Наша компания помимо полного геомеханического сопровождения открытых горных работ также занимается мониторингом за деформациями на карьерах и отвалах с использованием GNSS-технологий. После выхода 439 приказа от Ростехнадзора в области промышленной безопасности, в рамках мониторинга за деформациями от предприятий поступает много заявок на проведение оценки рисков с разработкой рекомендаций по их снижению. Мы бы хотели поделиться опытом оценки геомеханических рисков на основании результатов долгосрочного мониторинга за деформациями и аэрофотосъемки карьера.
Как определяется риск? Риск — это произведение вероятности обрушения и тяжести последствий. Оценка рисков может осуществляться количественно и качественно. Также некоторые компании, в своих производственных вопросах, используют качественно-количественный или так называемый полуколичественный метод оценки рисков. При качественной оценке рисков вероятность и тяжесть последствий от обрушения принимаются путем экспертных оценок. При количественной оценке рисков ведутся расчеты вероятности нарушения устойчивости. Тяжесть последствий при этом выражается количественно. При качественно-количественной оценке рисков ведутся расчеты вероятности нарушения устойчивости. Тяжесть последствий от обрушения принимается путем экспертных оценок. Методика, представленная в данной статье, основывается на качественной оценке рисков.
В методических указаниях по оценке рисков развития деформаций, мониторингу и управлению устойчивостью бортов и уступов, карьеров и откосов отвалов приведен перечень деформаций, которые относятся к рискам развития аварийных ситуаций. Это все возможные деформации уступов, бортов карьера, вывалы и камнепады, а также деформации, связанные с особенностями отрабатываемого месторождения.
В качестве наглядного примера для оценки рисков развития деформаций речь пойдет о месторождении «Эльдорадо», расположенного в Северо-Енисейском районе Красноярского Края, протяженность карьера порядка 3,3 км, глубина карьера до 200 м.
Чтобы с достаточной точностью произвести оценку рисков на месторождении, первым делом, нужно подготовить соответствующую базу данных. Ещё на этапе проекта по мониторингу за деформациями производится общий анализ данных о месторождении, изучаются структурно-тектонические, инженерно-геологические, гидрогеологические и горнотехнические особенности. Далее производится анализ сдвижений по наблюдательным станциям. Всего на месторождении «Эльдорадо» установлены три наблюдательных станции (2 по бортам карьера и 1 на отвале). Измерения производятся одночастотными приемниками SOKIA в режиме статика. Таким образом, смещения горного массива получены с 66 рабочих реперов.
Заключительным этапом подготовки базы данных для оценки рисков является построение 3D модели месторождения по результатам аэрофотосъемки и картирование участков с деформациями. По результатам картирования на месторождении «Эльдорадо» выделены 244 зоны с деформациями (рисунок 1). Это деформации уступов, групп уступов, осыпи, трещины закола.
Следующий этап оценки рисков: Идентификация рисков. На этапе идентификации рисков по результатам анализа собранной базы данных устанавливаются потенциально опасные факторы и составляется перечень индикаторов риска.
Для месторождения «Эльдорадо» были определены следующие индикаторы риска:
1. Смещения горных масс по результатам мониторинга
2. Ведение взрывных работ на близлежащих участках;
3. Трещины закола/просадки грунта;
4. Обводненность участка;
5. Тектонические разломы;
6. Зафиксированные деформации уступов на близлежащих участках;
7. Зафиксированные осыпи, камнепады на близлежащих участках;
8. Зоны передвижения транспорта;
9. Зоны технологических сооружений.
Далее, все индикаторы риска наносятся на план маркшейдерской съемки, затем карьер и каждый отвал разделяются на участки. Это необходимо в дальнейшем для анализа геомеханических рисков.
Результатом идентификации рисков является составление реестра геомеханических рисков с их локализацией для разных участков карьера и отвалов. По итогам идентификации рисков на месторождении «Эльдорадо» выявлено 60 рисков развития деформаций. Преобладающим индикатором возникновения рисков на карьере и отвалах являются трещины закола.
Следующий этап оценки рисков: Анализ рисков. На этапе анализа рисков выполняется последовательность действий: дается краткое описание возможного неблагоприятного события, качественно оцениваются вероятности и последствия от потенциальных обрушений, далее определятся уровень рисков выделенного участка. Выявление уровня риска осуществлялась по методу матрицы рисков – таблицы с ранжированием вероятности риска и его последствий.
Результатом анализа рисков является районирование месторождения по текущему уровню геомеханических рисков (рисунок 2). Индикаторы риска развития деформаций отсутствуют на некоторых участках карьера. В связи с этим, данным участкам присвоен очень низкий уровень риска развития деформаций. Преобладающий уровень риска по количеству и площади проанализированных участков на месторождении «Эльдорадо» – Средний (37 участков). С высоким уровнем выявлен единственный участок.
Заключительным этапом оценки рисков является разработка рекомендаций по снижению выявленных рисков. На рисунке приведены результаты оценки рисков после выполнения рекомендаций, и как видим уровень геомеханических рисков заметно снизился до низкого, кроме участка 20 – здесь высокий уровень неконтролируемого риска снизился до среднего, уже контролируемого уровня риска.
Для пополнения реестра и дальнейшей переоценке рисков, удобно пользоваться общей таблицей, которая включает в себя сразу три этапа оценки рисков: идентификацию, анализ, управление.
И в заключении хотелось бы сказать: где и когда будет уместно применение данной методики? Все мы понимаем, что качество и точность проведенной оценки рисков будет зависеть от объема данных о месторождении, проводится или не проводится мониторинг за деформации, проводится ли инженерно-геологическое/гидрогеологическое доизучение месторождения по мере отработки? Таким образом, крупные горнодобывающие компании могут произвести количественную или полуколичественную оценку рисков на основании своей базы данных вплоть до получения диаграмм сравнения по стоимости: сколько может вложить предприятие в мероприятия по снижению рисков, чтобы избежать больших финансовых затрат в будущем в случае возникновения аварийной ситуации. Поэтому методика, представленная в данной статье, может использоваться в данном случае в качестве дополнения.
Для менее крупных горнодобывающих предприятий не имеющих определенных ресурсов подобная работа будет хорошей базой для выявления участков с высоким уровнем рисков и проведения своевременных мероприятий по их устранению с целью недопущения аварийных ситуаций.
