Основные факторы, влияющие на простой вагонов, и направления решения задач по его сокращению на станции Кокчетав

Например, на сортировочной станции для нахождения коэффициента вариации величины интервалов в потоке поездов, поступающих в парк приема, после выделения из общего числа поездов, перерабатываемых при известных характеристиках графика движения, коэффициент вариации величины интервалов между прибывающими в переработку поездами может быть найден по формуле

(2.5)

где N_ПЕР - среднесуточное число поездов, поступающих в переработку па станцию;

N_ГР - число ниток грузовых поездов в графике движения;

н_ГР - коэффициент вариации интервалов исходного потока, т.е. интервалов между грузовыми поездами в графике движения.

(2.6)

где І - величина интервала между смежными нитками грузовых поездов в графике движения;

І _ГР - среднее значение этого интервала.

При примыкании к станции нескольких участков коэффициент вариации вычисляется для каждого из них. По такому же методу коэффициент вариации определяется для транзитных поездов без переработки:

(2.7)

N_ТР - среднесуточное количество транзитных поездов без переработки.

Таким же способом можно определять коэффициент вариации интервалов в потоке, поступающем в систему отправления, для следования на несколько участков. Тогда за исходный принимается поток, образованный после технического обслуживания в системе парка отправления.

Приближенно взаимозависимость коэффициентов вариации интервалов в объединении двух потоков при поступлении их с двух участков и объединении в парке приема будет такова:

(2.8)

где н₁, н₂ - коэффициенты вариации интервалов соответственно в первом и во втором потоках;

л₁л₂ - интенсивность объединенных потоков (среднечасовое число поездов, поступающих в переработку с каждого из входных участков).

Если к станции примыкает более двух участков, то по формуле (2.8) надо найти коэффициент вариации интервалов в потоке, объединенном из двух произвольно выбранных рассматривая последний, объединить его с одним из оставшихся и т.д.

При рассмотрении вопросов, связанных с процессами работы с вагонами, следует иметь в виду, что поток, проходя через систему обслуживания, подвергается некоторой трансформация, вследствие чего, за исключением отдельных случаев, возникает изменение закона распределения выходящего потока по сравнению с входящим.

В случае, когда на обслуживание поступает пуассоновский поток требований, коэффициент вариации длительности интервалов между моментами выхода их из системы рассчитывается по формуле

(2.9)

где ш - коэффициент загрузки системы обслуживания, т.е. отношение интенсивности входящего потока к интенсивности обслуживания;

N_обс - коэффициент вариации времени обслуживания.

Для систем массового обслуживания с эрланговским входящим потоком и временем обслуживания приближенное выражение коэффициента вариации интервалов выходящего потока будет иметь вид:

(2.10)

где г_вх - коэффициент вариации интервалов входящего потока.

При определении характеристики потоков, обслуживаемых каждой бригадой технического осмотра в парке приема, входящий поток надо разделить на ряд индивидуальных потоков. Коэффициент вариации интервалов в потоке, обслуживаемом каждой бригадой технического осмотра, может быть найден по формуле

(2.11)

где г_и - коэффициент вариации длительности интервалов в исходном потоке;

Б - число бригад ПТО.

Как уже отмечалось, из-за неравномерности поступления потоков в системы обслуживания и продолжительности обработки в них перед обслуживающими аппаратами образуются очереди, появляются элементы ожидания технологических операций, оказывающие существенное влияние на простои вагонов.

В связи с этим для комплексного решения задач, связанных с установлением обоснованных норм простоя вагонов, необходимо учесть эти элементы, имея в виду, что на расчетное время простоя в ожидании обслуживания влияют загрузка аппарата и интенсивность обслуживания, коэффициенты вариации поступающего потока времени обслуживания.

Время ожидания начала технического осмотра, когда действует двухканальная система массового обслуживания с эрланговским входящим потоком и временем обслуживания, в общем виде может быть определено по формуле

(2.12)

где ш_S - суммарная загрузка системы;

м₁, м₂ - интенсивности обслуживания соответственно первого и второго аппаратов;

н_обс - коэффициент вариации продолжительности обслуживания;

н_{ВХ бр} - коэффициент вариации интервалов;

б_S - в общем случае коэффициент, значение которого

S - число аппаратов обслуживания.

Для двух аппаратов обслуживания (двух бригад технического осмотра), когда ,

(2.13)

В одноканальной системе массового обслуживания эрланговским входящим потоком и эрланговским временем обслуживания среднее время ожидания обслуживания определяется по формуле

(2.14)

где ш_бр - коэффициент загрузки экипажа обслуживания;

м - интенсивность обслуживания,

н_ВХ, н _об - коэффициенты вариации соответственно входящего потока и времени обслуживания

Поскольку интенсивность обслуживания в системе технического осмотра, определяющая среднее число составов, которое может быть подготовлено к расформированию работниками ПТО в единицу времени, , коэффициент загрузки бригады ПТО а суточное число поездов, осматриваемое бригадой пункта технического обслуживания, N_p, то время ожидания осмотра может быть определено по формуле

(2.15)

где t_бр - время осмотра состава бригадой ПТО.

Для установления среднего времени ожидания составом расформирования необходимо учитывать, что интенсивность обслуживания в системе расформирования обратно пропорциональна горочному технологическому интервалу с учетом времени на постоянные операции, т.е.

(2.16)

Тогда среднее время ожидания расформирования может быть найдено по формуле

(2.17)

где н_{ВХ Г} - коэффициент вариации интервалов во входящем на горку потоке, образованном трансформацией при обработке составов одной бригадой ПТО или объединением трансформированных потоков при обработке несколькими бригадами ПТО;

N_p - среднее число поездов, поступающих в переработку за сутки;

н_обг - коэффициент вариации продолжительности расформирования состава;

t_г - величина горочного интервала.

Ожидание времени формирования на один сформированный состав при закреплении маневровых локомотивов за вытяжными путями формирования и загрузке каждого из них при равномерном распределении работы определяется следующим образом

(2.18)

где N_ф - число формируемых поездов в сутки;

М - число маневровых локомотивов;

t_ф - среднее время занятости локомотива формированием одного состава и возвращением локомотива в сортировочный парк;

н _{об ф} - коэффициент вариации продолжительности формирования состава;

н_{ВХ ф} - коэффициент вариации интервалов между моментами завершения нахождения составов на путях сортировочного парка, прикрепленных к данному вытяжному пути.

При неравномерной загрузке вытяжных путей сначала определяется среднее время ожидания формирования состава отдельно для каждого маневрового района, а находится средневзвешенная величина.

Важным методом определения ожидаемых результатов работы станции для различных ситуаций, размеров движения, вариантов прокладки поездов на графике, а так выполнения расчетов потребного технического оснащения и путевого развития станций является имитационное моделирование работы станции на ЭВМ.

Разрабатываемая математическая модель и составленная на ее основе машинная программа позволяет рассмотреть комплекс задач, связанных с перспективным и текущим планированием работы станций, определить уровень загрузки их составных элементов, установить наиболее прогрессивные качественные показатели и, прежде всего, минимально возможные простои вагонов. Одновременно с установлением эффективных процессов работы для всех взаимодействующих элементов в работе с вагонами, особенно в части сокращения величин ожидания в очереди, надо непрерывно добиваться сокращения и самих технологических операций.

Мероприятия, связанные с дальнейшим совершенствованием технологических операции на различных видах станций, определяемые в основном внутристанционными процессами, разработаны и в значительной мере зависят от повышения поточности и параллельности операций, быстрой взаимозаменяемости технических элементов станции. Например, для сортировочных станций важным мероприятием является внедрение параллельного пропуска составов при условии оптимальной специализации путей во всех парках станции, обеспечение одноразовой сортировки местных вагонов, поступающих в узел, а на двусторонних сортировочных станциях - переработка угловых и местных потоков для обеих систем, установление наиболее эффективных режимов работы и др.

Рассматривая основные пути ускорения выполнения станционных операций, необходимо отметить, что существенным для сортировочных станций является сокращение времени работы с вагонами на сортировочных горках, как в части роспуска, так и в части надвига составов, устранение осаживания вагонов на путях сортировочных парков, а также повторной переработки вагонов при оптимизации системы последовательности сортировки вагонов в составах, находящихся в парках приема с учетом конкретных условий накопления вагонов по назначениям в сортировочных парках. В этом направлении на практике используется ряд мероприятий по организации параллельного роспуска, оптимальной последовательности роспуска составов, внедрению попутного надвига составов, в частности, за счет деления маршрута надвига составов на участки при одном пути надвига (внедрение попутного надвига составов сокращает интервал между расформированными составами на 1-2 мин). Для ликвидации потери времени на горках с несколькими надвижными путями часто возникает необходимость изменения технологии надвига состава.

Важной является задача максимального приближения к горбу горни состава, надвигаемого с остановкой перед роспуском, для чего целесообразным будет разделение пути надвига на несколько участков и установление максимальной скорости движения по каждому из них.

Высока эффективность организации роспуска с переменной скоростью составов, имеющих отцепы разной длины, а также внедрение опыта по укрупнению отцепов путем организации календарного планирования погрузки по назначениям плана формирования поездов ближайшей сортировочной станции. При этом следует иметь в виду, что увеличение среднего числа вагонов в отцепе с 2 до 3 повышает среднюю скорость роспуска примерно на 0,2 м/с и для загруженных станций может в определенных условиях обеспечить прирост перерабатывающей способности около 500-700 вагонов в сутки.

Существенным является сокращение потери времени при роспуске составов из-за наличия в прибывающих поездах большого числа вагонов, требующих каких-либо ограничений при роспуске. Эти потери часто достигают 2 мин на один расформированный состав.

Для ускорения перестановки сформированных составов из сортировочного в парк отправления на многих сортировочных станциях практикуют организацию движения маневровых составов по поездным показаниям сигналов. Желтый огонь на маршрутном светофоре указывает на свободность всего маршрута, что позволяет повысить скорость маневров примерно на 10%.

Определенное значение для ускорения продвижения вагонов на станциях имеет повышение скорости движения одиночных локомотивов, используемых на маневрах. Так, например, при работе двух горочных локомотивов увеличение скорости заезда на 1 км/ч сокращает время на расформирование на 0,03 ч, и тогда при переработке, например, 5000 вагонов в сутки получится годовая экономия 54 750 вагоно-ч.

Особое значение для сокращения простоя вагонов, возникающего из-за нерационально организованных технологических операций, имеет максимальное сокращение повторной переработки, особенно при чрезмерном заполнении выделенного для таких вагонов пути, которая может быть снижена при применении скользящей специализации.

Нередко возникает увеличение времени на выполнение технологических операций при увеличении маневровых и поездных передвижений с вагонами из-за наличия пересекающихся маршрутов во входной горловине парка приема, в предгорочной горловине, в выходной горловине парков отправления, а также в горловинах между сортировочными и отправочными парками.

Для ускорения процессов, связанных с маневровой работой, на станции Пермь перестановка из параллельно расположенного сортировочного парка в приемоотправочный парк осуществляется двумя локомотивами, поставленными с двух концов состава, в результате чего исключается осаживание вагонами вперед и обеспечивается большая скорость перестановки, сокращается время загрузки горловин станции.

В практику работы горочных сортировочных станций прочно вошли применение переменных скоростей роспуска, попутного надвига составов, отказ от осаживания в сторону парка приема, что обеспечивает посекционную разделку маршрута надвига, параллельное выполнение операций по расформированию, надвигу составов и пропуску локомотивов и др.

На абсолютном большинстве станций, в том числе на всех важнейших сортировочных, организовано диспетчерское руководство расформированием и формированием поездов. Следует отметить, что метод диспетчерского руководства за последние годы претерпел существенные изменения, он дополнен опытом многих станций и значительно усовершенствован. Одним из наиболее важных моментов является улучшение взаимодействия всех работников, участвующих в переработке вагонов. С этой целью на станциях созданы единые командные пункты, где находятся станционный и маневровый диспетчеры, дежурные по горке и горочные операторы, дежурные по станции, объединенная техническая контора, информационный центр. Таким образом, в районе сортировочной горки выполняются решающие операции всего цикла станционной работы: прием и отправление поездов, получение и обработка информации о вагонопотоках, руководство расформированием и формированием поездов, обработка и оформление перевозочных документов, составление плана работы и руководство выполнением его. В результате повысилась эффективность управления оперативной работой станций, за счет резкого уменьшения излишних телефонных переговоров созданы более благоприятные условия работы командиров и исполнителей.

Существенным для ускорения продвижения вагонов является повышение эффективности процессов накопления вагонов.

Хотя одной из основных рекомендаций по сокращению времени накопления составов считается организация подвода укрупненных групп вагонов к окончанию процессов накопления от самой станции, для которой рассматриваются пути сокращения времени нахождения вагонов под накоплением, решение вопросов прибытия поездов с дальних подходов ни по времени, ни по величине групп не зависит. Практически к окончанию накопления отдельных составов может регулироваться подвод групп лишь местных вагонов со станций узла.

Одновременно с этим следует учитывать, что, как правило, группы вагонов, замыкающие процесс накопления составов фиксированного веса и длины, в среднем значительно больше других групп вагонов, из которых накапливаются составы, и эта особенность не зависит от того, организуется ли какое-либо воздействие на процесс накопления по подводу групп или нет.

Из рассмотрения вопросов, связанных с процессами накопления составов, изложенного в книге Е.А. Сотникова видно, что на основе расчетов, произведенных с использованием метода математического моделирования, величина замыкающей группы в случае, когда станция не принимает никаких мер к ее увеличению, независимо от мощности назначения, примерно равна 2m_ГР, т.е.

(2.23)

где m_3ам - средняя величина замыкающей группы;

m_гр - средняя величина прибывающей группы;

а средняя величина промежуточной группы m_пром несколько меньше средней величины прибывающей группы и (е - среднее число групп, из которых накапливается состав). При этом важным условием является распределение замыкающей группы между составом, завершающим и начинающим накопление.

Как видно из данных, приведенных в указанной книге и полученных на основе моделирования процессов накопления, в случаях, когда накопление ведется строго до определенной длины (массы) состава, замыкающая группа делится пополам, в результате начальная группа m_нач = m_гр.

Если же в определенных случаях, в частности для местных назначений, допускается некоторое колебание нормы величины отправляемого состава , то в среднем большая часть замыкающей группы отправляется с составом, завершающим накопление, и меньшая часть остается для накопления следующего состава, и тогда m_нач < m_гр. Для соответствующих вариантов разрабатывается расчетная схема накопления составов.

Важное значение в сокращении простоя вагонов под операциями накопления и окончания формирования составов имеет правильное распределение под назначения формирования, рациональная загрузка и использование путей сортировочного парка. Если выбору специализации этих путей посвящено немало исследований, то вопросам оптимизации их загрузки и использования уделено недостаточное внимание.

В снижении простоя вагонов важное место занимает интенсификация работы технических контор. Только на сортировочных станциях в течение года составляется более 60 млн. сортировочных, натурных листов и листков накопления, обрабатывается около 300 млн. различных документов, сопровождающих вагоны. За сутки работники технических контор записывают в различные документы до 20 млн. знаков, при этом на все операции, связанные с переработкой одного поезда из 50 вагонов, затрачивается около 2 чел.-ч. Известно, что за последнее время технология работы технических контор значительно усовершенствована, однако требуются дальнейшие меры для ускорения процессов, связанных с работой технических контор по переработке информации, содержащейся в натурных листах и перевозочных документах, обработке документов, ведению учета и отчетности по вагонным паркам, а также выполнению вспомогательных операций.

В решении задач по совершенствованию указанных процессов важное место занимает автоматизация операций и широкое использование ЭВМ, в частности, для переработки информации, содержащейся в натурных листах; моделирования расположения вагонов во всех парках станции; хранения предварительной информации телеграмм - натурных листов поездов, находящихся па подходах; ведения номерного учета накопления вагонов и составления натурных листов и сортировочных листков.

Не менее важным является совершенствование операции по обработке перевозочных документов, имея в виду, что в среднем один груженый вагон сопровождает 5-7 документов. Одновременно с дальнейшим улучшением форм перевозочных документов большое значение для ускорения процессов их переработки имеет использование различных средств оргтехники, сокращение времени доставки документов на основе широкого использования прогрессивных систем пересылки документов, главной из которых является применение пневматических и электромеханических почт разных назначений.

Одновременно с совершенствованием технологических операций большую роль в деле ускорения продвижения вагонов имеет повышение темпов механизации и автоматизации производственных процессов, совершенствование технических средств (оптимизация конструкций составных элементов станций, улучшение маневровых локомотивов: и вагонного парка, внедрение устройств для закрепления вагонов на путях станции, расширение внедрения АСУ для разных станций и в целом для сети железных дорог, системы АСУТП и т.д.).

Для станций погрузки, выгрузки и перегрузки грузов, кроме рассмотренных выше, появляется еще ряд факторов, влияющих на систему работы с вагонами, их простои.

При работе с местными вагонами значительно сложнее становится система поступления и распределения потоков вагонов и грузов, комплекс элементов, участвующих в процессах их переработки, количество подразделений и других ведомств, связанных с этими процессами.

Поэтому, кроме рассмотренных ранее положений, определяющих систему переработки вагонов, следует учитывать многие дополнительные факторы внутреннего характера, влияющие на работу с вагонами. Как уже отмечалось ранее, важнейшее место в этом процессе занимают процессы ожидания операций из-за появления очереди в объектах обслуживания и время, затрачиваемое на технологические операции.

Вопросы сокращения межоперационных простоев вагонов имеют огромное значение, поскольку для многих грузовых станций время ожидания технологических операций составляет около 70% общего времени простоя. При определении величин возможных ожиданий производятся расчеты поступающих потоков требований и времени обслуживания их.

Наиболее завышенные простои вагонов в ожидании погрузочно-разгрузочных и других операций возникают, когда суточное поступление вагонов превышает перерабатывающую способность станции и взаимосвязанных с ней элементов.

Таким образом, необходимо установить обоснованные пропорции между объемами работы по переработке местных вагонов и грузов и используемыми техническими средствами с учетом возникающих неизбежных колебаний.

Опыт показывает, что для резкого снижения межоперационных простоев на грузовых станциях и обслуживаемых ими объектах, в том числе на подъездных путях требуются определенные резервы технических средств с учетом реально возникающей неравномерности поступающих потоков и выполняемых операций.

Немалые резервы заложены и в устранении недостатков, возникающих из внешних и внутренних факторов, влияющих на простои вагонов и сроки вывоза грузов, колебаний потоков, повторных переработок вагонов, несогласованности в работе между звеньями, участвующими в работе с вагонами, а также в интенсификации технологических операций, повышении уровня технической дисциплины.

3. Безопасность труда и экологическая безопасность

3.1 Пожарная безопасность зданий и сооружений

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

Причиной пожара на производстве может явиться наличие в помещении горючей пыли и волокон. Большое количество пыли создают машины и агрегаты с механизмами ударного действия, а также установки, работа которых сопряжена с использованием мощных воздушных потоков или перебросом измельченной продукции (погрузочно-разгрузочные операции). Некоторые осевшие пыли способны к самовозгоранию. Местная вспышка может вызвать взвихрение осевшей пыли, что в свою очередь может привести к повторному взрыву значительно большей мощности.

Нередко пожары и взрывы на железнодорожном транспорте происходят при остановке аппаратов и пуске их после ремонта. Взрыв при остановке аппарата происходит в результате неполного удаления горючих паров или газов из внутреннего объема системы, а при пуске - в результате недостаточного удаления из них воздуха.

Пожар - неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве.

Пожары бывают:

отдельные пожары - горение, возникающее в отдельных зданиях или сооружениях и охватывающее такое их количество на участке, при котором возможен подход и проезд без использования защитных средств от теплового излучения;

массовые пожары - совокупность пожаров, возникших в населенном пункте (городе);

сплошные пожары - это интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на участке, имеющем такую плотность застройки, при которой пожары создают препятствия, не преодолимые для людей без защитных средств от теплового излучения;

огневой шторм - особый вид сплошных пожаров, при котором нагретые до высокой температуры продукты горения и воздух поднимаются с большой скоростью вверх, вызывая этим со всех сторон ураганный ветер, направленный к центру участка горения.

Порядок оценки пожарной обстановки:

определяют степень огнестойкости зданий (по их конструктивной характеристике);

определяют категорию помещений по взрывоопасной и пожарной опасности (в зависимости от характеристики веществ и материалов, находящихся в помещениях здания);

определяют категорию зданий по взрывоопасной и пожарной опасности (исходя из условий, при которых здания относятся к данной категории в зависимости от суммарной площади взрывопожарных помещений);

определяют степень разрушения зданий, исходя из силы землетрясения, или в зависимости от избыточного давления при взрыве ГВС;

исходя, из степени огнестойкости зданий и категории пожароопасности определяют:

начальную пожарную обстановку;

пожарную обстановку при развитии пожара;

возможность образования огненного шторма в зависимости от плотности застройки;

вероятность распространения пожара от здания к зданию.

3.2 Огнестойкость зданий и сооружений

Пожар является опасным разрушающим фактором, для борьбы с пожаром люди затрачивают очень много сил и материальных средств.

Случается, что пожар возникает по вине самих работников станции и при попытке его потушить, зачастую гибнут или получают травмы люди.

Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многом определяется степенью их огнестойкости. Характеристика зданий и сооружений в зависимости от их степени огнестойкости приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Характеристика зданий в зависимости от их степени огнестойкости

Степень огнестой-кости	Конструктивные характеристики зданий
	Здания из каменных материалов, бетона, железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов
	То же в покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции
	Здания из каменных материалов, бетона, железобетона. Допускаются деревянные оштукатуренные перекрытия или из трудно горючих материалов и покрытия из древесины с огнестойкой обработкой
«а»	Каркасные здания из стальных незащищенных конструкций, негорючих ограждающих конструкций с трудно горючим утеплителем
«б»	Каркасные (преимущественно одноэтажные) деревянные здания с огнезащитной обработкой каркаса и ограждающих конструкций
1	2
V	Здания из древесины (других горючих или трудно горючих материалов) с оштукатуренными стенами и покрытиями с огнезащитной обработкой
V «а»	Каркасные здания (преимущественно одноэтажные) из стальных незащищенных конструкций с горючими конс-трукциями с горючим утеплителем
V	Здания, к конструкциям которых не предъявляются тре-бования по огнестойкости. Например, деревянные нешту-катуреные дома

Выбор строительных конструкций зданий и сооружений зависит от пожарной опасности производства, горючести материалов и пределов огнестойкости строительных элементов.

Министерством путей сообщения в соответствии с требованиями СНиП IIМ.272* предприятия железнодорожного транспорта по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности подразделены на шесть категорий. Из них к взрывопожароопасным относят категории А и Б. Пожароопасным - В, Г и Д, взрывоопасным - Е. Характеристики веществ, образующихся в производствах указанных категорий, приведены ниже.

Категория А: горючие газы, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28°С включительно при условии, что указанные газы и жидкости могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

Категория Б: горючие газы, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28°С до 61°С включительно: жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых 65г/м³ и менее к объему воздуха при условии, сто указанные газы, жидкости и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.

Категория В: жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых более 65 г./м³ к объему воздуха; вещества, способные только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердые горючие вещества и материалы.

Категория Г: негорючие вещества и материалы в горючем раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени твердые, жидкие в горючие газообразные вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Категория Д: негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Категория Е: горючие газы без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве когда они могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 50% объема помещения, и когда по условиям технологического процесса возможен только взрыв (без последующего горения); вещества, способные взрываться (без последующего горения) при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

3.3 Горючесть строительных материалов и конструкций

Горючесть - способность вещества (материала, смеси, конструкции) к самостоятельному горению. Строительные материалы и конструкции по разному реагируют на воздействие огня: одни быстро сгорают, другие сохраняют несущую способность длительное время. По горючести строительные материалы и конструкции подразделяют на три группы: негорючие материалы и конструкции, которые под воздействием высокой температуры или огня в атмосфере воздуха обычного состава не воспламеняются, не горят, не тлеют и не обугливаются. К ним относят все естественные и искусственные неорганические материалы и конструкции; трудногорючие материалы и конструкции, которые способны гореть под воздействием источника зажигания, но не способны к самостоятельному горению после его удаления. К трудногорючим относят материалы и конструкции, состоящие из горючих и негорючих материалов, например, асфальтовый бетон, гипсовые и бетонные детали с органическим заполнителями, глиносоломенные материалы, войлок, вымоченный в глиняном растворе, древесина, подвергнутая глубокой пропитке антипиренами и др.; горючие материалы и конструкции, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. Это все органические материалы (древесина, руберойд, толь, торфоплита и др.), не подвергнутые глубокой пропитке антипиренами, а также строительные конструкции, изготовленные из горючих материалов и не защищенные от огня или высоких температур.

Существуют различные методы определения горючести строительных материалов. Наиболее простым и доступным из них является визуальный метод, при котором образец испытываемого материала поджигают пламенем спички, газовой горелки или другим источником зажигания и внимательно наблюдают за его поведением.

3.4 Огнестойкость строительных элементов и способы ее повышения

Свойство конструкций (зданий, сооружений) сохранять огнепреграждающую и (или) несущую способность во время пожара называют огнестойкостью. Здания и сооружения состоят из различных конструктивных элементов, обладающих разной огнестойкостью. Потеря строительными конструкциями несущей способности - это их обрушение. Для особо ответственных сооружений потерей несущей способности считают появление деформаций в конструкциях, величина которых исключает возможность дальнейшей эксплуатации сооружения. Под потерей ограждающей способности понимают прогрев конструкций до температуры, превышение которой может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование трещин, через которые могут проникнуть продукты горения.

Огнестойкость строительных конструкций характеризуют пределом огнестойкости, представляющим собой время, по истечении которого конструкция теряет свою несущую или огнепреграждающую способность при испытании по стандартному режиму. Предел огнестойкости конструкций при испытаниях определяют по времени от начала испытаний до появления одного из следующих признаков:

образования в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;

повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с температурой конструкции для испытания или более чем на 220°С независимо от температуры конструкции до испытания;

потери конструкцией несущей способности, т.е. разрушения.

Пределом огнестойкости и группой горючести характеризуют основные конструктивные элементы зданий и сооружений - несущую стену, колонны, перекрытия, перегородки. Предел огнестойкости стен принимают независимо от наличия в них проемов. Требуемый предел огнестойкости конструктивных элементов определяют в зависимости от продолжительности горения и коэффициента огнестойкости ответственных элементов зданий

Птр = фк0 (3.1)

где ф - расчетная длительность горения, ч;

тк0 = коэффициент огнестойкости.

Значение ф находят из выражения

ф = qnв/х (3.2)

где q - теплотворная способность горючих веществ, по которым определяют длительность горения, Дж/кг;

n - количество этих веществ, приходящихся на 1 м² перекрытия, кг;

в - коэффициент сгорания, вводимы для перехода от фактической длительности горения к расчетной. В зависимости от состояния горючих материалов значения в принимают в пределах от 0,15 до 1;

х - удельная тепловая нагрузка, т.е. количество тепла, выделяемого с 1 м² в час, Вт/м². При расчетах х принимают равной для твердых горючих веществ с теплотворной способностью до 20,9*10³ кДж/кг (5000 ккал/кг) 232,6 кВт/м² [200000 ккал/(м² * ч)], для жидких горючих веществ - 348,9 кВт/м² [300000 ккал/(м² * ч)].

Коэффициент огнестойкости при расчетах принимают равным для несущих стен, стен лестничных клеток, колонн и столбов - 1ч1,2, для противопожарных стен (брандмауэров) - 1,4, для других элементов здания - 1,0. расчет огнестойкости завершают сравнением фактического Пф и требуемого Птр пределов огнестойкости. При этом считают, сто строительная конструкция отвечает требованиям огнестойкости, если выполнено условие

Пф?Птр,

где Пф - фактический или запроектированный предел огнестойкости строительной конструкции.

Значения Птр принимают по СНиП II - А.5-70*. Пределы огнестойкости полученные расчетом, принимают не более для противопожарных стен 9 ч, для несущих стен, колонн и стен лестничных клеток 5 ч и для перекрытий, покрытий и перегородок 3 ч.

3.5 Причины пожаров и взрывов на объектах железнодорожного транспорта и меры по их предупреждению

Причины пожаров и взрывов. Основными причинами пожаров и взрывов на железнодорожном транспорте являются неосторожное обращение с огнем, искры локомотивов, печей вагонов-теплушек, котлов отопления пассажирских вагонов, а также технические неисправности. На эту группу причин приходится более 60% всего количества пожаров и взрывов. Примерно по 10% приходится на нарушения государственных стандартов и правил погрузки (вызывающие самовозгорание, трение упаковочной проволоки и т.п.), на попадание неустановленного источника зажигания внутрь вагонов и контейнеров или на открытый подвижной состав. Далее по степени убывания идут неисправность электрооборудования, недосмотр за приборами отопления и их неисправность, аварии и крушения, искры электросварки и прочие причины. Следует отметить, что наибольшее количество пожаров возникает на подвижном составе (примерно 80% общего количества пожаров на железнодорожном транспорте). Это вызывает необходимость разработки более эффективных мероприятий по предупреждению пожаров в грузовых и пассажирских вагонах, а также на локомотивах.

Меры по предупреждению пожаров и взрывов. Для обеспечения пожарной безопасности в грузовом подвижном составе важное значение имеет постоянный контроль за качеством подготовки вагонов к перевозкам грузов, особенно пожаро- и взрывоопасных грузов, а также за выполнением грузоотправителями требовании Правил погрузки и перевозок в вагонах, в том числе при сопровождении проводниками. При осмотре и подготовке вагонов под погрузку особое внимание необходимо обращать на исправность кузова и крыши, на плотность прилегания дверей и люков, на исправность запоров. Тщательного осмотра и приемки в поездах требуют вагоны, загруженные особо опасными и легковоспламеняющимися грузами. При обнаружении щелей и отверстий в кузове вагона, неплотностей в дверях, люках, печных разделках и т.п. неисправности немедленно устраняют или производят перегрузку грузов в исправные вагоны.

В пассажирском подвижном составе необходимо на станциях формирования поездов проверять исправность отопительных устройств, осветительных приборов и электропроводки, а в пути следить за соблюдением пассажирами Правил пожарной безопасности, особенно в отношении провоза опасных грузов, запрещенных к перевозке в пассажирских вагонах.

На предприятиях и складах, не представляющих особой пожарной опасности, проводят общие мероприятия по предупреждению пожаров и взрывов:

запрещают применение открытого огня, зажигательных средств и курение в неустановленных местах;

ограничивают суточной нормой расход горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, используемых в процессе производства;

собирают в металлические ящики бывшие в употреблении обтирочные и другие материалы, пропитанные маслом, керосином, мазутом и т.п.;

убирают помещения и удаляют из них все горючие отходы производства после окончания работ;

строго контролируют состояние электрических сетей, светильников, электрооборудования и нагревательных приборов;

следят за тем, чтобы после окончания работы все огнедействующие приборы и освещение, кроме дежурного, были выключены;

содержат в чистоте чердачные помещения;

вывешивают таблички в каждом помещении с указанием фамилии работника, ответственного за пожарную безопасность.

3.6 Средства и методы тушения пожаров

Методы тушения пожаров. Тушение пожаров заключается в прекращении процесса горения. Существует несколько методов прекращения горения.

Метод охлаждения основан на том, что горение вещества возможно только тогда, когда температура верхнего слоя вещества выше температуры его воспламенения. Если с поверхности горящего вещества удалить тепло, т.е. охладить ее ниже температуры воспламенения, горение прекратится.

Метод разбавления основан на способности вещества гореть при содержании кислорода в воздухе больше 14-16% по объему. С уменьшением кислорода в воздухе до указанной величины пламенное горение прекращается, а затем прекращается и тление вследствие уменьшения скорости окисления. Уменьшение концентрации кислорода достигается введением в воздух инертных газов и паров извне или разбавлением кислорода продуктами горения (в изолированных помещениях).

Метод изоляции основан на прекращении поступления кислорода воздуха к горящему веществу, для чего применяют различные изолирующие огнегасительные вещества (химическая пена, порошки, песок и др.).

Метод химического торможения реакции горения основан на введении в зону горения галоидно-производных веществ (бромистые метил и этил, фреон и др.), которые при попадании в пламя распадаются и соединяются с активными центрами, исключая экзотермическую реакцию, т.е. выделение тепла, в результате чего горение прекращается.

Средства тушения пожаров. В качестве средств тушения пожаров на железнодорожном транспорте используют воду, химическую и воздушно-механическую пену, инертные газы и пары, песок или землю, различные плотные пожаростойкие ткани и пр.

Огнегасительные свойства воды. Вода - наиболее распространенное огнегасительное средство. Она имеет сравнительно малую вязкость. Легко проникает в щели и поры горящего вещества, что способствует быстрому охлаждению тушению охваченной огнем поверхности. Попадая на поверхность горящего вещества, вода поглощает большое количество тепла благодаря испарению и образует паровое облако, препятствующее доступу кислорода к горящему веществу. Для испарения 1 кг воды расходуется 2258,5 кДж тепла. Превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1750 раз. Смешиваясь с горючими газами и парами, выделяющимися при горении, пар разбавляет их, образуя смесь, не способную гореть. При помощи мощных струй воды можно механически сбить пламя.

Тушение паром. Сущность тушения пожара паром состоит в понижении содержания кислорода в воздухе. Концентрация пара в воздухе 30 - 35% по объему помещения вызывает прекращение горения. Кроме того, пар частично охлаждает горящие предметы. Наибольший эффект тушение паром дает в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м³.

Средства химического пожаротушения. При тушении пожаров химическими средствами образуются тяжелые газы и пары, которые предотвращают доступ кислорода к горящим веществам, понижают температуру горения и глушат пламя. В качестве химического пожаротушения применяют пенообразные (жидкопенные, густопенные) паро- и газообразные (углекислота, четыреххлористый углерод и др.) и твердые (сухие порошки) вещества. В настоящее время используют два вида огнегасительной пены: химическую и воздушно-механическую.

Химическая пена получается в результате взаимодействия кислотного и щелочного раствора в ручных огнетушителях или пенопорошка и воды в пеногенераторах. Устройство и принцип действия пеногенератора. По напорному трубопроводу через насадок 1 вода под давлением подается к соплу 2 и выходит из него с повышенной скоростью в смесительную камеру 3, откуда через диффузор 4 поступает в пенопровод 5.

При выходе струи воды из сопла в камере образуется разрежение, вследствие чего происходит подсасывание пенопорошка из загрузочного бункера. Пенопорошок смешивается с водой, кислотная и щелочная части его растворяются в воде и вступают в химическую реакцию, результате которой образуется пена. Из 1 кг пенопорошка и 10 л воды образуется 40 - 60 л пены. Пена состоит примерно из 80% углекислого газа (по объему), 19,7% воды и 0,3% пенообразующего вещества и представляет собой пузырьки углекислого газа с оболочкой из воды. Стойкость пены с момента ее образования до полного распада 40 мин.

Воздушно-механическую пену получают с помощью специальных воздушнопенных стволов или пеногенераторов при интенсивном перемешивании трех компонентов: воздуха (90%), воды (9,8 - 9,6%) и пенообразователя (0,2 - 0,4%). Обычно используют пенообразователь ПО-1, содержащий 84% керосинового контакта, 4,5% костного клея и 11% этилового спирта-сырца и каустической соды, добавляемой до полной нейтрализации раствора. Применяют также пенообразователи ПО-6 и ПО-11.

Пенообразователь ПО-6 представляет собой продукт гидролиза технической крови крупного рогатого скота с добавлением для повышения устойчивости пены 1% сернокислого закисного железа и 4% фтористого натрия.

Для получения воздушно-механической пены низкой кратности (Кп = 5 ч 10) используют воздушно-пенные стволы типа СВП и СВПЭ. Кратностью называют отношение объема пены Vп к объему жидкости Vж, из которой она получена. Работа воздушно-пенных стволов основана на принципе эжекции. Плотность пены составляет 0,11 - 0,17 кг/м³, стойкость до 30 мин, однако с увеличением кратности пены стойкость уменьшается.

В последнее время все более широкое применение находит высокократная пена (Кп = 100 ч 500 и более), исходными продуктами которой являются те же компоненты, что и воздушно-механической пены низкой кратности. Генератор высокократной пены ГВП-600 подает 600 л пены в секунду (36 м³/мин) при кратности, равной 100. рабочее давление перед распылителем составляет не менее 0,5 МПа (5 кг/см²), расход раствора пенообразователя 6 л/с, максимальная длина пенной струи 8 м, диаметр соединительной головки 50 мм. Масса ствола 4 кг.

Инертные газы (азот, аргон, гелий) и дымовые газы обладают способностью понижать концентрацию кислорода в очаге горения. Огнегасительная концентрация этих газов при тушении пожаров в закрытых помещениях составляет 30 - 36% по объему.

Галоидные углеводороды (четыреххлористый углерод, бромистый метил и др.) являются высокоэффективными огнегасительными средствами. Их огнегасительное действие основано на торможении химических реакций горения. Галоидные углеводороды применяют для тушения твердых и жидких горючих материалов в основном при пожарах в закрытых объемах.

Огнегасительная концентрация этих веществ значительно ниже огнегасительной концентрации инертных газов, например, для бромистого метила она составляет 4,5% четыреххлористого углерода 10,5% по объему помещения.

Сухие химические порошки используют для тушения начинающихся пожаров при горении металлов и других твердых и жидких горючих веществ, которые нельзя тушить водой и водными растворами (калия, натрия, магния, титана и др.). Порошки состоят из двууглекислой соды, талька, инфузорной земли или песка. Порошок засыпают в зону горения, при этом двууглекислая сода разлагается, выделяя углекислый газ, который препятствует доступу кислорода воздуха к горящим предметам. Тушение сжатым воздухом. Этот метод используют для тушения горючих жидкостей, с температурой вспышки паров выше 60°С. Он основан на принципе перемешивания горящей жидкости, когда сжатый воздух, подаваемый снизу, перемещает нижние более холодные слои жидкости вверх, понижая температуру верхнего слоя. Когда температура верхнего слоя становится ниже температуры воспламенения, горение прекращается. На железнодорожном транспорте сжатый воздух применяют при тушении пожаров в резервуарах нефтепродуктов большой вместимости.

Тушение песком или покрывалом. Для этой цели, кроме мелкого песка, используют покрывала из войлока, асбеста, брезента и других материалов. Метод заключается в изолировании зоны горения воздуха и применяется для тушения небольших очагов пожара.

Первичные средства пожаротушения. К первичным средствам пожаротушения относят ручные и передвижные огнетушители, ведра, бочки с водой, лопаты, ящики с песком, кошмы. Ломы, топоры и др. их применяют для ликвидации небольших возгораний до приведения в действие стационарных и полустационарных средств пожаротушения или до прибытия пожарной команды. Каждое помещение, отделение, цех, подвижной состав должны быть обеспечены такими средствами в соответствии с Нормами оснащения противопожарным оборудованием и инвентарем зданий, сооружений и подвижного состава железнодорожного транспорта. Окраска первичных средств пожаротушения и их размещение производятся согласно требованиям ГОСТ 12.4.026 - 76.

3.7 Автонасосы, автоцистерны, мотопомпы и пожарные поезда

Автонасосы и автоцистерны предназначены для доставки к месту пожара боевых расчетов и противопожарного оборудования, необходимого для подачи воды и пены в зону горения. Конструктивно автонасосы и автоцистерны сходны между собой. Они базируются на шасси одних и тех же марок автомобилей. Различие состоит лишь в том, что автоцистерны имеют большую вместимость бака, а автонасосы - больший по численности боевой расчет и большее количество выкидных рукавов. Мощность двигателей основных автонасосов и автоцистерн разных марок составляет от 51,5 до 110,3 кВт, подача насоса от 1200 до 1800 л/мин, напор в выкидных рукавах до 900 кПа.

Мотопомпы применяют для подачи воды из источника к горячему объекту. Они бывают переносные и прицепные и состоят из двигателя внутреннего сгорания, центробежного насоса и систем, обслуживающих двигатель и насос во время работы. Мощность двигателя переносной мотопомпы составляет 8,83 - 14,7 кВт, подача 600 - 800 л/мин, наибольшая высота всасывания 6 м, напор 600 кПа, а прицепной мотопомпы соответственно 36,8 - 51,5 кВт, 1200-1600 л/мин, 7 м и 800 кПа. Длина водяной струи при работе мотопомп может достигать 50 м.

Пожарные поезда предназначены для тушения пожаров в подвижном составе и на объектах железнодорожного транспорта, к которым можно подать поезд, а также для оказания помощи при авариях, крушениях, наводнениях и других стихийных бедствиях. Эти поезда формируют в соответствии с утвержденным типовым табелем. В зависимости от тактико-технической характеристики их подразделяют на универсальные, I и II категорий.

Универсальный пожарный поезд состоит из пассажирского вагона для размещения личного состава дежурного караула, специального оборудования и инвентаря пассажирского вагона для размещения насосных установок, электростанции, пожарного инвентаря и запаса специальных средств пожаротушения; двух 60-тонных цистерн для запаса воды; крытого грузового вагона-гаража для размещения пожарного автомобиля и хранения запаса пенообразователя.

Пожарный поезд первой категории формируется из пассажирского вагона для размещения личного состава, насосных установок, электростанции. Противопожарного инвентаря и запаса средств пожаротушения, двух цистерн и вагона-гаража.

Пожарный поезд второй категории имеет пассажирский вагон для размещения личного состава и противопожарного оборудования и две цистерны с водой. Пожарные поезда дислоцируются, как правило, на крупных станциях, где имеется рабочий парк локомотивов. Под пожарные поезда могут подаваться только тепловозы (или паровозы). Содержаться эти поезда должны в состоянии постоянной готовности к следованию на перегон с максимальной скоростью.