CC BY
51
© А.Н. Никулин, С.В. Ефремов, B.C. Карабута, 2014
УДК 622.47
А.Н. Никулин, С.В. Ефремов, В.С. Карабута
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА
Описаны проблемы производственного травматизма на угольных предприятиях России. Рассмотрены на примере ОАО «СУЭК-Кузбасс» основные причины травматизма горнорабочих. Выделены прямые и косвенные причины травматизма. Произведено 3D моделирование системы производственного освещения в трех вариантах рабочих зон. Определены основные преимущества предлагаемого подхода. Произведен экономический расчет эффективного заблаговременного моделирования систем освещения горных выработок.
Ключевые слова: освещение, травматизм, световая среда, светодиодное освещение, моделирование, несчастный случай, прямы и косвенные причины.
Decipimur specie recti Мы обманываемся видимостью правильного (перевод с латыни)
Одним из наиболее перспективных путей совершенствования систем подземного внутришахтного освещения, является его моделирование в зависимости от горногеологических условий, стадии производственного процесса, наличия технологического оборудования и количества рабочих мест. Правильно спроектированное, рационально выполненное освещение производственных зон, оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, а также сохраняет высокую работоспособность [1].
При недостаточном освещении горных выработок увеличивается скорость накопления усталости — возрастает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев. Согласно статистическим данным до 5 % травм можно объяснить недостаточным или нерациональным освещением, а в 20 % оно косвенно способствовало возникновению травм [2]. Таким образом, в угольной промышленности России недоста-
точное освещение стало прямой причиной 9 смертельных случаев и 30 косвенных в 2010 году, а в 2011 году по прямой причине 3 смертных несчастных случая и 9 по косвенным причинам (рис. 1) [3].
Общие статистические данные подтверждаются произведенным анализом более 300 актов по форме Н-1 на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» за период с 2007 по 2011 год. Установлено, что самыми опасными профессиями являются: подземный горнопроходчик - 80 случаев, горнорабочий очистного забоя - 61 случай, машинист горновыемочной машины -45 случаев, подземный горнорабочий — 39 случаев [4]. Основные прямые и косвенные причины реализации несчастных случаев приведены на рис. 2.
Рис. 1. Причины смертельного травматизма в угольной отрасли России: а
2010 год - всего 135 случаев, б — 2011 год - всего 46 случаев
а
Рис. 2. Айсберг прямых и косвенных причин реализации несчастного случая
Снижение вероятности реализации несчастного случая возможно путем сокращения именно косвенных причин, одной из которых, а точнее способствующей реализации любой другой причины, является совершенствование системы производственного освещения.
Современное проектирование систем внутришахтного освещения осуществляется согласно нормативной документации (ПБ 03-553-03, СанПиН 2.2.2776—10, СНиП 23-05-95, ПБ 05-618-03). Для создания ЗЭ-модели горных выработок и расчета освещенности рабочих поверхностей использовалась программа ШАЬих 4.11. Произведен расчёт трех видов горных выработок со следующими параметрами размещения осветительных приборов (рис. 3):
• людской ходок (норма освещенности 1-2 лк, расстояние между светильниками 2,2-2,7 м);
• разминовка (норма освещенности 5 лк, расстояние между светильниками 3-4 м);
• приемная площадка (норма освещенности 10 — 20 лк, расстояние между светильниками 1,5-3 м).
В расчёте использовались светильник с лампами накаливания и светодиодными лампами во взрывозащищенном исполнении из каталога ОАО «ВЭЛАН».
а
Рис. 3. Освещение разминовки лампами накаливания (а) и светодиодными лампами (б)
Созданное освещение светодиодными светильниками имеет направленный световой поток, распределенный равномерно по почве выработки. Для улучшения светоотдачи системой освещения предлагается создание светового купола под сводом выработки, представляющего собой выбеленную поверхность с наплавленным на неё световым потоком от светильника. Световой купол позволяет улучшить распределение светового потока и исключить слепящий эффект от яркости светильника (рис. 4).
Возможность создания моделируемой световой среды рабочей зоны позволяет своевременно вносить изменения в проект искусственного освещения в результате инцидентов, аварий и несчастных случаев. Также необходимо заблаговременно улучшать состояние световой среды рабочего места с превышением над нормативными документами освещенности.
Рис. 4. Светодиодное освещение разминовки со световым куполом
а
Рис. 5. Изолинии освещенности разминовки (А - разность между минимальным и максимальным значением освещенности): а — лампы накаливания (А = Элк); б — светодиодные лампы (А = 5лк); в — светодиодными лампами со световым куполом (А = 1,2лк)
Главным индикатором правильно организованного рабочего освещения является анализ изолиний освещенности (рис. 5).
Анализ изолиний освещенности, показывает, что светодиодный светильник со световым куполом равномерно освещает и улучшает восприятие объекта, также убирает эффект «черных пятен», что обеспечивает повышения производительность труда и снижает вероятность травматизма [5].
Экономическую эффективность моделирования систем производственного освещения можно рассмотреть на проекте замены ламп накаливания на светодиодные при строительстве железнодорожного тоннеля западнее Навагинского на участке Армавир - Туапсе.
Применяемое освещение участка горно-капитальных работ в призабойном участке: светильник настенный ВЗГ с лампами ЛН60х1, ЛН100х1 и переносные светильники прожекторного типа ПКН с лампами ГЛН1000х1. Всего источников света: 10. Высота подвеса 1,8 - Э м [6]. Применяемые светильники не отвечают современным требованиям по потребляемой мощности, световому потоку, энергоэффективности и сроку службы.
Результаты расчета рабочего освещения участка горно-капитальных работ в программе ИАЬих 4.10 приведены на рис. 4.
Рис. 6. Градации изолиний освещенности (лк) в призабойном участке (а) и на плоскости забоя (б)
Предложено к использованию 6 светодиодных светильников FACTORY С LED 48° для промышленного освещения и 2 светодиодных прожектора серии XLD FL 90. Выполненный экономический расчёт проекта показал экономический эффект в более чем в 380 000 рублей и сроком окупаемости 2,2 года [7].
Благодаря предлагаемым решениям, на основе проведение предварительного 3D моделирования систем производственного освещения в подземных горных условиях с целью устранения потенциальных опасных зон появляется возможность создания комфортной производственной среды повышающей психофизиологический потенциал человека, а также повышение уровня работоспособности и снижения уровня травматизма.
а
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соловьев, Б.Б., А.Н. Никулин, P.E. Андреев, 2012. Психофизиологические основы подготовки специалистов по технологической безопасности и горноспасательному делу. Проблемы охраны труда и промышленной безопасности. СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та. C. 64—68.
2. Гендлер, С.Г., Б.Б. Соловьев, 2001. Безопасность жизнедеятельности: практикум. СПб: Санкт-Петербургский горный ин-т., С. 95.
3. Никулин, А.Н., С.М. Скударнов, Д.Б. Рябинин, 2013. Технические решения создания комфортных условий труда горнорабочим. Сборник науч-
но-технических работ инженеров СУЭК. Горный информационно-аналитический бюллетень. С. 248-257.
4. Никулин, А.Н. Проблемы искусственного освещения подземного горного пространства. Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Материалы конференции: ТулГУ, Тула, 2012, Т1. С. 288-293.
5. Никулин, А.Н. Свет в конце штрека (световая среда рабочей зоны горнорабочего)/ Материалы Международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2012». - Выпуск 3. Том 12. - Одесса: КУ-ПРИЕНКО, 2012. С. 51-53.
6. ПБ 03-428-02 «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений». Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 01.11.01. N 49.
7. Никулин А.Н., Карабута B.C., 2013. Технико-экономическое обоснование снижения производственного травматизма за счет внедрения светотехнических решений. Вестник Забайкальского горного колледжа имени М.И. Агошкова: Агошковские чтения (№ 6), Чита: ЗабГК, С. 149-154. и'.'-^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Никулин Андрей Николаевич — кандидат технических наук, доцент, nikulin-rus@yandex.ru,
Карабута Владислав Сергеевич — студент, luxyra@mail.ru, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,
Ефремов Сергей Владимирович — кандидат технических наук, заведующий кафедрой, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, bgdspbgpy2003@list.ru,
A DECREAS OF INDUSTRIAL ACCIDENT BY SIMULATING ILLUMINATION
Nikulin A.N., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor Karabuta V.S., Student,
National Mineral Resource University "University of Mines",
Efremov S.V., Candidate of Engineering Sciences, Saint-Petersburg state Polytechnical University.
This article is dedicated to industrial injuries in Russian coal mines. The main reasons of industrial injuries in «SUEK-Kuzbass» were defined. Direct and indirect causes of industrial injuries were determined. 3D simulating of industrial illumination systems in different types of working area has been made. The main advantages of this point of view were approached. Preliminary economic calculation was made owing to simulation of illumination systems.
Key words: illumination, working area, 3D simulation, industrial injuries, coal mine, accident, industry, miners, direct and indirect causes.
REFERENCES
1. Solovyov V.B., Nikulin A.N., Andreev R.E., Physiological basis of training in security technology and mine-rescue work. Occupational health and safety. SPb. Univ Polytechnic. 2012, pp. 64-68.
2. Gendler S.G, Soloviev V.B. Life Safety: Workshop. St. Petersburg: St. Petersburg Mining Inst, 2001, p. 95.
3. Nikulin A.N., Skudarnov S.M., Ryabinin D.V. Technical solutions to create comfortable working conditions of miners. Collection of scientific and technical works engineers SUEK. Mining information — analytical bulletin, 2013, pp. 248-257.
4. Nikulin A.N. Problems of artificial lighting underground mining space. International conference on mining, construction and energy. Conference proceedings: TSU, Tula, 2012, T1. pp. 288-293.
5. Nikulin A.N. Light at the end of the drift (light environment miner working area) /Materials International scientific and practical conference « Scientific research and its practical application. Present status and development in 2012. # 3. Vol.12. Odessa, Kuprienko 2012, pp. 51-53.
6. PB 03-428-02 « Safety rules for the construction of underground structures» Approved by the Resolution of the Russian Gosgortechnadzor 01.11.01. no. 49.
7. Nikulin A.N., Karabut V.S. Feasibility study for reducing workplace injuries by introducing lighting solutions. Bulletin of the Trans-Baikal mountain college named after MI Agoshkova: Agoshkovsky reading (no. 6), Chita ZabGK, 2013, pp. 149-154.
