Ведение АСДНР при прорыве магистрального трубопровода

Следовательно, для тушения  горящих паров нефти потребуется:

– 10 отделений пожарной части, общей численностью 40 человек, для ликвидации пожара, а также  руководитель тушения пожара (командир команды) – 1, зам.командира команды – 1.

Таким образом, общее  количество сил, привлекаемых для локализации  и тушения пожара, составляет 42 человека, требуемое количество пожарных автомобилей АЦ-5-40 (шасси ЗИЛ-433104) - 6 единиц и АЦ-5-40 (шасси КАМАЗ-43253) – 4 единицы.

После ликвидации горения паров нефти на месте ЧС остается дежурить пожарная автоцистерна ПЧ-60 в связи с вероятность повторного возгорания паров нефти во время работ по ликвидации ЧС [8].

 

 

3.2 Расчет сил и средств для рекультивации загрязненных земель

 

При горении разлившейся нефти большая часть ее сгорит, а часть необходимо удалить с поверхности земли с помощью механического снятия с поверхности загрязненного грунта [6]. Таким образом, необходимо определить потребное количество техники для срезания части загрязненной почвы и ее вывоза, а затем и количество техники для ввоза чистого грунта.

Для определения количества сил и средств для рекультивации загрязненных земель необходимо вычислить количество:

- бульдозеров для срезания  грунта;

- экскаваторов для  погрузки грунта, а так же и для вскрытия поврежденного участка трубопровода;

- автосамосвалов для  вывоза загрязненного грунта  и привоза чистой почвы.

а) Расчет количества бульдозеров для срезания загрязненного  грунта

Эксплуатационная  среднечасовая производительность бульдозера определяется объемом разработанного и перемещенного грунта в плотном теле, м^3/ /ч:

(1.5)

где V_ф – фактический объем призмы волочения грунта впереди отвала, м³;

k_у – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность (при работе на подъемах от 5 до 15% k_у уменьшается от 0.67 до 0.4, при работе на уклонах от 5 до 15% k_у увеличивается с 1.35 до 2.25) [6].

; м³ (1.6)

где В, Н –  соответственно длина и высота отвала; для бульдозера ДЗ–110 на базе трактора Т–170: В = 4,43 м и Н = 1,2 м;

k_р – коэффициент разрыхления грунта (для растительного грунта равен 3…4);

К_пр –коэффициент, зависящий от характера грунта в призме волочения (связности, коэффициента разрыхления) и от отношения высоты отвала Н к ширине В; для бульдозера ДЗ-110 Н/В=0,3, отсюда К_пр = 0,8 (связный грунт)

Т_ц - длительность цикла, с;

Т_ц=t_р+t_п+t_ох+t_с+t_о (4.13),

где t_р - время необходимое для формирования призмы волочения, с;

с; (1.7)

l_р - длина пути резания, равная 7 м;

v₁ - скорость движения бульдозера при копании грунта, равная 0,4…0,5 м/с (уточняется по характеристике базовой машины с учетом буксования движителей);

t_п - время, необходимое на перемещение грунта на требуемое расстояние, с;

с; (1.8)

l_п - длина участка перемещения грунта, м;

v₂ - скорость движения бульдозера при перемещении грунта, равная 0,9…1,0 м/с (уточняется по характеристике базового шасси с учетом буксования движителей) [6, 31];

t_ох - время обратного холостого хода бульдозера, с;

с; (1.9)

v₃ - скорость движения трактора в обратном направлении, равная 1,1…2,2 м/с (уточняется по характеристике базового шасси);

t_с - время на переключение скоростей, равное 4…5 с;

t_о - время на опускание отвала, равное 1…2с.

Т_ц=t_р+t_п+t_ох+t_с+t_о = 14 + 10 + 8,5 + 4 + 2 = 38,5 с.

 м³

 м³/час

В рассматриваемой ЧС площадь разлива нефти составляет 5024 м³, а высота срезаемого грунта составляет 20 см, найдем объем грунта, который необходимо срезать.

м³

Рассчитаем время работы бульдозера:

ч

Таким образом, для выполнения работы за 6 часов, что является нормативом для данных работ при разлитии нефти, необходимо 9/6 = 2 бульдозера ДЗ–110 на базе трактора Т–170 [8].

б) Расчет количества экскаваторов для вскрытия трубопровода и погрузки загрязненного грунта

1) Рассчитаем количество  экскаваторов для вскрытия трубопровода [6, 23].

Продолжительность цикла  копания:

t_ц = t_к+ t_п+ t_в+ t_пз = 10+11+3+10 = 34 с;

где t_к – продолжительность копания, равная 6-10 с;

t_п – продолжительность поворота на выгрузку, равная 7 – 11с;

t_в – продолжительность выгрузки, равная 1 – 3 с;

t_пз – продолжительность поворота в забой, равная 7 –10 с.

Наибольшее возможное  число циклов в минуту:

п_Т = 60/t_ц = 60/34 = 1,8 раз/мин. (1.10)

Теоретическая производительность экскаватора:

П_о = q п =0,25·108 =27 м³/ч (1.11)

где n=1,8·60=108 раз/ч – расчетное число рабочих циклов,

q – геометрическая емкость ковша, м³; для экскаватора ЭО-2621 q = 0,25 м³.

Техническая производительность[6, 23]:

 м³/ч. (1.12)

где п_Т – наибольшее возможное число циклов в минуту при данных условиях грунта и забоя;

К_Н – коэффициент наполнения ковша, равный 1,05;

К_р - коэффициент разрыхления грунта, равный 1,20 [6].

Эксплуатационная  производительность:

П_Э=П_Т · К_В ·К_м = 24 · 0,75 · 0,86 = 15,5 м³/ч, (1.13)

где К_В – коэффициент, учитывающий использование экскаватора по времени; К_В =0,75 при работе в транспорт;

К_м – коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста; К_м = 0,86.

Рассчитаем объем грунта, который необходимо убрать для вскрытия трубопровода в месте утечки, и  время на его уборку [6].

Исходные данные:

- глубина залегания  трубопровода - 1 м, для расчета  примем 2 м, т.к для работ по  восстановлению трубопровода необходимо расстояние ниже трубопровода на 0,5 метров;

- длина участка, который  необходимо отрыть – 10 м;

- ширина участка, который  необходимо отрыть – 2,5 м.

Так как диаметр трубопровода составляет 500 мм и необходимо освободить от грунта участок длиной 10 метров, определим объем, который занимает сам трубопровод:

 м³

где r – радиус трубопровода, равный 0,25 м,

l – длина участка трубопровода, освобождаемого от грунта.

Таким образом, объем грунта, который необходимо убрать для вскрытия трубопровода в месте утечки, равен:

 м³

Таким образом, для вскрытия трубопровода необходимо 48 / 15,5 = 3,1 часа и, следовательно, 1 экскаватор ЭО-2621,

2) Рассчитаем  количество экскаваторов для  погрузки загрязненного грунта.

Так как объем загрязненного  грунта, который необходимо погрузить  в самосвалы, составляет значительную величину (1005 м³), то для этой работы необходимо привлечь экскаваторы ЭО-33211 с геометрическим объемом ковша 1,5 м³ [6, 23].

Продолжительность цикла  копания:

t_ц = t_к+ t_п+ t_в+ t_пз = 10+11+3+10 = 34 с;

где t_к – продолжительность копания, равная 6-10 с;

t_п – продолжительность поворота на выгрузку, равная 7 – 11с;

t_в – продолжительность выгрузки, равная 1 – 3 с;

t_пз – продолжительность поворота в забой, равная 7 –10 с.

Наибольшее возможное  число циклов в минуту:

п_Т = 60/t_ц = 60/34 = 1,8 раз/мин.

Теоретическая производительность экскаватора:

П_о = q п =1,5·108 = 162 м³/ч

где n=1,8·60=108 раз/ч – расчетное число рабочих циклов

q – геометрическая емкость ковша, м³; для экскаватора ЭО-33211 q = 1,5 м³.

Техническая производительность:

 м³/ч.

где п_Т – наибольшее возможное число циклов в минуту при данных условиях грунта и забоя;

К_Н – коэффициент наполнения ковша, равный 1,05;

К_р - коэффициент разрыхления грунта, равный 1,20 [6, 23].

Эксплуатационная  производительность:

П_Э=П_Т · К_В· К_м = 141,75 · 0,75 · 0,86 = 91,4 м³/ч,

где К_В – коэффициент, учитывающий использование экскаватора по времени; К_В =0,75;

К_м – коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста; К_м = 0,86.

Таким образом, для погрузки загрязненного грунта потребуется 1005 / 91,4 = 11 часов для 1 экскаватора, а  так как эти работы необходимо выполнить в течении 6 часов, то поэтому  потребуется 11 / 6 = 2 экскаватора ЭО-33211 для погрузки загрязненного грунта и столько же для погрузки чистого. Поэтому всего потребуется 4 ЭО-33211.

в) Расчет количества автосамосвалов для вывоза загрязненного грунта и привоза чистой почвы [6, 23]

Рассчитаем количество и модель самосвалов для вывоза загрязненного  грунта и привоза чистой почвы в возможно короткие сроки. По таблице 4.3 выбираем рациональную грузоподъемность автосамосвала КрАЗ-256Б1 Р_а =18 т при объеме ковша экскаватора 1,5 м³ и дальности перемещения грунта 10 км.

Эмпирический  коэффициент, учитывающий дальность возки грунта:

, (1.14)

где S_а – дальность возки, км;

;

Коэффициент, учитывающий  объемную массу груза, для грунта плотностью 1,4 т/м³ (растительный грунт) и производительности экскаватора П_э=91,4 м³/ч:

- эмпирический  коэффициент, учитывающий объемную  массу грунта.

Производительность  одного автосамосвала, м³/ч:

(4.23)

 м³/ч.

Потребное количество автосамосвалов [6, 23]:

 шт. (1.15)

Для проверки определяется масса грунта, набираемая в ковш за одно черпание, при объеме ковша  экскаватора q=1,5 м³, коэффициенте наполнения ковша k_H=1,05, коэффициенте разрыхления k_р=1,2:

т (1.16)

Число ковшей загружаемых в автосамосвал будет равно (округленно):

Коэффициент использования  грузоподъемности автосамосвала:

,

т.е. k_a≤1.1 и выбранный автосамосвал подходит для произведения заданной работы.

 

Таблица 1.2 - Рациональная грузоподъемность автосамосвалов

 

Дальность перемещения  грунта, км	Объем ковша  экскаватора, м3
	0.4	0.65	1.0	1.25	1.5	2.5
0.5	4.5	4.5	7	7	10	-
1.0	7	7	10	10	10	12
1.5	7	7	10	10	12	18
2.0	7	10	10	12	18	18
3.0	7	10	12	12	18	27
4.0	10	10	12	18	18	27
5.0	10	10	12	18	18	27

 

Таким образом, для вывоза загрязненного грунта и привоза  чистой почвы понадобится 21 автосамосвал КрАЗ-256Б1,

Для организации рекультивации загрязненных земель понадобится [6, 23]:

- 2 бульдозера ДЗ–110 на  базе трактора Т–170;

- 1 экскаватор ЭО-2621 и 4 экскаватора ЭО-33211;

- 21 автосамосвал КрАЗ-256Б1.

Так как работа напряженная  и связана с пребыванием на местности, загрязненной нефтью и ее парами то, работа проводится в две  смены, поэтому потребуется 56 водителей.

Таблица 1.3 - Сводная таблица сил и средств, задействованных в тушении пожара и рекультивации земли

Вид работ	Объем работ	Время на выполнение, мин	Силы, чел	Средства, ед. техники
Тушение пожара	5024 м2	-	42	АЦ-5-40 (шасси ЗИЛ-433104) – 6 ед, АЦ-5-40 (шасси КАМАЗ-43253) – 4 ед.
Срезание загрязнен- ного слоя грунта	1005 м3	360	4	Бульдозер ДЗ-110 на базе трактора Т-170 – 2 ед.
Погрузка и разгрузка  грунта	2010 м3	360	10	Экскаваторы ЭО – 2621 – 1 ед, ЭО-33211 – 4 ед.
Вывоз и завоз грунта	2010 м3	360	42	КрАЗ-256Б1 – 21 ед.
Итого	-	360	98	38

 

 

Таким образом, в проведении работ по тушению пожара и рекультивации  земли задействовано 38 единиц техники  и 98 человек.

Так же для организации  АСДНР необходимо привлечь: