Прогнозирование последствий несанкционированных взрывов и разработка мер безопасности от терактов

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ННГАСУ)

Кафедра Гражданской обороны

Расчетно-графическая

работа

по учебной дисциплине гражданская оборона

Тема: «Прогнозирование последствий

несанкционированных взрывов и разработка мер безопасности от терактов»

         Выполнил:                                                              студент з/о гр. ЭУНз07-1

                                                                                          Грибков А.В.

         Принял:                                                                   Лоскутов Э.Е.

Нижний Новгород

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………………..3

Исходные данные…………………………………………………………………4

Задание…………………………………………………………………………….4

1.      Краткая характеристика взрывов и  их поражающих факторов ……….5

2.      Расчет избыточных давлений при взрыве конденсированного взрывчатого вещества …………………………………………………….7

3.      Оценка поражающего действия взрывов на объекты экономики и население ……………………………….………………………………....10

4.      Простейшие меры и правила защиты и самозащиты от терактов……..13

Заключение…………………………………………………………………..…...17

Литература………………………………………………………………….…....18

Введение

В последние 15-20 лет  тема трагических событии и катастроф, вызванных взрывами стала особенно актуальной. Ежегодно на территории страны возникают сотни ЧС,  источниками которых являются аварийные взрывы. Они приводят к многочисленным человеческим жертвам, пожарам, разрушениям и повреждениям зданий и сооружений.

В данной работе, выполненной на основе анализа учебной и справочной литературы, рассмотрены взрывы, их характеристики поражающее действие взрывов, приведены математические зависимости и результаты расчетов по ним избыточных давлений. По полученным данным составлены графики, отражающие степень воздействия поражающих факторов взрывов на людей и объекты экономики и привели рекомендации по мере защиты от терактов.

Исходные данные

Персонал организации работает в 2 этажных каркасных панельных производственных зданиях и проживает в 5 этажных кирпичных домах. (Высота одного этажа зданий: производственных - 5 м, жилых - 3 м).

Задание

1)     Дать краткую характеристику взрывов и их поражающих факторов.

2)     Выполнить инженерные расчеты избыточных давлений во фронте ударной волны наземного взрыва 24 кг гексогена на расстояниях от центра взрыва 3 м, 5 м  и  далее с интервалом 10 м до безопасного расстояния для незащищенного человека.

3)     Аналитически, графически и на этой основе логически оценить поражающее действие взрывов на производственные и административно-бытовые здания и на людей.

4)     Разработать меры и правила защиты и самозащиты от терактов.

1.      Краткая характеристика взрывов и 

их поражающих факторов

Взрыв - это процесс быстрого высвобождения энергии с формированием избыточного давления и выделением большого количества тепла. Такой процесс сопровождается сильным звуковым эффектом (хлопком, шумом, грохотом). Он несет потенциальную опасность поражения людей, обладает разрушительной способностью и может стать источником чрезвычайной ситуации.

В условиях мирного времени взрывы подразделяют по нескольким признакам:

- по происхождению:

      преднамеренные;

      случайные (аварийные).

               - в зависимости от среды, в которой произошел взрыв:

            воздушные;

            наземные;

            подземные;

            подвальные.

    - по виду взрывчатого вещества (ВВ):

      взрывы конденсированных ВВ;

      взрыва газопаровоздушных смесей (ГПВС);

      взрывы пылевоздушных смесей (ПВС) - аэрозолей.

Практика показывает, что при террористических взрывах чаще всего используются конденсированные ВВ (тротил, гексоген, пластит и др.). Необходимое и достаточное условие для осуществления любого взрыва являются два одновременно действующих фактора - наличие ВВ и инициатора взрыва (детонатора).

Основным поражающим фактором любого взрыва (кроме ядерного) являются воздушная ударная волна, тепловая радиации, осколки разрушаемых оболочек боеприпасов (ВВ) и конструкций зданий и сооружений. Поражающий эффект может усиливаться при возникновении пожаров и вторичных взрывов результате воздействия первичного взрыва (т.н. эффект «домино»).

Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра  (эпицентра) взрыва с высокой скоростью. Наибольшее давление возникает в передней границе сжатой области, называемой фронтом ударной волны. По мере удаления от места взрыва давление, а, следовательно, и поражающая сила ударной волны заметно снижаются.

Тепловая радиация. В центре (эпицентре) взрыва, в зависимости от его мощности, температура окружающей среды может достигать 1500оС и выше. Любой пожар сопровождается высокими температурами, выделением и распространением продуктов сгорания и газовых обменов. Все это приводит к повреждению и разрушению зданий и различных объектов.

Таким образом, в силу сложившихся обстоятельств, в стране сохраняется реальная опасность несанкционированных взрывов, особенно террористических. Любой такой взрыв несет потенциальную опасность поражения людей, приводит к разрушениям и повреждениям зданий и сооружений и к нарушению условий жизнедеятельности населения.

2. Расчет избыточных давлений при взрыве конденсированного взрывчатого вещества

Наиболее распространенным промышленными конденсированными взрывчатыми веществами являются тротил, гексоген, дымный порох, пироксилин, аммотол и др. По заданию используем гексоген.

Основным параметром, определяющим поражающее действие такого взрыва на людей и объекты является избыточное давление во фронте воздушной ударной волны (). Для практических расчетов избыточных давлений при взрывах конденсированных взрывчатых веществ используем формулу М.А.Садовского для наземного взрыва:

                                ,  МПа,                               (1)

где МТ - масса ВВ в тротиловом эквиваленте, кг;

       Х - расстояние от центра (эпицентра) взрыва, м;

                                                МТ = КТ ∙ МВ , кг                                                     (2)

где КТ - удельный тротиловый эквивалент данного ВВ. Для гексогена    он равен 1,3;

       МВ - масса ВВ, кг.

Использую заданные исходные данные:

         МТ = 1,3·24 = 31,2 кг гексогена;

         Х=3;5 и 10 м от центра взрыва, по формуле (1) рассчитываем избыточные давления на различных расстояниях. Получим:

       МПа,

       МПа,

       МПа.

Приближенную оценку радиуса безопасного действия воздушной ударной волны наземного взрыва на незащищенного человека (RБ) определяем по формуле:

                                      ,   м,                                                    (3)

где КБ = 18 - для людей, находящихся на открытой местности.

По формуле (3):

Температура (ТФ, К) на фронте ударной волны для взрыва в открытом пространстве рассчитываем по формуле:

                   К                                      (4)

                                или     оС,

где Кед - переводной коэффициент, учитывающий единицу измерения

давления. Кед -10 для МПА.

;

;

;

;

;

;

;

           .

По результатам расчетов построим график зависимости величины избыточного давления  от расстояний , показанный на рис.1.

Рис.1 График зависимостей избыточных давлений и температур от расстояний до центра взрыва

Сделаем следующие выводы, анализируя полученные результаты и график:

1.      Избыточное давление во фронте ударной волны резко уменьшается с увеличением расстояния от центра взрыва.

2.      Поскольку температура во фронте волны при прочих равных условиях,  зависит от величины избыточного давления, то  с увеличением расстояния и она уменьшается по тому же закону.

3.      Для незащищенных людей от избыточного давления радиус безопасности такого взрыва составляет 56 метров.

3. Оценка поражающего действия  взрывов на объекты

экономики и население

При всех прочих равных условиях, избыточное давление ударной волны взрыва (), при котором следует ожидать ту или иную степень разрушения зданий и сооружений определяется по формулам:

  - для производственных зданий;        (5)

- для общественных, административных   (6)

                                                  и жилых зданий

Т а б л и ц а   1