Введение к работе
Актуальность работы. Угольная промышленность страны, интегрирующая комплекс разнообразных производственных процессов, является наиболее травмоопасной не только по причине старения шахтного фонда и ухудшения горно-геологических условий угледобычи, но и вследствие тяжелейшего экономического положения.
Эксплуатация устаревшего оборудования, низкий уровень инженерно-технических решений по обеспечению безопасности производства, неудовлетворительный оперативный контроль соответствия фактических технологических параметров нормативным, низкая технологическая и производственная дисциплина, то есть отсутствие системы обеспечения эффективных мер упреждения развития производственных опасностей способствует проявлению и реализации последних, приводя к авариям, взрывам, пожарам, профессиональным заболеваниям, травмированию, гибели людей и выходу шахт из строя на продолжительное время.
Несмотря на сокращение числа эксплуатируемых шахт, объема добычи угля подземным способом и производственно-промышленного персонала состояние безопасности на предприятиях угольной отрасли ухудшается.
Относительные показатели смертельного травматизма на отечественных шахтах по сравнению с аналогичными показателями гаахт зарубежных стран различаются в десятки и сотни раз. По производительности же труда угольная промышленность в России отстает от ведущих угольных компаний США более чем в 25 раз.
Высокий уровень производственного травматизма и аварий обусловлен отсутствием системы обеспечения безопасности основных процессов подземных горных работ в угольных шахтах.
Недостаточная изученность механизма реализации производственных опасностей и причин, отсутствие системного анализа определяющих факторов и причин, комплексных критериев количественной оценки производственных опасностей, работоспособных методов прогноза уровня безопасности на стадии проектирования и организации производства затрудняет разработку и внедрение мер, обеспечивающих эффективность принимаемых решений по минимизации уровня аварийности и травматизма в угольных шахтах.
Таким образом, на основании вышеизложенного можно утверждать, что научные исследования в направлении разработки системы обеспечения безопасности основных производственных процессов подземных горных работ в угольной шахте являются весьма актуальными.
Целью работы является установление закономерностей влияния комплекса горно-геологических и технологических факторов на характеристики производственной опасности для разработки системы обеспечения безопасности основных производственных процессов подземных горных работ, позволяющей разработать меры по эффективному снижению травматизма в угольных шахтах.
Идея работы заключается в комплексном учете горно-геологических ус ловий и технологических параметров производства при прогнозировании уров ня производственной опасности для принятия решений, обеспечивающих сни жение вероятности травмирования (риска) горнорабочих основных профессий.
Методы исследований. В работе использован комплексный метод ис следований, включающий методы теории системного анализа и научной обобщения результатов исследований и производственного опыта ведения гор ных работ, методы математической статистики и теории вероятностей, надеж ности, массового обслуживания и принятия решений, корреляционный и per рессионный анализ, аналитические и натурные исследования с использование!* апробированных и специально разработанных автором методик.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Поток опасных событий (опасных производственных факторов -
ОПФ), приводящих к несчастным случаям, является случайным и описываете)
основными закономерностями простейшего потока в соответствии с законох
Пуассона.
-
Повышение надежности метода оценки производственного риска дос тигается вводом в вероятностную модель параметра ущерба от реализацш опасного события с учетом тяжести последствий.
-
Ранги ОПФ находятся в прямой зависимости от вероятности травмиро вания (риска) горнорабочих основных профессий.
-
Опасность основных производственных процессов подземных горныз работ, описываемая статистическими моделями травматизма, оценивается ко личествспно комплексным критерием, позволяющим оптимизировать техноло гические параметры по фактору безопасности.
-
Оптимизация условий труда по фактору безопасности предусматривав' системное использование количественных оценок интенсивности травматизм; при основных технологических звеньях шахты.
-
Результативность управляющих воздействий в направлении обеспече ния безопасности производства оценивается относительным показателем эф фективности внедрения новой техники и технологии, определяемым соотноше нием темпов снижения числа несчастных случаев и сокращения численності производственно-промышленного персонала.
-
Состояние охраны труда на предприятии оценивается критерием безо пасности производства, учитывающим уровень технико-технологических, ее циально-экономических и организационных показателей производства.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рс комендант"! подтверждаются:
представительным объемом (более 100 предприятий и организаций) сте тистической информации о производственном травматизме в угольных шахта для проведения вычислительных экспериментов;
удовлетворительной сходимостью расчетных значений уровней интєї сивности травматизма фактическому состоянию травматизма на угольных ша> тах (расхождение не превышает 15%);
положительными результатами использования методик, отдельных решений и рекомендаций при прогнозировании и практической реализации технических решений по повышению и обеспечению безопасности работ в шахтах.
Научная новизна работы состоит в следующем:
предложен и обоснован системный методологический подход к обеспечению повышения уровня безопасности основных производственных процессов подземных горных работ на основе статистических моделей травматизма в зависимости от горно-геологических и технологических факторов с учетом комплекса трудоохранных мероприятий;
научно обоснован механизм реализации производственных опасностей и причин, приводящих к несчастным случаям на производстве;
разработаны статистические модели формирования показателей травматизма при основных производственных процессах в очистных, подготовительных и транспортных выработках шахты;
разработан алгоритм количественной оценки профессионального риска с учетом ущерба от тяжести реализации опасного события;
разработаны принципы организации работ по обеспечению промышленной безопасности на угольных шахтах;
обоснован комплекс работ по промышленной безопасности и разработаны объектно-ориентированные алгоритмы анализа производственного травматизма;
разработаны комплексные критерии и метод количественной оценки опасности (безопасности) производства и вероятности травмирования (риска) горнорабочих основных профессий;
разработаны принципы прогнозной оценки безопасности эксплуатации горной техники и технологии на стадии проектирования и организации производства;
разработан метод оценки производственного риска, отличающийся вводом в вероятностную модель риска параметра ущерба от реализации опасного события с учетом тяжести последствий;
разработан метод количественной оценки фактического и прогнозного уровней безопасности (опасности) производства;
предложены принципы расчета экономического эффекта от оптимизации условий труда по фактору безопасности.
Научное значение работы заключается в установлении закономерностей влияния комплекса горно-геологических и технологических факторов на формирование уровня производственного травматизма в угольных шахтах и разработке методологической базы обоснования прогрессивных технико-технологических решений, обеспечивающих безопасность производства с учетом специфики условий его функционирования.
Практическая ценность работы состоит в следующем; установлены основные опасные события (опасные производственные факторы - ОПФ) и причины, формирующие уровень производственного травматизма при основ-
ных производственных процессах подземных горных работ в шахте, с учетом которых разработаны мероприятия по эффективному снижению травматизма;
обоснованы оптимальные по фактору безопасности параметры технологических процессов в зависимости от структуры механизации;
разработаны рекомендации по выбору горно-шахтного оборудования с учетом фактора безопасности при проектировании и организации производства;
разработаны рекомендации по количественной оценке прогнозного уровня опасности основных производственных процессов в шахте;
разработаны рекомендации по повышению уровня безопасности основных производственных процессов подземных горных работ на базе оптимизации по фактору безопасности технологических параметров и минимизации вероятности травмирования (риска) горнорабочих основных профессий в шахте;
разработаны рекомендации по совершенствованию основных производственных процессов и технологического оборудования при формировании технической и инвестиционной политики, разработке планов модернизации и реконструкции угольных шахт.
Реализация работы. Концептуальные положения системного подхода к обеспечению повышения уровня безопасности производства на основе количественной оценки производственных опасностей использованы при подготовке Закона СССР об охране труда на угольных шахтах (проект, 1990).
Методы, критерии и методики количественной оценки опасности (безопасности) производства и вероятности травмирования горнорабочих (риска) на подземных горных работах в шахте, а также прогноз уровня безопасности при проектировании и организации новых производств приняты к использованию Госгортехнадзором РФ, рядом предприятий и организаций.
Результаты исследований используются в Mil У и других вузах России в учебном процессе по дисциплинам «Безопасность жизнедеятельности» и «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело».
Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты докладывались, обсуждались и получили одобрение на: техническом совете комбината «Воркутауголь» (Воркута, 1971-1973); Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы гигиены, профессиональных заболеваний и техники безопасности», ВЦСПС, ВЦНИИОТ (Москва, 1972-1973); первой научно-технической конференции «Проблемы интенсификации научных исследований в Алжире» (Аннаба, 1977); 3-й региональной конференции «Проблемы повышения уровня подготовки инженерных кадров и научных исследований в области охраны труда» (Новочеркасск, 1979); Всесоюзной научно-практической конференции по проблемам охраны труда, ТБИОТ (Тбилиси, 1980-1981, 1987); техническом совете ПО «Макеевуголь» (Макеевка, 1981, 1983); техническом совете СПК «Кривбассшахтопроходка» (Кривой Рог, 1985): научно-техническом совете ВНИИБТГ (Кривой Рог, 1985-1986); Всесоюзно! научно-технической конференции по проблеме охраны труда в условиях ускорения НТП, ВЦСПС, ВЦНИИОТ (Москва, 1988); техническом совете Управления безопасностью труда в СМУ Мосметростроя (Москва, 1989-1990); Всесо-
юзной научно-технической конференции «Интенсивная и безотходная технология разработки угольных и сланцевых месторождений» (Москва, 1989); Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников» (Москва, 1990); на расширенном совещании комиссии «О результатах подготовки материалов к проекту Закона СССР «Об охране труда на угольных шахтах» МУГТ СССР (Москва, 1990); техническом совете ПО «Кузнецкуголь», «Укрзападуголь», «Ленинскуголь», «Воркутауголь», «Тулауголь» (1990-1996); научно-техническом совете НТГА (Москва, 1994-1996); техническом совете Госгортехнадзора РФ (Москва, 1995-1997); научных симпозиумах в рамках «Недели горняка» в МГТУ (Москва, 1998-2000); научном семинаре кафедры АОТ МГТУ (Москва, 2000).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 59 работах, в том числе в 7 монографиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 разделов и заключения, содержит 42 рисунка, 39 таблиц и список литературы из 258 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность докт.техн.наук, проф. И.О. Калединой и коллективу кафедры АОТ МГТУ за ценные рекомендации и помощь при выполнении работы.
