4906 (Обеспечение взрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке), страница 3

- накопление статического электричества в массе взрывчатого вещества в процессе его засыпки в бункер зарядной машины.

При выполнении работ, предусмотренных проектом на массовый взрыв, установлен ряд отступлений от проектной документации. Так, места складирования взрывчатых веществ, завезенных на блок для заряжания, изменены без внесения соответствующих дополнений в проект массового взрыва [30].

Ознакомившись с проектно-технической документацией, заключениями экспертных комиссий, осмотрев место аварии, опросив очевидцев и должностных лиц, комиссия предполагает, что данная авария обусловлена следующими возможными техническими и организационными причинами. Искровой разряд, возникший вследствие накопления статического электричества в массе взрывчатого вещества внутри бункера пневматической зарядной машины МЗКС-160 № 1, вызвал вспышку воздушной смеси с алюминиевой пудрой, находившейся в гранулите АС-8, с переходом ее в детонацию. Подтверждение этого — сплошное налипание дисперсного алюминия на внутренней поверхности зарядного шланга, обнаруженное комиссией при осмотре места взрыва. На Расвумчоррском руднике ОАО "Апатит" выявлена низкая технологическая дисциплина, выразившаяся в ослаблении производственного контроля за организацией и производством массовых взрывов в подземных условиях и отступлениях от проектно-технической документации.

Причиной инициирования взрыва может также послужить механическое воздействие при транспортировке и тепловое воздействие пожара. Так, например, в 1960 г около г. Трасквуда (США) в результате крушения железнодорожного состава из-за повреждения вагонной буксы пострадали два вагона, груженных аммиачной селитрой, упакованной в мешки. Возник сильный пожар, в результате которого затем произошел взрыв.

Так же вследствие пожара в 1973 г. на складе аммиачной селитры в штате Оклахома (США), которая хранилась навалом, произошел взрыв. Погибло 5 человек. В следующем же году произошла похожая техногенная авария на складе фирмы "Атлас Паудер" (США), где возник пожар, который привел в последствии к взрыву селитры [29].

7 июня 1988 г. произошел взрыв трех металлических железнодорожных вагонов, груженных взрывчатыми веществами в районе ж.д. станции Арзамас – 1. В вагонах находился груз: гекфол – 30т, октоген – 27т, аммонал – 26т, аммонит – 5т, тротил – 30т. Искра от тепловоза попала в средний вагон, который был после ремонта и заново окрашен изнутри. Возник пожар, затем горение перешло во взрыв. Погибло 93 человека. Образовалась воронка 70×30×7 м. Произошло частичное разрушение зданий в радиусе 200…300 м. Разрушение остекления происходило на расстоянии до 2000 м.

В следствие неустановленной причины в районе г. Сасово (Рязанская область) 12 апреля 1989 г. произошел аварийный взрыв аммиачной селитры. Селитра массой около 100т, упакованная в бумажные мешки, складировалась навалом с автотранспорта на заливном торфяном лугу. Перед взрывом было отмечено появление сильного запаха аммиака, что могло свидетельствовать о реакции, происходящей в массе селитры. Кроме того, по метеоусловиям не отрицается возможность активизации атмосферного эликтричества. При взрыве никто не пострадал. Образовалась воронка диаметром 28 м и глубиной 4 м.

На складе ВМ "Эстонсланец" 25 апреля 1990 г. в процессе приготовления металлизированного взрывчатого вещества в смесительно-зарядной машине "Автосмеситель" возникло загорание, и через 10 секунд произошел взрыв. Четыре человека погибли и трое были ранены. В автосмесителе находилось 50 л дизельного топлива и 150 кг аммиачной селитры. При добавлении порошка АДМ-50 началось газовыделение и произошло возгорание смеси. В объединении до этой аварии было аналогичным способом произведено 425 т взрывчатого вещества. Причины взрыва окончательно не выявлены.

В 90-х годах на карьере комбината "Анипемза" в Армении при ликвидации пробки в скважине с помощью бурового станка произошел взрыв 200 кг аммонита 6ЖВ. Пробка возникла из-за недостаточного измельчения аммонита.

Другая авария произошла на одном из карьеров нерудных материалов Минстроя Узбекистана при разделке негабарита произошел аварийный взрыв в результате того, что один из рабочих наступил на пачку аммонита с электродетонатором.

Анализ происшедших аварий показывает, что основными причинами этих аварий являлись:

- горение взрывчатого вещества в результате пожара оборудования где, они находились, или при непосредственном поджоге их (в большинстве случаев вышеупомянутых аварий);

- механическое воздействие (авария при воздействии на взрывчатое вещество бурильным инструментом или при транспортировке);

- медленное разложение (саморазогрев) в большой массе при наличии примесей органического происхождения (случай в Сасове Рязанской области);

- неправомерные действия персонала [5,30].

1.7 Моделирование аварийной ситуации и анализ сценариев ее развития

Не смотря на проведенные предупредительные мероприятия подъем заторного уровня в створе р. Белая – с. Охлебинино достиг 4 метров, что привело к затоплению д. Муксиново. По исходным данным замок затора расположился в районе водомерного поста р. Белая – с.Охлебинино, головная часть (нагромождение торосистого льда) и хвост (скопление мелкобитого льда) имеют длину около 5 километров. Схема ледовой обстановки и зоны затоплений представлены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Ледовая обстановка на реке Белая а районе населенных пунктов Охлебинино, Муксиново и Бельский

Согласно подписанному договору на проведение взрывных работ по ликвидации весеннего затора на место ЧС прибывает команда взрывников из 5 человек ОАО "Бурибаевский ГОК".

Расстановка зарядов опирается на принцип безопасных расстояний между зарядами. Если фактическое расстояние между закладываемым зарядом и ещё неподготовленными ко взрыву взрывчатыми материалами меньше радиуса действий поражающих факторов взрыва, то существует вероятность несанкционированного детонирования всего запаса взрывчатых веществ [7,15].

При ликвидации весеннего затора на реке Белая не были соблюдены безопасные расстояния взрыва для взрывников и ящика с взрывчатыми материалами. Вследствие передачи детонации от заряда взрывчатого вещества к ящику взрывчатых веществ произошла детонация с последующим взрывом 35 кг аммонита 6ЖВ.

Дерево отказов такого сценария приведено на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Дерево "отказов" для события "Взрыв аммонита"

Рассчитаем вероятность возникновения взрыва аммонита. Для этого сначала определим вероятности событий Б, В и Г. Исходные вероятности определены экспертным методом.

Вероятность реализации события Г:

Р(Г) = 1 – (1 - 2·10^-3) · (1 - 7·10^-4) · (1 - 2·10^-3) · (1 - 4·10^-6) = 4,7·10^-3

Вероятность возникновения детонации (событие Б) равна:

Р(Б) = 2,1·10^-6 · 4,7·10^-3 = 9,86·10^-7

Вероятность механического воздействия поражающих факторов других взрывов (В):

Р(В) = 2,1·10^-6 · 4·10^-3 = 8,4·10^-7

Вероятность головного события, аварийного взрыва аммонита, равна:

Р(А) = 1 – (1– 8,2·10^-4) · (1– 9,86·10^-7) · (1- 9·10^-6) · (1– 8,4·10^-7) = 8,2·10^-2

Значит, вероятность несанкционированного взрыва аммонита при проведении взрывных работ по ликвидации весеннего затора равна 8 раз в тысячу лет.

Таким образом, в данном разделе изучены специфика заторных наводнений и методы ликвидации последствий таких наводнений. Определен наиболее эффективный и универсальный способ борьбы с заторообразованием – взрывной метод. В качестве взрывчатого вещества при таких аварийно-спасательных и других неотложных работах используют Аммонит 6ЖВ [12].

При работе с поверхностными зарядами следует соблюдать технику безопасности и безопасные расстояния, учитывающие зону действия поражающих факторов взрыва. Зачастую такие расстояния не соблюдаются, что приводит к взрыву ящика с запасами взрывчатых веществ и получению травм взрывников, участвующих в ликвидации.

Также рассмотрены основные причины несанкционированных взрывов при обращении Аммонита 6ЖВ. Используя анализ причин, спроектировано дерево "отказов". Рассчитана вероятность наступления события, выбранного за наиболее опасное при проведении взрывных работ.

В следующем разделе необходимо рассчитать безопасные расстояния при проведении ликвидации затора на реке Белая и зоны действия поражающих факторов взрыва Аммонита 6ЖВ.

2. Расчет безопасных расстояний при проведении взрывных работ по ликвидации весеннего затора

Исходя из вышеизложенного сценария, необходимо рассчитать безопасные расстояния для зданий сооружений, людей и других зарядов Аммонита 6ЖВ.

Прогноз обстановки в зоне ЧС служит основой для принятия четких и скоординированных действий по ликвидации. Также на основе данных об обстановке можно рассчитать индивидуальный и социальный риск.

Цель данного раздела - определить безопасные расстояния и зоны воздействия поражающих факторов, количество людей и зарядов, попадающих в эту зону.

2.1 Поражающие факторы взрыва Аммонита 6ЖВ

Для практического применения в качестве промышленных взрывчатых веществ пригодны только такие индивидуальные химические вещества или смеси, которые способны к самораспространению в них реакции взрыва от соответствующего инициирующего импульса. Современные взрывчатые вещества представляют собой химические соединения (гексоген, тротил и др.), или механические смеси (аммиачно – селитренные и нитроглицериновые ВВ).

Основные свойства взрывчатых веществ определяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.

Взрывчатые характеристики Аммонита 6ЖВ:

– теплота взрыва – 950 ккал/кг;

– температура продуктов взрыва 2600°С;

– скорость детонации – 5000 м/с;

– бризантность (способность взрывчатых веществ дробить прилегающую к нему среду) - 10-12 мм;

– работоспособность (фугасность проявляется в форме выброса грунта из воронок, образование полостей в грунтах и рыхление их) - 350 см³;

Физико-химические характеристики:

– чувствительность к механическим и тепловым воздействиям;

– химическая и физическая стойкость;

– плотность.

Основными поражающими факторами при взрыве Аммонита 6ЖВ являются:

1) Воздушная ударная волна – слой сжатого воздуха, оторвавшийся от продуктов взрыва за счет полученной энергии и двигающийся самостоятельно со сверхзвуковой скоростью [7,15].

Увлеченный и двигающийся за фронтом ударной волны воздух оставляет за собой область разряжения, в которой давление падает ниже атмосферного.

В фазе сжатия среда перемещается в направлении распространения волны, в фазе расширения в обратном. Детонация объясняется распространением ударной волны во взрывчатом веществе. Ударная волна возбуждается начальным импульсом. Распространение взрыва во взрывчатом веществе происходит со скоростью 1…9 км/сек. За фронтом волны происходит мгновенное разогревание частиц взрывчатого вещества пузырьков газа между ними, в результате чего возникает интенсивная реакция с выделением тепла, энергия которой поддерживает распространение ударной волны и его детонацию.

На фронте ударной волны в заряде взрывчатого вещества возникают давления в десятки раз превышающие прочность межатомных связей. Ударная волна разрушает молекулы вещества. Освободившись от первоначальных межатомных связей нагретые до высокой температуры горючие элементы углерод, водород, азот, и др. вступают, в зоне за фронтом ударной волны, в бурную химическую реакцию с выделением тепла и превращением взрывчатого вещества в газообразное состояние. За фронтом ударной волны движется фронт расширения продуктов взрыва, а к центру заряда - фронт разрежения. Энергия, выделяющаяся при реакции, догоняет фронт ударной волны и подпитывает его не давая затухнуть.

Совокупность ударной волны и прилегающей к ней зоны взрывчатого превращения ВВ называется детонационной волной.

Устойчивость (скорость) детонации зависит от: