Некоторые особенности взрывных аварий

Введение. Актуальность реконструкции сценария аварийного взрыва обусловлена прямой зависимостью между типом взрывного явления и последующим развитием аварийной ситуации, а также итоговой конфигурацией разрушений. Поскольку динамические характеристики взрывных нагрузок демонстрируют значительную вариативность, общая морфология разрушений будет дифференцироваться в соответствии с этими параметрами. Актуальность проблемы также продиктована острой потребностью в совершенствовании методов прогнозирования нагрузок, возникающих в результате аварийных взрывов. Наблюдаемое несовершенство существующих методик приводит к получению лишь приближенных значений взрывных нагрузок, оказывающих воздействие на объекты капитального строительства.

Цель и задачи. Целью статьи является выявление ключевых характеристик аварийных взрывов, позволяющих восстанавливать сценарий аварийных ситуаций и способствующих совершенствованию методов прог­нозирования взрывных нагрузок, а также оптимизации мер по предотвращению аварий.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

• анализ аварийных ситуаций, возникающих в промышленном и гражданском строительстве;
• проведение экспериментальных исследований в маломасштабной опытной камере и большом помещении.

Методы. Анализ аварийных ситуаций, возникающих на объектах строительства. Измерение избыточного давления в маломасштабных экспериментальных камерах и большом помещении. Обработка экспериментальных данных с использованием программы MATLAB и последующим анализом полученных результатов.

Результаты и их обсуждение. Показано, что при дефлаграционных взрывах, что характерно для подавляющего числа аварийных взрывов, при определенных условиях соблюдается принцип квазистатичности избыточного давления, что накладывает определенную специфику на разрушения, вызванные динамическими взрывными нагрузками. Для больших помещений характерно нарушение принципа квазистатичности взрывного давления, что приводит к возникновению волновых явлений. Показано, что воздушные ударные волны, сопровождающие аварийные детонационные и физические взрывы, имеют меньшую разрушающую способность, ориентированную в основном на хрупкое оконное остекление.

Выводы. Выявленные характеристики аварийных взрывов позволяют наиболее точно восстанавливать сценарии развития аварийных взрывов. Приведенные в статье материалы могут быть использованы при прог­нозировании взрывных нагрузок, возникающих в результате различных аварийных происшествий, а также для разработки мер по предотвращению, локализации и ликвидации последствий.

1. Toshio M., Tomoyuki M., Ritsu D. Propagation of blast waves from a bursting vessel with internal hydrogen-air deflagration // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. No. 42 (11). Pp. 7683–7690. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.06.106

2. Комаров А.А. Прогнозирование нагрузок от аварийных дефлаграционных взрывов и оценка последствий их воздействия на здания и сооружения : дис. … д-ра техн. наук. М. : МГСУ, 2001. 492 с. EDN QDMQZH.

3. Хуснутдинов Д.З., Мишуев А.В., Казеннов В.В., Комаров А.А., Громов Н.В. Аварийные взрывы газовоздушных смесей в атмосфере. М. : НИУ МГСУ, 2014. 80 с. EDN SNTDGP.

4. Ying X., Huang Y., Ma G. A Review on Effects of Different Factors on Gas Explosions in Underground Structures // Undeground space (China). 2020. No. 5 (4). Pp. 298–314. DOI: 10.1016/j.undsp.2019.05.002. EDN SFXTZR.

5. Комаров А.А. Особенности расчета параметров газодинамических потоков при аварийных взрывах // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2024. № 33 (1). С. 15–23. DOI: 10.22227/0869-7493.2024.33.01.15-23. EDN HOVRNA.

6. Komarov A., Korolchenko D., Gromov N., Korolchenko A., Jafari M., Gravit M. Specific Aspects of Modeling Gas Mixture Explosions in the Atmosphere // Fire. 2023. No. 6 (5). P. 201. DOI: 10.3390/fire6050201. EDN AZAZWS.

7. Komarov A.A., Korolchenko D.A., Gromov N.V., Korolchenko A.D. Specifics of Explosion-Venting Structures Providing Acceptable Indoor Explosion Loads // Applied Sciences (Switzerland). 2022. No. 12 (1). P. 25. DOI: 10.3390/app12010025. EDN GUELNS.

8. Cen K., Song B., Shen R., Zhang Y., Yu W., Wang Q. Dynamic Characteristics of Gas Explosion and Its Mitigation Measures inside Residential Buildings // Mathematical Problems in Engineering. 2019. No. 1. 15 p. DOI: 10.1155/2019/2068958

9. Chen R., Zhang P., Pan J., Wei H., Shang Y. Experimental Study of Spontaneous Combustion Characteristics and Knocking Mechanism of Propane // Tianjin Daxue Xuebao. 2018. No. 51 (12). Pp. 1217–1222. DOI: 10.11784/tdxbz201805058. EDN XAMNIL.

10. Комаров А.А., Тимохин В.В., Шевченко А.П., Шангараев Р.Р. Сравнительный анализ детонационного и дефлаграционного типов взрывного превращения на примере реальных аварийных ситуаций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2024. № 4. С. 64–71. DOI: 10.25257/FE.2024.4.64-71. EDN CCWOGK.

11. Бажина Е.В. Обеспечение взрывоустойчивости городских и промышленных зданий в условиях плотной застройки : дис. … канд. техн. наук. М., 2011. 116 c. EDN QFKIJL.

12. Бирбраер А.Н., Роледер А.Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. СПб. : Издательство Политехнического университета, 2009. 593 с. EDN QNOLOL.

13. Горев В.А. Исследование сферической дефлаграции : дис. … д-ра техн. наук. М., 1993. 224 с.

14. Комаров А.А. Основы обеспечения взрывобезопасности объектов и прилегающих к ним территорий : уч. пособие. М. : Академия ГПС МЧС России, 2012. 91 с.

15. Пилюгин Л.П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций. М. : Пожнаука, 2000. 224 с.

16. Горев В.А., Мирошников С.Н., Трошин Я.К. Определение параметров сферической дефлаграции // Физика горения и взрыва. 1979. № 15 (2). С. 73–80. DOI: 10.1007/bf00790441. EDN RGPNYV. URL: https://sibran.ru/journals/issue.php?ID=152769&ARTICLE_ID=153006

17. Пилюгин Л.П. Конструкции сооружений взрывоопасных производств. М. : Стройиздат, 1988. 314 c. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001449448

18. Polandov I.H., Korolchenko A.D. About the Danger of Vibration Combustion in Gas Explosions in the Room // Journal of Physics: Conference Series. 2020. P. 012010. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/012010. EDN OYBBDA.

19. Gorev V.A. Actions of explosive loads of the protecting designs taking into account vibration combustion // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. No. 365 (4). P. 042047. DOI: 10.1088/1757-899X/365/4/042047. EDN YBOMKL.

20. Поландов Ю.Х., Корольченко Д.А., Евич А.А. Условия возникновения пожара в помещении при газовом взрыве. Экспериментальные данные // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. № 29 (1). С. 9–21. DOI: 10.18322/PVB.2020.29.01.9-21. EDN CLTXYK.

21. Базалий Р.В., Невская Е.Е., Чуркин Г.Ю. Проблемы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений на опасных производственных объектах // Безопасность труда в промышленности. 2018. № 4. С. 25–30. DOI: 10.24000/0409-2961-2018-4-25-30. EDN YWEDGI.

22. Горев В.А., Корольченко А.Д. Влияние легкосбрасываемых конструкций на избыточное давление при взрыве в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. № 3 (31). С. 12–23. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.03.12-23. EDN AKVGCL.

23. Корольченко А.Д., Громов Н.В. Особенности разрушаемых элементов предохранительных конструкций, используемых для минимизации последствий взрывных аварий в помещениях // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2023. № 32 (6). С. 69–78. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.06.69-78. EDN YQZBMN.

24. Горев В.А., Мольков В.В. О зависимости параметров внутреннего взрыва от устройства предохранительных конструкций в проемах ограждающих стен промышленных и жилых зданий // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2018. № 10 (27). С. 6–25. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.6-25. EDN VMLYGA.

25. Кочетов О.С. Методика расчета параметров взрывозащитных устройств при дефлаграционном взрыве во взрывоопасных помещениях зданий и сооружений // Наука и современность. 2016. № 4 (10). С. 40–51. DOI: 10.17117/ns.2016.04.040. EDN VNEQLG.

26. Комаров А.А., Ковалева С.А. Влияние нестационарности гидродинамического процесса на развитие аварийной ситуации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2025. № 3. С. 13–22. DOI: 10.25257/FE.2025.3.13-22. EDN GRGVWW.

27. Корольченко А.Д. Нагрузки при дефлаграционных взрывах газовоздушных смесей в атмосфере // Пожарная безопасность объектов ТЭК : мат. Междунар. науч.-практ. конф. Балашиха, 2025. С. 117–123. EDN GHLVVK.

28. Комаров А.А., Корольченко Д.А., Громов Н.В. Экспериментальное определение эффективности остекления при аварийных взрывах внутри зданий // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. № 31 (6). С. 78–90. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.06.78-90. EDN XCWQKD.