажигания) взрывчатых смесей необходима энергия не ниже минимальной. Минимальная энергия (Э_и) - наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить смесь стехиометрического состава.

Концентрация газа стехиометрического состава (С_стх) - концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси.

Для выявления и оценки обстановки при взрывах газовоздушных, паровоздушных и пылевоздушных смесей в качестве исходных данных используются:

• количество углеводородных газов (веществ) до взрыва (Q, кг);
• коэффициенты перехода вещества в ГВС (К);
• концентрация газа стехиометрического состава (С_стх, в % к объему);
• молярная масса газа;
• концентрационный предел воспламенения ();
• энергия взрывчатого превращения единицы стехиометрического состава (Q_стх) и др.

Некоторые из этих показателей представлены в табл. 3.24.

В открытом пространстве на ОЭ возможны взрывы газовоздушных смесей (ГВС), образующихся при разрушении резервуаров со сжатыми и сжиженными под давлением или охлаждением газами, а также при аварийном разливе ЛВЖ.

В производственных помещениях возможны взрывы как газовоздушных, так и газопаровоздушных (ГПВС) и пылевоздушных смесей (ПВС).

Таблица 3.24. Характеристики газо- и паровоздушных смесей

Вещество	Формула вещества	Характеристика смесей
		mk, кг/моль	стхкг/м3	Qстх мДж/кг	Сстк % к объёму
Аммиак	NH3	15	1.180	2.370	19.72
Ацетилен	C2H2	26	1.278	3.387	7.75
Бутан	C4H10	58	1.328	2.776	3.13
Водород	H2	2	0.993	3.425	29.59
Метан	CH4	16	1.232	2.763	9.45
Окись углерода	CO	28	1.280	2.930	29.59
Пропан	C3H8	44	1.315	2.801	4.03
Этан	C2H6	30	1.250	2.797	5.66
Эцитилен	C2H4	28	1.285	1.285	6.54
Паровоздушные смеси
Ацетон	C3H6O	58	1.210	3.112	4.99
Бензин авиац.		94	1.350	2.973	2.10
Бензол	C6H6	78	1.350	2.937	2.84
Дихлорэтан	C2H4Cl2	99	1.490	2.164	6.54
Диэтиловый эфир	C4H10O	74	1.360	2.840	3.38
Метанол	CH3OH	32	1.300	2.843	12.30
Толдол	C7H8	92	1.350	2.843	2.23
Этанол	C2H5OH	46	1.340	2.804	6.54

При взрыве указанных смесей принято выделять две зоны:

1. Детонационной волны - в пределах облака смеси.
2. Воздушной ударной волны - за пределами облака смеси.

В зоне действия детонационной волны избыточное давление (Р_д) принято считать постоянным и равным 1700 кПа.