Махонин Дмитрий Александрович, зам.начальника лаборатории НК и ТД ЗАО «ГазЭнергоСтрой»
Обеспечение необходимого уровня промышленной безопасности при строительстве зданий и сооружений подземных нефтехранилищ
В статье описаны основные требования промышленной безопасности при проектировании подземных нефтехранилищ, даны формулы по используемым расчетам.
Нефтехранилище это целый комплекс из строений, создаваемый для хранения продуктов переработки нефти и ее самой. Как правило, конструкция подземного нефтехранилища состоит из таких сооружений как:
В зависимости от того, как расположены емкости для хранения нефтяных продуктов, будет зависеть название комплекса. Сегодня есть несколько типов хранилищ, они распологаются на земле, под землей и под водой.
Как объект джля исследования нас интересует нефтехранилище, конструируемое под землей. С его помощью удается равномерно заогузить трубопровод магистрального типа. В целом блягодаря нефтехранилищам обеспечивается стабильная работа системы снабжения пользователей продуктами нефтепереработки. За счет больших по объему сооружений подземного типа удается создать достаточный запас нефти и ее продуктов, имея под рукой небольшую площадь.
Сравнивая подземные нефтехранилища с наземными нельзя не отметить их преимущества в сфере безопасности, экономических затрат, особенно на содержание и зданий.
Подземные нефтехранилища представляют собой комплекс из емкостей, скважины, небольших надземных построек, горной выработки и выработки-емкости. Этого вида хранилища имеют еще одно квалификацию исходя из типа используемых емкостей для хранения продуктов:
На этапах проектирования этого типа хранилищ стараются сделать так, чтобы конструкция была устроена прямо в горную породу, никаких защитных материалов в виде облицовки не используют. Так можно сэкономить существенные средства при строительстве крупномасштабных объектов.
Безопаснее всего возводить конструкцию в соляных куполах, но не редко сооружают объект в пластичной породе, с использованием глубинного взрыва породы. Для каждого хранимого продукта используется своя емкость, шахтные и бесшахтные идеально подходят для хранения нефтепродуктов, нефти и СУГ.
Есть особые требования промышленной безопасности, в соответствии с которыми в шахтных и бесшахтных емкостях, которые установили в горной породе в условиях вечной мерзлоты, стоит хранить продукт, вязкость у которого не превышает 15мПас. Температура не может быть ниже – 10 градусов по Цельсию.
Важно принимать во внимание герметичность конструкции подземного нефтехранилища, она определяется в соответствии с ВНС 515-85. [1]
Чтобы выработка-емкость отличалось высокой степенью герметизации необходимо предусмотреть нужную конструкцию перемычек. Они могут быть:
[2] По правилам промышленной безопасности емкости для хранения нефтепродуктов важно располагать в выработках, специально создаваемых при добыче ископаемого. Это требование описано существующем законе ” О защите недр”.
[3] Нагрузка на перемычку принимается равной тому давлению, которое присутствует во фронте ударной волны при нахождении ее параллельно тому, куда распространяется волна.
Давление отражения волны можно определить по следующей формуле:
Рпр(х) – Давление во фронте проходящей ударной волны затекания в месте установки преграды, МПа (кгс/см2).
Эквивалентная статистическая нагрузка от ударной волны затекания определяется по формуле:
Рэкв = ∆РmaxКД
Рмах – максимальное давление ударной волны (динамическая нагрузка) на рассчитываемый элемент;
Кд – коэффициент динамичности, принимаемый равным: 1,3 – при расчете конструкций в стадии упругопластических деформаций; 1,8 – при расчете конструкций в упругой стадии.
Надзорные органы требуют, чтобы на объектах, где располагаются подземные нефтехранилища, соблюдались требования промышленной безопасности не только в момент возведения конструкции, но и создания проектной документации. Емкость для хранения продуктов будет подбираться после получения подробного исследования выработок и наличия информации после инженерно-геологического изыскания.
Работой по проектированию занимается организация, имеющая лицензию на осуществление подобной деятельности. Она определяет в ходе своей работы объем работ.
Сегодня требования и нормы безопасности допускают разместить в рамках одного нефтехранилища под землей несколько разных по типу емкостей для хранения продукта нефтепереработки.
Важно предусмотреть наличие охранных целиков, основной задачей которых является охрана сооружений, в случае, когда приходится располагать хранилище близко от горного отвода.
Во время проектирования подземных нефтехранилищ устойчивость межкамерных целиков определяется исходя из следующих выражений:
Kц – коэффициент, который показывает несущую способност;
Кн – коэффициент, который будет зависеть от ряда факторов:
если L < Н и целики с прослойкой слабой породы, тогда 0,5;
если целик однородный, а L <-Н, тогда 0,7;
для всех видов целиков, когда L > Н коэффициент будет 1,0
в нашем случае L,Н – ширина и глубина где находится отработанное пространство шахтного поля;
bц, lц – ширина и длина целика;
Кф – коэффициент, который принимается исходя из следующих условий:
Если порода сильнотрещиноватая или среднетрещиноватая:
[4] При проведении проектирования много внимания уделяют объемно-планировочной схеме. Ее выстраивают, принимая во внимание:
В соответствии с требованиями промышленной безопасности на подземном хранилище используемая скважина не должна иметь даже минимальной протечки. Все объекты, расположенные на земле выстраивают на основании действующей законодательной базы, в нашем списке это следующие документы:
Современный технический прогресс, который позволил значительно увеличить уровень промышленной безопасности во многих отраслях промышленности, активно используется при организации и нефтяных подземных хранилищ. Благодаря нему можно говорить о своевременной организации мер по улучшению уровня промышленной безопасности на объектах. Несмотря на это дополнительно необходимо, чтобы руководящий персонал:
Не имеет особого значения, какие габариты будущего хранилища прописаны в проектной документации и сколько можно будет в нем хранить тонн продукта, согласно требованиям, регламентируемым промышленной безопасностью, менее двух выездов с объекта быть не должно. Особые требования предъявляются к стволам шахт, оголовкам скважин, колодцам, которые не могут быть изготовлены из горючего материала, при этом должны быть выстроены ограждения. По нормам высота ограждения не меньше 2 метров.
Во время проектирования объекта необходимо предусмотреть водоотвод, который необходим для отвода поверхностной воды.
Согласно требованиям безопасности, возведение подземного нефтехранилища недопустимо без учета требований инженерно-геологических условий.
Принимая во внимание конкретно емкости расположенные в каменной соли, необходимо соблюдение следующих условий:
Если используются емкости с плюсовой температурой, то горная порода вокруг должна соответствовать показателям, указанным в СниП 11-94-80.[10]
Есть обязательные требования, предъявляемые промышленной безопасностью во время возведения хранилищ подземного типа. Этот список достаточно обширен, но мы выделим не все пункты:
Нельзя упускать из виду момент, касающийся возможности аварийного подъема людей. При использовании вентиляционных отверстий и скважин на момент проектирования стоит предусматривать такой размер, который бы позволил вместить туда подъемные лестницы.
При эксплуатации погружных насосов, размер заборного зумпфа не может быть по нормативам меньше двойного объема воды. Нельзя создавать большие по сечению и длине коллекторные выработки. На этапе проектирования важно уделять внимание тому, как будет размещено устанавливаемое оборудование, чтобы оно не мешало людям проходить.
Согласно требованиям промышленной безопасности строго запрещено использовать обсадные колонны в качестве эксплуатационных трубопроводов. Они могут пролегать только внутри них. Важно оборудовать имеющуюся герметичную перемычку, которая установлена в подходной выработке, следующим:
Список литературы:
