ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВОВ И ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
1. ВЗРЫВЫ И ИХ ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ Взрыв – мгновенно протекающий процесс физического и (или) химического превращения (реакции) вещества, сопровождающийся выделением огромного количества тепловой энергии, образующей область сильно нагретого газа (плазмы) и резкое возникновение значительного избыточного давления, которая при своем моментальном расширении оказывает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. Взрывы способны привести к поражению людей, повреждению или уничтожению элементов окружающей техногенной и природной среды.
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ВМ, ИСТОЧНИКА ВОЗБУЖДЕНИЯ, ХАРАКТЕРА ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИИ, ВЗРЫВЫ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ НА: Взрыв детонирующих материалов Взрыв дефлагрирующих взрывчатых веществ и горючевоздушных смесей (ГВС) Взрыв газов и жидкостей (паров), содержащихся в емкостях под давлением Ядерный взрыв
ВЗРЫВ ДЕТОНИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ Взрыв, в котором реакция (превращение) взрывчатых материалов происходит (инициируется) при ударно волновом возбуждении с его перемещением по ВМ со сверхзвуковой скоростью (детонации).
ВЗРЫВ ДЕФЛАГРИРУЮЩИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСтв И ГОРЮЧЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ (ГВС) Взрыв порохов, легковоспламеняющихся пыле , паро и газовоздушных смесей, в которых реакция превращения происходит от источника тепла или зажигания (нагрева, искры, пламени) и представляет собой процесс крайне быстрого горения (дефлаграции). Взрыв ГВС как правило, возможен только в диапазоне их концентрации (в процентах) между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.
ВЗРЫВ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ (ПАРОВ), СОДЕРЖАЩИХСЯ В ЕМКОСТЯХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Взрыв, происходящий при увеличении в емкостях температуры и (или) давления.
ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ Взрыв, образуемый в результате «цепной» реакции деления или термоядерной реакции синтеза ядер атомов радиоактивного вещества.
ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ВЗРЫВА Это вызванные выделяемой энергией взрыва воздушная ударная волна, нагревание и воспламенение элементов окружающей среды, разброс ее осколков и отдельных обломков на значительное расстояние, образование газообразных легковоспламеняющихся и токсичных веществ, кроме того, при ядерных взрывах – световое излучение, электромагнитный импульс, проникающая радиация и радиоактивное заражение.
ВЗРЫВООПАСНАЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ (ВОЧС) Это чрезвычайная ситуация любого характера (техногенного, террористического, военного), в которой возможно или проявилось воздействие поражающих факторов взрыва, вызывающих опасность поражения людей, повреждения или уничтожения элементов окружающей техногенной и природной среды.
СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ПОРАЖЕНИЯ ОБЫЧНЫЕ СРЕДСТВА ПОРАЖЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ Боеприпас (БП) взрывное устройство, содержащее взрывчатый материал (заряд), блок подрыва (взрывательдетонатор и т. п. ) и общий корпус. z Кассетный боеприпас БП, состоящий из нескольких кассет (отдельных блоков) взрывного устройства, оказывающих cамостоятельное поражающее действие по определенным площадям или различным на них целям.
z Многоосколочный боеприпас БП (бомба), корпус которого за время падения разрушается несколько раз на все более мелкие части, образуя все большую площадь и плотность поражения. z Кумулятивный (бронебойный) боеприпас БП направленного взрыва, энергия которого способна пробить (прожечь) броню толщиной до 0, 5 м; температура струи продуктов взрыва может достичь до 7000°С, а избыточное давление до 0, 6 млн. к. Па.
z Бетонобойный боеприпас БП, состоящий из кумулятивного и обычного заряда ВМ с отдельными взрывателями для каждого (мгновенного действия для кумулятивного заряда с целью пробоя перекрытия и замедленного для последующего подрыва ВМ, выполняющего основное поражающее действие); применяются для разрушения защищенных командных пунктов, защитных сооружений, посадочных полос аэродромов и т. п. Боеприпас минного типа БП (мина) для поражения людей, боевой и другой техники, разрушения наземных и подземных, под водных и надводных объектов (портов, аэродромов, железнодорожных станций, технических устройств, транспортных средств, зданий и других сооружений).
z Боеприпас объемного взрыва БП, как правило, состоящий из нескольких кассет и основанный на использовании в качестве заряда детонирующих газовоздушных смесей (углеродистых газов); ГВС образуют на поверхности земли облако диаметром до 30 м и высотой до 5 м, энергия их взрыва значительно превышает энергию взрыва обычного ВМ той же массы, в зоне детонации за микросекунды возникает повышение температуры до 3000°С, снижается концентрация воздуха, проявляется токсическое воздействие. z Зажигательный боеприпас БП, основанный на использовании в качестве заряда различных зажигательных смесей (напалма, пирогелей и т. п. ), вызывающих воспламенение элементов окружающей среды и пожары; зажигательные смеси способны затекать в подвалы, укрытия и т. п. , вызывать токсические отравления, ожоги от них могут приводить к шоку и требуют длительного лечения.
Высокоточное оружие боеприпасы, средства управления ими и доставки к цели, обеспечивающие гарантированный вывод из строя (разрушение) хорошо защищенных объектов малого размера (точечного типа); они имеют лазерные, телевизион но лазерные и телевизионно командные системы наведения, круговое вероятное отклоне ние от точки прицеливания может составлять несколько метров. z Очаг поражения это территория, в пределах которой в результате применения современных средств поражения произошли массовые поражения людей, животных и растений, пожары, разрушения зданий, других сооружений и устройств.
ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ Ядерный боеприпас (ЯБП) взрывное устройство, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов (урана, плутония) или при термоядерных реакциях синтеза легких, ядер • изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые (например ядра изотопов гелия); обладает такими поражающими факторами как ударная волна, световое излучение, электромагнитный импульс, проникающая радиация, радиоактивное заражение. По мощности ЯБП подразделяются на сверхмалые (< 1 кт), малые (≤ 1 < 10 кт), средние (≤ 10 < 100 кт), крупные (≤ 100 < 1000 кт) и сверхкрупные (> 1 Мт).
Термоядерный (нейтронный) боеприпас взрывное устройство, основанное на использовании в качестве первой фазы взрыва (детонатора) ядерной энергии деления тяжелых ядер атомов (изотопов урана или плутония) для резкого нагрева смеси легких ядер дейтерия и трития (изотопов водорода) и тем самым инициирования термоядерной реакции синтеза в ядра других изотопов (гелия) второй части взрыва; нейтронные боеприпасы имеют малую и сверхмалую мощность (в тротиловом эквиваленте до 10 тыс. т), основным поражающим фактором и воздействием на человека является мощное нейтронное излучение (поток нейтронов), которое в 10 12 раз больше, чем для обычного ЯБП той же мощности. Ядерное (или нейтронное) оружие ядерные (или нейтронные) боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными или термоядерными зарядами), средства управления ими и доставки к цели.
2. ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ВЗРЫВА Воздушная ударная волна (ВУВ) – образованная энергией взрыва область резкого скачка давления и сильно сжатого воздуха, стремительно (со сверхзвуковой скоростью) распространяющегося во все стороны от центра взрыва с мощным ударом по воздуху и элементам окружающей техногенной и природной среды. Передняя граница зоны сжатого воздуха с наиболее высоким давлением образует ударную волну, характеризующуюся величиной избыточного давления во фронте ударной волны и следующим за ним давлением скоростного напора воздуха, затухающим по мере движения и сопротивления окружающей среды.
Основные параметры ударной волны Избыточное давление ∆Рф Давление скоростного напора ∆Рск Время действия ударной волны t у. в
Избыточное давление во фронте ударной волны – разность между величинами максимального давления воздуха во фронте ударной волны и атмосферного давления; обладает разрушительным действием.
ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ ВО ФРОНТЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ (∆РФ) - разность между величинами максимального давления воздуха во фронте ударной волны и атмосферного давления; обладает разрушительным действием. Действие ударной волны на устойчивое сооружение: а -фронт ударной волны достиг передней стенки и создал максимальное давление; б - фронт ударной волны прошел до половины ширины сооружения (давление на переднюю стенку упало); в - фронт ударной волны миновал сооружение (все стороны сооружения испытывают давление)
Давление скоростного напора ударной волны – величина давления скоростного напора воздуха, следующая за фронтом ударной волны; обладает метательным действием, смещая, опрокидывая и отбрасывая малоустойчивые сооружения.
Давление скоростного напора ударной волны (∆Рск) – величина давления скоростного напора воздуха, следующая за фронтом ударной волны; обладает метательным действием, смещая, опрокидывая и отбрасывая малоустойчивые сооружения. Значения ∆РФ и ∆Рск ударной волны на определенном расстоянии от центра взрыва зависят от мощности (массы) ВМ, и измеряются в системе СИ в паскалях (Па), внесистемная единица кгс/см 2 (1 кгс/см 2 = 0, 1 МПа = 100 к. Па = 1000 г. Па. ) Зависимость скоростного напора ∆Рск от избыточного давления ∆Рф
Время действия ударной волны tу. в. в какой либо точке пространства зависит главным образом, от мощности взрыва, его вида, удаления от центра взрыва и измеряется в секундах. Чем больше время действия ударной волны (при одном и том же значении избыточного давления), тем больше ее разрушительный эффект. Зоны очага взрыва: I зона детонационной волны; II зона действия продуктов взрыва; III зона действия воздушной ударной волны; r 1, r 2, r 3 радиусы внешних границ соответствующих зон Q масса продукта взрыва k коэффициент пропорциональности
Световое излучение ядерного взрыва излучение в короткий промежуток времени огромного количества энергии, видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, вследствие чего происходит быстрый нагрев облучаемых предметов, обугливание или воспламенение горючих материалов и ожог живых тканей; основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс. Световой импульс количество световой энергии, падающей на 1 м 2 освещаемой поверхности, перпендикулярной к направлению излу чения, за все время свечения области взрыва (огненного шара); в си стеме СИ измеряется в Дж/м 2, внесистемная единица кал/см 2 (1 кал/см 2 = 42 Дж/м 2). Поглощенная световая энергия светового импульса преоб разуется в тепловую, вызывает нагрев, воспламенение или разрушение элемента объекта.
Источник светового излучения светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Степени воздействия светового импульса на людей ожоги открытых участков тела I, III и IV степени, временное ослепление, ожоги сетчатки глаза, вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды и т. п.
Проникающая радиация - поток гамма-излучения и нейтронов, распространяющихся непосредственно из зоны ядерного взрыва; вызывает ионизацию атомов и живых клеток, нарушение нормального обмена веществ, заболевание лучевой болезнью, инициирование стохастических последствий облучения; выводит из строя электронное оборудование, в том числе компьютеры, оптические приборы, фотопленки и т. п. ; время действия с момента взрыва незначительно (15 -20 секунд). z Электромагнитный импульс (ЭМИ) - воздействующие при ядерном взрыве короткое время электромагнитные поля в атмосфере с длиной волны от 1 до 1000 м и более; поражающее действие обусловлено возникновением в электро- радиосистемах высоких напряжений и токов, что может вызвать пробои изоляции элементов аппаратуры, подключенной к воздушным и подземным линиям, перегорание плавких вставок, включенных в линии для защиты от перегрузок, создать помехи при работе радиоэлектронной аппаратуры. Зона распространения ЭМИ может намного превышать зоны распространения других поражающих факторов, так как возникающие в линиях электропередач и связи повышенные напряжения передаются на значительные расстояния.
ЗАКОН ПОДОБИЯ ВЗРЫВОВ Общеобязательное правило, доказанное научно и экспериментально, применяемое для одного вида взрывоопасных материалов и однородной среды и утверждающее, что отношение расстояний с одинаковым избыточным давлением во фронте ударной волны от двух отличающихся по мощности, но одинаковых по виду взрывов (R) прямо пропорционально корню кубическому из отношений из массы (Q). Закон позволяет определить зависимость изменения избыточного давления во фронте ударной волны для любой массы взрывоопасного материала на любом удалении от центра взрыва, если это избыточное давление во фронте ударной волны известно для другой массы взрывоопасного материала; по нему также могут определяться безопасные расстояния до взрывоопасных объектов, мест погрузки, транспортирования, выгрузки и хранения ВМ, путей стоянки вагонов с ОГ и ликвидации аварийных ситуаций с ними.
3. УСТОЙЧИВОСТЬ И СТЕПЕНИ РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ УСТОЙЧИВОСТЬ (ФИЗИЧЕСКАЯ, СТАТИЧЕСКАЯ) ЭЛЕМЕНТА ИНЖЕНЕРНОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (ИТК) ОБЪЕКТА - способность данного элемента ИТК противостоять воздействию ударной волны и других внешних нагрузок, сохраняя свое состояние (физические параметры и свойства) в пределах установленных норм; количественным показателем устойчивости, а качественное состояние разрушенных элементов ИТК оценивается соответствующей степенью разрушения: полной, сильной, средней и слабой.
ПРЕДЕЛ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТА ИТК Это предельное значение избыточного давления во фронте ударной волны, при превышении которого происходит среднее разрушение, не позволяющее дальнейшее использование данного элемента без его восстановления, то есть избыточное давление, характеризующее границу между средними и слабыми разрушениями; предел устойчивости каждого элемента ИТК зависит от его массы, конструкции, материала, размеров, конфигурации, фундаментов и т. д.
ПОЛНОЕ РАЗРУШЕНИЕ Это полное обрушение всего сооружения или большей части его несущих конструкций и капитальных стен, опор и пролетных строений мостов; при этом обломки зданий и сооружений создают сплошные завалы; основные элементы железнодорожного пути полностью выходят из строя; использование подвижного состава, путевых машин, станционного оборудования и аппаратуры невозможно. Полностью разрушения здания, сооружения, технические устройства и транспортные средства восстановлению не подлежат, необходимо новое строительство.
СИЛЬНОЕ РАЗРУШЕНИЕ Это разрушение большей части несущих конструкций; при этом могут сохраняться наиболее прочные капитальные стены и межэтажные и потолочные покрытия, опоры и пролетные строения мостов, опоры контактной сети и ЛЭП, так же образовываться завалы. Восстановление этих сооружений и других элементов инфраструктуры транспорта возможно, но в большинстве случаев нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству или значительному долгосрочному капитальному ремонту с использованием только некоторых сохранившихся элементов и конструкций.
СРЕДНЕЕ РАЗРУШЕНИЕ Это разрушение и (или) деформирование отдельных частей несущих конструкций, появление трещин в стенах, частичное разрушение второстепенных внутренних перегородок и некоторых чердачных перекрытий и отдельных участков верхних этажей; вокруг зданий завалов не образуется, но отдельные обломки конструкций могут быть отброшены на значительные расстояния, деформируются элементы железнодорожного пути, пролетных строений мостов, отдельные опоры ЛЭП, контактной сети и линии связи. Восстановление этих сооружений, технических устройств и транспортных средств возможно путем их капитального и среднего ремонта.
СЛАБОЕ РАЗРУШЕНИЕ Разрушение наименее прочных конструкций: оконных и дверных коробок, легких внутренних перегородок, кровли; технические устройства, транспортные средства и оборудование получают незначительные деформации или разрушения малозначимых и малопрочных элементов. Разрушения, как правило, устраняются в ходе текущего ремонта.
БЕЗОПАСНОЕ РАССТОЯНИЕ (РАДИУС) УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА (Rб, Rф) Расстояние от центра взрыва или места расположения взрывоопасного объекта (хранения, перегрузки, транспортирования, выгрузки ВМ и т. п. ) до объекта, при котором он сохраняет свое состояние или быстро его восстанавливает, возможны только слабые разрушения.
4. Степени поражения людей при взрывах легкая степень поражения Рф = 20 -40 к. Па средняя степень поражения Рф = 40 -60 к. Па тяжелая степень поражения Рф= 60 -100 к. Па крайне тяжелая степень поражения Рф свыше 100
ЛЕГКАЯ СТЕПЕНЬ ПОРАЖЕНИЯ Ушибы, вывихи, частичное нарушение слуха, легкая контузия.
СРЕДНЯЯ СТЕПЕНЬ ПОРАЖЕНИЯ Поражение органов слуха, кровотечение из ушей и носа, сильные ушибы, переломы, средняя контузия.
ТЯЖЕЛАЯ СТЕПЕНЬ ПОРАЖЕНИЯ Многочисленные травмы, тяжелые переломы конечностей, поражение внутренних органов, сильное кровотечение, тяжелая контузия.
КРАЙНЕ ТЯЖЕЛАЯ СТЕПЕНЬ ПОРАЖЕНИЯ Как правило, смертельный исход.
5. СУЩНОСТЬ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Устойчивость функционирования железнодорожного транспорта способность бесперебойно выполнять свои функции и удовлетворять транспортные потребности населения, общества, экономики и обороноспособности государства на уровне, обеспечивающим их жизнедеятельность, национальную безопасность и защиту в ЧС мирного и военного времени.
Устойчивость функционирования объекта экономики способность элементов ИТК и объекта (организации) в целом противостоять воздействию поражающих факторов ЧС любого характера и выполнять свои производственные функции (задачи) или восстанавливать их в запланированном объеме и номенклатуре в минимально короткий срок. Применительно к объектам ЖДТ устойчивость функционирования означает способность объекта бесперебойно обеспечивать перевозочный процесс в минимально необходимых размерах в ЧС, а также подготовленность к быстрому восстановлению прерванного перевозочного процесса.
ФАКТОРЫ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА: z защищенность персонала в ЧС; z обеспечение и повышение физической устойчивости основных элементов ИТК объекта к воздействию внешних нагрузок в ЧС; z подготовленность производства к бесперебойной работе в ЧС; z готовность к проведению аварийно спасательных, других неотложных и восстановительных работ; z надежность систем коммунально энергетических, снабжения и жизнеобеспечения, управления, связи и оповещения.
6. ИССЛЕДОВАНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА Исследование (оценка) устойчивости функционирования объекта прогнозирование возможных видов ЧС и обстановки, складывающейся на объекте в результате воздействия их поражающих факторов, оценка устойчивости элементов ИТК и работы объекта в условиях ЧС с целью разработки мероприятий по обеспечению и повышению устойчивости функционирования объекта. Осуществляется (оценивается) по факторам, определяющим устойчивое функционирование объекта.
Комиссия (группа исследования) по повышению устойчивости функционирования объекта (КПУФ) создаваемая на объекте из руководящего состава и специалистов объекта ил органов управления ГОЧС комиссия (группа) для исследования устойчивости функционирования объекта в условиях ЧС, выявления его слабых элементов и узких мест в работе при воздействии поражающих факторов, выработки обоснованных решений на проведение мероприятий по повышению устойчивости слабых элементов и работы объекта в целом.
Повышение устойчивости функционирования объекта комплекс организационных, экономических, технологических и других мероприятий, направленных на максимальное снижение поражающих факторов и обеспечение устойчивого функционирования объекта в условиях ЧС мирного и военного времени, основными путями по всем факторам повышения устойчивости функционирования являются резервирование, рассредоточение, автономность и дублирование основных элементов ИТК.
Инженерно-технические мероприятия (ИТМ) ГОЧС комплекс мероприятий и требований норм ГОЧС к проектным решениям и застройке городов и объектов экономики, коммунально энергетических и транспортных систем, направленных на снижение вероятного ущерба, количества пораженных, создание приемлемых условий для защиты людей и проведения спасательных и других неотложных работ в возможных очагах поражения; выполнение этих мероприятий и норм повышает устойчивость работы объектов и отраслей экономики в ЧС.
Техническое прикрытие железных дорог комплекс мероприятий, направленных на обеспечение устойчивости (живучести) объектов железнодорожного транспорта и непрерывности выполнения перевозочного процесса и их восстановление при разрушении современными средствами поражения в военное время.
Скачать презентацию ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВОВ И ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
тема 2.5. Взрывы и основы устойчивости.ppt