Analiza ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych podstawowe zasady

Transkrypt

1 Elżbieta PILECKA Polska Akademia Nauk IGSMiE, Kraków Mat. Symp. Warsztaty 2000 str Analiza ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych podstawowe zasady Streszczenie Przedstawiono podstawowe zasady analizy ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych. Zwrócono uwagę na potrzebę wnikliwej identyfikacji zagrożeń. Omówiono definicję ryzyka w ujęciu ekonomicznym. Scharakteryzowano pojęcia takie jak: identyfikacja zagrożeń, szacowanie i ocena ryzyka. Wskazano możliwości alternatywnych rozwiązań poprzez obniżanie wartości ryzyka. 1. Wprowadzenie Podjęcie decyzji o przedsięwzięciu geotechnicznym związane jest zawsze z ryzykiem. Pojęcie ryzyka aczkolwiek zrozumiałe dla wszystkich jest definiowane na kilka sposobów przez różnych autorów np. jako (Sleziak 1998): - szansa dotkliwej konsekwencji, - prawdopodobieństwo zagrożenia na jednostkę czasu i koszty szkody, - prawdopodobieństwo straty lub rozmiar straty lub inne wielkości statystyczne charakteryzujace stratę. W zagadnieniach geotechnicznych istotne są skutki ekonomiczne danego przedsięwzięcia. Nakłady wynikające z zaistniałego niepowodzenia powinny mieścić się w przyjętych granicach. Zatem najwłaściwszą definicją ryzyka jest przedstawienie go jako iloczynu prawdopodobieństwa niepowodzenia i kosztów strat (Pilecka i in. 1999). Ekonomiczne ujęcie ryzyka powinno obejmować wszystkie możliwe zagrożenia danego projektu geotechnicznego czyli ryzyko można przedstawić w postaci: R p i s (1.1) gdzie: p i prawdopodobieństwo zaistnienia i-tego zagrożenia, s i rozmiar strat spowodowanych zaistnieniem i-tego zagrożenia (w zł), R ryzyko całkowite. 2. Identyfikacja zagrożeń i Pierwszym etapem analizy ryzyka przedsięwzięcia geotechnicznego jest identyfikacja źródeł zagrożenia (rys. 2.1). Identyfikację przeważnie dokonuje się na podstawie zaistniałych 191 i

2 E. PILECKA - Analiza ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych podstawowe zasady wypadków, katastrof, awarii itp. W procesie identyfikacji zagrożeń należy ustalić: czy istnieją źródła zagrożeń, kto, lub co stwarza zagrożenie, w jaki sposób zagrożenie może się objawić. Analiza ryzyka identyfikacja zagrożeń szacowanie ryzyka ocena ryzyka metody badawcze ocena prawdopodobieństwa niepowodzenia ekonomiczna ocena skutków niepowodzenia kryteria analiza alternatywnych rozwiązań akceptacja ryzyka rezygnacja Rys. 2.1 Schemat podstawowego postępowania w analizie ryzyka przedsięwzięć geotechniczych Identyfikacja zagrożeń jest zadaniem istotnym, a zarazem dość trudnym ze względu na następujące ograniczenia: - istnieją subiektywne zaburzenia lub możliwości błędów w opisach danych z zaistniałych wypadków, katastrof, awarii itp. - występują trudności w określeniu zachowania się ludzi w obliczu niebezpieczeństwa, - niektóre poważne awarie albo katastrofy są zdarzeniami o bardzo małej częstotliwości, - przy nowych technologiach mogą wystąpić jeszcze braki w przewidywaniu zachowania się projektowanej budowli geotechnicznej. Identyfikacja zagrożeń musi obejmować wnikliwą przyczynę zaistniałych wypadków, katastrof, awarii itp. w porównaniu do planowanych warunków, aby nie sklasyfikować niewłaściwie ewentualnego zagrożenia. Analiza zagrożeń powinna być przeprowadzana przez specjalistę lub zespół specjalistów w danej dziedzinie. W przypadku obiektów podziemnych analiza potencjalnych zagrożeń powinna dotyczyć czynników związanych z górotworem, wzajemnej relacji układu górotwór - obiekt oraz technologią wykonania i użytkowania obiektu. Specjaliści powinni dysponować aktualnymi danymi pochodzącymi z badań laboratoryjnych i in situ. Dotyczy to w szczególności własności sprężystych, i wytrzymałościowych skał i górotworu, w którym planowana jest budowla geotechniczna. Należy rozpoznać zagrożenia hydrogeologiczne, termodynamiczne, gazodynamiczne, geomechaniczne i geochemiczne. Metodą która daje możliwość poglądu na takie zagrożenia jest modelowanie numeryczne. Modelowanie pozwala na ocenę ilościową i jakościową zagrożenia. Szczególnie użyteczne są do oceny zachowania się systemu w czasie w różnych stanach naprężenia (Pilecki 1999). Pomocną metodą w ustaleniu potencjalnych zagrożeń może być analiza drzewa błędu. Wykonując taką analizę można korzystać z różnych źródeł informacji. Przykładowo w przypadku podziemnego składowiska odpadów źródłami informacji o potencjalnych zagrożeniach są: - mapy geologiczne z uwzględnieniem lokalnej tektoniki, 192

3 - wyniki badań geofizycznych ujawniające lokalne strefy osłabień, - wyniki badań laboratoryjnych właściwości fizycznych górotworu, - wyniki modelowań numerycznych dotyczących zachowania się górotworu wokół wyrobiska, - informacje o zagrożeniach np. metanowym, wodnym, sejsmicznym itp., - informacje powypadkowe, - informacje od dozoru, specjalistów i innych pracowników o ewentualnych zagrożeniach, - właściwości odpadów przewidywanych do składowania i ich szkodliwości, - informacje o możliwych reakcjach odpadów przewidzianych do składowania z wodą. Powyższa lista nie wyczerpuje wszystkich źródeł zagrożeń. Identyfikacja zagrożeń musi być przeprowadzona dla konkretnej lokalizacji podziemnego składowiska odpadów. Jeszcze raz należy podkreślić, że dla każdego projektu geotechnicznego należy indywidualnie identyfikować źródła zagrożenia. 3. Szacowanie ryzyka Po identyfikacji źródeł zagrożenia można przystąpić do szacowania ryzyka (rys. 2.1). W tym celu należy każdemu zagrożeniu przypisać prawdopodobieństwo jego wystąpienia i określić wielkości strat jakie mogą powstać. Prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia wyznacza się zazwyczaj korzystając z metod statystycznych w zależności od charakteru danego zjawiska zagrożenia. W analizach geotechnicznych bardzo często jest stosowane prawdopodobieństwo warunkowe. Tego typu obliczenia możliwe są dzięki zastosowaniu twierdzenia Bayesa. Koszty strat poniesionych w wyniku zaistnienia szkody, są na ogół możliwe do wyliczenia opierając się na aktualnych cenach materiałów użytych do budowli geotechnicznej i innych elementów, które muszą być uwzględnione w kosztach. W wyliczeniach można posługiwać się raportami z zaistniałych zdarzeń i poniesionych tam strat (np. koszty wystąpienia tąpnięć - Kabiesz 1999). Cenną pomocą w wyliczeniach ewentualnych szkód mogą być symulacje komputerowe. Modelowanie daje obraz zniszczeń jakie mogą zaistnieć w podziemnej budowli np. modelowaniem komputerowym można określić rozmiar strat spowodowanych utratą stateczności podziemnego wyrobiska. Ogólnie na kształt kosztów składają się: koszty technologiczne - koszt zniszczonych materiałów i zakupu nowych, koszt naprawy uszkodzonego wyrobiska, koszty organizacyjne - koszt akcji ratowniczej, koszt czasu kierownictwa lub administracji, koszt przywrócenia funkcji jaką miała budowla przed wystąpieniem awarii, koszty uczestnictwa w wypadku osób poszkodowanych - koszt absencji ewentualnych poszkodowanych, koszty odszkodowań, świadczeń i odpraw, itp. Od kosztów zaistniałej szkody i poniesionych strat należy odjąć kwotę odszkodowań wypłaconych przez firmy ubezpieczeniowe, jeżeli przedsięwzięcie geotechniczne i poszkodowani pracownicy byli ubezpieczeni na okoliczność zdarzenia. W analizie kosztów nie uwzględnia się takich czynników jak wizerunek firmy, zaufanie społeczne do firmy, opinia publiczna. Koszty te właściwie niemierzalne mogą jednak zaważyć na ilości zleceniodawców, współpracy między firmami, itp. 4. Ocena ryzyka Po oszacowaniu ryzyka można przystąpić do oceny ryzyka (rys. 2.1). Jest to proces porównania oszacowanej wielkości z wzorcem czyli z przyjętym kryterium. Wzorcem mogą 193

4 E. PILECKA - Analiza ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych podstawowe zasady być kategorie ryzyka np. niedopuszczalne, tolerowane czy akceptowalne (tj. kategorie ryzyka wypadków przy pracy w górnictwie - Niczyporuk 1996), jak również inne parametry np. dopuszczalna wartość strat lub kosztów (np. koszt usunięcia skutków tąpnięcia i strat spowodowanych przestojem ściany stanowił 38,7% wartości węgla wydobytego w analizowanym okresie, (Patyńska i Januszko 1999). Proces oceny ryzyka w wymiarze ekonomicznym czyli wyrażony konkretną kwotą zmusza inwestora do podjęcia decyzji czy dane przedsięwzięcie geotechniczne ma sens. Wiąże się to ściśle z przyjęciem określonego rozwiązania co ma duży wpływ szczególnie na ekonomiczną stronę projektu geotechnicznego. Dlatego na tym etapie analizy ryzyka muszą być przeprowadzone symulacje alternatywnych rozwiązań, czyli rozważenie możliwości zmniejszenia ryzyka: czy można wyeliminować jakieś zagrożenie, czy istnieje lepsze rozwiązanie organizacyjno-administracyjne, czy można zmniejszyć ilość osób narażonych na niebezpieczeństwo, czy można obniżyć koszty ewentualnych strat, itp. 5. Wnioski W projektowaniu geotechnicznym należy określić ekonomiczną wartość ryzyka. Został przedstawiony podstawowy algorytm analizy ryzyka, który można dla każdego indywidualnego przypadku rozwinąć. Analiza ryzyka pozwala na podjęcie ekonomicznie uzasadnionej decyzji akceptacji wyliczonego ryzyka lub rezygnacji z planowanej inwestycji geotechnicznej. Analiza taka jest ważna w konkretnym miejscu, w którym występują określone zagrożenia. Literatura [1] Kabiesz J., 1999: Ryzyko występowania tąpań w kopalniach węgla kamiennego. Prace Naukowe GIG, nr 32, seria konferencje Tąpania 99, Katowice, [2] Niczyporuk Z.T., 1996: Kształtowanie bezpieczeństwa na przykładzie eksploatacji kompleksów ścianowych w kopalniach węgla kamiennego. Prace Naukowe GIG, nr 817, Wyd. GIG, Katowice. [3] Patyńska R., Januszko G., 1999: Koszty profilaktyki tąpaniowej w relacji z kosztami usunięcia skutków tąpniecia w ścianie 537A w pokładzie 510 w KWK Katowice-Kleofas. Prace Naukowe GIG, nr 32, seria konferencje Tąpania 99, Katowice, [4] Pilecka E., Gołębiowski T., Góralski M., 1999: Podstawy analizy ryzyka w przedsięwzięciach geotechnicznych. Mat. Symp. Warsztaty 99, IGSMiE PAN, Kraków, [5] Pilecki Z., 1999: Metoda oceny zachowania się masywu skalnego wokół wyrobiska podziemnego. Studia Rozprawy Monografie. nr 59, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków. [6] Sleziak G., 1998: Zastosowanie analizy ryzyka w ocenie warunków pracy w górnictwie australijskim. Mat. Szkoły Eksploatacji Podziemnej 98, IGSMiE PAN, Risk analysis in geotechnical projects basic rules The basic rules of risk analysis in geotechnical projects have been introduced. The caution was directed on threats identification. The risk definition in economical sight of geotechnical project was described. Some terms like: threat identification, estimation and evaluation of risk were characterised. The possibility of using alternative solutions through the decrease of risk was underlined. 194

5 195