Методология и методы, применяемые в БЖД. Системный анализ

Таблица 5

Число резервуаров N	3
Расстояние от склада до цеха R, м	60
Число работающих в цехе Р, чел.	120

 

 

Таблица 6

Балансовая стоимость С, млн. руб.	250
Срок эксплуатации зданий Тзд,лет	8
Срок эксплуатации оборудования и сооружений Тоблет	4

 

 

Ход решения задачи:

1. Определить величину избыточного давления Р, кПа, на расстоянии R

от эпицентра взрыва газовоздушной смеси на поверхности земли:

Р = 1400*q'3+ 430*q'2+ 110*q' ;                                                                      (3)

Здесь q’=  , — относительная величина заряда;                                      (4)

где q — тротиловый эквивалент заряда, кг, принять q = Q;

R — расстояние от эпицентра  взрыва, м.

q=Q=4520кг 
q’=16,534/60=0,276

∆Р=1400*0,021+430*0,076 +110*0,276 =29,4+32,68+30,36=92,44 кПа.

2. Зная избыточное давление, определить, тяжесть поражения людей при

взрыве газовоздушной смеси (см. табл. 7).

Таблица 7

Тяжесть поражения людей	Избыточное давление ∆p, кПа	Распределение травм (%) и сроки лечения (потери трудоспособности) Т
		смерт.	Инвалидные		ушибы
		%	%	Т, дн	%	Т, дн
Крайне тяжелые травмы	70–90	50	40	360	10	30
Тяжелые травмы	50–70	25	20	120	55	20
Травмы средней тяжести	25–50		35	60	65	10
Легкие травмы	10–20				100	5

 

 

Общее количество вышедшего из строя персонала определяется путем суммирования людей, получивших поражение всех степеней тяжести:  
25<∆Р<50, следовательно люди получили травмы средней тяжести.  
nΣ=  ;                                                                                              (5)

где ni (∆ p) — количество людей, получивших i–ю тяжесть поражения, зависящую от величины воздействующего избыточного давления.

 
Инвалидные - 35% = 120чел*35%=42 человек;  
Ушибы - 65% = 120чел*65%=78 человек,  
Общая сумма пострадавших = 42+78=100 человек, т.е.83% рабочих.  

3. Определить степень  разрушения зданий и сооружений (см. табл. 8).

Таблица 8

Здания и сооружения	Степень разрушения зданий γ , % при избыточном давление ударной волны, кПа
	1000– 200	200– 100	100– 50	50–30	30–20	20–10
Промышленные с антисейсмической защитой	100	50	25	10	5	-
Промышленные с металлическим или ж/б каркасом			100	50	25	5–10

 

 

Промышленные здания и сооружения с антисейсмической защитой разрушились на 10%;  
Промышленные здания и сооружения с металлическим или ж/б каркасом разрушились на 50%.  
Определить экономический ущерб, связанный со взрывом резервуаров с газовоздушной смесью. 

У =  γ C ;                                                                                                    (6)

где Е — норма дисконта, равная норме доходности на капитал, можно

принять годовую норму на уровне банковского процента (Е = 0,12);

t — год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году

(срок эксплуатации), лет;

γ — доля ущерба основных производственных фондов (см. табл. 8);

C — балансовая стоимость, млн. руб.

Если отдельные сооружения объекта имеют различную степень разрушений или различные сроки эксплуатации, то суммарный ущерб определяется как сумма ущербов по степеням:  
У =  ;                                                                                                  (7)                                                     
С = 40% от общей балансовой стоимости = 250*40%=100 млн. руб.  
Но в общей сложности зданий пострадало 60%, что составляет 100*60%=60млн. руб.

 

 а) Здания промышленные с антисейсмической защитой:  
С=60млн. руб. *10%=6млн. руб.  
Т = 8 лет;  
g=10%.  
Y=1/1.128*10*6=1/2.48*60=24, 193млн. руб.  
б) Здания промышленные с металлическими или ж/б каркасом:  
g=50%  
С=60млн. руб. *50%=30млн. руб.  
У=1/2,48*50*30=0,403226*1500=604,839млн. руб.  
в) Сооружения промышленные с антисейсмической защитой:  
С=60% от 250 млн. руб. =150 млн. руб., но всего пострадало 60% сооружений, следовательно С=150млн. руб. *60%=90млн. руб.  
А С для сооружений с антисейсмической защитой = 90млн. руб. *10%=9млн. руб.  
Т=4 года  
g=10%  
У=1/1,124*10*9=0,637*90=57,33 млн. руб.  
г) Сооружения промышленные с металлическими или ж/б каркасом:  
g=50%  
С=90 млн. руб. *50%=45млн. руб.  
У=0,637*50*45=1433,25млн. руб.  
У =  ;                                                                                                        (7) 
Уобщ=24, 193+604,839+57,33 +1433,25=2119,612млн. руб. 

5. Во избежание взрывов  резервуаров сжиженных углеводородных 

продуктов рассчитать молниезащиту склада.

а) Ожидаемое число поражений молнией в год зданий или сооружений:

nг= (L+ 6* H)* (B+ 6 *H)* m* 10–6 ;                                                               (8)

,

где L, B, H— соответственно длина, ширина и высота здания или

сооружения, м;

m — среднегодовое для данной местности число ударов молнии, приходящееся на 1 км2 земной поверхности, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности (РД 34.21.122–87), для Саратовской области принять m = 3.

Размеры склада принять равными: высота навеса H = 10 м, длина и ширина принимается исходя из того, что размер площади, которую занимает каждый резервуар с учетом безопасных расстояний между ними, составляет             Lр = 20 м, Bр = 10 м. Поэтому, зная расположение N резервуаров (рекомендуется изобразить схематически) и их число по длине NL и ширине NB, имеем:

L = 20* NL и B = 10 *NB

Тип и категорию молниезащиты принимаем самостоятельно.

Рассчитаем L и В:  
L=20*3=60м, В=10*3=30м, теперь можно рассчитать ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений:  
nг =(60+6*10) *(30+6*10) *3*10-6= 

=120*90*3*10-6=32400*0,00000010=0,00324. 

б) Для выбранного вида молниеприемника (одиночный или двойной стержневой, тросовый, сетчатый) и категории молниезащиты защитная зона рассчитывается по следующим зависимостям:

— для зоны типа А (степень надежности ≥ 99,5 %)

h0 = 0,8*h; r0 = (1,1 – 0,002*h)*h; rx = (1,1 – 0,002*h)*(h – hx/0,85);          (9)

где h — требуемая высота молниеприемника, м;

r0, rx — соответственно радиусы зоны защиты на уровне земли и высоты здания или сооружения, м;

h0 — высота от земли до вершины конуса защиты (h0 < h), м;

hx — высота от земли защищаемого здания или сооружения, м=10.

Необходимо осуществить молниезащиту склада размеров: длина-60м, ширина - 30м, высота - 10м. Защиту наиболее рационально осуществить двойным стержневым молниеотводом, расположив его у торцевых сторон склада. Расстояние от склада до молниеотводов 5м, расстояние между молниеотводами составит - L=60+5*2=70м.  
Высота молниеотводов равна h=L/3=70/3=23,3м,  
h0=0,8*23,3=18,64; rx =(1,1-0,002*23,3) *(23,3-10/0,85)=

=1,0534*11,535=12,151; r0=1*23,3=23,3. 

в) Изобразить на схеме зону защиты здания.

защищаемое здание;  
металлические коммуникации;  
l - зона защиты. 

 

Задача 3

На объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащая G0 т химически опасного вещества (ХОВ). Местность открытая, скорость ветра в приземном слое v, м/с, температура воздуха tв = +200С. Определить размеры химического заражения. Оценить экономический ущерб, связанный с возможными потерями людей в очаге химического заражения. Исходные данные сведены в табл. 9, 10.

Исходные данные:

Таблица 9

Аварийный выброс G0, т

10

 

Таблица 10

Скорость ветра u, м/с	4
Тип ХОВ	NOx

 

 

Ход решения задачи:

1. Определяется возможная площадь разлива ХОВ, м2:

Sp= ;                                                                                                     (10)                                                                        

 

где — плотность жидкой фазы ХОВ, т/м3;

h — толщина слоя свободно разлившейся жидкости, м; принять h = 0,05 м.

Sp= 10/1,491*0,05=0,33

2. Определить эквивалентную  массу ХОВ по первичному облаку:

Gэ1 = G0*k1*k3*k5*k7;                                                                                        (11)

где k1 — коэффициент, зависящий от условий хранения ХОВ, для хранения

сжатых газов k1 = 1, для сжиженных см. табл. 11;

k3 — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к

пороговой токсодозы данного ХОВ;

k5 — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы, для инверсии k5 = 1, для изотермии k5 = 0,23, для конверсии k5 =

0,08;

k7 — коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, при температуре воздуха 20 С для всех газов k7 = 1.

Таблица 11

Характеристики некоторых химически опасных веществ

(извлечение из РД 52.04.253–90)

Тип ХОВ	Плотность жидкости ρ, т/м3	Пороговая токсодоза	Значения коэффициентов
			k1	k2	k3
Аммиак NH3	0,681	15	0,18	0,25	0,04
Водород фтористый HF	0,989	4	0	0,028	0,15
Водород хлористый HCl	1,191	2	0,28	0,037	0,3
Окислы азота NOx	1,491	1,5	0	0,04	0,4
Сероводород HS	0,964	16,1	0,27	0,042	0,036
Фосген	1,432	0,6	0,05	0,061	1,0
Фтор F	1,512	0,2	0,95	0,038	3,0
Хлор Cl	1,553	0,6	0,18	0,52	1,0