CC BY
15
■ А.С. Ярош // A.S. Yarosh [email protected]
канд. техн. наук, академик МАНЭБ, генеральный директор АО "НИИГД", 650002, Россия, г. Кемерово, пр-т Шахтеров, 14 candidate of technical sciences, academician of MANEB, general director of AO "NIIGD", 14, Shakhterov Av., Kemerovo, 650002, Russia
УДК614.8:622:658.3
ТЕОРИЯ СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМАХ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ В КОНТЕКСТЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ АВАРИЯХ THEORY OF SYNERGETIC INTERACTION OF ELEMENTS IN SAFETY SYSTEMS OF HAZARDOUS PRODUCTION FACILITIES IN THE CONTEXT OF MULTIFUNCTIONAL SAFETY SYSTEMS OF COAL MINES AND MULTIFUNCTIONAL LIFE SUPPORT SYSTEMS IN CASE OF ACCIDENTS
В статье раскрыты основы теории синергизма систем безопасности, даны основные принципы взаимодействия систем безопасности шахты и систем жизнеобеспечения (военизированных горноспасательных частей) , определена основная терминология теории взаимодействия систем безопасности.
Доказывается необходимость гармонизации систем, как в целях, так и во взаимодействиях, на основе элемента взаимосвязи - плана ликвидации аварий, при условии - максимизации соответствия взаимодействующих систем уровню опасности производственного объекта и потенциальным рискам.
The article reveals the basics of the theory of synergism of safety systems, the basic principles of interaction between mine safety systems and life support systems (paramilitary mine rescue units), the basic terminology of the theory of interaction of safety systems.
The necessity of harmonization of systems , both for the purposes and in interactions, on the basis of the element of interrelation - the plan of elimination of accidents, on condition - maximization of compliance of interacting systems to the level of danger of production facility and potential risks is proved.
Ключевые слова: ТЕОРИЯ СИНЕРГИЗМА, ПОДСИСТЕМА, ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ, МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ, МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ, СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, ПРЕВЕНТИВНЫЙ ПРИНЦИП БЕЗОПАСНОСТИ, ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПРИЧИН АВАРИЙ, ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ РИСК.
Key words: THEORY OF SYNERGISM, SUBSYSTEM, ELEMENT OF SYSTEM, MULTI-FUNCTION SECURITY SYSTEMS, MULTIFUNCTIONAL LIFE SUPPORT SYSTEMS, SYNERGETIC EFFECT, THE PRINCIPLE OF PREVENTIVE SECURITY, LOCALIZATION OF THE CAUSES OF ACCIDENTS, POTENTIAL RISK.
ак известно, научная теория - это система обобщенного знания, имеющая различные значения, как противопоставление практике или гипотезе, как
ку отражением ее в мышлении и действительности. Существует множество, понятий теории, например, Булыко А.Н. [1,С.687], дает три определения:
непроверенному знанию в форме предположения, при этом обобщающая передовую практи-
- система научных взглядов, идей обобщающих опыт, общественную практику и отра-
жающих их объективные закономерности развития природы и общества;
- совокупность положений какой-либо области знаний;
- собственное мнение взгляд на что-либо;
В свою очередь, Кузин Ф.А .[2,С.134], дает
следующее определение:
- учение, система идей или принципов. Совокупность обобщенных положений, образующих науку или ее раздел. Она выступает как форма синтетического знания, в границах которой, отдельные понятия, гипотезы или законы теряют прежнюю автономность и становятся элементами целостной системы.
Как видно, это совпадающие определения, поэтому, синтезируя их, и переводя в контекст, предлагаемой теории синергетической безопасности на опасных производственных объектах, мы будем иметь ввиду - синергетиче-ское взаимодействие подсистем и элементов безопасности (многофункциональной системы безопасности на шахте и многофункциональной системы жизнеобеспечения - военизированные горноспасательные части), при локализации и ликвидации аварий на шахтах , где при их определенном уровне соответствия создается синер-гетическое взаимодействие в виде - синергети-ческого эффекта.
Предлагаемая теория синергетической безопасности на опасных производственных объектах - угольных шахтах, базируется на основах теории производственной безопасности отраженной в работах ряда ученых в различное время [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]. Кроме того, формирование системных принципов предлагаемой теории, основано на общей теории систем разработанных как отечественными так и зарубежными авторами, в различное время [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27]. Сравнение характеристик многофункциональных систем безопасности шахт и систем жизнеобеспечения при локализации и ликвидации аварий на угольных шахтах приведено в табл.1.
Ввиду того, что принцип - основное, исходное положение какой либо теории, необходимо разработать основные принципы безопасности как для МФСБ , так и МСЖО, а также, для их совместного взаимодействия. Для разработки использованы источники - законы, нормативные документы, научные публикации и эмпирические факты, и при анализе и систематизации последних, можно определить превалирующие положения. Прямо в законе ФЗ -116, не сказано о принципах , но имеется установка к организа-
ции производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности и управления промышленной безопасностью, следовательно, эти требования формируют основные принципы, согласно статьи 11,ФЗ-116:
1. принцип непрерывного производственного контроля, за соблюдением требований промышленной безопасности;
2. принцип воспроизводства и доказательности информации о состоянии промышленной безопасности на опасном производственном объекте;
3. принцип системного управления функционированием промышленной безопасности на опасном производственном объекте.
Все та же статья 11, ФЗ-116, определяет цели и задачи системы управления промышленной безопасностью (СУПБ):
- определение целей и задач организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты, в области промышленной безопасности, информирование общественности о данных целях и задачах;
- идентификацию, анализ и прогнозирование риска аварий на опасных производственных объектах и связанных с такими авариями угроз;
- планирование и реализацию мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах, в том числе при выполнении работ или оказании услуг на опасных производственных объектах сторонними организациями либо индивидуальными предпринимателями;
- координацию работ по предупреждению аварий и инцидентов на опасных производственных объектах;
- осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности;
- безопасность опытного применения технических устройств на опасных производственных объектах в соответствии с пунктом 3 статьи 7 настоящего Федерального закона;
- своевременную корректировку мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах;
- участие работников организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты, в разработке и реализации мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах;
- информационное обеспечение осуществления деятельности в области промышленной безопасности.
Все вышеприведенные задачи направле-
Таблица1 - Сравнение многофункциональных систем безопасности шахт и систем жизнеобеспечения при локализации и ликвидации аварий на угольных шахтах
Table 1 - Comparison of multifunctional safety systems of mines and life support systems in the localization and liquidation of accidents in coal mines
Свойства системы Характеристика ногофункциональных систем безопасности шахт до аварии (МФСБ) Характеристика ногофункциональных систем жизнеобеспечения (МФСЖ) после аварии Характеристика синергетического взаимодействия МФСБ и МФСЖ (период взаимодействия)
Происхождение искусственные системы искусственные системы Синергетическое взаимодействие может быть как положительным, так и отрицательным
Открытые или замкнутые Открытые Закрытые Определенные ограничения доступа
Делимость Целое может быть разделено на составные элементы с различными функциями Целое разделено на однородные элементы (отделение, взвод, отряд) Стремится к объединению, подразделяется по принципу иерархии целей
Объединение Целое может быть большее, чем сумма составляющих его элементов Целое означает большее, чем сумма составляющих его элементов (единый вектор действий) Объединение направлено на мультипликацию взаимодействия подсистем большего, чем сумма составляющих подсистем (синергетика )
Взаимосвязь Средняя взаимосвязь: составные части могут быть рассмотрены изолировано Сильная взаимосвязь: составные части не могут быть рассмотрены изолировано Жесткие вертикальные связи (аварийная ситуация, чрезвычайная ситуация)
Сложность Организованные, сложные Организованные, сложные Высший уровень сложности систем в зависимости от вида, масштаба аварии , и лимита времени
Свойства систем Характеристики систем, к которым применяется системный подход Характеристики систем, к которым применяются системный подход Характеристики систем, к которым применяются системный и ситуационный подход
Основные понятия Потенциал, развитие Иерархия, упорядоченность, оперативность Иерархия, оперативность, потенциал
Энтропия и порядок Наивысшая степень неупорядоченности Система сопротивляется неупорядоченности Система обладает тенденцией самоорганизации ,адаптации и ликвидации неупорядоченности
Цель системы Безаварийное функционирование в настоящем Интерес представляют превентивные задачи безопасности Интерес представляют последствия
Организация и иерархия Свойства систем более высокого уровня выводимы из свойств систем более низкого уровня Свойства функции элементов системы жестко регламентированы Свойства объединенной системы зависят от эффективного плана ликвидации аварий и уровня синергизма во взаимодействии МФСБ и МФСЖ
ны на превентивное воздействие по обеспечению безопасности, исходя их этого формулируем, четвертый принцип безопасности:
4. принцип превентивности мер безопасности (профилактики и предупреждения аварий).
Ввиду того, что в принципах (и в законе ФЗ-116) присутствует система управления безопасностью, то взаимодействие подсистем управления безопасностью, согласно, общей теории систем, формирует синергетический результат СУПБ, тем самым позволяет , сформулировать пятый принцип безопасности:
5. принцип синергетики элементов
СУПБ (выполнение 1-4 принципа формирует положительный синергетический результат СУПБ, несоблюдение - отрицательная синергетика).
Более наглядно, теорию синергетической безопасности угольных шахт при локализации и ликвидации подземных пожаров осложненных взрывами метановоздушной смеси, при создании единого центра на период аварии (ЕЦ СУП-БА), характеризует см.(рис.1).
Аварии, происходящие на современных шахтах связанные с эндогенными пожарами и взрывами носят катастрофичный характер. Данный факт подтверждается количеством жертв и масштабом ущерба наносимого данным видом
Предаварийный период
Эпицентр взрыва
Периодликвидации
-гъ
Рисунок 1. Теория синергетической безопасности угольных шахт при локализации и ликвидации подземных пожаров осложненных взрывами метановоздушной смеси Figure 1. The theory of synergistic safety of coal mines in the localization and liquidation of underground fires
complicated by methane-air explosions
аварий. Возникновение данных аварий носит высокую степень вероятности, на шахтах III категории и сверхкатегорных, и особо на шахтах, где разрабатываются пласты склонные к самовозгоранию.
В целях повышения безопасности на угольных шахтах стали применяться МФСБ обеспечивающие системный контроль за безопасностью в режиме онлайн.
При всех достоинствах используемых систем безопасности, с вероятностью 1 раз в три года на шахтах России происходит взрыв метена и/или эндогенный пожар, при последующем взрыве метана, или взрыве пылевоздушной смеси.
Когда происходят такие категорийные аварии, то в этот момент надежность МФСБ стремится к нулю (в зависимости от масштаба и уровня опасности). Поэтому в этот момент вводится в действие план ликвидации аварий и другая
многофункциональная система (она в принципе существовала всегда - военизированные горноспасательные части) - МФСЖ, а также в некоторой мере подключались пожарные и медицина, но ключевая роль у горноспасателей (профессиональных аварийно-спасательных служб).
Вводимый в действие ПЛА - является организационной основой МФСЖ и аварийной МФСБ. Эффективность взаимодействия зависит от многих факторов:
- сложности шахты (четыре категории опасности);
- уровня эффективности самого ПЛА;
- уровня компетентности руководителей по ликвидации аварии:
- уровня подготовки людей , находящихся в шахте;
- уровня неопределенности создавшейся ситуации (неполнота информации).
Для повышения эффективности взаимо-
действия МФСЖ и МФСБ при ликвидации аварий, необходимо для каждой шахты, проводить не только разработку, согласование, утверждение и внесение изменений в ПЛА, но и проводить на этой стадии исследования по расчетам конкретных рисков в каждой опасной позиции, при необходимости обеспеченные не только вероятностными расчетами рисков, но и прогнозом потенциальных параметров аварий и зон распространения, что возможно лишь при привлечении научно-исследовательских учреж-
дений.
Резюмируя можно, констатировать, что теория синергетической безопасности на
угольных шахтах, в контексте взаимодействия МФСЖ и МФСБ, фактически является настоящим требованием практики, т.к. данное свойство систем, которое дает мультипликационный эффект, особенно это важно в условиях лимита времени (золотого часа), и если авария предотвращена на начальной стадии - это на порядки снижает уровни всех видов рисков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булыко А.Н.Современный словарь иностранных слов. Более 25 тысяч слов и словосочетаний.Изд.2-е.испр.и доп. - М.: «Мартин»,2005. - 848с.
2. Кузин Ф.А.Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты: Практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени. - 8-е изд., стер. - М.: <Юсь-89»,2006. - 224с.
3. Филоненко И.К. Современное состояние и перспективы развития рынка технических систем безопасности в России [Текст] // Безопасность труда в промышленности. - №5,2006. -С.55-57
4. Пуликовский К.Б.Единая система оценки соответствия на объектах , подконтрольных федеральной службе по экологическому , технологическому и атомному надзору[Текст] // Безопасность труда в промышленности. - № 4, 2006. - С.32- 35 5.Бабокин И.А.Система безопасности труда на горных предприятиях[Текст]/И.А. Бабокин.
- М.:Недра, 1984. - 320с. 6.Фролов А.В.Совершенствование системы управления безопасностью труда на угольных шахтах[Текст] // Уголь. - № 5, 2000. - С.59
5. Сорокин А.А.Математическое моделирование метановзрывоопасности шахтных технологических систем[Текст] // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - № 2(60), 2007. - С.6- 15
6. Грицко Г.И., Вылегжанин В.Н. О математической модели прогноза эндогенной пожароопасности [Текст] //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - № 3, 1973. - С.19-22
7. Лавцевич В.И.Исследование и оценка метановзрывоопасности шахтных технологических систем[Текст]: дисс. докт.техн.наук/ И.В. Лавцевич. - Новосибирск , 1974. - 349с.
8. Шевченко Л.А., Колмаков В.А., Пузырев В.Н. Вопросы безопасности труда на горных предприятиях. [Текст]/Гос. учреждение Кузбасский государственный технический университет - Кемерово,2002.- 68с.
9. Линденау Н.И.Маевская В.М., Крылов К.Ф.Происхождение профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах[Текст]/ Н.И. Линденау, В.М.Маевская, К.Ф Крылов. - М.: Недра, 1977. - 320с.
10. Горбатов В.А., Васенин И.М., Игишев В.Г. Безопасность работ при локализации пожаров на склонных к само-згоранию пластах угля[Текст]/ В.А.Горбатов, И.М Васенин., В.Г Игишев. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2004.
- 156с.
11. Буторин В.К. Прикладной системный анализ: концептуальный подход[Текст]/ Буторин В.К., А.Н. Ткаченко, С.А.Шипилов.- Кемерово; М.: Издательское объединение «Российские университеты»: «Кузбассвузиздат: АСШТ»,2006.-323с.
12. Вычислительные комплексы и моделирование сложных систем: Сборник[Текст]/Под ред. Л.Н. Королева, П.С. Краснощекова. -М.: Изд-во МГУ, 1989.-210с.
13. Гаврилин А.В.Системный подход к управлению топливно-энергетическим комплексом[Текст]: дис. на соискание уч. степени канд. экон. наук, Саратов,2004-186с.
14. Кирилов В.И.Квалиметрия и системный анализ: учеб. пособие[Текст]/В.И.Кирилов.- 2-е изд.,стер. -Минск: Новое знание;М.:ИНФРА-М,2014.-440с.
15. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П.Основы системного анализа: [Текст]/Учеб.3-е изд. -Томск: Изд.-во НТЛ, 2001.
- 396с.
16. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П.Введение в системный анализ: [Текст]/Учебное пособие для вузов.-М.:Высш. шк.,1989.-367с.
17. Хлунов А. В. Квалиметрическая оценка систем автоматизированного проектирования электротехнических изделий [Текст] : автореферат дис.кандидата технических наук.- Тула , 2005 - 19 с.
18. Харитонов В.Г, Ремезов А.В., Новоселов С.В. Теория и практика формирования и функционирования систем безопасности на шахтах нового поколения(оценка системы безопасности ОАО ш. «Заречная» на период 2020года) [Текст]/ В.Г Харитонов, А.В Ремезов., С.В.Новоселов .- Кемерово ,2007- КузГТУ.-349с.
19. .Bertalanffy L.An Outline of General System Theory - British J. For Phil.of Sci. 1950,vol.,№2, 134 - 165.
20. Gharajedaghi J., Ackoff R.L. Toward Systemic Education of System Scientists. System Research,1985.Vol.2.N 1. 21-27.
21. Lewandowski A., Werzbicki A/Theory, Software and Testing Examples in Decision Support System. Working paper WP - 88 - 071, Internationnal Institute for Applied System Analysis, Laxenburg, Austria,1988.
22. Bertalanffy, Ludwig Von. (1968). General System Theory: Foundations, Development, Applications. New York: George Braziller.
23. Checkland, P. (1981). Systems Thinking, Systems practice. New York: Wiley.
24. Corning, P. (1983). The Synergism Hupothesis: A Theory of Progressive Evolution. New York: McGraw Hill.
25. Hinrichsen, Diederich and Pritchard, A.J. (2005). Mathematical Systems Theory. New York: Springer. ISBN 978-3540-44125-0
REFERENCES
1. Bulyko A. N. Modern dictionary of foreign words. More than 25 thousand words and phrases.Ed.2. Rev.and DOP. - M.: "Martin", 2005. - 848 p.
2. Kuzin F. A. master's thesis. Methods of writing, rules of registration and procedure of protection: a practical guide for graduate students and applicants for a degree. - 8th ed., erased. - M.: "OS ' -89",2006. - 224p.
3. Filonenko I. K. Current state and prospects of development of the market of technical safety systems in Russia [Text] // safety in industry. - №5,2006. - P. 55-57
4. The unified system of conformity assessment at the facilities controlled by the Federal service for environmental , technological and nuclear supervision[Text] // Safety of labor in the industry. - № 4, 2006. - P. 32 - 35 5.Babokin I. A. the system of labor safety at mining enterprises[Text]/I. Babokin. - M.:Nedra, 1984. - 320c. 6.Frolov A.V. Improvement of the safety management system in coal mines[Text] / / Coal. - № 5, 2000. - P. 59
5. Sorokin A. A. Mathematical modeling of metanovozdushnoj mining technological systems[Text] // Bulletin of the Kuzbass state technical University. - № 2 (60), 2007. - P. 6-15.
6. Gritsko G. I., Vylegzhanin V. N. On the mathematical model of the forecast of endogenous Are hazard [Text] / / Physical and technical problems of mining. - № 3, 1973. - P. 19-22
7. Lavcevic, V. I. Study and assessment of metanovozdushnoj mining technological systems[Text]: Diss.Doc.tech. Sciences/ I. V. Lavcevic. - Novosibirsk, 1974. - 349 p.
8. Shevchenko L. A., Kolmakov,V. A., Puzyrev V. N. The issues of safety in mining. [Text] / State. institution Kuzbass state technical University. - Kemerovo, 2002.- 68 p.
9. Lindenau N. And.Mayevskaya V. M., Krylov K. F. the origin of prevention and suppression of endogenous fires in coal mines[Text]/ N. And. Lindenau, V. M. Mayevskaya, K. F. Krylov. - Moscow: Nedra, 1977. - 320 p.
10. Gorbatov V. A., Vasenin I. M., Igishev, V. G. Safety in the localization of fires in inclined to sumasharana the coal seams[Text]/ V. A. Gorbatov, I. M Vasenin., V. G. Igishev. - Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2004. - 156 p.
11. Butorin V. K. Applied systems analysis: a conceptual approach[Text]/ V. K. Butorin, A. N. Tkachenko, S. A. Shipilov.-Kemerovo; M.: Publishing Association "Russian universities": "Kuzbassvuzizdat: ASST", 2006.- 323p.
12. Computational complexes and modeling of complex systems: Collection[Text] / ed. L. N. Queen, P. S. Krasnoshchekova.
- Moscow: Moscow state University Publ., 1989.- 210C.
13. A Systematic approach to the management of the fuel and energy complex[Text]: dis. for the degree of kand. Econ. of Sciences, Saratov,2004-186 p.
14. Kirilov V. I. Qualimetry and system analysis: studies. manual[Text] / V. I. Kirilov.- 2nd ed.,erased. - Minsk: New knowledge; M.: INFRA-M, 2014.- 440 p.
15. Peregudov F. I., Tarasenko F. P. the Foundations of system analysis [Text]/Proc.3-e Izd. -Tomsk: Izd.-in the NT, 2001.
- 396 p.
16. Peregudov, F. I., Tarasenko, F. p. system analysis: introduction to the study guide for higher education institutions.-M.:Higher.SHK., 1989.- 367p.
17. Khlunov A.V. Qualimetric evaluation of computer-aided design of electrotechnical products [Text] : abstract dis. candidate of technical Sciences.- Tula , 2005 - P. 19
18. Kharitonov V. G., Remezov A. V., Novoselov S. V. Theory and practice of formation and functioning of safety systems at mines of new generation(evaluation of safety system of JSC sh. "Zarechnaya" for the period of 2020 goda) [Text]. Kharitonov, Remezov., S. V. Novoselov .- Kemerovo, 2007-KuzSTU.- 349p.
19. Bertalanffy L.An Outline of General System Theory - British J. For Phil.of Sci. 1950,vol.,№2, P.134 - 165.
20. Gharajedaghi J., Ackoff R.L. Toward Systemic Education of System Scientists. System Research,1985.Vol.2.N 1. P.21-27.
21. Lewandowski A., Werzbicki A/Theory, Software and Testing Examples in Decision Support System. Working paper WP - 88 - 071, Internationnal Institute for Applied System Analysis, Laxenburg, Austria,1988.
22. Bertalanffy, Ludwig Von. (1968). General System Theory: Foundations, Development, Applications. New York: George Braziller.
23. Checkland, P. (1981). Systems Thinking, Systems practice. New York: Wiley.
24. Corning, P. (1983). The Synergism Hupothesis: A Theory of Progressive Evolution. New York: McGraw Hill.
25. Hinrichsen, Diederich and Pritchard, A.J. (2005). Mathematical Systems Theory. New York: Springer. ISBN 978-3-54044125-0
