Министерство образования и науки РФ

Томский государственный

архитектурно-строительный университет

Институт заочного и дистанционного обучения

АВАРИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИХ АНАЛИЗ

Методические указания к самостоятельной работе

Составитель Л.Н. Цветкова

Томск 2010

Аварии технических систем и их анализ: методические

указания / Сост. Л.Н. Цветкова. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. – 17 с.

Рецензент д.т.н. С.А. Карауш Редактор Е.Ю. Глотова Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине ФТД.05 «Аварии технических систем и их анализ» для студентов специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств». Могут быть использованы при изучении дисциплины «Защита в чрезвычайных ситуациях».

Печатаются по решению методического семинара кафедры охраны труда и окружающей среды. Протокол № 6 от 20.10.10.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо с 01.12. до 01.12. Оригинал макет подготовлен автором.

Подписано в печать Формат 6034. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.

Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 50 экз. Заказ № Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания содержат программу дисциплины «Аварии технических систем и их анализ», вопросы для выполнения самостоятельной работы и список рекомендованной литературы.

В процессе изучения дисциплины будущий специалист получает необходимые сведения об авариях технических систем и о факторах, являющихся причиной аварий. Знакомится с методами управления, уменьшающими вероятность появления аварий.

При проектировании сооружений специалист должен предусмотреть вероятные виды экстремальных воздействий, которые могут вызвать повреждения или разрушения. Такие воздействия связаны с природными и антропогенными катастрофами и авариями.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Цели и задачи дисциплины Цель преподавания дисциплины:

– дать специалистам теоретические знания и практические навыки, необходимые для идентификации возможных аварий на производстве;

– подготовить к участию в мероприятиях по предотвращению аварий на производстве.

Задачи преподавания дисциплины:

– формирование навыков в применении методик прогнозирования развития и оценки последствий аварий;

– изучение способов и систем мероприятий защиты промышленных объектов от аварий;

– получение основ знаний по принятию решений по защите промышленных объектов от последствий аварий, а также в ходе их ликвидации.

1.2. Распределение учебной нагрузки Фор- Курс Се- Объем Объем работы СРС Кон- КП, Итома местр часов студента с препо- троль- КР говый обу- по давателем ные кончения ГОС Все рабо- троль Из них ты го лек- лаб. пр.

ций раб. занятий Очно 3 5, 6 100 50 34 – 16 50 – – Зачет

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Программа учебной дисциплины предполагает освоение представленных ниже вопросов.

Предмет «Авария технических систем и их анализ». Комплексный характер дисциплины, ее задачи и связь с другими дисциплинами. Обязанности специалистов в обеспечении безопасности человека, сохранении среды обитания, рациональном использовании материальных и энергетических ресурсов в условиях аварии.

Актуальность и аспекты проблем аварий технических систем, мировая и российская статистика. Система «человек – машина», основы оптимального взаимодействия. Критерии негативного воздействия аварий (сокращение продолжительности жизни, материальный ущерб и др.). Нарушение устойчивого развития экономики, неконтролируемый выход энергии, ошибочные действия человека.

Содержание курса, основные понятия: техническая система, опасность, авария и др. Аварии технических систем и их типы. Статистика и характеристика современных аварий.

Техногенные аварии и их классификация. Технические системы и их характеристики. Основные источники техногенных аварий по видам ведомственной принадлежности. Прогнозирование параметров опасных зон.

Аварии на пожароопасных объектах и их классификация.

Параметры пожаров. Поражающие факторы при пожаре и методы их прогнозирования. Общая характеристика внутренних пожаров, стадии пожара в помещении.

Открытые пожары. Особенности пожаров нефтепродуктов.

Ядерный взрыв и его световое излучение как источник пожаров.

Современные первичные средства пожаротушения. Обеспечение пожарной безопасности при возведении и эксплуатации производственных зданий и сооружений.

Аварии на взрывоопасных объектах. Взрывоопасные вещества и смеси на производстве. Классификация взрывных веществ. Взрыв и его основные поражающие факторы, воздействие их на сооружения и людей. Виды аварийных взрывов.

Источники и причины аварийных взрывов. Взрывные вещества и средства взрывания. Основы взрывной безопасности.

Виды оружия массового поражения. Аварии при изготовлении и утилизации средств вооружения.

Мониторинг при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. Методы оценки риска аварий в городах. Аварии в промышленных зданиях. Обрушение зданий. Методика оценки физической устойчивости производственных зданий.

Безопасность осмотра мест происшествий при авариях.

Оказание неотложной помощи при несчастных случаях.

Транспортные аварии: на железных дорогах, на водном и воздушном транспорте. Аварии на трубопроводах. Оценка устойчивости к взрывам.

Аварии, связанные с использованием радиоактивных веществ (РВ). Аварии на атомных электростанциях (АЭС) и предприятиях ядерного топливного цикла (ЯТЦ), в Томске-7.

Управляемая термоядерная реакция. Принцип действия ядерного реактора.

Аварии на предприятиях химической промышленности.

Классификация вредных веществ. Характеристики наиболее часто используемых ядовитых веществ и их воздействие на людей.

Закон о техническом регулировании. Нормативное обеспечение мониторинга.

Риск, прогнозирование аварий и их предупреждение. Инженерная разведка районов аварий и локализация очагов поражения.

Основные направления снижения потенциальной опасности промышленных объектов. Характеристика очагов поражения, возникающих в условиях аварий.

Основные положения экономической безопасности государства. Мониторинг, как всемирная система безопасности.

Инженерный метод определения степени взрывоопасности объекта. Оценка последствий воздействия воздушной взрывной волны на сооружения.

Противоаварийная устойчивость предприятия. Роль митигационных мероприятий. Законы и нормативные документы, обеспечивающие безопасность.

Источники и уровни различных видов энергии естественного и антропогенного происхождения, их эволюция. Неконтролируемый выход энергии как причина негативного воздействия на человека и среду обитания. Классификация негативных факторов. Зоны аварий, вероятность, тяжесть последствий.

3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

3.1. Методические рекомендации студентам по самостоятельной работе и изучению дисциплины Изучать дисциплину следует в последовательности, указанной в рабочей учебной программе. Рекомендуется при этом использовать учебники, конспекты лекций, нормативную и специальную литературу [1–8], а также ознакомиться с проектами предприятий и производств, организации строительства, в которых наиболее полно отражены вопросы безопасности. Глубина проработки материала контролируется вопросами к итоговому контролю знаний по дисциплине (см. п. 4) и тестами (см. п. 5).

3.2. Объем и структура самостоятельной работы 1 Описать хронологию событий одной из аварий, мероприятия по ликвидации её последствий, причины, мероприятия по предупреждению 2 Взрывчатые вещества и средства взрывания. Меры безопасности при работе с ними 3 Безопасность осмотра мест происшествий при пожарах и взрывах. Оказание неотложной помощи при несчастных случаях (пример привести по усмотрению студента) 4 Основные направления снижения потенциальной опасности промышленных объектов (см. п. 3.3.) 6 Подготовка тестов по материалам лекций 3.3. Задание для самостоятельной работы 1. Написать реферат или эссе по заданным темам (см. п.

3.2), указать используемую литературу.

2. Определить основные характеристики отдельных видов аварий согласно варианту из приведенной ниже таблицы (подробнее см. п. 3.2).

Номера вариантов заданий для выполнения 2 При транспортировании опасных веществ 3 Аварии на химически опасном объекте (ХОО) 7 Аварии на биологически опасном объекте

4. ВОПРОСЫ К ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ

ЗНАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВАРИИ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

1. Техногенные аварии, их причины.

2. Классификация радиационно-опасных объектов 4. Аварии на коммунальных системах обеспечения.

5. Основы тушения пожара.

6. Причины возникновения аварий с выбросом опасных химических веществ (ОХВ).

7. Аварии с выбросом радиоактивных веществ. Критерии, причины.

8. Классификация аварийно химически опасных веществ 9. Опасные факторы пожара и взрыва.

10. Типы выбросов ОХВ в окружающую среду.

11. Схема ядерного топливного цикла.

12. Хранение и транспортировка АХОВ.

13. Авария на ЧАЭС.

14. Внезапное обрушение зданий.

15. Пожары и взрывы. Причины и критерии.

16. Виды разрушений ХОО. Негативные факторы при аварии на ХОО.

17. Критерии техногенных аварий и ЧС.

18. Хронология развития радиационной аварии.

19. Транспортные аварии. Особенности и причины.

20. Патологические эффекты облучения.

21. Авария на «Титанике», её причины и последствия.

22. Аварии с выбросом СДЯВ. Критерии, причины, особенности.

23. Локализация аварии на ЧАЭС.

24. Закономерности возникновения техногенных аварий и их связь с природными процессами.

25. Пожары, актуальность проблемы. Фазы пожара.

26. Пожары. Системы противопожарной защиты.

27. Соотношение доз облучения и последствий.

28. Основные причины неудачных решений по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.

29. Методы и способы локализации загрязнений радиоактивными веществами.

30. Уязвимость при техногенных авариях. Возможные меры по уменьшению риска.

31. Риск аварий в городах.

32. Аварии на железных дорогах.

33. Инженерная разведка районов аварий.

34. Аварии на трубопроводах. Оценка устойчивости к взрывам.

35. Оказание первой доврачебной помощи пострадавшим (пример привести по усмотрению студента).

5. ОСТАТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВАРИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

п.п.

1 Авария – а) экстремальное событие техноэто … генного происхождения, повлекшее за собой человеческие жертвы собой многочисленные человеческие жертвы и значительный материальный ущерб;

2 Причины техно- а) конструктивные ошибки, износ генных аварий … оборудования, ошибки персонала;

3 Аварии на АС а) локальные, местные, средние, подразделяются крупные, катастрофические;

на категории … б) локальные, местные, средние, 4 Причины пожаров а) бывают электрического п.п.

5 Пожары и взрывы а) если погибло 2 и более человек, будут отнесены к пострадало 10 и более человек;

категории ЧС … б) если загрязнение ОС более ПДК;

в) если они произошли на радиационно, химически или биологически опасном объекте;

6 Запроектные ава- а) те, которые не могут быть локарии – это … лизованы системами внутренней 7 Опасные факторы а) открытый огонь, токсичные пропожара – это … дукты горения, дым, ударная волна;

8 Горение может а) охлаждение, разбавление, быть прекращено изоляция;

следующими спо- б) использованием огнетушителей;

9 Аварии с выбросом а) АЭС, на предприятиях ядерного радиоактивных ве- топливного цикла (ЯТЦ) и т. п.;

ществ могут про- б) на транспортных средствах;

исходить на … в) факторы, указанные в а) и б) 10 Методы локализа- а) поглощения, коагуляции;

ции очага радиаци- б) удаления, изоляции, связывания;

онной аварии … в) экранирования п.п.

11 Основные причи- а) отсутствие опыта, неоправданны принятия не- ное засекречивание информации, удачных решений разрозненность знаний;

по локализации б) плохая преемственность при аварии на ЧАЭС смене руководства и исполнителей;

12 Причины аварии а) роковое сочетание объективных 13 Какие зоны могут а) зоны промышленного риска;

быть выявлены б) зоны с плохой инфраструктупри авариях? рой;

14 Причины внезап- а) нарушение правил строительноного обрушения монтажных работ и технической 15 Особенность хи- а) внезапности проявления;

мической аварии б) способности распространяться заключается в … на значительные территории;

16 Факторы, повы- а) факторы, указанные в б) и в);

шающие уязви- б) запасы токсических веществ;

мость населения в) отсутствие экологического конгородов при ава- троля и достаточных средств для

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гришин, А.М. Моделирование и прогноз катастроф:

учеб. пособие / А.М. Гришин. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. – 524 с.

2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: учебное пособие / под ред. К.Е. Кочеткова, В.А. Котляровского, А.В. Забегаева. – М.: АСВ, 2003. – 406 с.

3. Воронов, Е.Т. Чрезвычайные ситуации мирного времени:

учебное пособие / Е.Т. Воронов. – Чита: БИ, 2003. – 209 с.

4. Журналы: «Проблемы безопасности при ЧС», «Гражданская защита» и др.

5. Михайлов, Л.А. Чрезвычайные ситуации природного, техногенного и социального характера, защита от них / Л.А. Михайлов. – СПб.: ПИТЕР, 2008. – 234 с.

6. Безопасность жизнедеятельности и медицина катастроф / под ред. Киршина Н.М. – М.: Академия, 2008. – 320 с.

7. Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.С. Мастрюков. – М.: Академия, 2009. – 336 с.

8. Вишняков, Я.Д. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях:

учебное пособие для вузов / Я.Д. Вишняков. – М.: Академия, 2009. – 304 с.

1. Стилвелл, А. Техника выживания в экстремальных условиях / А. Стилвелл. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001. – 347 с.

2. Гринин, А.С. Экологическая безопасность. Защита территорий и населения при чрезвычайных ситуациях: учебное пособие/ А.С. Гринин, В.Н. Новиков. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 336 с.

ГЛОССАРИЙ

Настоящий глоссарий содержит термины, встречающиеся при изучении дисциплины «Аварии технических систем и их анализ». Приводятся различные случаи употребления терминов, с которыми могут столкнуться изучающие данную дисциплину.

Экстремальная ситуация – воздействие на человека опасных и вредных факторов, приведших к несчастному случаю или чрезмерному отрицательному воздействию.

Авария – это экстремальное событие техногенного происхождения, неожиданный выход из строя машин, транспортного средства, приводящее к материальному ущербу и человеческим жертвам.

Аварии – термин, в широком смысле относящийся к конкретному следствию катастрофы. Однако авария может характеризовать и локальный эффект. Так, на предприятиях аварии могут быть следствием отклонения от нормального технического режима. Особую опасность представляют химические, взрывоопасные производства и т. п., что связано с вероятностью особых воздействий. Важно оценить результаты возможных последствий при аварии на конкретном объекте и принять меры по предотвращению их.

Последствия при аварии:

– утечки газов и распространение токсичных дымов;

– нарушение технологических процессов, связанных с вредными веществами или опасными методами обработки;

– воздействие статического электричества, шаровой молнии, тепловая радиация при пожарах;

– нагрев и испарение жидкостей из емкостей и поддонов;

– рассеивание продуктов горения во внутренних помещениях, токсическое воздействие их и других реакций.

– пожары и взрывы в колодцах, цистернах и т. п.;

Аварийный удар – это результат динамического контактного взаимодействия твердых тел. Аварийным ударам подвергаются конструкции сооружений при обрыве стропа, небрежном закреплении груза, наездах транспортных средств, взрывах, обрушениях, землетрясениях и пр.

Принципы, которыми следует руководствоваться при любой аварии:

– не выпускать из под контроля себя и то, что происходит вокруг;

– не закрывать глаза;

– пытаться ограничить воздействие среды до минимума, избегать при движении прямого удара, вращаться, переворачиваться, чтобы действие сил распределилось;

– стараться прикрыть себя – чем угодно. Защитить голову и шею предплечьем.

– быть активным, нет ничего худшего, чем пассивно ожидать своей участи.

Токсичные продукты горения Зона задымления состоит из азота, оксида углерода (СО), углекислого газа (СО2) и других продуктов горения полимеров.

Опасность воздействия СО заключается в том, что он в 200– раз лучше, чем кислород, реагирует с гемоглобином крови, образует при этом карбоксигемоглобин (СОН3), неспособный переносить кислород тканям организма, в результате наступает кислородное голодание, гипоксия ткани. С кислородом СО может образовать взрывоопасные смеси.

Опасность СО2 состоит и в том, что он замещает кислород в крови, ускоряет дыхание, что приводит к ингаляции большого количества других газов.

Оценка инженерной обстановки – это определение степени разрушения зданий и сооружений, состояние дорог и проездов, оказавшихся в очаге поражения, наличия местных и сплошных завалов.

Самовоспламенение (тепловой взрыв) возникает при внутреннем подогреве горючего вещества в результате химических процессов. Температура самовоспламенения зависит от различных факторов: состава и объема горючей смеси, давления и пр. Большинство газов и жидкостей воспламеняется при 400– 700 оС, а твердых тел (дерева, угля, торфа и т. п.) – при 250– оС. Увеличение содержания кислорода в веществах и уменьшение содержания углерода снижают температуру самовоспламенения.

Распределение обязанностей между должностными лицами, участвующими в ликвидации последствий аварии, ЧС 1. Ответственным руководителем работ (ОРР) по ликвидации крупных аварий, охватывающих несколько цехов, назначается главный инженер объекта экономики (ОЭ). Вмешиваться в действия ОРР категорически запрещается.

2. При явно неправильных действиях ОРР вышестоящий непосредственный начальник имеет право его отстранить и принять на себя руководство ликвидацией аварии или назначить для этого другое должностное лицо.

3. До прибытия ОРР к месту аварии спасением людей и работами руководит диспетчер (дежурный, начальник смены или старший оператор).

4. Прибывшие для ликвидации аварий лица докладывают о своем прибытии ОРР и по его указанию приступают к исполнению обязанностей.

5. При направлении исполнителей для выполнения работ в газоопасных местах, во главе каждой бригады ставят специалиста цеха и газоспасательной службы. Одного из них назначают старшим – ответственным исполнителем. Ему выдается наряд допуск, в котором указываются фамилии работающих, дата, место работы и её характер, результаты анализа воздуха, взятого перед началом работы, основные правила безопасности.

Обязанности ответственного руководителя работ по ликвидации последствий аварии, ЧС 1. Ознакомившись с обстановкой, немедленно приступает к выполнению мероприятий, предусмотренных планом ликвидации аварии.

2. Организует командный пункт (КП), сообщает о месте его расположения и постоянно находится на нем. Не допускает присутствия на КП лиц, не задействованных непосредственно в ликвидации аварии.

3. Проверяет надежность оповещения служб, а также остальных должностных лиц в соответствии со схемой оповещения.

4. Контролирует выполнение своих распоряжений, заданий и мероприятий, предусмотренных планами. Уточняет число людей, их местонахождение и состояние.

5. При аварии продолжительностью более 1 ч с начальниками газоспасательной и пожарной служб разрабатывает план спасения людей с выдачей им письменных заданий.

6. Дает указание об удалении людей из опасных мест, о выставлении постов для охраны зоны аварии, контролирует работу связи, назначает лицо для ведения оперативного журнала.

7. Докладывает по команде об обстановке и при необходимости просит вызвать на помощь необходимые силы и средства.

8. Дает разрешение на проведение ремонтно-восстановительных работ и пуск производства.

Обязанности руководителя объекта 1. Немедленно прибыть на объект и сообщить об этом ответственному руководителю работ (ОРР).

2. Организует оказание своевременной помощи пострадавшим. При аварийных работах, длящихся более 6 ч, организует горячее питание.

3. Обеспечивает работу складов по выдаче материалов и инструмента. Руководит работой транспорта.

4. По запросу ОРР принимает меры по привлечению опытных специалистов в бригады для дежурства и выполнения работ, связанных с аварией, и обеспечению их необходимыми ресурсами.

5. Информирует соответствующие организации о характере аварии и ходе спасательных работ.