Ing. Bohuslav  MACHEK 
Český báňský úřad Praha

Nadměrný rozlet při clonovém odstřelu jako důsledek nesprávného řízení rizik a opakovaných mimořádných událostí

S hornictvím je od vynalezení černého trhacího prachu historicky spjato i nakládání s výbušninami, zejména v rozsahu jejich používání. Rizika spojená s dobýváním nerostů a s prováděním trhacích prací zřejmě nikdy z pracovišť zcela nezmizí. Nicméně k bezpečnějšímu provádění obou činností nám zbývá překonat ještě řadu překážek. Jednou z takových překážek je přezírání některých rizik.

Právě poslední státní báňskou správou zaevidovaná mimořádná událost při provádění trhacích prací při povrchovém dobývání ložiska nerudných surovin podtrhuje aktuálnost nastíněných problémů. Proto jsem ke zvrácení tohoto nepříznivého stavu shromáždil některé teoretické a praktické poznatky s cílem - upozornit na některá opatření, která by měla vést k předcházení rizikům, odstraňování rizik nebo alespoň k minimalizaci jejich působení.

     

Jedná se především o prevenci rizik spočívající:

-       v zajištění měření těžebních řezů, sklonů a směrů vývrtů pro clonové nebo plošné odstřely při povrchovém dobývání ložisek nerostných surovin,

-       v přesném vrtání,

-       ve správném stanovení velikosti ohroženého území.

 

Přičemž prevencí by se měly bez rozdílu zabývat jak organizace provádějící trhací práce tzv. dodavatelským způsobem, tak  i těžební organizace, které si tzv. nechávají provádět trhací práce, např. při povrchovém dobývání ložisek nerostných surovin, dodavatelsky.

 

Z teoretických poznatků vztahujících se k danému problému nejprve odkazuji na níže uvedený graf, publikovaný v srpnu 2005 v článku Blasting Safety – Revisiting Site Security v časopisu The Journal of Explosives Engineering, vydávaném Mezinárodní společnosti pro trhací techniku ICEE (International Society of Explosives Engineers). Odtud pramení počty a zdroje mimořádných událostí, které byly zaznamenány ve Spojených státech Amerických v období let 1978 – 2003.

 

Z procentuálního rozdělení zvolených a zaevidovaných zdrojů v USA  1 131 mimořádných událostí v hornictví při použití výbušnin je nesporné, že největší četnost byla zaznamenána v důsledku „porušení bezpečnostního okruhu.“  Z vývoje četnosti tohoto zdroje je zřejmé, že se již dostal pod kontrolu a má klesající tendenci. Za povšimnutí však stojí narůstající počet mimořádných událostí z titulu selhávek, vysoká četnost  předčasných roznětů a nadměrných rozletů (může se jednat o potencionální zdroje rizik i na našich pracovištích).

 

V České republice bude do konce roku 2007 vypracována analýza evidovaných mimořádných událostí při nakládání s výbušninami v rámci programového projektu výzkumu a vývoje Českého báňského úřadu č. 37-05, včetně vyhodnocení rizik spojených s prováděním trhacích prací velkého rozsahu. Dojde také k porovnání výsledků vývoje mimořádných událostí s některými sousedními zeměmi tzv. „bývalé patnáctky EHS,“ neboť objemy a podmínky provádění trhacích prací jsou nám bližší než údaje z USA. Než dojde k podrobnému vyhodnocení, hledejme prozatím možnosti prevence ve zdrojích v níže uvedeném grafu „Mimořádné události při nakládání s výbušninami v ČR 1996-2006.“

Z údajů ve výše uvedeném grafu je nesporný podíl mimořádných událostí související s nedbalostí osob, které používají výbušniny (nálezy trhavin) a neustálá snaha o jejich zneužití (odcizení trhavin, vloupání do skladů výbušnin). Pomineme-li tento zdroj, který není v tomto příspěvku tím nejpodstatnějším, patří v České republice mezi nejčetnější zdroje mimořádných událostí tzv. nežádoucí nadměrný rozlet. Z uvedených 22 evidovaných nadměrných rozletů ve sledovaném období přitom připadá 14 nadměrných rozletů na clonové odstřely při povrchovém dobývání ložisek nerostných surovin.

 

Státní báňská správa reagovala na vyšší četnost mimořádných události při nakládání s výbušninami již  v roce 2001. Český báňský úřad vydal pokyn k zajištění měření sklonů a směrů vývrtů pro clonové nebo plošné odstřely při povrchovém dobývání ložisek nerostných surovin. Vydání tohoto pokynu předcházel rozbor mimořádných událostí, při kterých bylo zjištěno, že:

·        jednou z příčin je nedostatečná kontrola parametrů vývrtů připravených k nabíjení trhavinami, včetně kontroly, zda skutečný stav vývrtů, tj. jejich sklon a směr, odpovídá, resp. je v souladu s technickým nebo generálním projektem odstřelu,

·        příčinou odchylek směru vývrtů (při vrtání se odklánějí do stran a mohou se k sobě navzájem přiblížit) a sklonu vývrtů (vývrty se s narůstající délkou -  hloubkou zakřivují směrem “ze stěny do volné plochy”) je zejména geologická stavba ložiska, průběh výrazných geologických poruch a popř. i další anomálie v horninovém masivu (odlučnost, vrstevnatost, dutiny apod.),

·        mechanické narušení hornin v důsledku dříve provedeného “posledního” odstřelu v daném místě, kterým nebyla hornina dostatečně rozpojena (důvodem mohou být např. přílišný záběr a tedy poddimenzované nálože, chybné časování, neúplná detonace nebo částečná selhávka) následně způsobí, resp. negativně ovlivňuje směr a sklon vývrtů,

·        lze s určitou jistotou zjistit (z průběhu vrtání vrtu, při němž může docházet k obtížím, k zavalování vrtu, k prudké změně rychlosti vrtání apod.) porušení horninového masívu vlivem geologické stavby, nebo jeho mechanického narušení jinými vlivy.

 

Proto na tyto skutečnosti Český báňský úřad reagoval metodickým pokynem č. 1/2001 a ke snížení rizika vzniku neočekávaného a nežádoucího nadměrného rozletu až za hranici bezpečnostního okruhu společně s obvodními báňskými úřady požaduje:

·        aby organizace zjišťovaly a dokladovaly všechny skutečnosti týkající se stavby horninového masívu, zejména v místech, kde se předpokládají složité geologické poměry, popř. je známé místo, kde došlo k mechanickému narušení hornin nedokonalým rozpojením předchozími odstřely, či z jiných důvodů,

·        aby organizace stanovila v místech, kde byly zjištěny nepravidelnosti geologické stavby horninového masívu, nebo v místech, kde došlo k mechanickému narušení hornin z jiných důvodů:

-       způsob měření sklonů a směrů vývrtů,

-       provádění takového měření,

-       pořizování záznamů o výsledku těchto měření,

-       písemné vyhodnocování provedených měření vývrtů technickým vedoucím odstřelů, popř. jeho zástupcem, zda sklony a směry vývrtů odpovídají projektovaným údajům,

·        způsob eliminování případných rozdílů ve zjištěných údajích,

·        co nejpřesnější zjištění – změření směru a sklonu vývrtů před nabíjením vývrtů trhavinami,

·        přepočet velikosti náloží na skutečné odporové přímky (záběry), pokud se měřením zjistí odchylky směru a sklonu vývrtů v porovnání s údaji navrženými v technickém projektu, nebo generálním projektu trhacích prací velkého rozsahu,

·        pozastavit provádění těchto prací do doby projednání nových skutečností s příslušným obvodním báňským úřadem, popř. novým projednáním povolení těchto prací v případě, že by nově vypočtené nálože nebyly v souladu s podmínkami rozhodnutí o povolení trhacích prací.

 

Pro úplnost uvádím konkrétní ustanovení vyhlášky č. 72/1988 Sb., o používání výbušnin, ve znění pozdějších předpisů, ze kterých mj. vyplývají výše uváděné požadavky v opatření:

·        ustanovení § 35 odst. 5 „Na povrchových pracovištích, kde se uskutečňují trhací práce velkého rozsahu, při kterých dochází k podstatné změně tvaru odstřelovaného masivu horniny, musí se osadit stabilní měřické body. Příslušná výkresová část technického projektu odstřelu musí vycházet z těchto bodů tak, aby bylo možno zpětně měřicky určit místa náloží i po odstřelu.“

·        ustanovení § 73 „Po ukončení přípravných prací pro odstřel na povrchu v hornině, se musí před nabíjením provést zaměření místa náloží (vývrtů, sklípků, štol, komor apod.), způsobem určeným organizací a zkontrolovat, zda stav odpovídá technickému projektu odstřelu.“

·        ustanovení § 72 odst. 1 a 2 „Vedoucí pracoviště vede deník, ve kterém se v rozsahu určeném organizací zaznamenávají všechny skutečnosti důležité pro posouzení stavu přípravných prací k odstřelu. Technický vedoucí odstřelů vyhotoví neprodleně o průběhu a výsledku každého odstřelu zápis, v němž uvede zejména, zda nedošlo k selhávce, jaká bezpečnostní opatření jsou nutná pro další postup prací, a přehledný seznam případných škod. Zápis zašle orgánu, který odstřel povolil.“

 

Riziko nadměrného rozletu taktéž ovlivňuje nepřesné vrtání. Prevencí se rozumí zejména předvídání a odstraňování těchto základních chyb:

·        v délkách vývrtů při nerovnoměrné počvě

projektované vývrty musí  vycházet  z úvodní záměry, přičemž úvodní záměra zachycuje všechny významnější nerovnosti počvy, ověření stavu, zda jsou vrty prováděny do takové hloubky, která je uvedena v projektu,

·        v úklonech vývrtů od projektovaných parametrů

když není dodržována technologická kázeň při měření výchozího stavu těžebního řezu technickým vedoucím odstřelů nebo při ustavování vrtací soupravy osádkou (nedostatečné upnutí lafety do horniny v ústní vrtu nebo nedodržení stanovených úklonů technickým vedoucím odstřelů v technickém projektu odstřelu), popř. jsou nevhodně zakládány vrty bez ohledu na vlastnosti horniny (směr a úklon vrstev, puklin atp.),

·        v odklonech vývrtů od předpokládaného směru při vrtání clonových odstřelů.

v provozní praxi ověřená zásada, že s rostoucím průměrem vývrtu se zvyšuje přesnost vrtání, avšak při nevhodné volbě korunky (dláta) dochází u 15 m vysokého těžebního řezu k odklonu vývrtu od předpokládaného směru v rozmezí 5o - 7,o což činí 1,3 m – 1,8 m.

 

Pro ty, co ještě stále váhají a pouze jen myslí na snižování nákladů a zvyšování cen (tzv. „počítači fazolí“), přidávám ve výše uváděném kontextu tzv. „bezpečnostních“ rizik i tyto fakta. S odstraněním těchto „bezpečnostních“ rizik jsou spojeny i další výhody, neboť ustálená výše nákladů ve vyspělých ekonomikách na vrtání, rozpojování dobývaného nerostu, nakládku, dopravu a úpravu vytěženého nerostu je zřejmá z níže uvedeného obrázku.

 

Provozní je praxí ověřeno, že:

·        s přesným vrtáním souvisí záběr a měrná spotřeba trhavin

vyšší upnutí, nerovnoměrné rozrušení horniny, dohánění vyšší spotřebou, neodůvodněné převrtávání a vyšší seismický účinek od tzv. utopených náloží a větší možnost bezdůvodného porušení tzv. zaobrysové části předpokládaného výlomu,

·        dojde k větší produktivitě vrtací soupravy

bez prostojů a ztrát např. u zakleslého vrtacího nářadí,

·        je méně nerovná počva a stěna těžebního řezu

bez výmolů, hrbolů, převisů a zátrhů,

·        dojde k lepší fragmentaci,

bez potřeby dodatečného sekundárního rozpojování nadměrných kusů rozpojované horniny,

·        dojde ke snížení opotřebení nakládacích a přepravních prostředků,

·        dochází ke zvýšení produktivity primárního drcení,

spojené se sníženým opotřebením drtících nástrojů.

 

Vzhledem k tomu, že státní báňskou správou uváděný výčet identifikovaných (vyhledaných) rizik se ne vždy stal součástí standardizovaného procesu hodnocení rizik prováděného dozorovanými organizacemi, tak přirozeně nemohlo dojít k jejich omezení, popř. odstranění.

 

Logicky tedy dochází k jejich opakování jako důsledek nesprávného řízení rizik.

 

Proto další kroky státní báňské správy spočívají v přísnějším posuzování a postihu zjištěných nedostatků po prošetření mimořádných událostí, tak i v pravidelném upozorňování samotných členů profesní společnosti, kteří přímo provádějí některé přípravné práce v rozsahu zaměřování těžebních řezů, vrtání, nabíjení nabíjecím vozem a  trhací práce, aby se s těmito riziky vypořádali v rámci prováděné prevence. Z níže uvedené fotografie lomu s vyznačením předpokládané křivky dráhy letu kusů horniny po odstřelu vápence v únoru 2006, která byla použita jako příklad, je evidentní, že ani tyto zvolené preventivní a represivní způsoby státní báňskou správou se nezdají být dostatečně účinné.

 

Nejen na této poslední zaevidované mimořádné události při provádění trhacích prací lze demonstrovat, že zdroje rezerv při přípravě a projektování trhacích prací spočívají především ve vypořádání se s některými staršími známými riziky (zajištění měření těžebního řezu, sklonů a směrů vývrtů pro clonové nebo plošné odstřely), ale i s dalšími novějšími riziky (správné stanovení velikosti ohroženého území). Zejména správné stanovení velikosti ohroženého území, jak je popisováno např. v níže uváděné odborné literatuře, je jeden ze způsobů jak riziko odstranit, neboť rozlet horniny uvnitř bezpečnostního okruhu se nepovažuje za mimořádnou událost.

 

Domnívám se, že systém přístupu k řešení dané problematiky organizacemi provádějící trhací práce už nevyhovuje požadavkům doby. Je třeba aby se jím začali pořádně zabývat,  proto vám chci na tomto konkrétním příkladě ukázat proč přežívající systém  začíná být zastaralý a co by se s tím mělo dělat. Jsem přesvědčen, že správným řízením rizik a na základě níže uvedených poznatků by se pak ani v tomto konkrétním případě nemuselo jednat o nežádoucí nadměrný rozlet horniny, který by se musel evidovat jako mimořádná událost při použití výbušnin. Žádný zaměstnanec a ani vedoucí zaměstnanec organizace by nemusel být zaskočen jednotlivými kusy rozpojované horniny, které  neočekávaně ohrozily osoby a objekty ve vzdálenosti 480 m a 585 m od místa odstřelu jednotlivých náloží (bezpečnostní okruh byl stanoven v generálním technickém projektu odstřelů v první polovině kratší vzdálenosti doletu kusu horniny) a ani cca jeden týden se zabývat otázkou, zda událost ohlásit nebo neohlásit, jak tomu bylo v konkrétním případě.

 

Okolí (občany a organizace) za hranicí bezpečnostního okruhu nezajímá, zda k nežádoucímu nadměrnému rozletu došlo např. z důvodu nepředvídatelných geologických poruch, odklonu nabíjených vývrtů od předpokládaného směru nebo z důvodu nedostatečně stanoveného ohroženého území. Proto ať se to líbí nebo ne, podstata problému tkví v tom, že nadměrný rozlet je vždy neočekávaná mimořádná událost při použití výbušnin vzniklá odstřelem nevhodně umístěné nálože trhavin do horniny, která přitom může být ještě mechanicky narušena, čímž dochází k předimenzovaní nálože a ke zřejmému a bezprostřednímu ohrožení zákonem chráněných obecných zájmů, které může být spojeno s fatálními a dlouhodobými negativními následky.

 

Správné stanovení velikosti ohroženého území je podstatné již ve fázi projektování, při zpracování dokumentace k provádění trhacích prací, tj. před podáním žádosti o povolení trhacích prací na obvodní báňský úřad. Ustanovení § 28 zákona č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů, stanoví, že k žádosti o povolení trhacích prací musí být mj. přiložena:

·        dokumentace trhacích prací s návrhem technických podmínek k bezpečnému provedení trhacích prací,

·        návrh opatření k ochraně práv a právem chráněných zájmů organizací a občanů,

·        seznam organizací a občanů, jejichž práva nebo právem chráněné zájmy by mohly být ohroženy použitím výbušnin.

 

Z dalších právních předpisů vyplývá, že samotné ohrožení je ve své podstatě potenciálním porušením práv zákonem uváděných „organizací a občanů.“ Ohroženy mohou být např. objekty, na nichž se nežádoucí účinky trhacích prací mohou projevit jen způsobem, který bude znamenat snížení některého z jejich užitných parametrů. Tím se např. rozumí poškozená střešní krytina (od kusů horniny při nežádoucím nadměrném rozletu), popř. statika objektu (od nežádoucích seismických účinků odstřelu, popř. od kusů horniny při nežádoucím nadměrném rozletu) v takovém rozsahu, že stavbu nelze užívat k povolenému účelu.

 

Právě proto se jeví jako stále nejaktuálnější vypočtené a v praxi ověřené exaktní zkušenosti publikované v knize Ludborg, N., 1981, Risk for Flyrock When Blasting, pro jednoznačné stanovení max. vzdálenosti možného doletu dobývaného – rozpojovaného nerostu. Kde se uvádí, že:

·        příčinou nadměrného rozletu je snížený odpor horniny podél táhlé nálože v nabitém vývrtu nebo sníženým odporem ucpávky, popř. snížený odpor horniny podél ucpávky,

·        maximální vzdálenost možného doletu kusů hornin je závislá na měrné hmotnosti (hmotnost trhaviny v kg/objem horniny v m3) a průměru nabitého vývrtu - pro nabitý vývrt o průměru 102 mm a měrnou hmotnost trhaviny 0,65 kg/m3 horniny odpovídá pro příkladem zvolený odstřel ve vápencovém lomu vzdálenost bezpečnostního okruhu od místa odstřelu cca 600 m ve směru předpokládaného hlavního směru výbuchu.

 

Další podrobnosti jsou zřejmé z grafu z výše uváděného zdroje:


Maximální vzdálenost možného doletu kusů horniny (m) jako funkce průměru vývrtu (mm) pro různé měrné hmotnosti trhaviny (kg/m3 )

 

Proto na závěr žádám všechny odpovědné zástupce těžebních organizací a organizací, které provádějí trhací práce, aby skutečně tím nejodpovědnějším způsobem přistupovali k hodnocení bezpečnostních a ekonomických rizik prováděného podnikatelského záměru – dobývání nerostů. Zejména připomínám znění platného ustanovení § 38 zákona č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), ve znění pozdějších předpisů, ve kterém se uvádí, že pouze těžební organizaci se ukládají zákonné povinnosti, jako je zajišťovat bezpečnost provozu včetně havarijní prevence, bezodkladně odstraňovat nebezpečné stavy ohrožující zákonem chráněný obecný zájem, zejména bezpečnost a ochranu zdraví při práci a učinit včas potřebná preventivní a zajišťovací opatření, tedy povinnosti nepřenosné, za které těžební organizace zodpovídá a ze kterých se při jejich porušení nebo neplnění nemůže při uplatnění sankčního postihu orgány státní báňské správy exkulpovat (vyvinit). Tato zásada je mj. zakotvena i ve Směrnicích EHS, které upravují bezpečnost a ochranu zdraví zaměstnanců při dobývání nerostů a nakládání s výbušninami.

 

I z výše uvedených shromážděných poznatků se jeví jako nepochybné, že správné řízení rizik spočívá v poznání rizik, pravidelné snaze rizikům předcházet dodržováním jak známých postupů, tak i zaváděním nových poznatků a postupů. Kdyby byly výše uváděné zásady v provozní praxi dodržovány, nemuselo dojít k některým opakovaným nadměrným rozletům a nedošlo by ani k poslední mimořádné události  z počátku letošního roku, která byla použita  jako příklad. Přičemž i v tomto případě postačovalo zjistit řádný stav těžebního řezu, správné situování vrtného schéma, popř. věnovat vyšší pozornost přesnému vrtání, měření odklonů vývrtů, zejména v první řádě a správně stanovit velikost ohroženého území.

 

Proto znovu apeluji na všechny zaměstnance, aby dbali při všech kontrolách na všech stupních řízení v rámci plnění svých pracovních úkolů, a pozornost zaměřili na:

1.      zajištění měření těžebních řezů, sklonů a směrů vývrtů pro clonové odstřely při povrchovém dobývání ložisek nerostných surovin,

2.      přesnost vrtání, neboť přesné vrtání je jedním z předpokladů takového výsledku odstřelu, který očekáváme,

3.      správné stanovení velikosti ohroženého území.

 

Ztracený čas a zbytečně vynaložené zvýšené náklady na odstranění škod již nikdo nikomu nevrátí a nenahradí. Podcenění těchto rizik nebo dokonce jejich přezíravost odráží míru problémů ohrožujících samu podstatu podnikání v hornictví. Z dlouhodobého hlediska tento přístup v řízení rizik může vést až k případnému zániku provozovny – lomu, protože těžební organizace nedokáže vyřešit střety zájmů před opětovným povolením výše uváděných činností. Důsledky špatně vykalkulovaných rizik pro daný lom si musí nést každý podnikatel sám.