Техносферная безопасность - основные понятия Техногенная безопасность — состояние защищенности населения, производственного персонала, объектов экономики и окружающей среды от опасных техногенных происшествий. Технический риск — интегральный показатель надежности элементов техносферы. Он выражает вероятность аварии или катастрофы при эксплуатации машин, механизмов, реализации технологических процессов, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.
Техносферная безопасность - основные понятия Авария на Саяно-Шушенской ГЭС 17. 08. 2009 г. показала, что отсутствие должного контроля за уровнем технического обслуживания (ремонтом) и уровнем эксплуатации оборудования / взлетевший на воздух гидроагрегат № 2 уже несколько лет как выработал свой тридцатилетний ресурс/, зданий и сооружений может поставить такого рода природо-хозяйственные системы ПХС на грань возникновения экологических бедствия и даже катастрофы. Помимо гибели 75 человек, огромного материального ущерба, в Енисей попало не менее 100 т турбинного масла, а уж если бы не выдержала плотина СШ ГЭС высотою в 245 м, то водою из водохранилища СШ ГЭС были бы сметены нижележащие населённые пункты, в том числе полигон захоронения жидких радиоактивных отходов «Северный» — в нескольких десятках километров вниз по Енисею.
Технические системы и опасности с ними связанные Если в технической системе по связям циркулирует достаточно большая энергия (масса) такая система потенциально опасна. Под опасностью понимаются явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить вред здоровью человека, ущерб окружающей природной среде и социально - экономической инфраструктуре, т. е. вызывать нежелательные последствия непосредственно или косвенно.
Технические системы и опасности с ними связанные Основные опасности технических систем Если в технической системе по связям циркулирует достаточно большая энергия (масса) такая система потенциально опасна. Под опасностью понимаются явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить вред здоровью человека, ущерб окружающей природной среде и социально - экономической инфраструктуре, т. е. вызывать нежелательные последствия непосредственно или косвенно.
Технические системы и опасности с ними связанные Основные опасности технических систем 1. Любая техническая система потенциально опасна. Потенциальность опасности заключается в ее скрытом, неявном характере. Опасность проявляется при определенных условиях. Ни для одного вида технической системы при ее функционировании невозможно достичь абсолютной безопасности. Техногенные опасности возникают, если потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения. 2. Пороговые или предельно допустимые значения опасностей устанавливаются из условия сохранения функциональной и структурной целостности человека и природной среды. Соблюдение предельно допустимых значений потоков создает относительно безопасные условия жизнедеятельности человека и уменьшает негативное влияние техносферы на природную среду.
Технические системы и опасности с ними связанные Основные опасности технических систем 3. Источниками техногенных опасностей являются элементы техносферы. Опасности возникают при наличии дефектов и иных неисправностей в технических системах, при неправильном использовании технических систем. Технические неисправности и нарушения режимов использования технических систем приводят, как правило, к возникновению травмоопасных ситуаций, а выделение отходов (выбросы в атмосферу, стоки в гидросферу, поступление твердых веществ на земную поверхность, энергетические излучения и поля) сопровождается формированием вредных воздействий на все элементы системы "техносфера - природная среда - человек".
Алгоритм развития опасности Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени Травмоопасные воздействия действуют, как правило, кратковременно и спонтанно в ограниченном пространстве. Они возникают при авариях и катастрофах, при взрывах и внезапных разрушениях зданий и сооружений. Зоны влияния таких негативных воздействий, как правило, ограничены, хотя возможно распространение их влияния и на значительные территории, например, при аварии на ЧАЭС. Для вредных воздействий характерно длительное или периодическое негативное влияние на человека, природную среду и элементы техносферы. Пространственные зоны вредных воздействий изменяются в широких пределах от рабочих и бытовых зон до размеров всего земного пространства. К последним относятся воздействия выбросов парниковых и озоноразрушающих газов, поступление радиоактивных веществ в атмосферу и т. п.
Алгоритм развития опасности Авария на АЭС Фукусима I Землетрясение у восточного побережья острова Хонсю 2011 года. Дата: 11 марта 2011 года Магнитуда : 9, 0 -9, 1 Mw Землетрясение произошло на расстоянии около 70 км от ближайшей точки побережья Японии. В момент землетрясения три работающих энергоблока АЭС Фукусима-1 были остановлены. Волнам цунами (от 3 до 7 м) потребовалось от 10 до 30 минут, чтобы достичь первых пострадавших областей Японии. 51 минуту спустя после толчков землетрясения на АЭС, пришла волна цунами высотой 13, 1 метра. Число погибших в результате землетрясения и цунами 15 731 человек, 4532 человек числятся пропавшими без вести.
Алгоритм развития опасности Авария на АЭС Фукусима I: Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные электростанции, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело, в конечном счете, к последовательному расплавлению активных зон на реакторах 1, 2 и 3 энергоблоков. 12 июня в 6: 36 (UTC) на первом энергоблоке АЭС произошёл взрыв, в результате которого обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва — образование водорода высоких температуре и паросодержании. Существует мнение, что взрыв можно было предотвратить, если бы удалось не допустить катастрофического накопления водорода.
Классификация опасностей по виду энергетического носителя: а) механические - характеризуются кинетической и потенциальной энергией; б) термические - характеризуются тепловой энергией и аномальной температурой; в) электрические - электрический ток, статическое электричество, ионизирующие излучения, электрическое поле, аномальная ионизация воздуха; г) электромагнитные - освещенность, ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, электромагнитные излучения, магнитное поле; д) химические - едкие, ядовитые, огне- и взрывоопасные вещества, а также нарушение естественного газового состава воздуха, наличие вредных примесей в воздухе.
Классификация опасностей Основные опасности технических систем Опасности - многоаспектное явление, и трудно, а подчас и невозможно, рассматривать одни составные части опасности в отрыве от других. Авария – опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определённой территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также нанесение ущерба окружающей природной среде (ГОСТ Р 22. 0. 05 -94 ). Катастрофа – крупная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей либо разрушения, либо уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьёзному ущербу окружающей природной среде ( ГОСТ Р 22. 0. 10 -96 ).
Классификация опасностей Факторы, обусловливающие возможные отказы технических систем 1. Перегрузка в результате недооценки действующей нагрузки: - снег и непродуманная его расчистка, наледи; - производственная пыль; - несоответствие фактических масс конструкций запроектированным; - ветер; - крановая нагрузка; - динамические воздействия нагрузки; - температурные воздействия. 2. Потеря устойчивости (общая и местная): - ошибки в расчетах, чертежах, нарушение правил производства работ; - слабая экспериментальная отработка проектных решений; - большая гибкость элементов, эксцентриситет приложении нагрузки; - температурные деформации при неправильном закреплении связей; - недостаточная толщина листовых конструкций; - искажение геометрических формы конструкций (особенно тонкостенных); - неудачное крепление вант, оттяжек; - наличие вмятин и местных искривлений.
Классификация опасностей Факторы, обусловливающие возможные отказы технических систем 3. Неудачные проектные решения и отступления от проекта: - неудачный выбор расчетной схемы (несоответствие действительной работе конструкции); - низкая точность расчета; - недоработка узлов сопряжений; - занижение расчетной нагрузки по сравнению с реальной; - недооценка жесткости узлов; - недостаточная жесткость, прочность, устойчивость; - замена одного материала другим; - низкая квалификация исполнителей; - отсутствие авторского и технического надзора; - наличие концентраторов напряжений.
Классификация опасностей Факторы, обусловливающие возможные отказы технических систем 4. Некачественное изготовление и монтаж конструкций: - применение некачественных материалов; - низкое качество изготовления конструкций; - неправильный выбор способа и порядка монтажа; - несвоевременная постановка связей жесткости; - некачественная сварка; - нарушение технологии сварки в зимнее время; - ввод в действие сооружений с существенными недостатками. 5. Нарушение правил эксплуатации конструкций и сооружений: - отсутствие защиты конструкций, работающих в агрессивных средах (резкие температурные колебания и изменения влажности); - взрывы, пожары, затопления; - вибрации, удары, истирание; - отсутствие надлежащего инструментального контроля; - перегрузка производственной пылью; - увеличение нагрузки без усиления конструкций и регулирования напряжений в них.
Классификация опасностей Факторы, обусловливающие возможные отказы технических систем 6. Усталость, вибрация, коррозия и старение материала: - усталостные разрушения; - разрушения от старения; - вибродинамическое действие кранов, подвижного состава; - загрязнение окружающей среды; - наличие поверхностных дефектов в конструкциях; - резкие колебания температуры; - осадки. 7. Непредвиденные (непрогнозируемые) причины: - аварии от провалов, оползней, осыпей, обрушений вышележащих конструкций; - сейсмические воздействия и извержения вулканов; - грозовые разряды, град, падение метеоритов; - аварии от биологических вредителей; - ураганы, наводнения, цунами, ледоходы, сели; - ландшафтные пожары; - подмыв фундаментов, переувлажнение оснований.
Классификация опасностей Факторы, обусловливающие возможные отказы технических систем 8. Дефектность оснований, на которые установлены конструкции: - неравномерная осадка сооружений, колонн; - дефекты кирпичной кладки; - наличие перекошенных закладных частей; - потеря устойчивости основания; - неравномерное промораживание грунта; - оттаивание грунта в зоне многолетнемерзлого грунта; - пучение грунта; - замачивание лессовидных грунтов; - блуждающие токи в грунте; - агрессивные грунтовые воды; - засоленные грунты; - дефекты инженерно-геологических изысканий.
Инженерные методы исследования безопасности технических систем Первый шаг к минимизации риска состоит в выявлении опасностей. Необходимо: - определить потенциальные источники опасности, которые могли и не вызвать аварий до сих пор; - выявить опасности, которые маловероятны, но которые могут привести к серьезным последствиям; - устранить из рассмотрения опасности, которые практически неосуществимы.
Оценка риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера Оценка риска Как уже не один раз отмечалось в этом курсе оценка технического риска наиболее часто осуществляется на основе формулы: R = R 1·R 2 ·R 3 где, R 1 - вероятность возникновения события или явления, обусловливающего формирование и действие вредных факторов; R 2 - вероятность формирования определенных уровней физических полей, ударных нагрузок, полей концентрации вредных веществ в различных средах и их дозовых нагрузок, воздействующих на людей и другие объекты биосферы R 3 - вероятность того, что указанные выше уровни полей и нагрузок приведут к определенному ущербу. В случае ЧС техногенного характера следует различать 2 вида ущерба: 1. разрушение зданий, гибель людей и т. п. 2. негативное изменение экологической обстановки исходя из этого R 3 следует представить как сумму R 3= R 3 р + R 3 э Изменение экологической обстановки может происходить и при штатных режимах технической системы, которые неизбежно сопровождаются выбросами в окружающую среду загрязняющих веществ и формированием вредных для экологических систем факторов.
Оценка риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера Инженерные методы исследования безопасности технических систем Для сложных технических систем анализ риска сводится к идентификации и оценке отказов. Причины каждого из возможных отказов определяют дополняющими друга методами анализа. Имеется два подхода при анализе причинных связей: прямой анализ ("снизу вверх") и анализ с обратным порядком "сверху вниз"). Прямой анализ используется: • при построении дерева событий (ДС), • проведении анализа вида и последствий отказа (АВПО), • анализа критичности (АК). Обратный - для анализа с помощью деревьев отказов (ДО). Для предварительного анализа опасностей (ПАО) используется как прямой подход, так и обратный.
Оценка риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера Оценка надежности человека как звена сложной технической системы Примерно 20 -30 % отказов прямо или косвенно связаны с ошибками человека; 10 -15 % всех отказов непосредственно связаны с ошибками человека. Ошибки по вине человека могут возникнуть в тех случаях, когда: - оператор или какое-либо лицо стремится к достижению ошибочной цели; - поставленная цель не может быть достигнута из-за неправильных действий оператора; - оператор бездействует в тот момент, когда его участие необходимо.
Оценка риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера Виды ошибок, допускаемых человеком в системе "человек – машина: 1. Ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования. 2. Операторские ошибки: возникают при неправильном выполнении обслуживающим персоналом установленных процедур. 3. Ошибки изготовления: имеют место на этапе производства вследствие изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации. 4. Ошибки технического обслуживания: возникают в процессе эксплуатации (некачественный ремонт, неудовлетворительное оснащения аппаратурой и инструментами и т. п. . 5. Внесенные ошибки: как правило, это ошибки, для которых трудно установить причину их возникновения, т. е. определить, возникли они по вине человека или же связаны с оборудованием. 6. Ошибки контроля: связаны с ошибочной приемкой оборудования. 7. Ошибки обращения: возникают вследствие неудовлетворительного хранения изделий.
Оценка риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера Виды ошибок, допускаемых человеком в системе "человек - машина" (продолжение): 8. Ошибки организации рабочего места: теснота рабочего помещения, повышенная температура и т. п. 9. Ошибки управления коллективом: недостаточное стимулирование специалистов, их психологическая несовместимость. Методы прогнозирования частоты ошибок человека основываются на классическом анализе и включают следующие этапы: - составление перечня основных отказов системы; - составление перечня и анализ действий человека; - оценивание частоты ошибок человека; - определение влияния частоты ошибок человека на интенсивность отказов рассматриваемой системы; - выработка рекомендаций, внесение необходимых изменений в рассматриваемую систему и вычисление новых значений интенсивности отказов.
Спасибо за внимание!!
Скачать презентацию Техносферная безопасность — основные понятия Техногенная безопасность
0_Intro.ppt