Взрыв (рис.3,4) — физический или химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме (по сравнению с количеством выделяющейся энергии), приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.
Классификация взрывов по происхождению выделившейся энергии:
— химические;
— физические;
— взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);
— взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE);
— взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях;
— взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой;
— кинетические (падение метеоритов);
— ядерные (рис.4);
— электрические (например, при грозе).
1.2.1 Химические взрывы
Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.
Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв.
Индивидуальные взрывчатые вещества, как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути, метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно диссоциирует на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы (бездымный порох), чёрный порох, который состоит из механической смеси горючего вещества (древесный уголь) и окислителя (различные селитры), в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят к взрывчатым веществам.
1.2.2 Ядерные взрывы
Ядерный взрыв — это неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощнейшего оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений (однако единственное военное применение ядерного оружия было против мирного населения (Хиросима и Нагасаки)) войск противника.
2. Причины возникновения пожаров и взрывов
Причины пожаров и взрывов – это совокупность условий, способствующих возникновению горения:
- образование горючей среды (наличие концентрированного горючего вещества и окислителя);
- образование взрывоопасности среды (наличие газообразных горючего вещества и окислителя или взрывчатого вещества);
- образование в горючей или взрывоопасной среде или внесение в эти среды действующего источника зажигания.
2.1 Причины возникновения пожаров
Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств, самовозгорание веществ и материалов, разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги.
2.2 Причины возникновения взрывов
Взрывы происходят за счет высвобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии (ядерный взрыв), механической энергии (при падении метеоритов на поверхность Земли и др.), энергии сжатых газов (при превышении давления предела прочности сосуда - баллона, трубопровода и пр.).
3. Последствия пожаров и взрывов
Последствия пожаров и взрывов обусловлены действием их поражающих факторов.
3.1 Основные поражающие факторы пожара
Основными поражающими факторами пожара являются:
- непосредственное действие огня на горящий предмет;
- дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет облучения.
В результате происходит сгорание объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненных и сгораемых материалов, действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и др. конструктивных деталей сооружения. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-6000 С наблюдается его расслоение трещинами и разрушение материала.
При пожарах полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и с/х животные. Гибнут или получают ожоги люди.
Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ. Большой ущерб незатронутым пожаром помещениям и хранящимся в них предметам может нанести вода, применяемая для тушения пожара.
3.2 Основные поражающие факторы взрыва
Основными поражающими факторами взрывов являются:
- воздушная ударная волна (ВУВ), возникающая при ядерных взрывах, взрывах детонирующих и инициирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;
- осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов.
Основными параметрами поражающих факторов являются:
- воздушной ударной волны - избыточное давление в ее фронте;
- осколочного поля - количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлета.
В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, оборудования, элементов коммуникации, и гибель людей и животных.
Вторичными последствиями взрывов являются поражение находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструкций здания, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования.
При пожарах и взрывах люди получают термические и механические травмы. Характерны ожоги верхних дыхательных путей, тела, черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные поражения.
4. Предотвращение чрезвычайных ситуаций, связанных с пожарами и взрывами
Для предотвращения пожаров и взрывов необходимо исключить возможность образования горючей и взрывоопасной среды, а также предотвратить появление в этих средах источников зажигании.
Задачи пожарной профилактики можно разделить на три широких, но тесно связанных комплекса мероприятий:
1) обучение, в т.ч. распространение знаний о пожаробезопасном поведении (о необходимости установки домашних индикаторов задымленности и хранения зажигалок и спичек в местах, недоступных детям);
2) пожарный надзор, предусматривающий разработку государственных норм пожарной безопасности и строительных норм, а также проверку их выполнения;
3) обеспечение оборудованием и технические разработки (установка переносных огнетушителей и изготовление зажигалок безопасного пользования).
Здания предприятия и жилого сектора проектируются и строятся с учетом требований нормативных документов (ГОСТы «Пожарная безопасность» и «Взрывобезопасность. Общие требования»). Строительные конструкции должны обладать огнестойкостью, т.е. способностью сохранять свои рабочие функции при действии на них высоких температур. Для предотвращения распространения огня из одной части здания в другие устраиваются противопожарные преграды (стены, перегородки, перекрытия и др.), которые должны сохранять свою огнестойкость не менее 2,5часов. В каждом здании предусматриваются пути эвакуации людей на случай возникновения ЧС. Эвакуационных выходов из здания с массовым пребыванием людей должно быть не менее двух. Кроме того, здания должны быть снабжены устройствами для удаления дыма при пожаре (специальные дымовые люки и пр). между зданиями и строениями на территории учреждений предусматриваются противопожарные разрывы от 9 до 18м. Это предотвращает переброску огня с одного здания на другое. В зданиях с массовым пребыванием людей исключается размещение взрывоопасного оборудования и устройств.
В соответствии с требованием Закона Украины «О пожарной безопасности» в зданиях с массовым пребыванием людей является обязательным наличие:
- систем автоматической пожарной сигнализации;
- громкоговорящего оповещения о ЧС;
- водяного пожаротушения;
- достаточного количества сертифицированных огнетушителей, противопожарного инвентаря.
Запрещается установка глухих (не открывающихся) металлических решеток на оконных проемах помещений с массовым пребыванием людей.