CC BY
15
© А.Л. Пучков, 2013
УДК 622:65 А.Л. Пучков
СИСТЕМНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАТРАТАМИ НА МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ В УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ
Угольная шахта — это сложная горно-технологическая система, а техногенные аварии и катастрофы в ней - это признак системного рассогласования взаимодействия ее функциональных элементов и реализуемых в ней горно-технологических процессов. Безопасность труда и предотвращение техногенных аварий и катастроф на угольных шахтах - актуальнейшая проблема для горной промышленности России. Согласованность функциональных элементов шахты и протекающих в ней горно-технологических процессов снижает вероятность техногенных аварий и катастроф в угольной шахте, уменьшает ущерб от них.
Ключевые слова: угольная шахта, техногенные аварии, метан, мероприятия по безопасности, предупреждающие мероприятия, компенсирующие мероприятия, затраты на мероприятия, согласованность, ущерб от аварий.
Безопасность труда и предотвращение техногенных аварий и катастроф на угольных шахтах — актуальнейшая проблема для горной промышленности России. Уровень смертности на российских шахтах один из самых высоких в мире. Характерно, что шахты, на которых произошли последние техногенные аварии и катастрофы, были оснащены самым современным оборудованием. Постепенно формируется убеждение, что причиной высокого уровня техногенных аварий и катастроф в угольных шахтах является не изношенность оборудования, как считалось ранее, а нарушение объективно существующих принципов системного управления безопасностью. Поэтому выявление этих принципов системного управления безопасностью и выявление закономерностей формирования затрат на мероприятия, которые реализуют эти принципы, — предмет нашего внимания и изучения.
Технологический процесс на шахте, его структура и параметры определя-
ются горно-геологическими условиями добычи угля. Технологическое ядро добычи угля представлено очистным забоем. Очистной забой характеризуется наиболее высокой концентрацией механизмов и потребляемой энергии. Функционирование этого технологического ядра инициирует все последующие горно-технологические процессы — выделение метана и пыли в угольной шахте, разрушение вмещающих горных пород, приток воды в горные выработки. Эти инициируемые добычей угля горно-технологические процессы формируют опасные условия труда шахтеров и причины техногенных аварий и катастроф на шахтах — взрывы метана и пыли, обрушения горных пород, пожары, прорывы подземных вод в горные выработки.
Для обеспечения безопасности шахтеров в угольной шахте вокруг очистного забоя формируется многоуровневая иерархическая система безопасности. Она включает в себя:
• систему безопасности выемочного участка;
• систему внутришахтной безопасности;
• систему общешахтной безопасности.
Каждый уровень иерархии системы безопасности представлен совокупностью мероприятий предупредительного и компенсирующего характера. Структурно-логическая схема системного формирования затрат на мероприятия по обеспечению безопасности в угольной шахте представлена на рис. 1.
Предупредительные мероприятия заблаговременно снижают интенсивность проявления потенциально опасных горно-технологических процессов. Из рис. 1 видно, что они реализуются до возникновения горно-технологических процессов, порождаемых функционированием очистных забоев, и снижают вероятность возникновения техногенных аварий и катастроф в угольной шахте до реализации мероприятий компенсирующего характера.
С помощью предупредительных мероприятий уменьшается содержание метана в разрабатываемом угольном пласте и вмещающем его горном массиве за счет заблаговременной, комплексной и предварительной дегазации. Предупредительными мероприятиями уменьшается потенциал пылеобразования добываемого угля за счет его обработки водой со специальными растворами или применения рациональных режимов его разрушения. Предупредительными мероприятиями уменьшается опасность внезапного прорыва воды в горные выработки за счет оставления охранных целиков. Предупредительными мероприятиями снижается мощность обрушения пород основной кровли за счет предварительного их разрушения.
Компенсирующие мероприятия снижают интенсивность проявления потенциально-опасных горно-технологи-
ческих процессов после их возникновения. Они снижают масштаб потенциально-возможных техногенных аварий и катастроф и, соответственно, величину последствий от реализации опасных горно-технологических процессов.
Компенсирующие мероприятия снижают интенсивность поступления метана в горные выработки за счет текущей дегазации разрушаемого горного массива и дегазации выработанных пространств. Компенсирующие мероприятия снижают концентрацию метана в горных выработках за счет их вентиляции и ликвидации слоевых скоплений в них. Компенсирующие мероприятия снижают концентрацию пыли в горных выработках путем ее осаждения, аспирации или фильтрации. Компенсирующие мероприятия уменьшают обводненность горных выработок путем их осушения. Компенсирующими мероприятиями снижаются последствия обрушения пород основной кровли за счет использования специализированных посадочных крепей или бутовых полос.
Функциональная цель предупредительных и компенсирующих мероприятий заключается в обеспечении нормальных условий функционирования технологического ядра шахты — ее очистных забоев. С системной точки зрения, предупредительные и компенсирующие мероприятия создают вокруг технологического ядра шахты многоуровневую оболочку, за счет которой обеспечивается его го-меостазис в изменяющихся горногеологических условиях [2].
Из структурно-логической схемы на рис. 1 видна следующая иерархическая закономерность реализации затрат на обеспечение безопасности в угольной шахте:
• затраты на предупредительные (Зп ) и компенсирующие мероприятия
Рис. 1. Структурно-логическая схема системного формирования затрат на обеспечение безопасности в угольной шахте: Зп , Зп , Зп — затраты на предупредительные мероприятия в участковой, внутришахтной и общешахтной себестоимости; Зк , Зк ,
Зк — затраты на компенсирующие мероприятия в участковой, внутришахтной и общешахтной себестоимости
(Зк ) включаются в участковую себестоимость добычи угля;
затраты на предупредительные
(Зп ) и компенсирующие мероприятия
(Зк ) включаются во внутришахтную
себестоимость добычи угля;
затраты на предупредительные
(Зп ) и компенсирующие мероприятия
(Зк ) включаются в общешахтную себестоимость добычи угля.
Предупредительные затраты косвенно отражают объем и содержание предупредительных мероприятий. Поэтому они определяют вероятность
возникновения техногенных аварий и катастроф на угольной шахте. Компенсирующие затраты косвенно отражают объем и содержание компенсирующих мероприятий. Поэтому они определяют величину ущерба от техногенных аварий и катастроф на угольной шахте.
Функциональная задача локализации техногенных аварий и катастроф и ликвидация последствий от них решается координирующими мероприятиями. Специфика реализации координирующих мероприятий, в отличие от предупредительных и компенсирующих мероприятий, состоит в том, что они реализуются не в условиях нормальной работы шахты, а условиях
аварии или катастрофы на ней. При реализации координирующих мероприятий блокируются все технологические процессы на нижележащих технологических уровнях иерархии шахты.
Общая величина издержек, обуславливаемых потенциальной возможностью возникновения техногенных аварий и катастроф на угольной шахте, формируется из затрат на предупредительные, компенсирующие и координационные мероприятия:
И = Зп + Зп + Зп + Зк +
+ЗК+ЗК+£ру (1)
1=1
где И — общая величина издержек на обеспечение безопасности в угольной шахте; р1 и У1 — вероятность возникновения техногенной аварии или катастрофы 1 — го вида и величина последствий от нее, соответственно.
В формировании общей величины затрат на предупредительные и компенсирующие мероприятия по обеспечению безопасности в угольной шахте выделяются следующие объективные закономерности.
Первая закономерность в формировании общей величины затрат отражает порядок реализации мероприятий по обеспечению безопасности в угольной шахте. Сначала реализуются мероприятия общешахтного уровня иерархии. Затем, согласованно с ними, реализуются мероприятия внутришахтного уровня иерархии. На заключительном этапе, согласованно с мероприятиями внутришахтного уровня иерархии, реализуются мероприятия на уровне иерархии выемочного участка [1].
Вторая закономерность в формировании общей величины затрат от-
ражает временную разномасштаб-ность мероприятий по обеспечению безопасности в угольной шахте. Общешахтные мероприятия имеют наибольший период реализации, поэтому списание в себестоимость затрат на эти мероприятия осуществляется в течение более длительного периода времени, чем внутришахтные мероприятия и участковые мероприятия. Например, общешахтная дегазация осуществляется заблаговременно за 10 — 15 лет до начала выемки угля и заканчивается через 10 — 15 лет после ее окончания. Внутришахтная дегазация начинается за 1,5 года до начала выемки угля и заканчивается через 1,5 года после ее окончания. Участковая дегазация начинается за 0,5 года до начала выемки угля и заканчивается через 0,5 года после ее окончания. Поэтому списание в себестоимость добычи угля затрат на мероприятия по обеспечению безопасности осуществляется в соответствии со сроком их реализации.
Третья закономерность в формировании общей величины затрат отражает взаимосвязь предупредительных и компенсирующих затрат на мероприятия по обеспечению безопасности в угольной шахте на каждом уровне иерархии ее системы безопасности. Чем больше предупредительных мероприятий и, соответственно, затрат на них направляется на обеспечение безопасности, тем меньше требуется компенсирующих мероприятий на обеспечение безопасности и, соответственно, затрат на них. Убывающая эффективность затрат на предупредительные мероприятия обуславливает объективное существование рационального соотношения затрат на предупредительные и компенсирующие мероприятия [3].
Четвертая закономерность в формировании общей величины затрат отражает взаимосвязь между суммарной величиной затрат на предупредительные и компенсирующие мероприятия, с одной стороны, и суммарной величиной затрат на координационные мероприятия, с другой стороны. Чем меньше величина выделяемых на предупредительные и компенсирующие мероприятия финансовых средств, тем больше вероятность техногенных аварий и катастроф на угольной шахте и больше величина последствий от них. Поэтому на угольной шахте может быть осуществлена оптимизация общей величины издержек, обуславливаемых потенциальной возможностью возникновения техногенных аварий и катастроф на угольной шахте.
Оптимизация общей величины издержек осуществляется путем системного управления затратами на предупредительные и компенсирующие мероприятия. Системное управление затратами на обеспечение безопасности в угольной шахте реализуется поэтапно.
На первом этапе рассматривается совокупность предупредительных и компенсирующих мероприятий общешахтного уровня иерархии и оптимизируются затраты на них.
На втором этапе рассматривается совокупность предупредительных и компенсирующих мероприятий внут-ришахтного уровня иерархии. Эти мероприятия должны быть согласованы с мероприятиями общешахтного уровня иерархии. Оптимизируются затраты на мероприятия
внутришахтного уровня иерархии.
На третьем этапе рассматривается совокупность предупредительных и компенсирующих мероприятий уровня иерархии выемочного участка. Эти мероприятия должны быть согласованы с
мероприятиями внутришахтного уровня иерархии. Оптимизируются затраты на мероприятия уровня иерархии выемочного участка таким образом, чтобы в очистных забоях обеспечивались безопасные условия труда шахтеров.
На четвертом этапе определяются участковая, внутришахтная и общешахтная себестоимости добычи угля с учетом затрат на мероприятия по обеспечению безопасности. Общешахтная себестоимость добычи угля характеризует рассматриваемый вариант системы мероприятий по обеспечению безопасности труда шахтеров.
Альтернативные варианты системы мероприятий по обеспечению безопасности труда шахтеров формируются аналогичным образом. Выбор наилучшего варианта системы мероприятий по обеспечению безопасности труда шахтеров осуществляется по величине общешахтной себестоимости добычи угля с учетом ограничений по интенсивности добычи угля и ее экологичности.
Нарушение принципов системного управления безопасностью в угольной шахте приводит к рассогласованию взаимодействия функциональных элементов шахты и ее горно-технологических процессов как сложной горно-технологической системы. Признаком этого рассогласования являются техногенные аварии и катастрофы.
Примером системного рассогласования горно-технологических процессов разных уровней иерархии является крупная техногенная катастрофа на шахте «Ульяновская» в Кузбассе в 2007 году. Эта катастрофа унесла жизни 108 горняков. В очистном забое угольной шахты работало современное высокопроизводительное оборудование. Это обусловило высокую скорость подвигания очистных забо-
ев. Технологический процесс управления кровлей на шахте был не согласован с такой скоростью. Это привело к масштабному обрушению пород основной кровли. Обрушение сопровождалось мощным выделением метана в горные выработки. Скопление больших объемов метана в выработанных пространстве стало следствием отсутствия на шахте эффективных мероприятий по внутришахтной и общешахтной дегазации разрабатываемого горного массива.
Выводы
1. Угольная шахта — это сложная горно-технологическая система, а техногенные аварии и катастрофы в ней — это признак системного рассогласования взаимодействия ее функциональных элементов и реализуемых в ней горно-технологических процессов. Системное рассогласование — это следствие нарушения объективно существующих принципов системного управления безопасностью на шахте.
2. Система безопасности на угольной шахте имеет многоуровневый характер, строится из мероприятий по безопасности выемочного участка, мероприятий по внутришахтной безопасности и мероприятий по общешахтной безопасности с приоритетом реализации этих мероприятий сверху вниз и обязательной их межу-ровневой согласованностью.
1. Ayurov V.D., Puchkov L.A. System aspects of realization and planning of mining — technological processes. — Mine Planning and Equipment Selection 1998, Singhal (ed.) © 1998 Balkema, Rotterdam, ISBN 90 5809 011 63 November 1995 — A.A. Balkema / Rotterdam / Brookfield / 1995, — p. 209 — 213.
KOPOTKO OE ABTOPE -
3. Общая величина издержек, обуславливаемых потенциальной возможностью возникновения техногенных аварий и катастроф на угольной шахте, формируется из совокупности взаимосвязанных затрат на предупредительные, компенсирующие и координационные мероприятия по обеспечению безопасных условий труда шахтеров. Мероприятия каждого вида выполняют определенную функциональную роль и в совокупности предназначены для обеспечения безопасных условий труда шахтеров в технологическом ядре шахты.
4. Выбор альтернативных вариантов системы мероприятий по обеспечению безопасности труда шахтеров осуществляется поэтапно с учетом системных закономерностей формирования затрат на их реализацию в направлении минимизации общешахтной себестоимости добычи угля.
5. Использование принципов системного управления затратами на обеспечение безопасности в угольной шахте обеспечивает внутриуровневую и межуровневую согласованность функциональных элементов шахты и реализуемых в ней горно-технологических процессов. Согласованность функции-ональных элементов шахты и протекающих в ней горно-технологических процессов снижает вероятность техногенных аварий и катастроф в угольной шахте, уменьшает ущерб от них.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Аюров В.Д., Пучков Ё.А. Синергетика горнотехнологических процессов. М.: Изд — во МГГУ, 1997. — 264
3. Ayurov V.D., Puchkov A.L., Shashkova O.G. Coal mine risks management system patterns. The International Emergency Management Society 13th Annual Conference Proceedings. May 23—26, 2006, Séoul, South Korea. ШШ
Пучков Алексей Львович — кандидат экономических наук, доцент, Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru
