Введение 12
1. Аналитический обзор проблемы возникновения ЧС на угледобывающих
предприятиях
15
2. Характеристика объекта исследования 28
3. Сценарии развития аварийных ситуаций на объекте исследования с
указанием основных причин их возникновения
34
4. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов 45
4.1. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов при сценарии
развития ЧС, связанной с проливом дизтоплива при транспортировании по
территории существующей основной промплощадки
45
4.2. Расчет возникновения ЧС, связанной с попаданием молнии в
наземный объект
49
4.3. Сценарий развития ЧС, связанной со взрывом смеси газа метана,
угольной пыли и рудничного воздуха в горных выработках конвейерного
штрека 50-12 и Южном осевом вентиляционном штреке
50
5. Анализ состояния противоаварийной защиты (ПАЗ) шахты 54
6. Предложения по реализации мер, направленных на уменьшение риска
аварии
57
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 66
8. Социальная ответственность 81
8.1. Анализ вредных и опасных факторов производственной среды 81
8.2. Охрана окружающей среды 89
Заключение 94
Список публикаций 96
Список используемых источников 97
Приложения 102
Объектом исследования является ООО «Шахта «Усковская».
Цель работы – проанализировать и рассчитать риски возникновения
чрезвычайных ситуаций на ООО «Шахта «Усковская».
В процессе исследования проведен анализ возникновения аварийных
ситуаций в шахте и на ее поверхности, разработаны три сценария возможных
аварий. Для каждого сценария рассчитаны поражающие факторы с
построением «деревьев отказов» и «деревьев событий».
Из всех возможных сценариев был выделен, как наиболее опасный,
сценарий, связанный со взрывом метановоздушной смеси в тупиковой
выработке.
В результате исследования предложено техническое решение по
недопущению развития данной ситуации путем разработки скважины с
последующей установкой вентиляционной системы для создания оптимального
газового режима в выработках шахты.
Степень внедрения: на стадии разработки
Область применения: на угольных предприятиях
Экономическая эффективность/значимость работы высокая.
Введение
Угольная промышленность – это отрасль топливной промышленности,
которая включает добычу открытым способом или в шахтах, обогащение и
переработку (брикетирование) бурого и каменного угля.
Расположенный на юге Западной Сибири в Кемеровской области
Кузнецкий бассейн, является главной угольной базой страны и обеспечивает
половину общероссийской добычи угля. Здесь залегает каменный уголь
высокого качества, в том числе коксующийся. Почти 12 % добычи
осуществляется открытым способом. Главными центрами являются
Новокузнецк, Кемерово, Прокопьевск, Анжеро-Судженск, Белово, ЛенинскКузнецкий.
Несмотря на мировой финансовый и экономический кризис объемы
добычи и количество проводимых горных выработок увеличиваются.
Закрываются старые, нерентабельные предприятия. Взамен их открываются
новые, обслуживаемые модернизированными комплексами и новыми
технологиями, позволяющие повысить производственную мощность
предприятий, обеспечивающих общество своей продукцией. Часто, увеличение
темпов добычи становится причиной создания аварийных ситуаций. Нагрузка
на забой порой может достигать критических уровней. Возникает
необходимость создания организационных и технических решений, способных
увеличить уровень надежности установок, защитить персонал и объекты
предприятия от воздействия поражающих факторов, возникающих вследствие
аварий.
Опасными производственными объектами являются предприятия или их
цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты,
применяющие технологии, способные нанести вред окружающей среде и
здоровью человека [1]. На такие объекты разрабатываются документы,
описывающие и регламентирующие правила безопасной эксплуатации в13
процессе производственной деятельности и документы, описывающие
возможные аварийные ситуации, способы локализации и ликвидации их
последствий [2].
ООО Шахта «Усковская» – относится к опасному производственному
объекту. В технологических процессах образуются опасные вещества,
задействованы установки, работающие под избыточным давлением, ведутся
горные работы. Это и является причиной, по которой шахта «Усковская»
относится к опасному производственному объекту [1]. Во время
технологического процесса происходит выделение газа метана более 15 м3/т,
что позволяет отнести шахту к сверхкатегорийному объекту.
Участком вентиляционной техники безопасности во главе с главным
инженером предприятия был создан «План ликвидации аварий» [3]. В данном
документе отражены возможные аварийные ситуации связанные со взрывом,
возгоранием и прочими аварийными ситуациями, подробно описаны все
позиции и действия, которые будет предпринимать персонал шахты и
призванные к месту аварии горноспасатели. Проанализировав сценарии
развития возможных чрезвычайных ситуаций, было выявлено, что наиболее
вероятной аварией может стать взрыв смеси газа метана, угольной пыли и
рудничного воздуха в плохо проветриваемых тупиковых горных выработках.
В результате аварии будут разрушены частично горные выработки,
большей части элементов крепи, разрушение вентиляционных трубопроводов,
противопожарных трубопроводов, водоотлива и перемычек. При этом могут
сохраняться наиболее прочные элементы крепления, частично борта и кровля
выработок и выработки, пройденные в северном поле, а также вышележащие.
При сильном разрушении образуется завал. Восстановление возможно с
использованием сохранившихся частей и конструктивных элементов. В
результате будет понесен огромный урон окружающей среде, работникам
предприятия и самому предприятию. Поэтому целью выпускной
квалификационной работы является расчет риска возникновения аварийной14
ситуации и разработка технического решения по предотвращению ее развития
на шахте «Усковская».
Объектом исследования стали тупиковые выработки конвейерного
штрека 50-12 и Южного осевого вентиляционного штрека. Удаленность от
вентилятора главного проветривания допускает утечки воздуха через
перемычки, а также в расширениях сечений выработок, полученных в
результате несоблюдения паспорта проведения выработок и встреченных
нарушениях. Проектным решением шахты предполагается сбитие осевого
конвейерного штрека и осевого вентиляционного штрека с выработками
Южного осевого вентиляционного штрека и конвейерного штрека 50-12 для
восстановления безопасной рудничной атмосферы. Но расчет показывает, что
на это потребуется 11 месяцев. Сложности в проведении выработок возникают
в результате проходки по породе, встреченных непрогнозируемых нарушениях
и др.
Результаты исследований, приведенные в выпускной квалификационной
работе, могут быть внесены в проектную документацию шахты связанную с
отработкой пласта, а технические решения воплощены в жизнь в два этапа.
Покупкой установки, и пробуривания скважины.
Результаты проведенного исследования были представлены главному
инженеру шахты «Усковская». Приобретение установки и пробуривание
скважины принято к изучению, планируется конструирование предложенного
устройства.
Основными результатами данной выпускной квалификационной
работы являются следующие положения:
- определена вероятность возникновения аварийных ситуаций на ООО
«Шахта «Усковская»;
- разработаны сценарии развития аварий, связанные с проливом
дизельного топлива, попаданием молнии в наземный объект и взрывом метанопылевоздушной смеси;
- рассчитаны зоны распространения основных поражающих факторов;
- предложены технические решения по предотвращению возможности
взрыва метано-пылевоздушной смеси в горных выработках, а именно
предложено пробурить скважину и установить специальную вентиляторную
центробежную установку, предназначенную для работы на угольных шахтах в
качестве газоотсасывающей на участковых шурфах;
- рассчитана экономическая эффективность внедрения данного
решения.
В ходе анализа и проведения расчетов вероятностей возникновения
аварий, связанных с проливом дизельного топлива и попаданием молнии в
наземный объект было выяснено, что данные вероятности довольно малы, по
сравнению с вероятностью взрыва метано-пылевоздушной смеси. Но
статистические данные о уже случившихся авариях на других подобных
производственных объектах говорят о том, что все же аварии со взрывом
метано-пылевоздушной смеси имеют место быть, а значит, необходимо искать
возможности предотвращения опасного воздействия данного объекта путем
внедрения технических мер.
Расчет основных поражающих факторов, присутствующих при
ликвидации чрезвычайной ситуации позволяет определить возможное число95
жертв среди персонала предприятия, оценить степень воздействия аварии на
окружающую среду.
Конструирование и внедрение предложенного технического решения
позволит предотвратить развитие аварии по сценарию связанному со взрывом
метано-пылевоздушной смеси Установленная специальная вентиляторная
центробежная установка установленная в устье пробуренной скважины
позволит перемещать воздух по воздуховодам систем кондиционирования и
вентиляции, а также осуществлять отсос из горной выработки, создавая
необходимый для этого перепад давлений (на входе и выходе вентилятора). В
результате осуществления этого мероприятия предотвращенный
экономический ущерб, связанный с уменьшением последствий аварии составит
26,5 миллионов рублей.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
