страница 1 страница 2 страница 3 | страница 4 | страница 5
ma = mtgс = 0,011; mb = mk = 0,245 тн/м2; ka,b = ЁC0,014.
Вычислим среднеквадратическую погрешность коэффициента запаса устойчивости по формулам (7) и (8). С учетом коррелированности коэффициентов a0 и a1 по формуле (7)
µ §
Пренебрегая коррелированностью коэффициентов a0 и a1, по формуле (8)
µ §
Предельная высота откоса, определенная из условия равенства единице нижней границы доверительного интервала, построенного для коэффициента запаса при надежности з = 95%
ЁC по формуле (7): Нпред = 32,25 м;
ЁC по формуле (8): Нпред = 32,10 м.
В условиях рассмотренного примера разница между полученными значениями среднеквадратической погрешности коэффициента запаса оказалась незначительной. Это связано с малой величиной коэффициента корреляции. Увеличение абсолютного значения коэффициента корреляции приведет к более существенным отличиям при определении среднеквадратической погрешности коэффициента запаса по формулам (7) и (8).
Исследование данного вопроса представляет научный и практический интерес, поэтому рассмотрим его подробнее.
По формуле (7) вычислим среднеквадратическую погрешность коэффициента запаса и предельную высоту откоса для различных значений коэффициента корреляции. Результаты расчетов приведены в таблице.
Из представленных расчетов можно сделать вывод о том, что среднеквадратическая погрешность коэффициента запаса уменьшается с увеличением коэффициента корреляции.
Значения среднеквадратической погрешности коэффициента запаса устойчивости и предельной высоты откоса
СКП КЗУКоэффициент корреляции | ka0,a1 |00,10,20,30,40,5Мп0,04200,04000,03780,03520,03260,0298ДМп02,0х10-34,2х10-36,8х10-39,4х10-312,2х10-3ДМп, %04,810,016,222,429,0Нпред, м32,132,232,332,432,532,6
График зависимости µ § представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 ЁC График функции µ §
Результаты расчетов и график зависимости показывают, что увеличение корреляции между коэффициентами a0 и a1 приводит к уменьшению дисперсии и среднеквадратической погрешности коэффициента запаса устойчивости.
При коэффициенте корреляции µ § уменьшение среднеквадратической погрешности коэффициента запаса составит 5%, при µ §, а при µ § составит около 30%.
В результате выполненных исследований установлено, что вычисление дисперсии коэффициента запаса устойчивости по методике, учитывающей корреляцию между случайными величинами a0 и a1, приведет к существенному увеличению точности определения коэффициента запаса и предельных параметров откоса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965. 378 с.
2. Долгоносов В.Н., Шпаков П.С., Низаметдинов Ф.К., Ожигин С.Г., Ожигина С.Б., Старостина О.В. Аналитические способы расчета устойчивости карьерных откосов. Караганда: Санат-Полиграфия, 2009. 332 с.
УДК 614.84(574)
К вопросу о величине нормативного пожарного риска
Ж.Г. ЛЕВИЦКИЙ, д.т.н., профессор,
Ж.К. АМАНЖОЛОВ, к.т.н., профессор,
Е.В. КОМЛЕВА, магистр, ассистент,
А.Д. НУРГАЛИЕВА, к.т.н., зав. лабораторией регламентации в области охраны труда
РГКП РНИИ ОТ,
Карагандинский государственный технический университет, кафедра РАиОТ
Ключевые слова: пожар, пожарный риск, оценка, ущерб, индивидуальный пожарный риск, допустимый пожарный риск.
В
ведение. В настоящее время возросла вероятность пожаров как на промышленных объектах, так и в других секторах экономики Республики Казахстан. В связи с этим рассмотрим состояние пожарной защиты на объектах экономики и готовность пожарных подразделений к ликвидации пожаров.
Проведем статистический анализ пожаров как в мире, так и в Республике Казахстан.
Материалы и метод исследования. В мировой практике для оценки пожаров введена величина пожарного риска.
В соответствии с [1] пожарный риск ЁC количественная характеристика возможности реализации пожарной опасности и ее последствий для людей и материальных ценностей.
Пожарный риск бывает [2]:
ЁC допустимый пожарный риск;
ЁC индивидуальный пожарный риск;
ЁC социальный пожарный риск.
Допустимый пожарный риск ЁC пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий.
Индивидуальный пожарный риск (риск гибели человека при пожаре) ЁC количественная характеристика возможности гибели отдельного человека в результате воздействия опасных факторов пожара.
Социальный пожарный риск (риск групповой гибели людей при пожаре) ЁC количественная характеристика возможности гибели десяти и более человек в результате воздействия опасных факторов пожара.
Во многих государствах проводится статистическая обработка информации о пожарах на основании документов организаций пожарного надзора.
Информации о пожарах позволяет провести их статистическую обработку. В таблице 1 приводится среднее число пожаров в год в странах мира.
Из таблицы 1 видно, что наибольшее количество пожаров приходится на высокоразвитые США. В то же время на такие страны, сопоставимые США по численности населения, как Великобритания, Франция, Россия, Италия, Австралия приходится пожаров в 3-10 раз меньше. В Китае, где численность населения в 10 раз больше, чем в США, количество пожаров с ними одинаково.
Это связано с тем, что учет происшедших пожаров в высокоразвитых странах более объективный, а также причиной большого количества пожаров в этих странах является высокая насыщенность энергоемким оборудованием как на производстве, так и в быту.
В таблице 2 приведены сведения об ущербе от пожаров [1].
Анализ таблицы 2 показывает, что страны, которые делают большие инвестиции в содержание пожарной охраны, имеют и малый ущерб от пожаров. Так, в Канаде на содержание пожарной охраны ежегодно инвестируется 0,26 % ВНП, ущерб составляет 0,2 % ВНП. В США инвестируется ежегодно до 0,26 % ВНП, ущерб составляет 0,18 ВНП. В то время как во Франции инвестируется в содержание пожарной охраны 0,08 % ВНП, ущерб составляет 0,24 ВНП.
Приведенный анализ показывает, что использование абсолютных величин в сравнительном анализе пожаров ЁC громоздкий способ. Поэтому применим показатель пожарного риска, представляющего отношение количества пожаров к численности населения (числа погибших и т.д.).
Пожарный риск бывает следующих видов:
а) первый (основной) пожарный риск R1 «в течение года человеку оказаться в условиях пожар», определяется как число пожаров, приходящееся на 1 чел. в год;
б) второй риск R2 «погибнуть на пожаре», определяемый как число погибших, приходящееся на 1 пожар;
в) риск R3 для человека «погибнуть на пожаре в единицу времени» (в течение года).
Приведенные показатели можно применить при определении допустимого пожарного риска в конкретной стране с учетом состояния пожаров в ней.
В таблице 3 приводятся сведения о пожарах и ущербе в Республике Казахстан за 2009 г.
Наибольшее число пожаров зарегистрировано в декабре, ноябре, октябре, сентябре, августе и июне.
При этом рост количества пожаров отмечен в ноябре на 15,2 %, в июне на 7% и в марте на 3%.
Определим пожарные риски R1, R2, R3 по данным, приведенным в таблице 3, результаты сведем в таблицу 4.
Из таблицы 4 следует, что R1 для южных областей республики: Алматинской (0,9·10ЁC3), Кызылординская (0,5·10ЁC3), Южно-Казахстанской (0,53·10ЁC3) ЁC при большой численности населения, превышающей 600 тыс. чел., имеет пожарные риски от 0,5 до 0,9·10ЁC3.
В то время как в промышленно развитых областях республики: в Акмолинской, Актюбинской, Западно-Казахстанской, Павлодарской, Восточно-Казахстанской и Карагандинской ЁC пожарный риск R1 колеблется в пределах 1,2·10ЁC3 до 2,2·10ЁC3. Это связано с тем, что количество пожаров в этих областях значительно превышают число пожаров в южных областях.
Результаты и обсуждения. Анализ количества погибших от пожаров показывает, что R2 в Акмолинской, Актюбинской, Атырауской, Карагандинской областях колеблется от 1,9·10ЁC2 до 4·10ЁC2 , т. е. на каждые
Таблица 1 ЁC Среднее число пожаров в год в странах мира (начало XXI века)
№ группыСреднее число
пожаров в годЧисло странСтраны11,5-1,6 млн1СШАот 100 тыс. до11Великобритания, Франция, Аргентина, 2600 тыс.Россия, Польша, Китай, Индия, Бразилия, Италия, Мексика, Австралия3от 20 тыс. до 100 тыс.25Япония, Индонезия, Турция, Канада, ЮАР, Малайзия, Нидерланды, Украина, Испания, Иран и др.4от 10 тыс. до 20 тыс.20Таиланд, Алжир, Узбекистан, Румыния, Казахстан, Куба, Чехия, Бельгия, Сербия, Дания, Финляндия и др.5от 5 тыс. до 10 тыс.15Ирак, Шри Ланка, Сирия, Тунис, Словакия, Грузия, Сингапур, Хорватия, Филипины и др.Всего72Остальные 150 стран имеют, как правило, существенно меньше 5 тыс. пожаров в год
Таблица 2 ЁC Сведения об ущербе от пожаров
№СтранаСтоимость в долях ВНП (%)µ §Затраты/Потери (С3+С4+С5+
С1+С2)Прямой ущербКосвенный ущербСодержание пожарной охраныППЗ зданийСтрахованиеС1С2С3С4С51Belgium0,430,1130,160,210,261,1731,22Denmark0,290,0480,10,410,120,9681,93Norway0,330,0190,0140,330,130,9491,74Luxemburg0,530,1330,09-0,170,923-5Canada0,20,0220,260,270,140,8293,06Switzerland0,180,0790,0110,370,150,8892,47USA0,180,0120,260,330,080,8623,58UK0,190,0440,250,170,140,7942,49New Zealand0,25-0,170,160,210,7901,910Japan0,120,0160,310,230,110,7864,811Netherlands0,190,0310,160,220,150,7512,412Sweden0,230,0190,230,160,070,7091,813Singapore0,009-0,030,550,030,7004,714Hungary0,10,029-0,560,010,699-15Chehia0,090,0370,360,180,010,6774,016Italy0,210,0150,060,330,060,6752,017France0,240,0430,080,150,120,6331,218Finland0,190,0220,2-0,060,472-19Slovenia0,090,0160,060,130,080,3762,520Germany0,180,0360,07-0,080,366-Среднее0,210,040,160,280,110,8002,2
100 пожаров приходится 2-4 погибших. В сельскохозяйственных регионах этот показатель значительно возрастает. Так в Алматинской и Северо-Казахстанской областях показатель R2 составил 6,3·10ЁC2 и 7,3·10ЁC2, т.е. на каждые 100 пожаров число погибших составляет 6-7чел. Это связано с тем, что наблюдается значительное количество пожаров в жилых домах и работают слабо пожарные подразделения.
В Техническом регламенте [1] даются нормативные значения пожарных рисков для Республики Казахстан.
Выводы. Сравнивая нормативные значения пожарного риска с фактическими, можно сделать вывод о том, что величина фактического индивидуального пожарного риска в 450 раз превышает норматив. Учитывая современный социально-экономический уровень развития Казахстана, можно принять пожарный риск в диапазоне 10ЁC4-10ЁC5 в год, а не рекомендованные 10ЁC6.
Таблица 3 ЁC Сведения о пожарах и ущербе за 2009 г. в РК
Наименование областиЧисленность населения на начало 2009 годаКоличество пожаров на одну тысячу человек населенияУщерб (в тыс. тенге) в расчете на одну тысячу человекКоличество погибших людей на одну тысячу человек населенияКоличество травмированных людей на одну тысячу человек населенияг. Астана 681 5001450,050,07г. Алматы1365 1050,7980,010,04Акмолинская 741 8971,310140,040,02Актюбинская 712 13013430,040,06Алматинская 1667 1430,92750,060,06Атырауская 501 62312950,040,02Восточно-Казахстанская1417 7641,33080,050,03Жамбылская 1031 1440,42830,0080,02Западно-Казахстанская618 7851,25780,030,04Карагандинская 1346 37322110,040,08Кызылординская 641 5630,57850,010,009Костанайская 889 3681,8600,050,02Мангистауская 425 6840,6120,010,02Павлодарская 748 8232,26400,030,04Северо-Казахстанская648 2361,37740,10,04Южно-Казахстанская2381 5430,51770,0050,009По Республике:15818 6811,13220,030,04
Таблица 4 ЁC Значения пожарных рисков по регионам в Республике Казахстан
Наименование областиЧисленность населения на начало 2009 годаКоличество пожаровПожарный риск R1Пожарный риск R2Пожарный риск R3г. Астана 6815007321,07·10ЁC34,6·10ЁC24,9·10ЁC5г. Алматы136510510060,74·10ЁC31,3·10ЁC20,96·10ЁC5Акмолинская 418979651,3·10ЁC33,1·10ЁC24,03·10ЁC5Актюбинская 7121307121,0·10ЁC34·10ЁC24·10ЁC5Алматинская 166714316000,9·10ЁC36,3·10ЁC25,7·10ЁC5Атырауская 5016235010,99·10ЁC34·10ЁC23,96·10ЁC5Восточно-Казахстанская141776418431,23·10ЁC33,9·10ЁC24,8·10ЁC5Жамбылская 10311444120,4·10ЁC31,9·10ЁC20,76·10ЁC5Западно-Казахстанская6187857921,2·10ЁC32,3·10ЁC22,76·10ЁC5Карагандинская 134637327922·10ЁC31,9·10ЁC23,8·10ЁC5Кызылординская 6415633710,5·10ЁC31,9·10ЁC20,95·10ЁC5Костанайская 88936816001,8·10ЁC32,7·10ЁC24,9·10ЁC5Мангистауская 4256842550,6·10ЁC31,6·10ЁC20,96·10ЁC5Павлодарская 74882316472,2·10ЁC31,3·10ЁC22,9·10ЁC5Северо-Казахстанская6482368921,3·10ЁC37,3·10ЁC29,5·10ЁC5Южно-Казахстанская238154312640,53·10ЁC30,95·10ЁC20,5·10ЁC5По Республике:15818681171841,1·10ЁC33,2·10ЁC23,5·10ЁC5СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технический регламент «Общие требования к пожарной безопасности» Постановление Правительства Республики Казахстан № 14 от 16.01.2009 г.
2. Пожарные риски. Динамика, управление, прогнозирование / Под ред. Н. Н. Брушлинского и Ю.Н. Шебеко. М.: ФГУ ВНИИПО, 2007. 370 с.
3. Корольченко А.Я., Косачев А.А. К вопросу о расчете пожарного риска // Пожаровзрывобезопасность. 2010. Т. 19. № 6. С. 53-56.
4. Корольченко А.Я., Бушманов С.А. Количественная оценка величины пожарного риска // Пожаровзрывобезопасность. 2010. Т.19, № 6. С. 27-29.
5. Седов Д.В. Уточнение условий обеспечения пожарной безопасности объектов защиты // Пожаровзрывобезопасность. 2010. Т. 19, № 6. С. 39-40.
УДК 661.8
Дилатометрическое исследование процесса спекания с целью комплексной переработки техногенных зол
Л.М. БАЛМАЕВА, к.т.н., ст. науч. сотрудник ХМИ НЦ КПМС,
Р.К. СОТЧЕНКО, к.т.н., доцент КГМУ,
А.Р. РАХИМОВ, к.т.н., зав. лаб. ХМИ НЦ КПМС,
Ю.А. ЛАЙНЕР, д.т.н., проф. ИМЕТ им. А.А. Байкова,
С.К. КАБИЕВА, к.х.н., уч. секретарь КарГТУ,
Л.М. ВЛАСОВА, к.х.н., доцент КГМУ
Ключевые слова: спекание, усадка, энергия активации, алюминат натрия, двухкальциевый силикат, шлам.
Г
линоземсодержащие золы Подмосковных, Экибастузских углей являются техногенными отходами и могут стать ценным минеральным сырьем для максимального извлечения полезных продуктов комплексной переработки. Рассматриваемые золы содержат до 30 % Al2O3 в своем составе. Алюминий в золах находится в виде трудно вскрываемого муллита 3Al2O3*2SiO2. Исходя из такого состава, представляется возможным использовать глиноземсодержащие золы для получения оксида алюминия спеканием с карбонатами натрия и кальция.
Изучение механизма спекания с расчетом кинетических параметров проводилось с помощью дилатометрического метода анализа. Дилатометрический метод основан на регистрации изменения линейных параметров образцов. Возможны две принципиальные схемы: дифференциальная с использованием эталона и простая, основанная на измерении размеров одного образца. В условиях изотермического спекания изменение длины образца обуславливается только усадкой, поэтому отпадает необходимость в использовании эталонного образца. Установка обеспечивает быстрый подъем температуры до начала изотермической выдержки, так как разогретая до заданной температуры печь надвигается на исследуемый образец. Сверху на образец, помещенный в кварцевый стакан, устанавливают полый кварцевый шток. Шток поднимается индикатором часового типа с точностью до 0,01 мм, внутри штока укреплена термопара. Исследуемые образцы оформлялись в виде брикетов диаметром 15 мм и высотой 8-10 мм. Величину усадки измеряли с помощью микрометра до, во время и после спекания. Спекание образцов осуществлялось в изотермических условиях в течение 60 минут при различных температурах. Показания индикаторов микрометра снимались в течение 15 минут, через 2 минуты от 15 до 60 минут.
Спекание представляет собой процесс уменьшения свободной энергии порошкообразного тела (в данном случае шихты, состоящей из золы, карбоната натрия и кальция) при нагреве с точки зрения физической химии, поэтому движущей силой спекания является свободная энергия частиц [1]. Имеется ряд теорий, описывающих процесс спекания, в которых спекание представлено рядом последовательных процессов, разделенных на четыре стадии: первая ЁC припекание ЁC на этой начальной стадии создаются и увеличиваются контакты между соседними частицами, но границы сохраняются; вторая ЁC основная стадия, на которой обособляются две фазы ЁC фаза «вещества» и фаза «пустоты». Частицы как бы сливаются между собой, но замкнутых пор не образуется. На этой стадии происходит местное, локальное спекание в объеме отдельных областей и разделение этих областей фазой «пустоты». Третья ЁC образуются замкнутые поры, четвертая ЁC удаление замкнутых пор. Механизмы переноса на различных стадиях могут быть различны, хотя движущая сила процесса спекания остается одной и той же.
Результаты эксперимента представлены в виде кинетических кривых усадки, полученных при различных температурах (1150, 1200, 1230 и 1250 °С), представленных на рисунке 1.
Для расчета кинетических параметров спекания использовалось уравнение вида [2]:
Дl/l0 = (Кф)n,
где Дl/l0 ЁC относительная усадка образца;
ф ЁC время спекания;
К ЁC постоянная, зависящая от температуры, природы вещества, связанная с константой скорости спекания по соотношению К = К1n;
n ЁC показатель степени, зависящий от механизма спекания.
Значения константы скорости спекания (К1) рассчитывают для каждой из заданных температур (Т). Константы скорости спекания используются для вычисления кажущейся энергии активации процесса взаимодействия Еакт по уравнению
К1 = Аехр (Еакт/RT).
Кажущаяся энергия активации спекания является некоторой усредненной величиной и не характеризует точно определенный механизм переноса вещества, так как при спекании многокомпонентных систем действуют одновременно несколько механизмов, которые в определенные периоды становятся ведущими. Механизм спекания различен на начальной и конечной стадиях, поэтому кинетические кривые спекания разбивались на два участка в координатах lnДl/l0(L) ЁC lnф. Для описания каждого участка была преобразована степенная зависимость, приведенная раннее, в уравнение вида:
страница 1 страница 2 страница 3 | страница 4 | страница 5
|