Техногенные катастрофы в России и мире

Таблица 1. Количество пострадавших, спасенных и погибших человек в результате техногенных ситуациях, происшедших на территории Российской Федерации за 2003-2010 годы.

(составлено автором  по данным МЧС России)

Рис. 1. Количество техногенных  ситуациях, происшедших на территории Российской Федерации за 2003-2010 годы.

Среди крупнейших техногенных  катастроф в новейшей истории  России - аварии на шахтах и электростанциях, гибель воздушных и морских судов, пожары и обрушения крыш зданий.

Рассмотрим аварию на Саяно-Шушенской  ГЭС как пример крупной техногенной  катастрофы в России.

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция  на реке Енисей является крупнейшей ГЭС  России и одной из наиболее крупных  ГЭС в мире. Она расположена  на границе Красноярского края и  Хакасии. Строительство ГЭС началось в 1968 году, первый гидроагрегат был  пущен в 1978 году, последний - в 1985 году. В постоянную эксплуатацию электростанция была принята в 2000 году. Технически ГЭС состоит из бетонной арочно-гравитационной плотины высотой 245 м и приплотинного  здания ГЭС, в котором размещены 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью  по 640 МВт. Установленная мощность ГЭС  составляет 6400 МВт, среднегодовая выработка - 22,8 млрд кВт·ч. Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище  сезонного регулирования. Ниже по течению  Енисея расположена контррегулирующая  Майнская ГЭС, составляющая с Саяно-Шушенской  ГЭС единый производственный комплекс. Сооружения ГЭС спроектированы институтом «Ленгидропроект», гидросиловое оборудование поставлено заводами «ЛМЗ» и «Электросила» (ныне входят в состав концерна «Силовые машины»). Саяно-Шушенская ГЭС принадлежит  ОАО «РусГидро».

Катастрофа 

На момент аварии нагрузка на станцию составляла 4100 МВт, из 10 гидроагрегатов в работе находилось 9 (гидроагрегат № 6 находился в ремонте). В 8:13 местного времени 17 августа 2009 года произошло  внезапное разрушение гидроагрегата  № 2 с поступлением через шахту  гидроагрегата под большим напором  значительных объёмов воды. Персонал электростанции, находившийся в машинном зале, услышал громкий хлопок в районе гидроагрегата № 2 и увидел выброс мощного столба воды. Олег Мякишев, очевидец аварии, описывает этот момент так: …Я стоял наверху, услышал какой-то нарастающий шум, потом увидел, как поднимается, дыбится рифлёное покрытие гидроагрегата. Потом видел, как из-под него поднимается ротор. Он вращался. Глаза в это не верили. Он поднялся метра на три. Полетели камни, куски арматуры, мы от них начали уворачиваться Рифлёнка была где-то под крышей уже, да и саму крышу разнесло… Я прикинул: поднимается вода, 380 кубов в секунду, и - дёру, в сторону десятого агрегата. Я думал, не успею, поднялся выше, остановился, посмотрел вниз - смотрю, как рушится всё, вода прибывает, люди пытаются плыть… Подумал, что затворы надо закрывать срочно, вручную, чтобы остановить воду… Вручную, потому что напряжения-то нет, никакие защиты не сработали… 

Потоки воды быстро затопили машинный зал и помещения, находящиеся  под ним. Все гидроагрегаты ГЭС  были затоплены, при этом на работавших гидрогенераторах произошли короткие замыкания (их вспышки хорошо видны  на любительском видео катастрофы), выведшие их из строя. Произошёл полный сброс нагрузки ГЭС, что привело  в том числе и к обесточиванию  самой станции. На центральном пульте управления станцией сработала светозвуковая  сигнализация, после чего пульт был  обесточен — пропала оперативная  связь, электропитание освещения, приборов автоматики и сигнализации. Автоматические системы, останавливающие гидроагрегаты, сработали только на гидроагрегате  № 5, направляющий аппарат которого был автоматически закрыт. Затворы  на водоприёмниках других гидроагрегатов оставались открытыми, и вода по водоводам  продолжала поступать на турбины, что  привело к разрушению гидроагрегатов № 7 и 9 (сильно повреждены статоры и  крестовины генераторов). Потоками воды и разлетающимися обломками гидроагрегатов были полностью разрушены стены  и перекрытия машинного зала в  районе гидроагрегатов № 2, 3, 4. Гидроагрегаты  № 3, 4 и 5 были завалены обломками машинного  зала. Сотрудники станции, имевшие такую  возможность, оперативно покинули место  аварии.

На момент аварии из руководства  станции на своих местах находились главный инженер ГЭС А. Н. Митрофанов, исполняющий обязанности начальника штаба ГО и ЧС М. И. Чиглинцев, начальник  службы мониторинга оборудования А. В. Матвиенко, начальник службы надёжности и техники безопасности Н. В. Чуричков. Главный инженер после аварии прибыл на центральный пункт управления и отдал распоряжение находившемуся там начальнику смены станции М. Г. Нефёдову о закрытии затворов. Чиглинцев, Матвиенко и Чуричков после аварии покинули территорию станции.

В связи с потерей энергоснабжения  закрыть затворы можно было только вручную, для чего персоналу необходимо было проникнуть в специальное помещение  на гребне плотины. Около 8:30 восемь человек  оперативного персонала добрались  до помещения затворов, после чего связались по сотовому телефону с  начальником смены станции, который  дал указание опустить затворы. Взломав  железную дверь, работники станции  А. В. Катайцев, Е. В. Кондратцев, И. М. Багаутдинов, П. А. Майорошин и Н. Н. Третьяков  в течение часа вручную осуществили  сброс аварийно-ремонтных затворов водоприёмников, прекратив поступление  воды в машинный зал. Закрытие водоводов  привело к необходимости открытия затворов водосливной плотины с  целью обеспечения санитарного  попуска в нижнем бьефе СШГЭС. К 11:32 было организовано питание козлового  крана гребня плотины от передвижного дизель-генератора, в 11:50 началась операция по подъёму затворов. К 13:07 все 11 затворов водосливной плотины были открыты, начался пропуск воды вхолостую.

Аварийно-спасательные работы

Поисково-спасательные и  ремонтно-восстановительные работы на станции начались практически  сразу же после аварии силами персонала  станции и сотрудников Сибирского регионального центра МЧС. В тот  же день в район аварии вылетел  руководитель МЧС Сергей Шойгу, возглавивший работы по ликвидации последствий аварии, началась переброска дополнительных сил  МЧС и сотрудников различных  подразделений ОАО «РусГидро». Уже  в день аварии начались водолазные работы по обследованию затопленных  помещений станции с целью  поиска выживших, а также тел погибших. В первый день после аварии удалось  спасти двух человек, находившихся в  «воздушных мешках» и подававших сигналы о помощи, - одного через 2 часа после аварии, другого через 15 часов. Однако уже 18 августа вероятность нахождения других выживших оценивалась как незначительная. 20 августа началась откачка воды из помещений машинного зала; к этому моменту было обнаружено 17 тел погибших, 58 человек числились пропавшими без вести. По мере освобождения от воды внутренних помещений станции число найденных тел погибших быстро росло, достигнув к 23 августа, когда работы по откачке воды вступили в завершающую стадию, 69 человек. С 23 августа МЧС приступило к завершению своей работы на станции, а работы на ГЭС стали постепенно переходить из фазы проведения поисково-спасательной операции в фазу восстановления сооружений и оборудования. 28 августа в Хакасии был отменён режим чрезвычайной ситуации, введённый в связи с аварией. Всего в поисково-спасательных работах было задействовано до 2700 человек (из них около 2000 человек работали непосредственно на ГЭС) и более 200 единиц техники. В ходе работ было разобрано и вывезено более 5000 м³ завалов, из помещений станции откачано более 277 000 м³ воды. С целью ликвидации масляного загрязнения акватории Енисея было установлено 9683 метра боновых заграждений и собрано 324,2 т маслосодержащей эмульсии.

Расследование причин аварии

Расследование причин аварии велось независимо по линии различных  ведомств. Сразу после аварии была создана комиссия Ростехнадзора, своё расследование начал следственный комитет при прокуратуре в  рамках возбуждённого уголовного дела по статье 143 УК РФ (нарушение правил охраны труда). 16 сентября Государственная  Дума создала парламентскую комиссию для расследования причин аварии под руководством В. А. Пехтина. Неочевидность  причин аварии (по словам министра энергетики России C. И. Шматко, «это самая масштабная и непонятная авария гидроэнергетики, которая только была в мире» вызвала  появление ряда версий, не нашедших в дальнейшем своего подтверждения. Сразу после аварии была озвучена версия гидроудара, высказывались также  предположения о взрыве трансформатора. Рассматривалась и версия террористического  акта - в частности, одна из группировок чеченских сепаратистов разместила заявление, в котором утверждалось, что авария является следствием диверсии; однако следов взрывчатых веществ на месте аварии обнаружено не было. Комиссия Ростехнадзора изначально планировала озвучить причины аварии и размер причинённого ущерба к 15 сентября, но итоговое заседание комиссии было сначала перенесено на 17 сентября в связи с «необходимостью дополнительно уточнить отдельные технологические аспекты в проекте итогового акта комиссии», а затем отложено ещё на 10 дней. «Акт технического расследования причин аварии…» был опубликован 3 октября 2009 года. Доклад парламентской комиссии по расследованию обстоятельств аварии был представлен 21 декабря 2009 года. Расследование, проводимое Следственным комитетом, было завершено 23 марта 2011 года.

Причины аварии

Результаты расследования  аварии комиссией Ростехнадзора  были опубликованы на сайте ведомства  в виде документа под официальным  названием «Акт технического расследования  причин аварии, произошедшей 17 августа 2009 года в филиале Открытого Акционерного Общества „РусГидро“ - „Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Непорожнего“». В акте приводятся общие сведения о гидроэлектростанции, перечисление событий, предшествовавших аварии, описывается ход аварии, перечисляются причины и события, повлиявшие на развитие аварии. Непосредственная причина аварии этим актом была сформулирована так: Вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины. Вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата.

Парламентская комиссия, результаты работы которой были опубликованы 21 декабря 2009 года под официальным  названием «Итоговый доклад парламентской  комиссии по расследованию обстоятельств, связанных с возникновением чрезвычайной ситуации техногенного характера на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 года», причины аварии сформулировала следующим  образом: Авария на СШГЭС с многочисленными человеческими жертвами стала следствием целого ряда причин технического, организационного и нормативного правового характера. Большинство этих причин носит системный многофакторный характер, включая недопустимо низкую ответственность эксплуатационного персонала, недопустимо низкую ответственность и профессионализм руководства станции, а также злоупотребление служебным положением руководством станции.

Не был должным образом  организован постоянный контроль технического состояния оборудования оперативно-ремонтным  персоналом (что должно предусматриваться  инструкцией по эксплуатации гидроагрегатов Саяно-Шушенской ГЭС, утверждённой главным инженером СШГЭС от 18.05.2009 г.). Основной причиной аварии стало  непринятие мер к оперативной  остановке второго гидроагрегата  и выяснения причин вибрации. 

Предпосылки

  Зоны работы гидроагрегатов  Саяно-Шушенской ГЭС

Гидроагрегат № 2 был пущен 5 ноября 1979 года, первоначально на пониженном напоре и с временным рабочим  колесом. 7 ноября 1986 года гидроагрегат был введён в работу со штатным  рабочим колесом. Нормативный срок службы гидротурбины заводом-изготовителем  был установлен в 30 лет. Конструкция  гидротурбин РО230/833-В-677 характеризуется  рядом недостатков, одним из которых  является наличие обширной зоны не рекомендованной работы; при нахождении гидроагрегата в этой зоне работа турбины сопровождается сильными гидравлическими  ударами в проточной части  и значительными шумами. При этом зона не рекомендованной работы разделяет  две зоны, в которых работа гидроагрегата  разрешена; таким образом, при существенном изменении мощности гидроагрегат каждый раз вынужден проходить зону не рекомендованной  работы. В акте по принятию гидроузла  в эксплуатацию, датированном 2000 годом, отмечалась необходимость замены рабочих колёс гидротурбин. Согласно программе технического перевооружения и реконструкции станции, замена рабочих колёс гидроагрегатов планировалась с 2011 года; в частности, в августе 2009 года был объявлен конкурс на поставку нового рабочего колеса для одного из гидроагрегатов ГЭС.

  Изменения показаний  датчика радиальных вибраций  подшипника турбины гидроагрегата  № 2