Обеспечение взрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке (стр. 5 из 10)
Значит, вероятность несанкционированного взрыва аммонита при проведении взрывных работ по ликвидации весеннего затора равна 8 раз в тысячу лет.
Таким образом, в данном разделе изучены специфика заторных наводнений и методы ликвидации последствий таких наводнений. Определен наиболее эффективный и универсальный способ борьбы с заторообразованием – взрывной метод. В качестве взрывчатого вещества при таких аварийно-спасательных и других неотложных работах используют Аммонит 6ЖВ [12].
При работе с поверхностными зарядами следует соблюдать технику безопасности и безопасные расстояния, учитывающие зону действия поражающих факторов взрыва. Зачастую такие расстояния не соблюдаются, что приводит к взрыву ящика с запасами взрывчатых веществ и получению травм взрывников, участвующих в ликвидации.
Также рассмотрены основные причины несанкционированных взрывов при обращении Аммонита 6ЖВ. Используя анализ причин, спроектировано дерево "отказов". Рассчитана вероятность наступления события, выбранного за наиболее опасное при проведении взрывных работ.
В следующем разделе необходимо рассчитать безопасные расстояния при проведении ликвидации затора на реке Белая и зоны действия поражающих факторов взрыва Аммонита 6ЖВ.
2. Расчет безопасных расстояний при проведении взрывных работ по ликвидации весеннего затора
Исходя из вышеизложенного сценария, необходимо рассчитать безопасные расстояния для зданий сооружений, людей и других зарядов Аммонита 6ЖВ.
Прогноз обстановки в зоне ЧС служит основой для принятия четких и скоординированных действий по ликвидации. Также на основе данных об обстановке можно рассчитать индивидуальный и социальный риск.
Цель данного раздела - определить безопасные расстояния и зоны воздействия поражающих факторов, количество людей и зарядов, попадающих в эту зону.
2.1 Поражающие факторы взрыва Аммонита 6ЖВ
Для практического применения в качестве промышленных взрывчатых веществ пригодны только такие индивидуальные химические вещества или смеси, которые способны к самораспространению в них реакции взрыва от соответствующего инициирующего импульса. Современные взрывчатые вещества представляют собой химические соединения (гексоген, тротил и др.), или механические смеси (аммиачно – селитренные и нитроглицериновые ВВ).
Основные свойства взрывчатых веществ определяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.
Взрывчатые характеристики Аммонита 6ЖВ:
– теплота взрыва – 950 ккал/кг;
– температура продуктов взрыва 2600°С;
– скорость детонации – 5000 м/с;
– бризантность (способность взрывчатых веществ дробить прилегающую к нему среду) - 10-12 мм;
– работоспособность (фугасность проявляется в форме выброса грунта из воронок, образование полостей в грунтах и рыхление их) - 350 см3;
Физико-химические характеристики:
– чувствительность к механическим и тепловым воздействиям;
– химическая и физическая стойкость;
– плотность.
Основными поражающими факторами при взрыве Аммонита 6ЖВ являются:
1) Воздушная ударная волна – слой сжатого воздуха, оторвавшийся от продуктов взрыва за счет полученной энергии и двигающийся самостоятельно со сверхзвуковой скоростью [7,15].
Увлеченный и двигающийся за фронтом ударной волны воздух оставляет за собой область разряжения, в которой давление падает ниже атмосферного.
В фазе сжатия среда перемещается в направлении распространения волны, в фазе расширения в обратном. Детонация объясняется распространением ударной волны во взрывчатом веществе. Ударная волна возбуждается начальным импульсом. Распространение взрыва во взрывчатом веществе происходит со скоростью 1…9 км/сек. За фронтом волны происходит мгновенное разогревание частиц взрывчатого вещества пузырьков газа между ними, в результате чего возникает интенсивная реакция с выделением тепла, энергия которой поддерживает распространение ударной волны и его детонацию.
На фронте ударной волны в заряде взрывчатого вещества возникают давления в десятки раз превышающие прочность межатомных связей. Ударная волна разрушает молекулы вещества. Освободившись от первоначальных межатомных связей нагретые до высокой температуры горючие элементы углерод, водород, азот, и др. вступают, в зоне за фронтом ударной волны, в бурную химическую реакцию с выделением тепла и превращением взрывчатого вещества в газообразное состояние. За фронтом ударной волны движется фронт расширения продуктов взрыва, а к центру заряда - фронт разрежения. Энергия, выделяющаяся при реакции, догоняет фронт ударной волны и подпитывает его не давая затухнуть.
Совокупность ударной волны и прилегающей к ней зоны взрывчатого превращения ВВ называется детонационной волной.
Устойчивость (скорость) детонации зависит от:
- характеристики ВВ;
а) тип ВВ, из каких элементов состоит;
б) степень раздробленности (дисперсности);
в) плотность ВВ в заряде.
- диаметра заряда;
- условий взрывания (наружный или внутренний заряд, наличие забойки)
Критический диаметр заряда (Дкр) - диаметр заряда ниже, которого детонация становится неустойчивой. С увеличением диаметра заряда больше критического скорость детонации увеличивается до определенного значения диаметра заряда называемого предельным [10,12,13].
Полная работа взрыва - это работа ВВ при дальнейшем увеличении диаметра которых скорость детонации не увеличивается. На рисунке 2.1 представлена зависимость скорости детонации от диаметра ВВ.
Рисунок 2.1 - График зависимости скорости детонации от диаметра взрывчатого вещества (ВВ)
Критический диаметр детонации Аммонита 6ЖВ 100 мм и т.к. это смесевое взрывчатое вещество, скорость детонации будет меньше, чем у однородного взрывчатого вещества.
2) Разлет осколков, обломков и кусков грунта существенно зависит от веса заряда взрывчатого вещества, материала разрушаемого (перебиваемого) взрывом объекта и расположения заряда на объекте.
Очевидно, чем больше вес взрываемого заряда взрывчатого вещества, тем больше и разлет осколков; при этом мелкие осколки (куски), обладая меньшей массой, из-за сопротивления воздуха быстрее будут терять приобретенную ими скорость, чем осколки более крупные.
Расположение заряда на разрушаемом объекте сказывается тем, что в сторону, противоположную той, на которой размещен наружный заряд, осколки будут разлетаться дальше. Наименьшая дальность разлета будет в ту сторону, с которой расположен у объекта наружный заряд. При внутренних зарядах, если не принято специальных мер к направлению разлета основной массы разрушаемого объекта, разлет осколков происходит равномерно во все стороны [7].
Ниже приводятся некоторые данные по практически установленной дальности разлета осколков. Величина этой дальности и принимается в качестве минимального безопасного расстояния от очага взрыва - при взрывании льда и грунта на дне водоема – 100 м.
Зависимость между глубиной расположения заряда, его весом (по показателю действия взрыва) и максимальной дальностью разлета кусков, которая выражается формулой:
L= 140 · n·
, (2.1)где L – дальность разлета отдельных кусков породы (грунта), м;
n– показатель действия взрыва;
h– глубина заложения заряда (линия наименьшего сопротивления), м.
3) Действие ядовитых газов, на которые приходится 5…10% от общего объема газообразных продуктов взрыва:
- окись углерода;
- окислы азота;
- сернистые газы;
- пары ртути и свинца.
Кислородный баланс это отношение избытка или недостатка кислорода с составе взрывчатого вещества к его количеству, необходимому для полного окисления горючих элементов вещества. Желательно, чтобы при реакции взрыва образовались наименее опасные для организма человека вещества (пары воды, азот, углекислый газ).
Когда в составе взрывчатого вещества недостаток кислорода по сравнению с необходимым при взрыве образуется угарный газ - имеет место отрицательный кислородный баланс.
Когда взрывчатое вещество содержит избыток кислорода (положительный кислородный баланс) при взрыве образуются окислы азота, кроме того, при взрыве взрывчатого вещества с нулевым кислородным балансом выделяется максимум энергии.
4) Сейсмовзрывная волна (сотрясательное действие) взрыва проявляется только при взрывах, происходящих внутри грунта, скальной породы или льда, которые за пределами зоны разрушения претерпевают упругие колебания. Характер этих колебаний (период, амплитуда и скорость распространения) зависит от мощности взрыва и свойств среды.
Колебания среды в свою очередь вызывают колебания сооружений, расположенных в этой среде или на ее поверхности, что может привести к образованию трещин в сооружении или его разрушению.
2.2 Расчет безопасных расстояний при взрыве заряда массой 5 кг
При производстве взрывных работ в любой обстановке основное внимание должно уделяться безопасности работ и мерам обеспечения безотказности взрыва. Безотказность взрыва зависит от качества подготовки и должной проверки всех зарядов, взрывных сетей и устройств и содержания их полной исправности [13]. Безопасность выполнения взрывных работ зависит от строгого соблюдения мер, обеспечивающих безопасность лиц, непосредственно подготавливающих и производящих взрывы, посторонних лиц и населения, а также сооружений, расположенных вблизи места взрыва. Эта безопасность определяется расстоянием, на которое распространяется действие взрыва, выражающееся в непосредственном действии расширяющихся продуктов взрыва, действии ударной воздушной волны, в сейсмическом действии взрыва и в разлете кусков раздробленной взрывом среды.
2.2.1 Безопасные расстояния по действию воздушной ударной волны