CC BY
112
УДК 614.8+658.382.3
B. В. Никулин, В. В. Богач, А. И. Перелыгин,
C. И. Поникаров
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МАСШТАБОВ ВОЗМОЖНЫХ АВАРИЙ
Проанализированы известные методики и предложен новый метод расчета численности спасателей для ведения газоспасательных работ с разработкой математического аппарата. Определены концентрационные и временные граничные условия для выполнения количественных расчетов. Приведены сведения об апробации предложенной методики.
Требования промышленной безопасности к эксплуатации химически и взрывоопасных производственных объектов предусматривают наличие профессионального аварийноспасательного формирования. Одним из наиболее сложных вопросов при обеспечении готовности организации к локализации и ликвидации аварий является определение численности спасателей для ведения газоспасательных работ на обслуживаемых объектах.
Вариант расчета количества сил и средств подразделений спасателей при выполнении постановки жидкостных завес, разбавления пролива химически опасного вещества водой, обеззараживания пролива, локализации пролива твердыми сыпучими материалами, обвалования пролива, сбора жидкой фазы, засыпки, а также проведения поисковоспасательных работ при крупных авариях на химически опасных объектах предложен в [1], согласно которому на каждые 200 человек населения или персонала предприятия необходимо одно подразделение (взвод) спасателей.
Исходя из выполняемых функций газоспасательное формирование привлекается на любой стадии локализации и ликвидации аварии: проведение технологических операций по отсечению (отключению) аварийного блока (установки, производства), поиск и спасение пострадавших, ликвидация последствий аварии. Объемы выполняемых работ зависят от масштабов аварии, которые, в свою очередь, непосредственно связаны со временем, в течение которого развивается авария. На практике технологические операции по локализации аварии проводят нештатные аварийно-спасательные формирования, создаваемые из числа работников, а первоочередной задачей профессиональной службы становится поиск и спасение пострадавших.
Определение численности оперативной смены газоспасательного формирования (no) для выполнения задачи по поиску и спасению пострадавших может быть проведено исходя из размеров зоны токсического поражения по формуле (1):
n„ = , (1)
l • u •t
где Ft - площадь зоны поражения для времени (t) от начала выброса токсически опасного вещества до начала поиска пострадавших; l - ширины полосы поиска одним спасателем; u - скорость движения одного спасателя; t - допустимое значение времени поиска пострадавших.
Для определения границ действия поражающих факторов аварии в настоящее время используются методики [2, 3], в которых время свободного развития аварии t принимается равным до 3600 с, данный подход отражает потенциальную опасность аварии, но приводит к значительным расчетным радиусам поражения и завышенным объемам газоспасательных работ.
Найдем концентрационные и временные граничные условия для применения выражения (2). Площадь зоны токсического поражения Ft должна отражать объективные пространственные границы проведения газоспасательных работ. Радиус опасной для человека зоны токсического поражения рассчитывают, как правило [2], по величине пороговой ингаляционной токсодозы D для рассматриваемого химического вещества. В общем случае зависимость D от времени t для любой точки пространства (координаты x, у, z) по направлению распространения токсичного облака определяется, как:
^х,у,и,Ц =
Q
лК3 + (2 • р)2 ох о
ехр
2 ^ ^ + ехр
/
X
X
I
I ехр
ехр
(х - и • t )2 у 2
2 -о х
Q
лК3 + (2• л)2 •о
V
-X
(и+и): 2 о,2
X
о у • о,
(2)
(и - И ) 2 • о,
2
+ ехр
/
V
(и + и)2 '
2 о,2
X
X-
2 • и
о
х • ехр
2 • о у
е7
и • t)
2 •о х
где, по методике [2]: Q - масса вещества, перешедшая в первичное облако, кг; R - радиус первичного облака в начальный момент времени, м; ох, оу, о, - значения дисперсий; U -скорость ветра, м/с; h - высота источника выброса, м.
В ходе исследования нами определено, что значение составляющей токсодозы не является константой, при длительных воздействиях смертельными оказываются концентрации, которые при кратковременной экспозиции не приводят к таким последствиям. Для наиболее часто анализируемых веществ получены зависимости смертельных концентраций Ссм от времени их воздействия Тэ:
Ссм (NHз) = -11,6571.п(Тэ) + 48,011; (3)
Ссм (С12)) = -0,7627Ln(Tэ) + 3,3792. (4)
Чтобы определить, какое время экспозиции соответствует определенной точке пространства проанализирована временная составляющая уравнения (2), в результате чего определено, что Тэ для точки, находящейся на оси распространения облака с координатой х может быть определено как:
Тэ = 0,8 х (с), (5)
а для линейного интервала от х1 до х2:
Тэ =
х2 х1
(х2 + 0,8 •—) - (х1 - 0,8 •—) 22
(6)
8
у
3
2
2
8
х
3
2
0
Таким образом, при помощи уравнений (2) - (6) можно найти время экспозиции, рассчитать для него смертельную концентрацию и, по уравнению (7), площадь поиска пострадавших для данного значения смертельной токсодозы:
х
х2
'XI
21п
А
D
V /
- 21п
8лК3
3
+ (2 • я)г • о х • о у • о,
+ 21п(о х)
X оуЬх.
(8)
Значение Ft определяется для ^ состоящего из затрат времени на: оповещение об аварии (^) с момента ее начала; сбор и выдвижение по сигналу «Тревога» ф); доставку отделения спасателей и оснащения к месту аварии (^); экипировки спасателей (и);
включение в средства индивидуальной защиты и начало поиска ^5); формирование токсичного облака ^ф).
t = t1 + ^2 + tз + t4 + t5 - tф. (9)
Для обеспечения успешного выполнения задания в формуле (1) максимально отводимое время для поиска и спасения пострадавших т определяется с учетом времени экспозиции и средней концентрации опасного вещества на площади, ограниченной значениями смертельной составляющей токсодозы D, формирования токсичного облака ^ф) и продолжительности (р) клинической смерти, в течение которого возможно восстановление жизнедеятельности организма, а также рассчитанным выше временем 1;, которое затрачено на реагирование и начало поиска пострадавшего:
t Ф +
— + ^ -1. Сер р
(10)
Предлагаемый метод успешно апробирован при расчете численности спасателей для ведения газоспасательных работ на объектах по уничтожению химического оружия и проектируемом газоперерабатывающем производстве на промышленной площадке ОАО «Саянскхимпласт».
Литература
1. Наставление по организации и технологии ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при чрезвычайных ситуациях. Часть 1. Организация и технология ведения аварийноспасательных и других неотложных работ при крупных авариях на химически опасных объектах. Приложение к приказу МЧС России от 29.10.1999 г. № 575.
2. «Методика оценки последствий химических аварий». ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России. М.: ООО «Пирус», 2001 г. 85 с.
3. «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 5 мая 2003 года № 29, зарегистрированы Минюстом России 15 мая 2003 года № 4537.
4. Федеральный закон «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей» от 22 августа 1995 года №151-ФЗ.
© В. В. Никулин - канд. техн. наук, доц. Новомосковского ин-та повышения квалификации руководящих работников и специалистов химической промышленности; В. В. Богач - канд. хим. наук, Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору; А. И. Перелыгин - нач. отд. Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору; С. И. Поника-ров - д-р техн. наук, проф., зав. каф. машин и аппаратов химических производств КГТУ.
