Обеспечение безопасности спасательных работ в зонах пожаров, разрушений и воздействия электрического тока

Обеспечение безопасности спасательных работ в зонах пожаров

И разрушений

 

2.1.1. Краткая характеристика процесса горения

 

Многие процессы в природе, технике и повседневной жизни протекают в виде экзотермических реакций, сопровождаются выделением тепла.

Процесс горения – это быстропротекающая экзотермическая реакция (соединения или разложения), сопровождающаяся выделением большого количества тепла и излучением света.

Взрыв - частный случай горения, протекающий мгновенно и сопровождающийся кратковременным выделением значительного количества энергии.

Для протекания процесса горения необходимо наличие горючей среды, включающей в себя горючее вещество и кислород (воздух) и источника воспламенения. Для того чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергии).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т.е. тот участок, где протекает экзотермическая реакция, сопровождающаяся выделением тепла и света.

Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода и при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Горение веществ может протекать не только в среде кислорода, но также и при соединении с другими веществами. Так многие вещества горят при наличии хлора, паров брома, серы и т.д. Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном.

Твердые горючие вещества при нагревании ведут себя различно. Например, сера, канифоль, нафталин, каучук плавятся и испаряются. Древесина, бумага, ткани, сланцы, торф разлагаются и выделяют газообразные продукты, в том числе и горючие и твердый остаток в виде шлака; кокс, антрацит, древесный уголь и др. разлагаются и не только плавятся. Наличие горючей среды, т.е. определенной концентрации горючего вещества и кислорода, представляет значительную пожарную опасность, поскольку воспламенение горючей смеси может произойти даже от маломощного и кратковременного источника воспламенения.

 

2.1.2. Условные зоны пожара и их характеристики

 

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяется на

три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов в объеме факела пламени. Данная зона может ограничиваться ограждениями здания (сооружения), стенками технологических аппаратов, резервуаров.

Зона теплового воздействия примыкает к границам зоны горения. В этой части пространства протекают процессы теплообмена между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими материалами. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется тремя способами: конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без противотепловой защиты.

Зоной задымления называется часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей или затрудняющих действия спасательных и пожарных подразделений.

При пожарах в зданиях и на открытых пространствах зоны задымления имеют характерные особенности и зависят от различных факторов. Зона задымления может включать в себя всю зону теплового воздействия и значительно ее превышать. Внешними границами зоны задымления считаются места, где плотность дыма составляет 0,1-0,6 г/м³, видимость 6-12 м, концентрация кислорода в дыме не менее 16% и токсичность газов не представляет опасности для людей, находящихся без средств индивидуальной защиты.

 

2.1.3. Фазы развития пожара

 

В процессе развития пожара различают три фазы: фазу свободного развития пожара, фазу локализации и фазу ликвидации пожара.

В первой фазе развития пожара - фазе свободного горения – пламенем охватывается до 80% пожарной нагрузки. Эта фаза характерна ростом площади пожара, выгоранием пожарной нагрузки, нагревом строительных конструкций, их обрушением. Продолжительность этой фазы Т_св определяется по формуле (3.3) как сумма времени сообщения о возгорании в пожарную часть Т_дс, времени сбора личного состава Т_сб, времени следования формирований к месту возгорания Т_сл, и времени развертывания пожарных бригад Т_бр:

 

Т_св= Т_дс + Т_сб + Т_сл + Т_бр.                              (3.3)

 

Во второй фазе происходит активное пламенное горение с потерей массы

пожарной нагрузки, скорость выгорания непрерывно увеличивается и достигает максимальных величин. В третьей фазе скорость выгорания резко падает, процесс характеризуется догоранием тлеющих материалов и конструкций.

Во второй фазе – фазе локализации – пожар развивается до момента ограничения распространения горения по площади сосредоточенными силами, средствами и исключения опасных ситуаций. Эта фаза характеризуется дальнейшим увеличением площади пожара, сокращением скорости распространения горения за счет внедренных средств тушения, выгоранием пожарной нагрузки на участках свободного горения и тления, а также другими явлениями.

Продолжительность фазы локализации зависит от быстрого проведения разведки пожара, оценки обстановки, скорости сосредоточения огнетушащих средств, грамотного управления силами и т.д. Практически определить точно время локализации пожара невозможно. Его можно рассчитать в процессе тушения и исследования потушенных пожаров.

В третьей фазе – фазе ликвидации – площадь пожара сокращается и приостанавливается до момента полного прекращения горения на всех поверхностях пожарной нагрузки и завершается исключением возможности повторного возобновления горения в этих местах. Выявить время третьего периода также практически невозможно.

В каждом конкретном случае процесс развития пожара протекает при определенных условиях сосредоточения или рассредоточения пожарной нагрузки и газообмена, т.е. притока воздуха в зону горения и удаления из нее нагретых продуктов сгорания, а также дымовых газов. Газовый обмен является постоянным явлением любого пожара. При пожарах на открытом пространстве газообмен характеризуется наличием восходящего столба или движущейся колонны газообразных продуктов сгорания. При пожарах в ограждениях (зданиях) газообмен зависит от наличия, состояния и площади проемов, высоты их расположения, удельной пожарной нагрузки и других факторов.

Наиболее интенсивно газообмен протекает при наружных пожарах, пожарах в производственных зданиях со световыми фонарями, бесфонарных зданиях с дымоудаляющими люками в покрытиях. Мощные потоки газов, особенно при наружных пожарах, способны переносить искры, горящие угли и головни на значительные расстояния, создавая условия для возникновения новых очагов горения, что следует учитывать при организации спасательных работ. При газообмене в зданиях, когда доступ свежего воздуха к зоне горения сокращается, происходит обильное выделение продуктов неполного сгорания и теплового разложения. Указанные обстоятельства осложняют обстановку, создают наибольшую опасность для жизни людей и затрудняют оперативные действия спасателей.

 

2.1.4. Основные опасные факторы пожара

К основным опасным факторам пожара относятся:

высокая температура и тепловое воздействие;

тепловое излучение, затрудняющее аварийно-спасательные работы;

продукты сгорания и разложения при неполном сгорании материалов, (токсические вещества, плотный дым и т.д.);

пониженная концентрация кислорода;

вскипание и выброс жидких горючих веществ из емкостей, резервуаров и как следствие взрывы емкостей с горючими жидкостями;

избыточное давление газов в объеме горящего и смежного помещений;

сопровождающие пожар опасные явления, такие как разрушения и обрушение строительных конструкций, возгорание смежных объектов и спецодежды пожарных расчетов, машин, взрывы, разлет обломков и осколков от взрывов и восходящих тепловых потоков воздуха.

Температура пожара не является величиной постоянной. Она изменяется во времени и пространстве. Изменение температуры пожара во времени и пространстве называется температурным режимом пожара. Распределение температур на пожаре по высоте происходит неравномерно. Максимальная температура образуется в зоне горения, а минимальная - по мере удаления от нее к границам зоны теплового воздействия. Граница зоны теплового воздействия располагается там, где температура не превышает 50-60^оС.

Высокая температура в зоне горения является, как правило, главной причиной гибели людей, деформации и обрушения строительных конструкций, взрывов. Человек при температуре 80-100°С в сухом воздухе и 50-60°С во влажном может находиться без средств специальной защиты лишь несколько минут. При повышении температуры возможны ожоги, тепловые удары, потеря сознания и даже смерть.

Тепловое излучение, особенно при наружных пожарах, создает трудности для доступа спасателей к границам горения. Воздействие теплового импульса 0,25 кал/см²×с (1,05×10⁴ Вт/м²) в течение 3 мин на незащищенные кожные покровы человека вызывает болевые ощущения.

Продукты сгорания и разложения, выделяемые на пожаре, являются составными частями дыма. При работе в таких условиях необходимо применять изолирующие и защитные средства, проводить мероприятия по удалению дыма и снижению температуры.

По характеру дыма можно определить род горящих веществ и присутствие в нем вредных газов. Например, бумага, сено, солома имеет цвет дыма беловатый (желтый) с кислым вкусом; древесина - серовато-черный с запахом смолы; нефтепродукты - черный дым с раздражающим запахом.

При неполном сгорании материалов, содержащих жиры и мыла, кроме обычных, выделяются продукты термического разложения: акролеин и альдегиды. Малейшее количество акролеина (около 0,002мг/л) вызывает жжение носа, кашель. Вдыхание более высоких концентраций акролеина может вызвать воспаление легких со смертельным исходом. При неполном сгорании целлулоида и кинопленки выделяются: окись углерода (до 35%); окислы азота (до 35%), синильная кислота (до 1%).

При горении нефтепродуктов в резервуарах опасными факторами пожара являются вскипание и выбросы. Вскипание нефтепродуктов происходит из-за наличия в них мелких капель воды, обводнения во время тушения пожара водой и пенами, прогрева нефтепродуктов в процессе горения до температуры выше 100°С. Вскипание сопровождается переливом вспенившейся массы продукта через борт резервуара вследствие увеличения ее объема в 4-5 раз по отношению к объему нагретой жидкости. Выбросы происходят при наличии под слоем нефтепродукта на дне резервуара воды (водяная подушка). Нефтепродукт состоит из смеси легких и тяжелых компонентов (т.е. неоднороден), жидкость прогревается вглубь до слоя воды, температура прогретого слоя нефтепродукта на границе с водяной подушкой значительно превышает 100°С и давление паров на границе с водяной подушкой превышает гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Поэтому важно знать характерные явления, предшествующие выбросу: усиление шума процесса горения, вызванное бурным кипением жидкости; дрожание металлических стенок резервуара; уменьшение дыма и посветление пламени; образование вытянутых языков пламени в виде огненных стрел.

Обычно при проведении спасательных работ в ходе пожара спасатель подвержен комплексному воздействию поражающих факторов пожара. Недооценка любого из них может привести к трагическим последствиям, поэтому всегда должен быть разумный подход к решению возложенных задач. Недопустим неоправданный риск, недопустимо пренебрежительное отношение к материально-техническому оснащению поисково-спасательных отрядов.

 

2.1.5. Требования по обеспечению безопасности спасательных работ

в зонах пожаров

Обеспечение защиты личного состава в условиях загазованности. При проведении аварийно-спасательных работ в условиях пожара необходимо использовать, как правило, средства индивидуальной защиты изолирующего типа. В этой связи необходимо постоянно следить за расходованием кислорода в средствах защиты органов дыхания (дыхательных аппаратах, изолирующих противогазах на связанном кислороде). Необходимо помнить, что безотказная работа противогаза зависит от правильной его эксплуатации, соответствующего ухода, правильного хранения, постоянного контроля за исправностью и чистотой. Спасатель должен уметь рассчитать ожидаемое время возвращения, а также количество кислорода, которое необходимо оставить на обратный путь. В дыхательных аппаратах на сжатом воздухе (кислороде) это количество можно определить по давлению газа в баллоне, то есть по показаниям манометра.

Допустимое время пребывания в изолирующих приборах на сжатом воздухе t можно определить по формуле:

 

,                                         (3.4)

 

где v – суммарная емкость баллонов, л; q – скорость легочной вентиляции, л/мин; р – начальное давление воздуха в баллоне, атм; р_ост – давление, при котором срабатывает датчик указателя минимального давления, атм.

Скорость легочной вентиляции определяется тяжестью выполняемой работы. Принимается, что при легкой нагрузке минутный объем дыхания составляет 20-30 л/мин, при средней нагрузке – 40-60 л/мин, при выполнении тяжелой работы – 80-120 л. Большее значение в этом интервале соответствует температуре окружающего воздуха 10°С и ниже, а меньшее – температуре воздуха выше 10°С.

Суммарное время пребывания в изолирующем дыхательном аппарате можно условно разделить на три части: время на выдвижение к месту проведения работ (время входа), время работы, время выхода из опасной зоны. Каждому из указанных интервалов времени соответствует определенное падение давления воздуха в баллоне: D р_вх, D р_раб, D р_вых. Полагая, что время входа и время выхода из опасной зоны равны между собой, допустимую продолжительность непосредственной работы можно определить как:

 

                               (3.5)

 

или с учетом непредвиденных обстоятельств при выходе из опасной зоны:

 

.                            (3.6)

Таким образом, общее правило может быть сформулировано следующим образом. Для обеспечения выхода спасателя из опасной зоны на обратный путь необходимо оставить давление кислорода Р_вых, равное падению давления при движении к месту работы, плюс половина этого количества на непредвиденные обстоятельства и плюс остаточное давление 30 атм, необходимое для нормальной работы редуктора, то есть:

 

Р_вых = 1,5∆ р_вх + р_ост.                                   (3.7)

Обеспечение безопасности личного состава в условиях воздействия высоких температур. Основными формами проявления воздействия на человека высоких температур являются термические ожоги, тепловой удар, общее перегревание организма.

Ожоги термические - это поражение тканей организма, возникающее под действием высоких температур. Тяжесть поражения определяется глубиной патологических изменений и распространенностью ожога. Различают четыре степени ожогов:

I степень - гиперемия (покраснение) и отек кожи;

II степень - образование пузырей;

III степень - некроз кожи (IIIA степень - поражение с сохранением эпителия в области придатков кожи, из которых возможна самостоятельная эпителизация ожога - восстановление кожного покрова, IIIБ степень - некроз всех слоев кожи);

IV степень - обугливание кожи и нижележащих тканей (клетчатки, мышц,

костей).

У большинства пораженных обычно наблюдается сочетание ожогов различных степеней. Площадь ожога принято выражать в процентах от общей поверхности кожи человека. Если площадь ожога II-III-IV степеней превышает 10-15 %, у пострадавшего развивается общая реакция организма - ожоговая болезнь. Ожо-

ги считаются опасными для жизни, если при I степени поражено 50 % поверхно-

сти тела и более, при II степени - более 30 %, при III степени - более 25 %.

При общем перегревании организма в результате воздействия внешних тепловых факторов (в районах с жарким климатом, в доменных и прокатных цехах и т.д.) может наблюдаться остро развивающееся патологическое состояние - тепловой удар. Тепловой удар возникает при нарушении теплоотдачи в окружающую среду или повышенной теплопродукции организма человека, особенно в непроницаемой для водяных паров одежде, высокой влажности и неподвижности воздуха.

При тепловом ударе легкой степени тяжести появляются общая слабость, головная боль, тошнота, учащаются дыхание и пульс. При тепловом ударе средней степени тяжести отмечаются резкая слабость, сильная головная боль, рвота, оглушенность, неуверенность движений, иногда сразу развивается обморок.

При тяжелом тепловом ударе возникают судороги, нарушается сознание от легких степеней до комы, появляются галлюцинации, температура тела повышается до 41-42 °С, пульс учащается до 120-140 ударов в минуту. Как последствие теплового удара могут наблюдаться эпилептические припадки, повышение внутричерепного давления, психические нарушения.

Профилактика теплового удара заключается в предварительных и периодических медицинских осмотрах лиц, работающих в условиях высокой температуры, соблюдении санитарно-гигиенических требований к условиям труда в горячих цехах, к одежде и к организации длительных перерывов в жаркий период года.

 

Рис. 3.3. Значение температуры в помещениях при внутреннем пожаре

 

Как уже отмечалось, основной характеристикой разрушительного действия пожара является высокая температура. В жилых домах и общественных зданиях температура внутри помещений достигает 800-900°С (рис. 3.3). На рис. 3.4 показано изменение температуры внутри помещения при горении твердых веществ. С увеличением количества горючего вещества (горючей загрузки) на единицу площади пола повышается максимальная температура и увеличивается продолжительность пожара. Продолжительность и температура пожара зависят также от вида горючего материала.

Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и составляют для горючих газов 1200-1350°С, для жидкостей 1100-1300 °С, для твердых веществ 1000-1250°С. При горении термита, магния максимальная температура достигает 2000-3000°С. Тепло, выделяющееся в зоне

Рис. 3.4. Зависимость теплового режима от количества горючего

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: