Научная статья на тему 'Повышение степени защиты крупных железнодорожных узлов'

Повышение степени защиты крупных железнодорожных узлов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
118
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАЩИТА / ПРОГНОЗИРОВАНИЕ / АВАРИЙНАЯ СИТУАЦИЯ / ДУБЛИРОВАНИЕ / РАССРЕДОТОЧЕНИЕ / ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ / ЗАЩИТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ / ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ / ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ / PROTECTION / PREDICTION / EMERGENCY AERIAL / DUPLICATION / DISPERSAL / DYNAMIC LOAD / GUARD CONSTRUCTION / ORGANIZATION ACTIONS / ENGINEERING-TECHNICAL ACTIONS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Поздеев Василий Васильевич

Крупные железнодорожные узлы являются важными государственными стратегическими объектами страны, защита которых направлена на максимальное снижение прогнозируемых людских и экономических потерь в военное время, а также при возникновении различного рода чрезвычайных ситуаций в мирное время. Предложены организационные и инженерно-технические мероприятия по повышению степени устойчивости защиты крупных железнодорожных узлов, приведены рекомендации по направлению опытных исследований вопросов изучения возможных аварийных ситуаций, их влияния на степень защищенности объекта и их инженерно-технические решения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Поздеев Василий Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Protection rate increasing of big railway units

Big railway units are the important state strategic objects, protection of those is make deal with maximum decreasing of predicted human and economical losses at wartime and at various state emergencies of peacetime. Organization and engineering-technical actions are proposed for protection state increasing of big railway units, recommendations are shown for experiments directions of possible emergency aerials studying, their influence on protection rate and those engineering-technical solving.

Текст научной работы на тему «Повышение степени защиты крупных железнодорожных узлов»

Список литературы

1. Тутубалин, В. Н. Теория вероятностей и случайных процессов [Текст] / В. Н. Тутуба-лин / МГУ. - М., 1992. - 400 с.

2. Держо, Г. Г. Организация технического обслуживания электронных устройств на железнодорожном транспорте [Текст]: Учебное пособие / Г. Г. Держо / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1993. - 47 с.

3. Карпов, Ю. Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с Лпу^ю 5 [Текст] / Ю. Г. Карпов. - СПб: БХВ-Петербург, 2006. - 400 с.

УДК 351.86:656.2

В. В. Поздеев

ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ ЗАЩИТЫ КРУПНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЗЛОВ

Крупные железнодорожные узлы являются важными государственными стратегическими объектами страны, защита которых направлена на максимальное снижение прогнозируемых людских и экономических потерь в военное время, а также при возникновении различного рода чрезвычайных ситуаций в мирное время. Предложены организационные и инженерно-технические мероприятия по повышению степени устойчивости защиты крупных железнодорожных узлов, приведены рекомендации по направлению опытных исследований вопросов изучения возможных аварийных ситуаций, их влияния на степень защищенности объекта и их инженерно-технические решения.

Мегаполис представляет собой крупное сосредоточение большого числа промышленных предприятий, учреждений, зданий, сооружений, складов, коммуникаций, дорог, скопление большого количества людей, материальных и культурных ценностей и т. д. Возникновение техногенной, природной катастрофы или военных действий может привести к невосполнимым людским и материальным потерям, моральному ущербу. С целью исключения или максимального уменьшения таких потерь необходимо заблаговременно осуществлять прогноз (анализ, моделирование) всевозможных критических ситуаций для конкретных условий (место, время и условия) и предусматривать заблаговременные мероприятия, направленные на максимальное снижение возможных человеческих и экономических потерь.

В системе мегаполиса, как и в системе небольших городов страны, железнодорожная транспортная артерия является одним из важнейших стратегических государственных объектов, обеспечивающих бесперебойное, круглогодичное передвижение больших масс людей и перемещение различного рода и назначения грузов по всей территории страны.

Даже малейшее нарушение ритма работы железнодорожных объектов может привести к серьезным сбоям перемещения войск и военных грузов, при перевозке людей, горючесмазочных материалов (ГСМ), при поставке сырья предприятиям, товаров, строительных и других материалов, продуктов питания и, соответственно, может повлиять на работу всех отраслей промышленности страны как в мирное, так и в военное время. Поэтому обеспечение необходимой устойчивости железнодорожного транспорта и его объектов является важнейшей задачей в условиях военного времени и чрезвычайных ситуаций (ЧС) и направлено на обеспечение бесперебойных перевозок в заданных объемах, а в случаях нарушения перевозочного процесса - на восстановление его в короткие сроки. В настоящее время на общем фоне значительного снижения объемов перевозок на авиавоздушном и водном (морском) видах транспорта, автотранспорте, железная дорога приобретает все большую популярность, стремительное развитие и востребованность.

Любой железнодорожный узел представляет собой сложный многофункциональный и многогранный инженерно-экономический комплекс и требует к себе постоянного внимания, развития и совершенствования. Возросшие объемы производства, транспортировки, хране-

ния, а в некоторых случаях и нецелевого использования опасных (вредных) веществ, материалов и их изделий, взрыво- и пожароопасных и других веществ налагают особые требования на обеспечение высокой степени защиты железнодорожного узла. Руководство таким комплексом обязывает руководителя любого ранга и участка дороги быть готовым к немед-ленной оценке сложившейся ситуации, принятию экстренных и последующих решений и к практическим действиям в неадекватных чрезвычайных ситуациях, которые могут возникнуть даже независимо от уже заблаговременно предусмотренных (спрогнозированных) и выполненных всех организационных, инженерно-технических и технологических мероприятий на объекте в целом.

По существующей статистике произошедших чрезвычайных ситуаций за многие годы функционирования железной дороги можно спрогнозировать наиболее общие вероятностные случаи, которые могут иметь место на железнодорожном узле:

- при ведении военных действий (широкомасштабные войны, локальные конфликты, террористические акты);

- перевозке военной техники и военного имущества, боеприпасов;

- перевозке, хранении, работе со взрыво- и пожароопасными грузами;

- перевозке ядерных компонентов или отходов ядерного топлива;

- перевозке, хранении, работе с нефтепродуктами;

- перевозке вредных химических, бактериологических, биологических и других токсичных видов продукции или их компонентов;

- складировании и хранении опасных грузов;

- изношенности технического парка железнодорожной техники;

- недостатках в профессиональной подготовке специалистов железнодорожного транспорта;

- физиологических и психологических нагрузках отдельных категорий специальстов;

- сбоях в работе автоматических предупредительных защитных систем;

- несанкционированных противозаконных действиях на территории железнодорожного узла и т. п.

Все эти и другие вероятностные случаи можно подразделить на произошедшие чрезвычайные ситуации, функционально зависящие от природного, техногенного и человеческого факторов.

Принимая во внимание сказанное выше, можно выделить ряд проблемных вопросов, затрагивающих, главным образом, природный и техногенный факторы чрезвычайных ситуаций и подлежащих детальному их исследованию по обеспечению достаточной степени защиты железнодорожных узлов.

Защита (устойчивость) железнодорожного узла как цельного организма, обеспечение условий его бесперебойного функционирования как в условиях чрезвычайных ситуаций, так и в угрожаемый период военного времени достигается

- дублированием наиболее важных или отдельных элементов функционирования железнодорожного узла (обоснованной реконструкцией и расширением действующих объектов железнодорожного узла, устройством дополнительных путей для рассредоточения стоянок локомотивов, объектов энергетики, связи и т. д.), размещаемых в защитных, заблаговременно возведенных сооружениях (для органов управления различных уровней объекта - узла, дизельных электростанций, узлов связи, медицинских пунктов, складов горюче-смазочных материалов, комплектующих изделий, продуктов питания и т. п.) для обеспечения бесперебойной работы узла во всех сложившихся ситуациях. Железнодорожный узел, состоящий из п числа объектов, обеспечивающих его бесперебойную работу, составляет надежность каждого объекта р. Надежность же всего узла обеспечивается дублированием из п такого же числа объектов. Тогда обеспечение устойчивости (степени защиты) всей системы узла составит:

при дублировании каждого объекта -

Р =

1 -(1 - р )2

всего железнодорожного узла ■

Р = 1 -(1 - рп )2.

(2)

Вероятность повышения защиты узла как по отдельным объектам, так и в целом при дублировании может составлять от 0,7 до 0,9 [1];

- рассредоточением наиболее ответственных объектов с целью исключения их одновременного поражения (полного или частичного разрушения) в зависимости от расчетного случая воздействия или при сочетания нескольких поражающих факторов:

т > (3)

безоп — разр > \ У

где Ь безоп - безопасное расстояние между ответственными объектами, м;

Яразр - радиус разрушения от заданного средства (источника) поражения, м [8];

- принимая во внимание, что элементы (объекты) железнодорожного узла являются стационарными, представляется необходимым и важным исследование вопроса о разработке и создании моноблочных мобильных защитных сооружений различного типа и назначения или создание комплекта унифицированных защитных сооружений [3] для нужд ОАО «РЖД», применяемых в случаях массовых разрушений при военных действиях или при чрезвычай-ных ситуациях, а также имеющих место их применения в повседневной технологической схеме работы объекта. Основные требования, предъявляемые к таким сооружениям:

1) доставка к месту их возведения любым видом транспорта;

2) простота конструкции в сборке, перевозке и эксплуатации;

3) компактность, удобство в эксплуатации;

4) минимум средств механизации при возведении (извлечении) сооружений;

5) необходимая степень защиты;

6) быстрота возведения и извлечения;

7) многократность применения;

8) унификация элементов внутреннего оборудования и т. п. или замена защитных стационарных сооружений объекта - узла - в случаях их разрушений или невозможности их временного применения;

- возведением защитных сооружений различного назначения из подручных, местных и строительных материалов. В первую очередь с использованием пришедшего в негодность парка железнодорожной техники и имущества (позволяет вести разработки конструкций типовых защитных сооружений многопрофильного и многократного применения из контейнеров, вагонов, корпусов локомотивов, цистерн, емкостей различных объемов, отработанных материалов при строительстве дорог, путевых искусственных сооружений и др.); разработкой сооружений податливой конструкции, обеспечивающих высокую несущую способность (работа за пределом прочности материала конструкций) от действия динамических нагрузок [3];

- проведением ряда организационных и инженерно-технических мероприятий по обеспечению защиты большого количества людей, скапливающегося на самих железнодорожных станциях, и обслуживающего весь объект (железнодорожный узел) [5] персонала путем приспособления уже имеющихся сооружений (подземные пешеходные переходы, станции метро, тоннели, подвалы, гаражи, коммуникации и т. п.), разработкой под конкретные сооружения защитных конструкций основных и запасных входов, аварийных выходов при различных условиях прогнозируемых чрезвычайных ситуаций или для условий военного времени [4];

- разработкой технических приемов (модификация существующих и разработка новых) и способов защиты для подвижных и стационарных объектов железнодорожного транспорта, узлов, приборов, деталей, механизмов, ценного и уникального оборудования в условиях воздействия различных видов нагружений, таких как:

1) взрыв - волновая динамическая и осколочная нагрузка (от воздействия фрагментов осколков разрушений на объекты, технологическое оборудование, аппаратуру и т. д.) - опыты на стендах с ударным бойком, платформа с закрепленной аппаратурой, оборудованием, ударная труба, аэродинамическая труба, взрывная камера;

2) удар - те же стенды, что и при взрыве;

3) вибрация - виброплатформа, вибростенд;

4) электромагнитный импульс (ЭМИ);

5) тепловая нагрузка (пожар, горение, тление, детонация и т. д.) - теплокамера, труба;

6) зараженность местности, отдельных объектов и в целом железнодорожного узла;

7) опрокидывание, столкновение, сход с путей, обрыв питающих источников энергии и другие различные комплексные нагружения (сочетания) - стенд-платформа с одиночным или комплексным нагружениями и др.

На основе поставленных задач - создание универсального или нескольких различных по назначению стендов, разработка методик для изучения поведения приборов, механизмов, узлов, деталей, отдельных специально защищенных рабочих мест или помещений (защитных блоков) в условиях различных нагружений с целью проведения анализа, выводов по исследуемым вопросам, разработкой практических рекомендаций, внедрению в производство;

- исследованием состояния существующих зданий и сооружений [6, 7] железнодорожного узла (отдельных его объектов) на сейсмо- и взрывобезопасность, особенно в проблемных геологических районах (где имеет место зависимость от характера состояния слагающих пород, а также от нагрузок, формирующихся при возможных техногенных взрывах в виде сейсмических волн различной мощности, и от конструктивных особенностей зданий и сооружений (критерий оценки зависит от отношения Т/Т0 (Т - период колебания грунта; Т0 - период

собственных колебаний зданий и сооружений);

- на базе уже существующих конструкций и выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработка взрывобезопасных конструкций вагонов, цистерн, емкостей с легковоспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ), предназначенных для перевозки взрывчатых веществ (ВВ) и ЛВЖ (полностью или частично энергопоглощающие экраны, межвагонные и вагонные демпферные конструкции для исключения передачи детонации, использование кумулятивного эффекта конструкции вагона, водяные, эмульсионные, пенные и другие технические способы (приспособления) для гашения детонационного процесса, горения взрывчатых веществ, ЛВЖ и т. п.);

- заблаговременной подготовкой и складированием различных материалов (местных, подручных, строительных) и инструментов, предназначенных для массового возведения защитных сооружений от простейшего вида (щель открытая или перекрытая) до сооружений с коллективными условиями защиты, с определением мест их возведения (карточка на сооружение, глубина посадки, особенности возведения), с созданием условий для кратковременного или длительного пребывания людей, с необходимыми запасами жизнеобеспечения. С этой целью - выработка практических рекомендаций, разработка методик по обеспечению необходимой степени защиты отдельных объектов железнодорожного узла и самого узла в целом. Отработкой практических занятий с обслуживающим персоналом действий по возведению простейших укрытий (сооружений) и их эксплуатацией в чрезвычайных ситуациях;

- обеспечением (созданием) необходимых условий безопасных перевозки, хранения, погрузки (разгрузки) взрыво-, пожароопасных, химических, биологических, бактериологических и других опасных грузов, находящихся на территории железнодорожного узла, разработкой комплекса организационно-технических мероприятий по созданию и обеспечению надежной защиты:

1) технологические защитные сооружения;

2) защитные «козырьки» и тюфяки;

3) податливые разрушаемые (или частично разрушаемые) конструкции, инженерно-технические приспособления доя локализации разрушительных эффектов взрывов или пожаров;

4) «разрыв» состава цистерн с ЛВЖ (автоматические размыкатели, пиропатроны, механические или тепловые контролеры и др.);

5) аварийный сброс топлива через нижние люки (створки). Новые конструктивные решения по емкостям, предназначенным для перевозки ЛВЖ (цель - обеспечение максимального снижения поражающих факторов при возникновении ЧС);

6) создание аэродинамических внешних защитных профилей (обтекаемая форма при волновой нагрузке);

7) максимальное использование защитных и маскирующих свойств рельефа местности с учетом «розы» ветров;

8) обваловка (устройство насыпи);

9) защитное экранирование (от индивидуального объекта до коллективного);

10) создание защитных подвижных «коридоров» с энергопоглощающими (демпфирующими) материалами;

11) использование технических средств пенообразования - завесы плюс водные завесы (эмульсии), слои однородной и неоднородной моно- и полидисперсной газовзвесей для гашения детонации взрывчатого вещества, встречные микровзрывы с гашением волн и другие способы. Эффект снижения скорости детонации и срыв последней может достигать 25 % [6], при этом снижение скорости распространения взрывной волны на небольшом удалении от источника может составлять три раза и более [6]. Выполненные экспериментальные и теоретические исследования могут найти практическое инженерно-техническое применение на отдельных объектах узла при перевозке и работе с ЛВЖ, ВВ ит. п.;

12) своевременная предупредительная система автоматической сигнализации;

- разработкой организационных и инженерно-технических мероприятий по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций для конкретных условий.

Список литературы

1. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей [Текст] / Е. С. Вентцель. - М.: Наука, 1969. - 576 с.

2. Baker, W. E. Explosien hazards and evaluation / W. E. Baker, P. A. Cox, P. S. Westine. -Amsterdam-N.Y.-Oxford: Elsevier, 1983. - 798 p.

3. Плата, П. В. Обеспечение населения защитными сооружениями гражданской обороны [Текст] / П. В. Плата. - М.: Деловой экспресс, 2007. - 287 с.

4. СНиП 11-11-77. Защитные сооружения гражданской обороны в подземных горных выработках [Текст] / Еосстрой СССР. - М., 1977. - 62 с.

5. Юрпольский, И. И. Еражданская оборона на железнодорожном транспорте [Текст] / И. И. Юрпольский, Е. Т. Ильин, Н. Н. Янченков. - М.: Транспорт, 1987. - 227 с.

6. Фролов, С. М. К вопросу о подавлении детонации завесами и пенами [Текст] / С. М. Фролов, Б. Е. Еельфанд // Физика горения и взрыва. - 1991. - № 6. - С. 116 - 124.

7. Котляревский, В. А. Убежища гражданской обороны. Конструкции и расчет [Текст] / В. А. Котляревский, В. И. Еаннушкин. - М.: Стройиздат, 1989. - 606 с.

8. Инструкция по определению радиуса опасной зоны действия ударных воздушных волн взрывов на застекление [Текст] / Союзвзрывпром. - М., 1979. - 20 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.