СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВ - взрывчатое вещество
ВУВ - воздушная ударная волна
ГВС - газовоздушная смесь
ОИАЭ - объекты использования атомной энергии
ТВС - топливно-воздушная смесь
ТНТ - тринитротолуол (тротил)
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
a1 - скорость звука в воздухе при нормальных условиях
а0 - скорость звука в возмущенной среде (газ, ГВС, ТВС)
Ср - скорость распространения продольных волн в среде
Cs - скорость распространения поперечных волн в среде
Е - энергия
g - ускорение силы тяжести
i - удельный импульс фазы сжатия
М - масса
Р - давление
Рcк - давление скоростного напора
D Рф - амплитуда избыточного давления на фронте ВУВ
R - расстояние от центра возможного места взрыва до объекта
Т - температура в градусах Кельвина
U - массовая скорость частиц в среде
V - объем ТВС
g 1 - показатель адиабаты газа
n - коэффициент Пуассона
r - плотность вещества
t + - длительность фазы сжатия ВУВ
v - частота колебаний
Ввиду того, что в Руководстве все формулы, таблицы и рисунки включены в приложения, принят следующий порядок их нумерации: первый номер соответствует номеру приложения, второй - текущему номеру формулы в приложении. Например, формула (3.4) - четвертая формула приложения 3.
Нижний индекс "+" (соответственно, "-") обозначает, что данная величина относится к фазе сжатия (разрежения) ВУВ. Черта над символом означает, что над данной величиной произведена операция приведения, например, 
- приведенное расстояние.
ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1. Аварийный взрыв - чрезвычайная ситуация, возникающая в самый неожиданный момент времени в ограниченном пространстве спонтанно по стечению обстоятельств (совокупности состояний протекающих процессов) или в результате ошибочных действий отдельного лица (лиц), причиной или следствием которой стал взрыв на потенциально опасном объекте, оказывающая негативное влияние на окружающую среду.
2. Взрыв в воздушной среде - локализованный в пространстве процесс быстрого перехода потенциальной энергии источника (химической, тепловой, электрической, механической) в кинетическую энергию окружающей среды в форме волны давления, колебаний грунта, летящих предметов и теплового излучения области энерговыделения.
3. Взрывоустойчивость объекта - свойство объекта выполнять свои функции при воздействии механических факторов аварийного взрыва без нарушения безопасности.
4. Взрывчатые вещества - химические соединения или смеси, способные под воздействием внешнего импульса (удара, тепла и т.д.) к протекающим с большой скоростью экзотермическим химическим реакциям.
5. Воздушная ударная волна - распространяющееся с большой скоростью в атмосфере возмущение, на переднем фронте которого скачкообразно изменяются все физические параметры (давление, плотность, температура и массовая скорость). Для воздушной ударной волны характерно наличие двух фаз - сжатия и разрежения с давлением выше и, соответственно, ниже атмосферного.
6. Вторичные осколки - незакрепленные предметы, находящиеся на территории объекта или его сооружений и вовлекаемые в движение проходящей ВУВ от аварийного взрыва.
7. Детонационный взрыв облаков газо- и топливновоздушных смесей - энерговыделение в объеме облака при распространении экзотермической химической реакции со сверхзвуковой скоростью.
8. Дефлаграционный взрыв облаков газо- и топливновоздушных смесей - энерговыделение в объеме облака при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью (взрывное горение).
9. Источник аварийных взрывов - объект, содержащий взрывоопасные вещества или взрывоопасные смеси (ВВ, ГВС, ТВС) и определяемый в связи с этим как потенциально опасный объект.
10. Объект - здание, сооружение или комплекс, функционирующий как единое целое.
11. Первичные осколки - продукты разрушения оболочек резервуаров или контейнеров при взрывах внутри (зданий, сооружений или комплексов) объектов.
12. Поражающие факторы взрыва в атмосфере - следствия взрывных процессов, представляющие опасность для строительных конструкций, оборудования и человека. Наибольшим разрушающим потенциалом и дальнодействием обладают воздушные ударные и сейсмовзрывные волны, а также летящие предметы (первичные и вторичные осколки, обломки, детали оборудования). Вторичным фактором взрыва в атмосфере является пожар.
13. Сейсмовзрывные волны - возмущения, распространяющиеся в грунте и вызывающие колебания оснований зданий и сооружений. Различают первичные сейсмовзрывные волны, распространяющиеся от места взрыва, и вторичные, в том числе генерируемые ВУВ.
14. Стехиометрическая смесь - смесь ГВС (ТВС), на каждый моль горючего вещества которой приходится необходимое количество молей кислорода для окисления, т.е. химическая реакция завершается полностью.
15. Сценарий - логическая последовательность взаимосвязанных состояний объекта или сложной технической системы, возможных при внешних воздействиях.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ НА ОБЪЕКТАХ
2.1. Объекты на площадке ОИАЭ и на исследуемой территории вблизи ОИАЭ включаются в перечень потенциальных источников аварийных взрывов при наличии у них следующего:
* конденсированных ВВ (независимо от массы и способа использования);
* жидких или газообразных энергоносителей в резервуарах (независимо от вида энергоносителя, способа его использования и объема резервуара);
* сосудов (резервуаров) с газами под давлением.
2.2. В качестве объектов, содержащих потенциальные источники аварийных взрывов, следует рассматривать (перечень неисчерпывающий):
* компоненты химических и нефтеперегонных комплексов;
* хранилища энергоносителей (жидких и газообразных) и ВВ;
* транспортные магистрали (воздушные, наземные, водные);
* транспортные сооружения (доки, терминалы, причалы, порты);
* буровые вышки, нефтяные скважины;
* шахты, карьеры;
* трубопроводы для перекачки жидких и газообразных энергоносителей;
* объекты оборонного комплекса.
2.3. Рекомендуется принимать радиус исследуемой зоны относительно периметра ограды площадки ОИАЭ не менее 5 км для ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов; и не менее 2 км - для радиационных источников.
Необходимо рассматривать и учитывать при анализе опасности аварийных взрывов объекты оборонного комплекса, нефтяные терминалы, магистральные нефте- и газопроводы, другие объекты, характеризующиеся высокими показателями риска взрыво- и пожароопасности, если они находятся в пределах 10-ти километровой зоны относительно периметра ограды площадки ОИАЭ.
На этапе размещения ОИАЭ рекомендуется их дистанционирование от объектов оборонного комплекса, а также других взрывоопасных объектов, характеризующихся высокими показателями риска, на расстояния более 10 км.
2.4. При описании потенциальных источников аварийных взрывов на объектах, следует использовать документацию, относящуюся ко всем аспектам их функционирования, включая инструкции по эксплуатации.
2.5. Сведения о наличии и характеристиках потенциальных источников аварийных взрывов на объектах следует получать при обследовании района и площадки размещения ОИАЭ. Она должна быть согласована административными органами, контролирующими и эксплуатирующими эти объекты.
2.6. При анализе потенциальных источников аварийных взрывов следует принимать во внимание:
* характеристики источника (объем, масса, тротиловый эквивалент ВВ);
* месторасположение источника (удаленность от ОИАЭ, рельеф местности, наличие заграждений, естественных и искусственных препятствий и прочие факторы);
* особенности хранения ВВ (тип и конструкция хранилища, размещение ВВ в хранилище, высота хранилища над поверхностью земли, наличие мер по предупреждению взрыва);
* возможные внешние исходные события для инициирования взрыва на объектах;
* другую информацию, позволяющую уточнить расчетную модель взрыва и возможные последствия от его механического действия.
2.7. Для определения степени опасности потенциальных источников аварийных взрывов на объектах полезна следующая информация:
* данные о количествах опасных материалов;
* параметры технологических процессов;
* максимальные объемы резервуаров, складов и других хранилищ;
* технические характеристики трубопроводов (маршруты, конструкции, изолирующие системы, эксплуатационные условия);
* наличие (отсутствие) аварий на анализируемом объекте - источники, сценарии их протекания и предусмотренные системы предупреждения взрыва и/или последствий взрыва;
* возможность взаимодействия материалов, хранящихся на разных складах или применяемых в различных процессах;
* максимальное количество ВВ;
* данные о розе ветров и других метеорологических особенностях района;
* физико-механические и динамические характеристики грунтов в данном районе.
2.8. При анализе взрывоопасности наземного, водного и воздушного транспорта следует обращать внимание на следующие факторы:
* порты, гавани, аэропорты, каналы, разъезды, автомобильные и железнодорожные (в том числе сортировочные) станции;
* характеристики грузопотоков в районе;
* типы и количества материалов, перевозимых транспортным средством по каждому маршруту;
* размеры транспортных резервуаров, скорость движения автотранспорта, сведения о системах погрузки автомобильного транспорта, развилках дорог и их перекрестках, интенсивности движения на дорогах, маршрутах движения транспорта вблизи площадки ОИАЭ;
* статистические данные о дорожно-транспортных происшествиях, в том числе со средствами, перевозящими взрывоопасные грузы, и их последствиях.
2.9. Отражать на генеральном плане площадки ОИАЭ и на ситуационном плане в пределах исследуемой территории размещение всех источников аварийных взрывов, выявленных на площадке ОИАЭ и на исследуемой зоне вблизи ОИАЭ (п. 2.3 Руководства), и указывать расстояния от них до зданий и сооружений ОИАЭ, важных для безопасности.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АНАЛИЗУ ОПАСНОСТИ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ НА ОБЪЕКТАХ
4.1. На основе данных об аварийных взрывах в промышленности и на транспорте и их статистики в качестве расчетных физических моделей внешних аварийных взрывов в Руководстве приняты:
4.1.1. Детонация компактной массы ВВ.
4.1.2. Детонация облака (объема) газовоздушной (ГВС) или/и топливно-воздушной смеси (ТВС).
4.1.3 Дефлаграция (взрывное горение) облаков (объемов) этих же смесей (ГВС и ТВС).
4.1.4. Разрушение резервуаров (сосудов) под действием внутреннего квазистатического давления.
Перечень потенциальных источников аварийных взрывов приведен в приложении 1. Оно содержит рекомендации по приемлемым физическим моделям аварийных взрывов для каждого объекта и необходимые расчетные технические характеристики. Перечень объектов дан из специфики типовой промышленной инфраструктуры.
4.2. Взрывы от источников, выявленных при обследовании на площадке ОИАЭ и в исследуемой зоне вблизи ОИАЭ, следует классифицировать по типам ведущего процесса генерации ВУВ, руководствуясь сведениями, приведенными в таблице 1.
4.3. В целях обеспечения необходимого и достаточного консерватизма оценок при определении параметров поражающих факторов от источников аварийных взрывов следует принимать во внимание:
* возможность инициирования одного источника другим (например, ударная волна от взрыва конденсированного ВВ может вызвать разрушение или разгерметизацию емкости с горючим веществом или опрокидывание железнодорожного состава, в котором имеются потенциальные источники взрыва);
* тепловое излучение часто приводит к нагреву близко расположенных емкостей с перегретой жидкостью, что является причиной взрыва емкости, а если в емкости находится горючее вещество, к последующему взрыву газо- и капельно-воздушного облака; летящий осколок может пробить трубопровод или емкость под давлением и т.д.);
* возможность совместного воздействия поражающих факторов от различных источников на объект.
4.4. В случае разгерметизации емкости с горючим газом под давлением истекает высокоскоростная турбулентная струя. Режим смешения с воздухом определяется ее параметрами и не зависит от метеоусловий. Размеры взрывоопасного облака определяются поверхностью, на которой концентрация ВВ соответствует нижнему концентрационному пределу, а скорость взрывного превращения - скоростным характеристикам турбулентной струи. При расчете параметров взрывной волны, генерированной сгоранием такого облака, следует использовать консервативный подход, считая, что струя направлена в сторону ОИАЭ.
Таблица 1
ОСНОВЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВУВ
5.1. В Руководстве рассматриваются только те параметры ВУВ, которые определяют ее механическое действие.
5.2. В случае взрыва конденсированного ВВ значения параметров ВУВ допускается определять только одним параметром - полным энерговыделением. Для экспресс-оценок параметра DРф можно использовать графики приложения 2. Аналитическая методика определения параметров ВУВ приведена в приложении 3.
5.5. Взрыв облака горючей смеси может происходить в одном из двух качественно отличающихся режимах - дефлаграционном и детонационном. В процессе развития взрыва возможен переход горения из первого режима во второй.
В случае детонационного взрыва параметры ВУВ определяются энергией, выделившейся при взрыве облака ГВС. При дефлаграционном взрыве облака горючей смеси параметры ВУВ зависят от скорости распространения пламени, геометрии и размеров облака. Параметры ВУВ при взрыве облака определяются с помощью методик, приведенных в приложении 5.
5.6. Методика определения параметров ВУВ от взрыва ГВС или ТВС в подземном резервуаре приведена в приложении 6.
ОСНОВЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛЕТЯЩИХ ПРЕДМЕТОВ, ОБРАЗОВАВШИХСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЗРЫВА И ПЕРЕНОСА ВУВ
Наряду с учетом действия ВУВ на строительные конструкции объекта необходимо принимать во внимание возможность воздействия летящих предметов (первичных и вторичных осколков). Если первичные осколки образуются при разрушении оболочек резервуаров, то вторичные - имеют двоякую природу: незакрепленные предметы (стоящие или лежащие блоки, плиты и оборудование), вовлеченные в движение при ВУВ, закрепленные ранее предметы (столбы линий электропередач и элементы трубопроводов и т.д.), но разрушенные ВУВ и вовлеченные в движение.
Исходными данными для последующего расчета прочности конструкций, испытывающих воздействие ВУВ, являются: масса, скорость и размеры летящего предмета, площадь контакта в момент удара.
Место приложения нагрузки определяется исходя из направления предполагаемого воздействия и угла подлета летящих предметов. В приложении 7 приведена методика определения параметров летящих предметов при взрывах.
ОСНОВЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ГРУНТА, ВЫЗВАННЫХ АВАРИЙНЫМ ВЗРЫВОМ НА ОБЪЕКТЕ
7.1. При взрывах на объектах следует анализировать сотрясение грунта, которое передает колебания на фундамент сооружения и далее на все конструкции, системы и оборудование.
7.2. Для анализа устойчивости конструкций зданий, оборудования и трубопроводов, важных для безопасности, при определении нагрузок, возникающих при колебаниях грунта от взрыва, необходимы исходные данные в виде функции изменения во времени перемещений, скоростей и ускорений в свободном поле на уровне отметки основания, а также динамические характеристики грунта.
7.3. Следует учитывать зависимости характеристик и параметров колебаний грунта, возникающих от взрыва, от количества энергии, выделившейся при взрыве, расстояния до объекта и физико-механических характеристик грунтов основания (см. например, [5]).
7.4. При анализе взрывоустойчивости ОИАЭ необходимо оценивать возможное повреждение зданий и сооружений в результате воздействия на них сейсмовзрывных волн, генерируемых аварийным взрывом и распространяющихся в грунте. Для прогноза сохранности зданий допускается использование методики, повсеместно принятой в практике проведения безопасных взрывных работ и заключающейся в сравнении величин максимально возможной массовой скорости сейсмовзрывной волны, распространяющейся в данном грунте от источника, с предельно допустимой скоростью колебания основания для данного сооружения, с учетом конструктивных особенностей и состояния здания. Методика приведена в приложении 8.
7.5. Характеристики, описывающие колебания грунта от взрыва (временная функция и соответствующие ей спектры ответа), могут устанавливаться по результатам натурных испытаний на самой площадке. Допускается применять на практике процедуры определения параметров колебания грунта для проектных основ, основанные на пересчете результатов модельных взрывов малой мощности. Качество ВВ и удаленность места взрыва должны выбираться с учетом правомерности полученных записей колебаний для применения лишь в дальней зоне взрыва, т.е. там, где поведение грунта заведомо подчиняется законам теории упругости.
7.6. В приложении 8 приводятся аналитические зависимости для определения спектра колебаний для идеально упругой среды и Среды с поглощением в случае сферического источника. Там же для зарядов ВВ, расположенных на поверхности, приведены примеры экспериментально полученных зависимостей для спектров колебаний. По мере удаления от центра взрыва спектр качественно изменяется и его максимум монотонно переходит в область низких частот.
7.7. Допускается синтезировать спектр колебаний грунта от взрыва на основе имеющихся аналогов для известных грунтовых условий, если может быть установлено соответствие характеристик грунта аналога и данной площадки.
7.8. Акселерограммы и спектры ответа, полученные для поверхности грунта и принятые для проектных основ согласно рекомендациям, приведенным в пп. 7.5, 7.6, 7.7, используются для определения поэтажных акселерограмм и спектров ответа. Рекомендуется применять динамические или линейно-спектральные методы расчетного анализа конструкций, используемые при оценках сейсмостойкости в соответствии с действующими нормативными документами (ПНАЭ Г-7-002-86, ПНАЭ Г-5-006-87 и др.).
Приложение 1 (рекомендуемое)
Таблица 1.1
Перечень потенциальных источников аварийных взрывов*
| Идентификационный признак | Наименование или функциональное назначение объекта | Определяемые технические характеристики | Рекомендуемая расчетная модель |
| ВВ | 1. Хранилище (склад) ВВ или изделий, содержащих ВВ 2. Перевозки ВВ и изделий, содержащих ВВ | 1. Тип и коэффициент эквивалентности ВВ (по табл. 3.1) 2. Полная масса ВВ 3. Геометрия объема, занимаемого ВВ | Детонация ВВ |
| Энергоносители в резервуарах | 1. Емкости для топлив и масел 2. Ресиверы или баллоны с газообразными или жидкими углеводородами 3. Железнодорожные и автомобильные емкости для углеводородов 4. Газгольдеры | 1. Тип энергоносителя и физико-химические характеристики его горения и взрыва 2. Объем резервуара 3. Давление в резервуаре | Детонация ГВС (ТВС) Дефлаграция ГВС (ТВС) Разрушение резервуаров внутренним давлением |
| Расходуемые энергоносители | 1. Отсек электролизной 2. Водородная станция 3. Дизельная 4. Котельная 5. Автомобили, работающие на газовом топливе | 1. Тип энергоносителя 2. Объем емкости или производительность 3. Размеры помещения 4. Физико-химические характеристики горения и взрыва | Детонация ГВС (ТВС) Дефлаграция ГВС (ТВС) |
| Сосуды высокого давления | Баллоны со сжатыми инертными газами (воздух, азот, аргон, гелий и т.д.) | 1. Объем сосуда 2. Давление в сосуде 3. Вид газа | Разрушение резервуаров внутренним давлением |
* Перечень отражает специфику промышленной инфраструктуры района размещения ОИАЭ, но не является исчерпывающим
Приложение 2
(рекомендуемое)
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ВЗРЫВА
1. Для предварительной оценки опасности установленных на площадке и в исследуемой зоне вокруг ОИАЭ потенциальных источников аварийных взрывов для зданий и сооружений ОИАЭ используется зависимость избыточного давления DРф на фронте проходящей ВУВ от расстояния R между источником взрыва и конструктивными элементами сооружений.
Если в качестве критерия устойчивости ОИАЭ в целом или его отдельных элементов к воздействию ВУВ принимается значение DРф, соответствующее предельно допустимым нагрузкам на конструкции сооружений, то по известной зависимости DРф(R) можно определить:
* минимальное безопасное расстояние от ОИАЭ до источника взрыва при известных параметрах источника;
* максимально допускаемое количество взрывоопасного вещества при известном расстоянии от источника взрыва до ОИАЭ.
Для экспресс-оценок устойчивости зданий, сооружений и конструктивных элементов ОИАЭ рекомендуется использовать рис. 2.1, на котором график зависимости DРф от приведенного расстояния R при взрыве ТНТ совмещен со шкалой уровней повреждений указанных объектов как функции DРф для ВУВ с длительностью t + > 0,1 с.
При расчете взрыва ВВ, энерговыделение которого отличается от энерговыделения ТНТ, эффективная масса ТНТ определяется по формуле (3.2) приложения 3.
2. При оценке опасности взрывов облаков газовых (топливно-воздушных) смесей величина DРф может быть рассчитана по формуле:
DРф = Р0 (0,8 m + 2,2 m2 + 1,2m3) (2.1)
где: Р0 - атмосферное давление; R - расстояние от центра облака (за его пределами), м;
где: qm - удельная энергия взрыва стехиометрической смеси газа с воздухом, Дж/кг, определяемая по табл. 5.1; mr - масса газа, кг.
3. В подавляющем большинстве случаев аварийные взрывы газовоздушных смесей происходят в режиме дефлаграционного взрыва.
Скорость горения при дефлаграционном взрыве с учетом загроможденности пространства и мощности источника зажигания ориентировочно может быть определена по рис. 2.2.
К сильным источникам зажигания относятся:
взрыв конденсированного ВВ,
струи горящего газа,
продукты сгорания, истекающие из помещений и оборудования при внутреннем взрыве.
Полученную из графиков рис. 2.2 оценку скорости горения ГВС или ТВС можно использовать при расчетах параметров ВУВ дефлаграционного взрыва (приложение 5).
4. При взрывах сосудов, находящихся под внутренним давлением газа, предварительную оценку зависимости избыточного давления на фронте ВУВ от расстояния и от давления газа в сосуде можно получать из графиков рис. 2.3.
Приложение 3
(рекомендуемое)
Приложение 4
(рекомендуемое)
Порядок расчета.
Расчет DРф
1. Вычисляем Е, 
и по формулам (4.2)-(4.3).
Е = 6,8 (1,013 ´ 106 - 1,013 ´ 105)/(1,417 - 1,0) = 14,9 МДж.
= 0,62 (6,8 ´ 1,013 ´ 105/(1,49 ´ 107))1/3 = 0,222.
= 10 ´ (1,013 ´ 105/(1,49 ´ 107))1/3 = 1,89
2. Из табл. 4.1 для азота при заданных Р и Т находим g 1 = 1,417, следовательно, можно непосредственно использовать рис. 4.1.
По его графикам определяем DРф.
Поскольку T1 = 300 °К, то по формуле (4.1) получаем a1 = 335,9.
Скорость звука в воздухе а0 = 340 м/с.
Для точки с координатами {P1/P0 = 10; (a1/a0)2 = 0,976} находим, что ближайшая кривая отвечает значению DРф = 1,7 ´ Р0 = 172 кПа.
3. По графикам рис. 4.3 определяем, что точка с координатами {R0 = 0,222; DРф/Р0 = 1,7} находится вблизи третьей снизу кривой.
Спускаясь "параллельно" этой кривой до пересечения с абсциссой = 1,89, находим при R = 10 м
DРф/Р0 = 0,15; DРф = 0,15 ´ 101,3 = 15,2 кПа.
Расчет импульса.
Для = 1,89 по графику рис. 4.4 находим 
= 1,6 ´ 10 с.
Определяем импульс из формулы (4.4):
i = 1,6 ´ 10-2 ´ (1,013 ´ 105)2/3 ´ (1,49 ´ 107)1/3/334 = 25,6 Па ´ с.
Приложение 5
(рекомендуемое)
Приложение 6
(рекомендуемое)
Приложение 8
(справочное)
Корни уравнения
| х |
| X |
| X |
| X |
| X |
|
| 1,70 | 0,788 | 0,2 | 2,13 | 1,50-2 | 8,27 | 9,0-4 | 46,8 | 1,0-4 | 240 |
| 1,5 | 0,834 | 0,1 | 3,01 | 1,25-2 | 9,16 | 8,0-4 | 50,7 | 9,0-5 | 262 |
| 1,25 | 0,904 | 0,09 | 3,17 | 1,0-2 | 10,4 | 7,0-4 | 55,6 | 8,0-5 | 289 |
| 1,0 | 1,0 | 0,08 | 3,38 | 8,0-3 | 11,9 | 6,0-4 | 61,9 | 6,0-5 | 369 |
| 0,9 | 1,05 | 0,07 | 3,61 | 6,0-3 | 14,0 | 5,0-4 | 70,4 | 4,0-5 | 528 |
| 0,8 | 1,11 | 0,06 | 3,91 | 4,0-3 | 17,9 | 4,0-4 | 82,7 | 2,0-5 | 1012 |
| 0,7 | 1,18 | 0,05 | 4,30 | 3,0-3 | 21,4 | 3,0-4 | 102 | 1,0-5 | 2056 |
| 0,6 | 1,26 | 0,04 | 4,83 | 2,0-3 | 27,7 | 2,5-4 | 117 | 7,5-6 | 2816 |
| 0,5 | 1,38 | 0,03 | 5,64 | 1,5-3 | 33,3 | 2,0-4 | 139 | 5,0-6 | 4493 |
| 0,4 | 1,53 | 0,02 | 7,04 | 1,25-3 | 37,6 | 1,5-4 | 173 | 2,5-6 | 1078 |
| 0,3 | 1,75 | 0,018 | 7,58 | 1,0-3 | 43,6 | 1,25-4 | 200 | 1,0-6 | 4193 |
Рис. 7.5. Экспериментальный спектр смещений
Рис. 7.6. Зависимость основных частот от расстояния
Пример расчета.
Определить минимальное безопасное расстояние от ОИАЭ до наземного склада ВВ (одновременно может взорваться 100 т ВВ), если на объекте имеются два здания каркасного типа и одно с несущими стенами из кирпича, антисейсмическое усиление у зданий отсутствует: одно каркасное здание с крупными панелями, второе - с легкими.
Все здания имеют небольшие трещины и являются сооружениями, важными для безопасности; следовательно, относятся к первому классу.
Грунты в основании зданий - необводненные суглинки, Ср = 800 м/с, n = 0,35, r = 1,4 т/м3. Суммарные ранги Р для первого, второго и третьего зданий равны соответственно 4, 3, 4. По табл. 8.4 предельно допустимая массовая скорость в грунте для данного объекта равна 6,1 мм/с.
Используя интерполяцию, по табл. 8.5 находим R = 18,6.
Следовательно, минимальное расстояние от объекта до склада ВВ
м
где коэффициент a согласно приложения 3 равен 1,5.
Для сравнения приведем вычисленное по формуле (3.4) приложения 3 давление во фронте ВУВ DРф = 6,06 кПа, соответствующее = 18,6.
Список использованной литературы
1. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. М., Недра, 1993.
2. Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер В.И. Физика взрыва. М., Физматгиз, 1959.
3. Безопасность взрывных работ в промышленности. Под общей редакцией Кутузова Б.Н. М., Недра, 1992.
4. Бейкер У., Кокс П. и др. Взрывные явления. Оценка и последствия. В двух книгах. М., Мир, 1986.
5. Бирбрайер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях. М., Энергоатомиздат, 1989.
6. Богацкий В.Ф. Прогноз и ограничение сейсмической опасности промышленных взрывов. Сб. Взрывное дело № 85/42. М., Недра, 1983.
7. Богацкий В.Ф., Пергамент В.Х. Сейсмическая безопасность при взрывных работах. М., Недра, 1978.
8. Богацкий В.Ф., Фридман А.Г. Охрана инженерных сооружений и окружающей среды от вредного действия промышленных взрывов. М., Недра, 1983.
9. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1962.
10. Гурвич И.И., Боганек В.Д. Сейсмическая разведка. М., Недра, 1980.
11. Инструкция по расчету фортификационных сооружений на действие обычных средств поражения. ВСН 55-79 МО СССР. М., 1980.
12. Коротков П.Ф. Об увеличении давления в ударной волне взрыва в направлении ветра. ПМТФ, 1961, № 3, с. 25-35.
13. Коротков П.Ф. Об ударных волнах на значительном расстоянии от места взрыва. Изв. АН СССР, серия ОТН, 1958, № 3, с. 165-167.
14. Миронов П.С. Взрывы и сейсмобезопасность сооружений. М., Недра, 1973.
15. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (ОПБ-88), ПНАЭ Г-1-011-89. Госатомэнергонадзор СССР. М., Энергоиздат, 1990.
16. Охоцимский Д.Е. и др. Расчет точечного взрыва с учетом противодавления. Труды Математического института АН СССР. 1957, т. 1.
17. Положение по организации и проведению экспертизы проектных и других материалов и документации, обосновывающих безопасность ядерно- и радиационно опасных объектов (изделий) и производств (технологий). Утверждено приказом № 41 Госатомнадзора России от 07 апреля 1994 г. РД-08-18-94.
18. ПиН АЭ-5.6. Нормы строительного проектирования АС с реакторами различного типа. Госатомэнергонадзор СССР. М., Энергоиздат, 1990.
19. Руководство по проектированию строительных конструкций убежищ гражданской обороны. ЦНИПромзданий Госстроя СССР, М., Стройиздат, 1982.
20. Справочник взрывника. Под ред. Кутузова Б.Н. М., Недра, 1988.
21. Справочник проектировщика. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. М., Стройиздат. 1981.
22. Справочник. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. М., Химия, 1990.
23. Таблицы физических единиц. Справочник под ред. Кикоина И.К. М., Атомиздат, 1976.
24. Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на ядерно- и радиационно опасные объекты. ПНАЭ Г-05-035-94/Федеральный надзор России по ядерной и радиационной безопасности. М., Госатомнадзор России. 1994.
25. Учет чрезвычайных ситуаций, возникающих в результате деятельности человека, при выборе площадок для атомных электростанций. Вена, МАГАТЭ, 1983. Серия 50-CG-S5.
26. Цейтлин Я.И., Ганопольский М.И., Громов В.А. Влияние метеоусловий на интенсивность слабых ударно-воздушных волн взрывов, ФТПРПИ, 1980, № 3, с. 51-55.
27. Цейтлин Я.И., Смолий Н.И. Сейсмические и ударно-воздушные волны промышленных взрывов, Недра, 1981.
28. Greenland B.J., Knowies J.D. Enviromental consideration of quarry blasting. The Quarry Managers Journal, 1970, v. 54, № 10.
29. Gustafsson R. Swedish blasting technique. Geteborg, 1973. (Имеется русский перевод: Густафссон Р. Шведская техника взрывных работ. М., Недра, 1978).
30. Langefors U., Kihlstrom В. Modern technique of rock blasting. N.-Y.-L., 1960. (Имеется русский перевод: Лангефорс У., Кильстрем В. Современная техника взрывной отбойки горных пород. М., Недра, 1968).
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВ - взрывчатое вещество
ВУВ - воздушная ударная волна
ГВС - газовоздушная смесь
ОИАЭ - объекты использования атомной энергии
ТВС - топливно-воздушная смесь
ТНТ - тринитротолуол (тротил)
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
a1 - скорость звука в воздухе при нормальных условиях
а0 - скорость звука в возмущенной среде (газ, ГВС, ТВС)
Ср - скорость распространения продольных волн в среде
Cs - скорость распространения поперечных волн в среде
Е - энергия
g - ускорение силы тяжести
i - удельный импульс фазы сжатия
М - масса
Р - давление
Рcк - давление скоростного напора
D Рф - амплитуда избыточного давления на фронте ВУВ
R - расстояние от центра возможного места взрыва до объекта
Т - температура в градусах Кельвина
U - массовая скорость частиц в среде
V - объем ТВС
g 1 - показатель адиабаты газа
n - коэффициент Пуассона
r - плотность вещества
t + - длительность фазы сжатия ВУВ
v - частота колебаний
Ввиду того, что в Руководстве все формулы, таблицы и рисунки включены в приложения, принят следующий порядок их нумерации: первый номер соответствует номеру приложения, второй - текущему номеру формулы в приложении. Например, формула (3.4) - четвертая формула приложения 3.
Нижний индекс "+" (соответственно, "-") обозначает, что данная величина относится к фазе сжатия (разрежения) ВУВ. Черта над символом означает, что над данной величиной произведена операция приведения, например, - приведенное расстояние.
ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1. Аварийный взрыв - чрезвычайная ситуация, возникающая в самый неожиданный момент времени в ограниченном пространстве спонтанно по стечению обстоятельств (совокупности состояний протекающих процессов) или в результате ошибочных действий отдельного лица (лиц), причиной или следствием которой стал взрыв на потенциально опасном объекте, оказывающая негативное влияние на окружающую среду.
2. Взрыв в воздушной среде - локализованный в пространстве процесс быстрого перехода потенциальной энергии источника (химической, тепловой, электрической, механической) в кинетическую энергию окружающей среды в форме волны давления, колебаний грунта, летящих предметов и теплового излучения области энерговыделения.
3. Взрывоустойчивость объекта - свойство объекта выполнять свои функции при воздействии механических факторов аварийного взрыва без нарушения безопасности.
4. Взрывчатые вещества - химические соединения или смеси, способные под воздействием внешнего импульса (удара, тепла и т.д.) к протекающим с большой скоростью экзотермическим химическим реакциям.
5. Воздушная ударная волна - распространяющееся с большой скоростью в атмосфере возмущение, на переднем фронте которого скачкообразно изменяются все физические параметры (давление, плотность, температура и массовая скорость). Для воздушной ударной волны характерно наличие двух фаз - сжатия и разрежения с давлением выше и, соответственно, ниже атмосферного.
6. Вторичные осколки - незакрепленные предметы, находящиеся на территории объекта или его сооружений и вовлекаемые в движение проходящей ВУВ от аварийного взрыва.
7. Детонационный взрыв облаков газо- и топливновоздушных смесей - энерговыделение в объеме облака при распространении экзотермической химической реакции со сверхзвуковой скоростью.
8. Дефлаграционный взрыв облаков газо- и топливновоздушных смесей - энерговыделение в объеме облака при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью (взрывное горение).
9. Источник аварийных взрывов - объект, содержащий взрывоопасные вещества или взрывоопасные смеси (ВВ, ГВС, ТВС) и определяемый в связи с этим как потенциально опасный объект.
10. Объект - здание, сооружение или комплекс, функционирующий как единое целое.
11. Первичные осколки - продукты разрушения оболочек резервуаров или контейнеров при взрывах внутри (зданий, сооружений или комплексов) объектов.
12. Поражающие факторы взрыва в атмосфере - следствия взрывных процессов, представляющие опасность для строительных конструкций, оборудования и человека. Наибольшим разрушающим потенциалом и дальнодействием обладают воздушные ударные и сейсмовзрывные волны, а также летящие предметы (первичные и вторичные осколки, обломки, детали оборудования). Вторичным фактором взрыва в атмосфере является пожар.
13. Сейсмовзрывные волны - возмущения, распространяющиеся в грунте и вызывающие колебания оснований зданий и сооружений. Различают первичные сейсмовзрывные волны, распространяющиеся от места взрыва, и вторичные, в том числе генерируемые ВУВ.
14. Стехиометрическая смесь - смесь ГВС (ТВС), на каждый моль горючего вещества которой приходится необходимое количество молей кислорода для окисления, т.е. химическая реакция завершается полностью.
15. Сценарий - логическая последовательность взаимосвязанных состояний объекта или сложной технической системы, возможных при внешних воздействиях.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Руководство предназначено для выполнения инженерных оценок опасности аварийных взрывов на потенциально опасных объектах.
1.2. В Руководстве рассматриваются взрывы, возникающие на стационарных и перемещающихся источниках аварийных взрывов.
1.3. Руководство развивает основные положения и требования нормативного документа "Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на ядерно- и радиационно опасные объекты" и положений руководства по безопасности МАГАТЭ N 50-SG-D5 в части определения параметров механического действия взрывов на объектах, внешних по отношению к важным для безопасности зданиям, сооружениям, системам и элементам ОИАЭ.
1.4. В Руководстве содержатся практические рекомендации по обследованию района и площадки ОИАЭ, сбору и обработке информации об источниках аварийных взрывов, выбору расчетных моделей и методик для определения параметров воздействий, а также инженерные методики, примеры расчета, справочные данные.
1.5. Руководство не содержит положений для проведения оценок опасности ядерных взрывов, а также взрывов от неустановленных источников, инициируемых диверсионными действиями вблизи ОИАЭ или внутри зданий и сооружений ОИАЭ.
1.6. Руководство не содержит положений, рекомендаций и методик по определению параметров ВУВ, затекающих во внутренние объемы помещений.
Если установлено, что может иметь место затекание ВУВ в помещения зданий и сооружений ОИАЭ, важных для безопасности, необходимо анализировать нагрузки от затекающих ВУВ на системы и элементы, важные для безопасности, и последствия, возникающие при этом, на безопасность ОИАЭ, руководствуясь для этого требованиями специального нормативного документа.
1.7. Руководство рекомендуется для специалистов системы Госатомнадзора России в экспертных целях и для эксплуатирующих организаций ОИАЭ.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ НА ОБЪЕКТАХ
2.1. Объекты на площадке ОИАЭ и на исследуемой территории вблизи ОИАЭ включаются в перечень потенциальных источников аварийных взрывов при наличии у них следующего:
* конденсированных ВВ (независимо от массы и способа использования);
* жидких или газообразных энергоносителей в резервуарах (независимо от вида энергоносителя, способа его использования и объема резервуара);
* сосудов (резервуаров) с газами под давлением.
2.2. В качестве объектов, содержащих потенциальные источники аварийных взрывов, следует рассматривать (перечень неисчерпывающий):
* компоненты химических и нефтеперегонных комплексов;
* хранилища энергоносителей (жидких и газообразных) и ВВ;
* транспортные магистрали (воздушные, наземные, водные);
* транспортные сооружения (доки, терминалы, причалы, порты);
* буровые вышки, нефтяные скважины;
* шахты, карьеры;
* трубопроводы для перекачки жидких и газообразных энергоносителей;
* объекты оборонного комплекса.
2.3. Рекомендуется принимать радиус исследуемой зоны относительно периметра ограды площадки ОИАЭ не менее 5 км для ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов; и не менее 2 км - для радиационных источников.
Необходимо рассматривать и учитывать при анализе опасности аварийных взрывов объекты оборонного комплекса, нефтяные терминалы, магистральные нефте- и газопроводы, другие объекты, характеризующиеся высокими показателями риска взрыво- и пожароопасности, если они находятся в пределах 10-ти километровой зоны относительно периметра ограды площадки ОИАЭ.
На этапе размещения ОИАЭ рекомендуется их дистанционирование от объектов оборонного комплекса, а также других взрывоопасных объектов, характеризующихся высокими показателями риска, на расстояния более 10 км.
2.4. При описании потенциальных источников аварийных взрывов на объектах, следует использовать документацию, относящуюся ко всем аспектам их функционирования, включая инструкции по эксплуатации.
2.5. Сведения о наличии и характеристиках потенциальных источников аварийных взрывов на объектах следует получать при обследовании района и площадки размещения ОИАЭ. Она должна быть согласована административными органами, контролирующими и эксплуатирующими эти объекты.
2.6. При анализе потенциальных источников аварийных взрывов следует принимать во внимание:
* характеристики источника (объем, масса, тротиловый эквивалент ВВ);
* месторасположение источника (удаленность от ОИАЭ, рельеф местности, наличие заграждений, естественных и искусственных препятствий и прочие факторы);
* особенности хранения ВВ (тип и конструкция хранилища, размещение ВВ в хранилище, высота хранилища над поверхностью земли, наличие мер по предупреждению взрыва);
* возможные внешние исходные события для инициирования взрыва на объектах;
* другую информацию, позволяющую уточнить расчетную модель взрыва и возможные последствия от его механического действия.
2.7. Для определения степени опасности потенциальных источников аварийных взрывов на объектах полезна следующая информация:
* данные о количествах опасных материалов;
* параметры технологических процессов;
* максимальные объемы резервуаров, складов и других хранилищ;
* технические характеристики трубопроводов (маршруты, конструкции, изолирующие системы, эксплуатационные условия);
* наличие (отсутствие) аварий на анализируемом объекте - источники, сценарии их протекания и предусмотренные системы предупреждения взрыва и/или последствий взрыва;
* возможность взаимодействия материалов, хранящихся на разных складах или применяемых в различных процессах;
* максимальное количество ВВ;
* данные о розе ветров и других метеорологических особенностях района;
* физико-механические и динамические характеристики грунтов в данном районе.
2.8. При анализе взрывоопасности наземного, водного и воздушного транспорта следует обращать внимание на следующие факторы:
* порты, гавани, аэропорты, каналы, разъезды, автомобильные и железнодорожные (в том числе сортировочные) станции;
* характеристики грузопотоков в районе;
* типы и количества материалов, перевозимых транспортным средством по каждому маршруту;
* размеры транспортных резервуаров, скорость движения автотранспорта, сведения о системах погрузки автомобильного транспорта, развилках дорог и их перекрестках, интенсивности движения на дорогах, маршрутах движения транспорта вблизи площадки ОИАЭ;
* статистические данные о дорожно-транспортных происшествиях, в том числе со средствами, перевозящими взрывоопасные грузы, и их последствиях.
2.9. Отражать на генеральном плане площадки ОИАЭ и на ситуационном плане в пределах исследуемой территории размещение всех источников аварийных взрывов, выявленных на площадке ОИАЭ и на исследуемой зоне вблизи ОИАЭ (п. 2.3 Руководства), и указывать расстояния от них до зданий и сооружений ОИАЭ, важных для безопасности.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 267.
