Оценка опасности воспламенения и методы защиты подземных буровых установок, предназначенных для работы во взрывоопасных средах на этапах проектирования и верификации

Введение………………………………………………………………….. 9
1 Состояние вопроса и задачи исследования……….…………………. 10
1.1 Оценка риска – обзор процесса……………………………………. 10
1.2Обзор действующей нормативной документации в отрасли…… 15
1.3Описание применения, конструкция и характеристики………... 16
1.4Цель исследования и постановка задачи………………………….. 26
2 Материалы и методы исследования……………..…………………… 27
2.1 Изучение методов классификациичоорудования, работающего во взрывоопасных средах……………….……………………………….
27
2.2 Разработка конструкции подземной буровой установкки во взрывоопасном исполнении……………………………………………..
33
3 Оценка риска использования оборудования согласно требованиям Европейского союза на примере установки буровой ZBOU10Ex…… 37
3.1Общие сведения…………………………………………………….. 37
3.2 Идентификация…………………………………………………….. 38
3.3Требования к надежности …………………………………………. 38
3.4 Требования к персоналу, эксплуатирующему изделие………….. 42
3.5 Основные параметры и характеристики………………………….. 43
3.6 Оценка риска. Общие принципы обеспечения безопасности…... 43
3.7 Меры по разработке безопасной конструкции изделия…………. 45
3.8 Оценка рисков для жизненного цикла изделия………………….. 48
3.9 Доказательства соответствия изделия требованиям техничес-кого регламента…………………………………………………………... 65
4 Расчеты………...……………………………………………………….. 75
4.1 Расчет контура вращателя…………………………………………. 75
4.2Расчет перемещения вращателя…………………………………… 79
4.3 Расчет подъема и перемещения мачты…………………………… 82
4.4 Расчет основной лебедки………………………………………….. 85
4.5 Расчет лебедки ССК……………………………………………….. 88
4.6 Расчет кронблока…………………………………………………... 93
4.7 Расчет и подбор бурового насоса…………………………………. 99
Заключение

Весь текст будет доступен после покупки

В равной степени как и со всякой иной областью подземного строительства, бурение геологоразведочных скважины сопряжено с риском возникновения технологических катастроф. Аварийные и непредвиденные ситуации могут вызвать гибель людей, животных могут нанести серьёзный ущерб природе, сорвать сроки сдачи работ, повысить стоимость бурения или сделать весь проект нерентабельным, даже повлечь за собой катастрофы техногенного характера. В некоторых случаях может потребоваться радикальное изменение методов и технологии бурения. Проектирование бурового оборудования, игнорируя обязательные требования законодательства в области технического регулирования, особенно в части взрывозащиты, могут стать причиной как минимум отказа при процедуре подтверждения соответствия в выдаче соответствующего документа. Поэтому соблюдение обязательных требований ТР ТС уже на этапе проектирования и при необходимости на этапе доказывания является архиважной задачей.
Нами предложен алгоритм расширения области применения взрывозащищенного оборудования с помощью оценки опасности воспламенения конкретного оборудования на конкретном объекте. Алгоритм подразумевает оценку опасности воспламенения с учетом имеющихся данных по области применения (концентрация газа, вид газа, возможна интенсивность выброса).Проверку гипотезы на этапе приемочных испытаний, в случае положительного расчета и подтверждения эмпирическим методом - принятие решения по применению конкретного оборудования в конкретной зоне в порядке исключения (схема 3С).

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Оценка риска – обзор процесса


Одной из важных частей работы по подтверждению соответствия взрывозащищенного оборудования требованиям ТР ТС 012/2011 является оценка риска возгорания.
Проведение оценки риска воспламенения является процедурой, которая определяет достигли ли мы заданный уровень защиты. Процесс оценки рисков должно соответствовать требованиям ТР ТС 012/2011. Производители оборудования и защитных систем обязаны проектировать оборудование защитной системы с учетом комплексной взрывозащиты. Комплексная взрывобезопасность обеспечивает предотвращение образования взрывоопасных сред и источников воспламенения, а в случае, если взрыв все-таки произойдет, незамедлительное прекращение и/или уменьшение его последствий. Из-за этого производитель должен принимать меры, для защиты от взрыва. Однако в большинстве случаев он не в состоянии оценить возможный масштаб неблагоприятных последствий взрыва (как части общей взрывоопасности), поскольку это зависит исключительно от конкретных обстоятельств в помещении пользователя. Поэтому, как правило, оценка риска производителем ограничена и направлена на оценку опасности воспламенения (опять же, риска взрыва) или функции контроля взрыва защитной системы и предохранительных устройств. Кроме того, в соответствии с требованиями ТР ТС 012/2011, оборудование и защитные системы должны проектироваться и изготавливаться после надлежащего анализа возможных технических и эксплуатационных сбоев, чтобы, насколько это возможно, предотвращать опасные ситуации. В том случае, если оборудование состоит из различных совместимых компонентов оборудования, которые ранее были представлены на рынке разными производителями, эти элементы оборудования должны соответствовать ТР ТС 012/2011, включая соответствующую оценку соответствия, иметь маркировку EAC и т.д. Производитель уникального оборудования сможет признать соответствие этих компонентов оборудования и локализовать свою собственную оценку риска теми дополнительными опасностями воспламенения и другими рисками, которые становятся действующими в связи с конечной комбинацией.
Когда имеются дополнительные опасности воспламенения, при потребности нужно провести добавочную оценку соответствия оборудования таким дополнительным рискам. дальнейшая самостоятельная обработка, или компонентов, не сопровождаемых вышеупомянутым сертификатом, он не сможет доказать соответствие этих деталей, и его оценка соответствия будет распространяться на эти детали, по мере необходимости.


Стандарт ГОСТ 31438.2-2011 составленный с техническим регламентом, определяет технологию идентификации и оценки опасных ситуаций, ведущих к взрыву, а также подходящие конструкции и связанные с ними меры для обеспеченья необходимого уровня безопасности. Это достигается оценкой риска и снижением риска.Безопасность оборудования, предохранительных систем и компонентов может обеспечиваться снижением опасностей и/или ограничением рисков(согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 12100-2-2007), а именно:
a) снижения риска конструкционными средствами;
b) применения технических предупредительных мер взрывобезопасности;
c) предоставления информации потребителю;
d) принятия дополнительных технических предупредительных и защитных мер.
Технические предупредительные и защитные меры, о которых говорится в данном стандарте, гарантируют требуемый уровень взрывобезопасности только в случае, если оборудование, системы защиты и компoненты испoльзуются в соответствии с их назначением и если они установлены и обслуживаются в соответствии с нормами или требованиями к их эксплуатации.
Возникновение критической взрывоопасной атмосферы зависит от нижеперечисленных факторов:
– наличия горючих материалов;
– степени рассеивания горючего вещества;
– скопление горючего вещества в воздухе в пределах диапазона воспламенения;
– количества взрывоопасной среды, которой хватит для нанесения травм или повреждений в результате воспламенения.
При оценке вероятности возникновения опасной взрывоопасной среды в шахтах ведущими причинами являются:
– твердые полезные ископаемые;
– способ их добычи;
– присутствие рудничного газа в близлежащих пластах;
– последствия человеческой деятельности на эти пласты в непосредственной близости от подземных выработок;
– степень разбавления системой вентиляции.
В дополнение к вышеперечисленным выше пунктам должна быть принята во внимание возможность образования взрывоопасной среды в результате химических реакций, пиролиза и биологических процессов, происходящих в присутствующих веществах.
В данной работе мы рассматриваем состояние рудничной взрывоопасной среды, которое характеризуются как, опасное состояние 2 - потенциально взрывоопасная среда, когда содержание метана в воздухе находится в диапазоне от 0 % до значений ниже нижнего концентрационного предела диапазона воспламенения или в диапазоне от значения выше верхнего концентрационного предела диапазона воспламенения до 100 %.
При опасном состоянии 2 в подземных выработках разрешается применение оборудования как с уровнем взрывозащиты Ma, так и с уровнем взрывозащиты Mb. Оборудование с уровнем взрывозащиты Mb должно иметь возможность быть безопасно отключенным при появлении взрывоопасной среды.

Весь текст будет доступен после покупки

1 On a new approach to technical harmonization and standards (85/C 136/01). Council Resolution of May 7, 1985. The Official Journal of the European Union C 136. June 4, 1985. Pp. 0001–0009.
2 On a global approach to conformity assessment (90/C 10/01). Council Resolution of December 21, 1989. The Official Journal of the European Union C 010, January 16, 1990. Pp. 0001–0002.
3 Council Directive 93/68/EEC of July 22, 1993. The Official Journal of the European Union L 220. August 30, 1993. Pp. 1–22.
4 Regulation (EC) No. 765/2008 of the European parliament and of the Council of July 9, 2008. Official Journal of the European Union L 218. August 13, 2008. Pp. 30–47.
5 Regulation (EC) No. 768/2008 of the European parliament and of the Council of July 9, 2008. Official Journal of the European Union L 218. August 13, 2008. Pp. 82–128.
6 Agreement on technical barriers to trade. WTO, the Uruguay Round of Multilateral Trade Negotiations, of April 15, 1994. Web-source: wto.org. Accessdata: January 5, 2021.
7 Договор о Евразийском экономическом союзе [Электр. текст]. Евразийская экономическая комиссия. Режим доступа: docs.eaeunion.org. Дата обращ.: 05.01.2021.
8 О типовых схемах оценки соответствия: Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 18.04.2018 №44 [Электр. текст]. Евразийская экономическая комиссия. Режим доступа: docs.eaeunion.org. Дата обращ.: 05.01.2021.
9 О техническом регулировании: Федеральный закон от 27.12.2002 №184-ФЗ (ред. от 22.12.2020).

Весь текст будет доступен после покупки