Стійкість роботи промислових об'єктів у надзвичайних ситуаціях

План

1. Основи стійкості роботи об’єктів

2. Оцінка стійкості об’єкта проти впливу вражаючих факторів

1. Основи стійкості роботи об’єктів

Стійкість роботи об'єкта – це здатність його в надзвичайних ситуаціях випускати продукцію у запланованому обсязі, необхідної номенклатури і відповідної якості, а у випадку впливу на об'єкт вражаючих факторів, стихійних лих та виробничих аварій – в мінімально короткі строки відновити своє виробництво. Залежить вона від таких основних факторів: розміщення об'єкту відносно великих міст, об'єктів атомної енергетики, хімічної промисловості, великих гідротехнічних споруд, воєнних об'єктів та ін.; природнокліматичних умов, технології виробництва; надійності захисту працюючих, населення від впливу вражаючих факторів, наслідків стихійних лих і виробничих аварій, катастроф; надійності системи постачання об'єкту всім необхідним для виробництва продукції (паливом, мастилами, електроенергією, газом, водою, хімічними засобами захисту рослин, ветеринарними засобами, мінеральними добривами, запасними частинами, технікою та ін.), здатності інже­нерно-технічного комплексу протистояти надзвичайним ситуаціям; стійкості управління виробництвом і ЦО, психологічної підготов­леності керівного складу, спеціалістів і населення до дій в екстре­мальних умовах; навченості командно-керівного складу ЦО об'єкту і населення правильно виконувати комплекс заходів цивільної оборони; масштабів і ступеня вражаючої дії стихійного лиха, ви­робничої аварії, катастрофи чи зброї і підготовленість об'єкту до ведення рятувальних та інших невідкладних робіт для відновлення порушеного виробництва. Дані фактори визначають і основні ви­моги стійкості роботи об'єктів у надзвичайних ситуаціях та шляхи її підвищення.

Більш підготовленими до стійкої роботи будуть ті об'єкти, які реально оцінять фактори, їх несприятливий вплив на виробництво і розроблять відповідні заходи. Завчасне проведення організацій­них, агрохімічних, агротехнічних, інженерно-технічних, ветеринар­но-санітарних, лісотехнічних, лісогосподарських, меліоративних та інших заходів максимально знизить результати впливу вражаючих факторів мирного і воєнного часу на людей, сільськогосподар­ських тварин і створить сприятливі умови для швидкої ліквідації наслідків надзвичайної ситуації.

2. Оцінка стійкості об’єкта проти впливу вражаючих факторів

Для розробки заходів підвищення і забезпечення стійкості ро­боти об'єктів у надзвичайних ситуаціях необхідно оцінити стій­кість об'єкту проти випливу вражаючих факторів.

Вихідними даними для проведення розрахунків стійкості об'єк­та до ураження є: максимальні значення параметрів можливих вражаючих факторів і характеристики елементів об'єкта.

Параметри вражаючих факторів можна одержати у штабі ЦО або визначити розрахунковим способом.

Руйнування житлових будинків, виробничих приміщень, тва­ринницьких комплексів, споруд різного виробничого призначення може бути у воєнний час від вибухової хвилі, в мирний час від аварій різного характеру, ураганів і землетрусів. Дія ударної хвилі на об'єкт характеризується складним комплексом навантажень: надмірним тиском, тиском відбивання, тиском швидкісного напору, тиском затікання, навантаженим від сейсмовибухових хвиль.

Все це буде залежати від виду і потужності вибуху, відстані до об'єкта, конструкції й розмірів елементів об'єкта, орієнтації відносно вибуху, розміщення будівель і споруд, рельєфу місцевос­ті, характеру аварії, сили землетрусу чи бурі.

Врахувати їх разом для кожного об'єкта неможливо. Тому опір конструкцій дії вибухової хвилі прийнято характеризувати над­мірним тиском у фронті ударної хвилі який призводить до слабких, середніх і сильних руйнувань.

Осередки ураження при землетрусах за характером руйнувань будівель і споруд можна порівняти з осередками ядерного ура­ження. Тому оцінку можливих руйнувань при землетрусах можна проводити аналогічно оцінці руйнувань при ядерному вибуху. Як критерій необхідно брати не максимальний надмірний тиск у фронті ударної хвилі а максимальну силу землетрусу в ба­лах за шкалою Ріхтера

Вихідними даними для оцінки фізичної стійкості є конструк­тивні особливості елементів, їх форма, габарити (довжина, шири­на, висота, діаметр та ін.), характеристики міцності та інші.

Послідовність проведення оцінки:

– визначення максимального надмірного тиску ударної хвилі, сейсмічної хвилі чи сили бурі, яка очікується на об'єкті;

– виділення основних елементів на об'єкті (тваринницькі ферми, склади, майстерні, комбікормовий цех, цехи переробки та ін.), від яких залежатиме функціонування об'єкта і виробництво продукції;

– оцінка стійкості кожного елемента об'єкта;

– порівняння розрахованої межі стійкості об'єкта з очі­куваним максимальним надмірним тиском ударної хвилі сейсмічної хвилі чи сили бурі.

– визначення ступеня можливих руйнувань за таблицею резуль­татів оцінки для елементів об'єкта при можливому і максималь­ному значенні надмірного тиску, тиску сейсмічної хвилі чи сили бурі і можливі при цьому втрати (відсотки).

На основі результатів оцінки стійкості об'єкта роблять виснов­ки і пропозиції по кожному елементу і об'єкту в цілому: межа стійкості об'єкта, найбільш вразливі його елементи, характер і ступінь руйнувань при максимальному надмірному тиску, сильному землетрусі і урагані, можливі збитки; межа доцільного підвищення стійкості найбільш вразливих елементів об'єкта і пропозиції (за­ходи) для підвищення межі стійкості об'єкта.

Оцінка можливості виникнення пожеж на об'єкті. Можливість виникнення пожеж встановлюють за займистістю матеріалів від світлового імпульсу ядерного вибуху, руйнування печей, газопро­водів, пошкодження електромережі, які можуть виникнути при аваріях, землетрусах, бурях та ін.

Світловий імпульс можна розрахувати за температурою заго­рання або нагрівання матеріалів і виробів:

При оцінці стійкості об'єкта проти світлового випромінювання ядерного вибуху необхідно визначити максимальне значення світ­лового імпульсу яке може бути на об'єкті.

Для оцінки стійкості об'єкта проти світлового випромінювання необхідні такі вихідні дані: характеристика будівель і споруд, характер виробництва, які горючі матеріали застосовуються у ви­робництві; вид готової продукції та місце її зберігання.

Оцінку стійкості сільськогосподарського об'єкта до світлового випромінювання доцільно проводити у такій послідовності: визна­чити ступінь вогнетривкості будівель і споруд, виявити горючі матеріали, елементи конструкцій і речовини; розрахувати світлові імпульси, при яких відбудеться спалахування елементів із зай­мистих матеріалів; визначити категорію виробництва за пожежною небезпекою. Щільність забудови на об'єкті визначають за фор­мулою:

П = Sп / Sт х 100

де П — площа забудови; Sп — сумарна площа всіх будівель і спо­руд; Sт — площа території об'єкта.

Розрахункові дані зводять у таблицю результатів оцінки і роб­лять висновки, в яких вказують: межу стійкості об'єкта проти світлового імпульсу; очікуваний максимальний світловий імпульс; найбільш пожежонебезпечні елементи об'єкта і можлива обстановка на об'єкті.

На основі висновків розробляють конкретні заходи підвищення пожежної стійкості об'єкта.

Оцінка уразливості об'єкта від радіоактивного забруднення і проникаючої радіації починається з визначення максимальних очікуваних значень рівня радіації і дози проникаючої радіації.

За показник стійкості об'єкта приймається допустима доза ра­діації, яку можуть одержати люди за час робочої зміни.

Стійкість об'єкта проти радіаційного ураження можна оціню­вати у такій послідовності. Визначити: граничні рівні радіації (Р/год) на об'єкті, за яких можлива виробнича діяльність у зви­чайному режимі або в режимах радіаційного захисту; ступінь захищеності працюючих; дози радіації, які може одержати ви­робничий персонал; втрати сільськогосподарських тварин і зни­ження їх продуктивності (%); втрати сільськогосподарських рос­лин та їх урожайність (%); втрати і ураження лісових насаджень і в результаті цього зниження господарської діяльності лісогоспо­дарських об'єктів; стійкість роботи сільськогосподарських і лісо­господарських об'єктів.

Після аналізу зробити висновки про очікувані максимальні рівні радіоактивного забруднення території об'єкта і дози про­никаючої радіації; ступінь забезпечення захисту працюючих, тва­рин і обладнання, техніки, урожаю, кормів, води; можливість безперервної стійкої роботи об'єкта за умови, що сумарна доза опромінення працюючих не перевищуватиме допустимої дози; мож­ливість виробництва запланованої, доброякісної продукції тварин­ництва, рослинництва і лісового господарства та заходи підвищен­ня стійкості роботи об'єкта, підвищення рівня захисту працюючих, сільськогосподарських тварин і продукції тваринництва, рослин і врожаю, води і вододжерел.

Оцінка стійкості об'єкта проти впливу хімічних і біологічних за­собів. При оцінці стійкості об'єкта до впливу ОР і СДОР необхідно визначити: тип ОР чи СДОР, межі осередку хімічного зараження і ураження, площу зони зараження; глибину поширення зараже­ного повітря; стійкість хімічних речовин на місцевості; час мож­ливого перебування людей у засобах захисту органів дихання і шкіри; час можливого утримання сільськогосподарських тварин у захисних спорудах; кількість заражених людей, тварин; площі заражених рослин; зараження техніки; можливі втрати людей, тварин, загибель сільськогосподарських культур і лісових наса­джень.

Основним критерієм стійкості роботи об'єкта в умовах хіміч­ного зараження є втрати людей, тварин і рослин.

Оцінку стійкості об'єкта до впливу біологічних засобів не­обхідно починати з таких вихідних даних: встановити вид біоло­гічних засобів, які можуть бути загрозою для господарства, ступінь небезпеки для людей, тварин і рослин; ступінь захищеності людей, тварин, рослин, продукції тваринництва і рослинництва, води та ін. При оцінці стійкості об'єкта до впливу біологічних засобів не­обхідно визначити: вид збудника, ступінь його небезпечності, межі зараження, можливість і швидкість поширення інфекційних за­хворювань людей, тварин та небезпечних хвороб рослин; можливі втрати людей, тварин, посівів сільськогосподарських культур; не­обхідність введення карантину і обсервації.

На основі оцінки стійкості зробити висновки і розробити за­ходи щодо підвищення стійкості об'єкта до можливого ураження біологічними засобами та ліквідації осередку біологічного ура­ження і відновлення стійкості виробничої діяльності об'єкта. Робота об'єкта в цілому складається із роботи окремих галу­зей виробництва. Тому необхідно розглянути стійкість роботи в надзвичайних умовах окремих основних галузей сільськогосподар­ського виробництва.

Оцінка стійкості роботи рослинництва. Найбільш небезпечними для ведення рослинництва в надзвичайних умовах є радіаційне, хімічне і біологічне ураження, які можуть бути в мирний і воєн­ний час. Тому ці вражаючі фактори і повинні бути вихідними для оцінки обстановки. Крім цього, необхідні такі дані: забезпе­ченість технікою, запасними частинами, паливно-мастильними ма­теріалами, хімічними і біологічними засобами захисту рослин, мі­неральними і органічними добривами, забезпеченість спеціаліста­ми, забрудненість РР чи зараженість хімічними речовинами і біо­логічними засобами посівів, площі сільськогосподарських угідь, які можуть бути перепрофільовані або виключені із сівозміни, можли­ві втрати працюючих у рослинництві у зв'язку з мобілізацією чи ураженням РР, хімічними речовинами чи біологічними засобами, програмований обсяг виробництва продукції рослинництва, серед­ня програмована урожайність основних сільськогосподарських культур та площі цих культур.

Основний показник стійкості роботи рослинництва — це рівень виробництва валової продукції в натурі.

Для оцінки стійкості роботи рослинництва можна використати формулу:

С рос = ЗВП/ВП х 100%

Срос – стійкість роботи рослинництва, %;

ЗВП – залишкова валова продукція, валову продукцію розраховують за формулою:

ЗВП = ВП – (ПП + ПТ),

де ВП – програмована планова продукція в натурі;

ПП – прямі втрати продукції рослинництва;

ПТ – втрати продукції рослин­ництва від зміни технології виробництва.

При розрахунках втрат необхідно користуватися спеціальними таблицями втрат врожаю при ураженні радіоактивними речови­нами, небезпечними хімічними сполуками, хворобами і шкідниками сільськогосподарських культур як біологічними засобами ура­ження.

Оцінка стійкості роботи тваринництва. Розрахунки стійкості роботи тваринництва необхідно проводити на фоні можливого ра­діаційного забруднення, хімічного і біологічного зараження. До вихідних даних обстановки ще необхідні дані: забезпеченість тех­нікою і паливно-мастильними матеріалами, електроенергією, вакцинами, сироватками та іншими ветеринарними препаратами, забезпеченість технологічного переробного процесу тваринницької продукції, умови утримання тварин, забезпеченість тварин корма­ми, водою та можливість укриття тварин, можливі втрати спеціа­лістів та інших працівників тваринництва; запланований обсяг виробництва продукції тваринництва.

Розрахунки проводити за календарний час за тими ж форму­лами, що й для оцінки стійкості роботи рослинництва.

Оцінка стійкості роботи машинно-тракторного парку і паливно-енергетичного комплексу. Для оцінки стійкості роботи машинно-тракторного парку і паливно-енергетичного комплексу необхідно використати такі вихідні дані: прогноз можливої надзвичайної обстановки в мирний чи воєнний час; забезпеченість спеціаліста­ми, механізаторами після проведення мобілізації; наявність тех­ніки, мастил і палива в необхідній кількості для технологічного процесу; забезпечення електроенергією і автономними джерелами електроенергії.

Необхідно визначити коефіцієнт технічної готовності техніки, механізмів і паливно-енергетичної системи.

Коефіцієнт технічної готовності машинно-тракторного парку розраховують за формулою:

К = 1 – Дрем/ Дн

де Дрем – дні перебування тракторів і автомобілів на ремонті і технічному обслуговуванні;

Дн – загальна кількість днів перебу­вання тракторів і автомобілів на об'єкті.

Коефіцієнт використання машинно-тракторного парку визна­чають за формулою:

Кв = Др/Дн

де Др – фактично відпрацьовані тракторо-дні;

Дн – загальна кіль­кість днів перебування тракторів і автомобілів на об'єкті.

Так, для повітряної ударної хвилі встановлені сім послідовних значень величини надмірного тиску ДРф: 1,5; 10; 20; ЗО; 40; 50; 100 кПа (0,015; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0 кгс/см2).

Для світлового випромінювання (при умові прозорості атмос­фери) прийняті шість значень величин світлового імпульсу £/св: 12,4; 29,3; 54,4; 83,7; 113,0; 259,5 Дж/см2 (2,7, 13, 20, 27 і 62 кал/см2).

Для радіоактивного забруднений місцевості прийнято 12 зна­чень величини гамма-радіації Д7: 40, 100, 200, 300, 400, 600, 800, 1200, 2000, 3000, 5000, 7000 Р.

У зв'язку з тим, що на практиці можуть бути різні проміжні вказаних величин, прийнято групувати сусідні градації значень в інтервали або діапазони. Послідовність діапазонів утворюють шкалу діапазонів.

Наприклад, для надмірного тиску одержимо шкалу із 8 ді­апазонів: менше 1,5; 1,5—10; 20—30; 30—40; 40—50; 50—100 і біль­ше 100 кПа.

Для світлового імпульсу маємо 7 діапазонів: менше 12,4; 12,4—29,3; 29,3—54,4; 54,4—83,7; 83,7—113,0; 113,0—259,5 і більше 259,5 Дж/см2.

Для дози гамма-радіації на місцевості Ду— шкала із 13 діа­пазонів: менше 40; 40—100; 100—200; 200—300; 300—400; 400—

Рис. 7.1. Схеми ізоліній і зон впливу між ними, які відповідають надмірному тиску а) у фронті повітряної ударної хвилі; б) світлового імпульсу; в) доз гама радіації наземного ядерного вибуху потужністю 0,2 Мт

600; 600—800; 800—1200; 1200—2000; 2000—3000; 3000—5000; 5000—7000 і більше 7000 Р.

Графічне уявлення про діапазони радіоактивного забруднення місцевості можна скласти із рис. 7.1. Окремо для кожного з трьох вражаючих факторів ядерного вибуху проведені лінії, що з'єдну­ють точки, які відповідають однаковим градаціям величини Такі лінії називаються ізолініями. Ізолінії для повітряної ударної хвилі і світлового випромінювання (рис. 7.1, а, б) — це правильні концентричні кола з центром, який збігається з епіцент­ром ядерного вибуху. Для радіоактивного забруднення місцевості ізолінії називають ізодозними лініями і мають вони складну кон­струкцію. Еліптичні криві (рис. 7.1, в) відповідають найбільш про­стому випадку — ідеальній формі радіоактивного сліду. Така фор­ма можлива тільки при постійній швидкості і напрямку середнього вітру на висоті підйому хмари ядерного вибуху. На рис. 7.1, в нане­сено радіоактивний слід, що відповідає швидкості середнього вітру 50 км/год.

У всіх випадках, для всіх вражаючих факторів проміжок між двома сусідніми ізолініями — це прийнятий діапазон значень фі­зичної величини , а площа між цими лініями озна­чає зону впливу, що утворюється вражаючим фактором у межах прийнятого діапазону.

Так, заштриховане коло (рис. 76, а) — це зона впливу, утворе­на повітряною ударною хвилею із значенням надмірного тиску АРф у діапазоні 20–ЗО кПа. Аналогічно на рис. 7.1, в зона впливу радіоактивного забруднення в діапазоні доз гамма-радіації ДV 300–400 Р. Зони впливу радіоактивного забруднення (в даному діапазоні доз гамма-радіації на місцевості) надалі будуть назива­тись скорочено «дозові зони».

Графічні відображення легко перенести на реальну місцевість, маючи карту (схему) відповідного масштабу.

Збитки сільського господарства від дії вражаючих факторів ядерного вибуху складаються із втрат, нанесених його основним виробничим силам. Виробничі сили сільського (лісового) госпо­дарства до ураження можна розділити на об'єкти біологічного походження: трудові ресурси (сільське працездатне населення); сільськогосподарські тварини; посіви сільськогосподарських куль­тур (чи лісові насадження) і на об'єкти не біологічної природи, які становлять матеріально-технічну базу сільського (лісового) господарства — будівлі і споруди; сільськогосподарські машини; системи енергопостачання.

Оцінка можливих збитків від ядерного вибуху проводиться на основі характеристики впливу кожного із вражаючих факторів. У зв'язку з тим, що найбільш небезпечним (за територією і трива­лістю ураження) для сільського (лісового) господарства є радіо­активне забруднення місцевості, розглянемо приклад розрахунку збитків від впливу цього вражаючого фактора.

Для оцінки наслідків впливу радіоактивного забруднення необхідні такі дані: радіаційна обстановка в населених пунктах, на відкритій місцевості — місцях зна­ходження людей, на полях і пасовищах, на фермах і ділянках, де знаходиться худоба поза приміщеннями, можливі втрати людей, поголів'я сільськогосподар­ських тварин, продуктивності тварин, урожаю сільськогосподарських культур; чисельність працездатного населення і- характеристика його розміщення (на відкритій місцевості, в будинках, протирадіаційних укриттях) з урахуванням ступеня захищеності від впливу радіації; поголів'я сільськогосподарських тва­рин у громадському і особистому господарствах за видами і віковими категорія­ми, характеристика їх розміщення на період випадання радіоактивних продуктів; планова продуктивність сільськогосподарських тварин; площі посівів сільсько­господарських культур, планові урожайності і валові збори урожаю, фази роз­витку рослин на календарний час випадання радіоактивних речовин.

Порядок розрахунків

У результаті радіоактивного забруднення територія окремого господарства може опинитися в одній або кількох лозових зонах. Виходячи з цього, встанов­люється чисельність людей, поголів'я сільськогосподарських тварин, розміри площ посівів різних сільськогосподарських культур, лісових насаджень, які потрапили в ту або іншу дозову зону. Розрахунок втрат людей проводиться з урахуванням розміщення їх в ПРУ, а розрахунок втрат тварин – окремо для кожного виду і вікової групи з урахуванням утримання (пасовище, стійлове, загінне).

Втрати в рослинництві від впливу радіації обумовлені головним чином зни­женням урожайності сільськогосподарських культур. Розрахунки втрат урожаю проводяться окремо для кожної культури з урахуванням фази розвитку на пе­ріод випадання радіоактивних речовин

М'ясна продуктивність у худоби і птиці, які одержали дози зов­нішнього гамма-опромінення, що не призвели до загибелі (менше 600 Р), практично не знижується. Тварини, які не перебували на пасовищах і, крім зовнішнього гамма-опромінення, одержали і внутрішнє бета-гамма-опромінення за рахунок надходження радіо­активних речовин з кормами, знижують м'ясну продуктивність в середньому на 15—20 %.

Сільськогосподарські культури. Для оцінки стійкості вирощу­вання сільськогосподарських культур в умовах радіоактивного за­бруднення необхідні такі дані: посівні площі культур, урожай­ність, заплановані валові збори урожаю, фази розвитку культур при випаданні радіоактивних речовин, зони радіоактивного за­бруднення.

Розглянемо послідовність проведення розрахунків на прикладі озимої пшениці.

Вихідні дані. Планова урожайність озимої пшениці /п0=19 ц/га, посіви ози­мої пшениці попали у три дозові зони, їх площа розподілилася по зонах так: у зоні 400–600 Р – 5, = 280 га; у зоні 600–800 Р –52=150 га; у зоні 800— 1200 р —53=70 га.

Імовірність втрат врожаю К при випаданні радіоактивних речовин на посіви в фазу колосіння рослин за даними табл. 93 буде дорівнювати: для зони 400 – 600 Р – /СІ = 30%; для зони 600–800 Р – /С; = 40%; для зони 800–1200 Р – Яз = 60 %.