В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Работы неаварийного характера, выполняемые горноспасательными подразделениями

А.В. Александров,
начальник ФГУ "УВГСЧ в строительстве", заслуженный строитель РФ

Профессиональные горноспасательные подразделения ФГУ "УВГСЧ в строительстве" укомплектованы современными отечественными средствами защиты органов дыхания, срок защитного действия которых (не менее 4 часов) позволяет выполнять работы внутри загазованных зон на значительном удалении (до 3-3,5 км) от границ с пригодным для дыхания воздухом. При ведении горных работ как на строительстве подземных сооружений, так и при добыче полезных ископаемых горноспасательные подразделения привлекаются к:

• вскрытию и обследованию временно остановленных и изолированных выработок;
• разведке ранее затопленных участков горных работ после откачивания из них воды, в том числе при "мокрой" консервации выработок;
• в других случаях, когда по каким-либо причинам организация постоянного или временного (эпизодического) проветривания выработок невозможна или нецелесообразна.

В населенных пунктах и на территориях близлежащих к ним районов горноспасательные подразделения привлекаются к обследованию различных подземных сооружений, главным образом коммунального назначения. В последние годы горноспасательные подразделения ФГУ "УВГСЧ в строительстве" все чаще привлекаются к работам неаварийного характера по обеспечению экологически безопасных условий. К таким работам, в частности, относятся предлагаемые исполнительной администрацией местных органов власти задания по очистке отдельных мест хранения от химически опасных отходов и иных видов химических загрязнений территорий. Одним из специфических видов работ является дегазация баллонов со сжиженным хлором, срок использования которых истек, и нейтрализация их содержимого.

Требования к выполнению работ неаварийного характера

Все работы неаварийного характера выполняются горноспасательными подразделениями с соблюдением установленных мер безопасности и в соответствии с требованиями Устава профессиональной горноспасательной службы по организации и ведению горноспасательных работ, а именно:

• в загазованных горных выработках к работам неаварийного характера допускается привлекать горноспасательные отделения в составе не менее 5 человек;
• на границе загазованной зоны в горных выработках работающему в ней горноспасательному отделению должен выставляться резерв (второе отделение), поддерживающий связь с работающим в загазованной зоне отделением и с командным пунктом на поверхности;
• все подготовительные работы, условия их выполнения и основные работы в загазованной зоне, а также последовательность, состав и объемы работ предусматриваются в специально разработанной для каждого такого случая документации;
• при выполнении работ неаварийного характера в зданиях, сооружениях или на открытых площадках в загазованных зонах сохраняются те же основные требования к обеспечению безопасности, что и в подземных условиях, за исключением численности личного состава в горноспасательных отделениях - допускается направлять на работу две группы респираторщиков по 3-4 человека, одна из которых остается в резерве вне загазованной зоны.

Горноспасательные работы при химических загрязнениях

Сегодня горноспасатели не впервые сталкиваются с экологическими проблемами современного производства. В определенных кругах достаточно широко известны случаи попадания ядовитых отходов химического производства в горные выработки, находящиеся на значительной глубине от поверхности.

При строительстве метрополитенов (в Москве, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге) неоднократно имели место случаи проходки тоннелей мелкого заложения по местам, где ранее размещались бензохранилища. Такие забои переводились на особый ("газовый") режим, производилась замена электрооборудования на взрывобезопасные технические устройства, усиливалось проветривание выработок, аналитические лаборатории горноспасательных подразделений осуществляли ежедневный контроль состава воздуха. На основе опыта аварийно-спасательных работ в условиях загазованности горных выработок и других объектов токсичными жидкими и газообразными отходами химического производства, горноспасательные подразделения еще в 1990-е гг. начали комплектоваться противохимическими костюмами и соответствующими приборами контроля уровня загазованности.

Работы неаварийного характера по нейтрализации хлора

Обнаруживаемые на предприятиях баллоны с хлором, предлагаемые к утилизации, иногда складируются без защиты от атмосферных осадков и с выведенными из строя запорными вентилями. Хранение баллонов в таких условиях в течение длительного времени приводит не только к значительной внутренней коррозии их корпуса, но и образованию в запорной арматуре так называемого "хлорного сыра", который перекрывает отверстие в вентиле. За рубежом функционирует система сбора аварийной тары и доставки ее на специализированные предприятия для опорожнения от хлора, его нейтрализации и утилизации баллонов. В России правилами перевозки опасных грузов транспортировка аварийной тары автомобильным и железнодорожным транспортом запрещена. Это обстоятельство вынуждает предприятия-потребителей хлора организовывать проведение аварийных работ непосредственно на месте хранения.

Работы, связанные с опорожнением от хлора дефектных баллонов с последующей его нейтрализацией, по существу являются особо опасными!

Ряд подразделений ФГУ "УВГСЧ в строительстве" подготовлен в установленном порядке, аттестован и давно обслуживает химико-технологические опасные производственные объекты в Приволжском, Уральском, Сибирском и других федеральных округах, в том числе предприятия во-доподготовки, использующие хлор.

Личный состав всех подразделений, кроме обучения по месту службы, проходит курсовое обучение в учебном подразделении (Екатеринбург) по программам подготовки и переподготовки, включая занятия по основам ведения газоспасательных работ.

На основе многолетнего опыта использования противохимических изолирующих средств индивидуальной защиты и оборудования для ликвидации утечек и проливов химических отравляющих веществ (ХОВ) были разработаны и успешно применяются тактические приемы подготовки и выполнения работ в зонах заражения.

Во всех случаях работы на разных объектах выполнялись в основном в следующей последовательности:

1. Выбиралось место производства работ в каком-либо подсобном сооружении или строилось временное, к месту работ подводилась электроэнергия, проверялся (а при отсутствии - прокладывался) трубопровод водоснабжения и доставлялся резервуар (металлическая емкость с размерами 2x1,5x1,5 м из листового металла). В отдельных случаях, при необходимости ведения работ в автономном режиме, для обеспечения электроэнергией использо вался карбюраторный двигатель-генератор Honda мощностью 2,2 кВт. В зависимости от объема планируемых работ (количества баллонов), в отдельных случаях предусматривалась подача в резервуар сжатого воздуха от передвижного компрессора с целью барботирования приготовляемого нейтрализующего раствора. Перемешивание в резервуаре нейтрализующего реагента с водой выполнялось в основном вручную.
2. Производился монтаж подъемного устройства (лебедка, таль, тельфер и т.п.) для загрузки аварийных баллонов с хлором в резервуар с нейтрализующим раствором и извлечения их из него.
3. Подготавливались весы для взвешивания баллонов с целью оценки количества подлежащего нейтрализации хлора и нейтрализующих реагентов и определялся способ утилизации отходов, образующихся при нейтрализации хлора. Для этих целей, как правило, использовалась ассенизационная автомашина.
4. На местности обозначалась опасная зона, определялось количество и численный состав постов охраны, назначалось место стоянки штатной автоцистерны горноспасательного подразделения (типа АЦ-40) и места установки водяных завес (использовались винтовые водоразбрызгиватели типа ВВР-1). О времени, месте и характере работ письменно уведомлялись пожарные и другие службы МЧС России, сан-эпиднадзор, скорая медицинская помощь, местные органы исполнительной власти.
5. Подготавливались (по расчетам) в необходимом количестве нейтрализующие реагенты, средства индивидуальной защиты (противохимические костюмы, изолирующие респираторы), инструмент, средства связи и приборы для контроля концентрации хлора в рабочей зоне, определения среды (щелочной, кислотной) нейтрализующего раствора, температуры окружающего воздуха, направления и скорости ветра. Перед началом работ проводился инструктаж личного состава подразделения, охраны и персонала предприятия, на территории которого осуществлялись работы, о правилах поведения и мерах безопасности во время вскрытия аварийных баллонов и нейтрализации хлора.

Общая оценка радиуса опасной зоны с поражающей концентрацией в пределах зоны распространения хлорного облака

Хлор является токсичным веществом остронаправленного действия и оказывает общетоксическое и раздражающее воздействие на слизистые оболочки, а также вызывает химические ожоги. Предельно допустимая разовая концентрация (ПДК) хлора в воздухе населенных пунктов составляет 0,1 мг/м3, а среднесуточная 0,03 мг/м3. При розливах жидкого хлора происходит скоротечное его испарение с образованием первичного хлорного облака с высокой концентрацией хлора, которое представляет собой наибольшую опасность для жизни и здоровья людей.

Первичное облако хлора из-за его высокой плотности относительно слабо рассеивается и способно дрейфовать на большие расстояния, образуя большие зоны поражения. Оставшаяся часть жидкого хлора, охлажденная до температуры -34,5 °С, продолжает кипеть(в среднем в течение 20-30 минут), и затем кипение быстро замедляется. За время интенсивного кипения в зависимости от вида пролива (свободный или ограниченный) и характера подстилающей поверхности может испариться от 1,5 до 20% общей массы выброса. Дальнейшее испарение протекает медленно, и этого времени, как правило, бывает достаточно для проведения мероприятий по локализации и ликвидации пролива жидкого хлора и эвакуации населения.

Основным поражающим фактором аварий с участием хлора является его высокая концентрация в воздухе, а основным видом смертельного поражения людей - интоксикация дыхательных путей.

При полном разрушении баллона на открытой площадке (в результате переполнения его на заводе-поставщике, падении при перемещении, погрузке-разгрузке, попадании в баллон примесей, несовместимых с хлором, а в данном случае - вследствие коррозионного износа) в окружающую среду может быть выброшено до 50 кг жидкого хлора. При этом практически мгновенно в газовую фазу перейдет до 10 кг хлора.

При отрыве запорного вентиля (в результате падения, коррозионного износа, воздействия переменных нагрузок) образуется отверстие диаметром 15 мм. В этом случае хлор будет испаряться и выбрасываться в первоначальный момент со скоростью до 0,45-0,68 кг/с, а остающийся в баллоне жидкий хлор будет быстро захолаживаться за счет отбора тепла на испарение. Примерно через полчаса температура жидкого хлора в аварийном баллоне достигнет -34 °С и снаружи он покроется "снеговой шубой". При обмерзании корпуса баллона испарение хлора будет происходить значительно медленнее.

В расчетах зон действия поражающих факторов при выполнении работ с аварийными баллонами из возможных сценариев аварийных ситуаций принимался наиболее опасный вариант: полное разрушение баллона с хлором при крайне неблагоприятных метеоусловиях (инверсия, скорость ветра 1 м/с, температура окружающей среды +20 °С).

Результат расчетов по методике "Токси" концентрации хлора в первичном облаке приведен в таблице.

Внешняя граница зоны заражения хлором рассчитывается по пороговой токсодозе (РД.52.04.253-90). Под пороговой токсодозой (ГОСТ Р 22.8.05-99) понимается произведение концентрации хлора в зоне заражения на время пребывания в ней человека без средств защиты органов дыхания, в течение которого проявляются первые слабые признаки дискомфорта.

При подготовке к проведению работ по нейтрализации хлора и утилизации аварийных баллонов учитывались компенсационные мероприятия. Например, при выполнении работ на территории одной из насосно-фильтровальных станций (рис. 1) в ноябре-декабре 2006 г. учитывалось:

• расстояние от места хранения баллонов до селитебной зоны (жилой массив с населением 2 тыс. человек) - 500 м. Естественной преградой для распространения хлора служил водный массив. Рельеф местности - равнина;
• работы проводились при температуре окружающего воздуха не выше 0 °С только в светлое время суток и при направлении ветра, исключающем распространение хлора в сторону города. Проведение работ в сумерках и в ночное время было запрещено; территория была огорожена забором и охранялась;
• специалисты организации-заказчика, привлекавшиеся для выполнения вспомогательных операций (доставка нейтрализующих реагентов, отправка отходов нейтрализации хлора и др.), работали только под руководством представителей ВГСЧ, производящих работы;
• все службы, задействованные в мероприятиях охранно-профилактического характера, обеспечивались средствами защиты от хлора (противогазы с коробками марки В или ГП-5), посты охраны -радио- или телефонной связью.

Химические реакции нейтрализации хлора с применением водного раствора щелочи

При выполнении работ в качестве нейтрализующего реагента использовался 10-12%-ный водный раствор каустической соды (NaOH, гидроксид натрия) по ГОСТ 26379 МТ 69-06.

Реакция протекает с выделением тепла Q = 62 кДж/кмоль (15 ккал/кмоль).

При избытке гидроксида натрия в растворе создается щелочная среда:

2NaOH + CI₂ = NaCI + NaCIO + H₂0,

а при недостатке - кислая среда:

3CI₂ + 6NaOH->NaCIO₃ + ЗН₂О + 5NaCI.

Нейтрализация хлора раствором каустической соды (NaOH) проводится в щелочной среде. С повышением температуры свыше 40 °С возрастает роль реакции с образованием гипохлорита натрия (NaCIO). Хлорат натрия (NaCIO₃) далее не претерпевает изменений и с отработанным раствором щелочи может быть сброшен на рельеф или в канализацию.

Гипохлорит натрия (NaCIO) при температуре свыше 35 °С разлагается. При контакте со сталью баллонов и стальными перфорированными трубами дальнейшее разложение гипохлорита натрия, находящегося в резервуаре в виде водного раствора, происходит в течение суток. В этом случае сталь является катализатором распада гипохлорита натрия. Поэтому хе-мосорбция хлора щелочью может проводиться при минусовой температуре окружающей среды. Разложение гипохлорита идет по формуле 2NaCIO = 2NaCI + 0₂.

Таким образом, конечным продуктом хемо-сорбции хлора является раствор поваренной соли, который химически нейтрален. Стехиометрический коэффициент расхода кальцинированной соды для нейтрализации 1 кг хлора составляет 1,47. При проведении работ с учетом необходимого запаса для расчетов принимался коэффициент 1,6. На заводах-поставщиках баллоны наполняются хлором из расчета 1,2 кг на 1 литр объема. При вместимости баллона 40 л максимально возможное количество хлора в баллоне составляет 48 кг (если баллон не переполнен на заводе-наполнителе).

Максимально возможное количество хлора М (кг) в N (шт.) аварийных баллонов (наполненных в соответствии с правилами) составит: М = 48xN (кг), и соответственно необходимое количество кальцинированной соды в 1,6 раза больше: К= 1,6хМ (кг). Фактические расходы кальцинированной соды при проведении работ оказались меньше расчетных, стехиометрический коэффициент составил не более 1,2-1,3, что может быть объяснено неточностью взвешивания баллонов до и после нейтрализации хлора в них. Большинство аварийных баллонов были условно опорожненные, остаточное количество хлора в них колебалось в пределах от 1 до 10 кг. Для взвешивания использовались динамометрические весы марки РП.

Вскрытие аварийных баллонов и нейтрализация хлора

Работы выполнялись в приспособленном подсобном помещении или в специально возведенном для этих целей временном. Среди аварийных находились баллоны разных типоразмеров длиной 1,5 и 2 м производства Рузаевского завода (типа Е-800) и бывшей Польской Народной Республики. Резервуар заполнялся водой до глубины 1 м и в него засыпалась из мешков (нетто 41 кг) кальцинированная сода (7-8 мешков). Путем перемешивания готовился 10-12%-ный нейтрализующий раствор в расчете на нейтрализацию не менее 350 кг хлора.

Работы в помещении выполняла группа из состава горноспасательного отделения в количестве 3 человек в противохимических костюмах КИХ-4м, включенные в изолирующие кислородные респираторы Р-30.

Производился надрез вентиля баллона углошлифовальной машинкой типа BWS-1700, а затем, непосредственно перед погружением баллона в нейтрализующий раствор, вентиль ударом кувалды отбивался полностью. При невозможности вскрытия баллона по вентилю в корпусе баллона просверливалось при помощи электродрели отверстие 016 мм. Превышение содержания хлора периодически, в момент вскрытия полных баллонов, достигало 5 ПДК (ПДК - 1 мг/м3, предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственных помещений). Замеры концентрации хлора велись непрерывно в автоматическом режиме газоанализатором "Хоббит T-CI2" или "ТХ 2000" и периодически дублировались с помощью индикаторных трубок. Во время работы по нейтрализации хлора периодически осуществлялся контроль состояния щелочной среды раствора с помощью "универсальной индикаторной бумаги" рН 0-12. При переходе раствора в кислотную среду добавлялась каустическая сода.

Баллон, закрепленный стальными тросами, с помощью ручной лебедки (тали, тельфера и т.п.) опускался в резервуар. О завершении нейтрализации хлора в баллоне свидетельствовало отсутствие пузырьков на поверхности раствора. После прекращения реакции нейтрализации хлора баллон извлекался и укладывался на наклонный настил (рис. 2). На корпусе баллона в районе пятки углошлифовальной машиной делался пропил, для ускорения истечения из него нейтрализующего раствора.

Снаружи вторая группа (также в противохимических костюмах и с респираторами), находящаяся в резерве, взвешивала и доставляла аварийные баллоны к месту их вскрытия, забирала после нейтрализации пустые, вновь взвешивала и определяла по разности веса массу нейтрализованного хлора. Эта группа постоянно вела контроль содержания хлора по периметру помещения и на территории.

При снижении давления в баллонах респираторов Р-30 до 50 атм работы прекращались, личный состав, не снимая костюмы КИХ-4м, производил обмыв их водой путем душевания под давлением с использованием щеток и разведенного 10%-ного гидроксида натрия. После отдыха, зарядки респираторов запасными патронами и баллонами и проверки респираторов с помощью прибора ИР работы продолжались. При этом между группами личного состава производилась взаимная замена выполняемых работ.

Командный пункт размещался в производственных помещениях или непосредственно в оперативном автобусе горноспасательного подразделения, как правило, в пределах прямой видимости места работ. Связь с респиратор-щиками велась с помощью радиостанций "Кенвуд" с применением ларингофонов и ушных микрофонов. Дополнительно, в ряде случаев, прокладывалась проводная шахтофонная связь типа "Уголек".

Личный состав к работам привлекался в свободные от дежурства дни. Руководство работами осуществляли лица старшего командного состава 1-го взвода и штаба Сибирской ВГСЧ.

Проведенный комплекс работ объективно подтвердил:

• технические возможности и готовность горноспасательных подразделений ФГУ "УВГСЧ в строительстве" к ведению работе химически опасными веществами;
• целесообразность и эффективность расширения круга обслуживаемых горноспасательными подразделениями опасных производственных объектов;
• возможность использования профессиональных горноспасательных служб для решения отдельных специфических задач в области экологической безопасности территорий и населения по месту дислокации подразделений.

Опубликовано: Каталог "Системы безопасности"-2009
Посещений: 18211

Автор Александров А. В. Нначальник ФГУ "УВГСЧ в строительстве", заслуженный строитель РФ Всего статей:  2

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций