Характеристика, причины возникновения и способы ликвидации техногенных чрезвычайных ситуаций при открытой добыче полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Промышленная и экологическая безопасность - тема, которая актуальна для всех государств. Промышленность очень важна для экономического развития любой страны. Бурный рост и развитие промышленных объектов, появление новых технологий, освоение новых месторождений полезных ископаемых, создание мощного промышленного оборудования представляют собой потенциальный риск промышленных аварий и их отрицательных последствий для здоровья людей и состояния окружающей среды. В связи с этим возникает необходимость оперативного реагирования на произошедшие крупные аварии, их предотвращения и готовности к ним.

По сравнению с прочими промышленными комплексами горные предприятия оказывают наивысшее воздействие на все элементы геосферы: литосферу, гидросферу, атмосферу, биосферу, а также на социосферу. В современных условиях объективная оценка уровня экологической безопасности того или иного технологического или организационного решения, предприятия в целом является насущной необходимостью. Поэтому экологической и промышленной безопасности уделяется внимание с начала проектирования какого-либо объекта и до полной его ликвидации.

Целью написания данной аналитической работы является создание на базе собираемых разрозненных сведений и материалов, обобщенной информации, раскрывающей интересующие вопросы по исследуемой теме.

1. Общие правила безопасности при ведении работ на горных предприятиях

Предприятия (организации) по добыче полезных ископаемых независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности должны осуществлять свою деятельность в соответствии с требованиями законов в области промышленной безопасности.

Правила безопасности являются основополагающим документом по промышленной безопасности и охране труда, в соответствии с которыми разрабатываются другие нормативные документы по безопасности работ и охране труда на горных предприятиях.

Правила безопасности распространяются на все предприятия и организации, осуществляющие деятельность на горных разработках независимо от организационно-правовых форм и форм собственности, а также на индивидуальных предпринимателей и физических лиц, осуществляющих проектирование, строительство и эксплуатацию горного предприятия, разработку, изготовление, ремонт и использование машин, оборудования, приборов и материалов, работников научно-исследовательских и проектных организаций, контролирующие органы, военизированные горноспасательные части (ВГСЧ), а также лиц, чья работа или учеба связана с посещением горного предприятия.

Первый руководитель предприятия (владелец), эксплуатирующий его, обязан обеспечить безопасные и здоровые условия труда на предприятии независимо от того, предусмотрено ли все необходимое Правилами безопасности.

Обязанности и права работников по безопасному ведению работ и охране труда определяются правилами безопасности, правилами внутреннего трудового распорядка, трудовыми соглашениями (контрактами), коллективными договорами, технической документацией, должностными инструкциями, а также инструкциями, устанавливающими правила выполнения работ. Такие инструкции утверждаются руководителем (главным инженером) предприятия.

На предприятии должны функционировать разработанные и утверждённые его директором (владельцем) Положение о производственном контроле над соблюдением требований промышленной безопасности, управлением охраной труда, а также нарядная система.

Предприятия (организации), ведущие горные работы в соответствии с законодательством о промышленной безопасности, должны представлять декларацию промышленной безопасности и страховать ответственность за причинение вреда жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде в случае аварии на опасном производственном объекте. Декларация промышленной безопасности должна проходить экспертизу промышленной безопасности.

Горное предприятие должно иметь:

а) утвержденную в установленном порядке проектно-сметную, геолого-маркшейдерскую, производственно-техническую и учетно-контрольную документацию, а также ситуационный план поверхности с указанием всех объектов и сооружений в пределах горного отвода предприятия, в особенности объектов, которые могут представлять опасность для ведения горных работ, а также объектов третьих лиц.

Для всех видов документации определяются единые для отрасли сроки хранения с обязательным указанием их на титульных листах;

б) лицензии (разрешения) на эксплуатацию горных производств и объектов и на другие виды деятельности, выданные в установленном порядке;

в) для разработки месторождений независимо от годовой добычи и запасов полезного ископаемого предприятие обязано иметь лицензию на право пользования недрами, а также горный отвод, зарегистрированный в уполномоченных государственных органах;

г) нормативные правовые акты и нормативные технические документы, устанавливающие правила ведения работ на горном предприятии.

На предприятии должен быть план ликвидации аварий на случаи угрозы возникновения производственных аварий, катастроф и стихийных бедствий, а также план мероприятий на период объявления режима повышенной готовности к чрезвычайной ситуации. При остановке работ на предприятии запрещается нахождение на его территории лиц, не связанных с обеспечением его жизнедеятельности или ликвидации аварии.

На каждом предприятии должна действовать система охраны, исключающая доступ посторонних лиц на объекты жизнеобеспечения предприятия, горные выработки, в служебные здания и сооружения. Запрещается без письменного разрешения руководства (кроме аварийных случаев) остановка объектов жизнеобеспечения (электроподстанции, водоотливы, калориферные установки, котельные и др.)

На предприятии должны использоваться горные машины, механизмы, оборудование, изделия, материалы, допущенные к эксплуатации уполномоченными государственными органами.

Эксплуатация и обслуживание машин, горношахтного оборудования, приборов и аппаратуры, а также их монтаж, демонтаж осуществляются в соответствии с руководством по эксплуатации и другими эксплуатационными документами заводов-изготовителей.

В паспортах, инструкциях и других эксплуатационных документах на выпускаемое горное оборудование должны указываться данные о воспроизводимых им вредных производственных факторах и возможных опасностях при работе.

Нормируемые параметры вредностей должны выдерживаться на протяжении всего периода эксплуатации оборудования, до и после капитального ремонта.

Движущиеся части оборудования, если они представляют собой источник опасности, должны быть ограждены, за исключением частей, ограждение которых невозможно из-за их функционального назначения.

Работники предприятия должны иметь профессиональную подготовку, подтвержденную документом, проходить специальное обучение и аттестацию.

К техническому руководству работами на предприятии допускаются работники, имеющие высшее или среднее горнотехническое образование.

Все рабочие и инженерно-технические работники поступающие на горное предприятие (организацию), подлежат предварительному медицинскому освидетельствованию, а работающие непосредственно на горных работах - периодическому освидетельствованию на предмет их профессиональной пригодности.

При уклонении работника от медицинского осмотра или невыполнении им рекомендаций по результатам проведенного медицинского обследования директор обязан не допускать работника к выполнению им трудовых обязанностей.

Работники, от работы которых зависит безопасность труда групп людей (горные диспетчеры, мастера-взрывники, электрослесари, машинисты электровозов и т.д.), должны пройти профессиональный отбор при поступлении на работу и проходить периодические проверки на профпригодность в период трудовой деятельности.

Организации, осуществляющие деятельность по разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом, обязаны заключать договора на обслуживание со специализированными профессиональными аварийно-спасательными формированиями (военизированными горноспасательными частями), создавать собственные горноспасательные формирования, вспомогательные (нештатные) горноспасательные команды из числа работников, а также планировать и осуществлять мероприятия по локализации, ликвидации последствий аварий.

На каждом предприятии должны быть инструкции по охране труда и безопасным методам ведения работ по профессиям и видам работ, утвержденные главным инженером (техническим руководителем) предприятия (организации). Инструкции должны храниться на каждом производственном участке в доступном месте. Работник горного предприятия обязан:

а) знать сигналы аварийного оповещения, правила поведения при авариях, места расположения средств самоспасения и уметь пользоваться ими;

б) уметь пользоваться средствами коллективной и индивидуальной защиты;

в) знать и выполнять требования технических документов, нормативных актов и инструкций по безопасности и охране труда, касающихся его профессии;

г) соблюдать требования по промышленной безопасности и охране труда, предусмотренные трудовым (коллективным) договором (соглашением), правилами внутреннего трудового распорядка предприятия, Правилами безопасности;

д) знать инструкции (руководства) по эксплуатации машин, оборудования и устройств по своей профессии (должности);

е) регулярно проходить медосмотр, обучение, инструктажи и проверку знаний правил, норм и инструкций по безопасности труда;

ж) принимать меры по устранению опасных производственных ситуаций;

з) при необходимости оказывать помощь пострадавшим при несчастных случаях;

и) сообщать об опасностях непосредственному руководителю работ или горному диспетчеру.

2. Влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду

Степень негативного воздействия горного производства на природную среду зависит от многих причин, среди которых следует выделить: технологические, обусловленные комплексом приемов и способов воздействия; экономические, зависящие от экономических возможностей региона в целом и предприятия в частности; экологические, связанные с особенностями экосистем, испытывающих это воздействие. Все эти причины тесно связаны друг с другом, и чрезмерное воздействие одной из них можно компенсировать другой. Например, в горнодобывающем регионе, имеющем солидные отчисления в бюджет, можно компенсировать интенсивность воздействия на среду вложением дополнительных средств как в модернизацию производства, так и проведение мероприятий по улучшению состояния природной среды.

С точки зрения влияния добычи природных ископаемых на ландшафт следует выделить месторождения твердых, жидких и газообразных природных ресурсов, так как последствия разработки каждой из выделенных категорий месторождений различны. Например, основным последствием разработки месторождения твердых полезных ископаемых открытым способом является нарушение рельефа из-за формирования отвалов и разного рода выемок на поверхности земли, а подземным способом - формирование терриконов, которые занимают десятки тысяч гектаров плодородных земель. Кроме того, угольные терриконы часто самовозгораются, что приводит к существенному загрязнению атмосферы. Длительная разработка месторождений нефти и газа приводит к опусканию земной поверхности и усилению сейсмических явлений.

При добыче полезных ископаемых велик риск возникновения техногенных аварий. К техногенным авариям относятся аварии, связанные с бурением скважин, - фонтаны, грифоны и т.д., взрывы и прорывы на технологических трубопроводах, пожары и взрывы на нефтеперерабатывающих заводах, падение вышки талевого блока, прихваты и сломы инструмента скважины, пожары на буровой и т.д.; связанные с работами в шахтах (подземная добыча), - взрывы и пожары в подземных выработках, надшахтных зданиях, внезапные выбросы угольной пыли и метана, аварии на подъемных установках, центральных водоотливах и компрессорных установках, аварии вентиляторов главного проветривания; обрушения в стволах шахт и др.

Масштабы добычи минерального сырья увеличиваются каждый год. Это связано не только с ростом потребления пород и минералов, но и с уменьшением содержания в них полезных компонентов. Созданы технологии, позволяющие переработать практически все материалы. В настоящее время общемировая добыча горнорудного сырья и топлива значительно превзошла 150 млрд тонн в год с полезным содержанием менее 8 % исходной массы. Ежегодно в государствах - участниках СНГ складируется в отвалах около 5 млрд. тонн вскрышных пород, 700 млн. тонн хвостов обогащения и 150 млн тонн золы. Из них далее в народном хозяйстве используется не более 4 %.

Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Большой экологический риск связан с подземными и надземными горными выработками. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы. При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Первичный рельеф заменяется техногенным.

Открытый способ добычи полезных ископаемых имеет свою специфику. Значительные разрушения земной поверхности и существующая технология добычи полезных ископаемых приводят к тому, что карьер, дробильно-обогатительные комплексы, комплексы по производству окатышей и другие промышленные объекты горно-обогатительного комбината в той или иной степени являются источниками разрушения и загрязнения окружающей среды. Подземная добыча связана с загрязнением воды (кислотный шахтный дренаж), авариями, образованием отвалов пустой породы, что требует рекультивации земель. Но площадь нарушаемых земель при этом способе добычи в десятки раз меньше, чем при поверхностной добыче.

Значительное количество шахт в настоящее время заброшено, глубина их составляет сотни метров. При этом нарушается целостность определенного объема горных пород, появляются трещины, пустоты и полости, многие из которых заполняются водой. Откачка воды из шахт создает обширные депрессионные воронки, снижается уровень водоносных горизонтов, идет постоянное загрязнение поверхностных и подземных вод.

При карьерных разработках (открытым способом) под влиянием мощных насосов, осуществляющих водоотлив из выработок, экскаваторов, большегрузных автомобилей меняются верхняя часть литосферы и рельеф местности. Риск возникновения опасных процессов также связан с активизацией различных физических, химических, геологических и географических процессов: усиление процессов эрозии почв и образование оврагов; активизация процессов выветривания, окисление рудных минералов и их выщелачивание, усиливаются геохимические процессы; происходят просадка грунтов, оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями; в местах горных разработок происходит загрязнение почв тяжелыми металлами и различными химическими соединениями.

Таким образом, необходимо отметить, что интенсивное развитие промышленного комплекса должно осуществляться наряду с экологизацией производства.

Основными свойствами геологической среды нефтегазовых месторождений являются присутствие в разрезе двух несмешивающихся жидкостей - нефти и подземных вод, а также существенное влияние на горные породы жидких и газовых углеводородных компонентов. Главная особенность в нефте- и газодобывающих комплексах состоит в техногенной нагрузке на геологическую среду, когда происходит взаимодействие процессов отбора из недр полезных компонентов. Одним из воздействий, оказываемых на геологическую среду в районах нефтяных и газовых месторождений, а также нефтеперерабатывающих предприятий, является химическое загрязнение следующих основных видов: углеводородное загрязнение; засоление пород и подземных вод минерализованными водами и рассолами, получаемыми попутно с нефтью и газом; загрязнение специфическими компонентами, в том числе сернистыми соединениями. Загрязнение пород, поверхностных и грунтовых вод часто сопровождается истощением естественных запасов подземных вод. В некоторых случаях истощению могут подвергаться и поверхностные воды, используемые для заводнения нефтяных пластов. В морских условиях возрастает масштаб угрозы загрязнения акваторий как искусственными (реагенты, применяемые при бурении и эксплуатации скважин), так и естественными загрязнителями (нефть, рассолы). Основная причина химического загрязнения на нефтяных месторождениях - низкая культура производства и несоблюдение технологий. Поэтому в наблюдательной сети мониторинга геологической среды районов нефтегазовых месторождений одна из основных нагрузок падает на геохимические наблюдения, контроль загрязнений.

Среди физических нарушений геологической среды в районах нефте- и газодобычи следует отметить проявления просадок, оседаний и провалов земной поверхности, а также подтоплений.

3. Мероприятия, проводимые компаниями по обеспечению экологической и промышленной безопасности при добыче полезных ископаемых

Внезапные выбросы угля, породы и газа, горные удары, обрушения горной массы, крепи, вспышки и взрывы газа метана, экзогенная и эндогенная пожароопасность - негативные факторы, сопутствующие подземной добыче угля. Наибольшее негативное воздействие на окружающую среду оказывают угольные разрезы, при эксплуатации которых добыча угля ведется открытым способом: объемы вскрышных пород, складируемых в открытых отвалах, и образовавшаяся воронка достигают в районах добычи угля значительных размеров. Так, разрез «Коркинский» по добыче бурого угля (Челябинская область) имеет глубину 500 м и диаметр воронки на поверхности более 4 000 м. По оценкам, в отвалах, расположенных в непосредственной близости от разреза, складировано более 5 млрд тонн вскрышных пород.

С повышением доли открытого способа в общем объеме добычи угля увеличивается удельный объем отходов производства. Значительная часть отходов угольной отрасли традиционно использовалась для заполнения выработанного пространства разрезов, частично для засыпки провалов и лишь небольшая часть - в строительстве и производстве строительных материалов. Неиспользуемые отходы размещены во внешних отвалах, которые занимают значительные территории и представляют собой источники негативного воздействия на окружающую среду. Опасность этих источников многократно возрастает в случае их самовозгорания.

С целью снижения объемов накопленных отходов предприятиями угольной промышленности проводятся следующие работы: внедрение установок для очистки отработанных индустриальных масел; возмещение затрат на утилизацию твердых бытовых отходов, отработанных моторных масел, черного и цветного металлолома; горно-планировочная и биологическая рекультивация отработанных отвалов; использование золошлаковых отходов для внутришахтных работ.

4. Основные проблемы в области промышленной и экологической безопасности и возможные пути их решения

Наличие развитой промышленности больших промышленных комплексов, горных предприятий, большинство из которых потенциально опасны, развитая сеть транспортных коммуникаций, в том числе нефтегазовые и газопроводы, большое количество энергетических объектов, использование в производстве значительного количества потенциально опасных веществ, эксплуатация грузоподъемных и буровых установок, строительной техники - все это увеличивает вероятность возникновения техногенных ситуаций, которые содержат в себе опасность для человека, экономики и окружающей среды.

Недропользование является одним из видов экономической деятельности, оказывающим наиболее существенную нагрузку на экологию. Объекты добывающих и перерабатывающих предприятий относятся к объектам повышенной опасности, требующих осуществления постоянного надзора.

Сопоставление количества аварий в шахтах, карьерах, аварийных разливов, о фактах которых недропользователи информируют надзорные органы, с количеством установленных в ходе комплексной проверки одного недропользователя свидетельствует об отсутствии у надзорных органов и органов управления достоверной информации о масштабах аварий и загрязнения окружающей среды, о мерах, принимаемых недропользователями по ликвидации чрезвычайных ситуаций, а также о накопленном экологическом ущербе в виде загрязнения почв, водных объектов, донных отложений.

При недропользовании существует риск проявления аварий техногенного характера, среди основных причин возникновения которых можно указать: неудовлетворительное выполнение, нарушения требований технологий производства при значительном моральном и физическом износе большинства основных производственных фондов, неудовлетворительный уровень культуры производства, зачастую игнорирование экологических факторов, требований стандартов охраны труда и техники безопасности руководящих документов и методических указаний, норм, правил и других регламентирующих условий, документов; недостаточное внимание, почти бесконтрольность, а также низкий уровень комплекса предупреждающих мероприятий, направленных на предотвращение возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера и уменьшение их негативного влияния.

Одним из важных вопросов в решении проблемы техногенной безопасности является правильная оценка потенциальной опасности. Для разработки практических мер предупреждения чрезвычайных ситуаций техногенного характера в ограничении их поражающей способности необходима систематизация крупномасштабных аварий. Подробный анализ возникновения и развития чрезвычайных ситуаций позволяет выделить систему общих и частных факторов опасностей, которые следует учитывать при проектировании новых производств, усовершенствовании нормативно-технической документации.

Известно, что проектирование - важный этап жизненного цикла объекта производства и оборудования, на котором закладываются его основные параметры обеспечения надежной и стабильной работы.

Компьютеризация процесса бурения, позволяющая следить за каждым метром проходки, создание комфортных условий для персонала, оснащение необходимыми автоматизированными механизмами значительно снижают вероятность аварий. Один из опасных процессов при бурении скважин - это ее освоение, когда из скважины вызывает приток нефти, потеря которой за скважиной при освоении может также привести к открытому фонтанированию. С учетом этого освоение скважин должно производиться по специальному плану, где должна быть дана последовательность операций, а также мероприятия, гарантирующие безопасность этого процесса. Основные положения плана должны быть отражены в проекте.

В проекте необходимо предусмотреть весь комплекс геофизических исследований, проводимых в скважинах. Используемое в процессе бурения скважин оборудование, основная цель которого направлена на предотвращение открытого фонтана, это противовыбросовое оборудование, основу его составляет плашечный универсальный превентор. Правильно подобранные в проекте скважины превенторы с учетом возможного давления в скважине надежно обеспечивают безаварийную работу. В некоторых случаях с бурением широко применяется система верхнего привода, так называемый топ-драйвер, одна из основных целей которого - сведение аварий к минимуму.

В последние годы с целью экономии средств и сохранения показателей добычи нефти и газа на неизменном уровне на морских платформах и приэстакадных площадках, где уже находятся в эксплуатации кусты нефтяных и газовых скважин, предлагается дополнительно пробурить новые нефте- и газодобывающие скважины, для чего необходимо провести реконструкцию как платформ, так и площадки. При проводке этих новых скважин недопустимо пересечение стволов, находящихся в эксплуатации скважин, а кроме того, расстояние между скважинами должно быть выбрано с учетом норм и правил безопасности. В нефтедобывающей промышленности согласно этим нормам минимальное расстояние между нефтяными скважинами составляет 2,4 метра, а между газовыми скважинами - 3 метра. Это минимальное расстояние должно обеспечивать как безопасную эксплуатацию этих скважин, так и, в случае необходимости, их ремонта, когда вокруг скважины необходимо будет расположить крупногабаритное оборудование. Однако в процессе реконструкции морских скважин, морских платформ и приэстакадных площадок выясняется, что единственный вариант расположения скважин - это расположить их между скважинами, уже находящимися в эксплуатации, но в этом случае не выдерживается минимальное расстояние. Как показал опыт разработки морских месторождений, при нарушении норм минимального расстояния в случае возникновения пламени на одной скважине пожар легко перекидывается на близлежащие скважины - и масштабы аварий резко возрастают.

В связи с вышеизложенным, при реконструкции морских платформ и приэстакадных площадок желательно исключить бурение новых скважин между рядами, находящимися в эксплуатации. На каждую реконструкцию или капитальный ремонт платформы или площадки должен быть обязательно составлен технический проект с учетом действующих норм безопасности и разработкой комплекса мероприятий, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию на морских месторождениях.

Таким образом, в процессе проектирования потенциального опасного объекта необходимо рассчитать риски, спрогнозировать все возможные техногенные аварии, выбрать наилучшие технологические схемы, обеспечить процесс компьютерным контролем с помощью контрольно-измерительных приборов, предусмотреть высокий уровень обученности персонала.

В условиях значительного износа действующих в государствах - участниках СНГ производственных фондов важнейшей задачей является совершенствование и более широкое использование мониторинга их технического состояния, что помогает определить возможность и сроки их дальнейшей эксплуатации, а главное предотвратить возможные техногенные аварии и катастрофы.

Высокий уровень производственного травматизма на предприятиях зачастую связан с неудовлетворительной организацией работы по охране труда, нарушениями трудовой и производственной дисциплины, недостаточным обучением безопасным приемам работ, нарушениями требований техники безопасности и безответственным отношением многих предпринимателей-работодателей к созданию безопасных условий труда работников.

Представляется, что уровень аварийности на добывающих производствах может снизиться также благодаря принимаемым мерам нормативного правового регулирования, в том числе в сфере формирования экономических механизмов стимулирования недропользователей (увеличение штрафов за превышение нормативов, повышение коэффициентов к плате за негативное воздействие в связи со сжиганием попутного нефтяного газа (ПНГ) и др.), и вкладываемым недропользователями средствам в развитие соответствующей инфраструктуры.

Наибольшую тревогу вызывает низкая степень готовности специализированных служб к устранению последствий аварий, а именно ликвидации загрязнения почвенно-растительного покрова и водных объектов нефтью и пластовыми водами.

Для недопущения/решения проблем в сфере промышленной и экологической безопасности недропользования необходимо:

1) создать систему прогнозирования, выявления, анализа и оценки рисков аварий на опасных производственных объектах, надежности систем обеспечения промышленной безопасности, последствий возможных аварий;

2) обеспечить безаварийную эксплуатацию технологического оборудования;

3) создать благоприятные условия для модернизации основных производственных фондов, внедрения инновационных производственных технологий, уникального оборудования и материалов;

4) сократить перечень и сформировать организационные механизмы классификации опасных производственных объектов по степени риска аварий и масштабу их последствий;

5) обеспечить непрерывную корректировку требований безопасности с учетом развития технологий, применяемых на опасных производственных объектах;

6) оптимизировать административные процедуры при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте и эксплуатации опасных производственных объектов;

7) организовать эффективную систему производственного контроля и государственного надзора;

8) сформировать комплекс мер государственной поддержки разработки, реализации и внедрения российских технологий обеспечения промышленной и экологической безопасности;

9) обеспечить открытость информации о состоянии промышленной и экологической безопасности и доступность требований промышленной и экологической безопасности;

10) обеспечить готовность специализированных подразделений и служб к ликвидации последствий возможных аварий, в том числе экологических, а также организационного обеспечения (в том числе финансового) профилактики возможных аварий как на суше, так и на континентальном шельфе; безопасный горный пожароопасность подземный

11) обеспечить повышение уровня квалификации работников организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты;

12) укреплять и развивать взаимовыгодное международное сотрудничество в области промышленной и экологической безопасности.

Размещено на Allbest.ru