8.2. УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

8.2. Устойчивость промышленных объектов

8.2. УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Под устойчивостью работы промышленного объекта понимают способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатуре, предусмотренных соответствующими планами в условиях ЧС, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.

Для объектов, не связанных с производством материальных ценностей (транспорта, связи, линий электропередач и т. п.) устойчивость определяется его способностью выполнять свои функции. Под устойчивостью технической системы понимается возможность сохранения ею работоспособности при ЧС.

Повышение устойчивости технических систем и объектов достигается главным образом организационно-техническими мероприятиями, которым всегда предшествует исследование устойчивости конкретного объекта.

На первом этапе исследования анализируют устойчивость и уязвимость его элементов в условиях ЧС, а также оценивают опасность выхода из строя или разрушения элементов или всего объекта в целом.

Рис. 8.1. Примерная схема оценки опасности промышленного объекта

На этом этапе анализируют:

— надежность установок и технологических комплексов;

— последствия аварий отдельных систем производства;

— распространение ударной волны по территории предприятия при взрывах сосудов, коммуникаций, ядерных зарядов и т. п.,

— распространение огня при пожарах различных видов;

— рассеивание веществ, высвобождающихся при ЧС;

— возможность вторичного образования токсичных, пожаро- и взрывоопасных смесей и т. п.

Примерная схема оценки опасности промышленного объекта представлена на рис. 8.1. Оценка может проводиться с применением различных методов анализа повреждений и дефектов, в том числе и с построением дерева отказов и дерева событий.

На втором этапе исследования разрабатывают мероприятия по повышению устойчивости и подготовке объекта к восстановлению после ЧС.

Эти мероприятия составляют основу плана-графика повышения устойчивости объекта.

В плане указывают объем и стоимость планируемых работ, источники финансирования, основные материалы и их количество, машины и механизмы, рабочую силу, ответственных исполнителей, сроки выполнения и т. д.

Исследование устойчивости функционирования объекта начинается задолго до ввода его в эксплуатацию. На стадии проектирования это в той или иной степени делает проектант.

Такое же исследование объекта проводится соответствующими службами на стадии технических, экономических, экологических и иных видов экспертиз. Каждая реконструкция или расширение объекта также требует нового исследования устойчивости.

Таким образом, исследование устойчивости — это не одноразовое действие, а длительный, динамичный процесс, требующий постоянного внимания со стороны руководства, технического персонала, служб гражданской обороны.

Любой промышленный объект включает наземные здания и сооружения основного и вспомогательного производства, складские помещения и здания административно-бытового назначения. В зданиях и сооружениях основного и вспомогательного производства размещается типовое технологическое оборудование, сети газо-, тепло-, электроснабжения.

Между собой здания и сооружения соединены сетью внутреннего транспорта, сетью энергоносителей и системами связи и управления. На территории промышленного объекта могут быть расположены сооружения автономных систем электро- и водоснабжения, а также отдельно стоящие технологические установки и т. д.

Здания и сооружения возводятся по типовым проектам, из унифицированных материалов. Проекты производств выполняются по единым нормам технологического проектирования, что приводит к среднему уровню плотности застройки (обычно 30—60 %).

Все это дает основание считать, что для всех промышленных объектов, независимо от профиля производства и назначения, характерны общие факторы, влияющие на устойчивость объекта и подготовку его к работе в условиях ЧС.

На работоспособность промышленного объекта оказывают негативное влияние специфические условия и прежде всего район его расположения. Он определяет уровень и вероятность воздействия опасных факторов природного происхождения (сейсмическое воздействие, сели, оползни, тайфуны, цунами, число гроз, ливневых дождей и т. д.).

Поэтому большое внимание уделяется исследованию и анализу района расположения объекта.

При этом выясняются метеорологические условия района (количество осадков, направление господствующих ветров, максимальная и минимальная температура самого жаркого и самого холодного месяца; изучается рельеф местности, характер грунта, глубина залегания подпочвенных вод, их химический состав.

На устойчивость объекта влияют: характер застройки территории (структура, тип, плотность застройки), окружающие объект смежные производства, транспортные магистрали, естественные условия прилегающей местности (лесные массивы — источники пожаров, водные объекты — возможные транспортные коммуникации, огнепрегради-тельные зоны и в то же время источники наводнений и т. п.).

Район расположения может оказаться решающим фактором в обеспечении защиты и работоспособности объекта в случае выхода из строя штатных путей подачи исходного сырья или энергоносителей. Например, наличие реки вблизи объекта позволит при разрушении железнодорожных или трубопроводных магистралей осуществить по-Дачу материалов, сырья и комплектующих водным транспортом.

При изучении устойчивости объекта дают характеристику зданиям основного и вспомогательного производства, а также зданиям, которые не будут участвовать в производстве основной продукции в случае ЧС.

Устанавливают основные особенности их конструкции, указывают технические данные, этажность, длину и высоту, вид каркаса, стеновые заполнения, световые проемы, кровлю, перекрытия, степень износа, огнестойкость здания, число рабочих и служащих, одновременно на-ходящихся в здании (наибольшая рабочая смена), наличие встроенных в здание и вблизи расположенных убежищ, наличие в здании средств эвакуации и их пропускная способность.

При оценке внутренней планировки территории объекта определяется влияние плотности и типа застройки на возможность возникновения и распространения пожаров, образования завалов входов в убежища и проходов между зданиями. Особое внимание обращается на участки, где могут возникнуть вторичные факторы поражения.

Такими источниками являются: емкости с ЛВЖ и СДЯВ, склады ВВ и взрывоопасные технологические установки; технологические коммуникации, разрушение которых может вызвать пожары, взрывы и загазованность, склады легковоспламеняющихся материалов, аммиачные установки и др.

При этом прогнозируются последствия следующих процессов:

— утечки тяжелых и легких газов или токсичных дымов;

— рассеивания продуктов сгорания во внутренних помещениях;

— пожары цистерн, колодцев, фонтанов;

— нагрева и испарения жидкостей в бассейнах и емкостях;

— воздействие на человека продуктов горения и иных химических веществ;

— радиационного теплообмена при пожарах;

— взрывов паров ЛВЖ;

— образования ударной волны в результате взрывов паров ЛВЖ, сосудов, находящихся под давлением, взрывов в закрытых и открытых помещениях;

— распространение пламени в зданиях и сооружениях объекта и т. п. Технологический процесс изучается с учетом специфики производства на время ЧС (изменение технологии, частичное прекращение производства, переключение на производство новой продукции и т. п.).

Оценивается минимум и возможность замены энергоносителей; возможность автономной работы отдельных станков, установок и цехов объекта; запасы и места расположения СДЯВ, ЛВЖ и горючих веществ; способы безаварийной остановки производства в условиях ЧС.

Особое внимание уделяется изучению систем газоснабжения, поскольку разрушение этих систем может привести к появлению вторичных поражающих факторов.

При исследовании систем управления производством на объекте изучают расстановку сил и состояние пунктов управления и надежности узлов связи; определяют источники пополнения рабочей силы, анализируют возможности взаимозаменяемости руководящего состава объекта.

Источник: https://studfile.net/preview/2974513/page:56/

Устойчивость промышленных объектов

8.2. УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Под устойчивостью работы промышленного объекта в условиях ЧС понимают способность его выпускать продукцию в объемах и номенклатуре, соответствующих планам, в условиях ЧС, а также приспособленность к восстановлению объекта, разрушенного в результате ЧС. Для объектов, не связанных с выпуском продукции, устойчивость – есть способность выполнять свои функции в условиях ЧС.

Исследование устойчивости выполняется впервые на стадии проектирования, затем повторяется на всех последующих стадиях: при экономической, экологической, технической экспертизах. Любая реконструкция предприятия или его части влечет новое исследование устойчивости.

Повышение устойчивости достигается за счет организационно-технических мероприятий.

На первом этапе исследования устойчивости анализируется уязвимость элементов объекта в условиях ЧС, оценивается опасность выхода из строя его элементов. При этом определяют:

– надежность установок;

– последствия аварий отдельных элементов;

– распространение ударной волны по территории предприятия при взрывах сосудов, коммуникаций, ядерных или других зарядов;

– распространение огня при различных пожарах;

– рассеивание веществ, высвобождающихся при ЧС;

– возможность вторичного образования токсичных, пожаро – и взрывоопасных смесей.

На втором этапе исследования устойчивости разрабатывают мероприятия по повышению устойчивости предприятия и подготовке к восстановлению их после возможного ЧС. Составляется план-график повышения устойчивости, в котором указывают:

• объем и стоимость планируемых работ,

• источники финансирования,

• необходимые материалы и их количество,

• машины и механизмы,

• рабочую силу,

• ответственных исполнителей,

• сроки восстановления.

На устойчивость промышленного объекта оказывают также влияние многие внешние факторы. Одним из таких факторов является район расположения предприятия. Он определяет уровень и вероятность опасности проявления факторов природного происхождения: оползней, ураганов, наводнений, а также изменения величины зоны поражения при ЧС техногенного характера.

Еще один фактор – характер застройки территории, наличие естественных укрытий, наличие смежных производств, транспортных магистралей. Например, наличие реки, позволит подвозить сырье при разрушении транспортных магистралей.

Влияет на общую устойчивость предприятия и устойчивость основных и вспомогательных зданий: их этажность, материал изготовления, число в них работающих людей, наличие убежищ, наличие средств эвакуации.

Внутренняя планировка зданий важна при учете возможных пожаров, завалов, участков, где могут находиться вторичные источники поражения. При анализе учитываются и прогнозируются последствия следующих возможных процессов:

– утечка тяжелых и легких токсичных газов и дымов;

– рассеивание продуктов сгорания в помещении;

– пожары цистерн, колодцев, фонтанов;

– нагрев и испарения жидкости в емкостях;

– радиационный обмен при пожарах;

– взрыв паров легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ);

– образование ударной волны в результате взрыва;

– распространение пламени внутри помещения.

Необходимо оценить надежность путей связи. Состояние пультов управления, источников возможности пополнения дополнительной рабочей силой, анализируется взаимозаменяемость работников и возможность полной замены руководящего состава.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ АВАРИЙ И КАТАСТРОФ

И ОЦЕНКА ИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

1. Цели и задачи прогнозирования

Под прогнозированием понимается научное предсказание о возникновении, развитии и последствиях событий, порождающих ЧС, на основании имеющихся данных.

Цель прогноза – установить пространственно-временные параметры аварий и катастроф и оценить их возможные последствия.

Возможности людей по предотвращению ЧС сегодня ограничены. Доступно лишь предотвратить возникнове­ние некоторых относительно маломасштабных природных явлений путём периодической разрядки их накапливающегося потенциала: преднамеренный сброс селевых озер, спуск лавин, предупреждение градобитий.

Гораздо большие возможности даёт прогнозирование для ослабления негативных последствий чрезвычайных ситуаций путём рационального размещения производительных сил, применения превентивных мер защиты населения, повышения физической устойчивости объектов, создания защитных сооружений, локализации опасных объектов и понижения риска аварий, эффективной организации мер по ликвидации ЧС.

Кроме того, прогнозные оценки являются необходимым элементом информационного обеспечения управления и принятия решений при разработке планов и проведении мероприятий по предупреждению и ликвидации аварий.

К числу прогнозируемых параметров относятся: место и время возможного проявления катастрофы, высвобождающийся энергетический потенциал событий, масштабы зоны поражения, физические параметры поражающих факторов, характер развития катастрофы, возможные людские и материальные потери, функционирование аварийных систем безопасности, характерные ошибки и сбои в работе органов управления предупреждения и ликвидации аварий и т.п.

При прогнозных оценках чрезвычайных ситуаций используются различные наборы исходных данных, но в любом случае в них входят сведения о возможных источниках возникновения катастроф и стихийных бедствий, характеристика природно-климатических условий местности, банк данных о пространственном распределении населения на территории, банк данных о ЧС, происшедших в прошлом на территории и т.д.

В настоящее время имеется достаточно большой арсенал методов прогнозирования ЧС. Особенно широко используются:

– расчётно-аналитические, статистические и экспертные оценки катастрофических событий и их последствий;

– математическое, физическое, компьютерное, эвристическое моделирование ЧС и отдельных её фрагментов;

– анализ и сопоставление с аналогичными чрезвычайными ситуациями, происшедшими ранее;

– экспериментальные исследования ЧС;

– проектные проработки аварийных ситуаций;

– деловые игры, учения, репетиции, тренинг.

Применение быстродействующей вычислительной техники даёт возможность обрабатывать большие массивы входных данных. Представляется возможным прогнозировать развитие катастрофического явления непосредственно в реальном масштабе времени.

Сегодня для большинства ЧС наука пока не может дать удовлетворительного ответа на вопросы: где и когда произойдёт катастрофа. Лишь некоторые стихийные бедствия могут достаточно точно прогнозироваться. Это – ураганы, тайфуны, извержения вулканов, наводнения, селевые потоки, сходы снежных лавин, лесные, торфяные и другие ландшафтные пожары и пр.

Для большинства техногенных и природных ЧС не представляется возможным установить точно момент возникновения события, поэтому прогнозирование ЧС чаще всего осуществляется по принципу: “Что будет, если …?”.

При этом исследуется множество наиболее возможных и гипотетических сценариев развития аварий с оценкой их последствий.

На основании прогнозных данных разрабатываются мероприятия по повышению устойчивости объектов экономики к воздействиям поражающих факторов ЧС, планы действий по защите населения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

2. Определение характера разрушения зданий и сооружений

при землетрясении

Прогнозирование землетрясений и снижение сейсмического риска во многом зависит от состояния системы сейсмологического и геофизического мониторинга. Наиболее мощными системами мониторинга обладают Китай, США, Япония. В России сейсмологические наблюдения проводятся различными ведомствами, из-за недостатка финансирования число станций наблюдения снизилось, техническое оснащение устарело.

Предсказать землетрясение означает определить место и время его возникновения и магнитуду. Прогнозировать нужно землетрясения магнитудой более 5, так как для строительных конструкций именно эти землетрясения представляют опасность. Для этих целей создаются карты сейсмического районирования.

Прогноз времени сильных землетрясений подразделяется на этапы:

предварительный: выделение сейсмоактивных разломов; инструментальный и исторический каталог землетрясений; карта сейсмического районирования;

долгосрочный(годы): медленные движения земной коры по данным космической и наземной геодезии; сейсмический цикл;

среднесрочный(месяцы): аномальные деформации земной коры; геомагнитное поле; гравитационное по­ле; уровень подземных вод; электросопротивление;

– краткосрочный(дни, часы): биологические предвестники; земные токи; дебит водных, нефтяных и газовых источников; уровень подземных вод; форшоки; эманации газов; электромагнитное поле.

Однако сегодня наука пока не располагает, необходимыми методиками для точного прогноза времени и силы землетрясений, необходимого для принятия оперативных решений. Но данные среднесрочных и долгосрочных прогнозов могут быть использованы в качестве основы для оценки последствий землетрясений и, в частности, воздействий на здания и сооружения.

Для оценки последствий землетрясений необходимы следующие исходные данные: план или карта местности с нанесёнными изосейстами прогнозируемых землетрясений с учётом сейсмического районирования; характеристика зданий и сооружений с указанием их типов и конструктивных особенностей.

При отсутствии плана изосейст в качестве исходных данных используются: план или карта местности с нанесённым эпицентром землетрясения, вероятные магнитуда и глубина очага землетрясения.

Величина интенсивности землетрясения определяется либо по плану изосейст, либо по формуле

I = 1,5 М – 3,51g (R2 +h2)1/2 +3,

где I – интенсивность землетрясения в точке расположения объекта, баллы; М – магнитуда; R – расстояние от эпицентра, км; h – глубина очага, км.

На основании величины интенсивности по табл. определяется степень разрушения зданий и сооружений .

Разрушения характеризуются следующими признаками :

слабое разрушение – в жилых и общественных зданиях частичное разрушение внутренних перегородок, кровли, дверных и оконных перегородок; основные несущие конструкции сохраняются, для полного восстановления требуется капитальный ремонт; в сооружениях подземного пространства городов и защитных сооружений незначительные деформации основных конструктивных элементов; частичное повреждение стыков труб, незначительная деформация опор линий электропередач, небольшие вмятины на оболочках газгольдеров и резервуаров;

среднее разрушение – большая часть несущих конструкций сохраняется, может сохраниться часть ограждающих конструкций, в бетонных элементах подвальных помещений появляются трещины, разрыв и деформация труб в отдельных местах, деформация и разрушение отдельных опор линий электропередач, деформация оболочек резервуаров; здания и сооружения выводятся из строя, но могут быть восстановлены;

сильное разрушение – большая часть несущих конструкций разрушается, могут сохраниться наиболее прочные элементы зданий; в защитных сооружениях значительная деформация основных конструкций, входы и воздухозаборные конструкции разрушаются; разрушение большей части труб, деформация и падение линий электропередач, обрыв проводов; срыв с опор, опрокидывание и деформация оболочек резервуаров; восстановление зданий и сооружений нецелесообразно;

полное разрушение – здания и сооружения разрушаются полностью, могут сохраниться только часть повреждённых подвалов, возможно затопление местности и загазованности отдельных участков территории; восстановление объектов невозможно.

Источник: https://studopedia.net/11_42558_ustoychivost-promishlennih-ob-ektov.html

Book for ucheba
Добавить комментарий