Постановка задачи. 1. Дать определение запроектной аварии
1. Дать определение запроектной аварии.
Шахта «Карелия» является сверхкатегорной.
Таблица №1. Классификация шахт по метану.
| Относительная метанообильность м3/т | Категории |
| до 5 | I |
| 5-10 | II |
| 10-15 | II |
| >15 | Сверхкатегорные, опасные по внезапным выбросам |
2. Разрабатывает угольный пласт мощностью 2,8 метра сплошной системой разработки с полным обрушением кровли механизированным комплексом КМ-52. Длина лавы 168 м. Суточная добыча с одной лавы 2,8 тысячи тон. Удельный вес угля 800 кг/м3. В угольном пласте встречаются локальные вкрапления серного колчедана, количество которого по данным обогатительной фабрики составляет 840 тон в месяц. Рабочий орган комбайна 0,63 метра. В среднем отрабатывается 16 полос по всей высоте пласта. Шахта работает 5 дней в неделю 2 смены по 6 часов. На шахте действует система автоматизированного контроля за содержанием метана. При скоплении метана больше ПДК по объёму срабатывает сигнальная система и работы в лаве прекращаются.
Таблица №2. Предельное содержание метана в рудничной атмосфере
| Вентиляционная струя | % СН4 |
| Исходящая из очистных забоев, тупиковых выработок, камер. | Не более 1% |
| Исходящая из крыла шахты | <0,75% |
| Поступающая на рабочие места | <0,5% |
| Местные скопления | <2% |
| Смесительные камеры | <2% |
| Газоотводящие трубопроводы | <3,5% |
| Дегазационные трубопроводы | >2,5% или <3,5% |
Отказы системы наблюдаются главным образом из-за человеческого фактора: шахтёры с целью увеличения добычи выводят датчики из строя.
За рассматриваемый период (1 год) общее количество остановок из-за срабатывания системы защиты составила 140 раз. При этом зафиксированные случаи вывода датчика из строя составило 35 раз, причем вероятность того, что в момент отключения датчика скопление метана в лаве превышало допустимый предел равна 0,8. Зафиксированное количество локальных взрывов в шахте за всё время её существования (42 года) составило 7 раз.
Определить:
1. Вероятность взрыва метана в шахте в течение рабочей смены при двухсменном и трёхсменном режиме работы в случае совпадения трёх событий:
· Искры от встречи рабочего органа комбайна с колчеданом.
· Принудительные отключения автоматики
· Скопление метана больше ПДК.
2. Оценить риск взрыва по сравнению с приемлемым в нашей стране.
Решение:
1.Запроектная авария – авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями или сопровождающаяся по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности, реализации ошибочных решений персонала, которые могут привести к тяжелым последствиям.
2.Объем угля, добываемого в сутки:
(м3), где
L – длина лавы, m – мощность пласта, n – количество отрабатываемых полос, Вз – ширина захвата
3. Суточная добыча с 1 лавы:
кг=3793,31 тонн угля
4. Масса угля, добываемого в 1 смену при 2-х сменном режиме работы:
кг (=1896,65 тонн/смену)
5. Масса угля, добываемого в 1 смену при 3-х сменном режиме работы:
кг (=1264,44 тонн/смену)
6. Количество колчедана за одну смену при 2-х сменном режиме работы:
тонн/смену
7. Количество колчедана за одну смену при 3-х сменном режиме работы:
тонн/смену
8. Вероятность образования искры от встречи рабочего органа комбайна с колчеданом при 2-х сменном режиме работы:
9. Вероятность образования искры от встречи рабочего органа комбайна с колчеданом при 3-х сменном режиме работы:
10. Вероятность принудительного отключения автоматики при 2-х сменном режиме работы:
11. Вероятность принудительного отключения автоматики при 3-х сменном режиме работы:
12. Найдем общее число срабатывания системы за год при скоплении метана выше ПДК:
13. Вероятность скопления метана выше ПДК при 2-х сменном режиме работы:
14. Вероятность скопления метана выше ПДК при 3-х сменном режиме работы:
15. Вероятность взрыва метана в шахте в течение рабочей смены, при 2-х сменном режиме работы в случае совпадения 3-х событий:
16. Вероятность взрыва метана в шахте в течение рабочей смены, при 3-х сменном режиме работы в случае совпадения 3-х событий:
17. Найдем фактический риск, который имел место за время существования шахты при 2-х сменном режиме работы:
18. Найдем фактический риск, который имел место за время существования шахты при 3-х сменном режиме работы:
Оценим риск взрыва по сравнению с приемлемым в нашей стране
Приемлемый риск в нашей стране составляет 10-6. Риск взрыва при 2-х сменном режиме работы равен 0,000232, а при 3-х сменном равен 0,000154, т.е. превышает приемлемый риск в 232 раза в первом случае и в 154 во втором. Это свидетельствует, что данная шахта является не пригодной по риску взрыва для проведения работ.
Для снижения в дальнейшем риска взрыва на шахте в первую очередь надо исключить вероятность принудительного отключения автоматики, поскольку вероятность искры от встречи рабочего органа комбайна с колчеданом и скопления метана выше ПДК уменьшить практически невозможно из-за природных условий залегания угля.