МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
"РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭКОСИСТЕМ "
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2006

УДК 626/627:658.382.3

ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ И РИСКА  АВАРИЙ  ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ

СООРУЖЕНИЙ ХВОСТОХРАНИЛИЩ

 

М.П. Сухарьков – аспирант

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,

г. Москва, Россия

 

Возросшая опасность повреждения и разрушения водохозяйственных объектов вследствие воздействия стихийных и антропогенных факторов заставило обратить особое внимание специалистов на проблему их безопасности. Акцент при этом делается не только на принятие мер по устранению последствий их разрушения, а в основном на разработку комплекса защитно-профилактических мероприятий по предупреждению катастроф. Проблемы риска разрушения плотин неоднократно рассматривались в комитете по безопасности и на двух конгрессах Международной комиссии по большим плотинам (СИГБ). При этом особое внимание обращалось на возможность управления риском и его снижения в плотиностроении [1]. Материалы мировой статистики и события последних лет свидетельствуют, что повышенный интерес к безопасности гидротехнических сооружений (ГТС) имеет веские основания, поскольку полностью исключить возможность повреждения и разрушения плотин и примыкающих к ним сооружений – нельзя. Вероятность аварий на гидросооружениях в настоящее время увеличивается наряду с ростом крупных техногенных аварий и катастроф на энергетических, химических и металлургических комплексах. Более того, вероятность аварий на гидросооружениях имеет стойкую тенденцию роста, особенно после эксплуатации их свыше 30-40 лет. В мировой практике приблизительно на 40 % плотин различных типов были зафиксированы аварии и прорывы напорного фронта.

Повышение надёжности ГТС и безопасная эксплуатация невозможны без изучения причин, приводящих к их повреждению и разрушению. В России не было разрушения больших плотин, но нестандартные аварийные ситуации возникали неоднократно. Проблема роста вероятности аварий и повреждений отечественных ГТС приобрела особую актуальность с введением в действие Закона РФ «О безопасности гидротехнических сооружений» [2]. Наряду со старением  на снижение безопасности ГТС влияет несоответствие и особенно занижение максимальных сбросных расходов, несоответствие фактической гидравлической структуры сопряжения бьефов с запроектированной ранее. Среди факторов риска, кроме стихийных, можно выделить ещё и ряд антропогенных: ошибки проектирования; несоблюдение СНиП и правил эксплуатации; непрофессионализм, некомпетентность и халатность обслуживающего персонала; отсутствие проектной документации и др. Вероятность разрушения подпорных сооружений и их нижнего бьефа в РФ выросла в период перестройки экономики. Это объясняется неразберихой и ликвидацией некоторых органов управления, приведших к появлению большого числа бесхозных водохозяйственных объектов, или перешедших в управление местных органов власти. В настоящее время подавляющая часть ГТС находится в организационном подчинении четырёх ведомств: Минэнерго, Минтранс, МПР и Госгортехнадзора. Последнему принадлежат гидросооружения хранилищ вредных отходов, опыт эксплуатации которых показывает, что примерно 35 % аварий на них произошли по причине заиления водосбросных сооружений и последующего прорыва дамб.    

Специфика добычи и обогащения руд заключается в извлечении и переработке огромных масс горных пород. Поскольку современная технология позволяет использовать лишь часть извлекаемой горной массы, то оставшаяся часть породы накапливается в виде техногенных отходов обогатительных фабрик (хвостов) и сбрасываются в хвостохранилища. Они имеют чашеобразную форму и ограждены дамбами или плотиной [4]. Из-за некорректного проектирования устройств нижнего бьефа водосбросных сооружений хвостохранилищ на медных рудниках в Чили в 1965 и 1985 гг. и на Качканарском ГОК «Ванадий» в России в 1999 г. произошли аварии. В результате аварии в Чили на медном месторождении Кобре плотина два раза была разрушена, а из-за прорыва дамбы и аварийного сброса воды на Качканарском хвостохранилище были затоплены близлежащие окрестности, посёлки, ЛЭП, размыты и разрушены плотины, дороги и мосты. Более тяжёлые последствия были в результате аварии в Киргизии на Майлуу-Суу в 1958 г., когда около 600 тысяч м3 радиоактивной пульпы было выброшено в реку и распространилось вниз по течению на десятки километров. Во время радиоактивного селя были человеческие жертвы, разрушены промышленные и гражданские здания в пойме реки. Хуже всего то, что были загрязнены обширные площади в нижнем течении реки, где местное население издавна выращивало рис, который отличается повышенной способностью к накоплению радионуклеидов.

Поскольку аварии рассмотренных выше хвостохранилищ затрагивают население, природные и хозяйственные объекты довольно больших регионов, то риск повреждения их гидротехнических сооружений можно отнести не только к локальным, но и к региональным или суперрегиональным [1]. Опыт эксплуатации подобного рода сооружений показывает, что аварии нередко приводят и к человеческим жертвам, не говоря уже об огромном вреде, наносимом экономике края. Чтобы избежать подобных эксцессов, или хотя бы свести к минимуму наносимый урон, необходимо:

создать качественную систему мониторинга таких сооружений за счёт владельцев, а при их отсутствии – за счёт бюджета;

проектировать более корректно элементы устройств нижнего бьефа, с оптимальным коэффициентом запаса (при этом целесообразно сопоставлять затраты на увеличение объёмов работ с возможным ущербом в случае выхода всего сооружения в целом из строя);

обязательно установить контрольно измерительную аппаратуру (КИА) при её отсутствии на объекте, а для обеспечения безопасной эксплуатации ГТС, требующих ремонта,  постепенно увеличивать количество и качество КИА на них;

с большей частотой и тщательностью производить надзор за сооружениями.

Анализ статистики аварий и повреждений ГТС свидетельствует о невозможности достижения их абсолютной безопасности, даже если они построены самыми современными методами и используют последние конструктивные проработки. Для водохозяйственных объектов важно знать, какой уровень риска или безопасности приемлем и обеспечивает достижение максимальной выгоды при минимальной опасности ГТС [3]. Вероятность аварий порядка 0,0001-0,00001 допускают даже российские нормы. Поскольку управление риском и снижение риска аварий и катастроф предполагает три этапа действий – прогноз и предупреждение, реагирование, ликвидация последствий, то для выяснения антропогенных факторов, угрожающих безопасности хвостохранилищных гидроузлов, предлагается на первом этапе провести теоретические и экспериментальные исследования, позволяющие минимизировать подмыв грунта в нижнем бьефе водосбросных сооружений хвостохранилищ и прогнозировать динамическое воздействие сбрасываемого водного потока. Изучение кинематики и динамики потока в нижнем бьефе водосбросных колодцев накопителей промышленных отходов и разработка специфических гасителей энергии поможет организовать эффективный контроль за состоянием устройств нижнего бьефа хвостохранилищ и составить прогнозы по поведению отдельных его участков.

 

 

Библиографический список

 

1.      Малик Л.К. Факторы риска повреждения гидротехнических сооружений. Проблемы безопасности. – М.: Наука, 2005.

2.      Бритвин О.В. Предложения к концепции и программные задачи по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений. //Безопасность энергет. сооружений. 2000. Вып. 7.

3.      Иващенко И.Н. Законодательство и руководство по безопасности плотин. //Безопасность энергет. сооружений. 1998. Вып. 2/3.

4.      Попов М.А., Румянцев И.С. Природоохранные сооружения. – М.: КолосС, 2005.