CC BY
41
© by Wydawnictwo CNBOP-PIB
Please cite as: BiTP Vol. 44 Issue 4, 2016, pp. 31-49
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
ml. bryg. mgr inz. Robert Mazur1 ml. bryg. dr inz. Rafal Porowski2 ml. bryg. mgr inz. Wojciech Klapsa3
Przyjfty/Accepted/Принята: 19.05.2016; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 05.10.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.12.2016;
Wybuchy zbiorników z gazami technicznymi -realne zagrozenie czy przejaskrawiony strach?4
Tank Explosions Involving Industrial Gases - a Real Threat or an Exaggerated Fear?
Взрывы резервуаров с техническими газами - реальная угроза или преувеличение?
ABSTRAKT
Cel: Artykul stanowi wprowadzenie do problematyki wybranych gazów technicznych, takich jak wodór, acetylen, metan (gaz ziemny) i propanbutan (LPG). Przedstawiono w nim analizf i charakterystykf zagrozen zwi^zanych z omawianymi gazami. Rozwazania przeprowadzono na podstawie dostfpnych statystyk z interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej oraz innych dostfpnych zródel danych. Wprowadzenie: Szerokie spektrum zastosowania gazów technicznych pocilga za sob^ wzrost ich popularnosci na rynku przemyslowym, technicznym i naukowym, co z kolei niesie ze sob^ szereg niebezpieczenstw. Niniejszy artykul stanowi wprowadzenie do problematyki poprzez charakterystykf ogóln^ wlasciwosci wybranych gazów, algorytmów zdarzen zwi^zanych z ich uwolnieniem (Jet Fire, BLEVE, FireBall, wybuchy UVCE, VCE). W glównej mierze publikacja poswifcona jest analizie wyników badan statystycznych, w oparciu o dostfpne zródla danych krajowe (liczba interwencji, rodzaj wybuchów, poszkodowani, kategoria urazów zwi^zanych z zarejestrowan^ obecnosci^ gazów lub wybuchami) i mifdzynarodowe. Artykul powstal na podstawie wyników badan otrzymanych podczas realizacji jednego z tematów projektu Narodowego Centrum Badan i Rozwoju pn. „Opracowanie metod neutralizacji zagrozenia wybuchu wytypowanych zbiorników z gazami technicznymi, w tym alternatywnymi zródlami zasilania w srodowisku pozarowym na potrzeby ratowników bior^cych udzial w akcjach ratowniczo-gasniczych". Metodologia: W publikacji mozna wyróznic trzy zasadnicze czfsci. W pierwszej autorzy wprowadzaj^ czytelnika do problematyki gazów technicznych w sensie ich wlasciwosci i potencjalnych zagrozen. Czfsc druga poswifcona jest charakterystyce wyników badan przeprowadzonych na bazie informacji ze zdarzen z interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej w latach 2000-2014, zas trzecia przedstawia wyniki badan przeprowadzone w oparciu o inne dostfpne, mifdzynarodowe zródla danych.
Wnioski: Wnioski z badan skupiaj^ sif w glównej mierze na uwypukleniu najistotniejszych elementów zwiqzanych z analiz^ zagrozen dot. gazów technicznych oraz analiz^ danych statystycznych. W pierwszej czfsci podsumowania zwrócono uwagf na wlasciwosci pozarowo-wybuchowe gazów oraz rodzaj zagrozen, jakie generuj^ (promieniowanie cieplne, pozar strumieniowy - Jet Fire, wybuchy w przestrzeni ograniczonej i nieograniczonej - UVCE, VCE). W drugiej czfsci podsumowania zwrócono uwagf na zasadnosc modyfikacji mechanizmów pozyskiwania, udostfpniania i analizy danych statystycznych z interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej. Ponadto podkreslono czfstotliwosc interwencji, w których zarejestrowano obecnosc i wybuchy gazów technicznych, liczbf poszkodowanych wraz z najczfstszymi rodzajami urazów.
Slowa kluczowe: gazy techniczne, wybuchy butli, butle z gazami, statystyka wybuchów Typ artykulu: artykul przegl^dowy
ABSTRACT
The aim: This paper is an introduction to the subject of industrial gases such as hydrogen, acetylene, methane (natural gas) and propane-butane (LPG). It includes the analysis and characteristics of threats associated with the said gases. The deliberations are based on available statistical data on firefighting unit interventions and other available data sources.
Introduction: On the one hand the wide spectrum of the application of industrial gases enhances their popularity on industrial, technical and scientific markets, but on the other hand it is associated with a wide range of threats. This paper is a form of introduction to the subject covering the gases' properties and the event-tree related to such industrial-gas release as Jet Fire, BLEVE, FireBall, Unconfined Vapour Cloud Explosions, and
Komenda Glowna Panstwowej Strazy Pozarnej / The Main Headquarters of the State Fire Service in Poland;
Szkola Glowna Sluzby Pozarniczej / The Main School of Fire Service; [email protected];
Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpozarowej im. Jozefa Tuliszkowskiego - Panstwowy Instytut Badawczy / The Scientific and Research Centre for Fire Protection - National Research Institute, Poland;
Autorzy wniesli rowny wklad merytoryczny w powstanie artykulu / The authors contributed equally to this article;
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Vapour Cloud Explosions. However, the main goal of the paper is to publicise the findings on statistical research on hydrogen, acetylene, natural gas, and propane-butane, based on the Polish Incident Reporting System (industrial gases presence and their explosions, the type of explosions, the number of injured, the victims, and the types of injury) and also international databases. The paper is in the form of a report on scientific research - "The establishment of ways to neutralise the threat of the explosion of selected containers containing industrial gases, including alternative energy sources in the fire environment, for rescuers taking part in firefighting activities" funded by The National Centre for Research and Development. Methodology: The paper includes three logical parts. The first is an introduction to the subject of industrial gases in terms of their properties and potential threats. The second part is focused on the main findings from statistical research based on the Polish Incidents Reporting System (2000-2014), while the third is based on international database research related to industrial gases.
Conclusions: The general conclusions on threats characteristics and statistical analysis are highlighted. The first part of the summary is focused on the most important aspect of threats like thermal radiation, JetFire, Unconfined Vapour Cloud Explosions, Vapour Cloud Explosions. The second part emphasises the general needs of changing the Incident Reporting System mechanism (involved with the industrial gases aspect too), and also the methods of acquisition and sharing data. Regarding the statistics, the frequency of State-Fire-Service incidents involving the presence of industrial gases and their explosions, the type of explosions, the number of injured, the victims and types of injury, are brought out.
Keywords: industrial gases, cylinder explosion, cylinder with gas, statistics of explosions Type of article: review article
АННОТАЦИЯ
Цель: Введение в проблематику некоторых технических газов, таких как водород, ацетилен, метан (природный газ), пропан-бутан (LPG). Анализ этих газов и характеристика угроз, которые проведены на основе имеющихся статистик из действий подразделений пожарной службы, а также других имеющихся источников данных.
Введение: Широкий диапазон применения технических газов влияет на то, что они становятся все более популярны на промышленном, техническом и научном рынках. Это в свою очередь вызывает ряд опасностей. Данная статья представляет собой введение в проблематику технических газов, заключающееся в общей характеристике качеств некоторых газов и алгоритмов событий, связанных с их выбросом (Jet Fire, BLEVE, Fireball, взрывы UVCE, VCE). В основном статья была посвящена анализу результатов статистических исследований, основанных на имеющихся источниках данных: национальных (количество действий, тип взрывов, раненные, категория травм, связанных с зафиксированным наличием газов или взрывами) и международных. Статья основана на результатах, полученных в ходе реализации одной из тем проекта NCBR под названием: „Разработка методов нейтрализации угрозы взрыва некоторых резервуаров с техническими газами, в том числе альтернативными источниками питания в пожарной среде на благо спасателей, участвующих в спасательно-гасящих действиях".
Методология: В статье можно выделить три основные части. В первой авторы знакомят читателя с вопросом технических газов с точки зрения их свойств и связанных с ними потенциальных угроз. Вторая часть посвящена характеристике результатов испытаний, проведенных на основе информации о действиях подразделений пожарных служб в 2000-2014 г.г., а третья представляет результаты исследований, проведенных на основе других имеющихся международных источников данных.
Выводы: Выводы из исследований были сосредоточены в основном на выделении наиболее важных элементов, связанных с анализом угроз, касающихся технических газов и анализом статистических данных. В первой части заключения было обращено внимание на пожарные и взрывные свойства газов и тип угроз, которые они вызывают (тепловое излучение, струйный пожар - Jet Fire, взрывы в ограниченном и неограниченном пространстве - UVCE, VCE). Во второй части заключения подчёркивается законность модификации механизмов сбора, распределения и анализа статистических данных о действиях подразделений пожарной службы. Кроме того, было обращено внимание на частоту действий, в которых было зарегистрировано наличие газов и взрывы технических газов, число раненых с указанием наиболее частых типов травм.
Ключевые слова: технические газы, взрывы баллонов, баллон c газом. статистика взрывов Вид статьи: обзорная статья
1. Wprowadzenie
Gazy techniczne (GT) s^ to gazy lub mieszaniny gazow maj^ce roznorodne zastosowanie w warunkach przemyslo-wych oraz w badaniach naukowych. Ich uzycie staje siç z roku na rok coraz bardziej powszechne. Nalez^ do nich m.in.: ace-tylen, amoniak, argon, dwutlenek wçgla, metan, hel, sprçzo-ne powietrze, tlen, tlenek wçgla, wodor, propan-butan oraz gazy spawalnicze. Wlasciwosci fizykochemiczne tych gazow sprawiaj^, ze pod wplywem niewlasciwego uzytkowania lub niekorzystnych warunkow magazynowania (np. pozaru w pomieszczeniu z butlami), mog^ one wywolac powazne za-grozenia. Wiçkszosc gazow technicznych stanowi^ gazy pal-ne klasyfikowane jako materialy skrajnie latwopalne (R125, H2206), ktore w pol^czeniu z powietrzem tworz^ mieszaniny wybuchowe lub gwaltownie spalaj^ siç w postaci pozarow naglych (Flash Fire) lub strumieniowych (Jet Fire). Magazy-nowanie gazow w zbiornikach cisnieniowych niesie za sob^ zagrozenie rozerwania zbiornika pod wplywem zwiçkszaj^-
Rozporz^dzenie Ministra Zdrowia z dnia 10 sierpnia 2012 r. w sprawie kryteriow i sposobu klasyfikacji substancji chemicznych i ich
1. Introduction
Industrial gases are gases or mixtures of gases which can be used in various ways for industrial or scientific research purposes. The use of such gases is becoming more and more widespread. Among the industrial gases we can identify: acetylene, ammonia, argon, carbon dioxide, methane and helium, compressed air, oxygen, carbon monoxide, hydrogen, propane-butane and welding gases. Due to their physicochemi-cal properties, they pose a real threat in cases of their misuse or adverse conditions while storing, for example a fire in the room in which the gas cylinders are stored. Most industrial gases are flammable gases, classified as extremely flammable (R121, H2202) which, in combination with air, create explosive mixtures or combust instantly in the form of a flash fire or a jet fire. The storage of gases in pressure vessels poses a risk of the tank's rupturing, due to the increase in internal pressure, leading to a physical explosion. From the viewpoint of
mieszanin.
Rozporz^dzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1272/2008.
1 The Regulation of the Ministry of Health of 10 August 2012 on the criteria for and classification of chemical substances and their mixtures.
2 Regulation of the European Parliament and of the Council No. 1272/2008.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
cego siç cisnienia wewnçtrznego, czyli wyst^pienia wybuchu fizycznego. Z punktu widzenia prowadzenia akcji ratowni-czo-gasniczej wazna jest równiez wiedza na temat gçstosci gazu wzglçdem powietrza, która determinuje sposób dysper-sji w powietrzu.
Maj^c na uwadze powyzsze, na lata 2014-2017 konsor-cjum zlozone ze Szkoly Glównej Sluzby Pozarniczej, Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpozarowej -Panstwowego Instytutu Badawczego, Politechniki Gdanskiej, Politechniki Warszawskiej oraz firmy Corona zaplanowalo realizacjç projektu badawczego pt. „Opracowanie metod neu-tralizacji zagrozenia wybuchu wytypowanych zbiorników z gazami technicznymi, w tym alternatywnymi zródlami zasi-lania w srodowisku pozarowym na potrzeby ratowników bio-r^cych udzial w akcjach ratowniczo-gasniczych". Glównym celem projektu jest opracowanie zabezpieczen dla ratowników bior^cych udzial w dzialaniach ratowniczo-gasniczych z udzialem gazów technicznych.
Analiza wybranych pozycji literaturowych wykazala, ze w ostatnich latach coraz czçsciej zwraca siç uwagç na zagro-zenia, jakie stwarzaj^ palne gazy techniczne przechowywane w butlach oraz na prawidlowy sposób obchodzenia siç z nimi podczas pozarów. Na uwagç zasluguje pozycja Postçpowanie podczas zdarzen z udzialem butli acetylenowych poddanych dzialaniu ognia, ciepla lub wielokrotnym uderzeniom autor-stwa T. Jopka [1]. Niemniej jednak szczególowe standardy postçpowania ratowników z butlami z gazami technicznymi jak dot^d opracowano jedynie dla butli acetylenowych [2].
Na potrzeby realizacji projektu przeprowadzono badania statystyk zdarzen z udzialem gazów technicznych, jak równiez analizç zagrozen wynikaj^cych z ich uzytkowania, magazynowa-nia lub transporta. Niniejszy artykul jest prób^ przedstawienia najistotniejszych wyników badan zamieszczonych w sprawozda-niu [25], a takze pierwszym z cyklu dwóch artykulów poruszaj^-cych problematykç zagrozen powodowanych przez GT. W arty-kule skoncentrowano siç glównie na podkresleniu skali zagrozen stwarzanych przez butle (zbiorniki) z gazami technicznymi.
Z analizy informacji ze zdarzen jednostek ochrony prze-ciwpozarowej wynika, ze rocznie podejmowanych jest ok. 391 tys. interwencji (srednia za lata 2000-2014), z czego licz-ba miejscowych zagrozen ksztaltuje siç srednio na poziomie ok. 234 tys., a pozarów 157 tys. [9-10]. W badanym okresie odnotowano ok. 32 tys. interwencji, w których zarejestro-wano obecnosc gazów technicznych, z czego w przypadku blisko 3,1 tys. z nich odnotowano wybuchy gazów, par cie-czy. Do wybuchu GT dochodzilo blisko tysi^c razy, z czego 251 dotyczylo zbiorników z GT (najwiçcej z udzialem LPG). Calkowita liczba poszkodowanych w wybuchach gazów i par cieczy podczas interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej w analizowanym okresie w Polsce wynosi ponad 2 tys. osób, w tym ponad 160 ofiar smiertelnych oraz 2 tys. rannych. W wybuchach gazów technicznych l^cznie odnotowano 48 ofiar smiertelnych oraz 945 rannych - wsród ofiar smiertel-nych nie odnotowano ratowników, natomiast ranni ratownicy podczas wybuchów gazów technicznych stanowi^ blisko 9% odsetek wszystkich rannych ratowników podczas interwencji7. Analiza rodzajów urazów wykazala, ze najczçsciej dochodzilo do oparzen lub uszkodzen ciala w wyniku uderzen odlamkami zbiorników lub elementów konstrukcyjno-bu-dowlanych budynku lub obiektu, w którym magazynowane byly GT. Analiza danych jednoznacznie wskazuje, ze problem zagrozenia ze strony gazów technicznych jest istotny, a licz-ba ofiar, w tym ratowników, wymaga dzialan prewencyjnych w sensie zwiçkszenia swiadomosci zagrozen, szkolen, a takze poprawy jakosci ochrony osobistej ratowników.
Rozporz^dzenie Ministra Zdrowia z dnia 10 sierpnia 2012 r. w sprawie kryteriów i sposobu klasyfikacji substancji chemicznych i ich mieszanin.
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
firefighting activities, knowledge of the correlation between gas density and air, which determines its dispersion in air, is also important.
Taking into consideration the above, the implementation of the following research project was planned for the 2014-2017 period "The establishment of ways to neutralise the threat of the explosion of selected containers containing industrial gases, including alternative energy sources in the fire environment, for rescuers taking part in firefighting activities". The running of this research project is being carried out by a consortium consisting of the Main School of Fire Service, the Scientific and Research Centre for Fire Protection - National Research Institute, Gdansk Univeristy of Technology, Warsaw University of Technology, and the Corona company. The main aim of this research project is to establish safety measures for firefighters taking part in firefighting activities involving industrial gases.
An analysis of selected literature indicated that during recent years greater attention has been devoted to threats caused by flammable industrial gases stored in cylinders and to the proper way of dealing with those gases during fires. The following work written by T. Jopek is worth mentioning -Postfpowanie podczas zdarzen z udzialem butli acetylenowych poddanych dzialaniu ognia, ciepla lub wielokrotnym uderzeniom (Procedures during incidents with acetylene cylinders subject to fire, heat or multiple shocks) [1]. However, detailed standards set for firefighters dealing with cylinders containing industrial gases have been set only for acetylene cylinders [2].
For the project's implementation, statistical surveys ofin-cidents with industrial gases were performed, as well as an analysis of threats resulting from their use, storage or transport. This paper is an attempt to present the crucial research results indicated in the report [25], as well as the first of two articles concerning the threats caused by cylinders containing industrial gases. The paper focuses mainly on highlighting the magnitude of threats associated with cylinders (tanks) holding industrial gases.
The analysis of information derived from incidents involving firefighting units indicates that 391 thousand interventions take place annually (average for the 2000-2014 period), where the number of local hazards is estimated at around 234 thousand, and fires at 157 thousand [9-10]. During the investigated period there were 32 thousand interventions recorded in which the presence of industrial gases was detected; around 3.1 thousand of those included gas and vapour explosions. There was almost a thousand industrial gas explosions, of which 251 were related to industrial gas cylinders (mostly LPG). The total number of affected parties due to gas and vapour explosions during interventions by firefighting units within the analysed period in Poland amounted to over 2 thousand people, including 160 fatalities and 2 thousand injured. As a result of industrial gas explosions, 48 fatalities and 945 injured were identified - there fatalities among the members of rescue teams, whereas rescuers injured because of industrial gas explosions accounted for almost 9% of all injured rescuers who participated in interventions3. The analysis of injuries indicated that burns or body injuries resulting from being struck by cylinder parts or construction elements of buildings housing industrial gases were the most frequent. The analysis of data clearly indicates that the threat coming from industrial gases is significant and the number of casualties, rescuers included, requires preventive measures in the sense of increasing the awareness of hazards, special training and improving the quality of personal protective equipment for rescuers.
The statistics shown in the paragraph are based on the State Fire Service's statistical data. For details, see the research report [25].
зз
2. Charakterystyka zagrozen
W rozdziale tym w sposób ogólny scharakteryzowano zagrozenia, jakie wyst^puj^ podczas zdarzen awaryjnych z udzialem gazów technicznych. Jak wspomniano wcze-sniej gazy techniczne s^ to glównie gazy palne, które mog^ stwarzac rózne zagrozenia pozarowo-wybuchowe. Na ryc. 1 przedstawiono algorytm mozliwych zdarzen i zjawisk fizycz-nych, jakie mog^ powstac w wyniku wycieku gazu.
W przypadku wycieku gazu z natychmiastowym zaplonem wyst^puje zjawisko pozaru strumieniowego (Jet Fire). Jesli wy-ciek nast^puje z duzego zbiornika lub sieci przesylowej, pozar moze utrzymywac si§ przez dlugi czas. Ze wzgl^du na bezpo-srednie oddzialywanie plomienia i promieniowania cieplnego stwarza wtedy duze zagrozenie dla otoczenia. Taki pozar jest niebezpieczny szczególnie, gdy wyst^puje samoistne ogrzewa-nie zbiornika lub ogrzewanie zbiornika s^siedniego. W innych przypadkach, gdy pozar mozna kontrolowac (np. poprzez chlo-dzenie zbiornika), jest on zjawiskiem poz^danym przez sluz-by ratownicze, poniewaz prowadzi do calkowitego wypalenia gazu i nie powoduje eskalacji zagrozenia. W pierwszych dwóch przypadkach moze jednak doprowadzic do niebezpiecznego wybuchu BLEVE z uformowaniem si§ kuli ognia (fireball).
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
2. The characteristics of the threats
The present chapter aims at a general characterisation of threats which occur during emergency incidents involving industrial gases. As mentioned previously, industrial gases can be identified as mostly flammable gases which can create various fire and explosion hazards. The diagram below presents an algorithm of possible incidents and physical phenomena which can occur as a result of gas leakage.
In the case of gas leakage with immediate ignition, the phenomenon of jet fire occurs. Such a fire can be sustained for a long time if the leakage comes from a large tank or a transmission grid, posing a real threat to the environment due to the direct impact of the flame and thermal radiation. Such a fire is dangerous, especially when the source is situated in a way that it causes the spontaneous heating of the tank or the heating of a neighbouring tank. In other cases, when the fire can be controlled (for example through the cooling of the tank), it is a phenomenon desired by the rescue team, because it leads to the complete burning of the gas and it does not escalate the threat. In the first two cases it can, however, lead to a dangerous BLEVE explosion, in which a fireball is formed.
Ryc. 1. Algorytm mozliwych zdarzen podczas wycieku gazu palnego Zródlo: Opracowanie wlasne W. Klapsa.
Fig. 1. The event tree of possible incidents during a flow of flammable gas Source: Own elaborationbyW. Klapsa.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
BLEVE [3] (Boiling Liquid, Expanding Vapour Explosion) to wybuch spowodowany wyzwoleniem energii zwi^-zanej z gwaltownym odparowaniem cieczy w momencie jej naglego uwolnienia ze zbiornika, przy cisnieniu wyzszym od atmosferycznego i temperaturze przekraczaj^cej jej tempera-turç wrzenia. Jezeli w zbiorniku znajdowal siç gaz palny, wy-st^pi wtedy zjawisko kuli ognia. Energia uwolniona w trakcie gwaltownego odparowania uwolnionej ze zbiornika cieczy moze powodowac powstanie fali uderzeniowej, natomiast fireball, czyli spalaj^ca siç chmura ,,paliwo - powietrze'', emitu-je energiç ciepln^ przede wszystkim w formie promieniowa-nia (rzçdu 200-450 kW/m2) [4]. Powstaj^ce w czasie spalania sily wyporu gor^cych gazow powoduj^, iz chmura ta unosi siç, rozszerza i przyjmuje sferyczny ksztalt. Fireball, wytwa-rzaj^c strefç promieniowania cieplnego, moze spowodowac zarowno dotkliwe oparzenia skory, jak i wywolac zaplon ma-terialow palnych znajduj^cych siç w jego otoczeniu.
Jesli wypelniony substanj paln^ zbiornik ulegnie uszko-dzeniu i nie dojdzie do natychmiastowego zaplonu jego za-wartosci, lecz nast^pi wymieszanie siç medium z powietrzem, skutkiem wyst^pienia awarii moze byc pozar typu flash fire lub wybuch typu VCE (Vapour Cloud Explosion), ktory w przy-padku wyst^pienia w nieograniczonej przestrzeni okresla siç jako UVCE (Unconfined Vapour Cloud Explosion).
Ksztalt plomieni przy pozarze blyskawicznym przybiera tak^ sam^ formç jak chmura, ktora uksztaltowala siç przed zaplonem. Pozary tego typu powstaj^, gdy gaz nie do konca wymieszal siç z utleniaczem. Sily generowane w wyniku spalania powoduj^ turbulencje, ktore dodatkowo wspomagaj^ spalanie, bez gwaltownego wzrostu cisnienia. Przyjmuje siç, ze na brzegu konturu mieszaniny panuje stçzenie gazu palne-go rowne co najmniej dolnej granicy wybuchowosci. W takiej chmurze nastçpuje spalanie deflagracyjne, czyli czolo plomie-nia rozchodzi siç poprzez molekularno-dyfuzyjny transport ciepla oraz turbulentne mieszanie substratow i produktow spalania. Osoby znajduj^ce siç wewn^trz chmury przewaznie ponios^ smierc, natomiast osoby na zewn^trz chmury bçd^ narazone na oddzialywanie promieniowania cieplnego, kto-rego energia bçdzie zalezna od odleglosci osob znajduj^cych siç od zrodla zdarzenia [5].
Wybuchy typu VCE lub UVCE wystçpuj^, gdy gaz miesza siç z powietrzem do czasu utworzenia siç mieszaniny palnej, kiedy srednie stçzenie substancji jest wyzsze niz dolna grani-ca wybuchowosci. Podczas detonacji rozprzestrzeniaj^ca siç fala uderzeniowa wywoluje gwaltowne sprçzanie mieszaniny palnej, powoduj^c samozaplon i powstanie fali spalania, ktora pod^za za fal^ uderzeniow^ (jest z пц sprzçzona). Dla stechiometrycznych mieszanin wçglowodorow z powietrzem prçdkosc rozchodzenia siç fali detonacyjnej wynosi 17002100 m/s, co odpowiada wartosci nadcisnienia 18-22 bar [6]. Mozna stwierdzic, ze w przypadku wyst^pienia detonacji generowane s^ znacznie wiçksze cisnienia, a skutki tego typu wybuchow s^ o wiele bardziej destrukcyjne niz w przypadku deflagracji. Intensywnosc wybuchu zalezy glownie od ilosci uwolnionej substancji oraz mocy zrodla zaplonu [5].
Zjawisku wybuchu, a w szczegolnosci wybuchu typu BLEVE towarzyszy bardzo niebezpieczne dla ratownikow oraz osob postronnych zjawisko tzw. odlamkowania, czyli rozrzucenia elementow rozerwanego zbiornika lub innych elementow stalych znajduj^cych siç na drodze rozchodzenia fali nadcisnienia. Oszacowanie skutkow zwi^zanych z rozrzu-ceniem odlamkow zbiornika po jego rozerwaniu jest bardzo trudne, poniewaz duza liczba czynnikow, czçsto o charakterze losowym, wplywa na ich powstawanie i ruch w czasie trwa-nia wybuchu. Mog^ one powodowac obrazenia u ludzi oraz zniszczenia roznego typu elementow konstrukcyjnych i tech-nologicznych i co za tym idzie wywolac tzw. efekt domina.
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
BLEVE [3] (Boiling Liquid, Expanding Vapour Explosion) is an explosion caused by the release of energy connected with the violent evaporation of the liquid at the moment of its rapid release from the tank, with pressure higher than the atmospheric pressure and temperature higher than its boiling temperature. If a flammable gas were in the tank, the phenomenon of a fireball would take place. The energy released during the violent evaporation of the liquid can create a shockwave, whereas a fireball, meaning a burning "fuel-air" cloud, emits thermal energy mostly in the form of radiation (200-450 kW/m2) [4]. The buoyant forces of hot gases created during combustion cause the cloud to rise, expand and take on a spheric shape. A fireball, by creating a zone of thermal radiation, can also cause severe skin burns and the ignition of flammable materials located in its surroundings.
If a tank filled with a flammable substance becomes damaged and there is no instant ignition of its contents, but they mix with air, a flash fire or VCE (Vapour Cloud Explosion) can occur as a result of the incident. A VCE, in the case of unlimited space, is defined as an UVCE (Unconfined Vapour Cloud Explosion).
The shape of the flames in the flash fire takes the same form as the cloud which is shaped before the ignition. These types of fire take place when the gas is not completely mixed with an oxidiser. The forces generated as a result of combustion create turbulence which additionally increase combustion without rapid pressure increase. It is set that at the edge of the mixture's contour, the concentration of the flammable gas is equal to at least the lower explosive limit. In such a cloud, deflagration takes place, meaning the flame front is distributed through molecular-diffusive heat transfer and the turbulent mixing of substrates and combustion products. Persons inside the cloud will most likely become fatalities, whereas persons outside of the cloud are in danger of exposure to thermal radiation, the energy of which depends on the distance between the persons and the incident source [5].
VCE or UVCE take place when a gas mixes with air until a flammable mixture is created, where average substance concentration is higher than the lower explosive limit. During detonation, the shockwave causes instant compression of the flammable mixture, which leads to self-ignition and the creation of a combustion wave which follows the shockwave (one wave is conjugated to the other). For stoichiometric mixtures of hydrocarbons with air, the speed of dispersal of the detonation wave amounts to 1700-2100 m/s, which corresponds to the hypertension value of 18-22 bars [6]. It may be stated that, in the case of detonation, generated pressures are significantly higher, and the results of such explosions are far more destructive than in the case of deflagration. The explosion intensity depends mainly on the amount of released substance and the power of the ignition source [5].
An explosion, especially BLEVE, is accompanied by the phenomenon of shrapneling, meaning the dispersal of elements of the tank or other elements standing in the way of the hypertension wave, which is extremely dangerous for rescuers and bystanders. Estimating the effects related to the dispersal of elements is extremely difficult, because a large number of factors, very often of a random nature, influence their creation and their movement. They can cause bodily injuries or damage to different construction or technological elements, which can lead to the so-called domino effect.
3. Gazy techniczne w swietle badan statystycznych
3.1. Charakterystyka problemow badawczych
Istotn^ cz^sc prac badawczo-rozwojowych zmierzaj^cych do badania procesow, zjawisk, a w konsekwencji budowy prototypow urz^dzen lub technologii, stanowi^ badania sta-tystyczne. Odpowiedzi udzielane na sformulowane pytania i problemy badawcze stanowi^ podstaw^ i uzasadnienie do dalszych prac. Podobnie ma to miejsce w przypadku niniej-szych badan, w ktorych autorzy probuj^ znalezc odpowiedz na ponizsze problemy badawcze:
• Jaka jest skala interwencji, w ktorych zarejestrowano obecnosc GT?
• W ilu przypadkach odnotowano ich wybuchy?
• Jak cz^sto obserwuje si§ wybuchy gazow technicznych uwolnione do atmosfery (wybuchy przestrzeni gazowo -powietrznych)?
• Jak cz^sto obserwuje si§ wybuchy zbiornikow, instalacji z udzialem GT?
• Jaki jest stopien wypadkowosci i rodzaj obrazen odnie-sionych podczas wybuchow GT?
3.2. Zrodla danych statystycznych
Na przedstawione powyzej pytania autorzy udzielili odpowiedzi, analizuj^c raporty z interwencji PSP za lata 2000-2014 oraz inne dost^pne swiatowe bazy danych. Podstaw^ groma-dzenia statystyk operacyjnych PSP jest informacja ze zdarze-nia (IZ), potocznie nazywana „meldunkiem". Na przestrzeni lat 2000-2014 zakres IZ wraz ze sposobem jej sporz^dzania okreslalo rozporz^dzenie ministra spraw wewn^trznych i ad-ministracji w sprawie szczegolowych zasad organizacji kra-jowego systemu ratowniczo-gasniczego [7-8]. W przypadku statystyk krajowych dost^p do danych jest stosunkowo pro-sty ze wzgl^du na sporz^dzanie i przechowywanie danych w systemie teleinformatycznym SWD-ST (archiwalny: 20002009) i SWD-PSP (biez^cy: od 2009). Pomimo iz w roku 2011 zmienilo si§ rozporz^dzenie okreslaj^ce zasady organizacji krajowego systemu ratowniczo-gasniczego, w bardzo duzym uproszczeniu, sposob sporz^dzania i ewidencji raportow PSP nie ulegl zmianie.
Statystyki krajowe, w oparciu o ktore przeprowadzono badania, podzielono na dwie cz^sci - standardowe i nie-standardowe. W cz^sci standardowej znalazly si§ statystyki ogolnodost^pne, np. opublikowane na stronach interneto-wych Komendy Glownej PSP [9] lub w Biuletynach Infor-macyjnych PSP [10]. Posluzyly one m.in. do zobrazowania ogolnej liczby interwencji i poszkodowanych w latach 20002014, tzw. punktu odniesienia, tla badan. Ze wzgl^du na brak w strukturze raportu PSP slownikow, czy list wyborow stricte dotycz^cych GT, np. acetylen, metan, gaz ziemny, propan -butan [LPG] itp., w celu przeprowadzenia badan pojawila si§ koniecznosc opracowania dedykowanych zapytan do baz danych. Opracowany mechanizm sprowadzal si§ do prze-szukiwania cz^sci opisowych baz za pomoc^ slow i wyrazen kluczowych (wzorcow) - tzw. wyrazen regularnych. Dodat-kowo analizie poddano pole raportu o nazwie „numer ONZ substancji niebezpiecznych". Przyklad opracowanych zapytan zamieszczono w cz^sci poswi^conej metodologii badan - me-chanizm selekcji danych.
Do bazy statystyk niestandardowych zaliczono rowniez zbiory powstale w wyniku „r^cznego" przegl^dania cz^sci opisowych IZ, pod k^tem udzielenia odpowiedzi nt. skali i rodzaju wybuchow mieszanin powietrzno-gazowych, butli, zbiornikow, czy instalacji z gazami technicznymi (GT). W tym celu nalezalo przejrzec i dokonac „r^cznej" analizy blisko 900 cz^sci opisowych raportow. W podobny sposob przeanalizo-
BiTP Vol. 44 Issue 4, 2016, pp. 31-49 DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
3. Industrial gases in statistical data
3.1. The characteristics of research problems
Statistical research is a significant part of research and development activities which aim at researching processes, phenomena and, consequently, creating prototypes of devices or technologies. Answers provided to questions and research problems serve as a basis and explanation for further works. It is similar in the case of the this research, where authors aim at finding answers to the following research problems:
• What is the scale of intervention in which the presence of industrial gases was registered?
• In how many cases were explosions of these gases identified?
• How often can an explosion of industrial gases being released into the atmosphere be observed (gas-air space explosions)?
• How often can explosions of tanks and industrial gas installations be observed?
• What is the accident rate and what is the range of injuries resulting from the explosion of industrial gases?
3.2. Sources of statistical data
On the basis of the questions presented above, the authors provided their answers by analysing the reports from State Fire Service interventions in the 2000-2014 period and other available global databases. The basis for collecting operational statistics by the State Fire Service is found in information on the incident, commonly referred to as a "report". Within the 2000-2014 period, the range of information and methods of its preparation were specified by the regulation of the Minister of Internal Affairs and Administration on the detailed rules for the organisation of the national firefighting system [7-8]. In the case of national statistics, access to data is relatively easy, because of the preparation and storage of data in the data communications systems SWD-ST (archival: 20002009) and SWD-PSP (current: since 2009). Despite the fact that in 2011 the regulation on the rules for the organisation of the national firefighting system was amended, in very simplistic terms the method of preparation and recording reports has not changed.
National statistics, on the basis of which the research was conducted, were divided into two parts - standard and nonstandard. The standard part consists of publicly available statistics, for example published on the National Headquarters of the State Fire Service's website [9] or in the Information Bulletin of the State Fire Service [10]. They were used for example for presenting the general number of interventions and casualties in the 2000-2014 period, the so-called point of reference, the research background. Due to lack of a glossary of terms in the State Fire Service's report, or lists of choices strictly related to industrial gases such as acetylene, methane, natural gas, propane-butane [LPG] and so on, the necessity of creating dedicated queries to the database arose. The mechanism comes down to searching through descriptive parts of databases with words and key phrases - the so-called regular phrases. Additionally, the report field entitled "the UN number for hazardous substances" was analysed. The sample of developed queries was indicated in the part devoted to research methodology - the mechanism of data selection.
The database for nonstandard statistics also includes data sets created as a result of the "manual" browsing of descriptive parts of reports to provide answers on the range and types of explosion of air-gas mixtures, cylinders, tanks or industrial gas installations. In order to do that, browsing and "manual" analysis of almost 900 descriptive parts of reports had to be performed. Almost 550 descriptive parts were analysed in
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
wano ok. 550 czçsci opisowych pod k^tem klasyfikacji urazow. W przypadku statystyk standardowych mozemy mowic o da-nych w przyblizeniu dokladnych, zas niestandardowych o da-nych szacunkowych, obarczonych pewnym poziomem ufnosci (patrz: opisy filtrow w czçsci poswiçconej metodologii badan).
W przypadku statystyk swiatowych zadanie bylo niezwy-kle utrudnione, z uwagi na brak informacji lub dostçpu do baz danych z poziomu stron internetowych. W ramach re-alizacji zadania: zbadano zawartosc strony internetowej [11] wraz z innymi dostçpnymi publikacjami Miçdzynarodowe-go Stowarzyszenia Strazy Pozarnych i Sluzb Ratowniczych (CTIF) [12-13]; wystosowano zapytanie na temat dostçpnosci powyzszych statystyk do jednego z wspolautorow opracowan [12-13] oraz czlonkow organizacji European Network for Fire Investigation and Prevention - siec 600 czlonkow, ekspertow dochodzen popozarowych. Zbadano takze zawartosci 11 po-tencjalnych baz danych, dostçpnych z poziomu stron internetowych [14-24].
3.3. Metodologia i wyniki badan
W niniejszej czçsci w sposob uproszony zaprezentowa-no, a nastçpnie opisano wady i zalety mechanizmow selekcji danych niestandardowych z systemow SWD-ST i SWD-PSP. Metryki opracowano dla gazow technicznych typu: acetylen, wodor, metan (gaz ziemny), propan-butan (LPG), a nastçpnie przedstawiono je w odniesieniu do zarejestrowanej obecnosci i wybuchow GT. Konstrukcja mechanizmow wykrywaj^cych zdarzenia z udzialem GT zaklada selekcje takich raportow z pozarow i innych miejscowych zagrozen, w ktorych w czçsci opisowej znalazly siç odpowiednio frazy: % wodor % lub % wodor% lub numer OnZ substancji 1044 (1049); % acetylen% lub numer ONZ substancji 1001; % metan% lub % gaz% % ziemn% lub numer ONZ substancji 1971, 1972; % LPG % lub % propan% %butan% lub numer ONZ substancji 1965, 1978, 1011. Znak „%" oznacza, ze w przed lub za znakiem moze znajdowac siç dowolna fraza. W przypadku wybuchow do ww. filtra dodawano koniecznosc zaistnienia podczas interwencji wybuchu („Rodzaj wybuchu - Gazow par i cieczy = Tak") [25].
3.3.1. Wodor Zarejestrowana obecnosc
Wyniki badan wskazuj^, ze sposrod 454 interwencji za-rejestrowanych w informacji ze zdarzenia oraz raportow pod frazami „wodor" (wodor) 32% mialo miejsce w innych obiek-tach, 31% w obiektach produkcyjno-magazynowych, 20% w srodkach transportu oraz po 7% w obiektach uzytecznosci publicznej i mieszkalnych. Z analizy 50 wybranych raportow (25: 2000-2009, 25: 2010-2014) wynika, ze w 38 przypad-kach faktycznie zarejestrowano obecnosc wodoru lub jego zwi^zkow, a w 12 przypadkach nie. Uogolniaj^c na cal^ po-pulacjç daje to ok. 342 raportow poprawnych i 109 blçdnych (0,76:0,24) [25].
Zarejestrowane wybuchy
Do wybuchow wodoru dochodzi stosunkowo rzadko (12). Wystçpuj^ one najczçsciej w obiektach produkcyjnych (8). Polowa z raportow odnosila siç faktycznie do zdarzen, w ktorych ratownicy mieli do czynienia z wybuchami wodo-ru. W pozostalych raportach zarejestrowano jedynie obec-nosc fraz „wodor" (wodor), ktore nie maj^ zwi^zku z wybuchowosci^. Z duzym uproszczeniem mozna przyj^c, ze po-ziom ufnosci osi^gn^l 50% (0,5:0,5) [25].
3.3.2. Acetylen
Zarejestrowana obecnosc
Z bazy blisko 5,8 miliona pozarow i miejscowych zagrozen za pomoc^ opracowanego filtra wyselekcjonowano 826 rapor-tow, w ktorych odnoszono siç do zdarzen z udzialem acetyle-
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
a similar manner in respect of the classification of injuries. In the case of standard statistics we can speak of approximately precise data, whereas in the case of nonstandard statistics we can speak of estimated data which are subject to a certain confidence level (see: descriptions of filters in the part devoted to the methodology of research).
In the case of worldwide statistics, the task was much more difficult due to lack of information or access to databases at the website level. The following activities were performed within this task: the inspection of the websites content [11] along with other available publications of the International Association of Fire and Rescue Service (CTIF) [12-13]; an enquiry into the availability of the above-mentioned statistics was issued to one of the co-authors of the studies [12-13] and members of the European Network for Fire Investigation and Prevention - a network of 600 members, experts in fire investigation; the content of 11 potential databases available at the website level was examined [14-24].
3.3. Research methodology and the results
The present section presents in a simplified manner and later on describes the advantages and disadvantages of mechanisms for selecting nonstandard data from SWD-ST and SWD-PSP systems. The metrics were created for the following industrial gases: acetylene, hydrogen, methane (natural gas), and propane-butane (LPG), and then they were presented with reference to the registered presence and explosions of industrial gases. The construction of mechanisms identifying incidents involving industrial gases assumes the selection of reports on fires and other local hazards in which the descriptive parts contain the following phrases: % hydrogen % or % hydrogen% or the UN substance number 1044 (1049); % acetylene% or the UN substance number 1001; % methane% or % natural% gas% or the UN substance number 1971, 1972; % LPG % or % propane% %butane% or the UN substance number 1965, 1978, 1011. The symbol % indicates that before or after that symbol any phrase may be inserted. In the case of explosions, the necessity of explosion occurrence during the intervention was added to the above-mentioned filter ("Explosion type - gas steam and liquid = Yes") [25].
3.3.1. Hydrogen Registered presence
The research results indicate that among 454 interventions registered in the incident information and reports, under the phase "hydrogen" 32% took place in other buildings, 31% in production and warehouse facilities, 20% in means of transport and 7% in public utility and residential buildings respectively. After performing an analysis of 50 selected reports (25: 2000-2009, 25: 2010-2014) it can be concluded that in 38 cases the presence of hydrogen or its compounds was for certain registered, whereas in 12 cases the presence was not registered at all. After generalising it to the entire population, it amounts to around 342 correct reports and 109 incorrect reports (0.76:0.24) [25].
Registered explosions
Hydrogen explosions occur relatively rarely (12). Most frequently they occur in manufacturing facilities (8). Half the reports referred to the incidents in which the rescuers in fact had to deal with hydrogen explosions. The remaining reports registered the presence of "hydrogen" phrases, which do not correspond to explosiveness. It may be greatly simplified as that the confidence level reached 50% (0.5:0.5) [25].
3.3.2. Acetylene
Registered presence
From a database of almost 5.8 million fires and local hazards, 826 reports were selected using a developed filter; these reports included information about incidents involving acety-
nu. Wyboru dokonano poprzez wyszukanie numeru ONZ sub-stancji oraz frazy „acetylen" (w róznych odmianach). Rozklad statystyk wedlug kategorii obiektów wykazuje, ze obecnosc tego gazu najczçsciej rejestruje siç w innych obiektach8 - 39% (garaze, warsztaty samochodowe wewn^trz i poza budynka-mi, inne nietypowe obiekty, budynki, instalacje), w obiektach produkcyjnych i magazynowych (w sumie 29%), w srodkach transportu (11%) i obiektach mieszkalnych 9% [25].
W celu okreslenia poziomu skutecznosci opracowanego zapytania zapoznano siç z czçsci^ opisow^ pierwszych 100 „meldunków" (50: 2000-2009, 50: 2010-2014). Wynik analizy to 92 przypadki, w których ratownicy w sposób bezposredni lub posredni mieli do czynienia z acetylenem, zas w przypadku 8 nie potwierdzono jego obecnosci. Przekladaj^c szacunki na cal^ populacjç, mozna wnioskowac, ze globalny stosunek prawidlowo do nieprawidlowo wyselekcjonowanych IZ wy-nosi 0,92:0,08, co przeklada siç na 758 poprawnie wybranych do бб blçdnie wybranych raportów [25].
Zarejestrowane wybuchy
Rozklad statystyk wskazuje, ze z otrzymanych 3б raportów do wybuchów acetylenu najczçsciej dochodzilo w obiektach produkcyjno-magazynowych (w sumie 42%), innych obiektach (42%), srodkach transportu (8%) i obiektach mieszkalnych (б%). Wyniki analizy 3б raportów to 2б przypadki, w których ratownicy faktycznie mieli do czynienia z wybuchami butli lub obecnosci^ atmosfer powietrzno-ga-zowych, zas 13 z nich nie dotyczylo acetylenu. Poziom ufno-sci osi^gn^l stosunek 0,72:0,28 trafnych raportów [25].
3.3.3. Metan (gaz ziemny)
Zarejestrowana obecnosc
Metan stanowi jedn^ z najliczniejszych grup statystycznych GT, zarówno pod wzglçdem jego wystçpowania w inter-wencjach (7352), jak i wybuchów (129). Ma to zwi^zek z tym, ze wystçpuje w interwencjach, w których zachodzi takze koniecznosc wykonywania pomiarów jego stçzenia. Przez to, az w 57% jego obecnosc odnotowano w obiektach mieszkalnych (jednorodzinnych i wielorodzinnych), 14% sumarycz-nie w obiektach produkcyjnych (13%) i magazynowych (1%), a 21% w innych obiektach (inne nietypowe obiekty - poza klasyfikacj^). Na podstawie analizy 1% meldunków (35: 2000-2009, 35: 2010-2014) stosunek prawidlowo do nieprawidlo-wo wyselekcjonowanych raportów okreslono na 3б:34. Przeklada siç to na stosunek 0,51:0,49 (374б:3б00) poprawnie do blçdnie wybranych raportów z calej populacji [25].
Zarejestrowane wybuchy
Czçstosc zarejestrowanych wybuchów gazu ziemnego (129) pod wzglçdem kategorii obiektów jest taka sama jak w przypadku jego obecnosci. Az 74% zdarzen (95 interwen-cji) dotyczylo obiektów mieszkalnych, zas 1б% obiektów innych. Po przeanalizowaniu ok. 20% interwencji (13: 20002009, 13: 2010-2014) okazuje siç, ze stosunek prawidlowo do nieprawidlowo wyselekcjonowanych raportów wyniósl 24:2, co przeklada siç na stosunek 0,92:0,08 (119:10) w calej populacji [25].
3.3.4. LPG (propan-butan)
Zarejestrowana obecnosc
Najliczniejsz^ grup^ GT pod wzglçdem zarejestrowa-nej obecnosci (23742) jest LPG (propan-butan). Najwiçksz^ liczbç interwencji odnotowuje siç w obiektach mieszkalnych (9850), co daje 41% i srodkach transportu (8б82) - ok. 37%. Zwi^zane jest to w glównej mierze z ulatnianiem siç gazu oraz
8 Zgodnie z rozporz^dzeniem ws. szczególowych zasad organizacji krajowego systemu ratowniczo-gasniczego poprzez obiekt nalezy rozumiec miejsce prowadzenia dzialañ ratowniczo-gasniczych. Szczególy patrz [1].
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
lene. The selection was made by searching the UN substance number and the "acetylene" phrase (in different combinations). The statistical distribution by building category indicates that the gas presence is indentified most frequently in other facilities4 - 39% (garages, car workshops inside and outside buildings, other unusual facilities, buildings and installations), in manufacturing facilities and warehouses (in total 29%), means of transport (11%) and residential buildings 9% [25].
In order to estimate the effectiveness level of the query, the descriptive part of first 100 "reports" was evaluated (50: 20002009, 50: 2010-2014). The analysis result is 92 cases in which rescuers in direct or indirect way had to deal with acetylene, whereas in 8 cases there was no presence of acetylene identified. Extrapolating the estimates onto the entire population, it can be concluded that the global rate of correctly and incorrectly selected reports amounts to 0.92:0.08, which corresponds to 758 correctly selected and 66 incorrectly selected reports [25]. Registered explosions
The statistical distribution indicates that from 36 received reports, acetylene explosions occurred most frequently in manufacturing facilities and warehouses (in total 42%), other facilities (42%), means of transport (8%) and residential buildings (6%). Among 36 reports, in 26 rescuers had to directly deal with cylinder explosions or the presence of air-gas atmospheres, whereas the presence of acetylene was not indicated in 13 of them. The confidence level reached the following rate of correct reports [25]: 0.72:0.28.
3.3.3. Methane (natural gas) Registered presence
Methane is one of the most statistically numerous groups of industrial gases when it comes to its presence in interventions (7352) and explosions (129). This is connected with the fact that methane is present in interventions in which the necessity to measure its concentration arises. Thus, its presence is identified in residential (single-family and multi-family) buildings in 57%, 14% in total in manufacturing facilities (13%) and warehouses (1%), and 21% in other facilities (other atypical facilities - not classified). After reviewing 1% of reports (35: 2000-2009, 35: 2010-2014), the ratio of correctly selected reports to those selected incorrectly was 36:34. This translates to the ratio 0.51:0/49 (3746:3600) of correctly and incorrectly selected reports from the entire population [25]. Registered explosions
The frequency of registered explosions of natural gas (129) when it comes to the facility category is the same as in the case of its presence. As many as 74% (95 interventions) concern residential buildings, whereas other facilities constitute 16%. After analysing around 20% of interventions (13: 2000-2009, 13: 2010-2014) it is concluded that the relation of correctly to incorrectly selected reports was 24:2, which corresponds to the following relation 0.92:0.08 (119:10) for the entire population [25].
3.3.4. LPG (propane-butane) Registered presence
LPG (propane-butane) is the most-numerous group of industrial gases when it comes to registered presence (23742). The greatest number of interventions is identified in residential buildings (9850) which accounts for 41%, and in means of transport (8682) which accounts for 37%. It is mostly connected with the incidence of gas escape or fire involving gas cylinders in residential buildings. Apart from single- and multi-family residential buildings, a significant number of
4 Pursuant to the regulation on detailed rules of organisation of the national firefighting system, a facility means a place where rescue and firefighting activities took place. For details, see [1].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
pozarami z udzialem butli gazowych w obiektach mieszkalnych. Oprócz jedno- i wielorodzinnych obiektów mieszkalnych duz^ czçsc pozarów stanowi^ pozary obiektów typu altany, w których butle gazowe z propanem-butanem stano-wi^ podstawowe zródlo ogrzewania. Interwencje w srodkach transportu to w glównej mierze wypadki (kolizje), w których do standardowych dzialan nalezy odl^czanie akumulatorów i zakrçcanie zaworów w zbiornikach z LPG. Przeanalizowa-no 100 meldunków z prawdopodobn^ obecnosci^ LPG (50: 2000-2009, 50: 2010-2014). Skutecznosc zapytania wyniosla 57:43, co dla calej bazy raportów przeklada siç na proporcje 13533:10209 (0,57:0,43). Oznacza to, ze w blisko б0% zdarzen zanotowano faktyczn^ obecnosc GT [25].
Zarejestrowane wybuchy
LPG nalezy równiez do najliczniejszej grupy GT pod wzglçdem wybuchów (827). Przelozylo siç to na blisko бб-procentowy odsetek wybuchów tego gazu w obiektach mieszkalnych (542 interwencje), 11-procentowy w pro-dukcyjno-magazynowych (50, 43) oraz б-procentowy (50) w srodkach transportu. Najwiçksza liczba interwencji wyni-kala z uwalniaj^cego siç gazu z butli, co tworzylo mieszaniny powietrzno-gazowe, a nastçpnie ich wybuch. Mniejsz^ czçsc stanowi^ pozary, w których mial miejsce wybuch butli gazowych. Dotyczy to glównie pozarów altanek, samochodów wy-posazonych w instalacje LPG. Analizie poprawnosci poddano 100 meldunków (50: 2000-2009, 50: 2010-2014). Faktyczne wybuchy gazu odnotowano w stosunku 88:12 (0,88:0,12), co przeklada siç na proporcje 72б:99 poprawnie do niepopraw-nie wyselekcjonowanych interwencji. Oznacza to, ze w blisko 90% interwencji pojawialy siç wybuchy propanu-butanu [25].
Wyniki badan podzielono na dwie czçsci. W pierwszej omówione zostan^ wyniki badan w odniesieniu do statystyk krajowych i postawionych pytan badawczych, zas w drugiej w stosunku do statystyk miçdzynarodowych.
3.4. Statystyki krajowe
Na wstçpie zostan^ udzielone odpowiedzi na pytania: Jaka jest skala interwencji, w których zarejestrowano obecnosc GT? W ilu przypadkach odnotowano ich wybuchy?
W latach 2000-2014 w Polsce odnotowano blisko 32 tys. interwencji z zarejestrowan^ obecnosci^ gazów technicznych typu: acetylen, wodór, metan (gaz ziemny), propan-butan. Okolo 10 tys. z nich zakwalifikowano jako pozary (P), a 22 tys. jako inne miejscowe zagrozenia (MZ). W przypadku ok. 1 tys. mial miejsce wybuch (683-P; 321-MZ) [25]. Czy to duzo? Okazuje siç, ze srednio w ci^gu 1 roku w sumie do-chodzi do ok. 2100 interwencji z obecnosci^ jednego z ww. gazów, zas w б7 przypadkach dochodzi do wybuchu.
Szczególowa analiza danych statystycznych wykazuje, ze sposród badanych GT podczas dzialan ratowniczo-gasni-czych ratownicy najczçsciej napotykali siç na LPG (23,7 tys.), z czego w 827 przypadkach dochodzilo do wybuchów. Rocz-nie daje to srednio blisko 1600 interwencji i 55 wybuchów. Na drugim miejscu plasuje siç gaz ziemny (metan) - obecny w blisko 7,3 tys. interwencji, sposród których w 129 zareje-strowano wybuch. Daje to srednio 490 interwencji i 9 wybuchów rocznie. Mniej liczn^ grupç stanowi^ wodór i acetylen. Pierwszy z nich statystycznie pojawil siç 454 razy podczas interwencji, z czego 12 razy dochodzilo do wybuchu, co daje srednio 30 interwencji i 1 wybuch w roku. Obecnosc acetyle-nu zarejestrowano natomiast 82б razy, przy 3б wybuchach, co przeklada siç na srednio 55 interwencji rocznie z jego obecnosci^ i 2 wybuchy rocznie [25] (por. tabela 1, ryc. 2).
W tym miejscu nalezy podkreslic, ze prezentowane na rycinach wartosci obrazuj^ce obecnosc i wybuchy badanych GT (por. tabela 1, ryciny 2, 3, itd.) s^ takie, jak otrzymano na etapie selekcji danych przy pomocy powyzej opisanych fil-
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
fires took place in summer houses in which gas cylinders containing propane-butane were the main source of heating. Interventions in means of transport are mainly associated with accidents (collisions) in which some of the standard procedures included battery disconnection and valve shut-off in LPG tanks. 100 reports with the possible presence of LPG were analysed (50: 2000-2009, 50: 2010-2014). The query's effectiveness was 57:43, which corresponds to the entire database in the following proportions 13533:10209 (0.57:0.43). This means that in almost 60% of incidents the presence of industrial gases was identified [25].
Registered explosions
LPG is one of the largest groups of industrial gases when it comes to explosions (827). This corresponds to nearly 66% of explosions of LPG in residential buildings (542 interventions), 11% in manufacturing facilities and warehouses (50, 43) and 6% (50) in means of transport. The highest number of interventions resulted from the escape of gas from cylinders which created air-gas mixtures and, consequently, their explosion. Explosions of gas cylinders constitute a smaller part. Such explosions mainly include fires in summer houses and cars with an LPG installation. 100 "reports" were subject to correctness analysis (50: 2000-2009, 50: 2010-2014). Gas explosions were identified in the ratio 88:12 (0.88:0.12) which corresponds to 726:99 of correctly and incorrectly selected interventions. This means that in almost 90% of interventions the explosions of propane-butane were identified [25].
The research results were divided in two parts. In the first part, the results in the context of national statistics and research questions will be reviewed, whereas the second part will concentrate on the results in the context of international statistics.
3.4. National statistics
In the beginning, two questions will be answered. What is the scale of interventions in which the presence of industrial gases was identified? In how many cases were explosions identified?
In Poland, in the 2000-2014 period there were almost 32 thousand interventions with the identified presence of industrial gases such as acetylene, hydrogen, methane (natural gas), and propane-butane. Around 10,000 of these were classified as fires (F), whereas 22,000 were classified as other local hazards (LZ). In the case of around 1,000 interventions, the explosion took place (683-F; 321-LZ) [25]. Is it a high number? It turns out that, on average, there are around 2100 interventions per annum with the presence of one of the above-mentioned gases, whereas explosions take place in 67 cases.
A detailed analysis of statistical data indicates that among all industrial gases examined, LPG was identified most frequently by rescuers during rescue and firefighting activities (23,700), where explosions happened in 827 cases. Annually, it amounts to 1600 interventions and 55 explosions on average. Natural gas (methane) was identified as the second most frequent with almost 7,300 interventions and 129 explosions. On average, this amounts to 490 interventions and 9 explosions per annum. Hydrogen and acetylene were identified less frequently. Hydrogen was identified 454 times during interventions, where explosions happened 12 times, which, on average, amounts to 30 interventions and 1 explosion per annum. Acetylene was identified 826 times with 36 explosions, which corresponds to 55 interventions annually and 2 explosions on average [25] (Table 1, Fig. 2).
It is worth noting that the values presented in the figure, which demonstrate the presence and explosion of examined industrial gases (cf. Table 1, Figs. 2, 3, etc.), are as collected at the moment of data selection with the use of the above-mentioned filters (see: research methodology). The presented val-
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Tabela 1. Zarejestrowana obecnosc (O) i wybuchy (W) wybranych gazow technicznych podczas interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej w pozarach (P) i miejscowych zagrozeniach (MZ) w latach 2000-2014*
Table 1. The registered presence (P) and explosions (E) of selected gases during the operation of units of fire protection in fires (F) and local hazards (LZ) in the 2000-2014 period*
P/F MZ / LZ Suma / Total Srednia roczna / The annual average
O/P W/E O/P W/E O/P W/E O/P W/E
Wodor/ Hydrogen 81 8 373 4 454 12 30 1
Acetylen / Acetylene б98 30 128 б 82б 3б 55 2
Metan (gaz ziemny) /Methane (natural gas) 1087 б7 б2б5 б2 7352 129 490 9
LPG (propan-butan) / propane-butane 857б 578 151бб 249 23742 827 1583 55
Suma / Total 10442 б83 21932 321 32374 1004 2158 б7
*Poziom ufnosci danych: wodor - obecnosc 0,75, wybuchy 0,5; acetylen - obecnosc 0,92, wybuchy 0,72; metan (gaz ziemny) - obecnosc 0,5, wybuchy 0,9; LPG (propan-butan) - obecnosc 0,57, wybuchy 0,88.
* Confidence level data: hydrogen - presence 0.75, explosions 0.5; acetylene - presence 0.92, explosions 0.72; methane (natural gas) - presence
0.5, explosions 0.9; LPG (propane-butane) - presence 0.57, explosions 0.88.
Zrôdlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25].
Source: Prepared by R. Mazur on the basis of statistical data of the State Fire Service [25].
trow (patrz: metodologia badan). Prezentowane wartosci nie uwzglçdniaj^ opisanego przy kazdym z filtrow poziomu ufnosci, ktory w przyblizeniu wyniosl: dla wodoru - obecnosc 0,75, wybuchy 0,5; dla acetylenu - obecnosc 0,92, wybuchy 0,72; dla metanu (gazu ziemnego) - obecnosc 0,5, wybuchy 0,9; LPG (propan-butanu) - obecnosc 0,57, wybuchy 0,88 [25].
Maj^c wyobrazenie na temat czçstosci wystçpowania wy-buchow wybranych GT, warto statystycznie uzasadnic istot-dla procesu prowadzenia dzialan ratowniczo-gasniczych kwestiç, odpowiadaj^c na pytania:
• Jak czçsto obserwuje siç wybuchy gazow technicznych uwolnione do atmosfery (wybuchy przestrzeni gazowo -powietrznych)?
• Jak czçsto obserwuje siç wybuchy zbiornikow, instalacji z udzialem GT?
ues do not indicate the confidence level in relation to each filter, approximate for hydrogen - presence 0.75, explosions 0.5; acetylene - presence 0.92, explosions 0.72; methane (natural gas) - presence 0.5, explosions 0.9; ; or LPG (propane-butane) - presence 0.57, explosions 0.88 [25].
Having a view of the frequency of industrial-gas explosions, it is worth providing answers to the following questions, and statistically justifying an issue important for the firefighting activities:
• How often can explosions of industrial gases released into atmosphere be observed (explosions of gas-air space)?
• How often can explosions of tanks and installations involving industrial gases be observed?
LPG (propan-butan) / LPG (propane-butane)
Metan (gaz ziemny) / Methane (natural gas)
Acetylen / Acetylene
Wodór / Hydrogen
8
45 12
200
400
Wybuchy gazow technicznych / Technical gas explosions
600 800 1000
82
7352
23742
Obecnosc (P+MZ) / Presence (F+LZ) Wybuchy (P+MZ) / Explosions (F+LZ)
5000 10000 15000 20000 25000
Obecnosc gazow technicznych / Technical gas presence
0
0
Ryc. 2. Liczba interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej z zarejestrowana obecnosci^ i wybuchami wybranych gazow technicznych
w latach 2000-2014*
*Poziom ufnosci danych: wodor - obecnosc 0,75, wybuchy 0,5; acetylen - obecnosc 0,92, wybuchy 0,72; metan (gaz ziemny) - obecnosc 0,5,
wybuchy 0,9; LPG (propan-butan) - obecnosc 0,57, wybuchy 0,88 Fig. 2. The number of interventions by Fire Protection Units with a registered presence and explosions of selected gases in the years 2000-2014
*Confidence level data: hydrogen - the presence of 0.75, explosions 0.5; acetylene - presence 0.92, explosions 0.72; methane (natural gas) -presence 0.5, explosions 0.9; and LPG (propane-butane) - presence 0.57, explosions 0.88.
Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25]. Source: Prepared by R. Mazur on the basis of statistical data of the State Fire Service [25].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Udzielenie odpowiedzi na powyzsze pytania bylo niezwy-kle czasochlonne, poniewaz nalezalo przejrzec blisko 874 cz§-sci opisowych raportow, a nast^pnie „r^cznie" sklasyfikowac rodzaj wybuchu w rozbiciu na wybuchy mieszanin powietrz-no-gazowych oraz zbiornikow, butli, instalacji.
Wyniki badan wskazuj^, ze ratownicy najcz^sciej maj^ do czynienia z wybuchami mieszanin powietrzno-gazowych (517) oraz zbiornikow, butli, instalacji (221) z propanem-bu-tanem. Sumarycznie daje to 738 wybuchow w latach 20002014, co nieznacznie rozni si§ od danych przedstawionych na rycinie 2 (827). Powyzsze wynika z faktu, ze na rycinie 1 dane obarczone s^ pewnym bl^dem, okreslonym jako poziom ufnosci, ktory dla wybuchow LPG wyniosl blisko 0,88. Otrzy-mana wartosc 738 wybuchow miesci si§ zatem w zakladanym 12-procentowym bl^dzie. Drugim z kolei GT pod wzgl§-dem liczby wybuchow jest metan - 92 wybuchy mieszanin powietrzno-gazowych i 13 zbiornikow, butli lub instalacji. W przypadku acetylenu w 16 przypadkach dochodzilo do wybuchow zbiornikow, butli lub instalacji, a 9 mieszanin po-wietrzno-gazowych, zas wodoru 1 do 5 na korzysc mieszanin powietrzno-gazowych (ryc. 3) [25].
Nie od dzis wiadomo, ze wybuchy GT s^ tragiczne w skut-kach, z uwagi na towarzysz^ce im promieniowanie cieplne, przyrost cisnienia czy odlamkowanie. Niestety trudno jest znalezc w literaturze przedmiotu dane o liczbie poszkodowa-nych, czy kategorii urazow. Maj^c na uwadze powyzsze, w ramach przedmiotowych badan dokonano przegl^du i analizy raportow, w ktorych zarejestrowano wybuchy GT, z jednocze-sn^ kwalifikaj urazow. Tym samym udzielono odpowiedzi na pytanie: Jaki jest stopien wypadkowosci i rodzaj obrazen odniesionych podczas wybuchow GT?
Wedlug raportow jednostek ochrony przeciwpozarowej calkowita liczba poszkodowanych w latach 2000-2014 w Pol-sce wyniosla blisko 680 tys. 64 tys. stanowi^ ofiary smiertel-ne, a ponad 615 tys. ranni. Zgodnie z uzyskanymi danymi statystycznymi wsrod poszkodowanych zarejestrowano su-marycznie 55 ofiar smiertelnych i 8264 rannych ratownikow (ryc. 4) [25].
W tym miejscu nalezy podkreslic, ze zgodnie z zasada-mi ewidencjonowania zdarzen stan i liczba poszkodowanych okreslane s^ przez ramy czasowe dzialan ratowniczo-gasni-czych prowadzonych przez JOP. Oznacza to, ze osoba dozna-j^ca ci^zkich obrazen ciala, a nast^pnie zabrana przez zespol ratownictwa medycznego w dokumentacji kwalifikowana jest jako ranna. Z chwil^, kiedy po kilku dniach nast^puje zgon w wyniku doznanych obrazen, wowczas taka osoba figuruje w dokumentacji dalej jako osoba ranna. Podobnie poszko-
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Providing answers to the questions above was time-consuming, because 874 descriptive parts of the reports needed to be examined and then "manually" divided in terms of explosion type: explosions of air-gas mixtures, tanks, cylinders, and installations.
The results indicate that rescuers most frequently deal with explosions of air-gas mixtures (517) and tanks, cylinders, installations (221) with propane-butane. To sum up, it gives 738 explosions within the 2000-2014 period, which is slightly different from the data presented in Figure 2 (827). It comes from the fact that data in Figure 1 is to some extent marked with error, which is specified as a confidence level; for LPG explosions this level amounted to almost 0.88. The value of 738 explosions is within the estimated 12% error. Methane is the second industrial gas when it comes to the number of explosions - 92 explosions of air-gas mixtures and 13 of tanks, cylinders and installations. In the case of acetylene, explosions of tanks, cylinders and installations occurred 16 times, whereas explosions of air-gas mixtures occurred 9 times; in the case of hydrogen this is 1 to 5 in favour of air-gas mixtures (Fig. 3) [25].
It is common knowledge that industrial-gas explosions have a tragic impact, due to thermal radiation, pressure increase and shrapnelling. Unfortunately, it is difficult to find data on the number of victims or injury categories in any literature. Taking into consideration the above, within the scope of the research, a review and analysis of reports where industrial-gas explosions were identified was performed, with the simultaneous classification of injuries. Thus, an answer to the following question was provided: what is the accident rate and what is the range of injuries resulting from the explosion of industrial gases?
According to the reports of fire service units, the total number of casualties in the 2000-2014 period in Poland amounted to almost 680,000. Fatalities constitute 64,000 thousand, whereas injured 615,000. According to the statistical data, among all casualties, 55 fatalities and 8264 injured rescuers were registered in total (Fig. 4) [25].
One can note that, pursuant to the rules of keeping records of incidents, the state and number of casualties are specified within the time frame of rescue and firefighting activities performed by fire service units. It means that a person with serious body injuries who is later on transported by a medical-rescue team is classified in documentation as injured. If a given person dies after a few days due to the injuries, such a person is still classified in documentation as injured. Similarly, injured persons who were transported before the fire
LPG (propan-butan)
Metan / Methane ff Acetylen / Acetylene L Wodor / Hydrogen '
0 100 200 300 400 500 600
Wodor Acetylen Metan (gaz ziemny) LPG (propan-butan)
■ Mieszaniny powietrzno-gazowe / Air gas mixtures 5 9 92 517
■ Zbiorniki, butle, instalacje / Tanks, cylinders, installations 1 16 13 221
Ryc. 3. Liczba interwencji z zarejestrowanymi wybuchami gazow technicznych wedlug rodzaju wybuchu w latach 2000-2014 Fig. 3. The number of interventions recorded bursts of gases according to the type of explosion in the 2000-2014 period) Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25]. Source: Prepared by R. Mazur on the basis of statistical data of the State Fire Service [25].
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
55
8264
_64190
Sm. os. Postronne / Bystanders - fatalities Sm. Ratownicy / Rescuers - fatalities
Ranne os. Postronne / Bystanders - injured I Ranni ratownicy / Rescuers - injured
Ryc. 4. Liczba poszkodowanych zarejestrowanych podczas interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej w latach 2000-2014 Fig. 4. The number of casualties recorded during the intervention of fire protection units in the 2000-2014 period Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25]. Source: Own elaboration by R. Mazur on the basis of statistical data of the State Fire Service [25].
dowani zabrani z miejsca zdarzenia przed przybyciem strazy w wielu przypadkach nie zostali uwzgl^dnieni w raportach z dzialan JOP.
Na uwag§ zasluguje wzgl^dnie duza liczba poszkodowanych odnotowanych w 874 interwencjach, w ktorych za-rejestrowano wybuchy gazow technicznych. Zgodnie z nimi w zdarzeniach tych zmarlo 48 osob, a 945 zostalo poszkodowanych, z czego wszystkie ofiary to osoby postronne (O), zas 84 ranni to ratownicy (R). Mozna bylo przypuszczac, ze najwi^ksz^ liczb^ rannych pochlon^ly interwencje z udzia-lem LPG - 679 rannych osob postronnych i 52 ratownikow, podobnie jak w przypadku metanu - 134 osoby postronne i 7 ratownikow. Zaskakuj^co duzo poszkodowanych zareje-strowano podczas interwencji z udzialem acetylenu - 31 ofiar, 20 rannych i wodoru 17 ofiar, 5 rannych, dlatego postanowio-no zbudowac wskaznik, obrazuj^cy skal§ poszkodowanych na 10 interwencji z wybuchami (Ranni/10).
Z badan wynika, ze na 10 interwencji z wybuchami GT zostaje rannych ok. 9 osob postronnych i 1 ratownik. Nato-miast najwi^cej osob postronnych - 14 na 10 interwencji i 10 na 10 interwencji - zostalo rannych podczas zdarzen z udzia-lem odpowiednio wodoru i metanu. Inny charakter rozkladu ma wskaznik Ranni/10 w przypadku ratownikow. Otoz naj-wi^kszy odsetek rannych ratownikow odnotowano podczas interwencji z acetylenem - blisko 6 oraz wodorem - 4 ran-nych na 10 zdarzen (tabela 2) [25].
Analiz^ rodzaju obrazen przeprowadzono w oparciu
0 wyniki badan uj^te w sprawozdaniu [25] w oparciu o 547 interwencji z zarejestrowanymi wybuchami i poszkodowa-nymi wsrod osob postronnych lub ratownikow. Z uwagi na obszernosc sprawozdania [25] w publikacji przedstawiono syntez^ wynikow odniesion^ do wszystkich GT. Podczas ana-lizy cz^sci opisowych IZ szczegöln^ uwag§ zwracano na ro-dzaje obrazen i ich opis, jednak niestety nie wszystkie raporty zawieraj^ takowe opisy, a jesli zawieraj^ to cz^sto niepelne. Istotne jest zatem, ze nie mozna porownywac mi^dzy sob^ liczby raportow z wybuchami i poszkodowanymi (547), licz-by poszkodowanych (945), czy tez sumarycznej liczby obrazen, tym bardziej, ze jedna osoba mogla odniesc kilka urazow w ramach jednego wybuchu (oparzenia, zlamania itp.).
Z badan wynika, ze najcz^sciej podczas wybuchow dochodzi do oparzen - ok. 600 przypadkow, w tym ogolnie oparzen (401),
1 (45), II (79) i III (24) stopnia. W 45 przypadkach odnotowano rozlegle oparzenia ciala, a 14 oparzenia gornych drog oddecho-wych. Dla ww. przypadkow mozna mowic o bliskiej stycznosci poszkodowanych z mieszanin^ powietrzno-gazow^, ktora ule-
service unit's arrival at the destination were not indicated in the fire service unit's reports.
The relatively high number of victims identified in 874 interventions in which industrial gas explosions were identified is worth noting. According to the numbers, there were 48 fatalities and 945 injured; all fatalities were bystanders (B), whereas 84 injured were rescuers (R). As could be predicted, the highest number of injured came from LPG interventions: 679 injured bystanders and 52 rescuers, similarly to methane interventions - 134 bystanders and 7 rescuers. A surprisingly high number of victims were registered during acetylene interventions - 31 fatalities, 20 injured; and hydrogen: 17 fatalities 5 injured. Thus, the idea emerged to create a new indicator which could reflect the scale of casualties for 10 interventions with explosions (Injured/10).
The research shows that for every 10 interventions with industrial gas explosions, there are 9 injured bystanders and 1 injured rescuer. The highest number of bystanders - 14 in 10 interventions and 10 in 10 interventions - were injured during incidents with hydrogen and methane respectively. When it comes to rescuers, the indicator Injured/10 has a different distribution. The highest number of injured rescuers was identified in acetylene interventions - almost 6 and in hydrogen interventions - 4 injured for 10 incidents (Table 2) [25].
The analysis of injury types was conducted on the basis of the research results indicated in the report [25] with reference to 547 interventions with registered explosions and casualties among bystanders or rescuers. Due to the report's extensive-ness [25], the publication includes a synthesis of results which corresponds to all industrial gases. While analysing the descriptive parts of reports, special attention was devoted to the types of injury and their description; however, not all reports included such descriptions and those that did often included incomplete descriptions. Thus it is crucial to remember that the number of reports with explosions and victims (547) cannot be compared to the number of victims (945) or the total number of injuries, especially that one person could be injured in more than one way during an explosion (skin burns, broken bones, etc.).
The research indicates that burns are the most frequent injuries during explosions - around 600 cases, especially burns (401) of the 1st (45), 2nd (79) and 3rd (24) degree. In 45 cases extensive body burns were identified, whereas in 14 cases these were burns of the upper respiratory tract. In the above-mentioned cases, victims were in close contact with an air-gas mixture which combusted and exploded. Other
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Tabela 2. Liczba poszkodowanych zarejestrowanych podczas interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej, w ktorych mialy miejsce wybuchy gazow technicznych w latach 2000-2014
Table 2. The number of casualties recorded during the interventions by Fire Protection Units, involving the explosion of industrial gases in the 2000-2014 period
Poszkodowani I Casualties
Suma I Total Smiertelne I Fatalities Ranni I Injured RanniIlO InjuredIlO
Smiert.I Fatalities RanniI Injured OIB R OIB R OIB R
Acetylen / Acetylene 1 51 1 G 31 2G 8,6 5,6
Wodor / Hydrogen G 22 G G 17 5 14,2 4,2
Metan (gaz ziemny) / Methane 1 141 1 G 134 7 10,4 0,5
LPG (propan-butan) / propane butane 46 731 46 G 679 52 8,2 0,6
Suma / Total 48 945 48 G 861 84 8,6 0,8
O - osoby postronne, R - ratownicy; B - bystanders; R - rescuers;
Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25]. Source: Prepared by R. Mazur on the basis of statistical data PSP [25].
gla zapaleniu i wybuchowi. Pozostale obrazenia zwi^zane s^ ze skutkami oddzialywania fali cisnieniowej bezposrednio na ofia-rç zdarzenia lub posrednio poprzez elementy konstrukcyjne bu-dynku. W 158 przypadkach wyst^pily wszelkiego rodzaju urazy i obrazenia, w tym urazy, skaleczenia odlamkami szyb, drzwi, elementow konstrukcyjnych budynku (53), urazy wskutek zawa-lenia siç scian, kondygnacji (34), otarcia, stluczenia (26), obrazenia glowy (19), klatki piersiowej (9), urazy w zwi^zku z upad-kiem z wysokosci (4), urazy oczu (5), przedramienia (2), nog (6). Do wybuchow dochodzi najczçsciej w sposob niekontrolowany, nieoczekiwany i towarzyszy im glosny huk. U poszkodowanych wystçpuj^ zburzenia zachowania, wstrz^s, szok (63). Przeklada siç to na przyspieszon^ akcjç serca, dusznosci (7) (ryc. 5) [25].
3.5. Statystyki swiatowe
Przeprowadzone badania prowadz^ do wnioskow, ze w Europie i na swiecie dostçp do baz danych zwi^zanych z wypadkami z udzialem GT jest utrudniony lub niemozli-wy. Dokonano przegl^du kilkunastu zrodel danych [12-14], zas jednymi z nielicznych materialow, do ktorych udalo siç dotrzec autorom to statystyki dunskiej strazy pozarnej, swia-towa baza wiedzy FACTS (Failure and Accidents Technical Information System) o wypadkach przemyslowych z udzialem substancji niebezpiecznych [14] oraz dane Agencji Bez-pieczenstwa Ruroci^gow i Materialow Niebezpiecznych De-partamentu Transportu Stanow Zjednoczonych [15].
W latach 2007-2014 w dunska straz pozarna zarejestrowa-la w sumie 152 interwencje z udzialem gazow technicznych, z czego najwiçcej z udzialem gazu ziemnego LNG (93) i propa-nu-butanu (47). Z otrzymanych danych wynika, ze trend liczby interwencji jest malej^cy w perspektywie analizowanego okresu.
Utrzymywana w domenie holenderskiej (.nl) baza danych wypadkow (incydentow) w przemysle z udzialem substancji niebezpiecznych FACTS zawiera blisko 26 tys. zdarzen zareje-strowanych w latach 1907-2010. Dostçp do danych jest moz-liwy na poziomie ogolnym (darmowym) oraz rozszerzonym pelnym (komercyjnym). Wyniki przeszukiwania bazy po slowach kluczowych (acetylene, propane lub butane lub LPG, natural gas, oxygen, hydrogen) wskazuje, ze w badanym okre-sie na swiecie zarejestrowano 5935 incydentow o charakterze przemyslowym z udzialem ww. gazow technicznych (tab. 4).
Misj^ Agencji Bezpieczenstwa Ruroci^gow i Materialow Niebezpiecznych Departamentu Transportu USA jest ochro-na spoleczenstwa i srodowiska przed ryzykiem wypadkow z udzialem materialow niebezpiecznych poprzez regulacjç
injuries are connected with the direct impact of a pressure wave's on the victim or its indirect impact through construction elements. In 158 cases all kinds of injuries were identified, including injuries and cuts from pieces of glass, doors, construction elements (53), injuries caused by collapsed walls and floors (34), abrasions, bruises (26), head injuries (19), chest injuries (9), injuries caused by falls from heights (4), eye injuries (5), forearm injuries (2), and leg injuries (6). Explosions usually take place in an uncontrollable and unexpected manner; thus, apart from a loud bang, victims experience behavioural disorders and shock (63). It translates into an increased heart rate and shortness of breath (7) (Fig. 5) [25].
3.5. Global statistics
General conclusions indicate a lack of or limited access to databases connected to incidents involving industrial gases both in Europe and around the globe. Over a dozen data sources were reviewed [12-14], whereas the statistics of Danish fire services, global database FACTS (Failure and Accidents Technical Information System) on industrial incidents involving hazardous substances and data from the US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration [15] served as data sources.
In the 2007-2014 period, the Danish fire services registered 152 interventions with industrial gases, whereas the highest number was with the natural gas LNG (93) and propane-butane (47). The acquired data show that the number of interventions is decreasing within the analysed period of time.
The FACTS database of industrial incidents involving hazardous substances, which is located on Dutch servers (.nl), includes almost 26 thousand incidents registered in the 1907-2010 period. Access to this data is enabled at the general (free) level and at the advanced full (commercial) level. The key-word search results (acetylene, propane, butane, LPG, natural gas, oxygen, hydrogen) indicate that worldwide, in the researched period, there were 5935 incidents of an industrial nature involving the above-mentioned industrial gases (Table 4).
The mission of the US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration is to protect society and at the environment against incidents with hazardous materials through reviewing national regulations,
Ryc. 5. Kategorie urazow odniesionych podczas wybuchow gazow technicznych zarejestrowane podczas interwencji jednostek ochrony przeciwpozarowej w latach 2000-2014 Fig. 5. Categories of injuries sustained during the explosions of gases recorded during interventions by fire protection units
in the 2000-2014 period Zrôdlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych statystycznych PSP [25]. Source: Own elaboration by R. Mazur on the basis of statistical data of the State Fire Service [25].
Tabela 3. Statystyki dunskiej strazy pozarnej dotycz^ce liczby zdarzen z gazami technicznymi Table 3. Statistics of Danish fire services on the number of incidents with industrial gases
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Obrazenia nog / Leg injuries
Urazy oczu / Eye injuries
Urazy przedramienia / Forearm iajuries
Zatrucia LPG / LPG poisoning
Obrazenia w zwiazku z upadkiem zwysokosci / Fall from heights
Przyspieszona akcja serca, dusznosci / Increased aeart rate, shortness of breath
Objawy zatrucia / Poisoning symptoms
Zwichni^cia stawu / Joint dislocation
Obrazenia klatki piersiowej / Chest injuries
Obrazenia glowy / Head injuries
Poparzenia gornych drog oddechowycn / Upper respiratory tract burns
Otarcia, stluczenia / Abrasion, bruises
Zatrucia produktami spalania / aoisoning by combustioa products
Urazy wskutek zawalenia si^ sciaa, kondygeacji / Injuries coming from wall and floor collapse
Zburzenia zachowania (wstrzqs, szok, stres) h Behavioural disorders (shock and stress)
Poparzenia III st. / 3rd degree Purns
Urazy, skaleczenia odlamkami szyb, drzwi, elemendrai konstrukcyjnymi bedynen / Cutsfroru pieces
ef glass, doors, construction elements Poparzenia I st. / 1st degree burns
Poparzenia rozlegle / Severe bPrns
Poparzenia II st. / 2nd degree burns
Poparzenia / Burns
Gaz techniczny / Industrial gas 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Suma / Total
Acetylen / Acetylene 1 2 3 2 8
LPG (propan-butan) / Propane-Butane (LPG) 8 4 5 12 4 7 5 2 47
Gaz ziemny/Natural gas 44 23 12 10 4 93
Tlen / Oxygen 1 2 1 4
Suma / Total 52 27 17 22 10 11 9 4 152
Zródlo: Opracowanie wlasne S. Hjere Nonnemann na podstawie Danish Emergency Management Agency. Source: Own elaboration by S. Hjere Nonnenmann on the basis of the Danish Emergency Management Agency.
210
50
przepisow krajowych, ustanawianie standardow, edukaj i badania zapobiegaj^ce wyst^powaniu zdarzen. Agencja do-starcza zroznicowane dane o regulacjach federalnych i stano-wych w zakresie ruroci^gow gazowych, materialow niebez-piecznych, zakladow przemyslowych skladuj^cych i przetwa-rzaj^cych skroplone gazy naturalne (LNG). Jednym z dzialan jest opracowywanie raportow w formie rocznych podsumo-wan oraz trendow na podstawie obserwacji wieloletnich.
Na podstawie danych pozyskanych z bazy danych PHMSA - PDM (Pipeline Data Mart) zamieszczonych na stronie Agen-cji, opracowano statystyki zdarzen zwi^zanych z dystrybucj^, magazynowaniem, przesylaniem gazu ziemnego LNG z okresu ostatnich 20 lat [15]. Dane pogrupowano wedlug liczby zdarzen, ofiar smiertelnych, rannych i szacunkowych strat. Nie przedstawiono statystyk dotycz^cych zdarzen z udzialem in-nych gazow technicznych, poniewaz w bazie zarejestrowanych jest jedynie 5 zdarzen z udzialem LPG dla wszystkich stanow
setting standards, educating and performing research to prevent the incidents from happening. The Administration provides diverse data on Federal and State regulations in terms of pipelines, hazardous materials, and industrial facilities storing and processing LNG. The Administration's activities include generating reports in the form of annual summaries and trends based on long-term observations.
On the basis of data collected from the PHMSA - PDM (Pipeline Data Mart) database, posted on the Administration's website, incident statistics connected with the distribution, storage, transfer of LNG within the last 20 years were generated [15]. The data was categorised according to the number of incidents, fatalities, injured and estimated losses. Statistics on incidents involving other industrial gases were not presented, because there were only 5 incidents with LPG registered within the 2012-2014 period which points to the lack of data on other industrial gases.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Tabela 4. Swiatowe statystyki wypadkow o charakterze przemyslowym z udzialem gazow technicznych w latach 1907-2010 Table 4. Global statistics on incidents of an industrial nature involving gases in the years 1907-2010
Slowa kluczowe / Keywords Wynik przeszukania / Search results Okres / Period
Acetylen / Acetylene 82 1964 - 2008
Propan lub butan lub LPG / Propane or Butane or LPG 2432 1932 - 2010
Gaz ziemny / Natural gas 1231 1907 - 2009
LNG 59 1944 - 2008
CNG 15 1996 - 2008
Tlen / Oxygen 846 1932 - 2009
Wodor / Hydrogen 1344 1921 - 2009
Suma / Total 5935
Zrôdlo: Opracowanie wlasne R. Mazur podstawie Facts Chemical Accident Database [14]. Source: Own elaboration by R. Mazur based on Facts Chemical Accident Database [14].
w okresie 2012-2014, co wskazuje na brak danych o innych GT.
Wyniki badan wskazuj^, ze najczçsciej do wypadków do-chodzi podczas dystrybucji LNG - 2568 wypadków, co pocilga za sob^ 290 ofiar smiertelnych i ok. 1000 rannych. Szacuje siç, ze straty siçgaj^ blisko 991,7 mln dolarów (tab. 5) [25].
Zdecydowanie wiçksze straty, bo na poziomie 1,6 mld dolarów notuje siç podczas przesylania gazu ziemnego. Dodatkowo straty rejestrowane s^ dla mniejszej liczby interwencji - 1946, w których zanotowano 42 ofiary smiertelne i 174 rannych (tab. 6).
Najmniej interwencji zarejestrowano podczas magazy-nowania gazu ziemnego - 227. W bazie nie zarejestrowano ofiar smiertelnych, a jedynie 10 rannych. Straty siçgnçly ok. 363 mln dolarów (tab. 7) [15].
The results indicate that incidents occur most frequently during the distribution of LNG - 2568 incidents, which gives 290 fatalities and around 1000 injured. It is estimated that the losses amount to USD 991.7 million (Table 5) [25].
Significantly higher losses, USD 1.6 billion, are recorded during the transmission of natural gas. What is more, losses are identified for a lower number of interventions - 1946 in which 42 fatalities and 174 injured were identified (Table 6).
The lowest number of interventions was registered during natural gas storage - 227. There were no fatalities and only 10 injured in the database. The losses amounted to USD 363 million (Table 7) [15].
Tabela 5. Liczba zdarzen, ofiar smiertelnych, rannych, szacunkowe straty podczas dystrybucji gazow w USA w latach 1995-2014
Table 5. The number of incidents, fatalities, injuries, and estimated losses during gas distribution in the United States in the years 1995-2014
Rok / Year Liczba zdarzen / Number of incidents Ofiary smiertelne / Fatalities Ranni / Injured Szacunkowe straty [$] / Estimated losses [$]
1995 97 16 43 10 950 673
1996 110 47 109 16 252 842
1997 102 9 67 12 493 163
1998 137 18 64 19 055 118
1999 118 16 80 25 913 658
2000 154 22 59 23 398 834
2001 124 5 46 14 071 486
2002 102 10 44 23 804 202
2003 141 11 58 21 032 408
2004 172 18 41 37 506 406
2005 168 15 38 497 998 741
2006 140 18 30 24 515 672
2007 150 10 32 26 356 308
2008 144 6 49 38 544 109
2009 157 9 49 31 934 310
2010 122 11 44 21 289 283
2011 120 13 53 27 789 531
2012 90 9 46 25 557 235
2013 107 9 39 18 426 443
2014 113 18 94 74 859 503
Total 2 568 290 1 085 991 749 925
Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych Agencji Bezpieczenstwa Ruroci^gow i Materialow Niebezpiecznych Departamentu Transportu Stanow Zjednoczonych [15].
Source: Own elaboration by R. Mazur based on data from the US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration [15].
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
Tabela 6. Liczba zdarzen, ofiar smiertelnych, rannych, szacunkowe straty podczas przesylu gazow w USA w latach 1995-2014
Table 6. The number of incidents, fatalities, injuries, and estimated losses during transmission of gases in the United States in the years 1995-2014
Rok / Year Liczba zdarzen / Number of incidents Ofiary smiertelne / Fatalities Ranni / Injured Szacunkowe straty [$] / Estimated losses [$]
1995 54 2 7 9 719 250
1996 76 1 5 13 078 474
1997 68 1 5 11 658 117
1998 88 1 11 41 624 324
1999 48 2 8 15 656 834
2000 76 15 16 16 966 261
2001 75 2 5 13 731 347
2002 73 1 4 25 369 331
2003 93 1 8 48 815 101
2004 103 0 2 35 759 907
2005 160 0 5 298 074 982
2006 130 3 3 41 118 273
2007 110 2 7 61 625 942
2008 122 0 5 256 011 440
2009 105 0 11 55 911 891
2010 107 10 61 411 031 047
2011 118 0 1 123 710 870
2012 103 0 7 55 031 817
2013 105 0 2 48 962 098
2014 132 1 1 49 952 578
Suma / Total 1 946 42 174 1 633 809 884
Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych Agencji Bezpieczenstwa Ruroci^gow i Materialow Niebezpiecznych Departamentu Transportu Stanow Zjednoczonych [15].
Source: Own elaboration by R. Mazur based on data from the US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration [15].
Tabela 7. Liczba zdarzen, ofiar smiertelnych, rannych, szacunkowe straty podczas magazynowania gazow w USA w latach 1995-2014 Table 7. The number of incidents, fatalities injuries, the estimated losses during gas storage in the US in the years 1995-2014
Rok / Year Liczba zdarzen / Number of incidents Ofiary smiertelne / Fatalities Ranni / Injured Szacunkowe straty [$] / Estimated losses [$]
1995 10 0 3 238 500
1996 1 0 0 0
1997 5 0 0 420 000
1998 11 0 0 2 862 986
1999 6 0 0 2 184 287
2000 4 0 2 902 000
2001 12 0 0 9 942 878
2002 9 0 1 1 345 538
2003 4 0 0 1 793 460
2004 19 0 1 28 549 185
2005 22 0 2 142 934 775
2006 15 0 1 11 229 498
2007 21 0 0 6 108 094
2008 18 0 0 122 686 462
2009 24 0 0 17 054 105
2010 9 0 0 2 120 878
2011 10 0 0 1 786 922
2012 12 0 0 2 937 821
2013 6 0 0 1 977 657
2014 9 0 0 5 965 427
Suma / Total 227 0 10 363 040 473
Zrodlo: Opracowanie wlasne R. Mazur na podstawie danych Agencji Bezpieczenstwa Ruroci^gow i Materialow Niebezpiecznych Departamentu Transportu Stanow Zjednoczonych [15].
Source: Own elaboration by R. Mazur based on data from the US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration [15].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
4. Podsumowanie i wnioski
Poszerzaj^ce siç mozliwosci i obszary zastosowania gazow technicznych sklaniaj^ do prowadzenia gruntownych badan nad ich wlasciwosciami fizykochemicznymi zarowno w warunkach normalnych, jak i pozarowych. Artykul ma za zadanie podkre-slic w sposob ogolny zagrozenia zwi^zane z gazami techniczny-mi, a nastçpnie uzasadnic w sposob ilosciowy, poprzez analizç wynikow badan statystycznych, skalç i powagç tych zagrozen.
Analiza wlasciwosci pozarowo-wybuchowych oraz mozli-wych scenariuszy zdarzen awaryjnych wskazuje jednoznacznie na powazne zagrozenie dla osob postronnych i ratownikow znajduj^cych siç w strefie razenia wybuchow GT. Butla z palnym GT stwarza szereg zagrozen. Moze wywolac zjawisko promie-niowania cieplnego od pozaru strumieniowego przy wycieku i natychmiastowym zaplonie, zagrozenie wybuchem i wybuch przestrzenny uwolnionego gazu oraz wybuch butli z natychmiastowym rozerwaniem (np. w wyniku ogrzewania butli lub nie-kontrolowanej reakcji rozkladu acetylenu). Jak pokazuj^ staty-styki i analizy zdarzen awaryjnych najbardziej niebezpieczne s^ scenariusze z wybuchami, przy czym dla ratownikow najbardziej urazowe s^ zdarzenia, w ktorych dochodzi do wybuchu butli. Fakt ten ma odzwierciedlenie w zaprezentowanej statystyce.
Wnioski z analizy statystycznej nalezy poprzedzic ogolnymi uwagami i spostrzezeniami w zakresie sposobu opisu (ewiden-cjonowania) interwencji z udzialem gazow technicznych, jak rowniez dostçpnosci do baz danych zawieraj^cych ww. raporty.
Jednostki Panstwowej Strazy Pozarnej, zakladowych strazy i sluzb ratowniczych, ochotniczych strazy pozarnych z uwagi na zakres swoich kompetencji, uprawnien, czy wyposazenia sprzçtowego, zawsze bçd^ utozsamiane jako formacje wio-d^ce w zakresie identyfikacji i usuwania skutkow zagrozen pochodz^cych od szeroko rozumianych gazow, w tym gazow technicznych. Istotnym wnioskiem plynacym z powyzszego jest fakt, ze ratownicy jednostek ochrony przeciwpozarowej posiadaja wieloletnie doswiadczenie i wiedzç w zakresie po-trzeb i mechanizmow tworzenia raportow. Warto zauwazyc, ze w ostatnim 20-leciu istotnie wzroslo zapotrzebowanie na „dane statystyczne", w sensie transferu danych na informa-cjç, a informacji na procesy biznesowe, poprzez zastosowanie odpowiednich mechanizmow eksploracji danych. Dwa po-wyzsze wnioski oraz fakt, ze zakres informacji ze zdarzenia sporzadzanej przez JOP nie ulegl zmianie na przestrzeni ponad 20 lat, sklaniaj^ do sformulowania bardzo istotnego po-stulatu - istnieje koniecznosc zmiany zakresu informacji ze zdarzenia sporzadzanej przez JOP wraz z mozliwoscia do-laczania do dokumentacji operacyjnej danych multimedial-nych w formie zdjçc i filmow. Brak mozliwosci systemowej selekcji danych z raportow w zakresie liczby zdarzen, po-szkodowanych z udzialem wybranych gazow technicznych spowodowal koniecznosc opracowania specjalnych filtrow, ktorych wynik obarczonych jest pewnym blçdem statystycz-nym. Ponadto nalezy zmienic mechanizmy dostçpu do baz danych, czyniac je bardziej otwartymi (mobilnymi), jak rowniez mechanizmy eksploracji i analizy danych. Wnioski w zakresie zmian mechanizmow opisu informacji ze zdarzen sluzb ratowniczych, a takze dostçpu do danych dotycz^ zarowno zrodel danych krajowych, jak i miçdzynarodowych.
Badania statystyczne dotycz^ce interwencji z udzialem gazow technicznych pozwolily wysun^c nastçpuj^ce wnioski:
1. W przeci^gu roku srednio dochodzi do 2,1 tys. interwencji, w ktorych rejestruje siç ok. 70 wybuchow; najwiçcej z nich stanowi^ wybuchy propanu-butanu - 55 rocznie, metanu - 9 rocznie, acetylenu - 2 rocznie i wodoru - raz na rok;
2. Najczçsciej dochodzi do wybuchow mieszanin po-wietrzno-gazowych (propanu-butanu 517 razy w latach 2000-2014; metanu 92; acetylenu 9; wodortu 5), zas rzadziej do wybuchow zbiornikow butli lub instalacji
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
4. Conclusions
The growing possibilities and areas where industrial gases can be used require further and detailed research on their physicochemical properties, both in standard conditions and in fire conditions. The aim of this paper is to underline the threats connected with industrial gases and to present in a quantitative manner, through the analysis of statistical data, the scale and importance of these threats.
The analysis of fire-explosion properties and possible scenarios of emergency events point to the seriousness of threats for bystanders and rescuers who are in the danger zone of industrial gas explosions. A cylinder with flammable industrial gas poses a number of threats. It can cause the phenomenon of thermal radiation from jet fires during gas leakage and instant ignition, explosion threats and vapour cloud explosions of the released gas, cylinder explosions with immediate burst (for example as a result of the heating of the cylinders or uncontrolled decomposition of acetylene). As the statistics and analyses of emergency incidents indicate, incidents with explosions are the most dangerous; for rescuers, the most dangerous incidents are those in which cylinder explosions occur. This fact is reflected in the presented statistics.
The conclusions need to be preceded by general comments and notes in terms of keeping records of interventions involving industrial gases, as well as in terms of the availability of databases including the above-mentioned reports.
Units of the State Fire Service, Plant Fire and Rescue Services, and the Volunteer Fire Brigades, due to the scope of their duties, authorisation, specialised equipment, will always be regarded as the formations leading in terms of the identification and removal of incidents' effects when it comes to gases, including industrial gases. Taking into consideration the above, an important conclusion can be made that the rescuers from firefighting units possess years of experience and knowledge in terms of needs and mechanisms of reporting. It is worth noting that within the last 20 years, the demand for "statistical data" in the sense of transforming data into information and information into business processes through the mechanisms of data exploration has grown significantly. The two above-mentioned conclusions and the fact that the scope of information from incidents gathered by Fire Service Units has not changed for over 20 years, lead to a crucial conclusion - there is a necessity to change the scope of information which these units gather from incidents with the possibility of attaching multimedia data in the form of pictures and video recordings. It being impossible to carry out systematic data selection in terms of the number of incidents and casualties connected with industrial gases led to the necessity of creating special filters - the results of which are burdened with statistical error. The mechanisms of accessing databases and exploring and analysing data must be changed, in order to make them more accessible. The conclusions in terms of changes to mechanisms of describing information coming from incidents, as well as changes to access to databases, are related not only to national, but also to international, data sources.
Statistical data on interventions involving industrial gases made it possible to draw the following conclusions:
1. In an average year, there are 2,100 thousand interventions, in which 70 explosions are registered; the highest number of explosions is related to propane-butane - 55, methane - 9; acetylene - 2 and hydrogen - 1 a year.
2. The most frequent explosions are those of air-gas mixtures (propane-butane 517 times in the 2000-2014 period; methane 92; acetylene 9; and hydrogen 5), whereas explosions of cylinders or installations happen less fre-
(LPG 221; metanu 13; acetylenu 16, a wodoru 1) - war-to zwrócic uwagç na wzglçdnie duz^ liczbç wybuchów butli z acetylenem;
3. Odnotowuje siç ok. 9 rannych osób postronnych i 1 rannego ratownika na 10 interwencji z wybuchami GT -najwiçcej w przypadku wodoru (14 na 10 interwencji), metanu (10/10), acetylenu (ok. 9/10) i LPG (8/10);
4. Najwiçkszy odsetek rannych ratowników obserwuje siç w przypadku zdarzen z acetylenem - blisko 6 rannych na 10 interwencji z wybuchami GT;
5. Najczçstsze kategorie urazów to oparzenia (I, II i III stop-nia), urazy wskutek skaleczenia odlamkami szyb, drzwi, elementów konstrukcyjnych budynku; wstrz^s, szok;
6. W przypadku statystyk miçdzynarodowych zauwazono brak dostçpu lub utrudniony dostçp do baz danych za-wieraj^cych jakiekolwiek informacje nt. wybuchów ga-zów technicznych.
Badanie zostalo zrealizowane w ramach projektu fi-nansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju (NCBR) w ramach projektu nr D0B-BI06/02/50/2014 pt. „Opracowanie metod neutralizacji zagrozenia wybuchu wy-typowanych zbiorników z gazami technicznymi, w tym alter-natywnymi zródlami zasilania w srodowisku pozarowym na potrzeby ratowników bior^cych udzial w akcj ach ratowniczo-gasniczych".
Wykaz skrótów
BLEVE - Boiling Liquid, Expanding Vapour Explosion
GT - Gazy techniczne
IZ - informacja ze zdarzenia
JOP - jednostka ochrony przeciwpozarowej
LNG - skroplone gazy naturalne
LPG - Liquefied Petroleum Gas (propan-butan)
PHMSA - PDM - Pipeline Data Mart
UVCE - Unconfined Vapour Cloud Explosion
VCE - Vapour Cloud Explosion
Literatura / Literature
[1] Jopek T., Postçpowanie podczas zdarzen z udzialem butli acetylenowych poddanych dzialaniu ognia, ciepla lub wielokrotnym uderzeniom, CNBOP-PIB, Józefów 2013.
[2] Standardowe zasady postçpowania podczas zdarzen z udzialem butli z acetylenem, KG PSP, 27.08.2015.
[3] Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapor Cloud Explosions, Flash Fires, and BLEVEs, American Institute of Chemical Engineers, New York 1994.
[4] Porowski R., Ziçbaczewski E., Wybuch fizyczne typu BLEVE, „Przegl^d Pozarniczy" 2006, 1.
[5] Lesiak P., Porowski R., Ocena skutków awarii przemyslowej w instalacjach procesowych, w tym efektu domino - czçsc 1, BiTP Vol. 27 Issue 3, 2012, pp. 13-26.
[6] Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapor Cloud Explosion, Flash Fires, and BLEVEs, Center for Chemical Process Safety, New York 1994.
[7] Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 29 grudnia 1999 r. w sprawie szczególowych zasad organizacji krajowego systemu ratowniczo-gasniczego (Dz. U. 1999 nr 111, poz. 1311).
[8] Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 18 lutego 2011 r. w sprawie szczególowych zasad organizacji krajowego systemu ratowniczo-gasniczego (Dz. U. 2011 nr 46, poz. 239).
[9] Statystyki interwencji PSP. Strona internetowa Komendy Glównej PSP, http://www.straz.gov.pl/panstwowa_straz_ pozarna/interwencje_psp) [dostçp: 23.10.2015].
[10] Praca zbiorowa, Biuletyn informacyjny Panstwowej Strazy Pozarnej za lata 1999-2013, Komenda Glówna Panstwowej Strazy Pozarnej, Warszawa 2000-2014.
BiTP Vol. 44 Issue 4, 2016, pp. 31-49 DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
quently (LPG 221; methane 13; acetylene 16, and hydrogen 1); the relatively high number of acetylene cylinder explosions is worth noting.
3. There are 9 injured bystanders and 1 injured rescuer identified for every 10 interventions with industrial gases - the highest numbers are in the case of hydrogen (14 for 10 interventions), methane (10/10), and acetylene (around 9/10) and LPG (8/10).
4. The highest numbers of injured rescuers are identified in acetylene incidents - almost 6 injured for every 10 interventions with industrial gas explosions.
5. The most frequently observed categories of injuries are burns (1st, 2nd and 3rd degree), and cuts from glass, doors, construction elements; and stress and shock.
6. In the case of international statistics, lack of access or limited access to databases, including information on industrial gas explosion were noted.
The research was financed by NCBR (The National Centre for Research and Development) and was performed within the project no. D0B-BI06/02/50/2014, entitled "The establishment of ways to neutralise the threat of the explosion of selected containers containing industrial gases, including alternative energy sources in the fire environment, for rescuers taking part in firefighting activities".
List of abbreviations
BLEVE - Boiling Liquid, Expanding Vapour Explosion
GT - industrial gases
IZ - information on the incident
JOP - fire service unit
LNG - Liquefied Natural Gas
LPG - Liquefied Petroleum Gas (propane-butane)
PHMSA - PDM - Pipeline Data Mart
UVCE - Unconfined Vapour Cloud Explosion
VCE - Vapour Cloud Explosion
[11] Strona internetowa International Association of Fire and Rescue Services, http://www.ctif.org/, [dostfp: 15.10.2015].
[12] Brushlinsky N.N., Ahrens M., Sokolov S.V., Wagner P., World Fire Statistics, CTIF International Association of Fire and Rescue Services, Report No 14/2009, 19/2014, 20/2015.
[13] Brushlinsky N. N., Hall J. R., Sokolov S. V., Wagner P., Center of Fire Statistics. World Fire Statistics, CTIF International Association of Fire and Rescue Services, Report No 11/2006, 12/2007, 13/2008, 15/2010, 16/2011, 17/2012, 18/2013.
[14] FACTS chemical accident database, Hazardous materials accidents knowledge base, http://www.factsonline.nl/ [accessed: 15.10.2015].
[15] Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, http:// www.phmsa.dot.gov/hazmat/library/erg, http://phmsa.dot.gov/ hazmat. [accessed: 15.10.2015].
[16] Major Hazard Incident Data Service, http://w3.cetem.gov.br/ infomimet/vercadastro1_en.asp?count=131) [accessed: 15.10.2015].
[17] EM-DAT. The International Disaster Database. Centre for Research on the Epidemiology of Disaster - CRED, http://www. emdat.be/Database [accessed: 23.10.2015].
[18] HSE (Health and Safety Executive Public Register, http://www. hse.gov.uk/noticeshistory/ [accessed: 23.10.2015].
[19] U.S. Chemical Safety Board, http://www.csb.gov/ [accessed: 23.10.2015].
[20] U.S. Environmental Protection Agency, http://www3.epa.gov [accessed: 23.10.2015].
[21] EU - Major Accident Hazards Bureau (MAHB), http:// actionguide.info/m/orgs/385/ [accessed: 23.10.2015].
[22] The Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), http://www.oecd.org/about/ [accessed: 23.10.2015].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
[23] Occupational Safety & Health Administration, https://www. osha.gov/oshstats/index.html [accessed: 23.10.2015].
[24] United Nations Environment Programme, Environment for development, http://www.unep.org/chemicalsandwaste/ [accessed: 23.10.2015].
DOI: 10.12845/bitp.44.4.2016.3
[25] Mazur R., Analiza danych statystycznych PSP w zakresie wybuchâw zbiornikâw zgazaini technicznymi w Polsce w latach 2000-2014, CNBOP-PIB, Jozetow 2015.
[26] Danish Emergency Management Agency Centre for Emergency Preparedness.www.brs.dk [accessed: 15.10.2015].
Artykul zostal przetlumaczony ze srodkow MNiSW w ramach zadania: Stworzenie angloj^zycznych wersji oryginalnych artykulow naukowych wydawanych w kwartalniku „BiTP. Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza - typ zadania: stworzenie angloj^zycznych wersji wydawanych publikacji finansowane w ramach umowy 935/P-DUN/2016 ze srodkow Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyzszego przeznaczonych na dzialalnosc upowszechniaj^c^ nauk§.
I Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyzszego
•k "k "k
ml. bryg. mgr inz. Robert Mazur - absolwent Dziennych Studiow Inzynierskich oraz Uzupelniaj^cych Studiow Magisterskich na Wydziale Inzynierii Bezpieczenstwa Pozarowego Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej. Absolwent studiow podyplomowych Wydzialu Informatyki Wyzszej Polsko-Japoriskiej Szkoly Technik Komputerowych, studiow III st. na Wydziale Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie na kierunku informatyka. Ukonczyl szereg kursow, szkolen z zakresu zasto-sowania systemow informacji przestrzennej GIS (ArcGIS, QGIS) w bezpieczenstwie powszechnym, analityki na bazie danych ORACLE (SQL). W latach 2002-2011 asystent, kierownik laboratorium, wykladowca Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej. Pod-czas sluzby pelnil funkcje Dyspozytora, Dowodcy Zast^pu, Pomocnika Dyzurnego Operacyjnego Miejskiego Stanowiska Kie-rowania w Warszawie, Zast^pcy Dyzurnego Operacyjnego Kraju w Stanowisku Kierowania Komendanta Glownego PSP. Od 2011 roku pracuje na stanowisku Starszego Specjalisty w Krajowym Centrum Koordynacji Ratownictwa i Ochrony Ludnosci Komendy Glownej Panstwowej Strazy Pozarnej, obecnie w Wydziale Przetwarzania Danych Operacyjnych. Na co dzieri zajmuje si§ praktycznym zastosowaniem technik analizy danych (data mining) oraz technologii GIS m.in. w procesie planowania operacyjnego Panstwowej Strazy Pozarnej.
Robert Mazur, M.Sc.Eng. - Graduate of full-time engineering studies and complementary Master Studies at the Faculty of Fire Safety Engineering, The Main School of Fire Service. A graduate of postgraduate studies at the Faculty of Computer Science, Polish-Japanese Academy of Information Technology, a graduate of third cycle studies in Information Technology at the Faculty of Military Cybernetics, the Military University of Technology in Warsaw. Successfully completed a number of training sessions and workshops in the spatial information system GIS (ArcGIS, QGIS), public safety, and analytics in the ORACLE database (SQL). In the period 2002-2011 worked as an assistant, laboratory manager, lecturer at the Main School of Fire Service. During his service, he performed the function of Dispatcher, Truck Company Commander, Assistant to the Operations Duty Officer at the Municipal Command Centre in Warsaw, Deputy Operations Duty Officer at the Command Centre of the State Fire Service. Since 2011 has worked as a Senior Specialist at the National Centre for Coordination of Rescue Operations and Civil Protection of the State Fire Service; currently at the Department of Processing Operational Data. On an everyday basis, R. Mazur is involved in the practical use of methods of data analysis (data mining) and GIS technologies, for example in the process of o the operational planning of the State Fire Service.
ml. bryg. dr inz. Rafal Porowski - absolwent Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej w Warszawie oraz Wydzialu Mechanicznego, Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. W latach 2009-2010 w ramach stypendium Fulbrighta pracowal w California Institute of Technology w USA. Obecnie pracuje jako adiunkt w Szkole Glownej Sluzby Pozarniczej na Wydziale Inzynierii Bez-pieczenstwa Pozarowego.
Rafal Porowski, Ph.D., Eng. - Graduate of the Main School of Fire Service and the Faculty of Power and Aeronautical Engineering, the Warsaw University of Technology. In 2009-2010 thanks to a Fullbright scholarship worked at the California Institute of Technology, USA. Currently works as an Assistant Professor at the Main School of Fire Service, the Faculty of Fire Safety Engineering.
ml. bryg. mgr inz. Wojciech Klapsa - absolwent Dziennych Studiow Magisterskich na Wydziale Inzynierii Bezpieczenstwa Pozarowego Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej. Absolwent Wojskowej Akademi Technicznej w Warszawie na Wydziale Inzynierii, Chemii i Fizyki Technicznej na kierunku chemia. Absolwent studiow podyplomowych na kierunku Bezpieczenstwo, Higiena Pracy i Ergonomia w Wyzszej Szkole Finansow i Zarz^dzania w Warszawie. Wieloletni pracownik Komendy Wojewodzkiej PSP w Warszawie w Wydziale Kontrolno-Rozpoznawczym. Od 2012 roku pelni sluzby w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej Panstwowym Instytucie Badawczym w Jozefowie w Zespole Laboratoriow Procesow Spalania i Wybuchowo-sci. Obecnie zajmuje stanowisko Zast^pcy Kierownika Laboratorium.
Wojciech Klapsa, M.Sc.Eng. - Graduate of full-time Masters Studies at the Faculty of Fire Safety Engineering, the Main School of Fire Service. A graduate of the Military University of Technology, Faculty of Engineering, Chemistry and Technical Physics (major in Chemistry). A graduate of postgraduate studies in Safety, Occupational Health and Ergonomics at the University of Finance and Management in Warsaw. A long-time employee of the State Fire Service in Warsaw at the Department of Control and Identification. Since 2012, W. Klapsa has served at the Scientific and Research Centre for Fire Protection, National Research Institute in the Laboratory of Combustion Processes and Explosions. He is currently a Deputy Manager of the Laboratory.
