Восстановление прерванного движения поездов при аварийном взрыве в составе поезда. Характеристика очага взрыва

6. БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Тема: Восстановление прерванного движения поездов при аварийном взрыве в составе поезда

Исходные данные.

На железнодорожном электрифицированном участке произошло крушение поезда, сопровождавшееся взрывом со взрывоопасными материалами. Вагоны взорвались на насыпи в середине поезда, состоящего из 50 грузовых вагонов. Виды и масса взрывчатых материалов указаны в табл. 6.1

Таблица 6.1

Характеристика взрывчатого материала

Необходимо:

1) Дать характеристику очага взрыва;

2) Определить объемы разрушений и восстановительных работ;

3) Принять решение на восстановление железнодорожных сооружений.

6.1. Характеристика очага взрыва

Взрывчатые материалы (ВМ) – это соединения или смеси, способные к быстрому, самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с образованием газов и выделением значительных количеств тепла. Такое превращение, возникнув в какой – ибо точке под действием соответствующего импулса (нагрев, механический удар, взрыв другого взрывчатого материала), распространяется со сверхзвуковой скоростью по всей массе ВМ. Быстрое образование значительных объемов газов и нагрев последних за счет теплоты реакци до высоких температур обусловливает внезапное развитие в месте взрыва очень больших давлений. Характеристика взрыва представлена на рис. 6.1. При взрыве ВМ образуются три зоны.

Зона I находится в пределах облака взрыва, радиус r1 зависит от массы продукта, в зоне II избыточное давление постепенно падает, радиус действия продуктов взрыва r2 в среднем в 1,7 раза больше радиуса r1, зона III аналогична действию ударной волны ядерного взрыва.

В табл. 6.2 приведен характер зависимости ΔP_ф=f(R)в зоне действия ударной волны при взрыве ВМ с массой жидкого топлива 1000 т.

Характеристика взрыва

Рис. 6.1

Таблица 6.2

Зависимость ΔP_ф от расстояния до центра взрыва R при Q_ВМ=1000 т

Для любого вида взрыва изменения избыточного давления воздушной ударной волны  в зависимости от расстояния R от центра взрыва и массы взрывоопасного материала Q подчиняется закону подобия взрывов, который выражается для фиксированного значения  соотношением:

                                              (6.1)

где R_m- табличное значение расстояния от центра взрыва для приведенной массы Q_m;

R_фак- фактическое значение расстояния для фактической массы Q_фак .

Использование закона подобия взрывов (6.1) и данных табл. 6.2 позволяет определить ряд фактических значений расстояний R_фак при массе взрывоопасного вещества Q_фак=40т для фиксированных значений ΔP_ф=200;100;50;30;20 и 10 кПа. Для ΔP_ф=200 определено удаление от центра взрыва при заданном избыточном давлении:

Результаты расчета для остальных фиксированных значений ΔP_ф представлены в табл. 6.3

Таблица 6.3

Зависимость ΔP_ф от расстояния до центра взрыва R при Q=40 т

По данным табл. 6.3 построен график зависимости ΔP_ф=f(Q, R)

График зависимости P=f(Q, R) при Q=40 т

Рис. 6.2

По графику ΔP_ф=f(Q,R) определена величина избыточного давления ΔP_ф на различных удалениях от центра взрыва, определена степень разрушения железнодорожных сооружений и устройств, расположенных от центра взрыва на известных расстояниях.

6.2 Определение объемов разрушений и восстановительных работ

Расчет объемов разрушений линейных элементов (воздушных линий связи (ВЛС) и контактной сети (КС) производен по предельным значениям ΔP_ф. При превышении этих значений наступают сильные, средние и слабые разрушения указанных сооружений. Степени разрушений взяты из табл.3.3.[1]. Соответствующие им предельные значения расстояний R определены по графику зависимости ΔP_ф=f(Q,R), рис. 6.2.

Результаты расчета приведены в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Таблица результатов расчета