нефть и нефтепродукты риски

СПБГУАП 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].