Комплексное обоснование прогрессивных технологических решений по интенсивной отработке высокогазоносных угольных месторождений

Повторяющиеся нарушения требований промышленной безопасности -- по видам нарушений и по технологическим процессам -- свидетельствуют о недостаточной результативности СУОТ и ПБ, следствием которой является вынужденное использование персоналом опасных приемов и методов работы.

Исследование природы возникновения повторяющихся нарушений требований промышленной безопасности в технологических процессах шахты позволило выявить основные причины, вызывающие работу персонала с осознанными вынужденными отклонениями от регламентируемых значений параметров технологических процессов. Возникающая таким образом опасная производственная ситуация реализуется действиями и взаимодействием персонала, которые обусловлены воспроизводимыми обстоятельствами (рис.3).

Рис. 3. Схема, иллюстрирующая возникновение опасных производственных ситуаций на угольной шахте

Для анализа качества выполнения функций в СУОТ и ПБ адаптирована универсальная схема выполнения функции (рис. 4).

Рис. 4. Универсальная схема выполнения функций СУОТ и ПБ

Применение этой схемы позволяет представить выполнение функции в виде последовательности действий (этапов) и оценить полноту ее выполнения. Количественную оценку целесообразно производить на основе предложенного коэффициента полноты выполнения функций в СУОТ и ПБ, который рассчитывается по формуле:

,

где n - число функций СУОТ и ПБ;

ЭФi - число фактически выполненных этапов i-й функции;

ЭРi - число этапов i-й функции, требуемых по регламенту.

С помощью предложенного коэффициента на шахтах ОАО «Воркутауголь» установлена связь между травматизмом и полнотой выполнения функций СУОТ и ПБ угольной компании (рис. 5).

Рис. 5. Связь между травматизмом и полнотой выполнения функций СУОТ и ПБ

Эта связь аппроксимируется логарифмической зависимостью. Следовательно, увеличение полноты выполнения функций в СУОТ и ПБ закономерно приводит к снижению аварийности и травматизма на угольной шахте.

6. Разработка методических рекомендаций по увеличению полноты выполнения функции в системе управления охраной труда и промышленной безопасностью угольной компании

Методические рекомендации по увеличению полноты выполнения функций в СУОТ и ПБ с целью обеспечения противоаварийной устойчивости шахты при реализации новых технологических решений отработки высокогазоносных пластов разработаны на основе методического подхода, представленного выше. В основе разработки рекомендаций лежат следующие принципы:

- выделение в целевой функции СУОТ и ПБ основных функций: охраны труда, промышленной безопасности и развития системы;

- структурно-функциональный анализ основных функций СУОТ и ПБ;

- проектирование функций в СУОТ и ПБ, обеспечивающих достижение требуемого уровня безопасности;

- освоение спроектированных функций в СУОТ и ПБ;

- контроль результативности функционирования СУОТ и ПБ.

Содержание основных функций СУОТ и ПБ:

- управление промышленной безопасностью (СУПБ). Осуществляется путем применения комплекса организационно-технических мер, обеспечивающих стабильность параметров технологического процесса, сводящих к технически и технологически достижимому минимуму опасность возникновения аварийных ситуаций и гарантирующих защищенность объекта, его работников и интересов третьих лиц в случае реализации опасности;

- управление охраной труда (СУОТ). Осуществляется посредством комплекса правовых, социально-экономических, организационно-технических, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических, реабилитационных мероприятий, направленных на сохранение жизни и здоровья работников;

- управление развитием (СУР) СУОТ и ПБ. Осуществляется путем коррекции функций, структуры и методов работы в системе управления охраной труда и промышленной безопасностью с целью повышения ее результативности.

Функции СУПБ и СУОТ регламентированы требованиями действующего законодательства Российской Федерации, а функция СУР обусловлена целью развития угледобывающей компании.

Следующим этапом является собственно проектирование функций СУОТ и ПБ с целью увеличения полноты их выполнения (рис.6).

Рис. 6. Схема достижения необходимой полноты выполнения функций СУОТ и ПБ

Для размещения функций в организационной структуре осуществляется их декомпозиция и определяются исполнители. В целях обеспечения полноты выполнения функций СУОТ и ПБ необходимо персонифицировать, привести в соответствие и документально закрепить полномочия и ответственность за выполнение этих функций.

Оценивать полноту выполнения функций СУОТ и ПБ, как показал опыт, следует не ранее, чем через полгода после начала освоения. Эта оценка способствует выявлению возможного несоответствия определенных проектом функций цели угольной компании и позволяет при необходимости скорректировать размещение функций в организационной структуре. Для оценки полноты выполнения функций СУОТ и ПБ целесообразно использовать методы анкетирования и экспертной оценки на основе анализа актов расследования несчастных случаев.

Так, в ОАО «Воркутауголь» полнота выполнения функций СУОТ и ПБ оценивалась по степени выполнения 48 функций системы, регламентированных разработанным под руководством автора «Положением о системе управления промышленной безопасностью и охраной труда в организациях угледобывающего комплекса г. Воркуты». Было установлено, что полнота выполнения функций в СУОТ и ПБ компании составила 91,4%, и в частности во входящих в нее системах управления: промышленной безопасностью -- 88,5%; охраной труда -- 90,3%; развитием -- 95, 5%.

Для повышения степени достоверности оценки полноты выполнения функций СУОТ и ПБ были проанализированы акты расследования негативных событий, происшедших на предприятиях за рассматриваемый период -- 85 несчастных случаев. Проведенный анализ позволил уточнить оценку полноты выполнения некоторых функций СУОТ и ПБ на предприятиях, где произошли негативные события.

Проведенная оценка является основанием для принятия решения об уточнении состава функций СУОТ и ПБ, полномочий и ответственности и проверки их соответствия у конкретных исполнителей. Сочетание методов анкетирования, экспертной оценки и моделирующих семинаров позволяет эффективно осуществлять коррекцию функций, полномочий и ответственности.

Обоснование функций СУОТ и ПБ в соответствии с целью угольной компании, их размещение в организационной структуре и документальное закрепление являются условием и основой увеличения полноты выполнения функций СУОТ и ПБ. В условиях ОАО «Воркутауголь» это позволило снизить уровень аварийности и травматизма за четыре года более чем в 2 раза.

7. Технико-экономическая эффективность технологических решений по интенсивной отработке высокогазоносных угольных пластов Воркутского месторождения

В работе эффективность промышленного использования результатов исследований автора в первую очередь оценивалась применительно к реализации проекта «Строительство шахты «Воркута», при этом были учтены инвестиции не только в строительство самой шахты, но и в объекты обогатительного производства, а также в совершенствование очистной и проходческой техники, транспортного оборудования, системы управления промышленной безопасностью.

Показано, что основной экономический эффект достигается за счет сокращения поверхностной инфраструктуры шахт и изменения схемы выдачи горной массы по единой конвейерной магистрали, при этом увеличивается в 3 раза производительность труда промышленно-производственного персонала в границах объединенной шахты «Воркута» к 2014 г. относительно 2009 г.

В результате экономической оценки проектных решений по выемочному участку 514-с (пласт IV шахты «Заполярная»), выбранного в качестве первоочередного объекта проведения ЗДП на Воркутском месторождении, был определен экономический эффект от внедрения ЗДП, составляющий 2800 ч 5800 ч 10300 тыс. руб. на одну скважину (соответственно при освоении в течение 5 лет, 3 лет и без освоения).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены комплексно обоснованные прогрессивные технологические решения по интенсивной и безопасной отработке высокогазоносных угольных месторождений с учетом закономерностей функционирования производства в конкурентной рыночной среде и специфики проявлений геомеханических и газодинамических процессов, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие угольной промышленности России.

Основные научные и практические результаты работы, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Установлено, что повышение эффективности функционирования угольной компании в современных экономических условиях должно базироваться на основе разработанной концепции совершенствования шахтного фонда посредством строительства новых и реконструкции действующих высокопроизводительных угледобывающих предприятий нового технико-экономического уровня с переходом на прогрессивные пространственно-планировочные, технологические и организационные решения, определяющие уровни эффективности и устойчивости функционирования горного производства при объективно-ориентированном управлении промышленной безопасностью.

2. Доказано, что приоритетными технологическими и организационными решениями, обеспечивающими высокую производительность и безопасность подземной угледобычи при групповой реконструкции шахт, являются научно обоснованные решения, направленные на объединение предприятий в угледобывающий комплекс со строительством централизованной конвейерной подземной магистрали с выдачей горной массы на обогатительные фабрики.

3. Разработаны методические принципы обоснования параметров многоштрековой подготовки и интенсивной отработки запасов выемочных участков с учетом закономерностей взаимодействия угольных целиков с боковыми породами в режимах, обеспечивающих эксплуатационное состояние подготовительных выработок, без опасных концентраций напряжений, разрушения краевых частей целиков и пучения почвы.

4. Разработаны действенные технологические решения по креплению горных выработок штанговыми и канатными анкерами на основе учета силовых и деформационных характеристик анкеров, соответствующих условиям рационального их взаимодействия с массивом вмещающих пород.

5. Обоснован методологический подход к оценке метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления высокогазоносных угольных пластов через скважины заблаговременной дегазации.

6. На базе разработанной методики осуществлена оценка потенциального уровня извлекаемости метана из угольных пластов Воркутского месторождения для обоснования рациональных параметров технологии заблаговременной (предварительной) гидрообработки угольных пластов.

7. Разработаны рекомендации по выбору рациональных технологических схем управления газовыделением при заблаговременной (предварительной) дегазационной подготовке шахтных полей для условий Воркутского месторождения.

8. Обоснована целесообразность и разработаны технологические решения по заблаговременной дегазационной подготовке пластов n11 «Четвёртый» и n14+13+12 «Тройной» Воркутского месторождения скважинами с поверхности, позволяющие обеспечить определённый проектом шахта «Воркута» уровень нагрузки на очистной забой за счёт снижения относительной газообильности выемочного участка по фактору газовыделения из разрабатываемого пласта на величину до 6ч8 м3/т.

9. Разработана технологическая часть проекта предварительной дегазационной подготовки запасов выемочного участка 514-с шахты «Заполярная» Воркутского месторождения скважинами с поверхности.

10. Разработана и реализована методика оценки ожидаемой эффективности заблаговременной дегазационной подготовки участков шахтного поля скважинами с поверхности по результатам цикла гидродинамических исследований на неосвоенных скважинах, выражающейся в снижении газообильности горных выработок на 65 - 70% и повышении нагрузки на очистной забой в 1,8 - 2,2 раза.

11. Выявлена зависимость травматизма от полноты выполнения функций в системе управления охраной труда и промышленной безопасностью, что позволяет использовать полноту выполнения функций СУОТ и ПБ в качестве критерия результативности ее функционирования.

12. Разработаны методические рекомендации по повышению результативности функционирования системы управления охраной труда и промышленной безопасностью при реализации новых технологических решений по отработке высокогазоносных угольных пластов на основе соответствующего увеличения полноты выполнения функций этой системы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА

Монографии

Логинов А.К. Современные технологические и технические решения отработки угольных пластов/ Под ред. О.В. Михеева - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - 389 с.

Артемьев В.Б., Коршунов Г.И., Логинов А.К., Шик В.М. Динами-ческие формы проявления горного давления. - С-Пб.: Наука, 2009. - 347с.

Коршунов Г.И., Логинов А.К., Шик В.М. Многоштрековая подготовка угольных пластов. - С-Пб.: Наука, 2007. - 250 с.

Коршунов Г.И., Логинов А.К., Зуев В.А. Разработка угольных пластов Воркутского месторождения в сложных горно-геологических условиях.- С-Пб.: Международная академия безопасности человека и природы, 2006. - 256 с.

Коршунов Г.И., Логинов А.К., Шик В.М. Геомеханические принципы разработки нижних горизонтов Воркутского угольного месторождения.- С-Пб.: Международная академия безопасности человека и природы, 2006. - 280 с.

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

Логинов А.К. Комплексный подход к освоению ресурсного потенциала угольных предприятий Воркутинского промышленного района (ВПР). - Уголь. - 2006. - №8. - С.54-56.

Логинов А.К. К 70-летию промышленного освоения Печорского угольного бассейна. - Уголь. - 2004. - №8. - С.43-49.

Логинов А.К. ОАО «Воркутауголь» - состояние и пути повышения эффективности производства. - Уголь. - 2003. - №8. - С.12-15.

Логинов А.К. ОАО «Воркутауголь» - повышение эффективности производства с обеспечением роста уровня промышленной безопасности. - Уголь. - 2005. - №8. - С.36-40.

Логинов А.К. Структура системы управления промышленной безопасностью в угледобывающей компании. - Уголь. - 2006. - №12. - С.21-25.

Логинов А.К., Смирнов М.И. Развитие угледобывающего комплекса Воркуты - техническое перевооружение производства и безопасность труда. - Уголь. - 2006. - №4. - С.47-56.

Логинов А.К., Артемьев В.Б., Кравчук И.Л. Методы понижения рисков аварий и травм в угледобывающей компании. - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №11. - С.36-45.

Пучков Л.А., Сластунов С.В., Логинов А.К. и др. Концептуальные подходы к обеспечению метанобезопасности угольных шахт России и СНГ на 2007-2010 г.г. - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - Тематическое приложение МЕТАН. - С.9-36.

Сластунов С.В., Васючков Ю.Ф., Логинов А.К. Прогнозная оценка метанодобываемости угольных пластов на конкретных шахтных полях (на примере шахты «Комсомольская» Воркутинского месторождения). - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - Тематическое приложение МЕТАН. - С.389-407.

Сластунов С.В., Логинов А.К., Задавин Г.Д., Бобнев Ю.Н. Оценка уровня метаноизвлекаемости угольного метана из неразгруженных угольных пластов для выбора основного способа заблаговременной дегазации. - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - Тематическое приложение МЕТАН. - С.408-414.

Логинов А.К. Развитие системы управления промышленной безопасностью в угольной компании. - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №17. - Тематическое приложение «Безопасность угледобычи». - С.48-58.

Логинов А.К., Ляховский Г.В., Кравчук И.Л. Подходы к оценке эффективности функционирования системы управления промышленной безопасностью. - М.: Изд-во МГГУ. - Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №17. - Тематическое приложение «Безопасность угледобычи». - С.138-147.

Логинов А.К., Габов В.В., Смирнов М.И. Модульные комплексы и формирование технико-технологических решений при отработке угольных пластов. - В сб.: «Записки Горного института». - С-Пб.: 2004. - Т. 157. - С.27-43.

В прочих изданиях

Логинов А.К., Васильев А.В. Процессы очистных работ при подземной разработке крутых угольных пластов: Учебное пособие / Филиал СПГГИ (ТУ) Воркутинский горный университет. - Воркута. - 2004. - 200 с.

Логинов А.К., Курцеба В.В., Борисов Б.М. Современные технологии автоматизации на горных предприятиях: Учебное пособие / Филиал СПГГИ (ТУ) Воркутинский горный университет. - Воркута. - 2005. - 182 с.

Логинов А.К., Смирнов М.И. Воркута - северный форпост угольной промышленности России. - Горная промышленность. - 2005. - №1. - С.8-11.

Логинов А.К., Бочаров И.П., Смирнов М.И. Направления научно-технического развития угледобычи в Печорском угольном бассейне.- Народное хозяйство Республики Коми, Т.12. - Воркута-Сыктывкар-Ухта. - 2003. - №1-2. -С.90-93.

Логинов А.К., Смирнов М.И. Комплексный подход к развитию горных работ при отработке запасов мульдовой части Воркутского угольного месторождения. - В сб.: научных трудов XIV Геологического съезда Республики Коми. - Сыктывкар, 2004. -С.49-54

Логинов А.К. «Воркутауголь» - ретроспектива, состояние, прогноз// Материалы Ш межрегиональной научно-практической конференции, 13-15 апреля 2005 г. - Воркута-Сыктывкар-Ухта. - Народное хозяйство Республики Коми. - Т.14. - 2005. - №1. - С.19-27.

Логинов А.К., Смирнов М.И. Тверской М.Л. Ретроспектива становления и развития Воркутинского промышленного района // Материалы Ш межрегиональной научно-практической конференции, 13-15 апреля 2005 г. - Воркута-Сыктывкар-Ухта. - Народное хозяйство Республики Коми. - Т.14. - 2005. - №3. - Ч.1. - С.416-425.

Логинов А.К., Бучатский В.М., Табалов А.А., Соколов В.Н., Коваль А.О. Исследование эффективности активного способа управления состоянием массива при разработке удароопасных пластов. - Народное хозяйство Республики Коми. - Т.15. - Воркута. - 2006. - С.318-325.

Размещено на Allbest.ru