УДК 614.84
Оценка состояния пожарной безопасности на ООО ЛПК «АЛМАС»
У. Е. Николаева, Николаева Уйгулаана Егоровна
Студентка Северо-восточный федеральный университет e-mail: n.uigulaana99@mail.ru
М. И. Соловьева, Соловьева Марфа Ильинична
Студентка Северо-восточный федеральный университет e-mail: 444685@mail.ru
Аннотация: В данной статье была описана система пожарной безопасности на деревообрабатывающих предприятиях. Проведен анализ технологического процесса пиления в рассматриваемой отрасли. Рассчитан пожарный индивидуальный риск на территории предприятия. Были предложения мероприятия для предотвращения возникновения очагов пожар на предприятии.
Ключевые слова: пожарная безопасность, пожарный индивидуальный риск, безопасность, противопожарная защита, деревообрабатывающее предприятие
Assessment of the state of fire safety at LLC LPC "ALMAS"
U.E. Nikolaeva
Student of the North-Eastern Federal University e-mail: n.uigulaana99@mail.ru
M.I. Solovyova
Student of the North-Eastern Federal University e-mail: 444685@mail.ru
Annotation: This article describes the fire safety system at woodworking enterprises. The analysis of the technological process of sawing in the industry under consideration is carried out. The individual fire risk on the territory of the enterprise is calculated. There were proposals for measures to prevent the occurrence of fires at the enterprise.
Keywords: fire safety, individual fire risk, safety, fire protection, woodworking enterprise
Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.
Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.
Температура самовоспламенения древесины около 350°С, поэтому деревообрабатывающие предприятия относятся к одним из самых пожароопасных предприятий. Наибольшую пожарную опасность представляют процессы механической обработки древесины, окраски и сушки. Статистика показывает, что ежегодно на предприятиях деревообработки происходит около 1000–1200 пожаров. Для тушения применяют стволы, формирующие мощные компактные струи: стволы РС-70 и лафетные стволы.
Пожары на объектах деревообрабатывающей промышленности приносят огромный ущерб для экономики нашей страны. Во избежание пожаров и предупреждения их на этих предприятиях, следует повышать знания по пожарной безопасности рабочих, служащих и администрации предприятия. Проводить организационно-технологические мероприятия, направленные на предупреждение пожаров, внедрять на предприятиях новые средства пожарной связи и сигнализации, а также современной техники пожаротушения на основе инженерной целесообразности и экономической выгоды, рассматривая и решая проблему экономической эффективности пожарно-профилактических мероприятий [4].
Основным технологическим процессом ООО ЛПК «АЛМАС» является пиление. Он является одним из видов механической обработки древесины. Особенность процесса в том, что происходит разрыв между элементами структуры клеток и волокон материала.
Пиление как процесс механической обработки применяется в заготовительном производстве для разделения (разрезки) заготовок из проката и поковок на мерные полуфабрикаты. Для распиловки лесоматериалов применяют ручные или механические пилы. Пила представляет собой ленту или диск с расположенными на ней зубьями (резцами). Зубья имеют следующие параметры: расстояние между двумя смежными вершинами составляет шаг, а расстояние между основанием и вершиной — высоту зуба. Для удаления образующихся в процессе пиления опилок служит впадина (пазуха). Каждый зуб пилы имеет три режущие кромки — одну переднюю, короткую и две боковые.
У пил для продольной распиловки древесины зубья короткой режущей кромкой перерезают волокна, а боковыми разделяют волокна между собой по их направлению. Зубья этих пил имеют форму треугольника, прямую заточку; ими можно пилить только в одну сторону. У пил для поперечной распиловки короткая режущая кромка разделяет волокна, а боковые перерезают их. Зубья имеют преимущественно форму равнобедренного треугольника и двустороннюю заточку, поэтому ими можно пилить в обе стороны.
Пожарная опасность деревообрабатывающего предприятия выражается наличием значительного количества горючего материала, который в процессе производства подвергается механической обработке. Этим горючим материалом является древесина.
В процессе обработки древесины (пиления) на станках образуется большое количество отходов (стружки, опилки, древесная пыль). По мере измельчения древесины увеличивается и ее пожарная опасность, поскольку для загорания измельченной древесины требуется источник воспламенения незначительной мощности (пламя спички, непотушенный окурок, искра газо- и электросварки), а древесная пыль в смеси с воздухом способна взрываться.
Наличие в цехах сухих лесоматериалов, готовых изделий, стружки, пыли и других отходов создает условия для быстрого распространения пожара.
Для отсоса опилок и стружки от станков используют местные отсосы и пневмотранспорт, который может способствовать быстрому распространению пожара, т.к. связывает отдельные станки (при помощи трубопроводов) в единую транспортную систему.
Источниками зажигания в деревообрабатывающих цехах могут быть [2]:
1) Электрические искры (при неисправностях электрооборудования, электросетей, изоляции).
2) Открытый огонь (при нарушении противопожарного режима).
3) Теплота трения (при плохой смазке быстровращающихся частей машин и станков, перегрузке и перекосах пил, распиловке твердых пород древесины и т.д.).
4) Фрикционные искры (при попадании в машины гвоздей, кусков металла).
5) Самовозгорание древесных опилок в смеси с маслом, применяемым для смазки лесопильных рам.
Расчет индивидуального пожарного риска
По разработанному сценарию пожара рассчитаем величину индивидуального пожарного риска на территории предприятия, которую определим, как максимальное значение пожарного риска из рассмотренного сценария пожара по формуле (1) [1]:
(1)
где QВ - расчетная величина индивидуального пожарного риска;
Индивидуальный пожарный риск будет отвечать требуемому, если полученное значение будет меньше или равно нормативному значению индивидуального пожарного риска, равному 10-6 год-1.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска для сценария пожара QB, рассчитывается по формуле (2):
(2)
где QП - частота возникновения пожара в здании в течение года, принимаем равной 1,45·10-2
РЭ - вероятность эвакуации людей;
РСП - вероятность спасения людей.
Вероятность эвакуации РЭ рассчитывается по формуле (3):
(3)
где N - общее количество людей, эвакуирующихся в рассматриваемом сценарии;
Nнеэв - количество не эвакуировавшихся людей. Определяется путем суммирования по всем участкам путей эвакуации людей, не успевших покинуть указанный участок до его блокирования опасными факторами пожара (для которых tp + tнэ > 0,8 · tбл), и людей, попавших в скопление продолжительностью более 6 мин (tск > 6 мин), где:
tp - расчетное время эвакуации людей, мин;
tнэ - время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), мин;
tбл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов пожара (ОФП), имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин;
tск - время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5 м2/м2).
Вероятность спасения РСП определяется по формуле (4):
(4)
где KП.З - коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
КФПС - коэффициент, учитывающий дислокацию подразделений пожарной охраны на территории поселений и городских округов.
КФ - коэффициент, учитывающий класс функциональной пожарной опасности здания;
КЭВ - коэффициент, учитывающий соответствие путей эвакуации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты KП.З рассчитывается по формуле (5):
(5)
где Kобн - коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
KСОУЭ - коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
KПДЗ - коэффициент, учитывающий соответствие системы противодымной защиты требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Возможный сценарий развития пожара
Пожар возник в деревообрабатывающем цехе механической обработки древесины в связи с неисправностью электрооборудования. Из-за появившейся электрической искры произошло возгорание. Эвакуация людей происходит из деревообрабатывающего цеха механической обработки древесины. Здание имеет 1 этаж, количество эвакуируемых принято 12 человек (максимальное количество присутствующих). Эвакуация людей происходит до выхода в безопасную зону (выхода наружу).
В здании имеются 2 эвакуационных выхода на первом этаже.
Тип системы оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ) – II. Время начала эвакуации tнэ = 0,5 минуты.
Таблица 1 – Справочные данные для расчётов не зависящие от типа помещения
|
Обозначение |
Наименование |
Значение |
|
Cр |
удельная изобарная теплоемкость газа (воздуха) |
0,001МДж/кг |
|
n |
показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени |
3 |
|
φ |
коэффициент теплопотерь |
0,3 |
|
XOX,a |
начальная концентрация кислорода в помещении очага пожара |
0,21 |
|
a |
коэффициент отражения предметов на путях эвакуации |
0,3 |
|
E |
начальная освещенность |
50 лк |
|
lпр |
предельная дальность видимости в дыму |
20 м |
|
XCO2 |
предельно допустимое содержание СО2 в помещении, кг/м3 |
0,11 кг/м3 |
|
XCO |
предельно допустимое содержание СО в помещении, кг/м3 |
1,16·10-3 кг/м3 |
|
XHCl |
предельно допустимое содержание HCl в помещении, кг/м3 |
23·10-6 кг/м3 |
Таблица 2 – Справочные данные для расчётов, зависящие от типа помещения:
|
Обозначение |
Наименование |
Значение |
|
Qн |
низшая теплота сгорания материала |
19,9 МДж/кг |
|
Ψуд |
удельная массовая скорость выгорания горючего материала |
0,007 кг/с*м2 |
|
V |
линейная скорость распространения пламени |
0,05 м/с |
|
Dm |
дымообразующая способность горящего материала |
23,0 Нп * м2/кК |
|
LCO2 |
удельный выход СО2 при сгорании 1 кг материала |
1,51 кг/кг |
|
LCO |
удельный выход СО при сгорании 1 кг материала |
0,024 кг/кг |
|
LHCl |
удельный выход HCl при сгорании 1 кг материала |
0,000001 кг/кг |
|
LO2 |
удельный расход кислорода |
1,26 кг/кг |
Данные для расчета:
Площадь помещения S = 2500 м2;
Высота помещения H = 10 м;
Высота площадки, hпл на которой находятся люди, над полом помещения, равная нулю, м;
Разность высот пола δ, равная нулю при горизонтальном его расположении, м;
Начальная температура воздуха в помещении t0 = 20 °C;
Коэффициент отражения предметов на путях эвакуации a = 0,3;
Начальная освещенность E = 50 лк;
Предельная дальность видимости в дыму lпр = 20 м;
Показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени n = 3.
1. Высоту рабочей зоны рассчитываем по формуле (6):
(6)
Подставив исходные данные в формулу (6), получим:
2. Параметр z, безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения, вычисляем по формуле (7):
(7)
Подставив исходные данные в формулу (7), получим:
3. Параметр А, размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и линейную скорость распространения пламени, для кругового распространения пожара вычисляем по формуле (8):
(8)
Подставив исходные данные в формулу (8), получим:
4. Рассчитаем коэффициент полноты горения, ηa в режиме пожара, регулируемом горючей нагрузкой по формуле (9):
(9)
Подставив исходные данные в формулу (9), получим:
5. Вычислим свободный объем помещения Vсв по формуле (10):
(10)
Подставив исходные данные в формулу (10), получим:
6. Рассчитывается параметр В по формуле (11):
(11)
Подставив исходные данные в формулу (11), получим:
7. Рассчитаем критическое время по повышенной температуре по формуле (12):
(12)
Подставив исходные данные в формулу (12), получим:
8. Рассчитаем критическое временя по потере видимости по формуле (13):
(13)
Подставив исходные данные в формулу (13), получим:
Логарифм имеет отрицательное число, значит 
не предоставляет опасности.
9. Расчет критического времени по пониженному содержанию кислорода произведем по формуле (14):
(14)
Подставив исходные данные в формулу (14) получим:
Под знаком логарифма отрицательное число, значит 
не предоставляет опасности.
10. Расчет критического времени по каждому из газообразных токсичных продуктов горения произведем по формуле (15):
(15)
по СО2:
Под знаком логарифма отрицательное число, значит 
не предоставляет опасности.
по CO:
Под знаком логарифма отрицательное число, значит 
не предоставляет опасности.
по HCL:
Под знаком логарифма недопустимая операция – деление на ноль, значит 
не представляет опасности.
= min {потеря видимости, температура, токсичные продукты горения: СО2, СО, HCl, пониженное содержание кислорода, тепловой поток} = 223,5 с = 3,73 минут.
Расчетное время эвакуации людей tр из здания устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей. [3] Расчетное время эвакуации людей следует определять, как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути ti по формуле (16):
(16)
где t1 - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин.;
t1, t2, t3, ti - время движения людского потока на каждом следующих после первого участка пути, мин.
Время движения людского потока по i участку пути ti, мин., рассчитывают по формуле (17):
(17)
где li - длина i участка пути, м;
Vi - скорость движения людского потока по горизонтальному пути на i участке, м/мин. (определяется в зависимости от плотности D)
Плотность однородного людского потока на i участке пути Di рассчитывают по формуле (18):
(18)
где Ni - число людей на i участке, чел.;
f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2/чел.,
∂- ширина i участка пути, м.
Скорость движения людского потока на участках пути, следующих после 1 первого, зависит от интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле (19):
(19)
где ∂i, ∂i-1 – ширина рассматриваемого i-го предшествующего ему участка пути, м;
qi, qi-1 - интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин.
Время задержки tз движения людей на участке i из-за образовавшегося их скопления на границе с последующим участком (i + 1) определяется по формуле (20):
(20)
где N - количество людей, чел.;
f - площадь горизонтальной проекции человека, м2/чел.;
qпри D = 0,9 - интенсивность движения через участок i + 1 при плотности 0,9 и более, м/мин.;
∂i+1 - ширина участка, м, при вхождении на который образовалось скопление людей;
qi - интенсивность движения на участке i, м/мин.;
∂i - ширина предшествующего участка i, м.
Рассчитаем время эвакуации людей tр из деревообрабатывающего цеха.
Время движения людского потока по 1 участку пути, по формуле (17) равно:
мин
Плотность однородного людского потока на 1 участке пути D1 рассчитаем по формуле (18):
Интенсивности движения людского потока по 2-му участков пути, в по формуле (19) равно:
при q2 = 75, V2 = 15 м/мин
мин – дверной проем
при q3 = 22,5, V3 = 15 м/мин
мин – проход до входной двери
Общее время tp = 0,087 + 0,105 + 0,13 + 0,103 = 0,425 мин
Количество не эвакуировавшихся людей проверяется Nнеэв при соблюдении условия:
tp + tнэ > 0,8 · tбл,
0,425 + 0,5 > 0,8 · 3,73
0,925> 2,98 – неверно, следовательно, Nнеэв = 0
Вероятность эвакуации РЭ согласно формуле (3) равна:
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты KП.З согласно формуле (5) равен:
Вероятность спасения РСП согласно формуле (4) равна:
Расчетная величина индивидуального пожарного риска для возможного сценария пожара QB рассчитывается по формуле (2):
Расчетная величина индивидуального пожарного риска QВ = 2,61 · 10-8
- индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому.
После анализа пожарной опасности на ООО ЛПК «АЛМАС» и проведенных расчетов, можно прийти к заключению, что рассматриваемый объект соответствует требованиям пожарной безопасности и индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, следовательно, в особых защитных мероприятиях не нуждается. Во избежание и предотвращения несчастных случаев, аварий и профилактики работников можно проводить следующие мероприятия:
1. Грамотное, регулярное обучение работников, дежурного персонала диспетчерских служб, пожарных постов, сотрудников охраны объектов мерам ПБ, действиям при пожаре.
2. Поддержание противопожарного режима, как на территории предприятий, так и внутри производственных цехов, складов, в том числе своевременной уборкой, вывозом древесных отходов, запрещением курения на всей территории производственного объекта.
3. Своевременное обнаружение очагов возгораний как автоматическими установками сигнализации, тушения пожаров, так и с помощью централизованной системы видеоконтроля, регулярных обходов территории, зданий сотрудниками охраны в ночной период.
4. Ограничение возможного распространения огня, ядовитых дымовых продуктов внутри производственных, складских строений путем устройства противопожарных стен, перегородок с заполнением строительных проемов в них огнестойкими воротами, дверями, люками.
5. Ограничение до необходимого технологического минимума использования ЛВЖ, ГЖ в производственных зданиях, исключение сверхнормативного хранения возле окрасочных камер, других рабочих мест.
Список литературы
1. Приказ МЧС России от 30 июня 2009 года N 382 Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности (с изменениями на 2 декабря 2015 года). Российская газета, N 161, 28.08.2009. – 74 с.
2. ГОСТ 12.1.004–91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. Введ. - 1992-07-01. – М.: Стандартинформ, 2006 год – 68 с.
3. Расчет необходимого времени эвакуации людей из помещений при пожаре: Рекомендации. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1989 НПБ 104–03 "Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях"
4. Пожарная безопасность деревообрабатывающих предприятий: справочник. Е. С. Назаренко, В. А. Казанцев. - Москва: Лесная промышленность, 1990.