ПЗ (Организация движения поездов на участке Архара - Хабаровск-2 с анализом пропускной способности и надёжности отдельных элементов инфраструктуры при увеличении грузопотока), страница 20

9 Организация безопасности при перевозке самовозгорающихся веществ на участке Архара – Хабаровск-2

9.1 Характеристика и условия перевозки самовозгорающихся веществ на полигоне Архара – Хабаровск-2

Согласно классификации опасных грузов самовозгорающиеся вещества (СВ) относятся к классу 4, подклассу 2. Они включают в себя: пирофорные вещества, которые даже в малых количествах воспламеняются при контакте с воздухом в течение 5 мин.; другие вещества и материалы, способные самопроизвольно нагреваться до возгорания (воспламеняются только в больших количествах и лишь через длительные периоды времени). Способность к воспламенению некоторых веществ увеличивается при увлажнении и при взаимодействии с влагой воздуха [16].

Причиной самонагревания таких грузов является их реакция с кислородом воздуха, при которой выделяющееся тепло недостаточно быстро отводится в окружающую среду.  Самовозгорание происходит в том случае, когда скорость образования тепла превышает скорость теплоотдачи и таким образом достигается температура самовозгорания. К таким веществам относятся: белый и жёлтый фосфор, зерно влажное, уголь каменный и бурый влажный, кальций пирофорный, волокнистые материалы, копра, жмых, некоторые руды и др.

К основному показателю, характеризующему степень проявления транспортной опасности самовозгорающихся веществ, относится температура разложения (Т_рзл) – температура, при которой происходит самопроизвольная химическая реакция разложения одного вещества на два или нескольких веществ. Кроме того, такие вещества характеризуются скоростью распространения пламени (V_пл). В зависимости от этого установлены три степени опасности: высокая, средняя и низкая.

Высокую степень опасности имеют самовозгорающиеся вещества, у которых Т_рзл менее 23°С. Среднюю – вещества, у которых Т_рзл менее 50°С и V_пл более 2 мм/с, но менее 10 мм/с. Низкую – вещества с Т_рзл менее 65°С и V_пл менее 2 мм/с [19].

Для обозначения и характеристики транспортной опасности перевозимых самовозгорающихся грузов установлены соответствующие знаки опасности, которые наносятся в качестве отличительной маркировки на тару и транспортные средства (рисунок 9.1) [20].

Рисунок 9.1. Знак транспортной опасности

К самовозгорающимся веществам, перевозимых на участке Архара – Хабаровск-2, относятся три группы упаковки, которые характеризуют степень опасности перевозимого груза:

1. группа упаковки I - вещества с высокой степенью опасности:

вещества, способные к самовозгоранию (пирофорные вещества);

1. группа упаковки II - вещества со средней степенью опасности;

2. группа упаковки III - вещества с низкой степенью опасности [17].

На полигоне перевозятся самовозгорающиеся вещества, приведенные в Алфавитном указателе, помещенном в Правилах перевозок опасных грузов. В нем указаны номер ООН и условия перевозки данного груза.

Самовозгорающиеся грузы перевозятся в герметичной таре. Материалы животного и растительного происхождения (например, уголь, волокна) перевозятся только повагонными отправками и в контейнерах. При перевозке жмыхов без тары вагоны перед погрузкой очищаются, промываются и просушиваются; температура при погрузке не превышает 30° С. Грузоотправители принимают меры для предохранения грузов от увлажнения [16].

Для большинства грузов этого подкласса, упакованных в тару (некоторые – навалом), используют универсальные крытые вагоны ОАО «РЖД» или вагоны других владельцев. Некоторые самовозгорающиеся вещества требуют транспортировки на особых условиях, например, жёлтый фосфор перевозят только в твердом виде в специальных цистернах отправителя без нижнего сливного прибора. На цистернах наносятся полосы красного цвета и надпись «Желтый фосфор». Температура налива составляет 65...75°С, налив производится под слоем воды такой же температуры. В холодный период года вместо воды заливают раствор хлорида кальция и хлорида натрия. Фосфор перевозится только с проводником [17].

Такие грузы неорганической химии, как пентаборан, литийалкилы жидкие и т.д., также перевозимые на полигоне Архара – Хабаровск-2, допускается перевозить только наливом в цистернах.

На каждую перевозку груза подкласса 4.2 грузоотправитель, в соответствии с Правилами [16], при заполнении накладной указывает точное наименование груза согласно Алфавитному указателю и номер аварийной карточки. Так же в накладной проставляются штемпели красным цветом, которые делятся на три группы и указывают следующее:

1. Штемпели I группы «самовозгораются» - для грузов всех категорий; дополнительно для грузов 2 категории – «ядовито», 3 категории –«слабоядовито», 4 – «едкое», 5 – «загорается при соприкосновении с водой»;

2. Штемпели II группы определяют режим производства маневров (например для груза «ООН 1381 Фосфор желтый» : «Не спускать с горки»);

3. Штепмели III группы задают условия постановки вагонов с СВ в поезда: «Прикрытие…» [20].

9.2 Обеспечение мер безопасности при ликвидации аварийных ситуаций с самовозгорающимися грузами на участке Архара – Хабаровск-2

На полигоне Архара – Хабаровск-2 (в границах ДЦС-1, Хабаровском регионе) функции руководства системой по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности возложены на региональную комиссию по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности, возглавляемую заместителем главного ревизора железной дороги по безопасности движения поездов по региону. Состав региональных и объектовых комиссий утверждается первым заместителем начальника железной дороги.

Мероприятия по ликвидации аварийной ситуации производятся из следующих требований :

а) соблюдения мер предосторожности и безопасности, предусмотренных Правилами перевозки грузов и аварийными карточками на каждый самовозгорающийся груз [16];

б) сложившейся обстановки с учетом свойств грузов, их пожарной опасности для людей и животных;

в) «Санитарных правил по организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте».

При возникновении аварийной ситуации на перегоне машинист локомотива сообщает об этом в установленном порядке поездному диспетчеру и дежурным ближайщих станций на участке Архара – Хабаровск-2, ограничивающим перегон. Сообщение включает в себя сведения об обстоятельствах аварийной ситуации; о наличии пострадавших; о наименовании груза и номер аварийной карточки (номер ООН груза, при его наличии), количество самовозгорающегося груза в зоне; информацию о необходимости снятия напряжения в контактной сети.

После передачи сообщения локомотивная бригада принимает меры, следуя указаниям, содержащимися в аварийной карточке на данный опасный груз. Дежурный по станции, входящей в рассматриваемый полигон, после получения сообщения от машиниста об аварийной ситуации сообщает о случившемся ее начальнику, поездному диспетчеру, в штаб гражданской обороны района (города). Затем он принимает меры, руководствуясь указаниям, содержащимися в соответствующей аварийной карточке. Поездной диспетчер, получив сообщение об аварийной ситуации, немедленно сообщает об этом дежурному по Хабаровскому району и в зависимости от создавшейся ситуации принимает решение о направлении восстановительного и пожарного поездов, других аварийно-восстановительных подразделений, а также регулирует движение поездов в районе места происшествия. Дежурный по Хабаровскому району, полу­чив сообщение об аварийной ситуации, извещает начальника региона, председателя региональной комиссии по чрезвычайным ситуациям, старшего дежур­ного помощника начальника оперативно-распорядительного отде­ла службы перевозок железной дороги, ревизора по безопасности движения поездов Хабаровсого района и глав­ного врача центра санэпиднадзора региона. После вызова специальных служб для ликвидации аварийной ситуации дежурный по региону сооб­щает о ней начальнику отдела коммерческой работы в сфере грузо­вых перевозок и руководству службы военизированной охраны [17].

Если в аварийную ситуацию попали вагоны с самовозгорающимися веществами, которые способны самовозгораться при контакте с кислородом, то возникновения процесса горения избежать практически невозможно. В результате горения выделяются токсические вещества и продолжение работ возможно только после тушения загорания огнетушащими средствами, указанными в аварийной карточке.

Основным самовозгорающимся грузом на участке Архара – Хабаровск-2 является каменный уголь, жмых, опилки черных металлов и некоторая продукция неорганической химии.

Каменный уголь перевозится в полувагонах, которые подаются исправными и имеют зазоры в разгрузочных люках не более допускаемых техническими условиями. Полувагоны, предоставляемые под погрузку коксующихся углей, не должны иметь сора и песка. Перед погрузкой каменного угля мелких фракций грузоотправитель убеждается в том, что перевозка в данном полувагоне не вызовет его потерь, загрязнения им железнодорожного пути и окружающей среды. Для этого грузоотправитель принимает дополнительные меры по уплотнению зазоров кузова полувагонов. Загруженные вагоны взвешиваются и в соответствии с грузоподъёмностью полувагона догружаются или отгружаются при ее превышении, т.е. производится дозировка.

Не допускается погрузка ископаемых углей в вагоны, засоренные остатками других грузов, так как угольная пыль при взаимодействии с другими веществами (с серным колчеданом, аммиачной селитрой, бертолетовой солью и т.д.) образует взрывчатые смеси. Марку каменного угля грузоотправитель указывает в накладной в графе «Наименование груза» (уголь каменный марки «К» — коксовый). Перевозится кокс в специализированных полувагонах или в универсальных полувагонах с «шапкой» треугольной формы. В перевозочных документах грузоотправитель указывает класс кокса, например, «кокс доменный», «кокс мелкий», «кокс орешек». Кокс мелкий и орешек подвержен смерзанию.

В случае самовозгорания каменного угля на железнодорожной линии предпринимаются необходимые действия (обозначенные в аварийной карточке № 405):

1) Вагон отводится в безопасное место. Изолируется опасная зона в радиусе не менее 200 м. Указанное расстояние корректируется по результатам химразведки. Посторонние удаляются. Соблюдаются меры пожарной безопасности. Запрещается курить и устраняются источники огня и искр.

2) В зону аварии разрешается входить только в защитной одежде и противогазе. Тушение происходит с максимального расстояния тонкораспыленной водой со смачивателем, воздушно-механической и химической пенами, порошками.

Меры первой помощи: вызвать скорую помощь. Людям, попавшим в аварийную ситуацию, обеспечить свежий воздух, покой, тепло, чистую одежду. Глаза и кожу промыть водой. При ожогах наложить асептическую повязку [18].

9.3 Расчет урона при разгерметизации цистерн на рассматриваемом полигоне

На участке Архара – Хабаровск-2 за 2015 - 2016 год не было чрезвычайных ситуаций с самовозгоранием опасных веществ.

Рассмотрим ситуацию при разгерметизации цистерны ёмкостью 54 м³ с пентабораном при получении пробоины площадью S₀ = 25 с и мгновенной разгерметизации цистерны (пролив всего количества пентаборана), если внутренний диаметр цистерны 2,5 м, расчётная температура воздуха 20°С, плотность жидкой фазы 618кг/м³, нижний концентрационный предел распространения пламени 2,0 %, давление в цистерне 8 ∙ 105 Па, молярная масса 0,063 кг/моль, и определим радиус взрывоопасной зоны.

Рассчитаем массу газа в облаке топлива воздушной смеси при длительном истечении из цистерны по формуле, кг:

где – плотность, кг/ ;

– атмосферное давление, Па;

– ускорение свободного падения, м/ ;

– высота столба жидкой фазы (диаметр котла цистерны), м;

– масса газа в облаке топлива воздушной смеси, кг.

Радиус зоны загазованности определим по формуле, м:

где – радиус зоны загазованности, м.

Для случая мгновенной разгерметизации цистерны и степени её заполнения е = 0,9 масса паров в облаке пентаборана рассчитывается по формуле, кг: