нефть и нефтепродукты риски
.pdfСПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Освоению, развитию и укреплению Дальневосточного региона в последнее время уделяется особое внимание. Приоритетная и стратегическая значимость региона подтверждается Государственной программой «Социально-
экономическое развитие Дальнего Востока и Байкальского региона», утвержден-
ной в 2013 году [24].
Развитие территории невозможно без опережающего развития транспортной со-
ставляющей. Железнодорожный транспорт является ведущим по значимости и объему перевозок в регионе, на его долю приходится около 90% грузооборота [11].
Основными грузами, перевозимыми на Дальневосточной железной дороге
(ДВостЖД), а это более 40% от общего объема, являются нефть и нефтепродукты
(ННП). Из этого числа собственной погрузки 25% (более10,8 млн. тонн в 2013 г.) [82].
Планами развития региона предполагается в разы увеличение грузопотока [24].
ННП по железной дороге, в основном, перевозятся в вагон – цистернах. Парк цистерн характеризуется большим процентом изношенности.
Из сравнительного анализа видно, что ДВостЖД занимает лидирующее положе-
ние по количеству инцидентов с перевозкой опасных грузов по сети железных дорог.
Свыше 90% от общего количества происшествий связано с перевозкой ННП, которые,
в соответствии с международными требованиями классификации веществ и изде-
лий, по характеру опасных свойств относятся к третьему классу "Легковоспламе-
няющиеся жидкости"[99].
Более 40% происшествий из этого числа связано с эксплуатацией цистерн с превышением нормативного срока службы. Из-за изношенности парка цистерн и не-
возможности единовременно вывести из эксплуатации цистерны с продленным сроком службы, тенденция к увеличению рисков чрезвычайных ситуаций (ЧС) будет только нарастать. Парк цистерн, используемый на сети для перевозки нефти и нефтепро-
дуктов (более 275 тыс. единиц) - в настоящее время является приватным, что ус-
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
5
ложняет контроль за соответствием нормативным требованиям используемых транспортных средств [100].
Дальневосточный регион имеет уникальную по составу и значимости флору и фауну. На территории Дальневосточного региона расположены нерестовые реки ценных промысловых рыб, насчитывается 174 вида редких и исчезающих живот-
ных, занесенных в Красную книгу МСОП, Красную книгу РФ, а так же эндемиков Дальнего Востока [92], 138 видов растений, занесенных в Красную книгу РФ и
261 вид эндемиков [39].
Специфика региона связана с наличием большого количества особо охраняемых природных территорий (ООПТ) [83] и пересечением с многочисленными водными объектами. Эти факторы значительно увеличивают риски возникновения ЧС. Любой факт попадания нефти и нефтепродуктов в водоохранную зону водных объектов,
вызванный аварийным разливом, вне зависимости от объема, относится к чрезвы-
чайной ситуации [78].
Уникальность территории, через которую проходит железная дорога, и риск необратимых последствий требует особого внимания к задаче обеспечения безо-
пасности перевозок, включая вопросы охраны окружающей природной среды.
Поскольку статистические данные указывают на высокий уровень и тен-
денцию к увеличению ЧС с перевозкой ННП, актуальным является разработка и применение новых методов и средств, обеспечивающих минимизацию рисков. В
условиях ограниченности материальных ресурсов особенно важными являются меры по предупреждению ЧС и организации эффективного комплекса ответных мер по ликвидации последствий.
Одним из направлений решения этой задачи является ранжирование терри-
тории влияния железной дороги по степени восприимчивости к воздействию опасности. Вопросы районирования и зонирования железной дороги в аспекте риска ЧС рассмотрены в работах [119, 120, 55]. Такой подход требует дальнейше-
го изучения и развития в аспекте более точной ситуационной привязки к терри-
тории инцидента с учетом региональных особенностей.
Задачи, решаемые в диссертации актуальны и значимы еще в связи с тем, что они
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
6
относятся к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ и критических технологий РФ (раздел «Технологии предупреждения и ликвидации чрез-
вычайных ситуаций природного и техногенного характера») [75].
Степень разработанности проблемы. Проблемам обеспечения безопасности функционирования железнодорожного транспорта посвящены труды российских уче-
ных: Красковского А.Е., Куклева Е.А., Лисенкова В.М., Лисютина А.М., Мартынюка И.В., Медведева В.И., Пономарева В.М., Тесленко И.О., Феоктистова В.П., Филиппо-
ва В.Н., Хохлова А.А., Христолюбова А.В., Чернякова С.В., Шевченко А.И., Шеван-
дина М.А. и др., в которых рассмотрена теоретическая основа и практические подходы в решении вопроса.
Цель работы заключается в снижении рисков ЧС при перевозке ННП желез-
нодорожным транспортом в Дальневосточном регионе путем применения комплекса мероприятий, для чего поставлены следующие задачи:
– сделать статистический анализ инцидентов с перевозкой ННП на Дальнево-
сточной железной дороге с выявлением основных причин происшествий и определени-
ем возможных путей их снижения;
–разработать методику и алгоритмы ранжирования уязвимостей зоны влияния железной дороги в Дальневосточном регионе;
–обосновать и разработать технические мероприятия и устройства для преду-
преждения и ликвидации разливов ННП при перевозке железнодорожным транспортом;
– рассмотреть вопрос нормализации эксплуатационных показателей земляного полотна железнодорожного пути применением биологически активных композиций
(БАК);
– разработать методику получения эффективных сорбентов в мобильных ком-
плексах для ликвидации ЧС с разливами ННП;
– разработать методические рекомендации по снижению рисков ЧС при орга-
низации перевозок опасных грузов (ОГ) железнодорожным транспортом на основе применения комплекса: «геоинформационная система (ГИС) – электронная карта уязвимостей».
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
7
Общая методика исследований основана на применении методов математиче-
ского и статистического анализа, экспертных оценок и применении системного подхода в оценке безопасности.
Объектом исследования являются уязвимости, возникающие при перевозке ННП в Дальневосточном регионе.
Предметом исследования являются средства и способы предупреждения и мини-
мизации последствий (ЧС), связанных с перевозкой ННП в Дальневосточном регионе.
Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следую-
щем:
-На основе системного анализа определены критерии минимизации ЧС с ННП в Дальневосточном регионе, обоснована необходимость разработки новых технических устройств для реализации поставленной цели.
-Доказана возможность «точечного» ранжирования уязвимостей зоны влияния железной дороги на основе применения комплексных территориальных коэффициентов
иединичных матриц уязвимостей.
-Разработан алгоритм кластеризации уязвимостей зоны влияния железной дороги с последующим ранжированием и визуализацией по степени уязвимости ячеек матрицы.
-Обоснована методика снижения времени принятия решений при ЧС с перевоз-
кой ННП на основе применения комплекса «ГИС – электронная карта уязвимостей зоны
влияния железной дороги».
Практическая ценность работы:
– разработан и предложен к применению вкладыш в цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов, обеспечивающий предотвращение протечек и снижение за-
грязняющего влияния на окружающую среду;
–разработано и запатентовано мобильное устройство для ликвидации разливов нефти посредством применения и утилизации сорбентов, повышающее эффективность работ;
–разработана и защищена патентом установка по производству экономичных уг-
леродных сорбентов из некондиционного зерна, снижающая себестоимость работ.
– разработаны рекомендации по нормализации эксплуатационных показателей
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
8
земляного полотна железнодорожного пути с применением устройства по нанесению БАК;
– разработана и использована в учебном процессе методика ранжирования уязви-
мостей зоны влияния железной дороги на основе применения матриц уязвимостей и кла-
стерного анализа;
– предложены рекомендации по оперативному реагированию на ЧС с опас-
ными грузами на железной дороге путем применения комплекса «ГИС - электронная карта уязвимостей».
Реализация и внедрение результатов работы. Аналитические выводы и мето-
дические разработки диссертационной работы использованы при подготовке курса по повышению квалификации работников ДВостЖД в Институте дополнительного обра-
зования ДВГУПС, в учебном процессе подготовки бакалавров направления «Техно-
сферная безопасность» ДВГУПС и кафедры «Инженерные системы и техносферная безопасность» ТОГУ. Разработаны и одобрены практические рекомендации по миними-
зации ЧС с ОГ на ДВостЖД.
Достоверность результатов, выводов и рекомендаций подтверждается приня-
той методологией исследования с применением апробированных научных методов, со-
гласованностью с результатами научных исследований других авторов. Предлагаемые методические рекомендации и технические решения обоснованы применением факти-
ческих статистических данных по количеству ЧС, связанных с перевозками нефти на ДВостЖД. Выводы основаны на корректном применении теории рисков, теории управления рисками, математической статистики и нормативных документов. Техни-
ческие разработки подтверждены патентами РФ.
Основные положения, выносимые на защиту:
– Методика повышения эффективности управления и принятия решений в ЧС путем создания комплекса «ГИС – электронная карта уязвимостей территории влияния железной дороги».
– Предупреждение и снижение рисков ЧС при перевозке нефти и нефте-
продуктов в зоне влияния железной дороги при помощи новых технических ре-
шений в Дальневосточном регионе.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
9
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладыва-
лись и обсуждались и получили положительную оценку на следующих научных
конференциях:
–Всероссийская научно-практическая конференция ДВГУПС «Научно-
технические проблемы транспорта», 21-23 апреля 2010 г., Хабаровск;
–Всероссийская научно-практическая конференция «Транспорт-2010», 2010 г., Ростов-на-Дону;
–Международная научно-практическая конференции «ТЭБТРАНС 2010»,
16-18 ноября 2010 г. Санкт-Петербург;
–IV международный геотехнический симпозиум «Превентивные меры по уменьшению природных и техногенных бедствий», 26-29 июля 2011 г., Хабаровск;
–Всероссийская молодежная конференция «Научно-технические пробле-
мы транспорта, промышленности и образования», 10-13 апреля 2012 г., Хаба-
ровск;
–Всероссийская научно-практическая конференция ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки «Наука университета – новации производства», 10-12 октября 2012 г., Хабаровск;
–Всероссийская молодежная научно-практическая конференция с между-
народным участием «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран
АТР в XXI веке», 23-25 апреля 2013 г., Хабаровск;
–Всероссийская научно-практическая конференция творческой молодежи
смеждународным участием «Научно-техническое и экономическое сотрудниче-
ство стран АТР в XXI веке», 23-25 апреля 2014 г., Хабаровск;
–III Международная научно-практическая конференция в рамках форума
«Безопасность и связь», 27-28 февраля 2014 г., Казань;
– IV Международная научно-практическая конференция «Современные концепции научных исследований», 25 июля 2014 г., Москва.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ:
4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК; 3 патента в официальных бюллете-
нях Роспатента; 11статей в журналах и сборниках докладов.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
10
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения,
библиографического списка и приложений. Библиографический список включает
145 наименований, общий объем работы составляет 155 страниц, включая 7
таблиц и 29 рисунков.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
11
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ РИСКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В ДАЛЬНЕВОСТОЧНОМ РЕГИОНЕ
1.1 Развитие транспортной инфраструктуры на Дальнем Востоке и вопрос обеспечения безопасности перевозок
Развитию Дальнего Востока и его транспортной составляющей в последнее время уделяется приоритетное внимание. Специфика региона - огромная его про-
тяженность, суровость климата и вечная мерзлота на большей части территории.
Занимая значительную часть территории Российской Федерации, Дальний Восток имеет недостаточно развитую транспортную сеть. Фактически основной объём перевозок осуществляет сильно перегруженные железные дороги - Транс-
сиб и БАМ, обеспечивающие выход к морским портам Приморского и Хабаров-
ского края [115].
Эксплуатационная длина железнодорожных путей общего пользования со-
ставляет 13,8 процента эксплуатационной длины всех железных дорог Российской Федерации, а плотность железнодорожных путей общего пользования в расчете на 10 тыс. кв. км в 3,6 раза меньше, чем в среднем по стране [24].
Основные транспортные артерии Дальнего Востока и Байкальского региона требуют усиления и развития, поскольку в настоящее время до 90 процентов их направлений работает с критическим уровнем загрузки, прежде всего на подходах к портам, крупным промышленным районам и новым месторождениям [51].
Ввиду того, что на современном этапе наблюдаются общие тенденции в ор-
ганизации перевозок опасных грузов именно железнодорожным транспортом
(ЖДТ), предполагается обеспечить опережающее развитие опорной транспортной сети на территории нового освоения Дальнего Востока и Байкальского региона, в
том числе в северо-восточной части Дальневосточного федерального округа [24].
В связи с увеличением объемов перевозок опасных грузов, а также видов перевозимых веществ по железной дороге регионе возникает ряд серьезных про-
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
12
блем с точки зрения безопасности для окружающей среды и здоровья человека.
Требования к безопасности постоянно ужесточаются. Но даже при ужесто-
чении мер и правил перевозок различных опасных грузов все же происходит кон-
такт вредных веществ с окружающей природной средой с причинением ущерба.
Основными причинами возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) на ЖДТ в Дальневосточном регионе России являются недопустимо высокий уровень износа основных производственных фондов, эксплуатационные ошибки и нера-
циональное размещение производительных сил, приведшее к концентрации про-
изводств повышенного риска на небольших площадях вблизи от крупных насе-
ленных пунктов и охраняемых природных территорий [51] .
Государственной Программой предусматривается организация зон опере-
жающего развития Забайкалья и Дальнего Востока. Предполагается, что развитие транспортной инфраструктуры станет условием для формирования таких зон и территории в целом. В связи с этим планируется существенно увеличить объем грузоперевозок, в том числе опасных грузов. В этом контексте необходимо отме-
тить, что эксплуатация существующих дорог и строительство новых требует осо-
бого внимания к обеспечению безопасности перевозок.
Спецификой региона является то, что Дальневосточный Восток имеет уни-
кальную и очень ранимую экосистему. Географической особенностью располо-
жения железной дороги является сопряжение железнодорожных линий с много-
численными водными объектами, охраняемыми природными территориями и расположение вблизи населенных пунктов, что существенно повышает риски ЧС.
Вопросы обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте являются одними из наиболее приоритетных в обеспечении развития транспортной сферы в Рос-
сийской федерации (РФ). Концепция транспортной безопасности в РФ [23] основана на принципе допустимых рисков и описывается формулой «настолько низко, насколько возможно». На реализацию такого подхода в вопросах обеспечения безопасности железнодорожного транспорта в Российской Федерации (РФ) направлен целый ряд законодательных актов и нормативных документов.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
13
Основополагающими документами являются: Федеральный закон "О железнодорожном транспорте в Российской Федерации [63], Федеральный закон "О транспортной безопасности"[68], Федеральный закон «О техническом регулировании» [71].
Для реализации задач по снижению рисков была принята Федеральная целевая программа «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в российской федерации до 2015 года» [124].
Развитие мер по совершенствованию системы безопасности на железнодорожном транспорте предусматривает Стратегия развития РЖД до 2030 года [116], в которой, в частности, определены задачи: модернизация и ведение баз данных по оценке уязвимости категорированных объектов; паспортизация категорированных объектов; эксплуатация, техническая поддержка и модернизация единой государственной информационной системы обеспечения транспортной безопасности в части железнодорожного транспорта; оснащение объектов железнодорожного транспорта техническими средствами защиты [116].
Подход и общие правила управления рисками на железнодорожном транспорте, связанными с функциональной безопасностью объектов инфраструктуры и подвижного состава устанавливает ГОСТ Р 54505-2011«Безопасность функциональная. Управление рисками на железнодорожном транспорте» [22].
Вопросы обеспечения безопасности населения и территорий при осуществлении деятельности с нефтью и нефтепродуктами регулируются постановлениями Правительства РФ от 21 августа 2000 г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» [70] и от 15 апреля 2002 г. № 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации» [65].
Опережающее развитие железнодорожной транспортной составляющей региона требует специальных опережающих мер по организации устойчивого функционирования транспорта и снижения рисков до нормативных величин [24].