CC BY
63
УДК 622.86
ОЦЕНКА УРОВНЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В.И. Ефимов, В.М. Панарин, В.А. Фатуев, А.Е. Пушкарев
Приведен анализ количества аварий, смертельных несчастных случаев, удельного показателя смертельного травматизма, и годовой добычи угля за 20 лет. Выявлены основные риски, ухудшающие состояние промышленной безопасности в угольной промышленности. Установлена взаимосвязь применяемых высоких технологий и снижения травматизма. Оценено техническое состояние отечественного горного оборудования (1отработки нормативного срока по состоянию на 01.06.2017) и зависимость от импортного оборудования и стран изготовителей.
Ключевые слова: промышленная безопасность, травматизм, риск, горношахтное оборудование, высокие технологии, импортозамещение.
В угольной промышленности России но 1.06.2017 года зарегистрированы 97 шахт (из них 60 осуществляют добычу), 268 разрезов (из них 227 осуществляют добычу), 108 обогатительных фабрик.
Угольная промышленность среди других базовых отраслей России в наибольшей степени характеризуется тяжелыми, вредными и опасными условиями труда.
Это стало причиной проведения основательных структурных изменений, которые впоследствии оказали существенное влияние на улучшение состояния промышленной безопасности в отрасли.
В результате реструктуризации угольной промышленности, проводимой в 1993 - 2010 годы [1], добыча угля сосредоточилась на перспективных месторождениях, ликвидированы 203 убыточные шахты, снизился уровень аварийности, общий и смертельный травматизм (табл. 1) [2,3].
За 20 лет (в период с 1996 по 2016 годы) аварийность и смертельный травматизм в угольной промышленности снизились на порядок.
Так, если в 1996 году при объеме добыче угля 255 млн т, в угольной промышленности произошло 78 аварий, 134 человека были смертельно травмированы, а удельный показатель смертельного травматизма составил 0,52 чел./ млн т., то в 2014 -2015 годах при увеличении добычи более чем на 50 % (добыто 358,2 и 373,4 млн т соответственно), произошло всего по 8 аварий в год. При этом количество случаев смертельного травматизма снизилось до 20, а удельный показатель смертельного травматизма впервые сравнялся с показателями ведущих угледобывающих стран и составил 0,05 чел./ млн т. (табл. 1) [4, 5]. Увеличение показателя смертельного травматизма в 2016 году связано с аварией на шахте Северная, где в конце
февраля 2016 года, в результате взрыва метановоздушной смеси, погибли 36 горняков.
Таблица 1
Количество аварий, смертельных несчастных случаев, удельный показатель смертельного травматизма, годовая добыча угля
Год Добыча, млн т Аварии Смертельно травмированных, чел. Показатель, см.тр. чел. /млн т
1996 255,0 78 134 0,52
1997 244,4 56 242 0,99
1998 232,4 54 139 0,60
1999 249,1 39 104 0,41
2000 254,2 34 115 0,45
2001 266,4 34 107 0,40
2002 234,2 27 83 0,35
2003 270,3 30 99 0,37
2004 284,5 33 148 0,52
2005 300,2 27 107 0,36
2006 294,1 23 68 0,23
2007 316,0 21 232 0,73
2008 319,47 12 53 0,16
2009 301,79 9 48 0,15
2010 323,18 22 135 0,41
2011 337,4 13 46 0,13
2012 355,2 16 36 0,10
2013 352,01 11 63 0,17
2014 358,2 8 26 0,07
2015 373,4 8 20 0,05
2016 385,7 8 56 0,14
Анализируя риски возможных аварий в угольной промышленности мы видим, что «фоновый» риск сегодня соответствует лучшим мировым практикам. Объясняется это тем, что угольные шахты оснащены необходимыми средствами механизации производственных процессов, приборами контроля, средствами защиты, что и обеспечивает его снижение (рисунок 1) [6,7].
На текущий момент факторами ухудшающими состояние промышленной безопасности являются наличие рисков, обусловленных:
1. Большим количеством нарушений требований безопасности на системной основе, что подтверждается многолетней устойчивой повторяемостью одних и тех же нарушений.
2. Нарушениями требований безопасности по поведенческим причинам (так называемый человеческий фактор), которые также в большей степени вызваны системными нарушениями, то есть неудовлетворительной организацией работ.
Виды рмсЕШв аварий тш объектах угольной промышленности
к к
Структура риска, %
100 -
80----
60-70%
60
40 -----
ОЛ 27-35%
Отечественные Лучшие зарубежные Предприятия
I Фоновый— риск, обусловленный существующим уровнем развития техники и
технологии добычи угля ] Поведенческий — риск, обусловленный нарушениями требований безопасности вследствие низкой дисциплины и квалификации работника (человеческий фактор)
и Системный — риск, обусловленный нарушениями требований безопасности вследствие неудовлетворительной организации производственных процессов (низкий уровень управления руководящего состава предприятий)
*Проценты указаны относительно уровня отечественных предприятий
Виды рисков аварий на объектах угольной промышленности
В тоже время, практически не фиксируются случаи смертельного травматизма и аварий, причинами которых стали технические устройства. Это стало возможным благодаря замене морально устаревшего технологического оборудования на более совершенное. Не последнюю роль в этих процессах сыграли требования Ростехнадзора и мы знаем множество этому примеров.
Внедрение крепей с высокой несущей способностью позволило эффективно управлять горным давлением. Применение современных проходческих комбайнов и буровой техники улучшило ситуацию с проветриванием и дегазацией выемочных участков [9, 10]. Использование трудносгораемых материалов свело на нет экзогенные пожары [11]. Развитие монорельсового транспорта в 8 раз сократило смертельный травматизм на транспорте. Внедрение многофункциональных систем безопасности -МФСБ, минимизирует несанкционированное вмешательство и участие подземного персонала в обеспечении контроля за параметрами безопасности, создает предпосылки для дистанционного контроля.
Эти достижения свидетельствует о потенциале отрасли, о возможности одновременно наращивать угледобычу и обеспечивать низкий уровень смертельного травматизма и аварийности.
В настоящее время перед отраслью стоит проблема, защиты кабельной продукции от короткого замыкания, которое, по результатом расследования не одной аварии, было причиной воспламенения метана. Такая ситуация сформировала запрос промышленности. Перед производителями стоит задача изготовления не только электрических кабелей с гибкой металлической броней внутри оболочки, но и производства аппаратуры контроля целостности этой брони. А это, если хотите, требует технического прогресса в отдельно взятых отраслях промышленности.
Несмотря на технический прогресс, в угольной промышленности продолжается эксплуатация оборудования с продлением нормативных сроков его применения. Стационарные машины, такие, как вентиляторы главного проветривания, подъемные установки - служит от начала работы шахты до её ликвидации. 90 % подъемных установок, почти 60 % вентиляторов главного проветривания, эксплуатируются после отработки нормативного срока.
Основное горно-транспортное оборудование - это добычные и проходческие комбайны, конвейеры, крепи, буровые станки, после выработки ресурса обычно меняется (табл. 2).
Если говорить об импортозамещении то сегодня угольная промышленность использует продукцию машиностроения России, Украины, Беларуси, Чехии, Польши, Китая, Германии, США (табл. 3).
На очистных работах приемущественно применяются комбайны, мехкрепь, конвейеры российских производителей. Это продукция Юргин-ского и Анжерского машзаводов.
Для проходки горных выработок в наибольшем количестве используются украинские комбайны.
Из российских производителей, в качестве основного конкурента, выделяется продукция Копейского машзавода.
Многофункциональные системы безопасности, применяемые на шахтах, в основном производятся в Екатеринбурге и Новосибирске.
Таблица 2
Оборудование, эксплуатируемое после отработки нормативного срока,
по состоянию на 01.06.2017
Оборудование, экс-
Вид оборудования Всего в эксплуата- плуатируемое после отработки нормативного срока
ции, % от об-
шт. щего числа
1. Подъемные установки 122 110 90
2. Вентиляторы главного провет- 144 85 59
ривания
3. Очистные комбайны 82 27 32
4. Проходческие комбайны 353 178 50
5. Шахтные электровозы 102 63 62
6. Шахтные дизелевозы 209 66 31
7. Ленточные конвейеры 825 307 37
8. Лавные скребковые конвейеры 77 15 20
9. Механизированные крепи 75 28 37
10. Буровые станки 196 89 45
11. Экскаваторы 1151 569 49
12. Бульдозеры 716 183 25
13. Автосамосвалы 2950 426 14
Таблица 3
Соотношение применяемого на подземных работах оборудования в зависимости от стран изготовителей в %
Тип Россия Украина Германия Польша Чехия Словакия Австрия КНР США
Очистные комбайны 39 15 16 10 12 ... ... 5 3
Мех. крепь 33 12 17 24 9 — — 3 2
Скребковые конвейеры 38 20 16 12 9 — — 3 2
Проходческие комбайны 23 37 9 — — — 12 18 1
Электровозы 42 57 — — — — — 1 —
Дизелевозы — — 19 20 45 16 — — —
Ленточные конвейеры 72 14 6 8 — — — — —
МФСБ* 98 — — — — — — — —
* 2 % МФСБ на шахтах РФ, изготовлено «Девис Дерби Лтд.» (Великобритания)
На открытых горных работах так же преимущественно применяется оборудование российских производителей. Но достаточно широко представлено оборудование из Японии и Южной Кореи. Карьерные самосвалы в основном производства Белорусского автозавода (табл. 4)
Таблица 4
Соотношение применяемого на открытых горных работах
оборудования в зависимости от стран изготовителей в %
Тип Россия Украина Беларусь Германия Швеция Япония Ю. Корея КНР США
Экскаваторы 51 6 - 4 1 14 12 8 4
Бульдозеры 36 - 7 2 - 12 2 9 32
Погрузчики 2 - - 13 2 26 22 17 18
Автосамосвалы - - 88 - - 6 2 4 -
Буровые установки 32 2 - - 9 2 - 1 54
На углеобогатительных фабриках доля импортного оборудования 55 %. В основном они вводились в эксплуатацию в 1950-1980-х годах и комплектовались грохотами, отсадочными машинами, тяжелосредными сепараторами, флотационными машинами, гидроциклонами украинского производства. 80 % этого оборудования работает с истекшим сроком эксплуатации.
Несмотря на то, что обогатительное оборудование уже производят отечественные заводы (Красноярский завод «Спецтехномаш» - грохота, тяжелосредные сепараторы, отсадочные машины, Воронежский завод обогатительного оборудования - магнитные сепараторы, Иркутский завод тяжелого машиностроения - радиальные сгустители, Пензенский завод химического машиностроения - центрифуги, Коломенский завод тяжелого машиностроения - грохота, фирма «КЭНЭС» г. Люберцы -крутонаклонные сепараторы), современные фабрики, запущенные в 1990 -2000гг., оснащены преимущественно европейским, американским, южноафриканским и китайским оборудованием.
Общее соотношение стран изготовителей горно-шахтного оборудования в угольной промышленности России показано в виде табл. 5.
Внедрение на шахтах современного высокотехнологичного горного оборудования позволило уменьшить количество работников, занятых на подземных работах в опасных зонах. Так, если в 2010 году в угольной промышленности при годовой добыче 336,7 млн т угля общая численность персонала угледобывающих компаний была равна 169 тыс. чел, то уже в 2016 году при добыче 385,7 млн т угля численность персонала уже равнялась 140 тыс. чел, то есть произошло снижение количества работников, за-
нятых на опасных и вредных работах, на 18 % при одновременном росте производительности труда в угольной промышленности.
Таблица 5
Соотношение стран-изготовителей горно-шахтного оборудования __в угольной промышленности России_
№ п/п Страна производитель горно-шахтного обо- % от общего
рудования числа
1 Россия 34
2 Украина 28
3 Беларусь 2
4 Страны Евросоюза, в том числе: 27
- Польша 12
- Чехия 8
-Германия 7
5 КНР 3
6 Япония 2
7 Южная Корея 2
8 США 2
Внедрение многофункциональных систем безопасности (МФСБ), создание автоматизированных систем мониторинга подняло уровень промышленной безопасности угледобывающих предприятий на новый технологический уровень. Горно-шахтное оборудование должно соответствовать следующим требованиям:
- исключать возможность перепрограммирования параметров безопасности;
- иметь энерговооруженность, мощность, высокая технологичность и производительность на уровне - не ниже лучших образцов зарубежной техники;
- обеспечивать надежность, долговечность и ремонтопригодность.
Учитывая сложившуюся ситуацию на отечественных предприятиях
горного машиностроения и высокие требования к горным машинам, комплексам, системам контроля и управления необходимо к решению задач модернизации объектов угольной и горнорудной промышленности подключение предприятий отечественного машиностроения.
Список литературы
1. Геологические принципы технологической реструктуризации подмосковного угольного бассейна/ Н.М. Качурин [и др.]// Москва-Тула, 2004.
2. Ефимов В.И., Никулин И.Б., Рябов Г.Г. Перспективы развития добычи угля в Кузнецком бассейне // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2015. Вып. 1. С. 101-108.
3. Ефимов В.И., Федорова Е.А., Никулин И.Б. Перспективы экономически эффективной добычи угля в России // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. Вып. 2. 2015. С. 90-100.
4. Травматизм и профессиональная заболеваемость при подземной добыче полезных ископаемых/ Н.М. Качурин, В.И. Ефимов, Е.Б. Кокля-нов, И.П. Карначев, А.Н. Никанов // Тула, 2012.
5. Ефимов В.И., Карначёв И.П. Сравнительный анализ уровня безопасности труда по критериям производственного травматизма на горнопромышленных предприятиях Мурманской области // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2011. Вып. 2. С. 68-73.
6. Баскаков В.П., Ефимов В.И., Сенаторов Г.В. Формирование системы управления охраной труда и промышленной безопасностью на основе управления рисками// Безопасность труда в промышленности. 2008. № 9. С. 60-64.
7. Баскаков В.П., Ефимов В.И. Управления безопасностью труда. Оценка рисков // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2013. Вып. 1. С. 32-45.
8. Экологическая безопасность комплексного освоения угольных и техногенных месторождений/ В.И. Ефимов, В.В. Факторович, B.JI. Рыбак, Е.К. Мосина // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2015. Вып. 3. С. 3-14.
9. Ефимов В.И., Маликов A.A., Рябов Г.Г. Организационно-технологические принципы использования высокопроизводительной технологии добычи угля на шахтах Ерунаковской угольной компании // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2014. Вып. 3. С. 90-93.
10. Обеспечение безопасной эксплуатации горных машин по газовому фактору / Н.М. Качурин, В.И. Ефимов, A.JI. Бобовников, Г.В. Стась // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2007. Вып. 1. С. 45.
11. Склонность углей к низкотемпературному окислению и оценка опасности возникновения эндогенных пожаров / Н.М. Качурин, А.Ю. Ермаков, В.И. Ефимов, A.B. Волберг // Безопасность труда в промышленности. 2016. № 4. С. 36-39.
Ефимов Виктор Иванович, д-р техн. наук, проф., v.efimov a mirtrade.ги, Россия, Москва, НИТУМИСиС,
Панарнн Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, galina _stas(a),mail. ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Фатуев Виктор Александрович, д-р техн. наук, проф., gating_stas(a),mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Пушкарев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, проф.,gating_stas(a),mail.ru, Россия, Тулд, Тульский госуддрственный университет
EVALUATING SAFETY LEVEL OF COAL INDUSTRY AND TECHNICAL CONDITION
OF RUSSIAN MINING EQUIPMENTS
V.l. Efimov, V.M. Pcmarin, V.A. Fatuev, A.E. Pushkarev
Quantity of wrecks, lethal accidents, specific index of lethal traumatism and yearly coal output at 20 years was brought. Basic risks of impairing industrial safety condition in coal industry were exposed. Interconnection between nigh level technologies and reducing traumatism was established. Technical condition of Russian mining equipments (realization of rated resource by condition on 01.06.2017) and depending from import equipments and countries makers were evaluated.
Key words: industrial safety, traumatism, risk, mining equipment, high technology, import-substitution.
Efimov Viktor Ivanovich, Doctor of Technical Science, Full Professor, v.efimov(a>, mirtrade.ru, Russia, Moscow, Moscow National Research Technological University "MISiS ",
Panarin Vladimir Mihailovich, Doctor of Technical Science, Full Professor, Chief of a Department, gating_stas(a),mail, ru. Russig, Tula, Tula State University,
Fatuev Viktor Alexandrovich, Doctor of Technical Science, Full Professor, gating stas®,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Pushkarev Alexander Evgenievich, Doctor of Technical Science, Professor, gating stas®,mail.ru, Russig, Tula, Tula State University
Reference
1. Geologicheskie principy tehnologicheskoj restrukturizacii podmoskovnogo ugol'nogo bassejna/ N.M. Kachurin [i dr.]// Moskva-Tula, 2004.
2. Efimov V.l., Nikulin I.В., Rjabov G.G. Perspektivy razvitija dobychi uglja v Kuzneckom bassejne// Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Nauki о Zem-le. 2015. Vyp. 1. S. 101-108.
3. Efimov V.l., Fedorova E.A., Nikulin I.B. Perspektivy jekonomicheski jeffektivnoj dobychi uglja v Rossii//Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Nauki о Zem-le. Vyp. 2. 2015. S. 90-100.
4. Travmatizm i professional'naja zabolevaemost' pri podzemnoj dobyche poleznyh iskopaemyh/ N.M. Kachurin, V.l. Efimov, E.B. Kokljanov, I.P. Karnachev, A.N. Nikanov// Tula, 2012.
5. Efimov V.l., Karnachjov I.P. Sravnitel'nyj analiz urovnja bezopasnosti truda po kriterijam proizvodstvennogo travmatizma na gornopromyshlennyh predprijatijah Mur-manskoj oblasti// Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Nauki о Zemle. 2011. Vyp. 2. S. 68-73.
H3BecTH5i Tyjiry. HayKH o 3eMjie. 2017. Bbin. 4
6. Baskakov V.P., Efimov V.I., Senatorov G.V. Formirovanie sistemy upravlenija ohranoj truda i promyshlennoj bezopasnost'ju na osnove upravlenija riskami// Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2008. № 9. S. 60-64.
7. Baskakov V.P., Efimov V.I. Upravlenija bezopasnost'ju truda. Ocenka riskov// Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Nauki o Zemle. 2013. Vyp. 1. S. 32-45.
8. Jekologicheskaja bezopasnost' kompleksnogo osvoenija ugol'nyh i tehnogennyh mestorozhdenij/ V.I. Efimov, V.V. Faktorovich, V.L. Rybak, E.K. Mosina// Izvestija Tul'skogo go sudar stvennogo universiteta. Ser. Nauki o Zemle. 2015. Vyp. 3. S. 3-14.
9. Efimov V.I., Malikov A.A., Rjabov G.G. Organizacionno-tehnologicheskie prin-cipy ispol'zovanija vysokoproizvoditel'noj tehnologii dobychi uglja na shahtah Erunakovskoj ugol'noj kompanii// Izvestija Tul'skogo go sudar stvennogo universiteta. Ser. Nauki o Zemle. 2014. Vyp. 3. S. 90-93.
10. Obespechenie bezopasnoj jekspluatacii gornyh mashin po gazovomu faktoru/ N.M. Kachurin, V.I. Efimov, A.L. Bobovnikov, G.V. Stas' // Izvestija Tul'skogo gosudar-stvennogo universiteta. Ser. Nauki o Zemle. 2007. Vyp. 1. S. 45.
11. Sklonnost' uglej k nizkotemperaturnomu okisleniju i ocenka opasnosti voz-niknovenija jendogennyh pozharov/N.M. Kachurin, A.Ju. Ermakov, V.I. Efimov, A.V. Vol-berg // Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2016. № 4. S. 36-39.
