Степень переносимости человеком тепловой радиации

Интенсивность тепловой радиации (поверхностная плотность теплового потока), Вт/м2	Время переносимости	Количество теплоты, передаваемое за время переносимости, Дж
560	Неопределенного долго	Нет сведений
840	До 5мин	Нет сведений
1400	2,5-5 мин	33,4
2800	30-40 с	9,6
7000	5-1 с	5,85
14000	1-5 с	2,5

 

дование, приборы и линии коммуникаций могут привести к серьезным авариям и несчастным случаям.

Особенно опасны термические удары, импульсивные (десятки, сотни градусов в 1 с) и неоднородные изменения температуры машин, оборудования, инструмента. Обычно к тепловым ударам относят случаи быстрого нагрева, но тепловым ударом можно считать и резкое охлаждение (например, при попадании холодной струи жидкости на нагретое материальное тело). Определяющим показателем при этом является значение температурного градиента и величин, обусловленных им деформаций и напряжений, приводящих к изменению формы конструкций, образованию трещин и в предельном случае - к разрушению.

В условиях быстрого нагревания тела его внешние слои расширяются, а более глубокие, остающиеся не нагретыми, препятствуют расширению; в первых возникают напряжения сжатия, во вторых - растяжения. У большинства материалов сопротивление сжатию выше сопротивления растяжению, поэтому разрушение происходит в зоне действия напряжений растяжения, т.е. трещина возникает в менее нагретых слоях и затем распространяется после прекращения нагрева на весь объем.

При защите человека от воздействия экстремальных температур необходимо учитывать процессы взаимодействия теплового потока с веществом (рис.3.5).

Исходный тепловой поток F₀, падая на вещество защитного экрана, частично отражается от его поверхности, образуя поток отраженного излучения F_отр, частично поглощается в слоях защитного материала F_погл, оставшаяся часть теплового потока F проходит через материал экрана и воздействует на кожные покровы человека. Нагретый под действием теплового потока поверхностный слой защитного материала отдает тепло в окружающую среду по механизму лучеиспускания и конвекции F_л+к.

При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, не проницаемого для воздуха.

При теплообмене по механизму лучеиспускания для термической защиты используют конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение, например из фольги, металлизированной лавсановой пленки.

Рис. 3.5. Схема взаимодействия теплового потока с веществом

Защитного экрана

При преобладании механизма теплопроводности наиболее пригодными считаются материалы с развитой пористой структурой, характеризующиеся низким коэффициентом теплопроводности, Вт/(м×К), а также устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.

При ведении спасательных работ в зоне высоких температур для предупреждения перегрева людей должны предусматриваться:

применение газотеплозащитных аппаратов и защитной одежды;

организация отдыха в местах с нормальной температурой воздуха;

использование охлаждающего воздействия воды, смачивание изолирующих средств защиты кожи, установка водяных завес;

ограничение времени пребывания личного состава в зоне высоких температур.

Повышенная температура обусловливает особенности использования средств индивидуальной защиты органов дыхания. В частности, запрещается ведение аварийно-спасательных работ в фильтрующих СИЗОД при температуре выше +40°С, за исключением случаев, когда работа непосредственно связана со спасением людей.

Кардинальным способом решения проблемы теплозащиты при ведении аварийно-спасательных и других неотложных работ в зонах высоких температур является применение скафандров – индивидуального герметичного снаряжения, обеспечивающее жизнедеятельность человека.

Верхний слой скафандра, ограждающий от лучистой энергии, изготовляется из термостойкой ткани. Тепловая изоляция расположена под верхним слоем и состоит из нескольких слоев тонкой пленки с алюминизированной поверхностью, разделенных сеткой из стекловолокна. Система охлаждения включает костюм с водяным охлаждением (или испарительный костюм) и шлем, снабженный светофильтрами.

 

2.1.6. Основные требования безопасности в условиях пожара

 

В целях безопасности спасателя в условиях задымления и высоких температур время нахождения спасателя непрерывно и в непосредственной близости от огня должно быть не более 30 минут. Вновь к работе спасатель допускается после 20-30-минутного отдыха вне зоны задымления и теплового воздействия пожара.

Спасатели, занятые тушением пожара, должны постоянно поддерживать между собой зрительную связь. Необходимо вести постоянное наблюдение за распространением огня для предотвращения окружения огнем спасателей и техники.

Применять для тушения пожара технику с неисправными двигателями и подтекающей топливной системой запрещается. Запрещается заправлять двигатели машин топливом вблизи огня, подавать воду на электроустановки и воздушные линии электропередач.

При тушении горящих нефтепродуктов в резервуарах необходимо помнить, что горение в резервуарах нефтепродуктов, содержащих даже незначительное количество влаги, может вызвать вскипание, а при наличии воды на дне их выбросы.

При обнаружении признаков вскипания нефтепродуктов (усиления горения, изменения цвета пламени, усиления шума при горении, появления отдельных потрескиваний, а в некоторых случаях вибрации стенок резервуара, особенно верхних поясов) спасатели, не участвующие непосредственно в тушении пожара, должны быть выведены за пределы опасной зоны.

В целях защиты личного состава необходимо иметь резервную технику, пеногенераторы, воздушные пенные и водяные стволы, а также землеройную технику для создания земляных валов на пути разливающихся нефтепродуктов.

Вся резервная техника, аппараты должны находиться на расстоянии 150-200 м от горящего резервуара. Спасатели, устанавливающие пеноподающие устройства на борт горящего подземного резервуара, должны быть одеты в теплоотражательные костюмы и иметь страховку с помощью веревки.

 

2.1.7. Особенности обеспечения безопасности при ведении работ

в зонах разрушения

 

Основные опасные факторы, воздействие которых возможно на спасателя при ведении работ в разрушенных зданиях и сооружениях:

внезапное обрушение стен и перекрытий поврежденных и разрушенных зданий;

внезапное смещение элементов завала при проделывании лазов, галерей и

разборке завала;

внезапное обрушение грунта при оборудовании приямков и галерей под завалом;

загазованность подвалов и блокированных помещений в результате разрушения коммунальных газовых сетей, пожаров и тления в завалах; взрывоопасность;

внезапный прорыв воды и фекалий при ведении работ в завалах и заглубленных помещениях в результате повреждения водопровода или канализации;

поражение электрическим током при касании металлических конструк-

ций разрушенных зданий и сооружений, а также электропроводов в результате повреждения электрических сетей;

образование скрытых трещин и провалов в перекрытиях, нарушение прочности лестниц в зданиях, опасность их обрушения в ходе ведения работ;

образование промоин в завалах в результате подмыва их водой из разрушенного водопровода;

падение отдельных элементов конструкций, а также инструмента с верхних этажей при неосторожном обращении с ними в ходе работ;

травмирование движущимися деталями и механизмами инженерных машин при нарушении правил безопасности при их эксплуатации;

обрыв конструкций и обломков при их строповке и при подъеме кранами;

нарушение правил эксплуатации машин и механизмов и нарушение технологии ведения работ;

неисправность и нарушение правил пользования средствами индивидуальной защиты;

перегрев или переохлаждение спасателей при нарушении режима работы в жаркое или холодное время года.

При ведении разведки и поисковых работ в разрушенных и поврежденных зданиях и сооружениях необходимо:

входить в зону разрушений по указанному наиболее безопасному направлению;

не приближаться на опасное расстояние к стенам разрушенных зданий и конструкциям, угрожающим обвалом;

входить в поврежденные здания и сооружения с наименее опасной стороны, в горящие и задымленные здания – с наветренной стороны;

производить осмотр внутренних помещений и подвалов поврежденных зданий группой не менее 3-х человек, передвигаться внутри помещений, подстраховывая друг друга;

перед входом в помещение внимательно осмотреть его, оценить устойчивость стен, перекрытий, пола, выбрать наиболее безопасный путь;

при движении по лестнице необходимо держаться ближе к стене, а внутри помещений - передвигаться осторожно вдоль неповрежденных стен;

не открывать резко двери в очередное для осмотра помещение (особенно в горящих и загазованных зданиях) во избежание выброса пламени и нагретых газов;

при подъеме на верхние этажи поврежденных зданий по поврежденным лестницам, а также при осмотре и поиске пострадавших в задымленных и затемненных помещениях и подвалах пользоваться страховочными средствами, при этом свободный конец страховочной веревки должен находиться в руках у спасателя, находящегося у входа в помещение в безопасном месте;

использовать для связи ближнюю радиосвязь;

в горящих и задымленных помещениях передвигаться, низко пригнувшись или ползком, ближе к окнам, проломам, постоянно сохраняя возможность быстрого выхода из опасной зоны;

при осмотре внутренних помещений и подвалов использовать для осве-

щения только переносные электрические фонари шахтерского типа, пользоваться открытым огнем запрещается;

при использовании изолирующих противогазов строго соблюдать правила пользования ими, контролировать время нахождения в них;

при разведке и поиске пострадавших в крупных поврежденных зданиях и подвальных помещениях, особенно при действиях в темное время суток, в дыму или в темных помещениях, запоминать путь движения, ставить по пути движения хорошо заметные знаки (метки) и выставлять на входе страховщика со средствами связи;

запрещается трогать, убирать и перемещать предметы (мебель, конструкции, трубы, двери, балки и т.п.), которые поддерживают поврежденные или обрушившиеся стены, перекрытия и другие элементы здания или сооружения;

запрещается входить в помещения, особенно в подвалы, без изолирующих противогазов и средств индивидуальной защиты кожи;

при наличии запаха газа и других подозрительных факторов запрещается курить, а также включать и выключать электрические фонари, не обеспеченные безыскровыми приспособлениями;

запрещается проведение работ в охранной зоне электропередач без наряда-допуска;

не заходить на неустойчивые элементы, а также на участки с повышенной температурой элементов завала, на дымящиеся участки, а также на участки, где наблюдается искрение арматуры;

разведку и поиск пострадавших на задымленных и загазованных участках завала вести с использованием страхующих приспособлений, выставляя страховщиков с наветренной стороны;

при наличии признаков или установлении наличия заражения опасными химическими веществами разведку и поиск пострадавших вести с использованием средств индивидуальной защиты;

в ходе ведения поисковых работ кинологическим способом внимательно наблюдать за поведением поисковой собаки; при изменении ее поведения (отказ работать, беспокойство, изменение дыхания, кашель и т.п.) прекращать поиск на данном участке до выяснения обстановки;

при использовании технических средств обнаружения пострадавших устанавливать аппаратуру на устойчивых элементах завала, не допускать пересечения линий прослушивающей аппаратуры с оборванными линиями электрической сети, не допускать скопления людей и аппаратуры на ограниченной площади завала;

в завалах, расположенных вблизи крупных очагов пожаров, а также в завалах, где наблюдается тление горючих элементов, работу вести с использованием изолирующих противогазов и средств страховки во избежание потери спасателем сознания от недостатка кислорода или отравления угарным газом;

при обнаружении загазованности, подтопления, неустойчивых конструкций и других опасных мест – выставлять предупредительные знаки.

 

 

2.1.8. Требования безопасности при деблокировании пострадавших из завалов

 

а) При устройстве лаза в завале разрушенного здания

Спасатели обязаны выполнять работы в шахтерских касках, защитных очках, рабочих перчатках, а при наличии пыли и в респираторах; страховка осуществляется с помощью спасательного пояса, конец веревки от спасательного пояса должен постоянно находиться в руках страхующего спасателя, находящегося вне завала, в слегка натянутом состоянии.

Работа должна проводиться в установленной технологической последовательности, обеспечивающей поочередную локализацию опасных факторов, включающей:

ограждение участка завала по направлению устройства лаза, подготовку рабочей площадки, установку техники, механизмов и подготовку их к работе;

закрепление неустойчивых строительных элементов и обломков в завале по направлению устройства лаза;

подготовку крепежных конструкций; устройство лаза в завале параллельно с ведением крепежных работ;

применение страховки.

Рабочая площадка для размещения техники, механизмов и крепежных материалов должна обеспечивать устойчивость машин и механизмов во время работы, а также свободу маневра, исключать наезд на завал и нарушение его устойчивости.

Размещение машин, механизмов и материалов на рабочей площадке должно исключать необходимость их многократного перемещения.

В период нахождения спасателей в завале должно максимально ограничиваться движение в районе работ тяжелой техники и транспорта.

Величина сечения лаза в свету должна быть не менее 0,5 м и обеспечивать свободное передвижение спасателя, исключать зацепы его одежды и инструмента за арматуру и выступы конструкций. Угол изменения направления прокладки лаза в горизонтальной и вертикальной плоскостях не должен превышать 90°. Изменение направления прокладки по возможности должно быть плавным.

Проделывая лаз, спасатели обязаны внимательно следить за состоянием завала. Выбрав направление прокладки, убедиться в устойчивости окружающих конструкций и обломков, не допускать продвижения до их надежного закрепления, не нарушать устойчивости завала.

При работе в стесненных условиях в положении лежа или на коленях обязательно использовать мягкие налокотники и наколенники.

Перерезание арматуры в обломках завала производить при условии, что это не приведет к самопроизвольной подвижке завала. Удаление обломков, а также боя бетона и кирпича из лаза с помощью волокуши и ручной лебедки производить только после выхода спасателя из лаза или размещения его в боковой полости (при ее наличии).

При использовании электрических машин для резки элементов завала и арматуры не допускать механического повреждения электропроводов. При возникновении непосредственной угрозы смещения обломков завала, появлении воды, запаха газа или дыма немедленно прекратить работы до уточнения обстановки и принятия мер по укреплению лаза, обрушению неустойчивых элементов или локализации источников вторичных поражающих факторов.

б) При устройстве галереи под завалом разрушенного здания

Работы производятся в технологической последовательности, обеспечивающей локализацию опасных факторов, то есть в следующей последовательности:

ограждение места работы, укрепление или обрушение стен разрушенного здания, нависающих над участком работ;

укрепление элементов завала;

расчистка площадки для размещения средств механизации и складирования необходимых материалов;

отрывка приямка;

проходка галереи.

Работы по отрывке приямка и проходке галереи начинаются только после отключения или локализации повреждений на всех расположенных на данном участке КЭС, откачки воды, фекалий, а также после укрепления нависающих конструкций.

Запрещается начинать проходку галереи до завершения укрепления откосов приямка и установки механизмов. При устройстве галереи в мягких устойчивых грунтах не допускается удаление забоя от закрепленного участка галереи более 1-1,5 м. Крепление галереи осуществляется установкой рамной крепи из бревен толщиной не менее 10-12 см.

Проходку галереи необходимо осуществлять циклично по схеме: проходка забоя, погрузка и вывоз грунта, крепление выработки. Запрещается осуществлять проходку до завершения цикла надежного крепления пройденного участка.

При ручной разработке грунта спасатели должны размещаться на расстоянии, позволяющем не задевать друг друга при работе с инструментом.

При работе на откосах приямка глубиной более 2,5-3,0 м и крутизне откоса 1:1 (а при влажной почве 1:2) спасатели должны обеспечиваться спасательными поясами и принимать повышенные меры безопасности, запрещается подъем по неукрепленным откосам без стремянок.

При транспортировке грунта из забоя и выемке его из приямка экскавато-

ром запрещается нахождение людей у вытяжных тросов и у отвала, а также перевозка их на вагонетке с грунтом.

При длине галереи более 10 м необходимо оборудовать вентиляцию с принудительной подачей свежего воздуха, количество свежего воздуха должно быть не менее 10 м³/ч.

При работе в приямке и галерее запрещается курить, пользоваться открытым огнем.

Длительность непрерывного пребывания спасателя в забое не должна превышать 1 часа; интервалы между рабочими циклами - не менее 30 мин.

   в) При деблокировании пострадавших методом последовательной разбор-

ки завала работа выполняется в два этапа. На первом этапе, на безопасном удалении от пострадавшего, разборка завала осуществляется с применением средств механизации.

На втором этапе, в непосредственной близости к пострадавшему, применяется ручной инструмент и средства малой механизации. При этом должны соблюдаться следующие требования безопасности:

перед началом работы кран устанавливается на ровную площадку и закрепляется;

разборка завала должна начинаться с удаления конструкций и обломков, расположенных сверху завала (запрещается выдергивать конструкции из середины завала);

перекусывание арматуры, мешающей подъему обломков, должно осуществляться до натяжения подъемных тросов, при этом необходимо соблюдать осторожность от возможного удара перекусанной напряженной арматурой;

опасная зона должна быть четко обозначена (при высоте подъема груза до 20 м радиус опасности составляет не менее 7 м).

При ведении работ запрещается присутствие людей в зоне работы средств механизации, кроме стропальщика и его помощников; установка СМИР под линиями электропередач; совместная работа по разборке нескольких СМИР на одном рабочем месте; перетаскивание обломков.

В ходе разборки должно постоянно вестись наблюдение за состоянием устойчивости завала и окружающих зданий и сооружений; при возникновении угрозы обвала работы немедленно прекращаются.

г) При устройстве проемов в стенах и перекрытиях

При устройстве проемов в стенах и перекрытиях соблюдаются следующие требования:

применение СМИР допускается при установлении контакта (связи) с блокированными людьми и возможности удаления их от стены, в которой устраивается проем, не менее чем на 2 м;

здание (сооружение) должно быть обследовано на прочность в целях предотвращения внезапного обрушения в процессе работ;

спасатели обеспечиваются СИЗ (защитными касками, очками, перчатками и респираторами);

при недостаточной прочности и устойчивости конструктивных элементов

здания (стены) спасатели должны иметь спасательные пояса со страховочной веревкой;

запрещается одновременное устройство нескольких проемов в одной стене.

 

2.1.9. Требования безопасности при спасении пострадавших

с верхних этажей (уровней) разрушенных зданий

 

Спасение пострадавших должно осуществляться наиболее безопасным способом с учетом состояния разрушенных зданий, наличия технических средств, психического и физического состояния людей.

При ведении работ на верхних этажах зданий спасатели должны быть обеспечены предохранительными спасательными поясами лямочного типа.

В зависимости от способа спасения пострадавших соблюдаются соответствующие требования безопасности.

а) При использовании автовышки

Назначается группа спасателей численностью 4-5 человек. Для обеспечения безопасности работ с использованием автовышки необходимо подготовить площадку для установки автовышки, освободить от обломков и посторонних предметов, выровнять площадку (допустимый уклон местности - не более 30°), соблюдать установленную технологическую последовательность.

При посадке в кабину женщин и детей один из находящихся в кабине спасателей принимает пострадавших; 2-3 спасателя находятся в проеме (на балконе, на крыше, в двери) здания и страхуют посадку (пострадавший страхуется с помощью страховочного пояса, конец которого закрепляется за стойку кабины). Во избежание несчастных случаев от случайного падения каких-либо предметов исключить нахождение людей под кабиной во время работы.

При ведении работ запрещается установка и работа вышки в непосредственной близости от линий электропередач; использование автовышки для поднятия тяжестей (включая спасателей) выше установленной грузоподъемности.

б) При использовании сохранившихся лестничных маршей необходимо:

закрепить все неустойчивые детали и конструкции лестничных маршей, при работах использовать страховочные пояса;

при ведении работ одновременно на разных уровнях здания спасатели должны быть в касках.

Для безопасного движения по временным переходам оборудовать поручни (перила) высотой 0,9-1,2 м из каната, троса, проволоки взамен разрушенных лестничных маршей (при сохранившихся площадках). Могут оборудоваться наклонные спуски под углом не более 45° (проходы с уклоном более 20° должны иметь трапы или лестницы с ограждением).

Спасаемые распределяются по группам, в группах назначаются старшие; численность групп определяется состоянием здоровья спасаемых и грузоподъемностью настилов. При экстремальном психическом состоянии спасаемых и в сложной обстановке назначается группа поддержания порядка из числа спасателей.

Вывод спасаемых, способных самостоятельно передвигаться, осуществляется по группам под руководством 1-2 спасателей. Преодоление опасных мест (временных настилов, спусков) осуществляется по одному человеку со страховкой. Движение производится спокойным шагом, без обгонов и прыжков. Не допускается раскачивание настила.

Пострадавшие, не способные к самостоятельному передвижению, выносятся на носилках; для этого выделяется по 3-4 спасателя на каждого пострадавшего.

в) Для обеспечения безопасности работ при использовании штурмовых лестниц необходимо:

подъем спасателей к месту нахождения пострадавших осуществлять по-

следовательно от этажа к этажу группами по 3-4 человека, один из которых назначается старшим;

устанавливать штурмовую лестницу способом зацепки ее захватов за конструкции верхнего этажа, проверить надежность установки;

укрепить страховочный крюк на расположенном выше этаже путем его забрасывания в оконный проем или на балкон (надежность зацепления крюка проверяется путем сильного подергивания).

Подъем осуществляется с использованием приемов нижней страховки.

Подготовка к подъему на очередной этаж (подтягивание лестницы, заброс крюка со страховочной веревкой на выше расположенный этаж, проверка надежности его зацепления штурмовой лестницы) осуществляется только после зацепления карабина спасательного пояса за надежно закрепленный предмет.

Спуск пострадавших (в зависимой от их физического и психического состояния) производится поодиночке с применением приемов верхней страховки.

Спуск страхуется двумя-тремя спасателями. Малолетние дети спускаются с одним из спасателей или с родителями. Для равномерного износа веревки ее концы должны меняться через каждые 50 спусков.

г) При использовании спасательной веревки

Способ применяется для спасения людей, блокированных на верхних этажах здания, при невозможности использовать другие средства спасения. Для выполнения работ назначается группа 4-5 человек.

Длина веревки должна обеспечивать спуск спасаемого до земли или до ниже расположенных балконов, оконных проемов, находящихся вне зоны возгорания. Веревка не должна касаться острых углов и горящих конструкций.

Концы спасательной веревки должны меняться через каждые 50 спусков. Спуск осуществлять двумя спасателями в “беседке” или “грудной обвязке”.

Запрещается использовать для спасения мокрые веревки, а также веревки, имеющие утолщения и более чем 15 разрывов нитей на 200 мм длины веревки.

д) При использовании спасательного рукава

Установку рукава осуществлять в месте, исключающем внезапный выброс пламени и раскаленных продуктов горения. Допускается одновременное нахождение на платформе с присоединенным спасательным рукавом не более 2 человек.

Площадка у нижнего конца рукава должна быть расчищена от крупных обломков. Не допускать к спуску людей при наличии у них острых предметов, которые могут повредить рукав. При появлении открытого огня принять меры по его локализации, при невозможности – прекратить спуски. Страховку спасателей осуществлять с помощью спасательной веревки, пристегнутой к предохранительному поясу спасателя и к устойчивой конструкции здания.

Запрещается соединять два и более спасательных рукава, а также использовать рукава, имеющие сквозные повреждения.

е) При использовании канатной дороги

Способ применяется для спасения людей с высотных зданий, а также для спасения пострадавших, не способных самостоятельно передвигаться.

При подготовке канатной дороги точки закрепления несущих канатов

должны выдерживать нагрузку не менее 1200 кг на один канат. Несущий и страховочный канаты должны закрепляться в разных точках. Посадка и приземление пострадавших страхуются спасателями.

Запрещается крепить стальной канат непосредственно к опоре, встегивать в один карабин более одного каната, производить работы при ненадежных точках и опорах крепления, а также при ненадежной защите каната от опасных воздействий.

ж) При использовании пневматического прыжкового спасательного приспособления ППСУ. ППСУ используется для спасения людей, блокированных огнем в многоэтажных зданиях на высоте до 20 м (по 7 этаж включительно). Для спасения назначается группа из 4-5 спасателей.

ППСУ размером не менее 10´10 м устанавливается с наветренной стороны здания на расстоянии 3-3,5 м от нее, с уклоном на одну сторону не более 200 мм.

Страховку и дополнительное удерживание ППСУ на случай падения спускаемого на край устройства осуществлять 3-4 спасателями за веревки, расположенные на боковой поверхности ППСУ. Прыжки спасаемые должны выполнять сидя на подоконнике или на балконе, вперед ногами, сгруппировавшись в центр устройства. Перед прыжком спасаемые инструктируются спасателями о технике выполнения прыжка и мерах по избежанию травмирования.

Запрещается использовать ППСУ с видимыми повреждениями, с выработанным ресурсом (более 50 прыжков) и с истекшим сроком гарантии (8 лет), не наполненные воздухом до рабочего давления (10-12 кПа).

 

2.1.10. Оценка показателей надежности страховочных систем

 

Теоретической базой расчета надежности систем страховки являются методы теории вероятности и математической статистики. При этом предполагается, что отказы появляются независимо друг от друга, в этой связи причины отказов действуют независимо друг от друга, поэтому событие “безотказная работа” можно рассматривать как сложное, заключающееся в отсутствии независимых отказов всех типов. При расчетах надежности образец системы страховки рассматривается как система, состоящая из параллельно и последовательно соединенных элементов.

Элементы в расчетной схеме показателей по надежности соединяются последовательно, если отказ системы наступает при отказе любого элемента. Если отказ системы наступает при отказе всех ее составных элементов, то последние соединяются параллельно.

Зная структуру системы, не трудно рассчитать ее показатели надежности по показателям надежности составляющих ее элементов. Вероятность безотказной работы параллельно и последовательно соединенных элементов можно выразить через вероятность безотказной работы составляющих элементов как:

 ,                                (3.8)

 ,                                     (3.9)

где, Р_пар – вероятность безотказной работы элементов, соединенных параллельно; Р_пос – вероятность безотказной работы элементов, соединенных последовательно; Р _i – вероятность безотказной работы каждого элемента системы.

 

При проведении спасательных работ используется верхняя и нижняя страховка. Страховочная система с верхней страховкой организуется различными способами. Верхняя нагруженная страховка может применяться только в сочетании с верхней ненагруженной страховкой. При таком виде страховки веревка постоянно находится под нагрузкой. Динамический рывок при срыве практически отсутствует. Первая страховочная цепь: верхняя нагруженная страховка – индивидуальная страховочная система-обвязка, закрепленная через спусковое устройство на статической несущей веревке. В случае отказа первой цепи, автоматически включается вторая цепь: верхняя ненагруженная страховка - динамическая веревка со страховкой сверху, или самостраховкой с помощью репшнура со схватывающим узлом или зажимом, сертифицированным для страховочных целей. Ограниченный длиной репшнура самостраховки, рывок должен компенсироваться свойствами динамической веревки. Главное правило безопасности при этом способе самостраховки: место расположения схватывающего узла (или зажима) на страховочной веревке всегда должно быть выше точки закрепления петли репшнура на ИСС.

Страховочная система, организуемая в целях обеспечения самостраховки, является одним из вариантов верхней страховки. Для организации самостраховки при возможных остановках используется отрезок основной веревки, длина которого регулируется с помощью короткого отрезка репшнура со схватывающим узлом, закрепленного на ИСС.

Самостраховка таким же способом может быть организована за отдельную точку закрепления или за перила. Важно, чтобы она не стесняла движений, но при этом обеспечивала отсутствие рывка при возможной потере равновесия или срыве. Следовательно, точка закрепления самостраховки выбирается с учетом направления возможного рывка.

Организация верхней системы страховки начинается с включения ИСС спасателя в страховочную цепь. Если страховку осуществляет напарник, то перед началом работ страхующий проверяет правильность организации страховочной системы, ее исправность и сообщает об этом спускающемуся. Также необходимо самостоятельно проверить готовность системы к выполнению работ. Если спуск производится самостоятельно, необходимо, находясь на самостраховке, еще раз проверить надежность закрепления зажима или схватывающего узла на страховочной веревке и правильность закрепления ИСС альпиниста и только после этого отстегнуть самостраховку.

Существует много способов организации верхней страховки, однако базовая структура системы страховки постоянна. Рассмотрим пример расчета такой системы страховки. Схема по расчету надежности состоит из четырех основных элементов, соединенных последовательно (рис.3.6).

 

 

Рис.3.6. Схема по надежности страховочной системы при организации

Верхней страховки

Веревка, как элемент страховочной системы, подвержена внезапным отказам, в то время как ИСС, карабин и спусковое устройство подвержены преимущественно постепенным отказам. Так как элементы системы соединены последовательно, то вероятность безотказной работы данной страховочной системы Р( t )_сис может быть выражена как произведение вероятностей отсутствия внезапных отказов веревки [Р( t )_вн] и постепенных отказов ИСС Р_пос1, карабина Р_пос2, и спускового устройства Р_пос3:

 

Р(t)_сис = Р(t)_вн ·Р( t )_пос1 ·Р(t)_пос2 ·Р(t)_пос3 .                    (3.10)

Следовательно, для того, чтобы рассчитать вероятность безотказной работы всей системы P(t), необходимо рассчитать вероятности безотказной работы каждого элемента системы Р( t )_вн и P_пос(t).

Вероятность возникновения внезапного отказа альпинистской веревки описывается экспоненциальным законом распределения:

 

,                            (3.11)

где t - время работы веревки в часах; Р_вн(t) - вероятность безотказной работы (отсутствие внезапных отказов) в течение заданного промежутка времени; l_вн – интенсивность отказов, то есть вероятность отказа образца в единицу времени при условии, что до этого момента отказ не наступал, ч^-1; Т_ср – среднее время наработки на отказ между двумя последовательными отказами или до первого отказа в часах.

Распределение времени безотказной работы при постепенных отказах, как и распределение значений прочностных показателей, описывается нормальным, а точнее, усеченным нормальным законом распределения, имеющим плотность распределения:

 

 ,                    (3.12)

где  - плотность нормального распределения;  - математические ожидание и среднее квадратичное отклонение значений параметра х (наработки на отказ, показателей прочностных свойств);  - нормируемый множитель, учитывающий усеченность распределения и определяемый из условия:

 

 .                               (3.13)

Вероятность отсутствия постепенных отказов при нормальном законе распределения у такого элемента страховочной цепи как индивидуальная страховочная система определяется следующим образом:

P ( t ) _пос1 = 1 - F ( x ),                                          (3.14)

где F ( x ) – функция нормального распределения.

 

Таким образом, зная вероятности безотказной работы каждого элемента страховочной системы, определим вероятность безотказной работы всей системы в целом по формуле (3.10).

Анализ статистики использования существующих страховочных систем и приведенные расчеты показывают, что вероятность безотказной работы всей системы в целом составляет 0,725, что не соответствует установленному предела риска при ведении аварийно-спасательных работ.

На основе проведенных расчетов можно сделать вывод, что использование только базовой страховочной системы недопустимо, так как вероятность безотказной работы невысока, а, следовательно, необходимо дополнительное резервирование.

Наряду с верхней страховкой при проведении ПСР широко применяются нижняя страховка. Как правило, она применяется в горах при прохождении стенных маршрутов. Однако при проведении поисково-спасательных работ в условиях городской застройки системы нижней страховки иногда бывают просто необходимы. Например, при подъеме по заводским трубам, при лазании по деревьям, конструкциям.

При лазании с нижней страховкой одной из проблем является организация промежуточных точек страховки, через которые пропускается соединяющая партнеров страховочная веревка. При подъеме с нижней страховкой первые 5 метров допускается проходить свободным лазанием, если сложность его невелика. На данном этапе роль первой страховочной цепи выполняют элементы конструкции, по которым проходит подъем. Вторая цепь страховки в этом случае не работает. Начиная с высоты 5 метров, необходимо организовывать промежуточные точки страховки с помощью оттяжек и карабинов. Далее, по мере подъема, промежуточные точки страховки организуются через каждые 3-4 метра. Если рельеф подъема представляет опасность и сложность, промежуточные точки страховки организуются чаще. Это правило соблюдается и на первых 5 метрах, если перемещение по конструкции свободным лазанием не гарантирует безопасности подъема.

Лазание с нижней страховкой осуществляется с применением двух веревок диаметром 8-9 мм. Если исключена возможность падения тяжелых предметов на месте проведении работ (камней, обломков и т.п.), то допускается организовать страховку и на одинарной альпинистской динамической веревке, диаметром не менее 10,5 мм.

Также как и при организации верхней страховки, существует много способов организации нижней, однако, базовая структура системы страховки постоянна. Рассмотрим пример расчета такой системы страховки.

Схема по надежности имеет более сложную структуру и состоит из четырех основных элементов, соединенных как последовательно, так и параллельно (рис.3.7).

 

 

 

 

Рис. 3.7. Схема по надежности страховочной системы при организации

Нижней страховки

Элементы данной системы в схеме по надежности соединены как последовательно, так и параллельно. Следовательно, вероятность безотказной работы данной страховочной системы может быть выражена как произведение общей вероятности отсутствия внезапных отказов веревок Р_вно и постепенных отказов ИСС Р_пос1, карабина Р_пос2:

 

Р(t)_сис = Р(t)_вно ·Р(t)_пос1 ·Р(t)_пос2  .                         (3.15)

 

В свою очередь, общую вероятность безотказной работы двух веревок можно выразить как:

 

Р(t)_вно = 1 – [(1-Р(t)_вн1)] · [(1- Р(t)_вн2)] .                       (3.16)

 

Следовательно, для того, чтобы рассчитать вероятность безотказной работы всей системы P(t), необходимо рассчитать вероятности безотказной работы каждого элемента системы P_вн(t) и P_пос(t).

Вероятность возникновения внезапного отказа альпинистской веревки известна, она составляет 0,958. Так как веревки, которые мы используем, идентичны по своим параметрам, а наработка составляет около 100 часов, то пользуясь формулой (2.16), найдем общую вероятность безотказной работы двух веревок:

Р(t)_вно = 1 – [1-Р(t)_вн1] · [1 - Р(t)_вн2 ] = 1 - (1-0,958) · (1-0,958) = 0,998.

Теперь, зная вероятности отсутствия постепенных отказов при нормальном законе распределения у таких элементов страховочной цепи как индивидуальная страховочная система Р(t)_пос1 = 0,909 и карабин Р(t)_пос2 = 0,912, а также вероятность внезапного общего отказа веревок(Р( t )_вно= 0,998), легко определить

 

вероятность безотказной работы всей системы нижней страховки по формуле (3.15):

 

Р(t)_сис = Р(t)_вно ·Р(t)_пос1 ·Р(t)_пос2 = 0,998·0,909·0,912 = 0,827.

На основе проведенных расчетов можно сделать вывод, что использование данной страховочной системы приемлемо, так как вероятность безотказной работы достаточна, а двойная веревка является резервом.

 

2.1.11. Обеспечение безопасности аварийно-восстановительных работ

на магистральных нефте- и продуктопроводах

 

Аварийный ремонт нефтепроводов – особый вид работ, характеризующийся повышенными требованиями к соблюдению мер техники безопасности и противопожарной безопасности, выполняемый в большинстве случаев с остановкой перекачки по нефтепроводу во время ликвидации повреждения.

К технологии ликвидации аварий предъявляются следующие требования:

снижение до минимума вредного воздействия на окружающую среду, соседние коммуникации и объекты народного хозяйства;

надежное восстановление герметичности трубопровода;

обеспечение проектного уровня несущей способности трубопровода;

обеспечение минимального ущерба и времени простоя трубопровода при ремонте.

Аварийно-восстановительные работы необходимо обеспечить выполнением подготовительных мероприятий:

уточнением места аварии и задержанием нефти (продукта);

доставкой ремонтных средств и персонала к месту аварии;

размещением технических средств в районе аварии;

подготовкой ремонтной площадки;

организацией водоотлива и водоотвода;

обеспечением безопасности соседних коммуникаций и объектов народного хозяйства.

Организация и производство аварийно-восстановительных работ (АВР) на магистральных нефте- и продуктопроводах должны соответствовать требованиям “Правил технической эксплуатации магистральных нефтепроводов” и других нормативных документов по видам работ.

Перед началом работ по ликвидации аварий весь привлекаемый персонал должен быть дополнительно проинструктирован ответственным производителем работ по безопасным методам и приемам ведения АВР, а также по правилам поведения во взрыво- и пожароопасной обстановке, других опасных условиях и обстоятельствах данной аварии. До сведения каждого работника уточняются и доводятся конкретные обязанности, объемы и сроки предстоящих работ, меры техники безопасности, а также действия на случай возможных обвалов, осыпей, селей и других опасных явлений.

Аварийные бригады, участвующие в ликвидации аварии, в обязательном порядке должны быть укомплектованы всем необходимым инструментом, при-

способлениями, спецодеждой, средствами защиты, сигнализации и связи.

Все табельные и используемые при ликвидации аварий и их последствий технические средства должны иметь в комплекте соответствующую Инструкцию по эксплуатации, а персонал АВС должен хорошо знать эти инструкции и применять технические средства в строгом соответствии с их требованиями.

Патрульная группа, выезжающая на контрольный осмотр трассы, должна иметь средства индивидуальной защиты, сигнальные знаки для ограждения места разлива перекачиваемого продукта, необходимый инструмент, инвентарь, материалы и средства связи.

Персонал службы должен хорошо знать район участков трассы нефтепроводов, в том числе расположение соседних коммуникаций, населенных пунктов, объектов народного хозяйства, сельскохозяйственных угодий, направление и скорость водотоков и т.д.

Одновременно с производством подготовительных работ следует обеспечить сохранность и работоспособность соседних коммуникаций в соответствии с требованиями "Положения о взаимоотношении ведомств, коммуникации которых проходят в одном техническом коридоре", а также принять меры, предусмотренные в плане ликвидации возможных аварий, по безопасности близко расположенных объектов народного хозяйства и защите окружающей среды.

По прибытии аварийной бригады на место аварии в первую очередь принимают меры по локализации зоны растекания нефти, исключающие попадание ее в опасные в пожарном и экологическом отношении места, и по обеспечению нормальной жизнедеятельности населения. Локализация осуществляется путем устройства земляного амбара, сооружения запруд или обвалований для сбора и улавливания разлитого продукта, траншей для отвода перекачиваемого продукта. Для создания обвалований отводных канав, земляных амбаров, ремонтного котлована используют в основном одноковшовые экскаваторы и бульдозер.

Чтобы не допустить перелива амбара при его наполнении, необходимо посыпкой грунта или регулированием водотока обеспечить разность отметок уровня продукта и верха обвалования не менее 0,5 м. При попадании в амбар воды следует устроить дренаж для ее сброса.

Места устройства заграждений на водотоках определяются руководителем АВР заблаговременно в каждом конкретном случае с таким расчетом, чтобы к подходу нефтяного потока были закончены работы по сооружению заграждений.

Объемы используемых емкостей для сбора разлитого и откачиваемого (или сливаемого самотеком) из аварийного участка трубопровода продукта должны обеспечивать его прием.

Параллельно с откачкой продукта из ям-накопителей проводятся работы по восстановлению загрязненного нефтью грунта.

Меры противопожарной безопасности. Для предотвращения возгорания поступающих из трубопровода перекачиваемого продукта и газов, а также предотвращения загазованности места производства АВР, необходимо надежно герметизировать внутреннюю полость трубопровода специальными средствами от внешней среды на весь период производства сварочно-монтажных работ. Герметизация производится с помощью тампонов или механических перекрывающих устройств. В качестве материала для создания тампонов могут применяться глина, необожженный кирпич и быстросхватывающиеся композиционные материалы.

При аварийных разливах нефти и нефтепродуктов, при их испарении резко повышается опасность возникновения взрывов и пожаров за счет увеличения концентрации паров углеводородов в воздухе. В целях снижения риска образования взрыво-, пожароопасных концентраций углеводородов применяются пены – для уменьшения поверхности испарения, либо “тяжелые” сорбенты – для потопления поверхностного слоя нефти в водоеме.

Выхлопные трубы от двигателей внутреннего сгорания машин и механизмов, участвующих в ликвидации аварии, должны быть выполнены с соблюдением противопожарных требований и оборудованы глушителями-искрогасителями, полностью исключающими возможность попадания искр от работающего двигателя в атмосферу.

С целью обеспечения безопасности населения, объектов народного хозяйства, транспортных средств необходимо:

ограничить растекание нефти (продукта) на местности;

остановить движение транспортных средств на участках шоссе, железных дорог или рек, находящихся в опасной близости к разлившейся нефти (продукту);

оповестить (при необходимости) население близлежащих поселков об опасности и мерах предосторожности (вплоть до эвакуации).

Безопасность проведения АВР в сложных условиях. Под сложными условиями подразумевается прохождение трассы нефтепроводов по болотистой местности, в горах, песках, районах вечной мерзлоты и с глубоким снежным покровом.

В сложных условиях трассы руководитель аварийных работ на период производства АВР должен иметь постоянную связь с селевой и метеорологическими станциями и своевременно оповещать персонал о резких изменениях погоды и надвигающихся стихийных бедствиях (пурга, ураганный ветер, снегопад, сель, гроза и т.п.). Одновременно с этим должны быть приняты меры по обеспечению безопасности людей (заранее определены места их укрытия, организована страховка работающих, система сигнализации и т.д.).

Специфика ремонта нефтепроводов на болотах связана со следующими характерными особенностями:

ухудшением несущей способности поверхности болот при неоднократном проходе техники;

обводненностью грунтов поверхностными и грунтовыми водами;

невозможностью создания ремонтного котлована и котлована для сбора нефти обычным способом из-за неустойчивости грунтов;

большой продолжительностью подготовительного периода аварийно-восстановительных работ, обусловленной большим объемом вытекающей неф-

ти, загрязнением нефтью больших пространств и затруднением доступа к месту

повреждения;

ограничением возможности маневрирования технических средств в районе ремонтных работ из-за залесенности болотистых участков нефтепроводов;

необходимостью использования в большом количестве стройматериалов для настилов на поверхности болота;

большой трудоемкостью доставки ремонтной техники в район аварии.

Аварийный ремонт на болотах в основном проводится с использованием транспортных средств на гусеничном ходу, плавающих средств, сборно-разборных дорожных покрытий и настилов. Для производства земляных работ применяются бульдозеры и экскаваторы на болотном ходу. Кроме того, аварийные службы должны иметь шпунты для крепления стенок ремонтного котлована, вибромолоты для забивки шпунтов и т.д. При сооружении настилов необходимо учитывать, что общая нагрузка технических средств на настил не должна превышать расчетной величины.

Анализ работ по ремонту нефтепроводов на болотах показывает, что основная часть работ по трудоемкости приходится на выполнение подготовительных операций, обеспечение подъезда к месту аварии и доступа к поврежденному участку нефтепровода.

Выполнение ремонтно-восстановительных работ на магистральных нефтепроводах, проложенных в горах, также связано с рядом особенностей. К ним относятся:

быстрое растекание разлитой нефти по склонам и водостокам и сложность ее задержания и сбора;

повышенная пожарная опасность в связи с размещением населенных пунктов, автомобильных железных дорог, линий электропередачи вдоль водотоков, ущелий, долин, куда может стекать разлитая при аварии нефть;

необходимость заблаговременного (либо в период аварии) оборудования рабочих площадок для крепления лебедок и якорей на труднодоступных участках;

сложность подъезда транспортной и ремонтной техники на косогорных участках и наличие скальных пород;

необходимость выполнения подготовительных работ по расчистке проездов и площадок для ремонта при осыпях, обвалах, укреплению склонов при оползнях, подсыпке при размывах;

многообразие конструктивных элементов нефтепровода (повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях, вантовые, арочные, балочные, подземные переходы через естественные и искусственные препятствия, трубопроводы на полках и в тоннелях).

Характерной особенностью многолетнемерзлых грунтов является высокая чувствительность их физико-механических свойств к тепловым воздействиям. Грунты при температуре ниже 0°С обладают весьма высокой прочностью и соответственно несущей способностью. Однако даже повышение температуры многолетнемерзлого грунта до 0°С приводит к таянию льда, содержащегося в грунте, нарушению цементационных связей между отдельными частицами грунта. Прочность грунта резко снижается, грунт разжижается и под действием собственного веса и внешних нагрузок дает большие просадки.

Особенностью песчаных грунтов являются их низкая несущая способность и высокие инфильтрационные свойства для жидкостей, в том числе для нефтей. Выполнение аварийного ремонта проводится с использованием транспортной техники высокой проходимости. Большая часть вытекшей нефти уходит в песчаный грунт, и, как следствие, теряется много нефти. Требуется очистка значительного объема грунта, загрязненного нефтью.

При выполнении аварийно-восстановительных работ на магистральных нефте-, нефтепродуктопроводах применяются различные технические средства, которые также требуют соблюдения определенных мер безопасности (см. гл. 3).

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: