Статьи

Представлена инновационная мобильная мультисенсорная система навигации, позиционирования и 3D-документирования DMT Pilot 3D, разработанная немецкой компанией DMT GmbH & Co. KG в сотрудничестве с Институтом оптических сенсорных систем при Германском центре авиации и космонавтики в Берлине. Приведены примеры успешного коммерческого использования системы. Главная цель проекта — разработка недорогой пассивной измерительной системы, точно отслеживающей собственные перемещения и функционирующей без внешних обращений, например, к спутниковым системам навигации или к базам накопленного картографического материала. Благодаря этому она особенно эффективна в шахтах, туннелях или внутри промышленных установок. Кроме того, данные навигации в реальном времени после дополнительной обработки можно также использовать для 3D-документирования исследуемого пространства, в частности, заброшенных горных выработок. Система состоит из соединенных кабелем сенсорной головки и вычислительного блока в виде планшета либо рюкзака. Вычислительный блок управляет сенсорной головкой с помощью специального программного обеспечения, в основе которого лежит навигационный модуль, позволяющий в реальном времени рассчитывать положение прибора. Обработка накопленной информации о 3D-объекте позволяет генерировать трехмерное облако точек, которое либо привязывают к измерительной системе навигации, либо по соответствующим алгоритмам трансформируют в систему более высокого уровня. На финальном этапе эти данные преобразуют в непрерывную модель.

навигация, система позиционирования, трехмерная модель, инспектирование, 3D-документирование

Шрёдер Д., Вебер М.


Разработаны различные сценарии возникновения и развития аварий на установке по производству товарных смазочных масел, относящейся к категории опасных производственных объектов, при депарафинизации. Проведена оценка зон возможного термического поражения персонала исходя из рассчитанной интенсивности теплового излучения на расстоянии до 30 м от геометрического центра пролива до облучаемого объекта. В случае возникновения аварии, приводящей к разгерметизации трубопровода жидкого аммиака с последующей интоксикацией обслуживающего персонала, проводился расчет масштабов заражения. Согласно полученным данным при самых неблагоприятных погодных условиях и опоздании в принятии мер по локализации и ликвидации аварии радиус возможного заражения с пороговой токсодозой может достичь 500 м. В этом случае велика вероятность интоксикации не только персонала установки, но и персонала соседних установок. Проведена оценка риска возникновения аварии при разгерметизации трубопровода. Показано, что данный блок находится в зоне жесткого контроля риска, т.е. численность персонала, необходимого для реализации технологического процесса, должна быть минимальной. Его нахождение в этой зоне ограничивается по времени. Персонал должен быть хорошо обучен и готов к проведению защитных мероприятий в случае реализации различных сценариев развития аварии. Исключено нахождение в данной зоне какого-либо дополнительного потенциально опасного объекта, поддерживающего эффект домино и осуществляющего непрерывный технологический процесс. Полученные результаты позволяют установить степень аварийной опасности данного технологического блока для заблаговременного предупреждения угроз причинения вреда жизни, здоровью персонала, окружающей среде. Данные результаты могут быть использованы при разработке нормативных документов по обеспечению безопасности при эксплуатации установки.

разгерметизация, аварийная ситуация, риск, риск-ориентированный подход, пожар, возгорание, тепловое излучение, гибель персонала, токсическое поражение

Бузуев И.И., Сумарченкова И.А., Буклешев Д.О.


Проведен обзор ряда разработок по установлению механизма  разрушения горных пород в процессе их разгрузки от напряжений сжатия и показаны основные влияющие на этот механизм факторы.
Представлены результаты исследований по установлению явлений обратной ползучести и упругого последействия в породах при их разгрузке от горного давления.
Указанные явления обусловлены наличием «памяти» в породах о действовавших предыдущих нагрузках. Выдвинута гипотеза влияния упругого последействия на происходящие газодинамические явления в соляных породах.
Величины упругих последействий и обратной ползучести, от которых главным образом зависит степень устойчивости горных выработок, во многом определяются процессом инверсии. Если отрабатываемые пласты «всплывали» к земной поверхности за геологический период времени, то в их породах происходили релаксация напряжений и обратная ползучесть, т.е. они разгружались. При «погружении» шел обратный процесс — рост напряженности и прямой ползучести, нагрузки в породах возрастали, а сопротивляемость деформациям у них, согласно эффекту Баушингера, снижалась.
Процесс разрушения пород при разгрузке наблюдается при бурении скважин с отбором керна в выбросоопасных породах, когда керн представляет собой пластины выпукло-вогнутой формы толщиной значительно меньше диаметра. Данный эффект положен в основу локального метода прогноза выбросоопасных и удароопасных зон в различных породах: песчаниках, бокситах, солях, кварцитах.

соляные породы, деформации, напряжения в породах, газодинамические явления, упругое последействие, обратная ползучесть

Лаптев Б.В.


Конвенция ЕЭК ООН «О трансграничном воздействии промышленных аварий» первоначально распространялась только на страны региона ЕЭК ООН. С середины 2000-х годов к Конвенции активно стали присоединяться страны, расположенные за пределами этого региона. В рамках Конвенции существует Программа оказания помощи по осуществлению Конвенции, направленная на оказание помощи странам с переходной экономикой. Основные трудности при осуществлении Конвенции в этих странах связаны с необходимостью: организации надлежащих институциональных структур и механизмов межведомственной координации на национальном уровне; организации двусторонней и многосторонней трансграничной координации работы с соседними странами; разработки и осуществления законодательных мер по промышленной безопасности. Стратегический подход для осуществления Программы оказания помощи сводится к проведению самооценки, являющейся инструментом для установления возможности реализации требований Конвенции, выявления недостатков и разработки планов действий по их устранению, а также предложений для запроса внешней помощи при необходимости. Оценка проводится по шести основным областям регулирования Конвенции: установление опасных видов деятельности, уведомление об опасных видах деятельности, меры по предотвращению аварий, меры по обеспечению готовности к локализации аварий и ликвидации их последствий, меры реагирования и взаимопомощи, информация для общественности и ее участие в работе по предотвращению аварий. В 2016 г. запущен Проект по усилению промышленной безопасности в странах Центральной Азии при участии экспертов Ростехнадзора, МЧС Республики Беларусь, ЗАО НТЦ ПБ. Проект реализуется секретариатом Конвенции. Становясь Стороной Конвенции, государство присоединяется к институциональному режиму Конвенции. Сотрудничество в рамках Конвенции является важным вкладом в предотвращение промышленных аварий, обеспечение готовности к ним и ликвидации их последствий.

промышленная авария, промышленная безопасность, декларация промышленной безопасности, Европейская экономическая комиссия Организации Объединенных Наций, Конвенция, опасный вид деятельности, опасный производственный объект, реагирование, взаимодействие, трансграничное воздействие

Кловач Е.В., Рубач Е.А., Барановский Е.В.


В работе анализируется влияние скорости ведения горных выработок на выбросоопасность призабойного пространства. Обосновывается, что выбросоопасность определяется совокупностью факторов, основными из которых являются: напряженное состояние горного массива, газовый фактор, обусловленный газоносностью и внутрипластовым давлением газа, прочность угля и скорость ведения выработки. Рассматриваются условия проведения прогноза инструментальными и геофизическими методами. Инструментальные методы основаны на анализе основных факторов выбросоопасности по результатам поинтервального бурения контрольных шпуров. Они весьма продолжительны и поэтому трудно встраиваются в технологический процесс. Для исключения этого недостатка применяются геофизические методы прогноза, в которых контролируемый параметр связан с тем или иным основным фактором выбросоопасности. Причем критерий опасности геофизических методов должен «настраиваться» по данным инструментального метода, который используется как эталонный. Но инструментальные методы выполняются в остановленном забое, когда напряжения частично релаксируются, а геофизические — в движущемся. Поэтому вводится понятие статической (в остановленном забое) и динамической (в процессе ведения выработки) выбросоопасности. Обосновывается структура динамического показателя выбросоопасности в форме произведения статической компоненты на функцию динамического влияния. Причем статическая компонента представлена в виде суммы двух слагаемых: первое учитывает газовый фактор, второе — фактор напряженного состояния. Такая структура ее обусловлена тем, что энергия внезапного выброса складывается из накопленной энергии упругого сжатия пласта и энергии заключенного в нем газа под давлением. Обосновывается, что функция динамического влияния на показатель и критерий выбросоопасности берется как функция скорости ведения подготовительной выработки, а для очистной выработки — как функция отношения глубины заходки комбайна к протяженности зоны разгрузки. Описывается методика определения коэффициентов в формуле для определения функции динамического влияния по результатам измерения зависимостей конвергенции боковых пород, деформации угля и приращения напряжений в угольном пласте от скорости подвигания забоя выработки.

критерий выбросоопасности, инструментальные и геофизические методы прогноза, динамическая и статическая выбросоопасность, горное давление, давление газа, скорость ведения выработки, глубина заходки комбайна

Шадрин А.В.


В настоящее время методической основой для предупреждения аварий и чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах является подход на основе критериев риска. Начальный этап при реализации данного подхода для протяженных линейных объектов — анализ технического риска, показатели которого определяются соответствующими методами теории надежности. Один из основных этапов анализа технического риска — предварительная оценка вероятности отказов линейных участков магистральных нефте- и газопроводов, выполняемая на этапах проектирования и эксплуатации исследуемых объектов. Расчет значений вероятности отказа проводится в соответствии с нормативной базой, основой которой являются методы теории вероятности и математической статистики. При вероятностных расчетах возникающие в стенке трубопровода напряжения рассматриваются как случайные величины. Предельные напряжения, которыми в зависимости от норм расчета принимают предел прочности, предел текучести или предел усталости, также являются случайными величинами. Корректность результатов анализа технического риска зависит от принятых при расчетах вероятности отказа законов распределения данных случайных величин.
Накопленный опыт решения задач оценки прочностной надежности линейных участков магистральных нефте- и газопроводов показывает, что в большинстве случаев невозможно сформулировать условия отнесения выборки при обработке результатов измерений и экспериментальных исследований рассматриваемых случайных величин к какому-либо параметрическому закону и идентифицировать закон распределения с помощью критериев согласия. Основой для определения параметров закона распределения случайных величин при расчете вероятности безотказной работы являются выборки возникающих в стенке трубопровода напряжений и предельных напряжений, допускаемых материалом трубы, которые имеют конечную длину. Вследствие этого распределение случайных величин является усеченным как слева, так и справа, что приводит к изменению статистических характеристик распределения.
Перечисленные проблемы свидетельствуют о том, что существующие методики по определению вероятности безотказной работы линейных участков магистральных трубопроводов, основанные на применении методов теории вероятности и классической (параметрической) математической статистики, имеют ряд существенных ограничений. Они приводят к систематическим неизвестным ошибкам при анализе технического риска исследуемых объектов.

магистральный трубопровод, линейная часть, прочностная надежность, вероятность безотказной работы, вероятность отказа, случайная величина, функция плотности вероятности

Голофаст С.Л.


Организация работ по проектированию и внедрению системы управления охраной труда в организации сопряжена с определенными трудностями. Как правило, руководители и специалисты служб охраны труда руководствуются стандартными методами проектирования системы управления. Виды работ оформляют перечнем, к каждому виду работ разрабатывают и утверждают документацию и график выполнения и контроля работ. При этом возникают системные риски: с увеличением перечня работ усложняется процесс введения новых видов работ в систему управления. Кроме того, данный подход не позволяет определить количество структурных подразделений, участвующих в выполнении конкретных видов работ, и степень их участия. Процессный подход, используемый при проектировании системы управления охраной труда в организации, позволяет систематизировать перечень работ (процессов), их участников, задействованных ресурсов, а также время выполнения, контроля и коррекции процессов. В статье анализируются нормативные документы, регламентирующие разработку системы управления охраной труда. Приведено методологическое обоснование процессного подхода, рассмотрены базовые вопросы его применимости к проектированию системы управления охраной труда в организации. Разработаны общая карта процессов и контекстная диаграмма процесса управления охраной труда в нотации IDEF0 с применением структурного анализа SADT.

система управления, процессный подход, ресурсы процессов, планирование, улучшение

Филимонов В.А., Горина Л.Н.


Вопросы в области промышленной безопасности, связанные с обоснованием взрывоустойчивости зданий и сооружений на опасных производственных объектах, чрезвычайно актуальны. Существует ряд проблем, связанных с обоснованием устойчивости зданий и сооружений к внешнему взрыву облаков топливно-воздушной смеси при авариях на опасных производственных объектах. Рассмотрены некоторые правовые и методические вопросы применения вероятностного подхода к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений. Правовые вопросы применения вероятностного подхода к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений касаются не только разночтения градостроительного законодательства, а именно требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» в части легитимности вероятностного подхода к взрывоусточивости зданий и сооружений на опасных производственных объектах, но также и слабой связи требований данного закона и строительных норм и правил с законодательством в области промышленной безопасности в части реализации вероятностных подходов к обеспечению взрывоустойчивости зданий и сооружений на опасных производственных объектах. Методические вопросы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений на опасных производственных объектах связаны с результатами оценки взрывных нагрузок на здания и сооружения с помощью детерминированного подхода и вероятностного критерия оценки взрывоустойчивости. Детерминированный подход по критерию максимально возможной взрывной нагрузки при внешнем взрыве дает результаты с безопасными расстояниями по барическому воздействию, значительно превышающими территорию самого опасного производственного объекта. Это в свою очередь вызывает трудности у разработчиков проектной документации. Проблема вероятностного подхода заключается в нестыковке по исходным данным двух методов, наиболее широко применяемых при расчете на взрывоустойчивость зданий и сооружений на опасных производственных объектах. Это метод расчета параметров падающей ударной волны на основе вероятностного критерия, согласно приложению 3 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», и метод эквивалентных статистических нагрузок для расчета строительных конструкций на действие взрыва.

авария, топливно-воздушная смесь, взрыв, избыточное давление, устойчивость, динамическая нагрузка, статическая нагрузка, коэффициент динамичности

Базалий Р.В., Невская Е.Е., Чуркин Г.Ю.


При строительстве горных выработок в подземных условиях начальное напряженно-деформированное состояние горных пород вокруг выработок изменяется, изменяя значение и знак. При этом выбор соответствующей крепи осложняется. С развитием компьютерной науки и техники широкое применение при решении геотехнических задач приобрел численный метод. Численный метод по программе Phase 2 применен для расчета внутренних сил при выборе крепей горных выработок в провинции Куангнинь Вьетнама.
Для решения геомеханической задачи приняты следующие исходные данные: глубина заложения выработки — 100 м, ширина горных выработок — 5 м, высота — 4,5 м. Рассмотрены варианты: a) B/D = 5/2; б) B/D = 5/4; в) B/D = 5/8; г) B/D = 5/16, горная выработка находится в центре толщины горной породы; д) B/D = 5/16, горная выработка находится в верху толщины горной породы; е) B/D = 5/16, горная выработка находится внизу толщины горной породы (где В — ширина горных выработок, D — толщина горных пород)
Результаты исследования показали, что геологические свойства горных пород, угол наклона и толщина горных пород, а также место расположения выработок существенно влияют на напряженно-деформированное состояние пород вокруг выработок. Значения изгибающих моментов в крепи изменяются при различных толщинах горных пород, эпюры внутренних сил несимметричны.
Максимальные значения изгибающих моментов в крепи можно уменьшить до 80 % при использовании податливых узлов металлической крепи. При расположении выработок в изотропном массиве пород и соотношении ширины горной выработки r толщине породного массива 5/8 и 5/16 напряженно-деформированное состояние является симметричным и лучшие результаты дает теория горного давления М.М. Протодьяконова и П.М. Цимбаревича. Если соотношение ширины горной выработки к толщине породного массива менее 5/16, практике более отвечает теория В.Т. Глушко.

безопасность, порода, напряжения, деформации, тоннель, крепь, численный метод, программа Phase 2

Туан Минь Чан, Суан Нам Буй, Куанг Хиеу Чан, Куанг Хюи Нгуен, Голик В.И.


Представлены результаты разработки и внедрения отечественной вычислительной программы в области количественной оценки выброса (через порыв, свищ) флюидов нефтяных скважин с учетом газосодержания и обводненности нефти при моделировании аварий в промысловой системе сбора. Отмечено, что применение программных продуктов иностранной разработки характеризуется зависимостью пользователя от их производителей и владельцев. Объекты промысловой системы сбора нефти и газа относятся к опасным производственным объектам, поэтому для количественной оценки выброса нефти, газа и воды, излившихся из трубопровода при аварии, необходимо использовать методики, учитывающие соотношение фаз в многофазной смеси. Для расчета выброса многокомпонентных потоков добываемых флюидов, транспортируемых по трубопроводам, ранее использовалась методика, изложенная в РД 39-069—91 «Оценка ущерба от отказов трубопроводов промыслового сбора нефти». В целях учета влияния газа, занимающего объем в трубопроводе при термобарических условиях транспорта многофазной нефтяной смеси, в этой методике введен коэффициент истинного газосодержания, но формула для его определения не приведена. По указанной причине авторы добавили в программу, рассматриваемую в статье, возможность расчета данного коэффициента на основе имеющихся исходных данных и стандартно определяемых характеристик. К настоящему времени с помощью этой программы проведены более 500 оценок последствий аварий на различных участках обустраиваемых наземных объектов для месторождений Самарской области.

вычислительная программа, оценка риска аварий, порыв, свищ, промысловая система сбора нефти и газа, многофазная смесь, учет газосодержания

Кологреева Т.И., Морозова А.Р., Гришагин А.В.


Страницы