Медико-тактическая характеристика аварий на пожаро-взрывоопасных объектах

Множество разнообразных технологических процессов в промышленности основа­но на использовании взрывоопасных и обладающих высокой степенью возгорае­мости веществ.

Объекты, на которых производятся, хранятся, транспортируются пожаро-взрывоопасные продукты или продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию и (или) взрыву, называют пожаро-взрывоопасными объектами (ПВОО).

К ПВОО прежде всего относятся нефтеперерабатывающие заводы, трубопрово­ды и склады нефтепродуктов, химические предприятия, на которых находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости, цехи приготовления и транс­портировки угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры, а также лесопиль­ные, деревообрабатывающие, столярные, лесотарные предприятия, железнодорожный и трубопроводный транспорт, несущие на себе наибольшую нагрузку по транспортировке пожаро-взрывоопасных грузов и др.

Как известно, горение — это экзотермическая реакция окисления, сопровожда­емая выделением большого количества тепла и обычно свечением. Для возникно­вения процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник зажигания. Горючее — это вещество, способное самостоятельно гореть после уда­ления источника зажигания. Окислителем чаще бывает кислород, иногда галогены (хлор, бром, йод). Источником зажигания может стать пламя, электрический разряд и др.

Интенсивность и продолжительность горения зависят от ряда факторов, и в первую очередь от обеспеченности процесса кислородом, количества горючего материала и его состояния. Наиболее сильное горение происходит в чистом кисло­роде. Содержащегося в воздухе кислорода (около 21%) вполне достаточно для интенсивного горения большинства горючих веществ. Если количество кислорода в воздухе уменьшается до 14—15%, горение прекращается.

Показатели, характеризующие скорость горения и степень пожаро- и взрыво-опасности вещества различаются в зависимости от его агрегатного состояния (газ, жидкость, твердое вещество). Для горючих газов основным показателем являются верхний и нижний концентрационные пределы воспламенения, т. е. минимальное и максимальное содержание горючего вещества в системе «горючее вещество-окис­лительная среда», при которой возможно распространение пламени. Горючий газ тем опаснее, чем ниже нижний предел воспламенения и шире его область. Напри­мер, область воспламенения водорода в смеси с воздухом (в объемных %) находит­ся в пределах от 4 до 75, окиси углерода — от 12,5 до 74, этилена — от 2 до 32, аммиака — от 5 до 28, метана — от 5 до 15.

Основной показатель пожарной опасности горючей жидкости — температура вспышки, т. е. температура, при которой над поверхностью жидкости образуются пары, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Чем ниже температура вспышки жидкости, тем большую пожарную опасность она представляет. Так, например, температура вспышки (°С) сероуглерода — (-50,1), акролеина — (-26), бензина — (—17,8), а солидола — (+200). Следовательно, акролеин, бензин и особенно серо­углерод являются легковоспламеняющимися жидкостями, которые могут вспыхи­вать даже зимой, а для вспышки паров солидола его необходимо нагреть до довольно высокой температуры.

Скорость горения твердых горючих веществ во многом зависит от их удельной поверхности, т. е. отношения площади поверхности твердого тела к его объему, а также от степени их влажности. Удельная поверхность твердого тела увеличивается при измельчении. Так, в сыпучей массе сахар, мука и др. загораются с трудом, а в пылеобразном состоянии взрываются. Увеличение влажности материалов снижает скорость их горения. Горение древесины при влажности 70—80% прекращается.

Степень воздействия теплового излучения зависит от теплотворной способно­сти горючего материала и расстояния от зоны горения, на котором находится облучаемый объект (человек). Теплотворная способность горючих веществ различ­на. Так, при сгорании 1 кг нефти выделяется в среднем 44 МДж (10 500 ккал), 1 кг угля — 36 МДж (8500 ккал), обезвоженной древесины — 19 МДж (4500 ккал).

Теплотворная способность некоторых горючих материалов уменьшается при их увлажнении (древесина).

В зависимости от условий образования горючей смеси (горючее вещество-окис­литель) и скорости горения различают диффузное и кинетическое (взрывное) горение. В первом случае, горючая смесь образуется в процессе горения за счет диффузии кислорода. Во втором случае, горючее вещество и окислитель поступают в зону горения предварительно смешанными. При этом решающее значение имеет скорость горения. Чем она больше, тем серьезнее последствия. В случае кинетиче­ского горения, когда продукты его не могут свободно оттекать из зоны горения, происходит резкое нарастание давления и температуры в ограниченном простран­стве и, как следствие этого, наступает взрыв.

Возможен и иной процесс осуществления взрыва, при котором импульс воспла­менения передается от слоя к слою горючей смеси не диффузией и теплопровод­ностью, а в виде волны высокого давления, приводящей к нагреву смеси выше температуры воспламенения. Такой режим горения называется детонацией. Давле­ние, возникающее при детонации, во много раз больше, чем при кинетическом (взрывном) горении.

Целый ряд топлив, в основном углеводородов (ацетилен, бутан, метан, пропан, этан, этилен и др.), в газообразном состоянии образуют топливно-воздушные смеси (ТВС), обладающие большой пожаро-взрывоопасностью. При взрыве ТВС выделяют энергии на единицу массы собственно топлива (декан, керосин, пропи-леноксид и т. п.) больше, чем обычные взрывчатые вещества (тринитротолуол). А радиус воздействия воздушной ударной волны, возникающей при взрыве ТВС, примерно в 2,5 раза превышает такой же показатель для тринитротолуола.

Особую опасность представляют взрывы, обусловленные резким повышением температуры сжиженных газов и жидкостей с относительно низкой температурой кипения (сжиженный углеводородный газ, метилхлорид, акролеин, акриловая кис­лота и др.), находящихся в замкнутом объеме (резервуары и т. п.). При этом содержимое из резервуара разбрызгивается и, как правило, воспламеняется, обра­зуя очаг пламени диаметром до нескольких сотен метров, что часто ведет к пожарам.

Пожар — неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтоже­нием материальных ценностей и создающий опасность для здоровья и жизни людей.

По частоте возникновения пожары занимают одно из первых мест среди чрезвычайных ситуаций антропогенного происхождения.

Пожары на крупных промышленных предприятиях и в населенных пунктах могут быть отдельными и массовыми. Отдельные пожары — это пожары в изоли­рованных зданиях, сооружениях, постройках. Совокукпность отдельных пожаров, охватывающих более 25% зданий, называют массовыми пожарами.

На распространение пожара в населенном пункте оказывают влияние степень огнестойкости зданий, метеорологические условия, характер местности и, особен­но, расстояние между зданиями (плотность застройки). Так, например, вероят­ность распространения огня при расстояниях между зданиями в 90 м и более равна нулю, 30 м — 13%, 15м— 50%. В населенных пунктах с деревянными постройками при сильном ветре уже через 30—40 мин. из отдельных очагов могут возникать участки сплошных пожаров. Медленнее происходит развитие пожаров в населен­ных пунктах с каменными зданиями.

Особо благоприятные условия для развития пожаров могут привести к возни­кновению особого вида устойчивого пожара, охватывающего в городах более 90% зданий, и называемого огненным смерчем. Он характеризуется наличием восходя­щих потоков сильно нагретых газов, а также притоком с периферии воздушных масс с ураганной скоростью (50—100 км/ч). При таком ветре разрушаются здания, вырываются с корнями деревья и т. д.

Даже при отдельных пожарах температура в зоне горения может достигать 1000 °С. В помещениях с ограниченным доступом воздуха (склады, подвалы и т. п.) температура повышается до 1200 °С, а концентрация продуктов горения достигает токсических величин. При пожарах в хорошо вентилируемых зданиях концентра­ция дыма и окиси углерода не представляет серьезной опасности для человека.

При авариях на объектах нефтегазодобывающей промышленности вырываю­щийся нефтяной или газовый фонтан при воспламенении может перебросить пламя на резервуары с нефтью, нефтепроводы, жилые постройки, лесные массивы. Бушующее пламя горящего фонтана поднимается огромным смерчем на большую высоту. Температура в зоне горения поднимается до уровней, при которых плавят­ся металлические конструкции.

Пожары при промышленных авариях приводят к разрушению зданий и соору­жений, уничтожают промышленное оборудование и другие материальные ценнос­ти. Кроме того, пожары в административных зданиях и жилых домах сопровожда­ются выделением ядовитого дыма, особенно при горении пластических масс и синтетических материалов.

Аварии на ПВОО, обусловленные сильными взрывами и пожарами, могут привести к тяжелым социальным и экономическим последствиям.

Основными поражающими факторами аварий на ПВОО являются:

— воздушная ударная волна;

— осколочные поля, создаваемые летящими осколками технологического обо­рудования (обломками разрушенных сооружений, вторичными снарядами и т. п.);

— тепловое излучение пожаров;

— действие ядовитых веществ, образующихся в результате катастрофы (пожа­ры, аварии на химических заводах и др.).

Величина потерь среди населения при пожарах и взрывах колеблется в больших пределах и может достигать многих сотен и даже тысяч человек. Основными причинами, определяющими число потерь при пожарах и взрывах, являются:

— масштабы пожара или мощность взрыва;

— характер и плотность застройки в населенных пунктах;

— огнестойкость зданий и сооружений;

— метеорологические условия (скорость ветра, осадки и т. п.);

— время суток;

— плотность населения в зоне действия поражающих факторов и др. Особенно большими потери могут быть при массовом скоплении людей в закрытых помещениях (театры, гостиницы и т. п.). Например, при пожаре в помещении цирка (Бразилия, 1961 г.) было поражено около 1900 человек, из которых более 800 — погибло.

В результате взрыва газового конденсата на магистральном продуктопроводе вблизи железнодорожной станции Улу-Теляк (Башкирская АССР) в 1989 г. постра­дало более 1000 человек — пассажиров двух поездов, что составило более 97% от числа людей, находившихся в этих поездах. При этом у 38,3% пораженных пло­щадь ожогов была от 41 до 60%, а у 10,8% — превышала 60% поверхности тела. Ожоги кожи в сочетании с ожогами верхних дыхательных путей отмечены у 33% пострадавших. Термические поражения кожи, верхних дыхательных путей и меха­нические травмы были почти у 17%.

Легкопораженные составили 3%, средней тяжести — 16,4%, тяжелопоражен-ные — 61,6% и крайне тяжелые — 19% от общего количества пострадавших.

При взрывах в замкнутых пространствах (шахты, производственные здания и т. п.), почти у всех находящихся там людей возможны ожоги, площадь которых, примерно у половины, составит от 20 до 60% поверхности тела, а у остальных — меньшей площади.

Термические поражения кожных покровов будут сочетаться с ожогами верхних дыхательных путей у 25%, и у 12% — с механическими травмами.

Кроме того, примерно у 60% пораженных — возможны отравления продуктами горения.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что при взрывах в замкнутых пространствах практически у всех пострадавших могут быть комбинированные поражения в различных сочетаниях, как следствие действия поражающих факто­ров, присущих этим авариям.