Принципы оценки риска аварии при эксплуатации подземных рудников

ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИИ

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ

 

М.В. Пелипенко, И.И. Айнбиндер, М.В. Рыльникова

 

Ключевым разделом, подготавливаемым при разработке обоснования безопасности опасного производственного объекта (ОПО), является оценка риска аварии. В статье рассмотрены подходы к оценке риска аварий специфических видов опасностей рудных и нерудных шахт.

Наиболее значимыми опасностями при эксплуатации шахт являются обрушения горных пород, горные удары, возгорания и взрывы горючих газов, пожары. Некоторые виды опасностей подлежат оценке опасности риска аварии на основе расчета показателей надежности. Например, отказ системы вентиляции может быть рассчитан исходя из частот отказов оборудования, а некоторые опасности, например, горные удары, обрушения пород не могут быть оценены на основе имеющихся (утвержденных) методов.

В этой связи в статье рассмотрен новый подход к оценке риска аварий, связанных с горными работами, приводится описание «факторного метода» на примере эксплуатации калийных рудников. Приведенная в статье методология лежит в основе стандарта организации ООО «Технологии безопасности» «Методические рекомендации по оценке риска аварии на калийных рудниках» СТО ТБ 4.21-2019.

Ключевые слова: обоснование безопасности ОПО, промышленная безопасность, оценка риска аварий на шахтах, риски аварий на калийных рудниках, оценка риска разрушения водозащитной толщи (ВЗТ), сохранность ВЗТ, риск-ориентированный подход.

 

Введение. Законом о промышленной безопасности опасных производственных объектов (ОПО) №116-ФЗ предусмотрена возможность отступлений от требований промышленной безопасности при условии разработки обоснования безопасности ОПО [1,2]. Этим инструментом активно пользуются эксплуатирующие организации во всех отраслях промышленности: в нефтегазовом секторе, химической промышленности, в отраслях, предусматривающих работу оборудования под избыточным давлением и др. При этом проектировщики используют проверенные временем методики количественной оценки риска аварий [3], основанные на показателях надежности эксплуатации технологического оборудования, статистике частот разгерметизации сосудов и трубопроводов. В угольной промышленности профильные институты и специализированные организации предложили факторный анализ опасностей, который был реализован в утвержденной Ростехнадзором методике оценки риска аварий на угольных шахтах [4].

Вместе с тем, имеющиеся (утвержденные) методы оценки риска не в полной мере применимы для проведения оценки риска аварии на подземных рудниках (например, железорудных шахтах, рудниках апатит-нефелиновых руд, золота, калийно-магниевых рудниках и далее). Это определяет значительный пробел в нормативном и методическом обеспечении разработки обоснований безопасности для горной отрасли промышленности. Ситуация осложнена тем, что сам инструмент оценки риска в обосновании безопасности является особенным, поскольку речь идет об отступлениях от требований безопасности. Неправильная оценка условий эксплуатации может привести к аварии, поэтому совершенствование методов оценки риска аварий на горных предприятиях сейчас особенно актуально.

Принцип оценки риска аварий, связанных с горными явлениями. На подземных рудниках невозможно рассчитать количественные показатели риска на основе исключительно показателей надежности, поскольку для сложных горно-геологических событий отсутствуют данные о частоте исходных событий аварий. Тем не менее, как правило, можно выбрать ключевые факторы, влияющие на вероятность реализации опасностей[1] и рассмотреть их характеристики перед авариями в прошлом. Далее через инструменты статистического анализа определить степень влияния того или иного фактора на вероятность реализации аварии.

Альтернативно можно исследовать частоты аварий на основе статистических данных и далее оценивать частоту ИСА (исходных событий аварии) путем внедрения коэффициентов, снижающих или повышающих базовую частоту аварии в зависимости от горнотехнических условий и способов защиты горного предприятия. По существу, методы схожи. В обоих случаях требуется выделить наиболее значимые влияющие факторы (коэффициенты) и степень их воздействия на частоту аварии. При реализации концепции риск-ориентированного подхода к управлению промышленной безопасностью рассматриваемый метод является действенным, поскольку с его помощью можно определять степень эффективности устанавливаемых требований промышленной безопасности [5].

Анализируя аварии на рудниках, можно сделать вывод о том, что существенных опасностей всего несколько. Для примера, можно взять перечень опасностей, приведенный в методических рекомендациях по классификации аварий и инцидентов на ОПО горнорудной промышленности [8]:

-                     отказ системы вентиляции, аэрологический риск, загазирование;

-                     обрушения в горных выработках;

-                     горный удар;

-                     пожары в выработках или шахтном стволе;

-                     взрыв ВМ (при транспортировке, хранении и заряжании);

-                     затопление выработок или стволов;

-                     эндогенный пожар;

-                     пожары в надшахтных зданиях.

Для оценки риска аварии для видов опасностей «пожар», «отказ системы вентиляции», «взрыв ВМ» можно получить количественные показатели риска через известные методики [3,21,22] и с помощью расчета деревьев отказов и деревьев событий [9-11]. Для опасностей, связанных с горными явлениями, в первую очередь необходимо провести качественный факторный анализ. Такой анализ опасностей должен включать исследование всего перечня влияющих факторов, горно-геологических и горнотехнических условий на момент аварии и в прошлом [12,13]. Дополнительно необходимо исследовать методы расчета параметров системы разработки, поскольку из расчетных формул наиболее видно, какие факторы реально влияют на надежность принятой системы разработки. После этого необходимо построить и доказать регрессионные модели зависимости частоты аварии от влияющих факторов и рассчитать количественные значения риска аварии [14].

Для проведения комплексной оценки риска следует объединить результаты оценки риска по каждому виду опасностей, а также определить возможные взаимосвязи опасностей и их взаимное влияние на ход аварии и состояние горного массива. Количественное значение риска следует определять по опасности с наибольшим значением риска.

Очевидно, что это трудоемкая задача и сложно создать правдивую методику в рамках одной статьи или даже научной работы. Поэтому начинать целесообразно, во-первых, с описания принципиального подхода к оценке риска аварий, связанной с горнотехническими особенностями, а во-вторых, рассмотреть подробно одну из наиболее значимых опасностей, чтобы в последующем экстраполировать сам метод на другие опасности по аналогии.

Для условий разработки соляных месторождений значимой опасностью является затопление рудника. Эта опасность является ключевой, поскольку последствия аварии влекут колоссальные потери, остальные же виды аварий не приводят к катастрофическим последствиям. Поэтому анализ этой опасности можно использовать для оценки риска аварии на руднике в целом в первом приближении.

Далее, на примере требований к разработке рудников калийно-магниевых солей на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей (ПАО «Уралкалий», ООО «Еврохим – УКК») для факторного анализа риска аварии рассмотрены опасности, связанные с принятыми в проекте параметрами системы разработки. Главной опасностью является опасность затопления рудника, поэтому все параметры системы разработки выбраны, в первую очередь, исходя из обеспечения сохранности ВЗТ [16].

Факторы, влияющие на опасность разрушения ВЗТ. Сохранность ВЗТ определяется величиной прогиба, при которой не происходит разрывных нарушений, являющихся местом разгерметизации ВЗТ [17]. Величина максимального допустимого прогиба налегающей толщи до разрыва определяется по законам упругости в соответствии с локальными физическими свойствами горных пород, которые принимаются по данным испытаний образцов, представленных в кернах скважин.

После оценки максимально допустимого прогиба рассчитывается значение прогиба, образующегося при отработке участка с выбранными проектировщиком параметрами.

Значение прогиба зависит от следующих факторов по установленным зависимостям:

-                     степень нагружения междукамерных целиков (квадратичная зависимость);

-                     степень извлечения (прямо пропорционально);

-                     вынимаемая мощность (прямо пропорционально);

-                     коэффициент закладки (прямо пропорционально);

-                     коэффициент усадки закладочного массива (прямо пропорционально);

-                     срок отставания закладки.

Допустимый прогиб находятся в прямой или прямо пропорциональной зависимости со всеми факторам, за исключением степени нагружения целиков. Степень нагружения целиков, в свою очередь, зависит от следующих факторов:

-                     максимальное значение расстояния от земной поверхности до кровли отрабатываемого пласта (прямо пропорционально)

-                     агрегатная прочность пород в массиве в пределах расчетной высоты междукамерных целиков (обратно пропорционально);

-                     межосевое расстояние (обратно пропорционально)

-                     расчетная ширина междукамерных целиков (обратно пропорционально)

-                     коэффициент формы междукамерного целика (обратно пропорционально).

В первую очередь, проектировщик рассчитывает параметры системы разработки по известным методикам [18]. Определяются допустимые степени нагружения, прочность, степень заполнения выработанного пространства закладкой, срок стояния камер без закладки, срок службы целиков и потолочины, допустимая степень прогиба кровли. Если эти параметры принимают значения в пределах допустимых, то делается вывод о безопасности системы разработки для сохранности ВЗТ.

В расчетных условиях система разработки призвана выдержать действующую нагрузку, но на этапе проектирования неизвестны фактические отклонения технологии ведения горных работ, воздействия возможных аварий на руднике (например, взрыв газа, отказ водоотлива, наличие незаложенных пустот) и какое влияние окажут непрогнозируемые горно-геологические условия на элементы системы разработки [12]. Поэтому вопрос безопасности на руднике определяется не только расчетом, но и в принимаемых запасах по прочности, величине риска по смежным опасностям, оценки возможных непрогнозируемых или труднопрогнозируемых горно-геологических явлений, которые зависят от сложности системы разработки, нарушенности массива, наличия опыта отработки схожих шахт и так далее.

Далее описываются факторы, влияющие на опасность разрушения ВЗТ, и определяются критерии их качественной оценки. Все факторы объединяются в блоки по видам опасностей по принципу: один блок – одна опасность. Для качественной оценки риска по блоку с учетом веса каждого фактора рассчитывается средний показатель уровня риска. После составления перечня факторов каждому блоку присваивается допустимые значения уровня риска. Такой подход принят при оценке риска аварии на угольных шахтах и прошел широкую апробацию [4]. Примерный перечень блоков факторов приведен в Таблице 1.

Для оценки частоты реализации аварии на основе наиболее значимых факторов строится регрессионная модель, коэффициенты регрессии которой выбираются исходя из веса факторов, и проверяются на значимость с использованием критерия Стьюдента или другим адекватным инструментом статистического анализа[14,15].

С точки зрения оценки риска, на разрушение ВЗТ наибольшее влияние оказывает значение запаса прочности элементов системы разработки, который может определяться как отношение фактического нагружения несущих элементов к допустимому. Синтетическим индикатором, характеризующим опасность прорыва ВЗТ, является отношение номинального прогиба к допустимому, либо отношение суммы номинальных прогибов на смежных участках к допустимому прогибу. То есть, важен не только факт того, что степень нагружения целиков должна быть меньше допустимой, но и на сколько она меньше.

С оценкой надежности функционирования системы разработки связан вопрос использования в многофакторном анализе опасностей в реальных горнотехнических условиях развития горных работ. Этот вопрос поднимается, поскольку расчетные формулы, как правило, выводятся на эмпирической основе и не являются теоретическими решениями по теории упругости и сопромату. Не ясно содержат ли эти формулы запас прочности на непрогнозируемые события с учетом наложения аварий, учтены ли неточности расчета и возможные отклонения параметров технологии разработки. Совместное использование синтетических и реальных факторов снижает значимость неточностей в формулах и повышает достоверность оценки риска аварии.

Необходимо отметить, что в ходе оценки целесообразно проанализировать влияние фактора некорректного интерпретирования геомеханических особенностей массива горных пород участка месторождения и построения математических моделей на базе ограниченного объёма информации или недостоверности знаний о свойствах пород массива на конкретном участке [12]. То есть, в факторном анализе должны быть описаны индикаторы наличия опыта проектирования на участке месторождения. Чем длительнее опыт эксплуатации месторождения, тем более надежен прогноз о состоянии горного массива и параметрах горных процессов, поскольку опасности прямо или косвенно дают о себе знать. Таким образом, степень достоверности применяемых моделей становится более приближенной к реальным условиям.

Желание собственника повысить прогнозный уровень рентабельности влечет применение заведомо оптимистичных моделей с неоправданно уменьшенным уровнем риска. В этом случае косвенным индикатором риска горного проекта является финансовая устойчивость собственника, отсутствие критического отставания по срокам начала работ, обеспеченность условий финансирования проекта. Индикатор – запас рентабельности, объем собственных средств в финансировании, отсутствие угрозы банкротства, смены собственника, кризиса на рынке сбыта и пр. Этот фактор должен оцениваться профильными специалистами.

Ошибки, связанные с реализацией технологии ведения горных работ в большей мере определены культурой безопасности на руднике, количеством предписаний Ростехнадзора, наличием мелких инцидентов, возрастом парка технологического оборудования [19].

Непрогнозируемые события, которые могут повлиять на сохранность водозащитной толщи, связаны с недостаточной изученностью горно-геологических особенностей в массиве горных пород, например:

-                     внезапные выбросы, загазирования и последствия нагружения устойчивости выработки взрывом, обрушения, прорыв в стволах, пожары и прочие;

-                     пересечение фронтом работ структурных нарушений горного массива;

-                     нарушение устойчивости горных пород в зоне сопряжения горных выработок;

-                     наличие и влияние поверхностных объектов;

-                     наложение событий, несогласование действий по их локализации [12].

Степень влияния труднопрогнозируемых горных событий связана с наличием опыта и качеством выполнения геофизических исследований, сложностью участка, мониторингом предвестников [16,20].

Наиболее значимым является контроль предвестников аварии, шелушения горных пород, изменение диаметра шпуров, наличие газовыделений и проч. Опасность взрыва или выброса рассматривается на этапе общей оценки риска. Индивидуальный риск опасности может привести к нарушению ВЗТ. По аналогии с факторным анализом надежности системы разработки в углубленной оценке риска можно использовать синтетический индикатор уровня риска выброса пород, горючих газов, воды.

Таким образом, чем выше уровень риска совокупности опасностей, тем более надежной необходимо выбирать систему разработки. Неразумно допускать минимальный запас прочности параметров системы разработки, понимая, что участок опасен по газу, обрушениям, выбросам. Хотя на первый взгляд, расчет может показать, что система вполне надежная.

В таблицах 1,2,3 приведен один блок факторов, влияющие на опасность прорыва ВЗТ, их ранги и веса, а также дана лингвистическая градация факторов, используемая для расчета средневзвешенного значения по блоку.

Таблица 1. Факторы, влияющие на опасность, и индексы опасности аварии в результате прорыва ВЗТ при освоении калийных месторождений Верхнекамья

N п/п	Факторы, влияющие на опасность	ИОА	Критерий установления ИОА
1.	Одновременная отработка двух и более пластов	0	нет
		0,8	да
		1	одновременная отработка сближенных пластов
2.	Отношение срока отставания закладки к сроку устойчивости потолочины	-0,3	< 0,5
		-0,1	от 0,5 до 0,7
		0	> 0,7
3.	Отношение мощности потолочины к минимально требуемой	-0,3	< 0,5
		-0,1	от 0,5 до 0,9
		0	> 0,9
4.	Отношение срока отставания закладки к нормативному	-0,3	< 0,5
		0	от 0,5 до 0,7
		0,5	от 0,7 до 1
		1	>1
5.	Отношение срока отставания закладки к сроку сохранения целиков	-0,3	<0,5
		-0,1	от 0,5 до 0,7
		0	> 0,7
6.	Разрез ВЗТ	-0,5	полный
		0	переходный
		0,5	неполный
7.	Отношение мощности ненарушенных слоев соли к требуемой величине в соответствии группой аномальности ВЗТ	-0,3	<0,5
		-0,1	от 0,5 до 0,9
		0	>0,9
8.	Отношение фактической степени нагружения междукамерных целиков к требуемой степени нагружения в соответствии с группой аномальности ВЗТ	-0,3	<0,5
		0	от 0,5 до 0,7
		0,5	от 0,7 до 1
		1	>1
9.	Отношение степени закладки к допустимой	-0,3	>1,1
		-0,1	от 1,0 до 1,1
		0	<1
10.	Аномальность строения ВЗТ	0	Выделено до 3х зон
		0,3	От 3 до 7
		0,5	От 7 до 10
		0,9	Свыше 10
11.	Отношение размеров целика под ствол к нормативному	-0,2	> 1,3
		0	от 1,1 до 1,3
		0,2	<1,1
12.	Отношение ширины гидроизолирующего целика к минимально требуемому	-0,2	> 1,3
		0	от 1,1 до 1,3
		0,2	<1,1
13.	Наличие геологоразведочных и нефтяных скважин	0	За каждую скважину в пределах месторождения оценка увеличивается на 0,1
14.	Мониторинг состояния водозащитной толщи на калийных рудниках	-0,5	Проводится
		0	Не проводится

Таблица 2. Блоки факторов, их ранги и вес

Блок факторов или фактор	Условное обозначение блока фактора или фактора	Ранг фактора	Вес фактора
Опасность прорыва ВЗТ	Б
Признак одновременной разработки пластов (с учетом отнесения пластов к категории сближенных)	Б1	5	0,088
Отношение срока устойчивости потолочины к сроку отставания закладки	Б2	4	0,070
Отношение мощности потолочины к минимально требуемому	Б3	4	0,070
Отношение срока отставания закладки к нормативному	Б4	4	0,070
Отношение срока отставания закладки к сроку сохранения целиков	Б5	5	0,088
Полнота разреза ВЗТ	Б6	5	0,088
Отношение мощности ненарушенных слоев соли к требуемой величине в соответствии группой аномальности ВЗТ	Б7	4	0,070
Отношение фактической степени нагружения междукамерных целиков к требуемой степени нагружения в соответствии с группой аномальности ВЗТ	Б8	4	0,070
Отношение фактической степени закладки к допустимой	Б9	4	0,070
Аномальность состояния пород ВЗТ	Б10	3	0,053
Отношение размеров целика под ствол к нормативному	Б11	5	0,088
Отношение ширины гидроизолирующего целика к минимально требуемому	Б12	5	0,088
Признак наличия геологоразведочных и нефтяных скважин	Б13	2	0,035
Мониторинг состояния водозащитной толщи	Б14	3	0,053

Таблица 3. Лингвистическая классификация факторов

Блок факторов или фактор	Условное обозначение блока фактора или фактора	Разбиение оценки факторов по градациям
		ОН	Н	Ср	В	ОВ
Опасность прорыва ВЗТ	Б
Признак одновременной разработки пластов	Б1	<0,4	0,4-0,6	0,6-0,8	0,8-1	1
Отношение срока отставания закладки к сроку устойчивости потолочины	Б2	<-0,3	-0,3-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0
Отношение мощности потолочины к минимально требуемому	Б3	<-0,3	-0,3-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0
Отношение срока отставания закладки к нормативному	Б4	<-0,3	-0,3-0	0-0,3	0,3-0,6	>0,6
Отношение срока отставания закладки к сроку сохранения целиков	Б5	<-0,3	-0,3-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0
Полнота разреза ВЗТ	Б6	-0,5	-	0	-	0,5
Отношение мощности ненарушенных слоев соли к требуемой величине в соответствии группой аномальности ВЗТ	Б7	<-0,3	-0,3-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0
Отношение фактической степени нагружения междукамерных целиков к требуемой степени нагружения в соответствии с группой аномальности ВЗТ	Б8	<-0,3	-0,3-0	0-0,3	0,3-0,6	>0,6
Отношение фактической степени закладки к допустимой	Б9	<-0,3	-0,3-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0
Аномальность состояния пород ВЗТ	Б10	<0	0-0,3	0,3-0,5	0,5-0,8	>0,8
Отношение размеров целика под ствол к нормативному	Б11	<-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0-0,1	>0,1
Отношение ширины гидроизолирующего целика к минимально требуемому	Б12	<-0,2	-0,2-0,1	-0,1-0	0-0,1	>0,1
Признак наличия геологоразведочных и нефтяных скважин	Б13	<0,6	0,6-1	1-1,4	1,4-1,8	>1,8
Мониторинг состояния водозащитной толщи на калийных рудниках	Б14	-0,5	-	-	-	0

По блоку факторов рассчитывается итоговый балл как среднее число по баллам факторов с учетом весов. При этом вес фактора устанавливается как отношение ранга фактора к сумме рангов в пределах блока факторов:

где: Wx - вес x-го фактора; r_x - ранг x-го фактора; n - количество факторов в блоке.

Уровень риска определяется как средневзвешенный балл по блоку факторов с наибольшим итоговым баллом на участке месторождения. Итоговое значение уровня риска сравнивается с допустимым значением, устанавливаемым перед началом оценки.

Резюме. В статье приведен общий принцип оценки риска аварий на подземных рудниках. Для подробного анализа выбраны калийные шахты и рассмотрена опасность прорыва ВЗТ. Приведены факторы, влияющие на опасность разрушения ВЗТ и критерии качественной оценки их влияния на опасность развития аварии. Правила качественной оценки риска приняты по аналогии с нормативным методом, используемым для оценки риска аварий на угольных шахтах. Для количественной оценки риска аварии и частоты исходных событий предложено построение регрессионной модели, коэффициенты регрессии которой выбираются исходя из веса факторов, и проверяются согласно статистическому тесту.

К недостаткам метода следует отнести влияние человеческого фактора: опыт и мотивы проектировщика, который может допустить ошибки при выборе веса и ранга факторов. Поэтому при проведении оценки риска аварии требуется привлекать специалистов, имеющих опыт проектирования и эксплуатации на конкретном месторождений. Отличительным моментом предлагаемого подхода является, во-первых, высокая точность метода в сравнении с сугубо качественной оценкой, а во-вторых, возможность учета отступлений от требований промышленной безопасности путем индивидуальной оценки риска. Перспективы исследований связаны с разработкой точных регрессионных моделей для видов опасностей под различные рудные и нерудные месторождения.

Список литературы

1.                      Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектах» (редакция, действующая с 1 июля 2021 года).

2.                      Приказ Ростехнадзора от 15.07.2013 № 306 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта».

3.                      Committee for the Prevention of Disasters (CPD). Guidelines for Quantitative Risk Assessment: «Purple Book». CPR 18E. The Hague: CPD, 1999. - 240 p.

4.                      Приказ Ростехнадзора от 05.06.2017 № 192 «Об утверждении Руководства по безопасности «Методические рекомендации по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на угольных шахтах».

5.                      Айнбиндер И. И., Каплунов Д. Р. Риск-ориентированный подход к выбору геотехнологий подземной разработки месторождений на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 4. — С. 5—19. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-5-19.

6.                      Дудко К. Л., Шиканов А. И. К методике прогноза горных ударов на рудниках // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2015. — № 4 (110). — С. 3—9.

7.                      Ловчиков А. В. Различие в опасности горных ударов на рудниках и угольных шахтах / / Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 2. — С. 105—111.

8.                      Постановление Госгортехнадзора России от 11.08.00 № 45 «Методические рекомендации по классификации аварий и инцидентов на опасных производственных объектах горнорудной промышленности и подземного строительства. РД 06-376-00».

9.                      Пелипенко М. В., Баловцев С. В., Айнбиндер И. И. К вопросу комплексной оценки рисков аварий на рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 11. – С. 180–192. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-11-0-180-192.

10.                  Алымов В. Т., Тарасова Н. П. Техногенный риск: Анализ и оценка. — М.: ИКЦ «Академ-книга». — 2004. — 118 с.

11.                  Приказ Ростехнадзора от 11.04.2016 № 144 «Об утверждении Руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах».

12.                  Казикаев Д. М., Козырев А. А., Каспарьян Э. В., Иофис М. А. Управление геомеханическими процессами при разработке месторождений полезных ископаемых: Учебное пособие. — М.: Изд-во «Горная книга», 2016.

13.                  Belkhiri L., Narany T. S. Using multivariate statistical analysis, geostatistical techniques and structural equation modeling to identify spatial variability of Groundwater quality // Water Resources Management. 2015. Vol. 29, Iss. 6. pp. 2073—2089.

14.                  Воскобойников Ю. Е. Эконометрика в Excel. Часть 1 (парный и множественный регрессионный анализ): учеб. пособие // Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет. — 2015. —156 с.

15.                  Кабанов Е.И. Обоснование метода комплексной оценки и прогноза профессионального риска травмирования персонала угольных шахт при взрывах метана и пыли: Дис. ... канд. техн. наук : 05.26.01 / Кабанов Евгений Игоревич. - Санкт-Петербург, 2018. - 159 с.

16.                  Деревяшкин И.В., Кузина А.В., Спиридонов В.П. Аналитический обзор статистических данных о причинах, вызывающих осадку поверхности калийных рудников и эффективности применяемых мероприятий по защите рудников от затопления // Маркшейдерия и недропользование. — 2017. — № 6 (92). — С. 37—40.

17.                  Зубов В. П., Смычник А. Д. Снижение рисков затопления калийных рудников при прорывах в горные выработки подземных вод // Записки Горного института. — 2015. — Т. 215. — С. 29—37.

18.                  Алиев М.М., Каримова Н.Г., Гилязова С.Р. Нелинейный вариант критерия Кулона-Мора. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2015. — № 7. — С. 226—231.

19.                  Filin A. E., Zinovieva O. M., Kolesnikova L. A., Merkulova A. M. Prospects of safety control in combination of mining and metallurgy industries // Eurasian Mining. 2018. No. 1. pp. 31—34.DOI: 10.17580/em.2018.01.07.

20.                  Костарев С. Н., Середа Т. Г., Лапаева Н. А. Разработка автоматизированной системы мониторинга по уменьшению рисков затопления рудников второго соликамского калийного рудоуправления. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета // Безопасность и управление рисками. — 2015. — № 3. — С. 94—102.

21.                  Приказ МЧС РФ от 10.07.2009 № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (с изменениями на 14 декабря 2010 года)».

22.                  Приказ МЧС РФ от 30.06.2009 № 382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности (с изменениями на 2 декабря 2015 года)».

Пелипенко Михаил Вадимович — генеральный директор, ООО «Технологии безопасности» (проектная организация), e-mail: pelipenkomv@mail.ru.

Айнбиндер Игорь Израилевич — д-р техн. наук, профессор, зав. отделом, ИПКОН РАН, e-mail: geoexpert@yandex.ru.

APPROACHES TO RISKS ASSESSMENT

DURING POTASH-MAGNESIUM AND ROCK SALTS DEPOSITS EXPLOITATION

M.V. Pelipenko, I.I. Aynbinder

The key segment which is prepared during hazardous facility safety justification development is the Assessment of Accident Risk. This article deals with the approaches to the assessment of accidents risks, specific hazards of ore and non-ore mines. The most significant hazards at a mine are rockfalls, rock bursts, ignitions and explosions of flammable gases, fires. Certain types of hazards can be assessed through failure rates, the ventilation system failure, for example, can be calculated on the basis of equipment failure rates, while other types of hazards, the rock bursts, for example, cannot be assessed using the existing (authorized) methods. It is for that reason that this article reviews a principled approach to the assessment of mountain hazards, cites the description of the Factor Method, concerning the potash mines. The methodology cited in the article is the basis for the «Safety technologies» LLC standard «Recommended Practices of Assessment of Accidents Risks at Magnesium Mines» Accident Prevention Company Standard 4.21-2019.

Key words: hazardous facility safety justification, magnesium mines, assessment of accidents risks at mines, accidents risks at magnesium mines, water-blocking destruction risk assessment, water-blocking safety, flood risk at a mine.

M.V. Pelipenko, General Director, e-mail: pelipenkomv@mail.ru, OOO «Safety Technologies», Moscow, Russia,

I.I. Aynbinder, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Department, Institute of Problems of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, 111020, Moscow, Russia. geoexpert@yandex.ru,

M.V. Rilnikova, Professor, Head of Department, Institute of Problems of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, 111020, Moscow, Russia. rylnikova@mail.ru.

References

1.                       Federal law No. 116-FL of 21.07.97 «On industrial safety of hazardous production facilities», as amended.

2.                       Prikaz Rostekhnadzora ot 15.07.2013 № 306 «Ob utverzhdenii Federal'nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoy bezopasnosti «Obshchie trebovaniya k obosnovaniyu bezopasnosti opasnogo proizvodstvennogo ob'ekta» [Authorization of Federal Code of Industrial Safety: General requirements to substantiation of hazard object safety. Rostekhandzor Decree No. 306 dated July 15, 2013]. [In Russ].

3.                       Committee for the Prevention of Disasters (CPD). Guidelines for Quantitative Risk Assessment: «Purple Book». CPR 18E. The Hague: CPD, 1999. - 240 p.

4.                       Prikaz Rostekhnadzora ot 05.06.2017 № 192 «Ob utverzhdenii Rukovodstva po bezopasnosti «Metodicheskie rekomendacii po provedeniyu analiza opasnostey i otsenki riska avariy na ugolnih shahtah». [Authorization of Safety Guide: Methodological recommendations for conducting hazard analysis and risk assessment of accidents at coal mines. Rostekhnadzor Decree No. 192 dated May 06, 2017]. [In Russ].

5.                       Aynbinder I. I., Kaplunov D. R. Risk-based approach to selection of deep-level mining technology. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull., 2019; 4:5-19. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-5-19.

6.                       Dudko K. L., Shikanov A. I. Prediction procedure of rock bursts in mines. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2015, no 4 (110), pp. 3—9. [In Russ].

7.                       Lovchikov A. V. Difference in rock burst hazards in metal and coal mines. Fundamental'nye i prikladnye voprosy gornykh nauk. 2017. Vol. 4, no 2, pp. 105—111. [In Russ].

8.                       Postanovlenie Gosgortehnadzor ot 11.08.00 № 45 «Metodicheskie rekomendacii po kvalifikacii avariy i incidentov na opasnykh proizvodstvennykh ob'ektakh gornorudnoy promyshlennosti i podzemnogo stroitel’stva. RD 06-376-00». [Approved of Gosgortekhnadzor of Russia of November 08 2000 «Guidelines for the classification of accidents and incidents at hazardous production facilities of the mining industry and underground construction»]. [In Russ].

9.                       Pelipenko M. V., Balovtsev S. V., Aynbinder I. I. Integrated accident risk assessment in mines. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019; (11):180-192. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019- 11-0-180-192.

10.                    Alymov V. T., Tarasova N. P. Tekhnogennyy risk: Analiz i otsenka [Anthropogenic risk: Analysis and assessment], Moscow, IKTS «Akademkniga». 2004. 118 p.

11.                    Prikaz Rostekhnadzora ot 11.04.2016 № 144 «Ob utverzhdenii Rukovodstva po bezopasnosti «Metodicheskie osnovy po provedeniyu analiza opasnostey i otsenki riska avariy na opasnykh proizvodstvennykh ob'ektakh» [Authorization of Safety Manual: Procedures for hazard analysis and accident risk assessment at hazardous production objects. Rostekhnadzor Decree No. 144 dated Apr 11, 2016]. [In Russ].

12.                    Kazikaev D. M., Kozyrev A. A., Kaspar'yan E. V., Iofis M. A. Upravlenie geomekhanicheskimi protsessami pri razrabotke mestorozhdeniy poleznykh iskopaemykh: Uchebnoe posobie [Management of geomechanical processes in the development of mineral deposits. Educational aid], Moscow, Izd-vo «Gornaya kniga», 2016.

13.                    Belkhiri L., Narany T. S. Using multivariate statistical analysis, geostatistical techniques and structural equation modeling to identify spatial variability of Groundwater quality // Water Resources Management. 2015. Vol. 29, Iss. 6. pp. 2073—2089.

14.                    Voskoboynikov Y. E. Econometrics in Excel. Part 1 (paired and multiple regression analysis): studies. handbook / / Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2015. 156 p.

15.                    Kabanov E.I. The Method of the Comprehensive Assessment and the Forecast of the Occupational Risk of Injury to Coal Mine Personnel during Methane and Dust Explosions: Dis. ... candidate of Engineering science: 05.26.01 / Kabanov Evgenii Igorevich. - Saint Petersburg, 2018. - 159 p.

16.                    Derevyashkin I.V., Kuzina A.V., Spiridonov V.P. Analytical review of the statistical data about the reasons for the surface subsidence at potash mine yards and efficiency of applied protection measures from the mine flooding. Marksheyderiya i nedropol’zovaniye [Mine survey and subsoil use]. 2017. no. 6 (92). Pp. 37—40 [In Russ].

17.                    Zubov V. P., Smychnik A. D. Flooding risk reduction due to ground water inrush in potash mines. Zapiski Gornogo instituta. 2015. Vol. 215, pp. 29—37. [In Russ].

18.                    Aliev M.M., Karimova N.G., Gilyazova S.R. Nonlinear mohr-coulomb criterion. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2015; (7):226-231. [In Russ].

19.                    Filin A. E., Zinovieva O. M., Kolesnikova L. A., Merkulova A. M. Prospects of safety control in combination of mining and metallurgy industries. Eurasian Mining. 2018. No. 1. pp. 31—34. DOI: 10.17580/em.2018.01.07.

20.                    Kostarev S. N., Sereda T. G., Lapaeva N. A. Development of automated system monitoring systems to reduce the risk of mine flooding the second solikamsk potash mining department. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Bezopasnost' i upravlenie riskami. 2015, no 3, pp. 94—102. [In Russ].

21.                    Prikaz MCHS RF ot 10.07.2009 № 404 «Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnyh velichin pozharnogo riska na proizvodstvennyh ob"ektah» [Order of the Ministry of Emergencies of the Russian Federation of July 10, 2009 № 404 "On approval of the methodology for determining the calculated values of fire risk at production facilities"]. [In Russ].

22.                    Prikaz MCHS RF ot 30.06.2009 № 382 «Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnyh velichin pozharnogo riska v zdaniyah, sooruzheniyah i stroeniyah razlichnyh klassov funkcional'noj pozharnoj opasnosti» [Order of Emercom of Russian Federation of June 30 2009 No. 382 "Methodology for fire risk determining in buildings and structures of different fire danger"]. [In Russ].

---

[1] напр. для горного удара факторами является глубина опасности по горным ударам, фактическая глубина разработки, наличие защитных пластов, способы разгрузки массива, вил мониторинга напряженного состояния массива и проч [6,7].