CC BY
47
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН ПОРАЖЕНИЯ ОПАСНЫМИ ФАКТОРАМИ ПОЖАРА И ВЗРЫВА ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ
ОБЪЕКТАХ
Д.С. Котов,
Научно-инженерное республиканское унитарное предприятие
«Геоинформационные системы», г. Минск В.А. Саечников, доцент, д.ф.-м. н., Белорусский государственный университет, г. Минск
С.Г. Котов, доцент, к.т.н., Госпромнадзор МЧС Республики Беларусь, г. Минск
Принятие решений в области управления безопасностью на всех уровнях происходит в условиях дефицита исходной информации, что предъявляет дополнительное требование к автоматизированным информационно -управляющим системам (АИУС) и системам поддержки принятия решения (СППР) - системы должна учитывать неопределенность в исходных данных. Вопрос неполноты и недостоверности представленной информации в рамках функционирования АИУС и СППР при чрезвычайных ситуациях (ЧС) на химически опасных объектах (ХОО) решается по-разному. В рамках создания АИУС и СППР в последние годы ведутся активные разработки и предложены различные подходы. Часть методов фокусируются на прогнозировании, другие - на точном расчете показателей по фактическим данным [1].
Несмотря на значительные успехи в решении проблем управления в ЧС при неопределенности исходных данных, далеко не все задачи в этой области можно считать решенными. Учитывая, что наиболее важными характеристиками АИУС и СППР являются точность и скорость, актуальной является задача разработки методов и реализующих их алгоритмов, позволяющих более быстро и точно, а главное, с минимальным количеством исходных данных спрогнозировать возможные зоны поражения опасными факторами пожара и взрыва при ЧС на ХОО на начальном этапе.
Ранее [2] нами предложен экспресс-метод прогнозирования, базирующийся на установленных полиномах зон поражения опасными факторами пожара и взрыва при выбросах и проливе аварийно химически опасных веществ (АХОВ) в зависимости от количества вещества, учитывающий рекомендации НПБ 5-2005 [3] и использующий минимальное количество исходных данных. Давая достаточные для практики результаты расчетов, предложенный экспресс-метод прогнозирования поражения опасными факторами, возникающими в результате пожара и взрыва, в ряде областей (как правило, при очень малых или очень больших объемах выброса) давал данные, существенно отличающиеся от фактических. Для устранения этого недостатка нами предложен экспресс-метод прогнозирования, базирующийся на установленных функциональных зависимостях зон
поражения опасными факторами, возникающими в результате пожара и взрыва, при выбросах и проливе АХОВ в зависимости от количества вещества, учитывающий рекомендации НПБ 5-2005 [3] и использующий минимальное количество исходных данных.
Используя программное обеспечение, созданное на основе разработанных нами алгоритмов [4], получены расчетные зависимости вероятности поражения от количества выброшенного (вылитого) АХОВ для различного агрегатного состояния.
Анализ зависимостей размера зон поражения от поражающих факторов ударной волны и теплового излучения пожара «огненный шар» для АХОВ, являющихся сжатыми газами, свидетельствуют, что для некоторых АХОВ наиболее вероятным поражающим фактором является только ударная волна. В то же время в подавляющем большинстве случаев АХОВ, являющихся сжатыми газами, при одних количествах наиболее вероятным поражающим фактором является ударная волна, а при других - тепловое излучение пожара «огненный шар».
Результаты обработки зависимостей размера зоны поражения ударной волны от количества выброшенного АХОВ свидетельствуют, что они могут быть описаны двумя функциями:
где ЯI - глубина зоны поражения поражающими факторами ударной волны с вероятностью гибели людей /, м;
т - масса выброшенного (вылившегося) АХОВ, кг;
ттах - максимальная масса выброшенного АХОВ, при которой расчет ведется по первому уравнению, кг;
а1 и а2 - безразмерные эмпирические коэффициенты; го - глубина зоны поражения для вероятности гибели людей /, при массе выброшенного (вылившегося) АХОВ, равной т0, м.
Для нахождения эмпирических коэффициентов в уравнении (1), а также интервалов их применимости использована разработанная и апробированная в [4] методика обработки данных. Найдены значения эмпирических коэффициентов в уравнении (1) для АХОВ, являющихся сжатыми газами. Используя найденные эмпирические коэффициенты, можно рассчитать глубину зоны поражения с относительной погрешностью, не превышающей 10 %.
Для зависимости глубины зоны поражения от поражающих факторов теплового излучения «огненный шар» выражение (1) оказалось неприемлемым. Размеры зоны поражения тепловым излучением пожара «огненный шар» от количества выброшенного АХОВ могут быть описаны также двумя функциями:
где Яош - глубина зоны поражения тепловым излучением пожара
(1)
«огненный шар» для вероятности гибели людей i, м;
b1 и b2 - безразмерные эмпирические коэффициенты; ттахош - максимальная масса выброшенного АХОВ, при которой расчет ведется по первому уравнению, кг;
ГюОШ - глубина зоны поражения (м), для вероятности гибели людей i (%), при массе выброшенного (вылившегося) АХОВ, равной тОош (кг).
Найдены значения эмпирических коэффициентов в уравнении (2) для АХОВ, являющихся сжатыми газами. Используя найденные эмпирические коэффициенты, можно рассчитать глубину зоны поражения тепловым излучением пожара «огненный шар» с относительной погрешностью, не превышающей 10 %.
Для АХОВ, являющихся жидкостями, установлены интервалы, где поражающим фактором является ударная волна и где - тепловое излучение пожара пролива.
Размер зоны поражающими факторами ударной волны от количества выброшенных АХОВ, являющихся жидкостью, кипящей выше температуры окружающей среды, может быть описан функциями (1).
Зона поражения пожаром пролива с вероятностью i появляется для конкретной толщины слоя только при некотором минимальном количестве выброшенных АХОВ (m0ih, м). Причем зависимость размера зоны поражения пожаром пролива (Rih, м) с вероятностью i для всех толщин слоя АХОВ (h, м) может быть описана уравнением:
R ih = Jbih (т-т0 ih) + R fh0, (3)
где Rih - глубина зоны поражения тепловым излучением пожара пролива, для вероятности гибели людей i при толщине слоя АХОВ h, м; bih - безразмерный эмпирический коэффициент;
R i0 h - минимальный размер зоны поражения пожаром пролива при минимальной массе выброшенного АХОВ ( , кг) для вероятности гибели людей i при толщине слоя АХОВ h.
Анализ зависимостей эмпирического коэффициента ih от h показал, что для конкретного АХОВ и конкретной вероятности гибели они могут быть описаны уравнением:
bih = с (h - ктЫ) + boШтЫ, (4)
где - безразмерный эмпирический коэффициент; h - толщина слоя АХОВ, м;
- толщина слоя АХОВ при свободном разливе, м; b0ihmin - значение безразмерного коэффициента bih при свободном разливе АХОВ.
Анализ зависимостей от h показал, что для конкретного АХОВ и конкретной вероятности гибели, они могут быть описаны уравнением:
т0 ih = d(-h-ht)+m 0 ihm in (5)
где - безразмерный эмпирический коэффициент;
т01итЫ - значение безразмерного эмпирического коэффициента т0^к при свободном разливе АХОВ.
Подставив (4) и (5) в (3) получим:
*IИ = с1 - Сктт + Ь0ШтЫ) + тШтЬ) + *Ью> (6)
Найдены значения коэффициентов с, Ь0штЫ , ^ , т0т , * , позволяющие рассчитать зону поражения тепловым излучением пожара пролива с вероятностью I для всех толщин слоя к АХОВ с относительной погрешностью, не превышающей 10 %.
Для ряда АХОВ, являющихся сжиженными газами, поражающими факторами будет ударная волна и тепловое излучение «огненного шара», причем для них будут справедливы функции (1) и (2).
Для деметиламина, метила бромистого, метил меркаптана и окиси этилена поражающими факторами будет ударная волна, тепловое излучение пожара «огненного шара» и пожара пролива. Определены интервалы, в которых наиболее вероятным поражающим фактором является ударная волна, а в каких - тепловое излучение пожара «огненный шар» и пожара пролива для сжиженного деметиламина, метила бромистого, метил меркаптана и окиси этилена. Найдены значения эмпирических коэффициентов в уравнениях (1), (2) и (3) для АХОВ, являющихся сжатыми газами, позволяющие рассчитать глубину зоны поражения с относительной погрешностью, не превышающей 10 %.
Базируясь на установленных зависимостях, разработан экспресс-метод, создано алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее рассчитать зоны поражения опасными факторами, возникающими в результате пожара и взрыва, при выбросах и проливе АХОВ при минимальном количестве исходных данных: названии выброшенного вещества, его количестве и в ряде случаев, толщине образовавшегося слоя.
Список использованной литературы
1. Кудряшова Н.А. Автоматизация процесса оценки риска и реагирования при авариях на химически опасных производствах: дис. ... канд. тех. наук: 05.13.01. - Волгоград, 2008. -119 л.
2. Котов С.Г. Экспресс-метод прогнозирования зон поражения опасными факторами пожара и взрыва при выбросе сильнодействующих ядовитых веществ / С.Г. Котов, В.А. Саечников, Д.С. Котов, Е.В. Верхотурова // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - № 7. - С. 37-44.
3. Нормы пожарной безопасности Республики Беларусь. Категорирование помещений, зданий и наружных установок по
взрывопожарной и пожарной опасности: НПБ 5-2005: утв. Гл. гос. инспектором Респ. Беларусь по пожар. надзору 28.04.2006. - Минск: Науч.-исслед. ин-т
пожар. безопасности и проблем чрезвычайн. ситуаций, 2006. - 42 с. - (Система
противопожарного нормирования и стандартизации).
4. Котов С.Г. Белорусские программные средства прогнозирования и визуализации развития чрезвычайных ситуаций / С.Г. Котов, В.А. Саечников, Д.С. Котов // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2011. - № 1.
- С. 93-104.
5. Котов С.Г. Исследование пленкообразующей и изолирующей способности растворов фторированных поверхностно-активных веществ / С.Г. Котов, О.Д. Навроцкий, Д.С. Котов //Пожаровзрывобезопасность - 2011. - № 5.
- С. 25-35.
ОСОБЕННОСТИ ПРЕОДОЛЕНИЯ ТРУДНОСТЕЙ АДАПТАЦИИ К ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМУ ПРОЦЕССУ НА НАЧАЛЬНОМ ЕГО ЭТАПЕ
Б.В. Кузнецов, старший преподаватель, к.п.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Т.М. Кузнецова, учитель, Отрадненская СОШ, пос. Отрадное, Воронежская область
Большинство первокурсников военизированных учебных заведений вчерашние школьники (более 90 %). Это юноши в возрасте 17-18 лет, имеющие в своём багаже определённый запас знаний, умений и навыков, психических и физических качеств, приобретённых в процессе обучения в начальной и средней школе. При поступлении в военизированное образовательное учреждение они прошли сложную многоступенчатую систему отбора, которая включает в себя проверку уровня теоретических знаний по математике, русскому языку и физике, умений и навыков по физической культуре, медицинскую комиссию, проверяющую годность к строевой службе и профессионально-психологический отбор. Но мало кто из поступивших представляет себе предстоящий учебный процесс и жилищно-бытовые условия пребывания в военизированном учебном заведении.
Система обучения любого высшего учебного заведения отличается от школьной, жилищно-бытовые условия резко отличаются от домашних, а с особенностями несения военной службы практически никто не знаком [11].
Процесс вхождения молодого человека в начальный этап военизированного учебного заведения сложен. Условия жизни и деятельности в таком учебном заведении существенно отличаются от прежнего образа жизни курсантов [3]. К этим условиям можно отнести: строго регламентированный распорядок дня, компактное проживание в условиях общежития вдали от дома, ношение форменной одежды, соблюдение воинской дисциплины, режим питания и сна, преимущественно мужской коллектив, обязательная ежедневная утренняя физическая зарядка и самостоятельная подготовка к занятиям, значительно больший объём физической подготовки, жёсткий контроль со стороны профессорско-преподавательского состава и руководства курса, несение службы в суточном наряде. Следует отметить, что успешная адаптация
