2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева» (СибГАУ) Т.А. Саулова, В.И. Бас, В.В. Ничепорчук УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях Электронное издание Практикум для бакалавров направлений подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» профиля «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и 44.03.01 «Профессиональное обучение» профиля «Безопасность жизнедеятельности» очной формы обучения Красноярск 2016 3 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева» (СибГАУ) Т.А. Саулова, В.И. Бас, В.В. Ничепорчук УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях Электронное издание Практикум для бакалавров направлений подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» профиля «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и 44.03.01 «Профессиональное обучение» профиля «Безопасность жизнедеятельности» очной формы обучения Красноярск 2016 4 УДК- 614.8 (075.32) Управление техносферной безопасностью. Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях: практикум для бакалавров направлений подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» профиля «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» » и 44.03.01 «Профессиональное обучение» профиля «Безопасность жизнедеятельности» очной формы обучения. – Красноярск: СибГАУ, 2016. – 65 с. Составители: доцент Саулова Татьяна Алексеевна доцент Бас Виталий Иванович доцент Ничепорчук Валерий Васильевич Доля участия авторов: Ф.И.О. авторов Саулова Т.А. Бас В.И. Ничепорчук В.В. Объём работы, стр. Доля участия из 1 21 7 1 0,70 0,25 0,05 Практикум разработан в соответствии с содержанием третьего модуля «Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях» рабочей программы дисциплины «Управление техносферной безопасностью». Содержит теоретическую часть, в которой изложены формулы и справочный материал, и практическую часть, включающую сборник заданий по вариантам и ситуационные задачи. Рецензент: доцент Романова методический совет СибГАУ). Нина Александровна Авторская редакция © Саулова Т. А., Бас В.И., Ничепорчук В.В. © ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнёва», 2016 (научно- 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение……………………………………………………………………….. Общие положения по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ при чрезвычайных ситуациях…..………………………. Теоретическая часть. Методики расчетов.......…………………………… 1 Методика расчета параметров смертности людей……………………. 2 Методика расчета вероятности возникновения пожаров…………….. 3 Методика расчета сил и средств для спасания людей при пожарах в многоэтажных зданиях и сооружениях…………………… 3.1 Спасение людей при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы………………………………… 3.2 Спасание людей способом выноса на руках……………………… 3.3 Спасание людей при помощи спасательной веревки…………….. 4 Защита личного состава от внешнего обучения при проведении АСР в условиях выброса радионуклидов………………………….. 5 Методика расчета сил и средств для дегазации паров аммиака и хлора (АХОВ) при их выбросе в окружающую среду………………. 6 Методика расчета параметров гидроэлеваторной системы для откачки проливов опасных жидкостей………………………………... 7 Методика расчета потребности в силах и средствах для проведения АСДНР при разрушениях зданий……………………… 7.1 Расчет сил и средств деблокирования пострадавших из-под завала………………………………………………………………. 7.2 Определение количества личного состава, необходимого для комплектования сводных механизированных групп……… 7.3 Расчет сил и средств для вскрытия убежищ и укрытий………… 7.4 Расчет сил для оказания медицинской помощи, локализации и тушения пожаров и других работ…………………………. Практическая часть. Примеры задач.....………………………………… 8. Расчет параметров смертности людей………………………………. 9 Расчет вероятности возникновения пожаров……………………….. 10 Расчет сил и средств для спасания людей при пожарах в многоэтажных зданиях и сооружениях…………………………….... 10.1 Спасение людей при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы………………………… 10.2 Спасание людей способом выноса на руках…………………….. 10.3 Спасание людей при помощи спасательной веревки…………… 11 Защита личного состава от внешнего обучения при проведении АСР в условиях выброса радионуклидов……………… 12 Расчет сил и средств для осаждения водой паров аммиака и хлора (АХОВ) при их выбросе в окружающую среду……………… 13 Расчет параметров гидроэлеваторной системы для откачки проливов опасных жидкостей……………………………………………. 4 6 12 12 14 14 14 16 17 20 22 23 26 26 28 31 32 36 36 38 40 40 43 45 49 53 54 3 Библиографический список………………………………………………. Перечень принятых сокращений ……………. Приложение А (обязательное) Значения гамма-функции ………………… Приложение Б (обязательное) Квантиль интеграла……………………….. Приложение В (справочное) Ключевые слова…………………………….. 58 59 60 63 64 4 Введение Практикум разработан по модулю 3 «Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях» дисциплины «Управление техносферной безопасностью», изучаемой в седьмом семестре, промежуточный контроль осуществляется в форме экзамена. В результате изучения дисциплины студент должен: знать: - систему управления безопасностью в техносфере; уметь: - применять методы анализа и синтеза исполнительных механизмов управления безопасностью; владеть: - понятийно-терминологическим аппаратом в области безопасности. Перечень формируемых в результате изучения дисциплины компетенций обучающихся: - социального взаимодействия: способностью использования эмоциональных и волевых особенностей психологии личности, готовность к сотрудничеству, расовой, национальной, религиозной терпимости, умением погашать конфликты, способностью к социальной адаптации, коммуникабельностью, толерантностью (ОК-5); - способности организовать свою работу ради достижения поставленных целей; готовность к использованию инновационных идей (ОК-6); - владения культурой безопасности и риск-ориентированным мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности (ОК-7); - способности (ОК-9); принимать решения в пределах своих полномочий 5 - способности использовать организационно-управленческие навыки в профессиональной и социальной деятельности (ОК-15); - готовности к выполнению профессиональных функций при работе в коллективе (ПК-10). - способности ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности (ПК-19). Практикум содержит теоретическую и практическую части. В первой части изложены теоретические положения по планированию мероприятий по защите в чрезвычайных ситуациях - организации и ведению аварийно-спасательных работ, приведены методики расчетов, формулы и справочный материал с подробными комментариями и примерами расчетов. Вторая часть содержит ситуационные задачи, встречавшиеся или ожидаемые в практической деятельности. Для облегчения усвоения материала приводятся примеры решения некоторых типовых задач. В приложениях приведён справочный материал, необходимый для расчетов и ключевые слова. Решение задач помогает студенту глубже усвоить дисциплину, развивает способности к аналитическому мышлению, творческому отношению к решению проблем управления риском - планирования и подготовки необходимых сил и средств для оперативных действий в ЧС. Приобретая навыки решения задач в классе, обучаемый в дальнейшем вырабатывает способность быстро оценивать аварийную обстановку, требуемые для ее ликвидации силы и средства, и порядок действий при проведении аварийно-спасательных работ. Задачи для выполнения практических работ выбираются по усмотрению преподавателя. 6 Общие положения по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ в чрезвычайных ситуациях В основе организации аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) лежит заблаговременно разработанный план действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций предприятия (учреждения, организации). С возникновением природных и техногенных катастроф, при выявлении опасных загрязнений (заражений) окружающей среды органы управления и силы РСЧС приводятся в готовность, а также вводятся планы действий. Непосредственное руководство аварийно-спасательными и другими неотложными работами, координацией привлекаемых сил и средств осуществляет комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности предприятия (КЧС). Если масштабы чрезвычайной ситуации таковы, что объектовая комиссия не может самостоятельно справиться с ее локализацией и ликвидацией, она обращается за помощью к вышестоящей комиссии по чрезвычайным ситуациям. На объектовом уровне работу КЧС обеспечивает постоянно действующий штаб (отдел, сектор) ГОЧС или специально назначенное должностное лицо. Аварийно-спасательные и другие неотложные работы организуются и проводятся в соответствии с решением председателя КЧС объекта. Исходными данными для принятия решения на ликвидацию чрезвычайной ситуации являются: - задача, поставленная вышестоящим органом управления; - данные разведки об обстановке в зоне чрезвычайной ситуации; выводы из оценки обстановки; 7 - оценка возможностей имеющихся и прибывающих сил и средств ликвидации ЧС; - выводы из оценки местности, погоды, их возможного влияния на ход проведения АСДНР. Управление ликвидацией чрезвычайной ситуации организуется из единого центра на основе принципа централизации и ведется в интересах решения общей основной задачи - проведения АСДНР в кратчайшие сроки и с минимальным ущербом. Аварийно-спасательные и другие неотложные работы организуются и ведутся на основе единого замысла председателя КЧС объекта с предоставлением подчиненным инициативы в выборе конкретных методов и технологий проведения работ в соответствии с реальной обстановкой. Развертывание органов управления и наращивание привлекаемых сил и средств для проведения АСДНР осуществляется по мере приведения их в готовность и выдвижения к месту аварии или катастрофы. В первую подразделения очередь разведки в зону и чрезвычайной ситуации аварийно-спасательные вводятся формирования (подразделения) постоянной готовности объекта, а также оперативные группы органов управления ГОЧС. Срок их прибытия для проведения АСДНР - до 30 мин. Этими силами организуются разведка и первоочередные мероприятия по защите населения. Во втором эшелоне вводятся территориальные и ведомственные аварийно-спасательные формирования, с помощью которых организуется проведение полномасштабных аварийно-спасательных и других неотложных работ. Срок их прибытия в район бедствия - не более трех часов. 8 В дальнейшем при необходимости осуществляется наращивание сил и средств, привлекаемых к ликвидации чрезвычайной ситуации. Срок прибытия этих сил - от трех часов до нескольких суток. Проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ включает следующие основные мероприятия: - оповещение органов управления ГОЧС, рабочих и служащих объекта, а также населения прилегающих территорий, если они попадают в зону чрезвычайной ситуации; - проведение разведки в зоне чрезвычайной ситуации, оценка обстановки и прогнозирование ее развития; - локализация и ликвидация очагов пожаров; - установление режима доступа в зону ЧС, охрана общественного порядка в ней; - поиск и извлечение пострадавших из-под завалов, эвакуация их в места сбора пораженных; - оказание пострадавшим первой и медицинской помощи и эвакуация их в лечебные учреждения; - локализация и ликвидация аварий на коммунально-энергетических сетях; проделывание проходов и проездов в завалах и разборка завалов разрушенных зданий и сооружений; санитарная обработка участников ликвидации чрезвычайной ситуации; - обеззараживание, дезактивация территории объекта зданий, сооружений, техники, транспорта и имущества; - проведение других неотложных работ. Разведка осуществляется в целях уточнения обстановки, получения информации о состоянии пострадавших людей, характера их поражения, предполагаемых объемах АСДНР. Для ведения разведки из состава разведывательных и специальных подразделений и формирований назначаются разведывательные дозоры общей и специальной разведки. 9 Определение потребного количества разведывательных звеньев осуществляется по Методике расчета потребности в силах и средствах, приведенной в разделе 7. Важнейшей составной частью технологии ведения аварийно- спасательных и других неотложных работ является поиск пострадавших, который ведется разведывательными подразделениями, специальными поисковыми группами аварийно-спасательных формирований. После обнаружения пострадавших спасатели приступают к их извлечению из-под завалов разрушенных зданий и сооружений. Основными способами деблокирования пострадавших, находящихся в разрушенных зданиях и сооружениях, являются разборка завала сверху, сплошная горизонтальная его разборка или деблокирование путем устройства лазов в завале. Деблокирование пострадавших путем разборки завала применяется при нахождении пострадавших на небольшой глубине от поверхности завала. Эти работы, исходя из структуры завала, ведутся с использованием аварийно-спасательного инструмента. Деблокирование пострадавших путем сплошной горизонтальной разборки завалов применяется при нахождении пострадавших на значительной глубине от поверхности завала. При этом работы ведутся с использованием инженерной техники и аварийно-спасательного инструмента. Деблокирование пострадавших путем устройства лазов в завале осуществляется при наличии в завале пустот и полостей, позволяющих путем их расширения и фиксации неустойчивых элементов обеспечить доступ к пострадавшему и его эвакуацию из завала. При этом в основном используется аварийно-спасательный инструмент. Спасание пострадавших, блокированных в замкнутых заваленных помещениях, проводится путем пробивания проемов в стенах и 10 перекрытиях, устройства проходов к заваленным дверям и окнам. Пробивание проемов в стенах и перекрытиях с учетом их толщины осуществляется с использованием средств малой механизации. Спасание пострадавших, находящихся на верхних этажах разрушенных (горящих) зданий и сооружений, осуществляется: - по сохранившимся и временно восстановленным лестничным маршам; - с применением автоподъемников и автолестниц. Опыт ликвидации чрезвычайных ситуаций показывает, что спасание пострадавших при разрушении зданий и сооружений наиболее целесообразно проводить звеньями ручной разборки и спасательными механизированными группами. Состав звена ручной разборки и спасательной механизированной группы, а также расчет в их потребности для проведения АСДНР приведен в методике расчета потребных сил и средств в разделе 7. При пожарах спасание людей, заблокированных в горящих зданиях и сооружениях, проводится с использованием пожарных лестниц, автоподъемников и автовышек, а также с помощью спасательных рукавов. В крайних случаях применяется растянутый брезент или другой прочный материал в качестве ловушек при приземлении пострадавших, выпрыгивающих из горящих зданий с высоты до 8-10 м. При авариях на радиационно- или химически опасных объектах основными способами спасания людей являются вывод (вынос) пораженных из зон действия поражающих факторов, использование индивидуальных средств защиты, оказание своевременной медицинской помощи, удаление радиоактивных веществ или АХОВ с открытых участков кожного покрова, применение радиозащитных средств и антидотов. 11 В ходе аварийно-спасательных и других неотложных работ организуется и проводится всестороннее их обеспечение. Аварийно-спасательные и другие неотложные работы ведутся, как правило, непрерывно, днем и ночью, в любую погоду. При крупных авариях и катастрофах, больших объемах АСДНР и в сложных условиях их проведения работы организуются в 2-3 смены. Смена формирований (подразделений) проводится непосредственно на рабочих местах. При этом тяжелая инженерная техника обычно не выводится, а передается подразделению (формированию), прибывшему на смену, непосредственно на месте работ. Чрезвычайная ситуация считается ликвидированной, когда устранена или снижена до приемлемого уровня непосредственная угроза жизни и здоровью людей, локализовано или подавлено воздействие поражающих факторов. Решение о завершении АСДНР принимает руководитель работ (председатель КЧС), осуществлявший руководство ликвидацией чрезвычайной ситуации. 12 Теоретическая часть. Методики расчётов 1 Методика расчета параметров смертности людей Средний возраст tc людей, погибающих при авариях, катастрофах, стихийных бедствиях, несчастных случаях или умирающих от других причин: tc=а Г(1+1/ b)+с , (1) где а, b, с - параметры функции распределения возраста погибающих (умирающих) людей (таблица 1); Г - гамма-функция (приложение А, таблица А1). Среднее квадратическое отклонение от возраста погибающих (умирающих) людей (2) Доля F(T) людей, погибающих (умирающих) до возраста Т . (3) Доля R(T) людей, погибающих (умирающих) после возраста Т . (4) Среднее число N людей, погибающих (умирающих) в городе, регионе, стране за 1 год: N = Рп, (5) где Р - вероятность гибели (смерти) одного человека за 1 год (таблица 1); п - среднегодовая численность населения города, региона, страны. 13 Гамма-процентный доверительный интервал числа людей, погибающих (умирающих) в городе, регионе, стране за 1 год: (6) п+U (7) где N1, N2 – нижняя и верхняя границы доверительного интервала; U- квантиль интеграла вероятностей (определяется по таблице приложения Б из соотношения): Ф(U)= ℽ /2∙100. (8) Таблица 1 – Параметры функции распределения возраста людей, погибших (умерших) от некоторых причин в России в 2009-2011 гг. (без различия пола) Код причины смерти 1-15 16 19 20 25 26 29 17-31 1-31 Причина смерти Все болезни Старость Дорожнотранспортные происшествия Случайные отравления (в том числе алкоголем) Пожары Случайные утопления Несчастные случаи, cвязанные электричеством Все аварии, катастрофы, стихийные бедствия, несчастные случаи, убийства, самоубийства Все причины Параметры распределения a b c 73,13 27,61 3,16 4,90 0 60 Вероятность гибели (смерти) одного человека за 1 год 0,012200 0,000323 40,76 1,87 0 0,000180 48,06 45,45 32,70 1,98 1,52 1,44 0 0 0 0,000200 0,000098 0,000078 34,58 1,68 0 0,000011 46,58 70,74 2,07 2,90 0 0 0,001800 0,014000 14 2 Методика расчета вероятности возникновения пожаров Вероятность P (Nж) возникновения пожара с числом одновременных жертв Nж до 5 человек включительно за время t на объекте (в городе, регионе, стране) с номинальной численностью населения N P (Nж)=1-е-λ N t, (9) где λ- интенсивность потока пожаров определенного типа (таблица 2). Таблица 2 - Интенсивность потока пожаров в России, усредненная по статистическим данным за 2009-2010 гг∙ Поток пожаров с числом одновременных жертв Nж 0 или > 1 или > 2 или > 3 или > 4 или > 5 или > Nж Интенсивность потока пожаров λ, 1/чел∙ год λ Nж0Nж1Nж2Nж3Nж4Nж5- 1340∙ 10- 6 77∙ 10-6 13∙ 10-6 2,3∙ 10-6 0,6∙ 10-6 0,2∙ 10-6 λ0+ λ1+ λ2+ λ3+ λ4+ λ5+ Вероятность P(Nж) возникновения пожара с числом одновременных жертв N более 5 человек за время t на объекте (в городе, регионе, стране) с номинальной численностью населения N P (Nж)=(1- е-λ5+ N t ) exp[-(Nж – c / a)b], (10) где Nж - число одновременных жертв на пожаре; λ5+ интенсивность потока пожаров с числом одновременных жертв 5 или более человек; а, b, с - параметры распределения числа одновременных жертв на пожаре типа Nж5- (а = 14,81; b = 0,58; с = 5). 3 Методика расчета сил и средств для спасания людей при пожарах в многоэтажных зданиях и сооружениях 3.1 Спасание людей при помощи коленчатого подъемника, автолестницы эластичного рукава, 15 Суммарное время Tc спасательной операции по спасанию всех людей из всех мест сосредоточения при помощи одного средства спасания K1 K1 K1 K2 K2 ( K2 T= ∑t1+∑t2+∑ Тф +∑t4+∑t5+∑t6 , (11) где t1 - время приведения средства спасания в рабочее состояние в необходимом месте (в среднем 120 с); t2 - время подъема, поворота и выдвигания средства спасания к месту сосредоточения спасаемых людей: t2=h/ Vв , где h - высота выдвигания, м; VE - скорость выдвигания (в среднем 0,3 м/с); Тф - фактическое время спуска на землю всех спасаемых людей из одного места сосредоточения с помощью эластичного рукава или коленчатого подъемника: Тф = ПnhK , (12) где П - пропускная способность средства спасания (табл. 3); n число людей, терпящих бедствие при пожаре в одном месте сосредоточения на высоте h метров; K - коэффициент задержки, учитывающий увеличение времени спуска на землю за счет потерь времени при входе спасаемых людей в средство спасания (см. таблицу 3). Фактическое время Тф1 спуска на землю первого человека, спасаемого при помощи автолестницы: Тф1=6 Пh1 K. (13) Фактическое время Тфп спуска на землю n-го человека, спасаемого при помощи автолестницы: Тфп = Тф1 +6 Пh1 (n-1)K, где h1=3м - расстояние по вертикали (14) между людьми, спускающимися по лестнице; t4 - время сдвигания, поворота и опускания средства спасания (t4=t2); t5 - время приведения средства спасания в рабочее состояние (t5= t1). 16 Время передислокации средства спасания с одной позиции на другую: t6= S/ Vn , (15) где S - расстояние передислокации, м; Vn - скорость передислокации (0,5 м/с); К1 - число мест сосредоточения спасаемых людей; К2 - число передислокаций средства спасания с одной позиции на другую (К2= K1 - l). Количество Ncп средств спасания при требуемом времени проведения спасательной операции Тс по спасанию всех людей из всех мест сосредоточения: Ncп = Тс / t Тр , (15) где t Тр - время, по истечении которого хотя бы один опасный фактор пожара в месте сосредоточения спасаемых людей принимает опасное для жизни значение; рассчитывается для конкретных условий или обосновывается из опыта спасания людей в аналогичных ситуациях. Таблица 3 - Пропускная способность средств спасания Средство Условие Пропускная спасания использования способность П, с/(чел-м) Эластичный рукав Эластичный рукав Коленчатый подъемник Автолестница Установлен для спасания людей через окно Установлен в люльке коленчатого подъемника Спасание людей через окно Спасание людей с балкона Коэффициент задержки K 0,2 6 0,2 6 0,4 6 1,4 3 3.2 Спасание людей способом выноса на руках Число Nn пожарных, требуемых для проведения спасательной операции: Nn= А1 h Nс К3/ t Тр- Nс f; (16) 17 (17) где h - высота, м, от уровня земли, на которой находятся люди, терпящие бедствие при пожаре; Nc - число людей, нуждающихся в спасании способом выноса на руках; tТр - требуемое время проведения спасательной операции (время выноса всех спасаемых людей из здания или сооружения); f = 1 мин/чел. - коэффициент, учитывающий потери времени за счет образования очереди спасателей при их движении к месту и от места скопления спасаемых людей, а также при их снабжении СИЗОД; К3=1 - при работе пожарных без СИЗОД; К3=1,5 - при работе пожарных в СИЗОД. Физический смысл числа А1 выражает среднюю производительность одного пожарного (в числителе «человек»), который в течение 1,2 мин спускает одного спасаемого человека (в знаменателе «человек») на один метр по вертикали. При NП /Nс = 4 вероятность выполнения спасательной операции за время t Тр равна 0,25, при NП /Nс = 5 - 0,1, при NП /Nс > 6 - 0. Суммарное время Тс проведения спасательной операции (время выноса всех спасаемых людей из здания или сооружения) при вовлечении в нее имеющихся в наличии NПП пожарных: Тс= А1 h Nс К3/ NПП + Nс f. 3.3 (18) Спасание людей при помощи спасательной веревки Число NП пожарных, требуемых для проведения спасательной операции: NП= А2hNсК3К4/ t Тр - 0,15hК3; (19) (20) 18 где h - высота, м, от уровня земли, на которой находятся люди, терпящие бедствие при пожаре; Nc - число людей, нуждающихся в спасании при помощи спасательной веревки; tТр - требуемое время проведения спасательной операции (время спуска всех спасаемых людей на землю); 0,15 мин/метр - время подъема пожарных без СИЗОД на 1 м по вертикали; К4 = 2 - коэффициент, учитывающий время освобождения спасаемого человека от спасательной веревки, время подъема освободившейся веревки для повторного использования, время на непредвиденные обстоятельства. Физический смысл числа А2 выражает среднюю производительность одного пожарного (в числителе «человек»), который в течение 0,1 мин спускает одного спасаемого человека (в знаменателе «человек») на один метр по вертикали. При Nп /Nс = 4 вероятность выполнения спасательной операции за время tТр равно 0,25, при Nп /Nс= 5 - 0,1, при Nп /Nс> 6 - 0. Суммарное время Тс проведения спасательной операции при вовлечении в нее имеющихся в наличии Nпп пожарных: Тс = А2hNсК3К4/ Nпп - 0,15hК3; (21) Сам процесс спасания при пожарах в некоторых случаях может быть небезопасным для спасаемых людей. В таких случаях необходимо принимать меры, обеспечивающие безопасность спасаемого человека, в противном случае спасательная операция теряет свой смысл. Максимальное требуемое усилие Р, кг, с которым пожарный должен натянуть спасательную веревку для безопасного спуска спасаемого человека: P=P0 e-αƒ, (22) 19 где Р0 - масса спасаемого человека, кг; α - угол охвата спасательной веревки вокруг карабина, рад; f - коэффициент трения спасательной веревки по карабину (таблица 4). Таблица 4 - Коэффициенты трения спасательной веревки по стальному карабину Вид веревки Синтетическая сухая Пеньковая сухая Коэффициент трения, f 0,08 0,12 Необходимый угол α для безопасного спуска спасаемого человека: α=1/ f ∙lnPn/P (23) Необходимое число п оборотов спасательной веревки вокруг карабина: n= α/2ℼ (24) Вероятность Рпг гибели спасаемого человека в результате вдыхания дыма или токсичных продуктов горения в процессе его спуска с высоты (здание окутано дымом и продуктами горения): Рпг= Н/240V, (25) где Н - высота от земли, на которой находится спасаемый человек (3< Н< 240), м; V - скорость спуска спасаемого человека (V >1), м/с; 240 с время, в течение которого спасаемый человек находится в дыму и по истечении которого он погибает с вероятностью равной 1. Вероятность Ргу гибели спасаемого человека, спускающегося со скоростью V >3 м/с, при ударе о твердую поверхность балкона, подоконника или при приземлении: Ргу = 57,2∙106V2 + 0,9∙10-6eV - 448∙106. Вероятность (26) Рпгу реализации хотя бы одного из событий, выражаемых формулами (25), (26): Рпгу = Рпг + Ргу - Рпг Ргу. (27) 20 Оптимальная скорость VOH спуска спасаемого человека с высоты Н, при которой риск его гибели минимизируется: VOH = 4,0748 + 1,7913Н 0,2(1 - е-0,1Н ). Скорость спуска, определяемая по формуле (28), (28) является оптимальной при сплошном задымлении фасада горящего здания. Скорость VOH в этом случае является верхним пределом скорости, с которой необходимо спускать на землю спасаемого человека. Если концентрация С дыма на фасаде здания отличается от концентрации, наблюдаемой в горящем помещении, оптимальная скорость спуска определяется по формуле где Voнc Voнc = C(VOH - 3) + 3, (29) - оптимальная скорость спуска человека, спасаемого с высоты Н при концентрации С дыма на фасаде здания (С - выражена в долях от концентрации, наблюдаемой в горящем помещении и принятой за 1). 4 Защита личного состава от внешнего облучения при проведении АСР в условиях выброса радионуклидов Допустимое время Т работы в поле с мощностью дозы излучения Р, при котором не будет превышена допустимая для человека эффективная доза Д: Т= Д/ Р. (30) Минимальное безопасное расстояние L от локального источника излучения, на котором спасатели могут работать в течение времени Т: , где l - (31) расстояние, на котором локальный источник излучения создает мощность дозы Pi. 21 Толщина экрана d из любого материала, который необходимо поставить между локальным источником излучения и спасателями, чтобы мощность дозы на рабочем месте снизилась до допустимой: d=1,3 m рс/ р, где 1,3 - толщина слоя половинного ослабления (32) излучения для свинца, см; m - число слоев половинного ослабления излучения для материала экрана; рс, р - плотность свинца и материала экрана. m=lg п/0,3, (33) где п - кратность ослабления мощности дозы излучения на рабочем месте: п=P0/ Р1=2m, (34) где P0 - мощность дозы излучения на рабочем месте до установки экрана; Р1 - допустимая мощность дозы излучения на рабочем месте после установки экрана. Среднее число N1 людей из N человек облученных, которые заболеют неизлечимой болезнью и умрут от нее в среднем через 15 лет после облучения: N1 = N ∙Д∙0,056 , (35) где Д - эффективная доза, которую получил каждый из N человек (Д < 0,2 Зв), Зв; 0,056 1/Зв - риск заболевания неизлечимой болезнью человека, облученного эффективной дозой Д < 0,2 Зв. Среднее число N2 людей из N человек, которые умрут в течение t лет от всех других причин смерти (болезни, несчастные случаи, аварии, катастрофы и т.п.): N2 = N ∙ t ∙0,0134, (36) где 0,0134 1/год - средний риск смерти человека (Россия, 2009 - 2010 гг., мужской пол, возраст 45-50 лет) за 1 год. 22 5 Расчет сил и средств для осаждения водой паров аммиака и хлора (АХОВ) при их выбросе в окружающую среду Время Т, ч, испарения разлившегося АХОВ: Т= h d/ к1 к2 к3 , (37) где h - толщина слоя разлившегося АХОВ (в расчетах принимается равным 0,05 м при отсутствии обвалования вокруг емкости с АХОВ); d — плотность жидкого АХОВ (аммиака - 0,681 т/м 3; хлора - 1,533 т/м 3); к1скорость испарения АХОВ с одного квадратного метра разлития (для аммиака - 0,025 т/м∙ч; для хлора - 0,052 т/м∙ч); к2 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (при скорости ветра 1 м/с - к2=1, при 15 м/с к2=5,7); к3 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (для аммиака и хлора при температуре от -30°С до +40°С к3=1). Скорость испарения АХОВ V, кг/с, со всей площади разлития: V=0,28G/T, (38) где G - масса разлитого АХОВ, т; 0,28=1000 кг/т: 3600 с/ч. Расход воды Q, л/с, на осаждение паров АХОВ: Q = gVS, (39) где g - удельный расход воды на осаждение АХОВ (для аммиака g = 1,9 л/кг; для хлора g=136 л/кг); S - коэффициент, учитывающий дисперсность струй воды, ее температуру и концентрацию паров аммиака в облаке (принимается равным 3-6). Количество п стволов-распылителей, требуемых для осаждения паров АХОВ (округляется до большего целого числа): п=Q/q, где q - расход воды одного ствола, л/с. (40) 23 Требуемое количество N пожарных машин основного назначения: N = п / п0 К4 , где п0 - (41) количество стволов, обеспечиваемое одной пожарной машиной (отделением); К4 - коэффициент запаса (1,3 - летом; 1,5 - зимой). Расстояние L между стволами: L= Р/ п, (42) где Р - периметр разлития АХОВ, м. Фактический расход Qф воды: Qф = qn. (43) Необходимый запас воды QB, м 3 , на осаждение паров АХОВ: QB = 3,6QТ K5+ (44) где К5 - коэффициент запаса воды (К5=3); 3,6=3600 с/ч: 1000 л/м3 . Общее количество пожарных машин складывается из числа машин, предназначающихся непосредственно для подачи воды, машин на перекачку воды или ее подвоз, машин для патрулирования вокруг опасной зоны. Необходимость привлечения вспомогательной и хозяйственной техники, воинских трубопроводных подразделений и добровольцев определяется с учетом конкретной обстановки на месте аварии, тактических возможностей пожарных подразделений и безопасности ведения аварийно-спасательных работ. 6 Расчет параметров гидроэлеваторной системы для откачки проливов опасных жидкостей Тактико-техническая характеристика гидроэлеватора Г-600А: Рабочий расход воды при напоре в линии перед гидроэлеватором H1 = 80 м Подача воды при напоре в линии перед гидроэлеватором H1 = 80 м Рабочий напор Напор за гидроэлеватором при подаче воды Q2 = 600 л/мин Q1= 550 л/мин Q2= 600 л/мин H1= 20-120 м Н 2 = 17м 24 Наибольшая высота подъема воды при рабочем напоре: H1 = 120 м 19 м H1=20м 1,5 м При откачке горючих и других опасных жидкостей их попадание в насос и цистерну пожарного автомобиля не допускается. Поэтому для запуска и работы гидроэлеваторных систем пожарный автомобиль необходимо устанавливать на водоисточник (пожарный гидрант или открытый водоем). Эффективность подсасывания водой различных жидкостей зависит от их физических параметров: плотности, вязкости, упругости паров и т.п. На рисунке 1 представлена схема работы гидроэлеватора Г-600А. Рисунок 1 - Схема работы гидроэлеватора Г-600А В таблице 5 представлены коэффициенты эжекции водой различных жидкостей. Коэффициенты эжекции других жидкостей, не указанных в таблице 5, будут более или менее соответствовать указанным в этой таблице в зависимости от того, насколько отличаются плотности и вязкости сравниваемых жидкостей. Таблица 5 - Средние коэффициенты эжекции водой различных жидкостей при 20°С Наименование жидкости Плотность, г/см3 Коэффициент эжекции Кэ Бензин 0,72 1,08 25 Керосин 0,82 1,02 Вода 1,00 1,00 Пенообразователь 1,15 0,75 Четыреххлористый углерод 1,59 0,66 Бромэтил 1,39 0,59 Автол 0,80 0,55 Коэффициент эжекции Кэ (см. рисунок 1): Кэ= Q2./ Q1, (45) где Q2 - расход подсасываемой жидкости; Q1 - рабочий расход воды через активное сопло. Для Г-600А (подсасываемая жидкость - вода) Кэ= 0,8-1,3 в зависимости от режима и условий работы гидроэлеваторной системы. Коэффициент подпора Кп (см. рисунок 1): Кп=H2/H1, (46) Коэффициент полезного действия КПД гидроэлеватора: КПД = Кэ∙ Кп= 0,25. (47) Указанное значение КПД необходимо принимать в расчетах в качестве максимальной величины. Коэффициент использования насоса Ки: Ки =Q1+Q2/QH, (48) где QH - номинальная подача насоса пожарного автомобиля. Оптимальное значение Ки для гидроэлеваторных систем составляет 0,65-0,70. Напор за гидроэлеватором Н2: Н2=Z1+HM1= Z1+ n0 S(Q1+Q2)2, где Z1 - (49) геометрическая высота от уровня гидроэлеватора, на которую поднимается смесь воды и откачиваемой жидкости с суммарным расходом Q1+Q2; HM1 - потери напора в отводящих рукавах, по которым течет смесь воды и откачиваемой жидкости с расходом Q1+Q2; n0 - количество отводящих рукавов; 26 S - сопротивление одного рукава (таблица 6). Напор за гидроэлеватором H2, в зависимости от режима работы, может быть от 10 до 26 м. Таблица 6 - Сопротивление пожарного рукава длиной 20 м Рукав Диаметр рукава, мм 51 66 77 89 Прорезиненный 0,15 0,035 0,015 0,004 Непрорезиненный 0,30 0,077 0,03 - Напор на насосе Нн: Нн = Н ± Z2 + Hм2 = Н1 ± Z2 +nПSQ12, (50) где H1 - напор перед гидроэлеватором; Z2 - геометрическая высота, на которую поднимается (+) или опускается (-) гидроэлеватор от оси насоса пожарного автомобиля; Нм2 - потери напора в подводящих рукавах, по которым течет вода с расходом Q1; пП - количество подводящих рукавов. 7 Методика расчета необходимых сил и средств для проведения АСДНР при разрушениях зданий 7.1 Расчёт сил и средств деблокирования пострадавших из-под завалов Опыт ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) показывает, что разборку завалов наиболее целесообразно проводить звеньями ручной разборки и сводными механизированными группами. Состав звена и группы представлен в таблицах 7, 8. Таблица 7 – Силы и средства звена ручной разборки Силы Специальность 1 Спасатель - Колво, чел. 1 Средства Вид средства Выполняемые работы Кол-во, ед. Общее руководство 27 командир звена 2 Спасатель разведчик 3 3 Спасатель 3 ИТОГО 7 Прибор для определения местонахождения заваленного человека или группы людей Мотоперфораторы. Разжимный прибор Спасательные ножницы Плунжерная распорка Лебёдка Носилки Молоток Малая пехотная лопата Ножовка по дереву Пожарный топор 1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 1 14 работами и контроль за соблюдением мер безопасности Выявляют местонахождение заваленных, пострадавших, производит разборку завала Убирают обломки и устанавливают крепления, извлекают пострадавших Таблица 8 – Силы и средства сводной механизированной группы Силы Специальность Колво, чел. 1 Командир группы 1 2 Крановщик 2 Средства Вид средства Кол-во, ед. 1 Автокран (16-25 т) 3 Стропальщик 4 Экскаваторщик 4 2 5 Компрессорщик 2 6 Газосварщик 2 7 Бульдозерист 2 8 Водитель 4 9 Загрузчики 4 ИТОГО Экскаватор 3 (0,65 м ) Компрессорная станция Керосинорез (САГ) 1 1 1 1 1 Бульдозер (130-240 л.с.) Самосвал Поддон 3 (ёмк.1,5 м ) 2 1 Выполняемые работы Общее руководство работами и контроль за соблюдением мер безопасности Подъём и перемещение железобетонных конструкций и поддонов с мелкими обломками Загрузка мелких обломков Дробление железобетонных конструкций Резка арматуры Сдвигание обломков конструкций, подготовка мест для автокрана и экскаватора Вывоз обломков конструкций Загрузка поддонов мелкими обломками конструкций 23 8 Примечание: Численность личного состава сводной механизированной группы приведена с учетом её работы в две смены. 28 7.2 Определение количества личного состава, необходимого для комплектования сводных механизированных групп Количество личного состава, необходимого для комплектования сводных механизированных групп, определяется по следующей зависимости: Nсмг=0,15 W ПЗ/ КЗ КС КП, (51) где W - объем завала разрушенных зданий и сооружений, м3; ПЗ - трудоемкость по разборке завала, чел. ч /м3 , принимается равной 1,8 чел. ч /м3; Т - общее время выполнения спасательных работ, ч; КЗ - коэффициент, учитывающий структуру завала, принимается по таблице 9; КС - коэффициент, учитывающий снижение производительности в темное время суток, принимается равным Кс =1,5; КП - коэффициент, учитывающий погодные условия, принимается по таблице 10. Таблица 9 - Значение коэффициента Кз Для завалов жилых зданий со стенами Для завалов промышленных зданий Из местных Из кирпича Из панелей Из кирпича Из панелей материалов 0,1 0,2 0,75 0,65 0,9 Таблица 10 - Значение коэффициента Кп Температура воздуха, ° > 25 С Кп 1,5 25-0 0 - -10 -10 - -20 < -20 1,0 1,3 1,4 1,6 Приведенная зависимость (51) применима при условии, если неизвестно количество людей, находящихся в завале. Поэтому коэффициент 0,15 предполагает (по опыту) долю разбираемого завала от всего объема завала. Эта формула может применяться при большом объеме разрушений на объекте (в жилом секторе). 29 Если известно предполагаемое количество людей, которые могут оказаться в завале, то объем завала для извлечения пострадавших определяется по формуле: Vзав = 1,25Nзав hзав, (52) где Nзав - количество людей, находящихся в завале, чел; hзав - высота завала, м. Данная зависимость предполагает, что для извлечения одного пострадавшего требуется устроить в завале шахту (колодец) на всю высоту завала и размером в плане 1x1 м. Коэффициент 1,25 учитывает увеличение объема разбираемого завала за счет невозможности оборудования шахты указанных размеров (осыпание завала, извлечение крупных обломков, наклона шахты и т. п.). Определение количества формируемых сводных механизированных групп Для определения количества формируемых сводных механизированных групп (nсмг) необходимо общую численность личного состава разделить на численность одной группы (см. таблица 8). (53) nсмг=Nсмг/2, Количество сводных механизированных групп (N^) можно определить в прямой постановке, если в приведенные выше зависимости ввести производительность одной группы: nсмг=0,15∙ W/ ПсмгТ; nсмг=W/ ПсмгТ, (54) (55) где Псмг - производительность одной механизированной группы при разборке завала, принимается равной 15 м3/ч. Численность личного состава сводной механизированной группы принята с учетом ее работы в две смены. 30 Определение общего количества спасательных звеньев ручной разборки Общее количество спасательных звеньев (nр.з.) ручной разборки составит: nр.з.= nкnСМГ, (56) где n - количество смен в сутки при выполнении спасательных работ; к - коэффициент, учитывающий соотношение между сводными механизированными группами и звеньями ручной разборки в зависимости от структуры завала, определяется по таблице 11. Таблица 11 - Значение коэффициента к Количество звеньев ручной разборки в смену на одну механизированную группу при ведении спасательных работ в завалах Зданий жилых со стенами Зданий промышленных со стенами Из местных Из кирпича Из крупных Из кирпича Из крупных материалов панелей панелей 9 8 3 2 1 Определение количества личного состава для укомплектования звеньев ручной разборки Количество личного состава для укомплектования звеньев ручной разборки (Nр.з.) определяется как произведение их количества на численность Nр.з.= 7nр.з., (57) Если все завалы разбираются только вручную, тогда необходимое количество звеньев ручной разборки можно определить по формуле: где ПЗР nр.з.= Vзав n/ ПЗРT , (58) - производительность одного звена ручной разборки, принимаемая равной 1,2 м3 /ч; n - количество смен в сутки при выполнении спасательных работ. Производительность, принимаемая в вышеизложенных зависимостях при 31 работе личного состава в средствах индивидуальной защиты, уменьшается в 2 раза. Численность разведчиков (Nраз) принимается из условия, что на 5 спасательных механизированных групп формируется одно разведывательное звено в составе 3 чел. 7.3 Расчет сил и средств для вскрытия убежищ и укрытий Вскрытие защитных сооружений может осуществляться расчисткой завала над аварийным выходом; разборкой завала над перекрытием убежища с пробивкой проема в перекрытии; расчисткой завала у наружной стены здания, с устройством приямка и пробивкой проема из него в стене, ниже перекрытия убежища (подвала); устройством вертикальной шахты и галереи до стены. Вскрытие может осуществляться бульдозером, экскаватором, а в ряде случаев, и вручную. Для вскрытия защитных сооружений каждый расчет бульдозера (экскаватора) усиливается обслуживающей бригадой в составе 3-х человек со средствами пожаротушения и ручным инструментом. Количество расчетов, необходимых для вскрытия защитных сооружений, определяется по следующей зависимости: Nрас = Кззс∙ Пзс / T, (59) где Кззс - количество заваленных защитных сооружений, шт.; Пзс - трудоемкость вскрытия одного защитного сооружения, маш. ч/соор., принимается при высоте завала 2 м равной 0,8 маш. ч/соор., 3 м 1,5 маш. ч/соор., 4 м - 3 маш. ч/соор; Т - общее время вскрытия всех защитных сооружений, равное времени возможного пребывания людей в защитных сооружениях, Т=48 ч. Потребность в личном составе для формирования этих расчетов определяется исходя из количества смен в сутки при выполнении работ. 32 7.4 Расчет сил для оказания медицинской помощи, локализации и тушения пожаров и других работ Определение количества сил первой медицинской помощи Количество численность отрядов врачей и первой среднего медицинской медицинского помощи (nПМП), персонала, общая численность личного состава для отрядов ОПМ определяются: nПМП=NСП/100; Nвр=8nПМП; NСМ=38 nПМП; NПМП=146 nПМП, (60) где NСП - численность санитарных потерь; Nвр - численность врачей; Nвр - численность среднего медицинского персонала; NПМП - общая численность личного состава отрядов первой медицинской помощи. Определение сил для локализации и тушения пожаров Потребное количество пожарных отделений (n ) для локализации ПОЖ и тушения пожаров nПОЖ = nсмг / 5, (61) NПОЖ = 6 nПОЖ; (62) где nПОЖ - количество пожарных отделений; NПОЖ - численность пожарных, чел. Определение численности личного состава формирований, участвующих в спасательных работах Общая численность личного состава формирований, участвующих в спасательных работах, будет равна: Nл.с.ср. = NСМГ + Nр.з. + Nраз+ NПМП + NПОЖ , (63) Численность личного состава, участвующего в других неотложных работах, слагается из формирований, участвующих в расчистке завалов и ликвидации аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС). 33 Расчистка подъездных путей LПП = 0,6Sраз, (64) (0,6 км заваленных маршрутов на 1 км2 разрушенной части объекта) NПП = n/Т (30 LПП)KCKП, (65) где NПП - численность личного состава, участвующего в расчистке подъездных путей, чел; Т - общее время проведения работ, ч; LПП - протяженность заваленных подъездных путей, км; KC , KП - коэффициенты, учитывающие погодные условия и время суток (см. формулу (51)); n - количество смен работы в сутки. Количество аварий на КЭС определяется из выражения Ккэс = 8Sразр . (66) (8 аварий на 1 км2 разрушенной части объекта). Потребная численность личного состава аварийно-технических команд (NКЭС) необходимого для ликвидации аварий на КЭС NКЭС= n / Т (50KКЭС )КСКП. (67) Определение численности личного состава, участвующего в проведении неотложных работ Численность личного состава, участвующего в проведении неотложных работ Nл.с.днр. = NПП NКЭС . (68) Определение общей численности личного состава формирований для проведения АСДНР Общая численность личного состава формирований для проведения АСДНР будет составлять: ∑Nл.с.днр. = N л.с.ср+ Nл.с.днр.. (69) 34 Определение сил для охраны общественного порядка Количество патрульных постовых звеньев для охраны общественного порядка (nооп) и численность личного состава охраны общественного порядка (Nооп) определяются: Определение nооп=∑Nл.с.днр./100 (70) Nооп=7 nооп. (71) количества основной инженерной техники, привлекаемой для проведения АСДНР Количество и наименование основной инженерной техники, привлекаемой для проведения непосредственно спасательных работ, определяется оснащением спасательных механизированных групп из расчета, что каждая группа укомплектовывается бульдозером, экскаватором, автокраном и компрессором. Количество бульдозеров для расчистки подъездных путей определяется по формуле: Nб.ПП =1,2/Т (10 LПП) КсКп . (72) Инженерная техника для оснащения аварийно-технических команд определяется потребностью в укомплектовании аварийно-технических команд из расчета по одному бульдозеру, экскаватору и автокрану в каждую команду. Потребное количество инженерной техники для ликвидации аварий на КЭС можно определить по формуле: Nтех.кэс =1,2/Т (2,5 KКЭС) КсКп . (73) Для определения количества другой инженерной техники можно воспользоваться ориентировочными нормативами; на 100 чел, участвующих в ликвидации чрезвычайной ситуации, потребуется по одной силовой и осветительной электростанции, по две компрессорных станции и по два сварочных аппарата. 35 При определении состава группировки сил и основных средств ликвидации чрезвычайной ситуации с массовым поражением людей можно воспользоваться оперативно-тактическими нормативами, приведенными в таблица 12. Таблица 12 - Оперативно-тактические нормативы* потребностей формирований и техники на одну тысячу общих потерь** Наименование формирований и инженерной техники Требуется на одну тысячу потерь Поисково-спасательные звенья Спасательные механизированные группы Звенья ручной разборки Пожарные отделения Санитарные дружины Бригады специализированной медицинской помощи Звенья охраны общественного порядка Команды ликвидации аварий на КЭС Инженерная техника, ед. 70 6 Автосамосвалы, ед. Компрессорные станции, ед. Электростанции, ед. 13 6 7 Комплекты средств малой механизации 40 30 8 1 4 8 4 20 Примечания На одну тысячу санитарных потерь Бульдозер, экскаватор, автокран в равных соотношениях Осветительные и силовые в равных отношениях Примечание: * Нормативы даны на усредненные условия. Во всех других случаях требуется вводить коэффициент условий работы. ** Без учета людей легкой степени поражения. 36 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8 Расчет параметров смертности людей Задача 1. Вычислить средний возраст tc людей, погибающих при авариях, катастрофах, стихийных бедствиях, несчастных случаях, и среднее квадратическое отклонение возраста погибающих о, долю людей F(T), погибающих до возраста Т = 16 лет, и долю людей R(T), погибающих после возраста Т = 60 лет. Решение. По формуле (1), используя параметры а, b, с, представленные в таблице А1, и значение гамма-функции из таблицы приложения А: tc = 46,58Г(1+ 1/ 2,07)+0= 46,58Г (1,483) + 0 = 46,58 • 0,8858 + 0 = 41,26 лет. По формуле (2): = =46,58 =46,58 = =20,91 лет. По формуле (3): F (Т) = 1 - exp =0,1073. По формуле (4): R(T) = exp =0,1847. Задача 2. Вычислить параметры смертности людей, указанные в задаче 1, для причин смерти, перечисленных в таблице 1. Полученные результаты свести в таблицу 13 по форме: 37 Таблица 13- Параметры смертности людей (к задаче 2) Код причины смерти Причина смерти tc F(T) R(T) Проанализируйте таблицу и сделайте выводы. Задача 3. Вычислить среднее число N людей и 90%-ный доверительный интервал числа людей N1, N2, погибающих в городе со среднегодовой численностью населения п = 500000 человек в результате ДТП. Решение. По формуле (5), используя данные таблицы 1 (последняя колонка): N = 0,000180∙500000 = 90 чел. По статистическим данным на 1 погибшего приходится 10 травмированных. По формуле (8): Ф(U) = 90/2∙100 = 0,45. Из таблицы Б1 приложения Б по значению Ф(U) = 0,45 определяем квантиль U=1,64. По формулам (6), (7) вычисляем нижнюю и верхнюю границы доверительного интервала числа N: = 74 чел. N1 = 0,000180∙500000-1,64 N2 = 0,000180∙500000 +1,64 = 106 чел. Задача 4. Вычислить параметры смертности людей, указанные в задаче 3, для причин смерти, перечисленных в таблице 1. Полученные результаты свести в таблицу 14 по форме: Таблица 14 - Параметры смертности людей (к задаче 4) Код причины смерти Причина смерти N N1 N2 38 Задача решается по вариантам, представленным в таблице 15. Таблица 15 – Варианты заданий к задаче 4 Вариант п, млн чел. Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 п, млн чел. Вариант 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 п, млн чел. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 9 Расчет вероятности возникновения пожаров Задача 5. Вычислить вероятности возникновения пожаров типа Nж1+, Nж5+, Nж20+ (см. таблицу 2) в здании гостиницы с номинальной численностью проживающих N=1000 человек за время t = 1 год. Решение. По формулам (9), (10), подставляя соответствующие интенсивности потока пожаров и параметры распределения числа одновременных жертв, получаем: Р( Nж1+ ) = 1 - е 0,000077∙1000∙1= 0,074; Р( Nж5+ ) = 1 - е 0,00000020∙1000∙1= 0,0002; Р( Nж20+ ) = (1 - е 0,00000020∙1000∙1) exp = 0,00007; Как интерпретировать полученные вероятности? Первый способ. При P(Nж) << 1 полученные вероятности необходимо представить в виде дробей: P (Nж1+)= ; P (Nж5+)= ; P (Nж20+)= . Числитель этой дроби показывает среднее число объектов, на которых за время t возникнет пожар определенного типа, а знаменатель - 39 общее число наблюдаемых объектов. Например, если наблюдать в течение года 1000 гостиниц, аналогичных указанной в условии задачи, то в среднем в 74 из них произойдет пожар типа Nж1+. Второй способ. При Р(Nж) <<1 представляем, что объект эксплуатируется неограниченно долго. Тогда среднее время Тс между пожарами на объекте будет равно: Тс= . . Например, для указанной в задаче гостиницы: пожар типа Nж1+ будет возникать в среднем один раз в Тс= = 14 лет; пожар типа Nж5+ будет возникать в среднем один раз в Тс= = 5000 лет; пожар типа Nж20+ будет возникать в среднем один раз в Тс= = 14300 лет. Задача 6. Вычислить вероятности возникновения пожаров типа Nж0+ Nж1+ Nж2+ Nж3+ Nж4+ Nж5+ Nж10+ Nж25+ Nж50+ Nж100+ на объекте (в городе, регионе) с номинальной численностью населения N, указанной в таблице 16 для различных вариантов, за t = 10 лет. Интерпретировать полученные вероятности способами, описанными в решении задачи 5. Таблица 16 – Варианты заданий к задаче 6 Вариа нт 1 2 3 4 5 6 N, тыс. чел. 1 2 3 4 5 50 Вариант 11 12 13 14 15 16 N, тыс. чел. 300 400 500 600 700 800 Вариант 21 22 23 24 25 26 N, тыс. чел. 1600 1800 2000 2200 2400 2600 40 7 8 9 10 100 150 200 250 17 18 19 20 900 1000 1200 1400 27 28 29 30 2800 3000 3500 4000 10 Расчет сил и средств для спасания людей при пожарах в многоэтажных зданиях и сооружениях 10.1 Спасание людей при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы Задача 7. В результате пожара в 16-этажном жилом доме на 10-м этаже оказались блокированными огнем и дымом 50 человек. Люди сосредоточились на балконе и в квартире. Вычислить время спасания всех людей при помощи выдвижной автолестницы при условии, что пожарные подразделения имеют в своем распоряжении достаточное количество личного состава для ее обслуживания и проведения спасательной операции. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. Решение. Время приведения выдвижной автолестницы в рабочее состояние на требуемой позиции принимаем равным t1=120 с. Время подъема, поворота и выдвигания автолестницы к месту скопления людей на балконе 10-го этажа (высота этажа - 3 м): t2 = = 100 с. Фактическое время спуска на землю первого спасаемого человека, формула (13): Тф1 = 6 ∙ 1,4 ∙ 30 ∙ 1 ∙ 3 = 756 с. Фактическое время спуска на землю последнего спасаемого человека, формула (14): Тф50 = 756 + 6 ∙ 1,4 ∙ 3 ∙ 49 ∙ 3 = 4460 с. 41 Время, по истечении которого будет спасен первый человек (формула (11)) Тс1 = 120 + 100 + 756 = 976 с = 16 мин. Время, по истечении которого будет спасен последний человек: Тс50 = 120 + 100 + 4460 = 4680 с = 78 мин. Выполняем график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции (рисунок 2) Рисунок 2 - График зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции Задача 8. В результате пожара в 12-этажном жилом доме люди оказались блокированными огнем и дымом на балконах А, Б, В (рис. 3). По внешним признакам и данным разведки в момент начала спасательной операции опасность угрожает всем людям в равной мере. Вычислить время спасания всех людей при условии, что пожарные подразделения имеют в своем распоряжении достаточное количество личного состава для обслуживания одного средства спасания и проведения спасательной операции. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. Вычислить необходимое количество средств спасания, если по оценке РТП требуемое в данной ситуации время проведения спасательной операции по спасанию всех 42 людей из всех мест сосредоточения составляет не более 30 минут. Задача решается по вариантам, указанным в таблице 17. Таблица 17 – Варианты заданий к задаче 8 Вари Средство ант спасания* 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Э К Л Расстояние между балконами М Х1 Х2 8 32 16 24 24 16 32 8 8 16 16 24 24 32 32 24 8 16 16 8 24 16 32 24 8 32 16 24 24 16 32 8 8 16 16 24 24 32 32 24 8 16 16 8 24 16 32 24 8 32 16 24 24 16 32 8 8 16 16 24 Число людей на балконах А 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 Б 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 11 13 7 9 * Э - эластичный рукав на коленчатом подъемнике; К - коленчатый подъемник; Л - автолестница. ** Высота этажа - 3 м. В 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 14 10 Номер этажа балкона** А 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 5 6 Б 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 В 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 12 11 10 43 А Б в Х1 Х2 Рисунок 3 - Схема к задаче 8 А, Б, В - балконы, Х, Х2 - расстояние между балконами 10.2 Спасание людей способом выноса на руках Задача 9. В результате пожара в 12-этажном жилом доме на 10-м этаже оказались блокированными огнем и дымом 12 человек. По данным разведки, в результате воздействия ОФП физическое состояние людей таково, что они не могут передвигаться. Вычислить время спасания всех людей способом выноса на руках при условии, что личный состав пожарных, привлекаемых к проведению спасательной операции, насчитывает 24 человека, пожарные работают с применением СИЗОД и снабжают ими спасаемых людей. Вычислить необходимое число пожарных для проведения спасательной операции, если по оценке РТП требуемое в данной ситуации время спасания всех людей составляет не более 30 мин. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. Решение. По формуле (18) время спасания первого человека Тс1: Тс1= +1∙1= 28 мин. Время спасания последнего человека Тс12: Тс12= +12∙1= 39 мин. По формуле (16) требуемое число пожарных для спасания всех людей за время не более 30 мин.: 44 NП= = 36 чел. Время спасания первого человека при NП = 36 чел.: Тс1= +1∙1 = 19 мин. Время спасания последнего человека при NП = 36 чел.: Тс12= +12∙1= 30 мин. По полученным данным выполняется график (рисунок 4). Рисунок 4 - Схема к задаче 9 Задача 10. По условиям задачи 8 распределить имеющихся в наличии 48 человек пожарных для спасания людей способом выноса на руках так, чтобы время спасания всех людей было минимальным (во второй колонке таблицы 17 к задаче 8) вместо указанных средств спасания Э, К, Л для всех вариантов принять «48 человек пожарных». По данным разведки, в результате воздействия ОФП физическое состояние людей таково, что они не могут передвигаться. Пожарные работают в СИЗОД и обеспечивают ими спасаемых людей. Вычислить необходимое число пожарных для проведения спасательной операции, если по оценке РТП 45 требуемое в данной ситуации время спасания всех людей составляет не более 30 мин. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. 10.3 Спасание людей при помощи спасательной веревки Задача 11. В результате пожара в 12- этажном жилом здании на 10-м этаже оказались блокированными огнем и дымом 12 человек. Вычислить время спасания всех людей при помощи спасательной веревки при условии, что к спасательной операции привлекается 9 пожарных, трое из которых принимают на земле спасаемых людей, а 6 - поднимаются на 10-й этаж для спуска спасаемых людей. Пожарные работают в СИЗОД. Вычислить требуемое число пожарных для спуска спасаемых людей, если по оценке РТП в данной ситуации время спасательной операции не должно превышать 20 минут. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. Решение. 6 человек пожарных делятся на три группы по 2 человека в каждой. На каждую группу приходится по 12:3=4 спасаемых человека. Каждая группа пожарных одновременно спустит на землю по одному спасаемому человеку. По формуле (21) время спасания одной из групп первого человека: Тс1= +0,15∙30∙1,5 = 11,3 мин. Одновременно две другие группы пожарных спасут по одному человеку. Время спасания одной из групп четвертого человека: Тс4= +0,15∙30∙1,5 = 24,8 мин. Одновременно две другие группы также спасут четвертого человека. По формуле (19) требуемое число пожарных для спасания всех людей за время не более 20 мин: 46 NП= = 9 чел. 9 человек пожарных делим на 3 группы по 3 человека в каждой, которая будет спасать по 12:3=4 человека. Кроме того, на земле должно быть еще по 1 человеку на каждую группу для приема спасаемых людей. Итого должно быть 9+3=12 человек пожарных. По формуле (21) время спасания одной из групп первого человека: Тс1= +0,15∙30∙1,5 = 9,8 мин. Одновременно две другие группы также спасут по одному человеку. Время спасания одной из групп четвертого человека: Тс4= +0,15∙30∙1,5 = 18,8 мин. Одновременно две другие группы также спасут четвертого человека. По полученным данным строим графики (рисунок 5). Рисунок 5 - Схема к задаче 11 Задача 12. По условиям задачи 8 распределить имеющихся в наличии 28 человек пожарных для спасания людей при помощи спасательной верёвки так, чтобы время спасания всех людей было минимальным (во второй колонке таблицы 17 к задаче 8 вместо указанных 47 средств спасания Э, К, Л для всех вариантов принять «28 человек пожарных спасают людей при помощи спасательной веревки». Пожарные работают в СИЗОД, количество спасательных веревок не ограничено. Вычислить требуемое количество пожарных, если по оценке РТП время спасания всех людей в данной ситуации не превышает 20 мин. Начертить график зависимости числа спасенных людей от времени начала спасательной операции. Задача 13. Вычислить максимальное требуемое усилие, с которым пожарный должен натянуть спасательную веревку (сухая, синтетическая) для безопасного спуска спасаемого человека весом 100 кг, если спасательная веревка дважды охвачена вокруг карабина и перекинута через перила балкона. Коэффициент трения веревки по перилам считать равным коэффициенту трения по карабину. Решение. Из формулы (24): α 1 = 2 ∙ 2 ∙ 3,14 = 12,6 рад. К этой величине необходимо прибавить угол охвата веревки вокруг перил, который равен: ℼ /2=1,6 рад. Тогда α =12,6-1,6=14,2 рад. По формуле (22) с учетом данных таблицы 4: Р=100∙е-14,2∙0,08= 32 кг Задача 14. При пожаре на 10-м этаже создалась такая обстановка, что пожарный вынужден спасаться вместе со спасаемым человеком, привязав его к себе. Вычислить, на сколько оборотов спасательной веревкой (сухая, синтетическая) необходимо охватить карабин, чтобы максимальное усилие, с которым пожарный должен натягивать спасательную веревку при спуске, не превышало 12 кг. Вес пожарного со снаряжением - 85 кг, вес спасаемого человека - 70 кг. + № варианта (№2 48 варианта совпадает с номером, под которым фамилия студента зафиксирована в учебном журнале). Задача 15. Пожарный, находящийся на 12-м этаже, травмировал руку так, что она оказалась неработоспособной. Создавшаяся на пожаре обстановка принуждает его осуществить самоспасание при помощи спасательной веревки. Вычислить, на сколько оборотов спасательной веревкой (сухая, синтетическая) необходимо охватить карабин, чтобы максимальное усилие, с которым пожарный должен натягивать второй рукой спасательную веревку при спуске, не превышало 5 кг. Вес пожарного со снаряжением - 85 кг. Задача 16. Пожарные спасают людей при помощи спасательной веревки с 12-го этажа. Здание охвачено дымом и продуктами горения. Вы числить оптимальную скорость спуска спасаемого человека, при которой риск его гибели в процессе спуска минимизируется. При помощи расчетов показать, что при любой другой скорости спуска риск гибели спасаемого человека в процессе спуска будет увеличиваться (спасаемый человек не снабжен СИЗОД). Для этой цели вычислить вероятности, указанные в табл. 18, при различных скоростях спуска спасаемого человека. Высоту этажа считать равной 3 м. По полученным данным (в таблице 18) построить график в осях Рпгу - V. Таблица 18 – Результаты расчёта вероятностей Скорость спуска спасаемого человека V, м/с 2 3 4 5 VОН - 1 VОН VОН + 1 VОН + 2 Pпг Ргу Рпгу 49 Задача 17. Вычислить оптимальную скорость спуска VОН спасаемого человека, не снабженного СИЗОД, с различных высот H для случая, когда здание при пожаре снаружи охвачено дымом и продуктами горения. Вычисленные величины свести в таблицу 19. По данным таблицы 19 построить график в осях VОН - Н. Таблица 19 - Оптимальная скорость спуска VОН спасаемого человека, не снабженного СИЗОД, с различных высот H Номер этажа * 5 9 12 16 20 25 30 40 VОН *Высоту этажа считать равной 3 м. Решить задачу для случая, когда здание при пожаре охвачено дымом и продуктами горения с концентрацией С = 0,5 от концентрации, наблюдаемой в горящем помещении. 11 Защита личного состава от внешнего облучения при проведении АСР в условиях выброса радионуклидов Задача 18. На территории ядерного объекта после аварии с выбросом радионуклидов средняя мощность эффективной дозы гаммаизлучения на расстоянии 1 м от земли составляет Р (таблица 20). Вычислить допустимое время работы личного состава на этой территории с учетом того, что все тело облучается равномерно указанной мощностью, защитными свойствами одежды от излучения пренебречь, облучение личного состава планируется в эффективной дозе до 200 мЗв. Таблица 20 – Варианты заданий к задаче 18 Р, Вари мЗв/ ант час Т, ч Плотность Р, Материал ВариТ, материала, мЗв/ экрана ант ч 3 г/см час Плотность Материал материала экрана г/см3 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10000 0,025 Свинец 5000 0,05 Сталь 4000 0,10 Цемент 3500 0,15 Песок 3000 0,20 Кирпич 2500 0,25 Гравий 2000 0,30 Глина 1500 0,35 ЖБ 1000 0,40 Дерево 950 0,45 Алюминий 900 0,50 Гранит 850 0,55 Вода 800 0,60 Свинец 750 0,65 Сталь 700 0,70 Цемент 11,3 7,8 1,4 1,6 1,7 1,8 1,9 2,2 0,8 2,7 2,8 1,0 11,3 7,8 1,4 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 40 30 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 Песок Кирпич Гравий Глина ЖБ Дерево Алюминий Гранит Вода Свинец Сталь Цемент Песок Кирпич Гравий 1,6 1,7 1,8 1,9 2,2 0,8 2,7 2,8 1,0 11,3 7,8 1,4 1,6 1,7 1,8 Задача 19. Локальный источник гамма-излучения на расстоянии 2 м создает мощность эффективной дозы излучения Р (таблица 20). Вычислить минимальное допустимое расстояние от источника излучения до личного состава, занятого выполнением АСР, при условии, что все тело человека облучается равномерно, защитными свойствами одежды от гаммаизлучения пренебречь, время работы составляет Т часов, облучение личного состава планируется в эффективной дозе до 100 мЗв. Задача 20. На площадке, где проводятся АСР, локальный источник гамма-излучения создает мощность эффективной дозы Р (таблица 20). Вычислить толщину экрана, с помощью которого можно снизить мощность дозы излучения до допустимого для личного состава уровня 10 мЗв/час при условии, что все тело облучается равномерно, защитными свойствами одежды пренебречь. Задача 21. Пожар, возникший после взрыва ядерного реактора на Чернобыльской АЭС, был локализован пожарным подразделением численностью 28 человек через 1,5 ч. Вычислить, какое количество личного состава N потребовалось бы для локализации этого пожара при 51 соблюдении Норм радиационной безопасности НРБ 76/87. Средняя мощность дозы гамма-излучения в местах тушения пожара составляла Р= 1000 Р/ч. Решение. Пожарные выполнили объем работ: 28∙1,5 = 42 чел.∙ч. N человек за время T должны были бы выполнить такой же объем работ: NT = 42 чел.∙ч, откуда N= , (*) где T - допустимое время работы пожарного, ч. При соблюдении НРБ 76/87 максимальное планируемое повышенное облучение спасателя допускалось до 25 Р. По формуле (30): T= = 0,025 ч. Подставляя это значение в формулу (*), получаем: N= = 1680 чел. Задача 22. Площадка, где планируется проведение АСР, облучается через окно поврежденного ядерного объекта так, что мощность эффективной дозы гамма- излучения на ней составляет 1000 мЗв/час + 10∙№ варианта мЗв. Пожарные перекрыли это окно заполненной водой автоцистерной АЦ-40 (130) так, что все излучение проходит через цистерну с водой по ее ширине. Вычислить допустимое время работы пожарных при условии, что их облучение планируется в эффективной дозе до 100 мЗв, защитными свойствами стенок автоцистерны и других металлических частей автомобиля пренебречь, ширина цистерны с водой (путь прохождения лучей через воду) составляет 1,4 м. 52 Задача 23. При следовании к месту аварии на ядерном объекте пожарные обнаружили над дорогой радиоактивное облако. По данным разведки мощность эффективной дозы гамма- излучения, создаваемой облаком на уровне земли, составляет 0,1 Зв/час + 2∙№ варианта мЗв, диаметр облака - 0,3 км. Вычислить дозу облучения, которую получат пожарные, проезжающие под этим облаком, если скорость движения автомобиля составляет 50 км/ч. Считать, что момент начала и конца облучения выходит на 0,1 км за границу проекции облака на землю, мощность дозы излучения, воздействующей на пожарных, постоянна и равна указанному выше значению, защитными свойствами одежды и автомобиля пренебречь. Задача 24. Вычислить количество личного состава, требуемого для выполнения АСР на ядерном объекте при условии, когда в месте проведения АСР мощность эффективной дозы гамма-излучения составляет 1 Зв/час + 10∙№ варианта мЗв/час, все тело человека облучается равномерно, облучение планируется до 100 мЗв, предполагаемый объем работ составляет 12 чел.∙ч. Задача 25. Шофер, обслуживающий пожарную машину АЦ-40 (130), при выполнении АСР обнаружил внезапное появление над местом работы радиоактивного облака с мощностью эффективной дозы гамма-излучения на уровне земли 200 мЗв/час + 10∙ № варианта мЗв/час. Вычислить, в каком из перечисленных ниже случаев шофер получит меньшую дозу облучения, если время существования облака составляет 5 мин: а) шофер укрывается под автоцистерной, толщина слоя воды в цистерне - 1 м, приведенная толщина стальных деталей автомобиля, через которые проходит излучение - 3 см, все время существования облака мощность дозы излучения на земле постоянна; 53 б) шофер покидает опасное место и направляется со средней скоростью 3 м/с (работает в СИЗОД) в сторону убежища, которое находится на расстоянии 200 м. За все время нахождения в пути он облучается средней мощностью дозы 200 мЗв/час + 10∙№ варианта мЗв/час. Задача 26. При ликвидации последствий аварии на ядерном объекте с выбросом радионуклидов личный состав в количестве N = 1000 человек подвергся внешнему облучению эффективной дозой 200 мЗв каждый. Внутреннее облучение исключено, так как каждый человек был снабжен защитной одеждой и снаряжением. Вычислить среднее число N1 людей, которые заболеют неизлечимой болезнью и умрут от нее в среднем через 15 лет; среднее число N2 людей, которые умрут в течение 15 лет от всех других причин смерти, не связанных с облучением при ликвидации аварии; отношение N1/N, N2/N, N1/N2 в процентах. 12 Расчет сил и средств для осаждения водой паров аммиака и хлора при их выбросе в окружающую среду Задача 27. Рассчитать силы и средства для осаждения водой паров 100 т разлившегося в результате железнодорожной аварии аммиака при скорости ветра 3 м/с и температуре воздуха 20 °С. Задача 28. Вычислить силы и средства для осаждения водой паров 8 т разлившегося в результате производственной аварии хлора при скорости ветра 2 м/с и температуре воздуха 5 °С. 54 13 Расчет параметров гидроэлеваторной системы для откачки проливов опасных жидкостей Задача 29. В результате железнодорожной аварии летом произошел разлив бензина на землю в количестве 200 м и образовалось разлитие с глубиной, достаточной для его откачки при помощи гидроэлеватора Г 600А. Расстояние от места разлития до железной дороги - 60 м. Уровень разлития бензина совпадает с уровнем воды в водоеме, находящемся на расстоянии 80 м от места разлития. Подъезд к водоему свободен. Рассчитать рабочие параметры гидроэлеваторной системы и вычислить требуемое количество сил и средств для откачки бензина в железнодорожные цистерны емкостью 60 м за время не более 2 ч. Высота горловины цистерны над уровнем разлитого бензина - 4 м. Решение. 1. Требуемое количество рукавов диаметром 77 мм: от автомобиля, поставленного на водоем, до гидрозлеватора: = 5; от гидроэлеватора до железнодорожной цистерны: = 4; 2. Используя формулу (49), вычисляем расход воды Q1 и расход подсасываемого бензина Q2. Для этой цели зададимся напором Н2=20 м и коэффициентом эжекции Кэ = Q2/ Q1 =1,1. Тогда Q2 = 1,1Q1. Подставляя известные данные в формулу (49), получаем: 20 4 + 4∙0,015(Q1 + 1,1Q2 )2, откуда Q1= 7,8 л/с; Q2= 8,6 л/с. 3. Определяем коэффициент подпора из формулы (47): К п = 0,25/1,1 = 0,23. 55 4. Определяем требуемый напор Н1 из формулы (46): Н1= 20/0,23 = 88 м. 5. По формуле (50) определяем требуемый напор на насосе: НН = 88 - 1 + 5∙0,015∙7,82 = 92 м. 6. Определяем требуемый расход бензина для его откачки за 2 ч: = 27,8 л/с. 7. Определяем требуемое количество гидроэлеваторов для откачки бензина: = 3,2 (принимаем 4). 8. Уточняем фактический расход бензина и время его откачки: 8,6∙4=34,4 л/с; = 1,61 ч. 9. Определяем общее количество перекачиваемой смеси (вода+бензин), чтобы вычислить необходимое число железнодорожных цистерн: 4(7,8+8,6)1,61∙3600=380217 л. 10. Необходимое число пустых железнодорожных цистерн: 11. По формуле (48) определяем коэффициент использования насоса для двухгидроэлеваторной системы: Ки = 0,82. Ки незначительно отличается от оптимального, поэтому принимаем две гидроэлеваторные системы по два гидроэлеватора в каждой. 12. Определяем общее количество рукавов для работы четырех гидроэлеваторов: 56 4(5+4)= 36. 13. Определяем требуемое количество отделений на АЦ-40 (130) 63 А (по количеству рукавов): 36/8 = 4,5 (принимаем 5). Задача 30. В результате железнодорожной аварии летом на расстоянии Х1 (рисунок 6) от железной дороги произошел разлив опасной жидкости на землю и образовалось разлитие с глубиной, достаточной для ее откачки при помощи гидроэлеватора. Высота горловины железнодорожной цистерны емкостью 60 м над уровнем разлитой жидкости составляет Z1 метров. На расстоянии Х2 от места разлития имеется водоем с неограниченным количеством воды. Подъезд к водоему свободен. Уровень разлития жидкости выше уровня воды в водоеме на Z2 метров. Рассчитать рабочие параметры гидроэлеваторной системы и вычислить требуемое количество сил и средств для уборки опасной жидкости за время не более Т часов. Задача решается по вариантам, указанным в таблице 21. 57 Таблица 21 – Варианты заданий к задаче 30 Вари Опасная Количество опасант жидкость ной жидкости, м3 Бензин 300 1 Керосин 280 2 Автол 260 3 Нефть 240 4 Спирт этиловый 220 5 Ацетон 200 6 Бензол 180 7 Диз. топливо 160 8 Мазут 140 9 Толуол 120 10 Глицерин 120 11 Скипидар 140 12 Этиленгликоль 160 13 Нефть 180 14 Спирт этиловый 200 15 Ацетон 220 16 Бензол 240 17 Диз. топливо 260 18 Мазут 280 19 Толуол 300 20 Глицерин 200 21 Скипидар 220 22 Этиленгликоль 240 23 Нефть 260 24 Спирт этиловый 280 25 Ацетон 300 26 Бензол 320 27 Диз. топливо 340 28 Мазут 360 29 Толуол 380 30 X1, м 20 25 30 35 40 45 50 45 40 35 30 25 20 25 30 35 40 45 50 45 40 35 30 25 20 25 30 35 40 45 X2, м 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 Z1 , м 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 16 15 14 13 12 11 10 11 12 13 14 15 16 14 12 Z2, м 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 14 13 12 Т, ч 5 6 7 8 9 10 11 10 9 8 7 6 5 6 7 8 9 10 11 10 9 8 7 6 5 6 7 8 9 10 58 Библиографический список 1. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2000. 2. Наставление по организации и технологии ведения аварийно- спасательных и других неотложных работ при чрезвычайных ситуациях. Часть 1, 2. - М.: МЧС России, 2000. 3. Пучков, В. А. Планирование действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и мероприятий гражданской обороны. Рекомендации / В. А. Пучков. - М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2004. – 234 с. 4. Захаркин, В. П., Разработка планов действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на предприятиях, в учреждениях и организациях. Методические указания по выполнению курсовой работы/ В. П. Захаркин и [др.] - М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. – 352 с. 5. Харисов, Г. Х. Аварийно-спасательные работы: курс лекций/ Г.Х. Харисов. - М.: АГПС МЧС России, 2005. - 110 с. 6. Харисов, Г. Х. Методические указания к решению задач и выполнению контрольных заданий по аварийно-спасательным работам/ Г.Х. Харисов. М.: АГПС МЧС России, 2005. - 45 с. 7. Горбунов, С.В. Методические основы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций радиационного характера: учебное пособие/ С. В. Горбунов, С.А. Мартьянов., С.И. Ермаков. М.: АГЗ МЧС РФ, 2010. – 288 с. 59 Перечень принятых сокращений АГПС МЧС – академия гражданской противопожарной службы АСДНР – аварийно-спасательные и другие неотложные работы АСР – аварийные спасательные работы АХОВ – аварийно-химически опасные вещества АЭС – атомная электрическая станция ГО – гражданская оборона ДТП – дорожно-транспортные происшествия КПД – коэффициент полезного действия КЧС – комиссия по чрезвычайным ситуациям КЭС – коммунально-энергетические сети НРБ – нормы радиационной безопасности ОФП – опасные факторы пожара РТП – руководитель тушением пожара СИЗОД – средства индивидуальной защиты органов дыхания ЧС – чрезвычайная ситуация 60 Приложение А (обязательное) Значения гамма-функции Гамма-функция Г(х)= Для больших значений аргумента Г(х) вычисляется при помощи формулы Г(х ) = (х -1) Г (х -1) =(х -1)(х - 2) Г (х - 2) =… Пример. Г(4,7) = 3,7 ∙ 2,7 ∙ 1,7 ∙ 0,9086 = 15,43. Если х<1 и х ≠ 0, - 1, -2, ... , то Г(х)= - =… Примеры: Г(0,7)= = 1,298; Г(-3,2) = = 0,689. Таблица А1 – Значения гамма-функции X 0 1 1,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1,20 0,0000 0,9943 9888 9835 9784 9735 9687 9642 9597 9555 9514 9474 9436 9399 9364 9330 9298 9267 9237 9209 9182 0,9994 9938 9883 9830 9779 9730 9683 9637 9593 9550 9509 9470 9432 9396 9361 9327 9295 9264 9234 9206 9179 2 9983 9932 9878 9825 9774 9725 9678 9633 9589 9546 9505 9466 9428 9392 9357 9324 9292 9261 9231 9203 9176 3 4 9983 9927 9872 9820 9769 9721 9673 9628 9584 9542 9501 9462 9425 9389 9354 9321 9289 9258 9229 9201 9174 9977 9921 9867 9815 9764 9716 9669 9624 9580 9538 9498 9459 9421 9385 9350 9317 9285 9255 9226 9198 9171 5 9971 9916 9862 9810 9759 9711 9654 9619 9576 9534 9494 9455 9417 9382 9347 9314 9282 9252 9223 9195 9169 6 7 8 9 9966 9910 9856 9805 9755 9706 9660 9615 9571 9530 9490 9451 9414 9378 9144 9311 9279 9249 9220 9192 9166 9960 9905 9851 9800 9750 9702 9655 9610 9567 9526 9486 9447 9410 9375 9340 9308 9276 9246 9217 9190 9163 9954 9899 9846 9794 9745 9697 9651 9606 9563 9522 9482 9443 9407 9371 9337 9304 9273 9243 9214 9187 9161 9949 9894 9841 9789 9740 9692 9646 9602 9559 9518 9478 9440 9403 9368 9334 9301 9270 9240 9212 9184 9158 61 Продолжение таблицы А1 1 9156 9153 2 9131 9129 3 9108 9105 4 9085 9083 5 9064 9062 6 9044 9042 7 9025 9023 8 9007 9005 9 8990 8989 1,30 8975 8973 1 8960 8959 2 8946 8945 3 8934 8933 4 8922 8921 5 8912 8911 6 8902 8901 7 8893 8892 8 8885 8885 9 8879 8878 1,40 8873 8872 I 8868 8867 2 8864 8863 3 8860 8858 4 8858 8858 5 8857 8857 6 8856 8856 7 8856 8856 8 8857 8858 9 8859 8860 1,50 0,8862 8863 1 8866 8866 2 8870 8871 3 8876 8876 4 8882 8882 5 8889 8889 6 8896 8897 7 8905 8906 8 8914 8915 9 8924 8925 1,60 8935 8936 1 8947 8948 2 8959 8961 3 8972 8974 4 8986 8988 5 9001 9003 6 9017 9018 9151 9126 9103 9081 9060 9040 9021 9004 8987 8972 8957 8944 8931 8920 8910 8900 8892 8884 8877 8872 8867 8863 8860 8858 8856 8856 8856 8858 8860 8863 8867 8871 8877 8883 8890 8898 8907 8916 8926 8937 8949 8962 8975 8989 9004 9020 9148 9124 9101 9079 9058 9038 9020 9002 8986 8970 8956 8943 8930 8919 8909 8899 8891 8883 8877 8871 8866 8863 8860 8858 8856 8856 8857 8858 8860 8863 8867 8872 8877 8884 8891 8899 8908 8917 8927 8939 8950 8963 8977 8991 9006 9021 9146 9122 9098 9077 9056 9036 9018 9000 8984 8969 8954 8941 8929 8918 8908 8898 8890 8883 8876 8871 8866 8862 8859 8857 8856 8856 8857 8858 8860 8864 8868 8872 8878 8884 8892 8900 8909 8918 8929 8940 8952 8964 8978 8992 9007 9023 9143 9119 90% 9074 9054 9034 9016 8999 8982 8967 8953 8940 8928 8917 8907 8897 8889 8882 8875 8870 8865 8862 8859 8857 8856 8856 8857 8858 8861 8864 8868 8873 8879 8885 8892 8901 8909 8919 8930 8941 8953 8966 8979 8994 9009 9025 9141 9117 9094 9072 9052 9032 9014 8997 8981 8966 8952 8939 8927 8916 8906 8897 8888 8881 8875 8870 8865 8862 8859 8857 8856 8856 8857 8859 8861 8864 8869 8873 8879 8886 8893 8901 8910 8920 8931 8942 8954 8967 8981 8995 9010 9026 9138 9114 9092 9070 9050 9031 9012 8995 8979 8964 8950 8937 8926 8915 8905 8896 8888 8880 8874 8869 8865 8861 8859 8857 8856 8856 8857 8859 8861 8865 8869 8874 8880 8887 8894 8902 8911 8921 8932 8943 8955 8968 8982 8997 9012 9028 9136 9112 9090 9068 9048 9029 9011 8994 8978 8963 8949 8936 8924 8914 8904 8895 8887 8880 8874 8869 8864 8861 8858 8857 8856 8856 8857 8859 8862 8865 8869 8875 8880 8887 8895 8903 8912 8922 8933 8944 8957 8970 8984 8998 9014 9030 9133 9110 9087 9066 9046 9027 9009 8992 8976 896! 8948 8935 8923 8913 8903 8894 8886 8879 8873 8868 8864 8861 S858 8857 8856 8856 8857 8859 8862 8866 8870 8875 8881 8888 8896 8904 8913 8923 8934 8946 8958 8971 8985 9000 9015 9031 62 Окончание таблицы А1 7 9033 9035 8 9050 9052 9 9068 9070 1,70 9086 9088 1 9106 9108 2 9126 9128 3 9147 9149 4 9168 9170 5 9191 9193 6 9214 9216 7 9238 9240 8 9262 9265 9 9288 9290 1,80 9314 9316 1 9341 9343 2 9368 9371 3 9397 9400 4 9426 9429 5 9456 9459 6 9487 9490 7 9518 9522 8 9551 9554 9 9584 9587 1,90 9618 9621 1 9652 9656 2 9688 9691 3 9724 9728 4 9761 9765 5 9799 9803 6 9837 9841 7 9877 9881 8 9917 9921 9 9958 9962 2,00 1,0000 0004 9036 9054 9071 9090 9110 9130 9151 9173 9195 9218 9242 9267 9293 9319 9346 9374 9403 9432 9462 9493 9525 9557 9591 9625 9659 9695 9731 9768 9806 9845 9885 9925 9966 0008 9038 9055 9073 9092 9112 9132 9153 9175 9197 9221 9245 9270 9295 9322 9349 9377 9406 9435 9465 9496 9528 9561 9594 9628 9663 9699 9735 9772 9810 9849 9889 9929 9971 0013 9040 9057 9075 9094 9114 9134 9155 9177 9200 9223 9247 9272 9298 9325. 9352 9380 9408 9438 9468 9499 9531 9564 9597 9631 9666 9702 9739 9776 9814 9853 9893 9933 9975 0017' 9041 9043 9059 9061 9077 9079 9096 9098 9116 9118 9136 9138 9157 9160 9179 9182 9202 9204 9226 9228 9250 9252 9275 9277 9301 9303 9327 9330 9355 9357 9383 9385 9411 9414 9441 9444 9471 9474 9503 9506 9534 9538 9567 9570 9601 9604 9635 9638 9670 9673 9706 9709 9742 9746 9780 9784 9818 9822 9857 9861 9897 9901 9938 9942 9979 9983 0021 0026 9045 9062 9081 9100 9120 9140 9162 9184 9207 9230 9255 9280 9306 9333 9360 9388 9417 9447 9478 9509 9541 9574 9607 9642 9677 9713 9750 9787 9826 9865 9905 9946 9987 0030 9047 9064 9083 9102 9122 9142 9164 9186 9209 9233 9257 9283 9309 9335 9363 9391 9420 9450 9481 9512 9544 9577 9611 9645 9681 9717 9754 9791 9830 9869 9909 9950 9992 0034 9048 9066 9084 9104 9125 9145 9166 9188 9211 9235 9260 9285 9311 9338 9366 9394 9423 9453 9484 9515 9547 9580 9614 9649 9684 9720 9757 9795 9834 9873 9913 9954 9996 0038 63 Приложение Б (обязательное) Квантиль интеграла вероятностей Таблица Б1 – Квантиль интеграла вероятностей и 0 0,0 0,00000 1 2 3 4 5 6 7 00399 00798 01197 01595 01994 02392 02790 0,1 03983 04380 04776 05172 0,2 07926 08317 08706 09095 0,3 11791 12172 12552 12930 0,4 15542 15910 16276 16640 0,5 19146 19497 19847 20194 0,6 22575 22907 23237 23565 0,7 25804 26115 26424 26730 0,8 28814 29103 29389 29673 0,9 31594 31859 32121 32381 1,0 34134 34375 34614 34850 1,1 36433 36650 36864 37076 1,2 38493 38686 38877 39065 1,3 40320 40490 40658 40824 1,4 41924 42073 42220 42364 1,5 43319 43448 43574 43699 1,6 44520 44630 44738 44845 1,7 45543 45637 45728 45818 1,8 46407 46485 46562 46638 1,9 47128 47193 47257 47320 2,0 47725 47778 47831 47882 2,1 48214 48257 48300 48341 2,2 48610 48645 48679 48713 2,3 48928 48956 48983 49010 2,4 49180 49202 49224 49245 2,5 49379 49396 49413 49430 2,6 49534 49547 49560 49573 2,7 49653 49664 49674 49683 2,8 49744 49752 49760 49767 2,9 49813 49819 49825 49831 3,0 49865 3,5 4997674 4,0 4999683 4,5 4999966 5,0 4999997133 05567 09483 13307 17003 20540 23891 27035 29955 32639 35083 37286 39251 40988 42507 43822 44950 45907 46712 47381 47932 48382 48745 49036 49266 49446 49585 49693 49774 49836 05962 09871 13683 17364 20884 24215 27337 30234 32894 35314 37493 39435 41149 42647 43943 45053 45994 46784 47441 47982 48422 48778 49061 49286 49461 49598 49702 49781 49841 06356 10257 14058 17724 21226 24537 27637 30511 33147 35543 37698 39617 41308 42786 44062 45154 46080 46856 47500 48030 48461 48809 49086 49305 49477 49609 49711 49788 49846 06749 10642 14431 18082 21566 24857 27935 30785 33398 35769 37900 39796 41466 42922 44179 45254 46164 46926 47558 48077 48500 48840 49111 49324 49492 49621 49720 49795 49851 8 9 03183 03586 07142 11026 14803 18439 21904 25175 28230 31057 33646 35993 38100 39973 41621 43056 44295 45352 46246 46995 47615 48124 48537 48870 49134 49343 49506 49632 49728 49801 49856 07535 11409 15173 18793 22240 25490 28524 31327 33891 36214 38298 40147 41774 43189 44408 45449 46327 47062 47670 48169 48574 48899 49158 49361 49520 49643 49736 49807 49861 64 Приложение В (справочное) Ключевые слова аварийные работы массовые опасности антропогенные опасности межрегиональные опасности бытовые опасности напряженность трудового процесса вероятность получения травмы непроизводственные условия внешнее облучение объект защиты внутреннее облучение опасные опасности вредный фактор опасный фактор гигиенические нормативы переменные опасности глобальные опасности поглощённая доза облучения городские опасности потенциальные опасности групповые (массовые) опасности предотвращаемая доза доза облучения производственные опасности доза суммарного облучения производственный травматизм естественно-техногенные опасности радионуклиды естественные опасности различаемые опасности зоны воздействия реализованные опасности зоны ЧС реальные опасности идентификация опасностей региональные опасности импульсные опасности риск получения травм индивидуальные опасности скрытый ущерб здоровью информационные опасности спасательные работы ионизирующие излучения техногенные опасности класс условий труда условия труда ликвидация аварии частота несчастных случаев локальные опасности частота травматизма 65 Учебно-методическое издание Татьяна Алексеевна Саулова Виталий Иванович Бас Валерий Васильевич Ничепорчук УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ Управление безопасностью в чрезвычайных ситуациях Электронное издание Практикум для бакалавров направлений подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» профиля «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и 44.03.01 «Профессиональное обучение» профиля «Безопасность жизнедеятельности» очной формы обучения Отв. редактор доцент Редактор РИЦ А.Г. Лапкаев Л.М. Буторина Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Уч. изд. л. 4,06 Тираж 60 экз. Изд. № Заказ № Редакционно-издательский центр СибГАУ 660049, Красноярск, пр. Мира 82 факс (3912) 20-61-56 тел. (3912) 27-69-90