 |
ооо “нтц спецпромгидротэк”
аналитический центр ростехнадзора
по ведению мониторинга технической безопасности
гидротехнических сооружений
______________________________________________
ОАО "АПАТИТ"
Обогатительный комплекс. АНОФ-2
реконструкция хвостохранилища до отметки 200 м
Расчет размера вреда,
который может быть причинен жизни,
здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварий на гидротехнических сооружениях
реконструируемого хвостохранилища
АНОФ-2 ОАО “Апатит”
Генеральный директор | |
г. Москва
2010 год
список исполнителей
Исполнительный директор |
Эксперт Удостоверение эксперта № 02 | |
Главный инженер |
Эксперт Удостоверение эксперта № 04 | |
Главный специалист |
Эксперт Удостоверение эксперта № 01 | |
Главный специалист | Эксперт Удостоверение эксперта № 05 |
оглавление
стр.
Введение…………………………………………………………………4
1. общая информация........................................................................ 5
1.1. Наименование владельца гидротехнических сооружений......... 5
1.2. Почтовый адрес, телефон, факс, банковские реквизиты............ 5
1.3. Наименование и реквизиты организации, выполнившей расчет размера вероятного вреда.................................................................................. 5
2. Общая характеристика гидротехнических
сооружений....................................................................................... 6
2.1. Природно-климатические, инженерно-геологические условия района расположения ГТС................................................................................ 6
2.2. Краткое описание гидротехнических сооружений........................ 9
3. Обоснование возможных сценариев возникновения и развития аварий.................................................................................................... 16
4. Расчет размера вероятного вреда в результате гидродинамической аварии..................................................... 21
Список использованных источников................................... 27
Приложения........................................................................................... 29
Приложение 1. Расчет зоны затопления при гидродинамической аварии на хвостохранилище
Приложение 2. Граница зон затопления в случае гидродинамической аварии на дамбах хвостохранилища
введение
Расчёт вероятного вреда в результате аварии на ГТС реконструируемого хвостохранилища АНОФ-2 ОАО “Апатит”, разработан ООО "НТЦ Спецпромгидротэк".
ООО "НТЦ Спецпромгидротэк" входит в перечень экспертных центров осуществляющих экспертизу декларации безопасности гидротехнических сооружений, а также уполномоченных осуществлять проверку правильности расчета размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения (приказ Ростехнадзора от 01.01.2001 г № 17).
ООО “НТЦ Спецпромгидротэк” имеет лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору России № ОО-ДЭ-001008 (ГМН) от 01.01.2001 г. предоставляющую право на осуществление деятельности по проведению экспертизы проектной документации, на разработку, строительство, расширение, реконструкцию, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта; на проведение экспертизы технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте; на проведение экспертизы зданий и сооружений на опасном производственном объекте, на проведение экспертизы деклараций промышленной безопасности; на проведение экспертизы иных документов, связанных с эксплуатацией опасных производственных объектов.
Расчёт вероятного вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии на гидротехнических сооружениях реконструируемого хвостохранилища АНОФ-2 ОАО “Апатит”, определяется в соответствии с "Методикой определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения", которая согласована Минэкономразвития России и утверждена совместным приказом МЧС России и Госгортехнадзором России от 01.01.01 года, № 000/175.
1.Общая информация
1.1. Наименование владельца гидротехнических сооружений
Открытое акционерное общество "Апатит" (ОАО "Апатит")
1.2. Почтовый адрес, телефон, факс, банковские реквизиты.
Адрес: Россия, г. Кировск, Мурманской обл.,
ул. Ленинградская, дом 1.
Телефон: (815, 35202, 55590.
Факс: (0
Банковские реквизиты:
расчетный счет в Мурманском ОСБ № 000,
г. Мурманск
кор/счет
1.3. Наименование и реквизиты организации, выполнившей расчет размера вероятного вреда.
Общество с ограниченной ответственностью
"НТЦ Спецпромгидротэк".
Юридический адрес: г. Москва, Комсомольский проспект,
д. 42, строение 2.
Почтовый адрес: Москва, Г-48, а/я 106
Телефон: (4
Рас/счет №
в Сбербанке России Вернадское отд. № 000
Кор. счет №
2.Общая характеристика гидротехнических сооружений
2.1.Природно-климатические и инженерно-геологические условия района расположения гидротехнических сооружений
Климатические условия района расположения хвостохранилища характеризуются относительно теплыми осенью и зимой, довольно прохладным летом и весной. Климат отличается неустойчивой погодой, резкой изменчивостью, вызываемой частой сменой воздушных масс, перемещением циклонов и фронтов.
Cредняя многолетняя температура воздуха - минус 0,4°С, максимальная абсолютная температура 31,3°С, минимальная - минус 48°С, амплитуда колебания температур около 80°С.
Наиболее теплым месяцем является июль, со среднемесячной температурой 14,4°С, наиболее холодным – февраль со среднемесячной температурой минус 13,5°С и абсолютным минимумом минус 36,6°С.
Переход от отрицательных температур к устойчивым положительным температурам происходит в 3-й декаде апреля, переход от положительных температур к отрицательным температурам в 3-й декаде октября месяца.
Средняя высота снежного покрова в районе хвостохранилища за зиму достигает 0,62 м (март-апрель) с равномерным нарастанием толщины до марта месяца. В горных районах на участках, защищенных от ветра, высота снежного покрова достигает 5,0 м. Средняя глубина сезонного промерзания почвы 1,5 м, максимальная глубина 2,0 м.
Господствующие ветры северо-западного и юго-восточного направлений (вдоль озера Имандра). По временам года господствующими ветрами являются: зимой юго-восточные и западные, а летом северо-восточные и северо-западные. Среднегодовые скорости ветра изменяются от 3,3 до 4,5 м/сек и не имеют заметных отклонений по времени года, максимальные скорости ветра достигают 28 м/сек.
Атмосферные осадки в районе распределены неравномерно: больше выпадает в горах, меньше в предгорьях, еще меньше в равнинах. Годовые суммы осадков составляют в среднем 447 мм, при колебаниях: максимум 529 мм и минимум 260 мм. Максимум осадков выпадает с июля по сентябрь, минимум зимой с января по март. Среднее число дней в году с осадками составляет %). Среднемесячное количество осадков колеблется от 17 мм в феврале до 64 мм в августе.
Особенностью гидрогеологических условий района является наличие микроартезианских бассейнов подземных вод, приуроченных к рыхлым отложениям межгорных или предгорных долин и конусам выноса, где формирование запасов происходит за счет атмосферных осадков.
Речные долины оказывают дренирующее воздействие на массивы и способствуют образованию зоны аэрации мощностью от нескольких метров до 400÷500 м – на водоразделах. Зона характеризуется сезонным обводнением пород. Ниже, в зоне постоянного водонасыщения, развиты два взаимосвязанных между собой водоносных комплекса: комплекс четвертичных отложений и комплекс кристаллических пород.
Питание водоносных пластов и комплексов происходит, в основном, за счет атмосферных осадков. Значительное количество атмосферных осадков при малом их испарении создает благоприятные условия для питания подземных вод.
В районе хвостохранилища АНОФ-2 наблюдается выход грунтовых вод на поверхность земли, что происходит в связи с дополнительным питанием горизонта, связанным с поступлением инфильтрационных и сточных вод отстойников.
Территория хвостохранилища АНОФ-2 представляет собой с точки зрения геологического строения зону развития метаморфизованных пород основного состава протерозойской свиты Имандра-Варзуга. С северо-запада через тектонический контакт примыкают щелочные сиениты Хибинского массива. Коренные породы перекрыты толщей четвертичных отложений и на дневную поверхность не выходят. Четвертичные отложения представлены комплексом ледниковых, озерно-ледниковых, озерных отложений, перекрытых на территории хвостохранилища техногенными насыпными и намывными грунтами. Моренные отложения Валдайского оледенения залегают на кристаллическом фундаменте и в пределах полосы дамб слагают берега и дно губы Белой озера Имандра. Литологически моренные отложения представлены зеленовато-серым гравелистым песком с галькой и валунами. Мощность морены 15÷20 м.
По изысканиям, выполненным под основания дамб хвостохранилища, геологическое строение грунтов следующее:
Основание дамбы №1 .
В самой глубокой части губы Белой:
с отметки дна 114,00 м залегали илы на глубину до 7,5 м;
на глубине 7,5 м до 10,0 м - пески мелкие и тонкозернистые, зеленовато–серые, плотные с прослойками гравелистых и средних песков;
с глубины 10 м - пески от пылеватых до гравелистых, от плотных до очень плотных, с содержанием крупнообломочного материала;
с отметки дна 123,40 м на глубину 8,8 м - гравийно–песчаные отложения с прослойками песков мелких и крупных с включением валунов; грунты слоистые, заиленные;
На остальной части губы Белой:
с отметки дна 114,60 м на глубину 25,2 м залегают пески преимущественно мелкие и тонкозернистые, плотные, зеленовато–серые с прослойками гравелистых и средних песков;
с глубины 25,2 м и ниже залегают пески от пылеватых до гравелистых, плотные и очень плотные, с содержанием крупнообломочного материала.
В береговой части губы Белой: залегают пески от пылеватых до гравелистых от плотных до очень плотных, с содержанием крупнообломочного материала.
Основание дамбы №4:
В местах пересечения дамбы с губой Белой:
с отметками дна 123,00÷124,00 м залегает песок пылеватый на глубину до 5 м;
на глубине от 5,0 м до 7,0 м – торф;
ниже - песок гравелистый.
На остальной части на глубину 10 м залегает гравийный грунт с прослойками песка пылеватого, ниже торф толщиной 1,0 м и далее гравийный грунт.
Основание дамбы №8:
В самой глубокой части:
с отметки 121,00 м залегают нефелиновые отложения толщиной 0,50÷0,80 м;
на глубину 3,0 м ― илы, подстилаемые песками мелкими толщиной 0,50 м и торфом толщиной 4,0 м;
ниже гравийный грунт.
На остальной части основания дамбы ниже илов залегают пески различной крупности от пылеватых до гравелистых с включением валунов до 20% (морена).
Основание дамб №12, №12а:
на глубине от 0,30 м до 1,5 м – моренный грунт по всей длине дамбы;
дальше разборная скала, начиная с глубины 1,20 м÷2,0 м.
Основание проектируемой спрямляющей дамбы:
Основанием проектируемой намывной спрямляющей ограждающей дамбы, организуемой внутри чаши хвостохранилища на расстоянии 400 м от существующей дамбы №1, являются намытые отложения из хвостов.
Ограждающие насыпные дамбы вторичного отстойника Сейд-озера.
В основании ограждающей дамбы №3 залегают следующие грунты:
на глубине 1,20 м залегают нефелиновые отложения;
ниже и по всей длине дамбы на глубине от 0,50 м до 3,0 м - слой песка мелкого с пылью желтовато-серого цвета, водонасыщенный, подстилаемый прослойками торфа;
далее залегают гравийно-галечниковые грунты с песчаным заполнителем пор и валунами.
В основании ограждающей дамбы №7 залегают следующие грунты:
торф на глубине 0,80 м÷1,0 м;
на участке длиной 50 м с отметками дна 128,00 м - нефелиновые отложения высотой 0,90 м;
далее и на всей остальной длине дамбы (110 м) залегают гравийно-галечниковые грунты с песчаным заполнителем пор и валунами.
В основании открытого шандорного водосброса на дамбе №7 и канала гравийно–галечниковый грунт с песчаным заполнителем пор и валунами.
В основании ограждающей дамбы №6 залегают следующие грунты:
по всей длине дамбы на глубину 1,50÷3,0 м залегают нефелиновые отложения;
с отметки 124,00 м слои торфа толщиной до 1,50 м чередуются со слоями оторфованных мелкозернистых песков до 2,0 м, мелкозернистых песков от 0,5 м до 6,5 м и илов толщиной до 2,5 м;
глубже с отметки 117,00 м ― морена.
Хвостохранилище АНОФ-2 расположено в районе опасных природных процессов средней сейсмической интенсивности. Максимальная расчетная сейсмическая интенсивность района расположения хвостохранилища – 7 баллов.
2.2. Краткая характеристика гидротехнических сооружений
Действующее хвостохранилище АНОФ-2 расположено в губе Белой озера Имандра на расстоянии 8,1 км от промплощадки АНОФ-2 и предназначено для складирования хвостов после обогащения апатито-нефелиновой руды обогатительной фабрики №2 (АНОФ-2) и золошлаковых отходов Апатитской ТЭЦ (АТЭЦ).
В состав гидротехнических сооружений АНОФ-2 ОАО "Апатит" входят:
- ограждающая дамба, образующая емкость хвостохранилища;
- сооружения системы гидротранспорта и складирования хвостов;
- сооружения системы оборотного водоснабжения;
- сооружения системы дренажа и водоотведения;
- сооружения вторичного отстойника и аварийной ёмкости.
Первоначальная емкость хвостохранилища образована отдельными насыпными первичными дамбами №№1;4;8;12;12а, отделяющими часть губы Белая озера Имандра, и балочную сеть с водотоками. Дальнейшее наращивание дамб осуществлялось намывным способом, по мере наращивания дамбы сомкнулись и в настоящее время емкость хвостохранилища ограждена по всему периметру. Завершается этап заполнения емкости до проектной отметки 180,00 м. По максимальной высоте, равной 69,4 м (в районе озера Имандра), существующая дамба относится к 1 классу ГТС. По местоположению хвостохранилище равнинного типа, по способу заполнения намывного типа.
Складируемые отходы – отвальные хвосты АНОФ-2, в соответствии с критериями отнесения отходов к классу опасности для окружающей природной среды относятся к V классу опасности ― практически неопасные отходы.
Вторичный отстойник организован в Сейд-озере, расположен за хвостохранилищем, в стороне, противоположной оз. Имандра и предназначен для приема и дополнительного осветления дебалансной воды, отводимой из отстойного пруда хвостохранилища, с последующим сбросом в канал отвода р. Белой и затем в губу Белую оз. Имандра.
Аварийный бассейн – часть емкости, образованной во вторичном отстойнике путем отделения ее дамбой и служит для приема объема переливов пульпы ПНС №1 и ПНС №3. Сброс пульпы при аварийных ситуациях и переливы ее из зумпфов ПНС №1; ПНС №3 по аварийному коллектору поступают самотеком в аварийный бассейн. Для перекачки пульпы из аварийного бассейна в хвостохранилище в летний период используется плавучий земснаряд, насосная станция подкачки и подкачивающая пульпонасосной станция, расположенная у дамбы №8.
Сооружения системы дренажа и водоотведения предназначены для отвода в оз. Имандра воды, профильтровавшейся через тело дамбы, поверхностного стока с низового откоса намывной дамбы, и отвода естественного стока рек от чаши хвостохранилища.
Проектной документацией, разработанной инжиниринг» в 2010 году, предусматривается наращивание действующего хвостохранилища АНОФ-2 до отметки 200,00 м, максимальная высота ограждающей дамбы на конечной отметке заполнения 200,00 м составит 89,4 м.
Проектной документацией предусматривается в чаше хвостохранилища строительство намывным способом спрямляющей дамбы, что позволит сократить длину фронта намыва и перекладки пульповодов, уменьшить объем фильтрационных вод, поступающих в озеро Имандра.
Проектной документацией для организации отвода осветленной воды из пруда и регулирования уровня в отстойном пруде хвостохранилища предусматривается наращивание существующих водоприемных колодцев ВК-4;5, ВК-6;7.
Дамбы хвостохранилища:
Дамба №1: первичная дамба была отсыпана в губе Белой оз. Имандра из скального грунта и с экраном из морены. Грунт отсыпался в озеро с отметки 114,00 м. Параметры первичной дамбы: отметка гребня 131,00 м, ширина по гребню 12,0 м, заложение верхового откоса 1:4, низового 1:6. В нижнем бьефе первичной дамбы – дренажная канава и озеро. Дальнейшее наращивание дамбы производилось намывным способом путем последовательного строительства дамб обвалования (ярусов наращивания) на отложения хвостов замытого яруса и дальнейшим намывом хвостов по ярусам. На конец 2009 года: отметка гребня дамбы 179,90÷180,50 м, ширина по гребню 10÷15 м, длина по гребню дамбы 4,65 км, максимальная высота дамбы – 69,40 м, заложение низового откоса (генеральный уклон) до отметки дамбы 170,00 м – 1:3,5, выше – 1:4. Максимальная отметка намытых хвостов у верхового откоса дамбы обвалования 180,00 м, средняя длина надводного пляжа 520,0 м.
Дамба №4: первичная дамба была отсыпана из песчано-гравийно-галечникового грунта. Параметры первичной дамбы: отметка гребня 130,00 м, ширина по гребню 5,0 м. В нижнем бьефе первичной дамбы устроена дренажная канава. Дальнейшее наращивание дамбы производилось намывным способом путем последовательного строительства дамб обвалования (ярусов наращивания) на отложения хвостов замытого яруса и дальнейшим намывом хвостов. На конец 2009 года: отметка гребня дамбы 180,50 м, ширина по гребню 11÷15 м, длина по гребню дамбы 1,90 км, максимальная высота 60,0 м, заложение низового откоса (генеральный уклон) – 1:4. Максимальная отметка намытых хвостов у верхового откоса дамбы обвалования 180,00 м, средняя длина надводного пляжа 590,0 м.
Дамба №8: первичная дамба была отсыпана из скального грунта. В основании дамбы хвосты, пески мелкие, пылеватые, илы, торф, гравелистый песок. Параметры первичной дамбы: отметка гребня 131,00 м, ширина по гребню 5,0 м. В нижнем бьефе первичной дамбы устроена дренажная канава и дренажная емкость. Дальнейшее наращивание дамбы производилось намывным способом. На конец 2009 года: отметка гребня дамбы 180,50 м, ширина по гребню 17÷19 м, длина по гребню дамбы 1,10 км, максимальная высота 56,5 м, заложение низового откоса –1:4. Максимальная отметка намытых хвостов у верхового откоса дамбы обвалования 180,00 м, средняя длина надводного пляжа 330,0 м.
Дамба №12: первичная дамба была отсыпана из мореного грунта с креплением откосов скальным грунтом. Параметры первичной дамбы: отметка гребня 146,00 м, ширина по гребню 5,0 м. В нижнем бьефе первичной дамбы устроена дренажная канава. Дальнейшее наращивание дамбы производилось намывным способом. На конец 2009 года: отметка гребня дамбы 180,50 м, ширина по гребню 17÷19 м, максимальная высота 34,6м, заложение низового откоса – 1:4. Максимальная отметка намытых хвостов у верхового откоса дамбы обвалования 180,00 м, средняя длина надводного пляжа 330,0 м.
Дамба №12а: первичная дамба была отсыпана из мореного грунта с креплением откосов скальным грунтом. Параметры первичной дамбы: отметка гребня 156,00 м, ширина по гребню 5,0 м. В нижнем бьефе первичной дамбы устроена дренажная канава. Дальнейшее наращивание дамбы производилось намывным способом. На конец 2009 года: отметка гребня дамбы 180,50 м, ширина по гребню 17÷19 м, длина по гребню 1,1 км, максимальная высота 24,7 м, заложение низового откоса – 1:4. Максимальная отметка намытых хвостов у верхового откоса дамбы обвалования 180,00 м, средняя длина надводного пляжа 280,0 м.
При наращивании хвостохранилища ограждающие дамбы сомкнулись по всему периметру, образуя в настоящее время единую дамбу, длиной 11,55 км. Низовой откос дамбы обсыпан скальным грунтом.
В проекте реконструкции предлагается возведение намывной спрямляющей дамбы с отметкой гребня 181,00 м, длиной 940 м, возводимой на территории пляжной зоны хвостохранилища на расстоянии 400м от дамбы №1. Возведение спрямляющей дамбы предлагается осуществлять намывным способом из хвостов, транспортируемых по распределительному пульповоду DN1200, оснащенному распределительными выпусками DN125. Проектные параметры первичной намывной спрямляющей дамбы: ширина по гребню дамбы 20 м, высота 4,5÷5,0 м, заложение верхового и низового откосов 1:50. Устройство спрямляющей дамбы позволит сократить длину фронта намыва и перекладки распределительного пульповода на 700 м.
Проект реконструкции намывной дамбы предусматривает наращивание намывной дамбы с отметки гребня намытых хвостов 180,00 м до отметки 200,00 м. Общая емкость хвостохранилища на конечной отметке заполнения составит 605,0 млн. м3, площадь 6,2 км2, максимальная высота ограждающей намывной дамбы составит 89,4 м.
Наращивание ограждающей дамбы хвостохранилища предлагается производить возведением дамб обвалования из хвостов пляжной зоны.
Общая высота дамбы обвалования 3,0÷3,5 м, на которую перекладывается распределительный пульповод DN600, обеспечивает складирование хвостов в течение 3÷4 лет эксплуатации. Ширину гребня дамб обвалования предлагается чередовать: 15,0 м и 10,0 м, при этом перекладку распределительных пульповодов необходимо производить на каждую дамбу обвалования.
Заложение низового откоса существующих намывных дамб хвостохранилища при наращивании до отметки 200,00 м составит 1:6, спрямляющей дамбы 1:5 при расчетном заложении 1:4.
Гидротранспорт хвостов из главного корпуса АНОФ-2 осуществляется двумя потоками. Основной объем пульпы из главного корпуса поступает непосредственно по хвостовым лоткам в зумпфы ПНС №1.
Часть хвостов контрольной флотации апатитового производства из главного корпуса самотеком поступает по пульповодам DN1000 в зумпфы ПНС №3.
Из ПНС №3 пульпа перекачивается насосом марки ГрТ4000/71 (один рабочий, два в резерве) по пульповодам 2DN1200 (один рабочий, один в резерве) в ПНС №2 (зумпф №1 КСХ), а затем на гидроциклоны. Пески гидроциклонов транспортируются самотеком в КПНК для получения нефелинового концентрата. Сливы гидроциклонов поступают в зумпфы пульпонасосной станции №1 по пульповоду DN1200.
В ПНС №1 установлено пять насосов марки ГрТ8000/71. Насосы соединены пятью нитками пульповодов DN1200 по схеме "тандем" с пятью насосами марки ГрТ8000/71 ПНС №2 (три в корпусе сгущения хвостов КСХ и два в корпусе получения нефелинового концентрата КПНК), расположенной на промплощадке ОФ.
Из ПНС №2 пульпа транспортируется по одной нитке магистральных пульповодов в ПНС №2а. В ПНС №2а установлено шесть насосов ГрТ8000/71:
два насоса, соединенные по схеме "тандем" с регулированием числа оборотов электродвигателя, могут транспортировать пульпу по правой нитке распределительных пульповодов на дальние участки намыва хвостохранилища (ПК66); предусмотрено регулирование числа оборотов электродвигателя второй ступени с использованием преобразователя частоты вращения двигателя СПЧРС-6000/400;
два насоса, также соединенные по схеме "тандем", с регулированием числа оборотов электродвигателя 2-ой ступени предназначены для транспортирования пульпы на дальние участки по левой нитке распределительных пульповодов;
два насоса работают в одну ступень при намыве на ближние участки дамбы хвостохранилища.
Из ПНС №2а пульпа по распределительным пульповодам 2DN1200 (левая и правая нитки) поступает на намыв дамбы хвостохранилища.
Заполнение емкости хвостохранилища производится по схеме от дамбы к пруду рассредоточенным способом. Намыв упорной призмы осуществляется из распределительных выпусков DN125, установленных через 12,0 м по длине распределительных пульповодов DN1200 (левая, правая нитки). Выпуски оборудованы шланговыми затворами и шлангами. Шламистая часть хвостов отводится через сосредоточенный сброс DN1200 за пределы упорной призмы, в отстойный пруд. Весь фронт складирования делится на карты намыва. Осуществляется последовательное передвижение карты намыва по периметру путем закрытия и открытия соответствующего количества выпусков по ходу движения потока пульпы.
Технические решения по реконструкции сооружений системы гидротранспорта хвостов включают:
— демонтаж двух насосных агрегатов ГрТ8000/71 в ПНС №1;
— демонтаж двух ниток пульповодов DN1200 от ПНС №1 до ПНС №2 (КСХ);
— демонтаж двух насосных агрегатов ГрТ8000/71 в ПНС №2 (КПНК);
— реконструкцию всасывающей и напорной линий насосов в ПНС №2 (КСХ), обеспечивающих работу каждого насоса в любую нитку магистральных пульповодов;
— демонтаж магистрального пульповода DN1200 верхней трассы от КПНК на участке от ПК16+30 до ПК73+08;
— демонтаж участка магистрального пульповода DN1400 нижней трассы от ПК0+28 до ПК20.
В состав сооружений оборотного водоснабжения входят:
водоприемные колодцы ВК-4;5, ВК-6;7 с водосбросным коллектором из стальных труб 2DN1400 в железобетонном кожухе на длине 3,3 км и стальных труб 2DN1длиной 4,698 км до насосной станции оборотной воды;
насосная станция оборотной воды оборудована водяными насосами в количестве 11 штук (2 рабочих), в том числе: ЦН в количестве 6 штук, ЦН в количестве 2 штук, Д 4000-95 в количестве 3 штук;
водоводы оборотной воды из 2-х ниток стальных труб DN1200 / 1400 (обе нитки рабочие) длиной 5,95 км от насосной оборотной воды до главного корпуса ОФ; водовод оборотной воды из 2-х ниток стальных труб DN500 длиной 1,0 км на гидроуплотнение насосов в ПНС №2а.
Отвод воды из хвостохранилища осуществляется через существующие водоприемные колодцы ВК-4;5 и ВК-6;7. Осветленная вода из отстойного пруда хвостохранилища через колодцы по водосбросному коллектору самотеком поступает в насосную станцию оборотной воды, откуда насосами по двум ниткам водоводов подается в резервуары оборотной воды, расположенные на промплощадке ОФ и на гидроуплотнение насосов в ПНС №2а. Излишки воды (дебалансная вода) сбрасываются по трубопроводу DN1200 во вторичный отстойник. В водовод DN1200 перед сбросом подается коагулянт ВПК-402 для дополнительного осветления и осаждения взвесей.
Для забора воды из отстойного пруда при реконструкции хвостохранилища до отметки 200,00 м проектной документацией предлагается нарастить существующие водоприемные колодцы ВК-4;5 и ВК-6;7. Наращивание водоприемных колодцев ВК-4;5, ВК-6;7 предлагается выполнить на высоту 10 м до отметки 200,00 м при достижении уровня воды в отстойном пруде хвостохранилища отметки 187,00 м.
Существующие сооружения системы водоотведения и дренажа:
¾ сооружения вторичного отстойника;
¾ дренажные канавы у подножья низовых откосов первичных дамб №№4; 8;12;12а по периметру хвостохранилища и водоводы из двух стальных труб DN1000 для перепуска воды из дренажных канав;
¾ водоперепускные трубы 2DN500 для отвода воды из дренажной канавы дамбы № 4 во вторичный отстойник
¾ канал отвода реки Белой в губу Белую оз. Имандра;
¾ каналы №1 и №2 для отвода стока ручьев выше и ниже железной дороги Мурманск―Санкт-Петербург в оз. Имандра и в канал отвода р. Белой;
¾ насосная станция перекачки поверхностного стока на р. Диссидент в канал отвода стока, оборудована насосами марки «Flygt» (4 шт.).
Во вторичный отстойник кроме излишков воды (дебалансных вод хвостохранилища) поступают фильтрационные воды дамб №4, №8, участка от точки «Б» до дамбы №4 и дамбы №12. После очистки от взвесей через водослив в дамбе отстойника очищенные стоки сбрасываются в канал отвода р. Белой.
В настоящее время акватория вторичного отстойника заполнилась отложениями взвешенных веществ, которые постепенно накапливались и заполнили дно участка акватории вторичного отстойника у дамбы №8 слоем до 2 м. При поступлении стоков происходит взмучивание осадка и вторичное загрязнение воды, перетекающей в основное поле Сейд-озера и далее в канал отвода р. Белой.
Технические решения по реконструкции существующей системы водоотведения и дренажа включают: расчистку акватории вторичного отстойника от наносов и углубление дренажного канала вдоль дамбы №12а на участке длиной 600 м (от ПК6 до ПК12) с расчисткой канавы от наносов.
При разработке отложений во вторичном отстойнике для транспортирования пульпы в хвостохранилище предусматривается:
— прокладка пульповода из стальных труб DN500 длиной 1000 м по существующей ограждающей дамбе вдоль дамбы №8 до пульпонасосной станции третьей ступени;
— прокладка второй нитки пульповода из стальных труб DN500 длиной 1760м от пульпонасосной станции второго подъема до пульпонасосной станции третьей ступени и до хвостохранилища.
3.Обоснование возможных сценариев возникновения и развития аварий
В условиях реконструкции хвостохранилища до отметки 200,00 м аварийные ситуации могут возникнуть в результате недостаточного контроля за ГТС в периоды строительства и эксплуатации, отступлений от требований проектной документации и ПБ или действия стихии.
Аварии на ГТС хвостохранилища АНОФ-2 могут быть вызваны нарушением режима поддержания уровня воды в отстойном пруде хвостохранилища и повреждением следующих основных элементов сооружений и систем: ограждающих дамб, пульповодов, водосбросных и водоотводящих сооружений.
Безопасность эксплуатации гидротехнических сооружений, с точки зрения проектирования, обеспечена обоснованностью технических решений.
По отношению к последствиям нарушения функционального назначения гидротехнических сооружений можно выделить два вида аварийных ситуаций:
― К первому виду должны быть отнесены аварии, связанные с последствиями вызванными разрушением ограждающей дамбы хвостохранилища и вытеканием хвостовой пульпы и воды. Разрушение намывной дамбы может нанести экологический ущерб территории в нижнем бьефе хвостохранилища и привести к остановке предприятия, в отдельных случаях могут иметь место человеческие жертвы.
― Ко второму виду должны быть отнесены аварийные ситуации, связанные с выходом из эксплуатации отдельных сооружений и систем хвостового хозяйства, которые не наносят ущерба внешним объектам, но приводят к остановке (приостановке) производства (затопление механизмов насосных, выход из строя системы электроснабжения).
Возможными причинами аварийных ситуаций на хвостохранилище, приводящими к разрушению дамбы, могут являться:
– воздействия природного характера (ливневые дождевые осадки, ветровые волны и т. п.);
– воздействия технического характера (отказы и неполадки оборудования, конструкций и трубопроводов);
– ошибочные действия персонала;
– террористический акт.
Основная опасность при эксплуатации сооружений хвостохранилища связана с возможностью возникновения гидродинамических аварий в результате:
— обрушения дамбы в виде частичного оползня в результате потери устойчивости, вызванного не соблюдением расчетного заложения низового откоса дамбы, несоответствием фактических и расчетных физико-механических свойств хвостовых отложений и превышением фактического положения кривой депрессии над проектным положением;
— переливе из пруда с частичным размывом дамбы в результате переполнения хвостохранилища и несоблюдения требования по длине пляжа и превышением минимальной отметки гребня пляжа над уровнем воды в пруде;
— местном размыве дамбы из-за аварии на распределительном пульповоде, проложенном по гребню дамбы – наиболее вероятное развитие аварийной ситуации.
Причинами аварий могут быть:
— отсутствие контроля за балансом воды в хвостохранилище;
— недостаточный контроль за эксплуатацией: неудовлетворительный намыв пляжа, не обеспечивающий требуемую высоту перепада между минимальной отметкой надводного пляжа у верхового откоса дамбы обвалования и Г. В. в отстойном пруде, неравномерный намыв дамбы хвостохранилища;
— усиленная фильтрация, сопровождающаяся выносом частиц грунта;
— несоблюдение технологии возведения дамб обвалования;
— перелив из отстойного пруда хвостохранилища в результате подъема уровня воды при выходе из строя водосбросных сооружений.
Наиболее тяжелая гидродинамическая авария на хвостохранилище может произойти в результате перелива воды через гребень ограждающей дамбы так как при этом в хвостохранилище будет накоплено максимальное количество воды, а на дамбу будет воздействовать максимальный напор.
Рассмотрены четыре случая движения потока по прилегающей местности:
1. При разрушении спрямляющей дамбы поток попадает непосредственно на отсеченную площадь и в дальнейшем в озеро Имандра.
2. При разрушении дамбы №1 поток будет распространяться вниз по рельефу между ограждающей дамбой и полотном железной дороги в сторону пос. Посвир, часть которого будет разрушена. Отметка полотна железной дороги в этом створе – 139,00 м, отметка подошвы дамбы – 132,00 м. Железная дорога не пострадает.
3. При разрушении дамбы №4 поток попадает вначале в старое хвостохранилище в Сейд-озере, частично в нем аккумулируется, а далее через водопропускные трубы прямоугольного сечения, размерами каждой 1,5×2,0 м, попадает в канал отвода р. Белая с последующим распространением в оз. Имандра.
4. При разрушении дамбы №12 , дамбы №12а (западная сторона) в зоне затопления нет строений, зданий, сооружений, рельеф местности равнинный с понижением в сторону канала отвода р. Белой. Поток перехватывается каналом отвода р. Белой и движется в сторону губы Белой озера Имандра.
Наиболее тяжелым случаем распространения аварийного потока является второй, так как при этом пострадает часть поселка Посвир.
Расчётами установлено, что максимальное значение расхода аварийного стока в проране при повреждении ограждающей дамбы хвостохранилища составит 152,18 м3/с, максимальное значение скорости течения будет достигать 4,44 м/с при глубине потока 3,10 м и прорана 5,00 м, а максимальная ширина прорана достигнет 21,73 м.
В результате аварии из хвостохранилища вытечет ,57 м3 осветленной воды и хвостов.
В результате гидродинамической аварии на хвостохранилище может пострадать население дачного пос. Посвир в количестве 18 человек, количество эксплуатационного персонала, которое может пострадать составляет 4 человека.
Границы зоны затопления в результате гидродинамической аварии приведены в Приложении 2.
Наиболее вероятная авария на хвостохранилище произойдет в результате разрыва распределительного пульповода проложенного по гребню дамбы. Образование прорана и истечение воды из отстойного пруда в данном случае практически не возможно, так как расстояние от ограждающей дамбы до прудка (длина пляжа) составляет 150 м. Данная авария не нанесет ущерба третьим лицам.
Блок схемы вероятных сценариев возникновения и развития гидродинамических аварий на хвостохранилище приведена на рисунках 1 и 2.
Блок-схема
анализа вероятных сценариев возникновения и развития
аварий первого вида на дамбе хвостохранилища
 |  |  |
 | ||
 |
 |
 |
Локальная
|
ЧС
 |
 |
 |
Региональная
ЧС
Рис. 1.
Блок-схема
аварийных ситуаций второго вида
 |
 |
 |
 |
Рис. 2.
4. Расчет размера вероятного вреда в результате гидродинамической аварии.
В общем виде вероятный вред от гидродинамической аварии определяется как сумма
Иобщ=Ил+Ио+И2+Итэж+И5+И10,
где Ил - затраты понесенные в результате гибели, пропажи без вести и травматизма людей.
Ио - ущерб основным и оборотным фондам предприятий, кроме основных и оборотных фондов владельца ГТС.
И2 - ущерб готовой продукции предприятий, кроме продукции
владельца ГТС.
Итэж - ущерб элементам транспорта и связи, жилому фонду, имуществу граждан, сельскохозяйственному производству, лесному фонду от потери леса как сырья по рыночным ценам, от затопления и гибели лесов по фактическим затратам на восстановление леса, от сброса опасных веществ (отходов) в окружающую среду, а также ущерба, вызванного нарушением водоснабжения из-за аварий водозаборных сооружений.
И5 - расходы, связанные с ликвидацией последствий аварии.
И10 - прочие виды ущерба.
Затраты, понесенные в результате гибели, пропажи без вести людей, допускается определять как произведение
Ил=N∙Sп,
где N - прогнозируемое число погибших, пропавших без вести, травмированных и госпитализированных людей.
Sп - средние ориентировочные затраты, отнесенные на одного погибшего, пропавшего без вести, травмированного и госпитализированного, принимаемые в размере 2000 минимальных размеров оплаты труда (МРОТ).
МРОТ согласно статьи 5 Федерального закона от19 июня 2000 г., "О минимальном размере оплаты труда" (с изменениями от 29 апреля, 26 ноября 2002 г, 1 октября 2003 г) принимаем равным 100 руб.
Исходя месторасположения хвостохранилища, условий рельефа и характеристик аварийного потока, прогнозируются 22 пострадавших.
Тогда, Ил=2000х100х22=4,4 млн. руб.
В зоне затопления от гидродинамической аварии на хвостохранилище сторонние предприятия отсутствуют.
Соответственно Ио=0 и И2=0.
Итжэ = И3 + И4 + И6 + И7 +И8 +И9,
где: И3 – ущерб элементам транспорта и связи;
И4 – ущерб жилому фонду и имуществу граждан;
И6 – ущерб сельскохозяйственному производству;
И7 - ущерб лесному хозяйству;
И8 - ущерб от сброса опасных веществ (отходов) в окружающую среду;
И9 – ущерб, вызванный нарушением водоснабжения из-за аварий водозаборных сооружений.
Ущерб жилому фонду и имуществу граждан определяется по формуле:
И4 = b1·Сс. п.х(N1·К1 + N2·К2 + N3·К3)
где:
Сс. п - осредненная стоимость жилого фонда и имущества на одного сельского жителя; Принимаем Сс. п. = 46,7 тыс. руб
N1; N2; N3 - количество сельских жителей, проживающих в зонах сильного, среднего и слабого разрушений;
N1=18;
N2=0;
N3=0;
К1; К2; К3 - степень разрушения по зонам;
b1=1,1 - коэффициент, учитывающий ущерб элементам сельского благоустройства.
N4=1,1x46,7x(18х0,7+0+0)=647 тыс. руб.
В зоне затопления отсутствует элементы транспорта и связи, сельскохозяйственное производство, лесное хозяйство.
И3 =0;
И6 =0;
И7 =0.
Ущерб от сброса опасных веществ определяем как сумму ущерба по объектам и компонентам природной среды.
И8 = Ив + Ип + Иа + Иг + Иб,
где: Ив – ущерб, нанесенный поверхностным водам (водотокам, водоемам);
Ип – ущерб, нанесенный почвам, земле недрам;
Иа – ущерб, нанесенный атмосферному воздуху;
Иг – ущерб, нанесенный подземным (в т. ч. грунтовым) водам.
Иб – ущерб, нанесенный природным и природно-антропогенным объектам, растительному, животному миру и иным организмам, и прочим компонентам природной среды.
Ущерб, нанесенный поверхностным водам оценивается по формуле:
Ив=Кп х Кэ х Кфз х V х S(Сi х Вi)
Где Кп - повышающий коэффициент за сверхлимитный сброс, равный 5;
– коэффициент, учитывающий экологический фактор (состояние водных объектов) для рек Северного Ледовитого океана – 1- постановление Правительства РФ от 12.06.03 г. № 000.
Кфз - коэффициент индексации нормативов платы согласно ст. 3 Федерального закона "О Федеральном бюджете на 2010 год", Кфз=1,79 или 1,46;
V - объем сброшенных веществ, ,57 м3;
Вi - базовый норматив платы за сброс 1-го загрязняющего вещества в пределах установленных нормативов сбросов (ПДС), руб./т. постановление Правительства РФ от 12.06.03 г. № 000 с поправками Постановления Правительства РФ от 01.01.2001 г. № 000, с учетом коэффицентов индексации;
Сi - концентрация загрязняющего вещества, мг/л.
Таблица 4.1
№ п/п | Наименование загрязняющих веществ | Концентрация вещества, мг/л | Норматив платы за 1 тонну с учетом коэффициента индексации руб | Сумма выплаты за 1 м3 |
1. | Калий | 65,11 | 31х1,79 | 0,004 |
2. | Нефтепродукты | 0,13 | 27550х1,79 | 0,006 |
3. | Сульфаты | 388,49 | 14х1,46 | 0,008 |
4. | Железо | 0,283 | 13775х1,46 | 0,006 |
5. | Фтор | 8,64 | 1840х1,79 | 0,028 |
6. | Алюминий | 0,26 | 34435х1,79 | 0,016 |
Σ | 0,068 |
Ив = 5 х 1 х ,57 х 0,068= 7,69 млн. руб.
Ущерб, нанесенный почвам, земле недрам определяется по формуле
Ип =Кп х Кэ х Кфз х М х В,
где М - объем отходов вытекших из накопителя, 10443 м3.
Кэ – коэффициент, учитывающий экологический фактор (состояние почвы) для Северного экономического района - 1,4 - постановление Правительства РФ от 12.06.03 г. № 000.
В – норматив платы за размещение 1 м3 отходов V класса опасности – 15 руб.
Ип =5 х 1,4 х 1,79 х 10443 х 15= 1,96 млн. руб.
И8 =7,69 + 1,96=9,65 млн. руб.
Итжэ = 0,65 +9,65 = 10,3 млн. руб.
Расходы, связанные с ликвидацией последствий аварии определяется по формуле:
И5=Пл+Пр
где Пл – расходы, связанные с локализацией и ликвидацией аварии;
Пр – расходы, связанные с расследованием аварии.
Для сценариев гидродинамических аварий допускается определять расходы на ликвидацию последствий аварии в размере 20% от суммы ущербов И0, И2, И3, И4 на территории населенных пунктов и промышленных объектов.
Пл =0,2∙ (Ио + И2 + И3 + И4).
Пл =0,2(0,65) =0,13 млн. руб.
Расходы на расследование аварии включают:
§ оплату труда членов комиссии по расследованию аварии (в т. ч. командировочные расходы);
§ стоимость услуг экспертов, привлекаемых для расследования технических причин аварии и оценку последствий аварии.
На стадии прогнозных расчетов суммарные затраты на расследование аварии приняты в размере 300,0 тыс. руб.
И5 =0,13+0,3=0,43 млн. руб.
И10 - прочие виды ущерба, рекомендуется принимать в размере 10% от суммы ущербов И1, Иоб, И2, И3, И4, И5, И7с, И8, И9.
И10=0,1∙ (Ио+И2 +И3+И4+И5 +И7с +И8 +И9).
И10=0,1∙ (0+0+0+0,65+0,43+0+9,65+0)=1,07 млн. руб.
Итого вероятный вред от гидродинамической аварии на хвостохранилище будет составлять:
Иобщ=4,4+10,3+0,43+1,07 =16,2 млн. руб.
Размер вероятного вреда.
Показатели социально-экономических последствий аварии ГТС.
Таблица 5
№ п/п | Усл. обозн. | Показатели, характеризующие социально-экономические последствия аварии ГТС | Ущерб млн. руб | Примечания |
1. | Ил | Затраты понесенные в результате гибели, пропажи без вести и травматизма людей | 4,4 | МРОТ= 100 руб |
2. | И0 | Ущерб основным и оборотным фондам предприятий, кроме основных и оборотных фондов владельца ГТС | 0 | |
3. | Итжэ | Ущерб элементам транспорта и связи, жилому фонду, имуществу граждан, сельскохозяйственному производству, лесному фонду от потери леса как сырья по рыночным ценам, от затопления и гибели лесов по фактическим затратам на восстановление леса, от сброса опасных веществ (отходов) в окружающую среду, а также ущерба, вызванного нарушением водоснабжения из-за аварий водозаборных сооружений | 10,3 | |
3.1. | И3 | Ущерб элементам транспорта и связи | 0 | |
3.2. | И4 | Ущерб жилому фонду и имуществу граждан | 0,65 | |
3.3. | И6 | Ущерб сельскохозяйственному производству | 0 | |
3.4. | И7 | Ущерб лесному хозяйству | 0 | |
3.5. | И8 | Ущерб от сброса опасных веществ (отходов) в окружающую среду | 9,65 | |
3.5.1. | ИВ | Ущерб, нанесенный поверхностным водам | 7,69 | |
3.5.2. | Ип | Ущерб, нанесенный почвам, земле недрам | 1,96 | |
3.5.3. | Иа | Ущерб, нанесенный атмосферному воздуху | 0 | |
3.5.4. | Иг | Ущерб, нанесенный подземным (в т. ч. грунтовым) водам | 0 | |
3.5.5. | Иб | Ущерб, нанесенный природным и природно-антропогенным объектам, растительному, животному миру и иным организмам, и прочим компонентам природной среды. | 0 | |
3.5.6. | И9 | Ущерб, вызванный нарушением водоснабжения из-за аварий водозаборных сооружений | 0 | |
4. | Итого по показателям И1+Иоб+И2+И3+И4 | 0,65 | ||
5. | И5 | Расходы, связанные с ликвидацией последствий аварии | 0,43 | |
6. | Итого по показателям И1+Иоб+И2+И3+И4+И5+И7+И8+И9 | 10,7 | ||
7. | И10 | Прочие виды ущерба | 1,07 | 10% от п. 6 |
8. | Иобщ | Полные убытки (полный ущерб) от аварии ГТС | 16,2 |
Список использованных источников
1. Сборник руководящих документов по определению величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнических сооружений поднадзорных Госгортехнадзору России предприятий и организаций. Серия 03. Выпуск 43, 2003 г.
2. "Методика определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения", утвержденная совместным приказом МЧС России и Госгортехнадзора России /175а.
3. Методика определения предотвращенного экологического ущерба, утвержденная Государственным комитетом РФ по охране окружающей среды от 01.01.2001 г.
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 18.12.01 № 000 «Об утверждении Правил определения величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнического сооружения».
5. Правила определения величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнического сооружения. Утверждены постановлением Правительства РФ от 18.12.01 № 000.
6. Приказ МЧС России, Минэнерго России, МПР России, Минтранса России и Госгортехнадзора России от 18.05.02 № 000/150/270/68/89 «Об утверждении Порядка определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения».
7. Порядок определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения (РД ).
8. Приказ МЧС России и Госгортехнадзора России от 24.09.02 № 000/167 «Об организации контроля за соответствием состояния гидротехнического сооружения и зоны причинения вероятного вреда расчетным параметрам, исходя из которых определена величина финансового обеспечения гражданской ответственности»
9. Совместное письмо МЧС России и Госгортехнадзора России от 18.09.03г. № /08-УГР-556 "О выполнении расчета вероятного вреда в случае аварии ГТС".
10. Положение о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Утв. постановлением Правительства РФ № 304 от 01.01.2001г.
Приложения
