ВЗРЫВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Параметры взрыва конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) определяются в зависимости от вида ВВ, эффективной мас­сы, характера подстилающей поверхности и расстояния до цент­ра взрыва. Расчет проводят в два этапа. Вначале определяют

приведенный радиус R , для рассматриваемых расстояний, а за­тем избыточное давление Рф. Приведенный радиус зоны взрыва R может быть определен по фор­муле:

где: r - расстояние до центра взрыва ВВ, м;

 - коэффициент, учитывающий характер подстилающей поверхности, принимаемый равным:

для металла - 1;

для бетона - 0,95;

для грунта и дерева - 0,6 - 0,8;

Q - масса ВВ, кг.

Кэфф - коэффициент приведения рассматриваемого вида ВВ к тротилу, принимаемый по приведенной ниже таблице.

Значения коэффициента кэ

Вид ВВ	Тро­тил	Три-тонол	Гексо-ген	тэн	Аммо-нол	Порох	ТНРС	Тетрил
К„|,ф	1	1,53	1,3	1,39	0,99	0,66	0,39	1,15

В зависимости от величины приведенного радиуса избыточ­ное давление может быть определено по одной из следующих формул:

Расчеты можно проводить также по графику (рис.2.12), пост­роенному с использованием этих формул.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ СО ВЗРЫВОМ НА ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ
Зоны разрушений при авариях со взрывом на пожароопасных объектах можно определить по рекомендациям п.п. 2.2.5.1 - 2.2.5.4. Обстановку в зоне принято оценивать показателями, которые мо­гут быть разделены на две группы:

показатели, непосредственно характеризующие инженерную об­становку;

показатели, определяющие объем аварийно-спасательных работ
и жизнеобеспечения населения.

Для прогнозирования обстановки на пожаровзрывоопасных объек­тах рекомендуется на план объекта нанести зоны с радиусами, соот­ветственно равными Рф = 100; 50; 30; 20; 10 кПа.

При оперативном прогнозировании можно выделить четыре зоны разрушений:

полных разрушений (Рф > 50 кПа);

сильных разрушений (30 < Рф < 50 кПа);

средних разрушений (20 < Рф < 30 кПа);

слабых разрушений (10 < Рф < 20 кПа).

Пример: определить значение Рф на расстоянии r =20 м при взрыве тротила Q=100 кг. На пересечении вертикальной линии r =20 м с горизонтальной Q = 100 кг получим точку В, соответ­ствующую Рф = 0,4 кгс/см2.

ПОКАЗАТЕЛИ ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ

К основным показателям инженерной обстановки относят:

- количество зданий, получивших полные, сильные, средние и слабые разрушения;

объем завала;

- количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или разрушенных конструкций;

- количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС);

- протяженность заваленных проездов.

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстанов­ки могут определяться вспомогательные показатели, к которым относятся:

- дальность разлета обломков от контура здания;

- высота завала;

- максимальный вес обломков;

- максимальный размер обломков.

Рассмотрим порядок определения показателей, характеризую­щих инженерную обстановку. Для чрезвычайных ситуаций, выз­ванных взрывами, при оперативном прогнозировании обстановки принято рассматривать четыре степени разрушения зданий - сла­бые, средние, сильные и полные (табл. 2.21).
Характеристика степеней разрушения зданий

Степени разрушения	Характеристика разрушения
Слабые	Частичное разрушение внутренних перегородок, кровли, дверных и окон­ных коробок, легких построек и др. Основные несущие конструкции со­храняются. Для полного восстановления требуется капитальный ремонт
Средние	Разрушение меньшей части несущих конструкций. Большая часть несущих конструкций сохраняется и лишь частично деформируется. Может сохра­няться часть ограждающих конструкций - стен, однако при этом второсте­пенные и несущие конструкции могут быть частично разрушены. Здание выводится из строя, но может быть восстановлено.
Сильные	Разрушение большей части несущих конструкций. При этом могут сохра­няться наиболее прочные элементы здания, каркасы, ядра жесткости, час­тично стены и перекрытия нижних этажей. При сильном разрушении обра­зуется завал. Восстановление возможно С использованием сохранившихся частей и кон­структивных элементов. В большинстве случаев восстановление нецелесо­образно.
Полные	Полное обрушение здания, от которого могут сохраниться только повреж­денные (или неповрежденные) подвалы и незначительная часть прочных элементов. При полном разрушении образуется завал. Здание восстановлению не подлежит.

Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и сла­бые разрушения определяют путем сопоставления давлений, ха­рактеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

В таблице 2.22 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную степень разрушения жилых, общественных и произ­водственных зданий при взрывах ВВ и горючих смесей. Данные, приведенные в таблице, представляют аппроксимацию законов определенных степеней разрушения зданий в виде ступенчатой функции.
Таблица 2.22

Степени разрушения зданий от избыточного давления при

взрывах горючих смесей

Типы зданий	Степени разрушения и избыточные давления, кПа
	слабые	средние	сильные	полные
Кирпичные и каменные: малоэтажные многоэтажные	8-20 8- 15	20-35 15-30	35-50 30-45	50-70 45-60
Железобетонные крупнопанельные: малоэтажные многоэтажные	10-30 8-25	30-45 25-40	45 - 70 40-60	70-90 60-80
Железобетонные монолитные: многоэтажные повышенной этажности	25-50 25-45	50- 115 45- 105	115-180 105-170	180-250 170-215
Железобетонные крупнопанельные с железобетонным и металлическим карка­сом и крановым оборудованием грузоподъ­емностью, в тоннах: до 50 от 50 до 100	5-30 15-45	30-45 45-60	45-75 60-90	75- 120 90- 135
Здания со стенами типа «Сэндвич» и кра­новым оборудованием грузоподъемностью до 20 тонн	10-30	30-50	50-65	65 - 105
Складские помещения с металлическим каркасом и стенами из листового металла	5-10	10-20	20-35	35-45

Взрывы на объектах, содержащих менее 10 тонн горючих га­зов, воздействуют на ограниченной площади.

При этом, в большинстве случаев, здания полностью не раз­рушаются. К таким случаям относятся также взрывы в отдель­ных помещениях больших зданий. Оценку характера разруше­ния зданий в этом случае можно провести в следующей последовательности:

Определить расстояние r от предполагаемого места взры­ва до основных несущих и ограждающих элементов здания.

Вычислить границы зоны г0 детонационной волны.

Определить значение избыточного давления Рф в местах размещения элементов конструкций.

Если Рф > |Рф| , то элемент считается вышедшим изстроя. Значения |Рф| определяются по таблице 2.23.

Таблица 2.23

Предельные значения давлений |Рф|, вызывающих различные степени разрушении отдельных конструктивных элементов зданий

1 ДРф 1 , кПа	Разрушаемые элементы здания
0,5 - 3.0	Частичное разрушение остекления
3,0-7,0	Полное разрушение остекления
12	Перегородки, оконные и дверные рамы
15	Перекрытия
30	Кирпичные и блочные стены
70	Металлические колонны
90	Железобетонные колонны

О степени разрушения здания в целом судят по характеру раз­рушения отдельных его элементов, используя известные описания степеней разрушения здания или таблицы (приведенные в спра­вочной литературе) по прочности зданий к воздействию воздуш­ной ударной волны ядерного взрыва. В этом случае значения, вы­зывающие различные степени разрушения зданий, увеличивают в 1,5 - 1,7 раза.

Объем завала полностью разрушенного здания определяют по формуле:

(2.85)
где: А, В, Н - длина, ширина и высота здания, м;

- объем завала на 100 м3 строительного объема здания, принимаемый:

для промышленных зданий -  = 20 м3 ; для жилых зданий -  = 40 м3.

Объем завала здания, получившего сильную степень разруше­ния, принимают равным половине от объема завала полностью разру­шенного здания.

Количество участков, требующих укрепления (обрушения) по­врежденных или разрушенных конструкций, принимают из рас­чета один участок на здание, получившее сильное разрушение.

Количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС) принимают равным числу разрушенных вводов комму­никаций в здание (электро-, газо-, тепло- и водоснабжения). Кро­ме того, проверяется возможность разрушения головных элемен­тов коммуникаций и линий снабжения. Ввод коммуникации считается разрушенным, если здание получило полную или силь­ную степень разрушения. При отсутствии исходных данных можно принять, что каждое здание имеет четыре ввода коммуникации.

Протяженность заваленных проездов оценивается с учетом ширины улиц и дальности разлета обломков. При отсутствии дан­ных ширина улиц принимается равной:

30 м - для магистральных улиц;

18м- районных улиц;

10 - 12 м - проездов и переулков.

Дальность разлета обломков разрушенных зданий определя­ется для оценки заваливаемости подъездов. Дальность разлета обломков принимают равным половине высоты здания.

Высота завала вычисляется для выбора способа проведения спа­сательных работ. Расчеты высоты завала проводят по формуле:

где: Н - высота здания, м.

Максимальный вес и размер обломков, определяющих грузо­подъемность и вылет стрелы кранов может быть принят в соот­ветствии с табл. 2.24.

Таблица 2.24 Максимальный вес и размеры обломков зданий

Тип здания	Пролет зда­ния, м	Максималь­ный вес, т	Максимальный размер, м
Производственное одноэтажное легкого типа	6 12 18	3 5 12	Колонны до 7,2 т
среднего типа	18 24	8 20	Колонны до 10,8 т
тяжелого типа	24 36	20 35	Колонны до 1 8 т
Производственное многоэтажное	6-9	10	Колонны до 14,8 т
Жилое	6	2,5	Колонны до 8 т Плиты - 6

К основным показателям, влияющим на объемы поисково-спасательных работ и жизнеобеспечение населения, относятся:

- общая численность пострадавших людей;

- число пострадавших, оказавшихся в завале;

- число людей, оказавшихся без крова (для жилых районов);

- потребность во временном жилье;

- пожарная обстановка в зоне разрушений;

- радиационная и химическая обстановка в районе аварии.

Кратко рассмотрим рекомендации по прогнозированию этих показателей.

При взрывах на объектах люди поражаются непосредственно воздушной ударной волной, осколками остекления и обломками зданий, получивших полные и сильные разрушения, значитель­ная часть людей может оказаться в завалах.

На основании анализа случившихся аварий основным факто­ром, определяющим потери, является степень повреждения зда­ний. Принимается, что:

в полностью разрушенных зданиях поражают получают 100%

находящихся в них людей, при этом полагают, что все пострадавшие находятся в завалах;

в сильно разрушенных зданиях поражения получают до 60% находящихся в них людей, при этом считают, что 50% из их чис­ла может оказаться в завале, остальные поражаются обломками, стеклами и избыточным давлением в воздушной ударной волне;

в зданиях, получивших средние разрушения, может постра­дать до 10-15 % находящихся в них людей.

Тогда максимальное количество людей, получивших пораже­ние в зданиях, составит:

(2.86)

где: Nоб.зд, Nсил,р, Nср.р. - количество людей, находящихся в зданиях, получивших соответственно полные, сильные и средние разрушения.

Общее число пострадавших людей, размещенных на открытой местности, можно определить из выражения:

(2.87)

где: d - доля людей, которые в момент взрыва могут оказать­ся в опасной зоне вне зданий (при отсутствии данных величина d может быть принята равной 0,05);

- плотность размещения людей, чел./км2;

Fi - площадь территории объекта, где воздействует воздуш­ная ударная волна с давлением Рф;

Pi - вероятность поражения персонала, находящегося в i-ой зоне воздействия ударной волны взрыва (табл. 2.25).
Таблица 2.25

АРф , кПа	< 13	13-35	35-65	65- 120	120-400	>400
pi	0	0,75	0,35	0,13	0,05	0

Площадь Fi вычисляется путем поочередного вычитания из площади зоны поражения с давлением Рф площади зоны пора­жения с давлением ДРф i+]

Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чи­сел пострадавших в зданиях и вне зданий:

No6 = Nоб.зд + Nоб.откр. (2.88)

Безвозвратные потери людей на объекте составят:

Nб = 0,6Noб, (2.89)

а санитарные потери:

Nc = Noб-Nб. (2.90)

Число пострадавших, оказавшихся в завалах, определяется из выражения:

Nзав = Nпол.р. + 0,3Nсил.р. (2.91)

Радиусы зон теплового поражения людей, в случае горения смеси по дефлаграционному режиму, могут быть определены с использованием зависимостей, приведенных В.Маршаллом: получение ожогов III степени:

Число людей, оказавшихся без крова, принимается равным чис­ленности людей, проживающих в зданиях, получивших средние, сильные и полные разрушения.

Потребность в жилой площади во временных зданиях, доми­ках и палаточных городках может быть определена из расчета размещения:

3-4 человека (или 1 семья) в комнате сборно-разборного домика, площадью 8-10 м2;

4-5 человек (или 1 семья) в одной лагерной палатке;

до 20 человек в палаточном общежитии УСБ-56 и до 30 коек

при использовании палаток УСБ-56 для развертывания больниц
и медицинских пунктов при двухъярусном размещении больных.

Радиационная и химическая обстановка в районе аварии оце­нивается по соответствующим методикам. При этом учитыва­ется, что незащищенные емкости с АХОВ могут разрушаться от воздушной ударной волны при давлениях Рф = 70 ... 75 кПа.

При заблаговременной оценке обстановки вдоль трассы маги­стрального газопровода выделяют, как правило, четыре полосовых

участка параллельно газопроводу (с каждой стороны). Эти по­лосовые участки соответствуют характерным зонам разрушений:

полных разрушений (Рф > 50 кПа);

сильных разрушений (30 < Рф < 50 кПа);

средних разрушений (20 < Рф < 30 кПа);

слабых разрушений (10 < Рф < 20 кПа).

Зоны определяют по методике, изложенной в п. 2.2.5.3, а за­тем наносят на схему вдоль трассы газопровода и определяют показатели обстановки с использованием табл.2.21-2.25.

В заключение отметим, что показатели аварийно-спасательных ра­бот и жизнеобеспечения населения используются при определении со­става сил и средств, привлекаемых для ликвидации последствий аварий.