Обоснование и выбор мероприятий по обеспечению устойчивого функционирования опасного производственного объекта

ФГУ ВПО «БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА».

КАФЕДРА «ЗАЩИТА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ».

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине.

«Устойчивость объектов экономики в чрезвычайных ситуациях».

Тема:

Обоснование и выбор мероприятий по обеспечению устойчивого функционирования опасного производственного объекта Вариант № 24.

Исполнитель: студент 5-ЗЧС А. Черпакова Калининград 2010.

• Введение
• Этап 1. Идентификация опасностей на опасном производственном объекте, анализ производственных показателей объекта и определение соответствия состояния ОПФ — ИТМ ГО, а так же требованиям промышленной безопасности
• Этап 2. Определение параметров взрыва конденсированных взрывчатых веществ, прогнозирование вторичных факторов поражения в ЧС, оценка состояния зданий, технологического оборудования, сетей коммунально — энергетического хозяйства и производственных возможностей объекта экономики после аварии со взрывом
• 2.1 Определение параметров взрыва конденсированных взрывчатых веществ
• 2.2 Определение вторичных поражающих факторов в ЧС
• 2.3 Оценка ожидаемого состояния зданий и технологического оборудования
• 2.4 Определение прямого ущерба, нанесенного промышленному объекту после аварии
• 2.5 Определение потерь работников предприятия среди наибольшей работающей смены
• Этап 3. Выбор, оценка эффективности и обоснование мероприятии по обеспечению устойчивости работы ОЭ в ЧС
• Этап 4. Определение комиссии по повышению устойчивости функционирования и разработка плана — графика наращивания мероприятий по повышению устойчивости работы ОЭ при ЧС.
• Заключение
• Список использованных источников

Проблема повышения устойчивости функционирования объектов экономики (далее — ПУФ ОЭ) в современных условиях приобретает все большее значение. Это связано с рядом причин, основными из которых являются:

— ослабление механизмов государственного регулирования и требовательности к безопасности в производственной сфере;

— высокий прогрессирующий износ основных производственных фондов;

— повышение вероятности возникновения военных конфликтов и террористических актов.

Под устойчивостью функционирования объекта экономики понимают способность его в чрезвычайной ситуации (далее — ЧС) выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре, а в случае аварии (повреждения) восстанавливать производство в минимально короткие сроки.

Так как современный объект экономики представляет собой сложный инженерно-экономический комплекс, то его устойчивость будет напрямую зависеть от устойчивости составляющих элементов.

К основным из них относятся:

— здания и сооружения производственных цехов;

— производственный персонал и защитные сооружения для укрытия рабочих и служащих;

— элементы системы обеспечения (сырье, топливо, комплектующие изделия, электроэнергия, газ, тепло и т. п.);

— элементы системы управления производством.

Мероприятия по обеспечению устойчивости функционирования объекта предусматриваются на стадии проектирования объекта и включаются в состав проектно-сметной документации.

Эти мероприятия разрабатываются согласно требованиям федеральных руководящих и нормативных документов, в т. ч. СНиП 2.01.51−90 «Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны» (далее — ИТМ ГО), и ведомственных нормативных документов.

Целями курсовой работы являются:

— моделирование обстановки на ОЭ, где источником ЧС является взрыв конденсированных взрывчатых веществ, произошедший в наиболее вероятном месте, применительно к используемому на ОЭ технологическому процессу;

— определение вероятности появления вторичных поражающих факторов и оценка их воздействия на основные производственные фонды (далее — ОПФ) завода;

— проведение исследований устойчивости и выявление наиболее уязвимых элементов во всех системах и структурных звеньях объекта при ЧС мирного и военного времени.

Данные цели достигаются путем решения следующих задач, рассматриваемых на различных этапах разработки курсовой работы:

— идентификация опасностей, имеющихся на ОЭ и вероятность возникновения вторичных поражающих факторов;

— определение несоответствий в выполнении ИТМ ГО;

— определение вероятностей и степеней разрушения зданий и технологического оборудования;

— определение ущерба, потерь наибольшей работающей смены в производственных цехах, подвергшихся разрушению;

— определение параметров пожара разлития легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;

— определение направления, сектора и глубины распространения возможного химического заражения;

— оценка эффективности мероприятий по ПУФ ОЭ в ЧС;

— предложить состав комиссии по ПУФ ОЭ и разработать план — график наращивания мероприятий по повышению устойчивости работы ОЭ при ЧС.

На основании материалов исследований разрабатывается комплекс организационных, инженерно-технических, специальных мероприятий по ПУФ данного объекта.

Проведение исследования устойчивости функционирования объекта организует комиссия по ПУФ, руководителем которой я выступлю при принятии решения о проведении мероприятий на повышение функционирования машиностроительного завода.

Этап 1. Идентификация опасностей на опасном производственном объекте, анализ производственных показателей объекта и определение соответствия состояния ОПФ — ИТМ ГО, а так же требованиям промышленной безопасности.

Машиностроительный завод введен в эксплуатацию в 1954 году и расположен в городе, отнесенном ко второй группе по гражданской обороне. Машиностроительный завод имеет вторую категорию по гражданской обороне.

Основной продукцией являются средние металлообрабатывающие станки высокой точности; специальное производство — корпуса авиабомб (по установленной номенклатуре); побочное производство — технологическая оснастка. Производственная мощность завода составляет 24 тыс. гит./год. Работа завода организована в 2 смены, а литейного производства — в 3 смены. Общая численность рабочих и служащих — 4900 чел., из которых наибольшая работающая смена составляет 2271 чел.

В структуре основных фондов наибольший удельный вес занимают: машины и оборудование — в среднем около 50% (40% из которых металлорежущее оборудование); здания около 37%.

Высокая физическая степень износа основных фондов машиностроительного завода объясняется тем, что он был построен более 50 лет назад, и соответственно объекты капитального строительства, находящиеся на его балансе, существенно не амортизированы. А именно, кровля литейного цеха, электроцех и механический цех № 2 находятся в аварийном состоянии, произошло девять аварий на сетях коммунально-энергетического хозяйства (далее — КЭХ) (см. П.А).

Моральный износ основных фондов очевиден, что является следствием научно-технического прогресса. Выделены две формы морального износа: связанная с удешевлением стоимости воспроизводства основных фондов в результате совершенствования техники и технологии, внедрение прогрессивных материалов, повышения производительности труда, а также связанная с созданием более совершенных и экономичных основных фондов (машин, оборудования, зданий, сооружений и т. д.).

Основные производственные фонды машиностроительного завода сильно изношены, физически и морально устарели, что может привести к взрывам и пожарам, первичными поражающими факторами которых являются: открытый огонь, искры; высокая температура окружающей среды и предметов (70°С и более); низкое содержание кислорода (менее 17%); токсичные продукты горения (СО более 0,2%; СО₂ более 6%); воздушная ударная волна; поле осколков; плохая видимость (6−12 м).

Как следствие возможно возникновение вторичных поражающих факторов: осколков стекла; обрушающихся конструкции, элементов зданий и сооружений, агрегатов, установок; возникновение аварий на сетях КЭХ; разрушение линий электропередач, электропроводки; образование зоны химического заражения при разрушении ёмкостей с АХОВ или в результате химической реакции нетоксичных продуктов при взрыве, пожаре; образование зоны разлива легковоспламеняющихся и горючих веществ.

Для исключения возможностей возникновения аварийных ситуаций, снижения возможного ущерба, потерь среди рабочих и служащих, а также создания лучших условий для проведения спасательных и других неотложных работ в возможных очагах поражения необходимо соблюдение требований нормативно-правовых актов и документов. На основании выписки из производственно-технического паспорта предприятия необходимо установить соответствие и полноту выполнения требований инженерно-технических мероприятий гражданской обороны (далее — ИТМ ГО) согласно нормативно-правовой документации.

Согласно ФЗ-№ 116 «О промышленной безопасности» машиностроительный завод можно отнести к опасному производственному объекту (далее — ОПО), т.к. на данном предприятии:

— используются и хранятся воспламеняющиеся, горючие и токсические вещества;

— используется оборудование. Работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115⁰С;

— используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы;

— получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов.

На основании СанПиН 2.2.½.1.1.1200−03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» объект отнесён к IV классу по санитарной классификации и размер санитарно-защитной зоны составит 100 м.

Согласно ст. 9 ФЗ-№ 116 «О промышленной безопасности» организация, эксплуатирующая ОПО, обязана заключать договор страхования риска ответственности за причинение вреда при эксплуатации ОПО, а также принимать меры по защите жизни и здоровья работников в случае аварии на ОПО. Страховка обязательного страхования ответственности за причинение вреда при эксплуатации ОПО просрочена; рабочие и служащие средствами индивидуальной защиты не обеспечены, что является нарушением ст. 9 данного ФЗ (см. П.А).

Требования, выполненные с учетом СНиП 2.01.51−90 «ИТМ ГО»:

— фонд защитных сооружений для рабочих и служащих, состоящий из 16 убежищ и вместимостью на 2480 человек, машиностроительного завода создан на его территории и обеспечит укрытие суммарной наибольшей работающей смены (2271 человек);

— расстояние между жилым сектором и территорией завода расстояние не превышает 40 км, а именно составляет со стороны северных ворот — 15 м, а со стороны южных — 30 м;

— здания административно-хозяйственного и обслуживающего назначения расположены отдельно от основных цехов;

— пульты управления размещены в нижних этажах зданий;

— канализация объекта смешанная, самотечная, одноколлекторная;

— система водоснабжения предприятия базируется на двух независимых заглубленных источниках воды городского водовода;

— имеется законсервированная скважина, которая может использоваться в качестве резервной;

— газоснабжение объекта производится от двух независимых вводов через газораспределительные пункты (далее — ГРП), расположенные по разным сторонам завода. Объект использует заглубленные сети низкого и среднего давления;

— объект имеет 1 подземный ввод электроснабжения от фидерной, расположенной к северо-западу от завода;

— сеть электроснабжения на территории заглубленная галерейная.

Требования, не выполненные с учетом СНиП 2.01.51−90 «ИТМ ГО»:

— защита рабочих и служащих (наибольшей работающей смены) объекта второй категории по гражданской обороне, расположенной за пределами зон возможных сильных разрушений, должна предусматриваться в противорадиационных укрытиях. На территории же машиностроительного завода отсутствуют противорадиационные укрытия. Они заменены убежищами, что не соответствует требованиям ИТМ ГО;

— отсутствие системы оборотного водоснабжения;

— на сетях газоснабжения отсутствуют автоматические отключающие устройства;

— отсутствие автономных источников электроснабжения для производственных нужд и защиты от воздействия шаровой молнии;

— отсутствие локальной системы оповещения рабочих и служащих о возникновении чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Соответствует требованиям СНиП II-89−90 «Генеральные планы промышленных предприятий»:

— по функциональному использованию площадка предприятия разделена на зоны: предзаводскую (за пределами ограды или условной границы предприятия), производственную, подсобную и складскую; а территория промышленного узла разделена на зоны: общественного центра, площадок предприятий и общих объектов вспомогательных производств и хозяйств;

— предзаводская зона предприятия размещена со стороны основных подъездов и подходов работающих на предприятие;

— проходные пункты предприятии расположены на расстоянии не более 1,5 км друг от друга. Данное требование выполнено, т.к. наибольшее расстояние между проходными пунктами предприятия (центральными и северными воротами) составляет 850 м.

Размер предзаводской зоны предприятия должен составлять 0,5*4,9=2,45 га=24 500 м². По плану предзаводская зона объекта составляет 16 640 м², что не соответстувет требованиям СНиП II-89−90 «Генеральные планы промышленных предприятий».

На предприятии нет автоматизированных систем пожаротушения, что является нарушением требований СНиП 21−01−97^* «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Подъезд пожарных машин к зданиям и сооружениям обеспечен в полной мере, также имеется пожарный водоем на 1500 м³, что соответствует требованиям данного документа.

Требования ИТМ ГО и пожарной безопасности выполнены частично. Для 100% соответствия нормативно-правовой документации необходимо полное устранение недостатков, выявленных в результате обследования объекта.

Этап 2. Определение параметров взрыва конденсированных взрывчатых веществ, прогнозирование вторичных факторов поражения в ЧС, оценка состояния зданий, технологического оборудования, сетей коммунально — энергетического хозяйства и производственных возможностей объекта экономики после аварии со взрывом.

2.1 Определение параметров взрыва конденсированных взрывчатых веществ.

Удаление (L) объектов на территории завода измеряется, в соответствии с масштабом, на плане завода от центра условного знака, обозначающего точку взрыва, до ближайшей к эпицентру взрыва точки здания или сооружения (для объектов № 29 и 30 — до точки соприкосновения баков).

Для реализации используемой методики расчётов необходимо количество динамона привести к эквивалентному количеству, которое соответствовало бы тротилу. Таким образом, коэффициент приведения динамона к тротилу — К_эф = 0,95 (по данным таблицы 2.1). Ю примем равным 1, т.к. взрыв произошел в металлической цистерне при перевозке ВВ. Значения приведенных радиусов зон взрыва до каждого здания и сооружения на объекте занесем в таблицу 2.2.

Таблица 2.1 — Коэффициенты приведения конденсированных ВВ к тротилу.

Величины избыточного давления ВУВ (ДР_фв) на удалении (L) определенного здания и сооружения на объекте от эпицентра взрыва занесем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 — Значения параметров приведенного радиуса зоны взрыва и избыточного давления во фронте ВУВ на удалении от эпицентра взрыва до объектов, находящихся на территории предприятия.

На основании полученных данных избыточного давления во фронте ВУВ можно сделать вывод о характере разрушения зданий и ТО, находящегося в них. Степени разрушения зданий наносим на план машиностроительного завода в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.0.10−96 Безопасность в ЧС. Правила нанесения на карты обстановки о ЧС. На плане не обозначаем повреждения зданий.

Границы зон действия ВУВ КВВ с величинами давления 1 кг/см², 0,5 кг/см², 0,3 кг/см², 0,1 кг/см², 0,05 кг/см² соответственно.

Таблица 2.3 — Зоны действия воздушной ударной волны конденсированных взрывчатых веществ, кг/м^1/3 и их удаления от эпицентра взрыва L, м.

Полученные границы зон наносим на план завода (П.Б.1).

2.2 Определение вторичных поражающих факторов в ЧС.

В результате взрыва КВВ на ОЭ с опасной технологией производства возможно образование вторичных поражающих факторов ЧС.

Основными источниками вторичных поражающих факторов ЧС на машиностроительном заводе могут быть:

— разгерметизация газгольдеров с сжиженным газом и взрыв газовоздушных смесей (далее — ГВС);

— разгерметизация ёмкостей с легковоспламеняющимися жидкостями (далее — ЛВЖ) и пожар разлития;

— разгерметизация хранилища аварийно химически опасных веществ (далее — АХОВ) с последующим химическим заражением (загрязнением) прилегающей территории;

— разрушение технологического оборудования (далее — ТО) обломками ограждающих конструкций.

Для прогнозирования появления вторичных поражающих факторов, следует оценить состояние газгольдера, хранилища АХОВ и склада ЛВЖ, после первичного взрыва. Эти объекты будут повреждены при давлениях во фронте воздушной ударной волны равных:

— для газгольдера — 0,19 кг/см²;

— для хранилища хлора — 0,24 кг/см²;

— для склада ГСМ — 0,18 кг/см².

Исходя из расчетов, сведенных в Таблицу 2.2 видим, что газгольдер будет поврежден вследствие первичного взрыва, т.к. ДР_фв=0,25 кг/см² больше предела 0,19 кг/см², при котором газгольдер не разрушится. Хранилище хлора не повреждено, т.к. ДР_фв=0,17 кг/см², что меньше 0,24 кг/см². Склад ГСМ не поврежден, т.к. ДР_фв=0,17 кг/см², что не превышает 0,18 кг/см².

2.2.1 При повреждении газгольдера со сжиженным газом может образоваться ГВС, которая при наличии источников открытого огня, и при скорости ветра менее 15 м/сек, взрывается.

Во время выпадения обильных осадков взрыва ГВС не произойдет.

Значение избыточного давления в зоне облака взрыва (зоне детонации), ограниченной радиусом r_о, может составить 17 кг/см² и более, за пределами этой зоны давление во фронте ВУВ снижается — по мере увеличения расстояния от зоны облака взрыва.

По плану завода замеряем расстояния r₁ от взорвавшихся газгольдеров (от точки соприкосновения баков № 30) до объектов на территории завода.

Рассчитав радиус облака взрыва ГВС r₀ по формуле (2.7):

м (2.7).

где k — коэффициент перехода сжиженного газа в стехиометрическую (взрывную) смесь, (показывает, какая часть вещества участвует во взрыве). Принимается равным 0,6.

Q — масса хранимого сжиженного газа, т.

Затем находим отношение r₁ к r_0..

По этому отношению, из таблицы 2.4, выбираем значения ДР_фг, которые будет иметь ВУВ ГВС, на удалении r₁ до рассматриваемого объекта от центра взрыва ГВС. При выборке значений ДР_фг по необходимости интерполируем данные таблицы 2.4.

Таблица 2.4 — Значения величины давления во фронте воздушной ударной волны при взрыве ГВС.

Все замеры, произведенные по плану завода, и расчеты сведем в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 — Значения параметров радиуса облака взрыва ГВС r₀, м и давления во фронте воздушной ударной волны при взрыве ГВС? Р_фг, кг/см².

На основании полученных данных избыточного давления во фронте ВУВ вторичного поражающего фактора можно сделать вывод о характере разрушения зданий и ТО, находящегося в них. Степени разрушения зданий наносим на план машиностроительного завода в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.0.10−96 Безопасность в ЧС. Правила нанесения на карты обстановки о ЧС. На плане не обозначаем повреждения зданий.

Для нахождения границ зон действия ВУВ ГВС с давлением 1 кг/см², 0,5 кг/см², 0,3 кг/см², 0,1 кг/см², 0,05 кг/см² расчёты выполняются от обратного: по величине давления ДР_фг из таблицы 2.4 выбирается отношение r₁/r₀. По известному r₀ находится .

Таблица 2.6 — Границы зон действия воздушной ударной волны ГВС r₁, м.

Полученные границы зон наносим на план завода (П.Б.2).

Результаты вычислений пунктов 2.1 и 2.2.1 обобщены и внесены в таблицу П.Б.3.

2.2.2 При авариях с ЛВЖ и горючими жидкостями можно встретиться с пожарами следующих типов.

— факельное горение жидкостей, выходящих из пробоев и разрывов;

— горение жидкостей в цистерне при ее вскрытии;

— растекание горячей жидкости по прилегающей территории;

— одновременное горение жидкостей при пожарах всех вышеуказанных типов, сопровождающееся иногда взрывами паровоздушных смесей и цистерн.

k=0,6 для резервуаров с газом, сжиженных под давлением; Q=1230 кг; m_k=58 кг/кмоль; С=3,13. Таким образом.

.

Тогда Зону пожара разлития наносим на план машиностроительного завода (П.Б.2).

2.2.3 Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Q_э1.

где К₁ — коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (таблица П.В.1.1); для сжатых газов К₁=1;

К₃ — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (таблица П.В.1.1);

К₅ — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: 1 — при инверсии; 0,23 — при изотермии; 0,08 — при конвекции;

— коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (таблица П.В.1.1); для сжатых газов ;

Q₀ — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

Для аммиака: K₁=0,18; K₃=0,04; при температуре окружающего производства -1⁰С. При инверсии K₅=1. Q₀=42 т. Таким образом,.

(2.13).

где h — толщина слоя АХОВ, м;

d — плотность АХОВ, т/м ³ (таблица П.В.1).

— коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака (таблица П.В.1.1).

h=0,05; d=0,681 (для аммиака в жидком состоянии); К₂=0,025; К₄=1,5; =1.

Тогда .

Для аммиака K₂=0,025. При скорости ветра 2,5 м/с, интерполируя значения данных таблицы П.В.1.2, получим, что K₄=1,5. при температуре окружающего производства -1⁰С. h=0,05 м и d=0,681т/м³ (для аммиака в жидком состоянии). Т=0,908 ч, что меньше чем N= 4 ч, а следовательно К₆=Т^0,8=0,908^0,8=0,93.

Таким образом, Площадь разлива АХОВ определяется по формуле (2.14):

(2.14).

где V — объем разлившегося АХОВ, м³;

h — высота слоя разлившегося АХОВ, м.

и h=0,05 м, тогда.

Максимальные значения глубины зон заражения по первичному Г₁, км и вторичному Г₂, км облакам АХОВ определяются по таблице П.В.1.3, в зависимости, соответственно, от Q_э1, Q_э2 и скорости ветра.

Полученное значение Г_У сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Г_п,.

Интерполируя значения данных таблицы П.В.1.4 при скорости ветра 2,5 м/с и при вертикальной степени устойчивости воздуха — инверсии V=13 км/ч; N=4 ч. Таким образом, Глубину зоны возможного заражения наносим на план завода по направлению ветра, равным 70⁰ и отсчитываемое по часовой стрелке от северного направления (П.В.2).

Площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ определяется по формуле (2.18):

(2.18).

где S_в — площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ, км²;

Г — глубина зоны заражения, км;

ц — угловой размер зоны заражения, град. (таблица П.В.5).

Г=3,3 км; ц=45?

Тогда.

.

Площадь возможного заражения также отображается на плане завода с учетом углового размера зоны заражения (П.В.2).

Площадь зоны фактического заражения АХОВ — это площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах. Площадь зоны фактического заражения АХОВ определяется по формуле (2.19):

(2.19).

где К₅ — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха;

N — время, прошедшее после начала аварии, час.

К₅=1; N= 4 ч. Тогда.

Зона фактического заражения имеет форму эллипса и входит в зону возможного химического заражения. Обычно на карту не наносится ввиду возможного изменения направления ветра.

Зона химического заражения не затрагивает артезианскую скважину и пожарный водоем, что является важным условием для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (далее — АСДНР).

Время подхода зараженного облака к объекту, расположенному на пути его движения, определяется по формуле (2.20):

(2.20).

где Х — расстояние от источника заражения до объекта, км;

V — скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч (таблица П.В.4);

t — время подхода зараженного воздуха к объекту, час.

Расчеты времени подхода зараженного облака к объектам, расположенным на пути его движения, объединим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 — Время подхода зараженного воздуха t к объектам, попадающим в зону химического заражения.

Принимается следующая структура потерь в очаге поражения АХОВ:

— 35% - безвозвратные потери;

— 40% - санитарные потери средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее, чем на 2−3 недели с обязательной госпитализацией);

— 25% - санитарные потери легкой степени.

На момент разгерметизации хранилища аммиака только в прессовом цехе будет работать 3 смена, состоящая из 100 человек. Также в зону химического заражения попадают жилые здания, расположенные вблизи территории предприятия.

Таким образом, безвозвратные потери составят; санитарные потери средней и тяжелой степени —; санитарные потери легкой степени ;

2.3 Оценка ожидаемого состояния зданий и технологического оборудования.

Определение ожидаемого состояния зданий и ТО осуществляется исходя из наибольшего значения во фронте воздушной ударной волны (от первичного либо вторичного взрывов). Степень разрушения здания прогнозируется на ступень ниже расчетной, если к моменту аварии оно уже было в аварийном состоянии.

Значения К₁ могут приниматься:

при о_зд < 0,5 K₁ = 1;

при о_зд = 0,5−1,25 K₁ = 1,15;

при о_зд > 1,25.

а) для зданий с легкими ограждающими конструкциями K₁ = 1,2;

б) для зданий со стенами из железобетонных панелей K₁ = 1,6;

в) для зданий с кирпичными стенами и из бетонных блоков K₁ = 2.

Значения ?Р*_{зд (то)}, в зависимости от характеристик здания (П.Г.1), выбираются из П.Д.

Значение ?Р_ф, вызывающее сильные разрушения зданий и технологического оборудования, выбираем из П.Г.2 в соответствии с конструкцией здания и вида ТО и заносим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 — Значения избыточного давления ВУВ, вызывающие сильные разрушения зданий и технологического оборудования? Р*_{зд (то)}.

Далее производим расчет значений ожидаемого состояния зданий и технологического оборудования. Полученные значения сводим в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 — Значения ожидаемого состояния зданий о_зд и технологического оборудования о_то.

В зависимости от полученных значений о_зд и о_то по графику (П.Е) определяем вероятность наступления сильных и полных разрушений зданий и ТО, учитывая, что механический цех № 1 и электроцех находились на момент взрыва в аварийном состоянии. Суммарная вероятность выхода из строя зданий и ТО рассчитывается как сумма вероятностей получения сильных Р₃ и полных Р₄ повреждений. Все расчеты заносим в таблицу 2.10.

Таблица 2.10 — Вероятность наступления сильных и полных разрушений зданий и технологического оборудования.

Все результаты расчетов сведены в таблицу П.Ж.

Удаление границ заваливаемой территории от обрушившихся зданий, принимается равным половине высоты зданий (П.К.1). Для зданий, получивших сильные и полные разрушения, на план завода наносим «жёлтые линии» (П.К.2) — границы заваливаемой территории.

2.4 Определение прямого ущерба, нанесенного промышленному объекту после аварии.

Таблица 2.11 — Ущерб, нанесенный технологическому оборудованию вследствие разрушения зданий.

В таблицу 2.12 сведены все расчеты, связанные с вычислением ущерба, нанесенного вследствие разрушения зданий машиностроительного завода.

Таблица 2.12 — Ущерб, нанесенный зданиям машиностроительного завода.

Таким образом, суммарный прямой ущерб U_?, нанесенный машиностроительному заводу составит 10 215 + 3 633 696 = 3 643 911 тыс. руб.

При проведении расчётов по оценке состояния зданий и ТО, приняты следующие допущения и ограничения:

— не рассчитывается косвенный ущерб, обусловленный простоем объекта;

— при определении прямого ущерба, нанесенного объекту, среди всех элементов ОПФ рассматриваются только производственные здания и размещенное в них технологическое оборудование.

2.5 Определение потерь работников предприятия среди наибольшей работающей смены.

Потери работников ОЭ среди наибольшей работающей смены (далее — НРС) в цехах, получивших различные степени разрушения.

где П_i^нрс — потери НРС в i-том цехе, (i = 1… N), рассчитываемые по формуле (2.31):

где N_нрс — наибольшая работающая смена в i-том цеху, чел. (П.Г.1);

Р_?зд — суммарная вероятность разрушения i-гo цеха (таблица 2.10).

Результаты вычислений занесем в таблицу 2.13.

Таблица 2.13 — Потери наибольшей работающей смены объекта.

Сохранившиеся рабочие и служащие по сигналу оповещения укрываются либо в убежищах и подвалах сохранившихся зданий, либо собираются в зданиях клуба и заводоуправления.

Личный состав объектовых аварийно-спасательных формирований (далее — АСФ) кузнечного и механического № 2 цехов (П.Г.1) собирается на сборных пунктах вблизи клуба и столовой.

Вследствие взрыва и воздействия вторичных поражающих факторов полные разрушения понесли следующие цеха машиностроительного завода: литейный, прессовый, инструментальный, столярный. Системы коммунально-энергетического хозяйства (далее — КЭХ) требуют восстановления: диспетчерская электроснабжения получила сильные разрушения, а котельная полностью разрушена. Вследствие сложившейся обстановки принимаю решение на прекращение работы ОЭ и введение посменного графика работы персонала ОЭ по ликвидации последствий аварии.

Этап 3. Выбор, оценка эффективности и обоснование мероприятии по обеспечению устойчивости работы ОЭ в ЧС.

Целью проведения мероприятий по повышению устойчивости функционирования (далее — ПУФ) ОЭ, является сохранение в работоспособном состоянии используемого уникального, специального и важного технологического оборудования.

Этой цели можно достичь путём реализации одного из двух вариантов:

1.Повысить устойчивость зданий, где находится уникальное, специальное и важное ТО (П.Г.2), путём установки противообвальных устройств (далее — ПОУ).

2.Повысить устойчивость функционирования уникального, специального и важного технологического оборудования, путём установки защитных устройств вантового типа (решетчатых конструкций) над каждым образцом этого оборудования.

Эффективность мероприятий по ПУФ ОЭ, будет оцениваться отношением дополнительных затрат (ДQ) к приращению вероятности сохранения цеха (ТО), которое было вызвано этими затратами (Дq). Количественная оценка эффективности мероприятий производится по формуле (3.1):

(3.1).

где q₁, q₂ — вероятности сохранения цеха (ТО) соответственно до и после проведения мероприятий по ПУФ.

Величина q₁ рассчитывается по формуле (3.2):

(3.2).

Для установки противообвальных устройств на конструкциях перекрытий цехов требуется дополнительно затратить 7 тыс. руб. на 1 м² производственной площади цеха. При этом вероятность сохранности оборудования при давлениях, вызывающих не менее сильные разрушения зданий, достигается равной 0,9, что позволяет сохранить в работоспособном состоянии уникальное, специальное и важное ТО.

Дополнительные затраты для установки ПОУ определяются по формуле, где S — площадь цеха, м², (рассчитывается по данным П.К.1);

С_м — стоимость 1 м² площади цеха, равная 7 тыс. руб.

Полученные значения по расчетам дополнительных затрат при установке ПОУ и количественной оценке этих мероприятий сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 — Значения дополнительных затрат при установке ПОУ ДQ_ПОУ и количественная оценка эффективности этих мероприятий W.

Дополнительные затраты на устройство:

— защитных кожухов вантового типа составляют 9 тыс. руб. на 1 м² площади станка,.

— решетчатых пластических конструкций — 5 тыс. руб. на 1 м².

Дополнительные затраты для установки защитных устройств вантового типа, решетчатых конструкций определяются по формуле где N — количество станков в цеху, шт.;

S_ст — площадь одной единицы ТО, м²;

С_с — стоимость 1 м² площади единицы ТО, тыс. руб.

Площади единиц ТО принять равными:

6 м² — легкие станки;

12 м² — тяжелые станки и машины;

16 м² — гидравлические прессы;

25 м² — конвейеры.

Вероятность сохранения станочного оборудования под вантовыми устройствами (q₂) увеличится до 0,9, а под решетчатыми конструкциями — до 0,8.

Т.к. вероятность сохранения станочного оборудования под вантовыми устройствами больше, чем под решетчатыми конструкциями, будем устанавливать вантовые устройства над ТО.

Полученные значения по расчетам дополнительных затрат при установке защитных устройств вантового типа и количественной оценке этих мероприятий сведем в таблицу 3.2.

По результатам расчетов делаем вывод об эффективности проведения специальных мероприятий. Наиболее эффективными являются мероприятия, при которых показатель W будет минимальным.

Таким образом, для мартеновского, кузнечного, шлифовального, механического № 1 и № 2 и сборочного цехов проведение специальных мероприятий не требуется, т.к. либо здание не будет разрушено, либо ТО обладает высокой устойчивостью.

Таблица 3.2 — Значения дополнительных затрат при установке защитных устройств вантового типа ДQ и количественная оценка эффективности этих мероприятий W.

Для литейного, инструментального и прессового цехов наиболее эффективным мероприятием по ПУФ ОЭ в ЧС является обязательная установка вантового устройства на ТО, которое является уникальным (прессовый цех), важным (литейный и инструментальный цеха) и ремонтопригодным. Повышение устойчивости данных цехов будет нерациональным, т.к. эти здания при воздействии на них ВУВ будут полностью разрушены.

Таким образом, затраты на установку защитных устройств составят 2700+1890+1440=6030 тыс. руб.

Впоследствии при проектировании, строительстве новых цехов и реконструкции существующих повышение устойчивости может быть достигнуто применением для несущих конструкций высокопрочных и легких материалов (сталей повышенной прочности, алюминиевых сплавов), а также огнестойких кровельных материалов. Сооружения, где хранятся ЛВЖ, целесообразно окружить земляным валом из расчета, что высота вала удержит полный объём жидкости, которая может вытечь при разрушении ёмкости. Повышение устойчивости оборудования можно достичь путём усиления его наиболее слабых элементов, а также создания запасов этих элементов, отдельных узлов и деталей, материалов и инструментов для ремонта и восстановления повреждённого оборудования. Большое значение имеет прочное закрепление на фундаментах станков, установок и другого оборудования, имеющих большую высоту и малую площадь опоры, с помощью устройства растяжек и дополнительных опор. Не стоит размещать приборы на незакреплённых подставках, тумбах, столах. Тяжёлое оборудование следует размещать на нижних этажах производственных зданий; машины и агрегаты большой ценности — в зданиях, имеющих облегчённые и трудновозгораемые конструкции; особо ценное и уникальное оборудование — в заглублённых, подземных или специально построенных помещениях повышенной прочности, а также при применении индивидуальных специальных энергогасящих устройств: камер, шатров, кожухов, зонтов.

Этап 4. Определение комиссии по повышению устойчивости функционирования и разработка плана — графика наращивания мероприятий по повышению устойчивости работы ОЭ при ЧС.

Непосредственное руководство разработкой и проведением мероприятий по поддержанию устойчивого функционирования осуществляется руководителем ОЭ и комиссией по повышению устойчивого функционирования. Общее руководство деятельностью комиссии по ПУФ осуществляет руководитель объекта экономики. Руководство общей деятельностью осуществляет главный инженер — председатель комиссии. В отсутствие председателя комиссии его обязанности исполняет заместитель руководителя ОЭ по производству — заместитель председателя комиссии. Разработку годовых и перспективных планов мероприятий по ПУФ, ведение протоколов заседаний комиссии и оформление ее решений осуществляет инженер в области ГО — секретарь комиссии.

Руководство деятельностью структурных подразделений осуществляют: главный конструктор, главный технолог, главный механик, главный энергетик, начальник материально-технического отдела — члены комиссии. Комиссия по ПУФ объекта в своей работе руководствуется Федеральным Законом РФ от 21.12.1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», Федеральным Законом РФ от 12.02.1998 г. № 28-ФЗ «О гражданской обороне», Федеральным законом РФ от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»; Федеральным законом РФ от 26.02.1997 г. № 31-ФЗ «О мобилизационной подготовке и мобилизации в Российской Федерации», Постановлением Правительства РФ № от 30.12.2003 г. № 794 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» и другими нормативными документами.

Мероприятия по поддержанию устойчивого функционирования организаций включают:

— защиту рабочих и служащих работающих смен организаций, продолжающих работу в военное время, а также смен дежурного и линейного персонала, обеспечивающих жизнедеятельность организаций;

— защиту основных производственных фондов и осуществление мероприятий по уменьшению ущерба от возможных вторичных факторов поражения;

— создание надежных систем электро-, водо-, газо-, теплоснабжения организаций;

— создание устойчивой системы материально-технического снабжения;

— создание устойчивой системы управления;

— подготовку к быстрому восстановлению разрушенного производства.

На основании результатов, полученных в ходе исследования ОЭ на соответствие нормам и требованиям нормативно-правовой и технической документации, анализа опасностей производства, вероятностей развития аварий на ОЭ, а также расчета ущерба, причиненного машиностроительному заводу в случае возникновения аварии, разработан план-график наращивания мероприятий по повышению устойчивости работы ОЭ при ЧС (П.Л).

Заключение.

При взрыве динамона массой 6700 кг литейный цех, находящийся ближе всего к точке взрыва, будет полностью разрушен. Величина максимального избыточного давления воздушной ударной волны КВВ Р_фв = 2276 кПа.

Вследствие взрыва динамона будут повреждены газгольдеры с сжиженным газом. При взрыве емкости с 1,23 т бутана наибольшее избыточное давление взрывной волны будет равно Р_фг = 1700 кПа, вследствие чего гараж будет полностью разрушен.

От воздействия первичного взрыва и вторичных поражающих факторов полные разрушения понесли следующие цеха машиностроительного завода: литейный, прессовый, инструментальный, столярный. Потери рабочих и служащих составили 682 человека. Системы КЭХ требуют восстановления: диспетчерская электроснабжения получила сильные разрушения, а котельная полностью разрушена.

Повреждения газгольдеров повлекли за собой разгерметизацию хранилища аммиака, содержащего 42 т АХОВ. Глубина зоны заражения составит 3,3 км. При данной метеорологической обстановке возможные потери персонала от воздействия АХОВ составят 100 человек с поражениями различной степени тяжести. Также в зоне химического заражения оказались три жилых дома, вместимость которых 680 человек.

Элементы производственного комплекса машиностроительного завода будут не устойчивы к воздействию воздушной ударной волны. Материальный ущерб, нанесенный машиностроительному заводу составит 3 643 911 тыс. руб. Есть необходимость в проведении мероприятий по повышению физической устойчивости конструкции, элементов здания цеха и оборудования.

Воздействие давления скоростного напора воздуха ударной волны взрыва вызовет смещение станков и их разрушения. Создание защитных устройств целесообразно для особо ценного оборудования. Стоимость данных мероприятий оценивается в 6030 тыс. руб.

Вследствие сложившейся обстановки принимаю решение на прекращение работы ОЭ и введение посменного графика работы персонала ОЭ по ликвидации последствий аварии.