CC BY
7
ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПА СНОСТЬ
УДК 658.382: 377.4
ОБОСНОВАНИЕ РИСКА-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА
К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПЕРСОНАЛА УГОЛЬНЫХ ШАХТ НОРМАМ И ПРАВИЛАМ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
С.Г. Гендлер, А.М. Гришина
На основании статистического анализа данных по нарушениям правил безопасности и травматизму в АО «СУЭК - Кузбасс» получены зависимости, связывающие риск травматизма и частоты нарушений правил безопасности. Получены критические значения частоты нарушений правил безопасности, приводящие к росту риска травматизма. Показано, что устранений выявленных нарушений правил безопасности приводит к снижению рисков легкого и тяжёлого травматизма. Предложен и проверен в лабораторных условиях инновационный метод формирования у горнорабочих устойчивых производственных навыков осуществления производственных операций при добычных и проходческих работах.
Ключевые слова: угольная шахта, производственный травматизм, нарушения правил безопасности, риск, методы обучения, устойчивые навыки, визуализация движения, углы перемещения, суставы.
Устойчивая тенденция снижения травматизма и аварийности при разработке угольных месторождений может быть обеспечена за счет превентивного предупреждения причин, приводящих к их возникновению [2, 3]. Во многих случаях этими причинами являются нарушения норм и правил безопасности. Эти нарушения связаны с недостаточной эффективностью методов обучения безопасному ведению горных работ, не учитывающими связь риска травматизма с нарушениями правил безопасности, а также с несовершенством используемых в настоящее время средств для оперативного контроля трудовой деятельности горнорабочих на всех стадиях производственного процесса [4].
Целью данной работы является исследование влияния нарушений правил безопасности на риск травматизма, разработка методов оценки этого влияния, определение критического значения величины нарушений пра-
вил безопасности, после которого увеличивается темп изменения риска травматизма, и обоснование инновационного метода формирования у горнорабочих устойчивых навыков производственной деятельности на основе использования техники визуализации движения.
На основании исходных данных, приведенных в классификаторе травматизма АО «СУЭК-Кузбасс» за 2008-2017 гг. и «Единой книги предписаний», по пяти шахтам, а именно: ш. им. 7 Ноября, ш. Рубана, ш. им С.М. Кирова, ш. Полысаевская, ш. Комсомолец, были построены корреляционные зависимости между риском производственного травматизма и коэффициентом частоты нарушений правил безопасности Кчнп = Рнп / Рсс
(Рнп — количество нарушений правил безопасности; Рсс — списочный состав подземного персонала) (рис. 1) [5].
Частота нарушены й правил безопасности
Рис. 1. Соотношение между риском травматизма и частотой нарушения правил безопасности на шахте С.М. Кирова
Выполненный анализ показал, что колрреляционная связь между коэффициентом частоты нарушений правил безопасности и риском травматизма определяется полиномом третьего порядка при величине корреляционного соотношения 0,93. Из графика на рис. 2. Также следует, что после достижения показателя Кчни критического значения 0,5-0,6, начинается интенсивный рост риска травматизма. Предотвращение или изменение этой тенденции может быть достигнуто только при осуществлении превентивных мероприятий, в том числе внеплановых инструктажей по обучению нормам и правилам безопасности при ведении работ в подземных условиях, дополнительных учебных и психологических тренингов и т.п.
Целесообразность превентивного предупреждения нарушений правил безопасности подтверждается данными, характеризующими сопоставление динамики выявленных нарушений и административных приостановок ведения горных работ. При незначительных изменениях в объемах добычи угля, увеличение административных приостановок ведения работ в 4 раза приводит почти к двукратному снижению нарушений правил безопасности [7].
Систематическое нарушение правил безопасности в конечном итоге сказывается на уровне травматизма и аварийности, а устранение нарушений, наоборот, обуславливает снижение риска производственного травматизма. Данное положение иллюстрируется графиком на рис. 2., где показана зависимость рисков легкого и тяжелого травматизма от количества устраненных нарушений ПБ.
со ^
«
Й Л Н И
О
К
рц
4 3 2 1 0
0 0,2 ♦ легкий
0,4 0,6
■ тяжелый
0,8
Р /Р
А устр. выяв.
5
1
Рис. 2. Значения рисков легкого и тяжелого травматизма от количества устраненных нарушений ПБ
Корреляционные зависимости, связывающие риски легкого и тяжелого травматизма с отношением количества устраненных Р и выявленных нарушений РвШ1ВЛ правил безопасности, при коэффициентах корреляции соответственно равных 0,86 и 0,81, имеют вид:
Я 10-3 =-1,82-Руст- + 4 , (1)
л.т. Р
выявл.
Я 10-3 =-0,602-Руст- +1 . (2)
т.т. ' р V /
выявл.
Таким образом, устранение выявленных нарушений правил безопасности приводит к снижению рисков легкого и тяжелого травматизма.
При изменении соотношения между количествами устранённых и выявленных нарушений на 1 % риски легкого и тяжелого травматизма сокращаются соответственно на 2,2 % и 0,4 %.
Известно, что одним из факторов, влияющих на травматизм и аварийность, является стаж работы. Данный вывод подтверждается и данными, характеризующими производственный травматизм и аварийность на АО "СУЭК-Кузбасс" за период 2008-2017 гг. (рис. 3).
Зависимость риска общего травматизма Яоб от стажа работы Траб
при величине корреляционного соотношения, равного 0,97, описывается корреляционной зависимостью вида:
-0 59
Я = 0,017 Т 0,59 . (3)
об. раб.
Рис. 3. Зависимость риска травматизма горнорабочих и от стажа
Из графика на рис. 3 следует, что с увеличением стажа работы от 1 года до 4 и более лет риск травматизма снижается в 2 раза. Одной из причин более высокого уровня травматизма в начальный период производственной деятельности является низкая квалификация работающего персонала, связанная с отсутствием у них устойчивых навыков и приемов осуществления технологических операций при добычных и проходческих работах. Вместе с тем, анализ данных рис. 3, показывает, что длительности годового периода производственной деятельности, как правило, является достаточной для приобретения необходимого уровня квалификации, гарантирующей необходимый уровень овладения профессией.
Для формирования в подземных условиях устойчивых навыков выполнения технологических операций нами предложен метод обучения горнорабочих. В основе этого метода лежит техника визуализации кинематики движения обучаемого персонала при выполнении заданной технологи-
ческой операции и последующее сопоставление полученных результатов с "эталонной" моделью, характеризующей работу персонала, имеющего необходимых стаж и опыт работы [1, 7].
Проверка предложенного метода обучения была осуществлена применительно к профессии проходчика, для которой разработан комплекс двигательных действий, имитирующих элементы его профессиональной деятельности.
На основании анализа комплекса двигательных действий были определены наиболее важные с позиции биомеханики элементы профессиональной деятельности проходчика, в том числе: зачистка лунки (канавки) под установку стойки рамной крепи; установка гидростоек; усиления под верхняк; зачистка от штыба и кусков породы межштокового пространства секций механизированной крепи.
Изучение двигательных действий проходчика в условиях, приближенных к шахтным, осуществлялось в лаборатории на стенде, представляющем собой модель горной выработки в натуральную величину. Испытуемый находился в модели выработки и выполнял комплекс движений, соответствующих движениям проходчика в реальной обстановке [6, 8].
Исследование проводили с привлечением 12 добровольцев мужского пола, возрастом от 25 до 41 года, которые были разделены на две одинаковых по численности группы. Добровольцы первой группы ("эталонной") имели профессиональное образование и опыт практической работы в горнодобывающей промышленности. Добровольцы второй контроль) группы не имели специализированного образования и навыка работы по данной профессии.
Сущность исследования заключалась в регистрации и сравнении биомеханических характеристик двигательных актов добровольцев каждой из групп. Оцениваемой характеристикой являлась подвижность в крупных суставах верхних конечностей и позвоночника добровольцев, имитирующих выполнение элементов профессиональной деятельности проходчика. В качестве количественных показателей были приняты амплитуды движения суставов верхних конечностей и позвоночника добровольцев, которые определялись проекциями трехмерных углов, зарегистрированных в пространстве при перемещении датчиков, закрепленных на теле.
Для регистрации и анализа биомеханических характеристик двигательных актов добровольцев использовали комплекс для диагностики, лечения и реабилитации больных с двигательными патологиями «Траст-М» (ООО «Неврокор», г. Москва, Россия), включающий в себя 7 беспроводных инерциальных датчиков с системами для их крепления на сегментах тела и персональный компьютер со специализированным программным обеспечением.
Каждый доброволец 20-ти кратно последовательно выполнял (имитировал) каждый из вышеописанных элементов профессиональной дея-
тельности горного рабочего в условиях лаборатории (при нормальной освещённости и без ограничений в пространстве) и в условиях модели горной выработки.
Передача информации от датчиков на персональный компьютер осуществлялась по bluetooth-интерфейсу.
Выходные параметры регистрируемой информации представляли собой усредненные в пространстве значения углов перемещения суставов конечностей и позвоночника.
Последующая обработка экспериментальных данных заключалась в определении абсолютных величин среднеквадратических отклонений усредненных значений углов перемещения суставов конечностей и позвоночника для добровольцев каждой из групп. Анализ проведенных экспериментов показал что, для добровольцев контрольной группы характерно по сравнению с "эталонной" группой большее значение среднеквадрати-ческого отклонения, что является следствием разной степени подготовки персонала при выполнении данной технологической операции (рис. 4).
<о
20
£ 18 к
ё 16
и
н
о 14
V
о
* 12 о
та
Он
ч:
та ер м
•V
К
Ч ю
Он
о
10
8 6 4 2
0
1 1
! X ч
К X 1
1 1 II 1
Л ш 1 I ! 1 ! X 1 1
1 2 3 ^ "эталонная" группа контрольная группа
4 5 6 7 8 поэлементная последовательность
операций
Рис. 4. Среднеквадратические отклонения амплитуд перемещения в "эталонной " группе и группе контроля при выполнении зачистки лунки (канавки) под установку стойки рамной крепи в условиях
лаборатории
В "эталонной" группе, напротив, независимо от антропометрических особенностей добровольцев суммарная величина среднеквадратиче-ского отклонения при поэлементной последовательности выполнения рас-
сматриваемой технологической операции в среднем на 30 % меньше, что свидетельствует о стабильности производственных навыков у горнорабочих и может быть принято в качестве показатели для оценки профессиональных качеств у обучаемого персонала (рис. 4).
Таким образом, показателем для оценки степени овладения навыками профессиональной деятельности обучаемого подземного персонала может считаться суммарная величина среднеквадратического отклонения амплитуды перемещения рабочих органов, установленная для горнорабочих со значительным опытом работы в конкретных горнотехнических условиях.
Заключение
1. Снижение производственного травматизма и аварийности связано с перехода от ликвидации последствий к превентивному предупреждению. В качестве одного из критериев при этом может быть выбрано число нарушений правил безопасности, в том числе повторяющихся нарушений.
2. Показателем для определения периодичности организационного вмешательства в производственную деятельность, в том числе в проведение внеплановых инструктажей по обучению нормам и правилам безопасности, может являться величина соотношения между риском производственного травматизма и частотой нарушений правил безопасности, равная 0,5-0,6, при достижении которой характерна тенденция к росту риска травматизма.
3. Связь между риском производственного травматизма и частотой возникновения нарушений правил безопасности описывается линейной корреляцией со значениями коэффициентов корреляции, превышающих 0,8, что дает возможность для прогноза риска травматизма при текущей величине нарушений.
4. Одной из причин повышенного уровня травматизма в начальный период работы подземного персонала (в течение первого года) следует считать отсутствие устойчивых навыков осуществления профессиональной деятельности, что связано с недостаточной эффективностью системы обучения безопасным приемам труда.
5. Система обучения подземного персонала устойчивым навыкам проихводственной деятельности, должна быть ориентирована на достижение в ходе тренировочного процесса минимальной величины отклонения показателя, характеризующего последовательность выполнения тестируемыми горнорабочими данной технологической операции, от показателя, выбранного в качестве «эталонного».
Список литературы
1. Гендлер С.Г., Гришина А.М. Повышение эффективности обучения горнорабочего безопасным приемам труда - основа для снижения про-
изводственного травматизма и аварийности // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2017. №4. С. 318-325.
2. Gendler S.G., Grishina А.М., Kochetkova Е.А. Optimization of expenditures for labor protection at deep mining// Eurasian Mining. 2017. № 2. С.35-39.
3. Гендлер С.Г., Гришина А.М., Самаров Л.Ю. Методика оценки состояния охраны труда в вертикально -интегрированных угольных компаниях по фактору производственного травматизма // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. №4. С. 97-108.
4. Гришина А.М. Система мониторинга условий труда и производственной деятельности горнорабочих угольных шахт // Сборник докладов Международная научно-практическая конференция "Образование, наука, бизнес: развитие и перспективы". 2016. Саратов. С. 13-18.
5. Гендлер С.Г., Гришина А.М., Самаров Л.Ю. Особенности анализа производственного травматизма в вертикально -интегрированных угольных компаниях //Тезисы докладов международной научно-практическая конференции «Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке». 2016. Санкт-Петербург. С.79-80
6. Тренажер для обучения горнорабочих безопасным приемам работы: пат. 171718 РФ; опубл. 13.06.2017. Бюл. № 17.
7. Гендлер С.Г., Гришина А.М. Предупреждение производственного травматизма в угольных шахтах на основе совершенствования методик обучения горнорабочих// Материалы IV всероссийской научной конференции и школы для молодых ученых (с международным участием). 2017. Таганрог. С. 14-16.
8. Гендлер С.Г., Гришина А.М. Снижение производственного травматизма в угольных шахтах на основе использования тренажера для обучения безопасным приемам труда// Сб. науч. тр. междунар. науч.-практич. конф., посвященной 185-летию кафедры "Горное искусство" Горное дело в XXI веке: Технологии, наука, образование» / Санкт-Петербург, 2017. С. 80-84.
Гендлер Семен Григорьевич, д-р техн. наук, проф., sgendler@,mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский горный университет,
Гришина Анастасия Михайловна, асп., grishina.anastas@yandex.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский горный университет
JUSTIFICATION OF THE RISK-BASED APPROACH TOIMPROVING OF COAL MINES PERSONNEL EDUCATIONAL SYSTEM IN RULES AND REGULATIONS FOR WORKERS'
PROTECTION
S.G. Gendler, A.M. Grishina
It was noted that a stable tendency to reduce injuries and accidents in coal mining can be ensured by prevention of the causes leading to their occurrence. Based on the statistical analysis of data on security compromises and injuries in JSC "SUEK - Kuzbass", dependencies linking the risk of injury and the frequency of security compromises were obtained. Critical values of the frequency of security compromises, leading to an increased injury risk, were obtained. It was shown that the elimination of detected security compromises leads to a reduction in the light and severe risks injuries. An innovative method for the formation of miners' sustainable production skills, for the implementation of production operations in mining and tunneling operations, was proposed and tested in laboratory conditions.
Key words: coal mine, industrial accidents, security compromise, risk, training methods, stable experiences, visualization of motion, displacement angle, articulations.
Gendler Semen Grigorevich, Doctor of Technical Science, Professor, sgendler@, mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University,
Grishina Anastasia Mikhaylovna, Postgraduate Student, grishina. anastas @yandex.ru, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University
Reference
1. Gendler S.G., Grishina A.M. Povyshenie jeffektivnosti obu-chenija gor-norabochego bezopasnym priemam truda - osnova dlja snizhenija proizvodstvennogo travmatizma i avarijnosti // Gornyj informaci-onno-analiticheskij bjulleten', 2017. №4. S. 318-325.
2. Gendler S.G., Grishina A.M., Kochetkova E.A. Optimization of expenditures for labor protection at deep mining// Eurasian Mining. 2017. № 2. S.35-39.
3. Gendler S.G., Grishina A.M., Samarov L.Ju. Metodika ocenki sostojanija ohrany truda v vertikal'no-integrirovannyh ugol'nyh kompanijah po faktoru proizvodstvennogo travmatizma // Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2017. №4. S. 97-108.
4. Grishina A.M. Sistema monitoringa uslovij truda i proiz-vodstvennoj dejatel'nosti gornorabochih ugol'nyh shaht // Sbornik do-kladov Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija "Obrazova-nie, nauka, biznes: razvitie i perspektivy". 2016. Saratov. S. 13-18.
5. Gendler S.G., Grishina A.M., Samarov L.Ju. Osobennosti ana-liza proizvodstvennogo travmatizma v vertikal'no-integrirovannyh ugol'nyh kompanijah //Tezisy dokladov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskaja konferencii «Promyshlennaja bezopasnost' predpr i-jatij mineral'no-syr'evogo kompleksa v XXI veke». 2016. Sankt-Peterburg. S.79-80
6. Trenazher dlja obuchenija gornorabochih bezopasnym priemam raboty: pat. 171718 RF; opubl. 13.06.2017. Bjul. № 17.
7. Gendler S.G., Grishina A.M. Preduprezhdenie proizvodstven-nogo travmatizma v ugol'nyh shahtah na osnove sovershenstvovanija me-todik obuchenija gornorabochih// Mate-rialy IV vserossijskoj nauchnoj konferencii i shkoly dlja molodyh uchenyh (s mezhdunarod-nym uchasti-em). 2017. Taganrog. S. 14-16.
8. Gendler S.G., Grishina A.M. Snizhenie proizvodstvennogo travmatizma v ugol'nyh shahtah na osnove ispol'zovanija trenazhera dlja obuchenija bezopasnym priemam truda// Sb. nauch. tr. mezhdunar. nauch.-praktich. konf., posvjashhennoj 185-letiju kafedry "Gornoe iskus-stvo" Gornoe delo v XXI veke: Tehnologii, nauka, obrazovanie» / Sankt-Peterburg, 2017. S. 80-84.
