CC BY
29
© С.В. Баловцев, 2006
УДК 622.86
С.В. Баловцев
ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ МЕЖДУ СОБЫТИЯМИ, ПРИВОДЯЩИМИ К ПОВЫШЕНИЮ АЭРОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
Назначение шахтной вентиляционной системы (ШВС) состоит в непрерывном обеспечении требуемого по условиям безопасности и санитарно-гигиеническим нормам состояния шахтной атмосферы. Шахтная атмосфера по своему составу, температуре и влажности должна обеспечивать нормальную жизнедеятельность человека в течение всего времени нахождения его под землей [1, 2]. Отказ ШВС означает полное или частичное невыполнение этой функции, в результате чего содержание ядовитых и взрывчатых газов, а также пыли превышает максимально допустимые значения.
Выделим ряд основных причин:
- ошибки при конструировании, изготовлении и монтаже объекта и происходящие в начальный период его эксплуатации,
- старение элементов объекта (старение крепи и связанные с этим обрушения в выработках, разрушения вентиляционных сооружений),
- внезапные, т.е. непредвиденные и мгновенные концентрации нагрузок, приводящие к разрушению объекта,
- отказы, связанные с дефектом проектирования вентиляции,
- внезапный сбой в работе ШВС,
- неквалифицированные действия персонала,
- недостаточный уровень производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности со стороны службы производственного контроля и со стороны
186
специалистов шахты за состоянием проветривания и ведением горных работ на участке.
Процесс проведения анализа аэрологического риска [3] включает несколько основных этапов, первым из которых является идентификация опасностей, приводящих к отказу ШВС. Необходимо дать четкое описание всех присущих системе опасностей, иначе невыявленные опасности не подвергнутся дальнейшему рассмотрению и исчезнут из поля зрения.
Функционирование ШВС напрямую зависит от наличия факторов аэрологического риска, которые можно разделить на природные, технологические и антропогенные.
К природным опасностям, влияющим на состояние ШВС, относятся обвалы и обрушения угля и пород, взрывы метана и угольной пыли, газодинамические явления, пожары, затопления выработок [4, 5]. Нарушение технологического процесса добычи угля также отрицательно сказывается на состоянии ШВС. Воздействие подобных опасностей приводит к перераспределению воздуха в горных выработках и проветривание шахты нарушается. Техническая система утрачивает способность выполнять требуемые функции по фактору вентиляции, и происходит загазирование.
Ошибки человека вызываются главным образом незнанием, забывчивостью безопасных приемов труда, норм и требований по технике безопасности, халатностью, а также неумением прогнозировать ход технологических процессов. Практически во всех актах расследования причин несчастных случаев отмечаются низкая производственная и технологическая дисциплина, пренебрежение организационными и техническими мероприятиями при выполнении подземных работ.
Современное развитие производства с применением высокопроизводительных машин, оборудования, систем контроля и слежения за технологическими процессами, управления параметрами технологических процессов повысило долю нервно-психических нагрузок на трудящихся и требует реализации высших психических функций человека -памяти, мышления, внимания, быстрого принятия безошибочного решения, правильной реакции на любую инфор-
187
мацию. Иными словами, «человеческий фактор» становится в современных условиях важным в повышении эффективности и безопасности труда.
Для оценки вышеперечисленных опасностей, установления причинно-следственных связей между нежелательными событиями и своевременного принятия решений по снижению
188
Обвалы и обрушения угля и породы
Разрушение Обвалы и обрушения
крепи угля и породы
Рис. 1. Дерево отказов шахтной вентиляционной системы: I, II, III -
главные ветви дерева отказов, 1 - перенос ветви «Обвалы и обрушения», 2 - перенос ветви «Остановка вентилятора», 3 - перенос ветви «Затопление выработок»
189
аэрологического риска необходимо построить дерево отказов [6] и рассмотреть такие ветви, которые приводят к тяжелым последствиям (рис. 1).
При графическом изображении дерева отказов принято использовать следующие соглашения:
• вершинное (аварийное) событие помещают вверху;
• дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию;
• событие над логическим символом помещают в прямоугольнике, а само событие описывают в этом прямоугольнике;
• первичные события (исходные причины) располагают снизу;
• не исследуемые дальше события и отказы обводятся ромбиками;
• в качестве символов-указателей, с помощью которых, например, можно переносить части дерева отказов на другой лист, используются треугольники, содержащие внутри цифры.
Рис. 2. Причинно-следственные связи между событиями, приводящими к обвалам и обрушениям
190
Метеоусловия
Рис. 3. Причинно-следственные связи между событиями, приводящими к остановке вентилятора
Логический анализ причин аварий позволяет получить деревья отказов для различных видов аварий. Рассмотрим подробнее причины обвалов и обрушений угля и породы (рис. 2).
Для успешного функционирования ШВС необходима бесперебойная работа вентиляторов главного и местного проветривания (ВГП и ВМП), которые служат для создания нормальных атмосферных условий, качественно оптимального режима проветривания, обеспечивающего взрывобезо-пасность метана в горных выработках. Длительная остановка вентилятора приведет к нарушению проветривания, в тупиковой выработке может произойти загазирование, и аэрологический риск увеличится (рис. 3).
На рис. 4 представим самые распространенные причины затопления горных выработок.
Качественный анализ дерева отказов заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному и определении критических, т.е. маршрутов с наи-
191
большей вероятностью отказа ШВС, приводящего к аварии на
Затопление выработок
I или |
Неудовлетворит, геолого-маркшейдерский прогноз
Нарушение ТБ
Подработка горными работами скважин
Отсутствие необходимых водоотливных установок
Рис. 4. Причинно-следственные связи между событиями, приводящими к затоплению горных выработок
шахте. При количественном исследовании необходимо рас-считать вероятность появления аварии в течение задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам.
Анализ аэрологического риска основывается на построении всех возможных сценариев возникновения и развития аварий и обусловленных ими чрезвычайных ситуаций. Для веротностной оценки аэрологического риска на основе дерева отказов следует производить расчет общей вероятности риска. В связи с этим были сгруппированы ветви по логическим признакам. Используя ветви, представленные в статье, можно определить только общую вероятность того, что содержание ядовитых и взрывчатых газов, а также пыли превысит максимально допустимые значения. Однако, для оценки аэрологической опасности этого недостаточно. Ведь при одновременном наступлении событий может произойти взрыв газа или пыли. Расчет веро-
192
ятности реализации взрыва и ожидаемого ущерба в результате аварии является одним из главных аспектов при оценке аэрологического риска.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ушаков К.З. Аэрология горных предприятий. - М.: Недра, 1984.
2. Ушаков В.К. Математическое моделирование надежных и эффективных шахтных вентиляционных систем. - М.: МГГУ, 1997.
3. Ушаков В.К., Баловцев С.В. Информационно-организационное обеспечение процедуры анализа аэрологического риска горного производства. Горный информационно-аналитический бюллетень // Тематическое приложение: Безопасность. - М.: МГГУ, 2005.
4. Измалков А.В. Системный риск в управлении безопасностью горнопромышленных регионов. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2004.
5. Мутанов Г. Управление риском при авариях на подземных горных предприятиях. - Алматы.: Рылым, 1996.
6. Ушаков В.К., Баловцев С.В. Методы оценки аэрологического риска на угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень // Тематическое приложение. - М.: МГГУ, 2006.
|— Коротко об авторах-
Баловцев С.В. - ассистент, аспирант кафедры «Аэрология и охрана труда», Московский государственный горный университет.
193
