4.3 Основные положения теории возникновения пожаров и взрывов

Как правило, следствием крупных аварий и катастроф являются пожары и взрывы, в результате которых разрушаются здания, повреждается техника и оборудование. В ряде случаев они вызывают загазованность атмосферы, разлив нефтепродуктов, а также агрессивных жидкостей и опасных химических веществ.

По­жар - это не­кон­тро­ли­руе­мый про­цесс горения, со­про­во­ж­даю­щий­ся унич­то­же­ни­ем ма­те­ри­аль­ных цен­но­стей и соз­даю­щий опас­ность для жиз­ни лю­дей.

В свою очередь горение – это сложное, быстропротекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ла и све­че­ни­ем.

В за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти про­те­ка­ния про­цес­са, го­ре­ние мо­жет про­ис­хо­дить в фор­ме соб­ст­вен­но го­ре­ния и взры­ва.

Взрыв - это ча­ст­ный слу­чай го­ре­ния, про­те­каю­ще­го мгно­вен­но с крат­ко­вре­мен­ным вы­де­ле­ни­ем зна­чи­тель­но­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ла и све­та.

Для про­цес­са го­ре­ния не­об­хо­ди­мо:

1) на­ли­чие го­рю­чей сре­ды, со­стоя­щей из го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и окис­ли­те­ля;

2) ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния.

Что­бы воз­ник про­цесс го­ре­ния, го­рю­чая сре­да долж­на быть на­гре­та до оп­ре­де­лен­ной тем­пе­ра­ту­ры при по­мо­щи ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния (пла­мя, ис­кра элек­три­че­ско­го или ме­ха­ни­че­ско­го про­ис­хо­ж­де­ния, на­ка­лен­ные те­ла, те­п­ло­вое про­яв­ле­ние хи­ми­че­ской, элек­три­че­ской или ме­ха­ни­че­ской энер­гий).

По­сле воз­ник­но­ве­ния го­ре­ния по­сто­ян­ным ис­точ­ни­ком вос­пла­ме­не­ния яв­ля­ет­ся зо­на го­ре­ния. Воз­ник­но­ве­ние и про­дол­же­ние го­ре­ния воз­мож­но при оп­ре­де­лен­ном ко­ли­че­ст­вен­ном со­от­но­ше­нии го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и ки­сло­ро­да, а так­же при оп­ре­де­лен­ных тем­пе­ра­ту­рах и за­па­се те­п­ло­вой энер­гии ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния. Наи­боль­шая ско­рость ста­цио­нар­но­го го­ре­ния на­блю­да­ет­ся в чис­том ки­сло­ро­де, наи­мень­шая - при со­дер­жа­нии в воз­ду­хе 14 - 15% ки­сло­ро­да. При мень­шем со­дер­жа­нии ки­сло­ро­да в воз­ду­хе го­ре­ние боль­шей час­ти ве­ществ пре­кра­ща­ет­ся. Некоторые вещества, например, водород, этилен, ацетилен, могут гореть при содержании кислорода воздуха до 10% и менее.

Раз­ли­ча­ют сле­дую­щие ви­ды го­ре­ния:

- пол­ное - го­ре­ние при дос­та­точ­ном ко­ли­че­ст­ве или из­быт­ке ки­сло­ро­да;

- не­пол­ное - го­ре­ние при не­дос­тат­ке ки­сло­ро­да.

При пол­ном го­ре­нии про­дук­та­ми сго­ра­ния яв­ля­ют­ся дву­окись уг­ле­ро­да (CO₂), во­да (H₂O), азот (N), сер­ни­стый ан­гид­рид (SO₂), фос­фор­ный ан­гид­рид. При не­пол­ном го­ре­нии обыч­но об­ра­зу­ют­ся ед­кие, ядо­ви­тые го­рю­чие и взры­во­опас­ные про­дук­ты: окись уг­ле­ро­да, спир­ты, ки­сло­ты, аль­де­ги­ды.

Го­ре­ние ве­ществ мо­жет про­те­кать не толь­ко в сре­де ки­сло­ро­да, но так­же в сре­де не­ко­то­рых ве­ществ, не со­дер­жа­щих ки­сло­ро­да, хло­ра, па­ров бро­ма, се­ры и т.д.

Го­рю­чие ве­ще­ст­ва мо­гут быть в трех аг­ре­гат­ных со­стоя­ни­ях: жид­ком, твер­дом, га­зо­об­раз­ном. От­дель­ные твер­дые ве­ще­ст­ва при на­гре­ва­нии пла­вят­ся и ис­па­ря­ют­ся, дру­гие - раз­ла­га­ют­ся и вы­де­ля­ют га­зо­об­раз­ные про­дук­ты и твер­дый ос­та­ток в ви­де уг­ля и шла­ка, тре­тьи не раз­ла­га­ют­ся и не пла­вят­ся. Боль­шин­ст­во го­рю­чих ве­ществ не­за­ви­си­мо от аг­ре­гат­но­го со­стоя­ния при на­гре­ва­нии об­ра­зу­ют га­зо­об­раз­ные про­дук­ты, ко­то­рые при сме­ши­ва­нии с ки­сло­ро­дом воз­ду­ха об­ра­зу­ют го­рю­чую сре­ду.

По аг­ре­гат­но­му со­стоя­нию го­рю­че­го и окис­ли­те­ля раз­ли­ча­ют:

- го­мо­ген­ное го­ре­ние - го­ре­ние га­зов и го­рю­чих па­ро­об­ра­зую­щих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го окис­ли­те­ля;

- го­ре­ние взрыв­ча­тых ве­ществ и по­ро­хов;

- ге­те­ро­ген­ное го­ре­ние - го­ре­ние жид­ких и твер­дых го­рю­чих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го окис­ли­те­ля;

- го­ре­ние в сис­те­ме «жид­кая го­рю­чая смесь - жид­кий окис­ли­тель».

Важ­ней­шим во­про­сом тео­рии го­ре­ния яв­ля­ет­ся рас­про­стра­не­ние пла­ме­ни (зо­ны рез­ко­го воз­рас­та­ния тем­пе­ра­ту­ры и ин­тен­сив­ной ре­ак­ции). Раз­ли­ча­ют сле­дую­щие ре­жи­мы рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни (го­ре­ния):

А) нор­маль­ный ре­жим го­ре­ния;

Б) де­фла­гра­ци­он­ное го­ре­ние;

В) де­то­на­ция.

А) Нор­маль­ный ре­жим го­ре­ния на­блю­да­ет­ся при спо­кой­ном ге­те­ро­ген­ном двух­фаз­ном диф­фу­зи­он­ном го­ре­нии. Ско­рость го­ре­ния бу­дет оп­ре­де­лять­ся ско­ро­стью диф­фу­зии ки­сло­ро­да к го­рю­че­му ве­ще­ст­ву в зо­ну го­ре­ния. Рас­про­стра­не­ние пла­ме­ни про­ис­хо­дит от ка­ж­дой точ­ки фрон­та пла­ме­ни по нор­ма­ли к его по­верх­но­сти. Та­кое го­ре­ние и ско­рость рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни по не­под­виж­ной сме­си вдоль нор­ма­ли к его по­верх­но­сти на­зы­ва­ют нор­маль­ным (ла­ми­нар­ным).

Нор­маль­ные ско­ро­сти го­ре­ния не­ве­ли­ки. В этом слу­чае по­вы­ше­ния дав­ле­ния и об­ра­зо­ва­ния удар­ной вол­ны не про­ис­хо­дит.

Б) В ре­аль­ных ус­ло­ви­ях вслед­ст­вие про­те­ка­ния внут­рен­них про­цес­сов и при внеш­них ос­лож­няю­щих фак­то­рах про­ис­хо­дит ис­крив­ле­ние фрон­та пла­ме­ни, что при­во­дит к рос­ту ско­ро­сти го­ре­ния. При дос­ти­же­нии ско­ро­стей рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни до де­сят­ков и со­тен мет­ров в се­кун­ду, но не пре­вы­шаю­щих ско­ро­сти зву­ка в дан­ной сре­де (300 – 320 м/сек) про­ис­хо­дит взрыв­ное (де­фла­гра­ци­он­ное) го­ре­ние.

При взрыв­ном го­ре­нии про­дук­ты го­ре­ния на­гре­ва­ют­ся до 1,5-3,0 ты­сяч °С, а дав­ле­ние в за­кры­тых сис­те­мах уве­ли­чи­ва­ет­ся до 0,6-0,9 МПа.

Про­дол­жи­тель­ность ре­ак­ции го­ре­ния до взрыв­но­го ре­жи­ма со­став­ля­ет для га­зов ~0,1 сек, па­ров ~0,2 – 0,3 сек, пы­ли ~0,5 сек.

В) В оп­ре­де­лен­ных ус­ло­ви­ях взрыв­ное го­ре­ние мо­жет пе­рей­ти в де­то­на­ци­он­ный про­цесс, при ко­то­ром ско­рость рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни пре­вы­ша­ет ско­рость рас­про­стра­не­ния зву­ка и дос­ти­га­ет 1 - 5 км/сек. Это про­ис­хо­дит при силь­ной тур­бу­ли­за­ции ма­те­ри­аль­ных по­то­ков, вы­зы­ваю­щей зна­чи­тель­ное ис­крив­ле­ние фрон­та пла­ме­ни боль­шое уве­ли­че­ние его по­верх­но­сти.

При этом воз­ни­ка­ет удар­ная вол­на, во фрон­те ко­то­рой рез­ко по­вы­ша­ет­ся плот­ность, дав­ле­ние, тем­пе­ра­ту­ра сме­си. При воз­рас­та­нии этих па­ра­мет­ров сме­си до са­мо­вос­пла­ме­не­ния го­ря­чих ве­ществ воз­ни­ка­ет де­то­на­ци­он­ная вол­на, яв­ляю­щая­ся ре­зуль­та­том сло­же­ния удар­ной вол­ны и об­ра­зую­щей­ся зо­ны сжа­той бы­ст­ро­реа­ги­рую­щей (са­мо­вос­пла­ме­няю­щей­ся) сме­си.

Из­бы­точ­ное дав­ле­ние в пре­де­лах де­то­ни­рую­ще­го об­ла­ка сме­си мо­жет дос­ти­гать 2 МПа.

Про­цесс хи­ми­че­ско­го пре­вра­ще­ния го­рю­чих ве­ществ, ко­то­рый вво­дит­ся удар­ной вол­ной и со­про­во­ж­да­ет­ся бы­ст­рым вы­де­ле­ни­ем энер­гии, на­зы­ва­ет­ся де­то­на­ци­ей.

При де­то­на­ци­он­ном ре­жи­ме го­ре­ния об­ла­ка ГВ боль­шая часть энер­гии взры­ва пе­ре­хо­дит в воз­душ­ную удар­ную вол­ну, при де­флагра­ци­он­ном го­ре­нии со ско­ро­стью рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни ~200 м/сек пе­ре­ход энер­гии в вол­ну со­став­ля­ет от 30 до 40%.

Возникновение горения сопровождается следующими процессами:

- вспышка (быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов);

- возгорание (возникновение горения под действием источника зажигания);

- воспламенение (возгорание, сопровождающееся появлением пламени);

- самовозгорание (явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания);

- самовоспламенение (самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени).

Выделяют следующие типы пожаров:

- индустриальные (пожары на заводах, фабриках и хранилищах);

- бытовые пожары (пожары в жилых домах и на объектах культурно-бытового назначения);

- природные пожары (лесные, степные, торфяные и ландшафтные пожары).

По месту возникновения выделяют пожары:

- в зданиях и сооружениях;

- на скрытых площадях складов;

- на горючих массивах (лесные, торфяные, степные), на хлебных полях.

Виды пожаров по внешним признакам горения:

- наружные - признаки которых можно установить визуально, наружные пожары всегда открытые;

- внутренние - возникают и развиваются внутри зданий. Они бывают открытые (устанавливаются только осмотром помещений) и скрытые (горение протекает в пустотах и внутри конструкции);

- одновременно наружные и внутренние пожары (это наиболее опасные пожары).

По времени начала тушения:

- незапущенные - ликвидируются в большинстве случаев населением, рабочими объекта, силами первого прибывшего подразделения;

- запущенные - из-за позднего обнаружения или сообщения в пожарную охрану.

По плотности застройки пожары классифицируются на:

- отдельные пожары (городские пожары) — горение в отдельно взятом здании при невысокой плотности застройки. (Плотность застройки — процентное соотношение застроенных площадей к общей площади населённого пункта. Безопасной считает плотность застройки до 20 %.);

- сплошные пожары — вид городского пожара, охватывающий значительную территорию при плотности застройки более 20-30 %;

- огненный шторм — редкое, но грозное последствие пожара при плотности застройки более 30 %;

- тление в завалах.

Классификация пожаров в зависимости от вида горящих веществ и материалов:

1. Пожар класса «А» — горение твёрдых веществ.

А1 — горение твёрдых веществ, сопровождаемое тлением (уголь, текстиль).

А2 — горение твёрдых веществ, не сопровождаемых тлением (пластмасса).

Пожар класса «B» — Горение жидких веществ.

2. B1 — горение жидких веществ нерастворимых в воде (бензин, эфир, нефтепродукты). Также, горение сжижаемых твёрдых веществ. (парафин, стеарин).

B2 — Горение жидких веществ растворимых в воде (спирт, глицерин).

3. Пожар класса «C» — горение газообразных веществ.

Горение бытового газа, пропана и др.

4. Пожар класса «D» — горение металлов.

D1 — горение лёгких металлов, за исключением щелочных (алюминий, магний и их сплавы).

D2 — горение щелочных металлов (натрий, калий).

D3 — горение металлосодержащих соединений, (например, металлоорганических соединений, гидридов металлов).

5. Пожар класса «E» — горение электроустановок.

6. Пожар класса «F» — горение радиоактивных материалов и отходов.

Ос­нов­ны­ми при­чи­на­ми воз­ник­но­ве­ния по­жа­ров при про­из­вод­ст­вен­ных ава­ри­ях и сти­хий­ных бед­ст­ви­ях яв­ля­ют­ся:

- раз­ру­ше­ния ко­тель­ных, ем­ко­стей и тру­бо­про­во­дов с лег­ко­вос­пла­ме­няю­щи­ми­ся или взры­во­опас­ны­ми жид­ко­стя­ми и га­за­ми;

- ко­рот­кие за­мы­ка­ния элек­тро­про­вод­ки в по­вре­ж­ден­ных или час­тич­но раз­ру­шен­ных зда­ни­ях и со­ору­же­ни­ях;

- взры­вы и воз­го­ра­ния не­ко­то­рых ве­ществ и ма­те­риа­лов.

Воз­ник­но­ве­ние по­жа­ров, пре­ж­де все­го, за­ви­сит от ха­рак­те­ра про­из­вод­ст­ва и сте­пе­ни воз­го­рае­мо­сти или ог­не­стой­ко­сти зда­ний и ма­те­риа­лов, из ко­то­рых они из­го­тов­ле­ны.

По взрыв­ной, взры­во­по­жар­ной и по­жар­ной опас­но­сти все про­мыш­лен­ные про­из­вод­ст­ва под­раз­де­ля­ют­ся на шесть ка­те­го­рий: А, Б, В, Г, Д, Е (СНи П. 2.01.02-85).

А - неф­те­пе­ре­ра­ба­ты­ваю­щие за­во­ды, хи­ми­че­ские пред­при­ятия, тру­бо­про­во­ды, скла­ды неф­те­про­дук­тов и пр.

Б - це­ха при­го­тов­ле­ния и транс­пор­ти­ров­ки уголь­ной пы­ли, дре­вес­ной му­ки, са­хар­ной пуд­ри, вы­бой­ные и размоль­ные от­де­ле­ния мель­ниц;

В - ле­со­пиль­ные, де­ре­во­об­ра­ба­ты­ваю­щие, сто­ляр­ные, мо­дель­ные, ле­со­тар­ные и т.п. про­из­вод­ст­ва;

Г - тех­но­ло­ги­че­ские про­из­вод­ст­ва по­лу­че­ния, хра­не­ния и при­ме­не­ния не­сго­рае­мых ве­ществ и ма­те­риа­лов в го­рю­чем, рас­ка­лен­ном или рас­плав­лен­ном ви­де, по­жар­ная опас­ность ко­то­рых свя­за­на с вы­де­ле­ни­ем лу­чи­сто­го те­п­ла и об­ра­зо­ва­ни­ем искр и пла­ме­ни, а так­же про­из­вод­ст­ва, свя­зан­ные со сжи­га­ни­ем твер­до­го, жид­ко­го и га­зо­об­раз­но­го то­п­ли­ва (ме­тал­лур­ги­че­ские про­из­вод­ст­ва, ко­тель­ные, элек­тро­стан­ции и т.д.)

Д - про­цес­сы по­лу­че­ния, хра­не­ния и при­ме­не­ния не­сго­рае­мых ве­ществ и ма­те­риа­лов в хо­лод­ном ви­де (ма­ши­но­строи­тель­ные и дру­гие пред­при­ятия скла­ды не­го­рю­чих ве­ществ и ма­те­риа­лов).

Е – взрывоопасные производства. Они характеризуются наличием горючих газов без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения, и в котором по условиям технологического процесса возможен только взрыв (без последующего горения), либо наличием веществ, способных взрываться (без последующего горения) при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

К наи­бо­лее по­жа­ро­опас­ным пред­при­яти­ям от­но­сят пред­при­ятия ка­те­го­рий: А, Б, В. Пред­при­ятия ка­те­го­рий Г и Д от­но­сят к не по­жа­ро­опас­ным.

Под по­жар­ной опас­но­стью по­ни­ма­ют воз­мож­ность воз­ник­но­ве­ния или раз­ви­тия по­жа­ра, за­клю­чен­ный в ка­ком-ли­бо ве­ще­ст­ве, со­стоя­нии или про­цес­се.

По­жа­ро­опас­ный объ­ект (ПОО) - это объ­ект, на ко­то­ром про­из­во­дят­ся (хра­нят­ся, транс­пор­ти­ру­ют­ся) про­дук­ты, при­об­ре­таю­щие при не­ко­то­рых ус­ло­ви­ях (ава­ри­ях, ини­ции­ро­ва­нии) спо­соб­ность к воз­го­ра­нию.

По сте­пе­ни воз­го­рае­мо­сти (ог­не­стой­ко­сти) зда­ния и со­ору­же­ния де­лят­ся на пять групп I, II, III, IV,V(СН и П 2.01.02-85).

Ог­не­стой­кость зда­ний - это спо­соб­ность зда­ний ока­зы­вать со­про­тив­ле­ние воз­дей­ст­вию вы­со­ких тем­пе­ра­тур во вре­ме­ни при со­хра­не­нии сво­их экс­плуа­та­ци­он­ных свойств.

Ог­не­стой­кость зда­ния за­ви­сит от пре­де­лов ог­не­стой­ко­сти его кон­ст­рук­тив­ных ос­нов­ных час­тей.

Все строи­тель­ные ма­те­риа­лы по воз­го­рае­мо­сти (ог­не­стой­ко­сти) де­лят­ся нам три груп­пы:

- не­сго­рае­мые - это та­кие ма­те­риа­лы, ко­то­рые под воз­дей­ст­ви­ем ог­ня или вы­со­кой тем­пе­ра­ту­ры не вос­пла­ме­ня­ют­ся, не тле­ют и не обуг­ли­ва­ют­ся;

- труд­но сго­рае­мые - это та­кие ма­те­риа­лы, ко­то­рые под воз­дей­ст­ви­ем ог­ня или вы­со­кой тем­пе­ра­ту­ры с тру­дом вос­пла­ме­ня­ют­ся, тле­ют или обуг­ли­ва­ют­ся и про­дол­жа­ют го­реть или тлеть толь­ко при на­ли­чии ис­точ­ни­ка ог­ня, при его от­сут­ст­вии про­цесс го­ре­ния или тле­ния пре­кра­ща­ет­ся;

- сго­рае­мые - это ма­те­риа­лы, ко­то­рое под воз­дей­ст­ви­ем ог­ня или вы­со­кой тем­пе­ра­ту­ры вос­пла­ме­ня­ют­ся или тле­ют и про­дол­жа­ют го­реть или тлеть по­сле уда­ле­ния ис­точ­ни­ка ог­ня.

Зда­ния, вы­пол­нен­ные да­же из не­сго­рае­мых ма­те­риа­лов, мо­гут вы­дер­жать воз­дей­ст­вие ог­ня или вы­со­ких тем­пе­ра­тур толь­ко оп­ре­де­лен­ное вре­мя.

Пре­дел ог­не­стой­ко­сти кон­ст­рук­ций оп­ре­де­ля­ет­ся вре­ме­нем, в те­че­ние ко­то­ро­го не по­яв­ля­ют­ся сквоз­ные тре­щи­ны, кон­ст­рук­ция не те­ря­ет не­су­щей спо­соб­но­сти, не об­ру­ши­ва­ет­ся и не на­гре­ва­ет­ся до 200 ^С на про­ти­во­по­лож­ной сто­ро­не.

Пожары характеризуются следующими параметрами:

- продолжительность пожара - время с момента его возникновения до полного прекращения горения;

- температура внутреннего пожара - среднеобъемная температура газовой среды в помещении;

- температура открытого пожара - температура пламени;

- площадь пожара - площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;

- зона горения - часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению и их горение;

- зона теплового воздействия - часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты;

- зона задымления - часть пространства, примыкающего к зоне горения и заполнения дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений;

-фронт сплошного пожара - граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью;

- скорость распространения сплошного пожара - скорость его перемещения;

- распространение пожара - процесс распространения зоны горения по поверхности материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации и конвенции. Основную роль в распространении пожара играет тепловая радиация племени. Тепло в окружающую среду передается за счет теплопроводности, конвенции и излучения.

Последствия пожаров обусловлены воздействием их поражающих факторов. Основными поражающими факторами пожара являются непосредственное действие огня на горящий предмет (горение) и дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения. В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненных из сгораемых материалов. Действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий, других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагреве до 500- 600 ^оС наблюдается расслоение кирпича трещинами и разрушение материала. При пожарах полностью или частично уничтожается технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и сельскохозяйственные животные. Гибнут или получают ожоги различной тяжести люди.

Вторичными последствиями пожаров могут быть:

- взрывы;

- утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду;

- большой ущерб не затронутым пожаром помещениям может принести вода, примененная для тушения пожара.

Тяжелыми социальными и экономическими последствиями пожара является прекращение объектом народного хозяйства выполнения своих хозяйственных и иных функций.

Последствия производственных аварий, вызванных пожарами, по своему характеру аналогичны последствиям светового излучения в очагах ядерного поражения и по выделяемой массовыми пожарами энергии могут превосходить эффект мегатонных ядерных взрывов.

Особую опасность с точки зрения возможных потерь и ущерба представляют взрывы.

Взрыв — быстропротекающий процесс физических и химических превращений вещества, сопровождающийся высвобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации.

Взрыв в твердой среде сопровождается ее разрушением и дроблением, в воздушной или водной - вызывает образование воздушной или гидравлической ударных волн, которые и оказывают разрушающее воздействие на помещенные в них объекты.

В деятельности, не связанной с преднамеренными взрывами в условиях промышленного производства, под взрывом следует понимать быстрое, неуправляемое высвобождение энергии, которое вызывает ударную волну, движущуюся на некотором удалении от источника.

Взрывная волна – это движение среды, порожденное взрывом, при котором происходит резкое повышение давления, плотности и температуры среды.

Фронт (передняя граница) взрывной волны распространяется по среде с большой скоростью, в результате чего область охваченная движением, быстро расширяется.

Посредством взрывной волны (или разлетающихся продуктов взрыва - в вакууме) взрыв производит механическое воздействие на объекты, находящиеся на различных удалениях от места взрыва. По мере увеличения расстояния от места взрыва механическое воздействие взрывной волны ослабевает.

Таким образом, взрыв несет потенциальную опасность поражения людей и обладает разрушительной способностью.

Взрыв может быть вызван:

- детонацией конденсированных взрывчатых веществ (ВВ);

- быстрым сгоранием воспламеняющего облака газа или пыли;

- внезапным разрушением сосуда со сжатым газом или с перегретой жидкостью;

- смешиванием перегретых твердых веществ (расплава) с холодными жидкостями и т.д.

В зависимости от вида энергоносителей и условий энерговыделения, источниками энергии при взрыве могут быть как химические так и физические процессы.

Все виды взрывов можно классифицировать на следующие три группы:

- неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени и в ограничением пространстве (взрывные процессы);

- образование облаков топливно-воздушной смеси (ТВС) или других химических газообразных, пылеобразных веществ, их быстрые взрывные превращения (объемный взрыв);

- взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или с перегретой жидкостью, прежде всего резервуаров со сниженным углеродным газом.

Наиболее часто взрывы происходят на взрывоопасных объектах (ВОО).

Взрывоопасный объект - это объект, на котором хранятся, используются, производятся, транспортируются вещества (продукты) приобретающие при определенных условиях способность к взрыву.

К взрывоопасным объектам относятся:

- предприятия оборонной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой промышленности;

- предприятия хлебопродуктовой, текстильной и фармацевтической промышленности

- склады легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и сжиженных газов.

Основными поражающими факторами взрыва являются:

1. Воздушная ударная волна, возникающая при ядерных взрывах, взрывах инициирующих и детонирующих взрывчатых веществ, при взрывных превращениях топливо-воздушных смесей (ТВС), газовоздушных смесей (ГВС), взрывах ре­зервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением.

2. осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных деталей.

Основными параметрами поражающих факторов взрыва для детонационной и воздушной ударной волны являются - избыточное давление во фронте ударной волны (∆P_ф), скоростной напор (∆P_ск) и время действия. Для потоков продуктов взрыва (осколочных полей) - количество осколков на единицу площади, их кинетическая энергия и радиус разлета.

Радиус зоны детонационной волны можно определить по формуле:

r_I = 17,5 ,

где m- масса вещества в тоннах.

Радиус зоны действия продуктов взрыва (зоны взрывного горения) определяется по формуле:

r_II = 1,7·r_{I .}

Ударная волна любых взрывов вызывает большие людские потери и раз­рушения элементов сооружений. Размеры зон поражения от взрывов возраста­ют с увеличением их мощности. Сопротивляемость элементов сооружений действию ударной волны принято характеризовать величиной избыточного давления во фронте ударной волны, в Рф. Избыточное давление в Рф используется как универсальная характеристика сопротивляемости элементов сооружения действию ударной волны и для определения степени их разрушения и повреждения.

Степень и характер повреждения сооружений при взрывах во время производственных аварий зависят от:

- мощности (тротилового эквивалента) взрыва;

- технических характеристик сооружения (конструкция, прочность, размер,форма- капитальные, временные, наземные, подземные и т.п.);

- планировки объекта (рассредоточение сооружений), характера заст­ройки, ландшафта местности (рельеф, грунт, занесенность);

- метеоусловий (направление и сила взрыва, влажность, температура, наличие осадков).

Радиусы зон разрушений объектов и поражения людей (барическое воздействие) с избыточным давлением определяются о формулам:

- меньше 10 кПа (радиус безопасного удаления для людей, находящихся на открытой местности)

R_без.ΔPф>12.08 · r_I;

- от10 до 20 кПа(радиус зоны слабых разрушений, легкое поражение людей)

R₁₀ ≈ 12.08 · r_I;

- от 20 до 30 кПа (радиус зоны средних разрушений, легкое поражение людей)

R₂₀ ≈ 7,28 · r_I;

- от 30 до 50 кПа (радиус зоны сильных разрушений, легкое - среднее поражение людей)

R₃₀ ≈ 5,625 · r_I;

- более 50 кПа (радиус зоны полных разрушений, средне - сильное поражение людей)

R₅₀ ≈ 4,21 · r_I;

- более 100 кПа (радиус зоны смертельной (летальной) опасности)

R_см.100 ≈ 2,91 ·r_I.

Характерными особенностями взрывов облаков парогазовоздушных смесей являются:

- возникновение взрывов разного типа (детонационного, дефлаграционного или комбинированного);

- образование пяти зон поражения (1-детонационной, 2-огненного шара, 3-действия ударной волны, 4-теплового поражения и 5-токсического воздействия);

- воспламенение газопаровоздушной смеси, которое происходит при наличии источника зажигания.

Радиус «огненного шара» - крупномасштабного диффузионного горения, реализуемого при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара определяется по формуле:

R_ош = 2,25,

где m - масса вещества в килограммах.

Время свечения «огненного шара»:

t_ош=0,92 ∙

Тепловой импульс «огненного шара»:

U_ош = I_ош · t_ош,

где I_ош- интенсивность теплового излучения, кДж/(м²· с), на удаленииR_ош,

I_ош = ,

где m - масса вещества в килограммах.

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разру­шение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов коммуникаций и других объектов, гибель людей.

Вторичными последствиями взрывов являются поражение находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструкций здания, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования.

Знание причин возможных производственных аварий на том или ином предприятии и всесторонняя оценка опасности, которую может представлять предприятие в случае аварии для рабочих и служащих и проживающего вблизи населения, позволяют правильно определить мероприятия по предупреждению аварий и предусмотреть необходимые меры по защите людей и снижению ущерба в случае возникновения аварии.

Рекомендации населению по профилактике пожаров и взрывов в быту.

Соблюдение мер пожарной безопасности и умелые действия во время пожара способствуют снижению пожарной опасности, спасению людей и имущества. Персонал объекта для предотвращения пожаров и взрывов действует в соответствии с установленными на объекте правилами пожарной безопасности нормами техники безопасности и охраны труда, технологическими инструк­циями.

Для предотвращения пожаров и взрывов в быту, спасения жизни и иму­щества при их возникновении следует соблюдать ряд запретов и несложных правил:

- избегать хранения в доме большого количества легковоспламеняющихся жид­костей и горючих веществ;

- небольшое количество ЛВЖ и ГВ хранить в плотно закрытых сосудах, вдали от нагревательных приборов, не подвергать их ударам, встряске, разливу;

- не разогревать мастики, краски и лаки, аэрозоли на открытом огне, не стирать в бензине;

- не загромождать лестничные клетки и противопожарные выходы мебелью и другими предметами;

- не устанавливать электроприборы вблизи горючих веществ;

- содержать электрооборудование помещений в исправном состоянии; не оставлять включенными электронагреватели, приборы и телеприемники без присмотра, не перегружать электросеть, при ремонте отключать приемники от сети;

- соблюдать осторожность при курении и пользовании открытым огнем, не сушить одежду и белье над горящей газовой и электрической плитой, не отогревать замерзшие трубы отопления открытым огнем, не допускать шалости детей со спичками, включения ими электроприборов и зажигания газовых плит;

- следить за исправностью средств пожарной автоматики и средств пожаро­тушения. Знать номера телефонов пожарных служб и медицинской службы;

- знать правила пользования огнетушителями, правила оказания первой помощи пораженным.

При пожаре наибольшую опасность для людей представляют высокая температура воздуха, задымленность, концентрация окиси углерода, воз­можное обрушение зданий и сооружений, взрывы технологического оборудо­вания и приборов. Опасно входить в зону задымления, если видимость менее 10 метров. При спасении людей и при тушении пожара необходимо соблюдать следующие правила:

- перед входом в горящее помещение накрыться с головой мокрым покрывалом;

- дверь в задымленное помещение открывать осторожно, чтобы избежать вспышки пламени от притока свежего воздуха;

- в сильно задымленном помещении двигаться ползком или пригнувшись, дышать через увлажненную ткань;

- для тушения горящей одежды набросить плотную ткань и плотно ее прижать, прекратить приток воздуха к огню; сбить пламя, катаясь по земле; бежать нельзя;

- на места ожогов наложить повязку и отправить пострадавшего в мед.часть;

- при тушении пожара использовать огнетушители, пожарные краны, воду, песок, землю, плотную ткань и др.средства;

- огнегасящее вещество следует направлять в места наиболее интенсивного горения и не на пламя, а на горящую поверхность; если горит вертикаль­ная поверхность воду направляют в верхнюю ее часть;

- в задымленном помещении применять распыленную струю воды;

- горючие жидкости тушить пенообразующим составом, засыпать песком или землей, небольшой очаг горения накрыть брезентом, тяжелой тканью, одеждой;

- при горении электропроводки - обесточить сеть а затем приступить к ее тушению;

- выходить из зоны горения в наветренную сторону;

- если в общественном здании прозвучит сигнал пожарной тревоги необходимо немедленно покинуть его;

- не рекомендуется пользоваться лифтами;

- при эвакуации из горящих зданий использовать наряду с основными запасные пожарные выходы или лестницы.

При их задымлении плотно закрыть двери, ведущие на лестничные клетки, коридоры, холлы и выйти на балкон. С балкона эвакуироваться по пожарной лестнице или через другую квартиру (на нижних этажах - через балконы и окна, используя подручные средства - веревки, простыни и т.п.)