Разработка подхода для оценки последствий взрывов топливно-воздушных смесей с учетом особенностей застройки

Введение. При исследовании проблемы воздействия на людей и инфраструктуру населенных пунктов негативных факторов, возникающих при взрывах на заправочных станциях, зачастую применяется вероятностный подход. Ограничение данного подхода состоит в том, что при его реализации понятие загроможденности окружающего пространства не отражает соотношения между площадью застройки и общей площадью, подверженной воздействию ударной волны. Поэтому данная статья посвящена вопросам разработки и обоснования подхода к оценке последствий взрывов топливно-воздушных смесей (ТВС) с учётом особенностей застройки населённых пунктов. Целью работы явилась разработка подхода для оценки последствий взрывов топливно-воздушных смесей с учетом особенностей застройки. Решение данной проблемы будет способствовать принятию решений для разработки эффективных защитных мероприятий для окружающих объектов.

Материалы и методы. Авторами проведён аналитический обзор результатов исследований в изучаемой области и существующих подходов к оценке последствий взрывов на автомобильных заправочных станциях (АЗС), газозаправочных станциях (АГЗС), исходя из конкретных условий их расположения на территории населённых пунктов.

Результаты исследования. Разработан подход для оценки последствий взрывов топливно-воздушных смесей с учетом особенностей застройки. Выявлены основные причины, виды аварий со взрывом на АЗС и масштабы их последствий. Наряду с теоретическим обоснованием рассматриваемого вопроса, авторами приведено подробное описание применённой методики исследования, а также характеристика объектов исследования с учётом их месторасположения. При расчете последствий взрывов топливно-воздушных смесей впервые предложено использовать коэффициент плотности застройки, равный отношению площади существующих объектов к общей площади территории, подверженной воздействию ударной волны. Данный подход обосновывает необходимость применения дополнительных защитных мероприятий в районах расположения заправочных станций. Подробно описаны использованные методы анализа с обоснованием достоверности результатов измерений.

Обсуждение и заключения. Применение предлагаемого в статье подхода для расчета последствий взрыва топливно-воздушных смесей с учетом величины плотности застройки даёт возможность контролировать расположение и уровень риска от возможных взрывов на заправочных станциях в условиях реальной обстановки. Предлагаемый подход к расчету последствий позволяет оперативно в реальном масштабе времени и в соответствии с существующей обстановкой в районе расположения АЗС оценивать возможные риски и планировать конкретные мероприятия по их минимизации.

1. Шахманов Ф.Ф. Риск-ориентированный метод осуществления пожарного надзора автомобильных газозаправочных станций. Дис. докт. техн. наук. Москва; 2018. 115 с.

2. Liu Y., Kong Z., Zhang Q. Failure modes and effects analysis (FMEA) for the security of the supply chain system of the gas station in China. Ecotoxicology and environmental safety. 2018;164:325–330. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.08.028

3. Иванов Е.А., Аганов А.А., Буйко К.В. и др. Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах. Сборник документов. Серия 27. Выпуск 2. 3-е изд., испр. и доп. Москва: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»; 2010. 208 с.

4. Zhou X.Q., Hao H. Prediction of airblast loads on structures behind a protective barrier. International Journal of Impact Engineering. 2008;35(5):363–375. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2007.03.003

5. Liang H., Wang T., Luo Z., et al. Risk Assessment of Liquefied Petroleum Gas Explosion in a Limited Space. ACS Omega. 2021;6(38):24683–24692. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c03430

6. Green Book. Methods for the determination of possible damage to people and objects resulting from release of hazardous materials. Committee for the Prevention of Disasters caused by dangerous substances. The Hague: Directorate-General of Labour of the Ministry of Social Affairs and Employment. CPR 16E, Second Edition, 2005, 337 p.

7. Balocki James B. (Secretary of the Navy) Northwest Training and Testing. Final Supplemental Environmental Impact Statement/Overseas Environmental Impact Statement (SEIS/OEIS). Appendix D Acoustic and Explosive Concepts: U.S. Navym, 2022. 26 p. URL: https://nwtteis.com/portals/nwtteis/files/final_seis/section/NWTT_Final_ SEIS_Sept2020_Appendix_D_Acoustic_and_Explosive_Concepts.pdf (дата обращения: 18.09.2022).

8. Zhang J., Xu K., You G., et al. Causation Analysis of Risk Coupling of Gas Explosion Accident in Chinese Underground Coal Mines. Risk Analysis. 2019;39(7):1634–1646. https://doi.org/10.1111/risa.13311

9. Lobato J., Rodríguez J., Jiménez C., et al. Consequence analysis of an explosion by simple models: Texas refinery gasoline explosion case. Journal of Chemical Engineering Theoretical and Applied Chemistry. 2009;66(543). URL: https://raco.cat/index.php/afinidad/article/view/279547 (дата обращения: 27.09.2022).

10. Гришкевич А.А., Филин В А., Ушаков В.С., Маньковский Г.И. Оценка мощности взрывов газопаровоздушных смесей при аварийных проливах сжиженного природного газа. Системы безопасности. Security and Safety. Каталог «Пожарная безопасность — 2017». 2017. C. 46–52. URL: http://lib.secuteck.ru/articles2/firesec/otsenka-moschnosti-vzryvov-gazoparovozdushnyh-smesey-pri-avariynyh-prolivah-szhizhennogo-prirodnogo-gaza (дата обращения: 24.11.2022).

11. Formulae for ammunition management: International Ammunition Technical Guidelines IATG 01.80:2021[E]. Third edition. United Nations Office for Disarmament Affairs; 2021. 1331 p.