Перспективы превращения системы "УТАС" в штатную систему безопасности угольных шахт Украины

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Высшее учебное заведение

“Донецкий национальный технический университет”

Реферат

На тему: « ПЕРСПЕКТИВЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ СИСТЕМЫ «УТАС» В ШТАТНУЮ СИСТЕМУ БЕЗОПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ УКРАИНЫ»

Донецьк 2013



Содержание

Введение

1. Создание АСУ

2. Концепция создания системы УТАС

3. Характеристика системы УТАС

4. Система безопасности УТАС как один из специфических видов неразрушающего контроля

5. Эксплуатация системы УТАС



Введение

Для современных угольных шахт безопасность ведения горных работ имеет первостепенное значение. Своевременное предупреждение аварийных ситуаций и недопущение их дальнейшего развития является важнейшей задачей системы управления безопасностью горного предприятия. Подобная система должна обеспечивать всесторонний многофакторный контроль [1] технологических параметров процесса проветривания.

Наибольшую угрозу безопасности производства горных работ и обеспечению охраны труда представляют подземные пожары и взрывы метана. Тупиковые забои являются наиболее опасным звеном сети подземных выработок шахт Украины. В 1971-1999 гг. в тупиковых выработках зарегистрировано 36 взрывов (40% от общего числа) и 102 случая вспышек и горения метана. Установлено, что основными причинами образования опасной среды были нарушения проветривания (44%), местные скопления метана (22%) и недостаточный расход воздуха (17%), а источниками зажигания - взрывные работы (70%), фрикционное искрение (20%) и электрооборудование (4%) [2]. В 1991-1998 гг. на угольных шахтах произошло 138 эндогенных пожаров и 461 экзогенный пожар [3].

В настоящее время уровень аварийности и производственного травматизма на угольных предприятиях остается достаточно высоким, несмотря на его некоторое снижение за последние несколько лет. Отсюда следует, что применяющиеся в настоящее время средства контроля и управления процессом проветривания не всегда обеспечивают надежную и эффективную защиту.

Таким образом, важнейшим направлением в сфере автоматизации технологических процессов в угольной промышленности является создание комплексных общешахтных систем управления, обеспечивающих оперативное принятие оптимальных управляющих решений на различных иерархических уровнях, прогноз развития опасных ситуаций, поддержание рационального режима работы контролируемых объектов, сокращение вынужденных простоев оборудования и повышение уровня безопасности ведения горных работ.



1. Создание АСУ

горный общешахтный управление система

Создание автоматизированных систем управления и контроля горного производства (АСУ и КГП) в Украине и других угледобывающих странах

Начиная с 70-х годов прошлого столетия, в развитых угледобывающих странах началось создание и внедрение автоматизированных систем аэрогазового контроля и управления горным производством. Первый образец такой системы был представлен английскими специалистами на Международной научно-практической конференции институтов по безопасности работ в горной промышленности, которая проходила в 1971 году в г. Донецк.

Применение системы мониторинга состояния технологического оборудования, параметров аэрогазовой среды и управления этими параметрами, разработанной фирмами «Trolex Ltd» и «Continental Conveyor Ltd» (Великобритания), на шахтах Великобритании уже в течение 20 лет исключило возникновение крупных аварий, связанных со взрывами и пожарами.

Аналогичные системы были созданы во многих развитых угледобывающих странах. В Испании это система RELIF-2000, Германии - SIWA-2000, Польше - система фирмы EMAG, Китае - японско-китайская система мониторинга CONSPEC и т.д. В большей или меньшей степени проработанные системы мониторинга параметров безопасности и управления технологическими процессами применяются также в США, Канаде, ЮАР, Австралии, Японии, Иране.

В Украине на протяжении последних 30 лет разрабатывались и внедрялись устройства, которые частично позволяли контролировать состояние среды и оборудования. В частности, для контроля аэрогазовой обстановки на всех шахтах III категории по газу и выше применяется стационарная аппаратура контроля содержания метана с выдачей информации на поверхность на стойки приема информации СПИ-1, для контроля скорости и направления движения воздуха - измерители ИСНВ, для контроля оксида углерода - газоанализатор Сигма-СО-В и т.д. Кроме того, для контроля и управления проветриванием в тупиковых выработках применяется аппаратура контроля поступления воздуха в тупиковые выработки АПТВ.

Телемеханическое управление вентиляторами местного проветривания и групповыми аппаратами осуществляется при помощи устройства телеуправления и телесигнализации ТУ, ТС «Ветер-1М», а управление конвейерами - аппаратурой АУК-1М. В 1993 г. институтом «Инсистемшахт» была разработана аппаратура АСУ ТП «Угледобыча шахты» и проведены приемочные испытания опытных образцов, в 1995 г. институтами «Автоматуглерудпром» (г. Конотоп) и ИППММС НАНУ (г. Киев) был разработан и изготовлен экспериментальный образец части аппаратуры ОШИС, однако в дальнейшем работы в этом направлении были прекращены.

В 1998 г. МакНИИ был разработан аппаратно-программный комплекс представления и обработки информации об аэрогазовой обстановке в горных выработках КАГИ, 19 комплектов которого эксплуатируются на шахтах Украины.

С 2002 г. научно-исследовательскими институтами угольной отрасли ведутся работы по созданию автоматизированной системы противоаварийной защиты шахт (АСПАЗШ). Однако к настоящему времени изготовлены лишь опытные образцы устройства противопожарного контроля горношахтного оборудования типа ППК и устройства системы контроля подачи воздуха и температурных режимов в выработках шахт типа СКПТ, которые могут являться отдельными элементами системы внутришахтной безопасности.

В МакНИИ проведены испытания на взрывобезопасность с применением устройств ППК и СКПТ для установления возможности их эксплуатации в угольных шахтах.

Таким образом, в Украине к началу третьего тысячелетия не было создано системы контроля промышленной безопасности и управления горным производством в целом и безопасности шахт в частности.

2. Концепция создания системы УТАС

Угольные шахты Украины разрабатывают, в основном, тонкие пласты с большим количеством тектонических нарушений и слабыми боковыми породами. Средняя глубина разработки превышает 720 м, а 30 шахт работают на глубине 1000…1400 м. Около 90 % шахт газовые, 60 % - опасные по взрывам угольной пыли, 45 % - склонны к газодинамическим явлениям, а 25 % - самовозгоранию угля. В 30 % очистных и подготовительных забоев температура воздуха превышает санитарные нормы.

На шахтах отрасли имеет место высокий уровень травматизма и аварийности. В 2004 году было травмировано около 10 тыс. чел., из них 200 чел. - со смертельным исходом. Показатель смертельного травматизма на 1 млн тонн составил 2,5, что на порядок выше, чем в передовых угледобывающих странах. Основными травмирующими факторами являлись транспорт и подъем (21 %), взрывы газа и пыли (20 %), обвалы и обрушения (14 %), падение людей (8 %), поражение электротоком (6 %); газодинамические явления (1 %).

Особую опасность представляют аварии с групповыми несчастными случаями, связанные со взрывами газа и пыли, подземными пожарами, обрушениями горных пород, газодинамическими явлениями, аварии на шахтных подъемах. В 2001…2004 гг. в подземных выработках шахт произошло 9 взрывов газа и пыли (погибло 120 чел.), 140 экзогенных и эндогенных пожаров (38 чел.), 88 обвалов и обрушений (166 чел.), 13 внезапных выбросов угля и газа (54 чел.).

В настоящее время в Украине широко применяются устройства, которые частично позволяют контролировать состояние среды и оборудования. Но все они не обеспечивают в полном объеме контроль как состояния безопасности, так и непрерывный контроль параметров работы горно-шахтного оборудования, что не позволяет решать задачу повышения уровня безопасности комплексно и в полном объеме для всего технологического цикла шахты.

В соответствии с постановлением Кабинета Министров Украины от 18.01.2001г. № 25 и от 31.03.2003г. № 413 ГП «Петровский завод угольного машиностроения» была приобретена новейшая технология фирмы «Continental Conveyor Ltd» (Великобритания) для создания и серийного производства унифицированной телекоммуникационной автоматизированной противоаварийной системы УТАС.

Проектировщиками и специалистами завода эта лицензионная технология была доработана с учетом особенностей угледобычи в Украине и адаптирована к местным условиям.

Данная система предназначена для обеспечения комплексной безопасности шахт путем контроля и управления параметрами машин и окружающей среды в горных выработках шахт и автоматизированного управления машинами и технологическими комплексами, а также передачи данных о состоянии ГШО и атмосферы выработок диспетчеру на поверхность.

Область применения системы - угольные и горнодобывающие предприятия, в том числе, опасные по газу и пыли, с оборудованием на поверхности и под землей, а также другие предприятия, где требуется контролировать и передавать на расстояние параметры работы оборудования.

3. Характеристика системы УТАС

Сигналы о состоянии горных машин, механизмов, оборудования и окружающей среды поступают в Систему от соответствующих датчиков, установленных как в шахте, так и на поверхности. Эти сигналы поступают на программируемые контроллеры, которые их регистрируют, анализируют и подают команды на сигнализацию или отключение при превышении параметрами установочных значений, а также передают эту информацию по цифровому каналу связи в диспетчерскую шахты. В зависимости от ситуации диспетчер формирует управляющие команды, которые передаются на контроллеры оборудования, установленного как под землей, так и на поверхности для включения и отключения.

Основными задачами системы при ее использовании на угольных шахтах являются:

* контроль параметров шахтной атмосферы и микроклимата;

* контроль состояния основного и вспомогательного технологического оборудования;

* автоматизированное управление горными машинами и комплексами;

* управление технологическими процессами;

* контроль состояния систем электроснабжения, гидроснабжения, пневмоснабжения и управление ими.

Система УТАС обеспечивает выполнение следующих функций:

* местная и централизованная индикация текущих значений аналоговых показателей контролируемых объектов;

* местная и централизованная визуальная предупредительная сигнализация при достижении предаварийного состояния контролируемых объектов;

* местная и централизованная визуальная и звуковая аварийная сигнализация о достижении предельно допустимых уровней контролируемых параметров (показателей) или аварийного состояния контролируемых объектов;

* местная сигнализация о предельных положениях и позициях передвижных установок, деталей машин и механизмов;

* пуск (включение) объектов в работу по команде диспетчера (оператора), в т.ч. по установленным алгоритмам и их технологическую остановку;

* выдача управляющих команд на защитные отключения оборудования или осуществление блокировок цепей управления при достижении контролируемыми показателями предельно допустимых уровней;

* возможность осуществления централизованных управляющих воздействий (защитных отключений, блокировок) с целью недопущения развития аварийных ситуаций;

* передача, прием, отображение, регистрация и накопление поступающей информации от составных частей системы;

* отбор, первичная обработка и передача диспетчерской службе шахты технологической информации и информации о показателях безопасности контролируемых объектов;

* предоставление диспетчеру информации о состоянии контролируемого объекта с использованием четырех типов сигналов (нормальная работа, предаварийное состояние, аварийное состояние, режим проверки).

В основу построения системы УТАС заложены следующие системотехнические принципы:

* соответствие государственным стандартам и требованиям по безопасности;

* многоуровневость и распределенность;

* использование стандартных аппаратных и программных средств, интерфейсов и протоколов связи;

* обеспечение высокой надежности технических и программных средств;

* работа в непрерывном масштабе времени;

* использование методов цифровой обработки и передачи информации;

* совместимость элементов системы с существующими техническими средствами, расположенными в шахте и на поверхности;

* совместимость элементов системы диспетчерского управления с любыми существующими и перспективными информационными системами (включая глобальные информационные сети);

* простота и непрерывность аппаратного, алгоритмического и программного расширения и модернизации;

* возможность оперативного изменения и создания специалистами службы эксплуатации системы графических пользовательских интерфейсов.

При построении системы УТАС используются технические средства, которые классифицируются:

по пространственному положению:

§ подземные и поверхностные средства;

по выполняемым функциям:

§ датчики;

§ источники питания, в том числе с аккумуляторной поддержкой;

§ подземные вычислительные устройства (контроллеры);

§ сигнализирующие устройства;

§ средства передачи данных;

§ поверхностные вычислительные устройства (ПК);

§ местные средства отображения информации;

по типу используемых сигналов:

§ аналоговые и дискретные.

В типовой состав технических средств подземной части системы УТАС входят следующие элементы:

* датчики аэрогазового контроля и физических параметров;

* подземные вычислительные устройства (контроллеры);

* устройства аудиовизуальной сигнализации и дисплеи;

* источники питания;

* репитеры (повторители последовательного интерфейса);

* линии питания, контроля, управления и связи.

К техническим средствам системы УТАС могут быть подключены любые внешние контролирующие и исполнительные устройства, а также аппаратура автоматизации. Внешние устройства выполнены таким образом, что есть возможность их применения в горных выработках шахт, в т.ч. опасных по газу, пыли и внезапным выбросам.

В типовой состав поверхностной части системы УТАС входят следующие элементы:

* сервер;

* барьеры искробезопасности;

* автоматизированные рабочие места диспетчеров;

* локальная сеть Ethernet;

* модемные линии связи;

* преобразователи для связи с контроллерами;

* репитеры и контроллеры;

* датчики (аэрогазового контроля, температуры, давления, скорости, вибрации и др.).

В июле 2005 года была создана авторитетная рабочая группа по изучению системы УТАС, опыта ее внедрения и функционирования на нескольких шахтах Донбасса. В состав рабочей группы были включены видные ученые и специалисты ННИИПБОТ, НАНУ, КПИ, МакНИИ, Госгорпромнадзора, других ведущих организаций и учреждений, занимающихся проблемами безопасности в шахтах и созданием таких систем безопасности. Группой были предложены рекомендации:

1. Разработать национальную программу производства системы УТАС и оснащения ею угольных шахт Украины на 2006…2015 гг.

2. С учетом функциональных возможностей и высокого технического уровня системы УТАС рассмотреть целесообразность ее внедрения в техногенно опасных производствах других секторов национальной экономики.

Как видно из вышеизложенного, система УТАС представляет собой разветвленную коммуникационную систему отображения информации, которая зарекомендовала себя положительно в осложнённых и тяжелых условиях функционирования на различных горизонтах шахт, а именно: по запылённости, повышенной влажности и температуре, работе горно-шахтного оборудования и подъемно-транспортных механизмов. Такую круглосуточную и бесперебойную работу в течение всего срока службы шахты может обеспечить только очень надёжное и совершенное оборудование, которое не только контролирует все параметры внутришахтной среды и технологического оборудования, но и является диагностической системой непрерывного контроля. Она способна выделять нештатные и опасные режимы и события, отображая их средствами предоставления информации, фиксирует их, предупреждает об их возникновении с помощью средств сигнализации, т.е. является одновременно и советчиком. Однако этим не ограничиваются ее функциональные возможности, т.к. система УТАС может и должна быть:

1. Управляющей системой, исключающей возможность возникновения и развития тяжелых аварий с гибелью людей.

2. Средством передачи информации о серьезных отклонениях от нормальных параметров и возможности возникновения нештатных ситуаций на более высокие уровни управления.

3. Системой, обеспечивающей постоянное обновление и совершенствование как на базе уже смонтированной системы, а также за счет замены отдельных блоков на более совершенные с дополнительными возможностями и лучшими способами передачи и использования возможностей системы.

В связи с этим авторами статьи предлагается разработка и внедрение целого комплекса мероприятий по реализации её функциональных возможностей.



4. Система безопасности УТАС как один из специфических видов неразрушающего контроля

В статье [1], подготовленной коллективом научных сотрудников ГП «Институт «УкрНИИпроект», анализируется актуальность проблем контроля надёжности горно-шахтного оборудования (ГШО) и его безаварийной работы. В статье [2] также отмечено, что профилактика и предотвращение аварий в шахтах, количество которых может превышать многие десятки тысяч в год, является основным средством предотвращения травматизма на производстве в угольной отрасли. Расследованиями и опытом установлено, что даже незначительного дефекта электрооборудования (искрения) или местного повышенного трения конвейерной ленты может быть достаточно для взрыва метановоздушной или пыле- метановоздушной смеси. Такие резонансные аварии первой категории даже при отсутствии газодинамических явлений приводят к многочисленным жертвам в шахтах. Как известно, Украина является одним из мировых лидеров по числу погибших шахтеров на 1 млн тонн добытого угля.

Исходя из этого, можно констатировать, что поддержание оборудования, работающего в подземных условиях, в постоянном работоспособном состоянии является сложной научно-технической проблемой. Одним из способов ее решения является профилактика и непрерывный неразрушающий контроль не только состояния технологического оборудования, но и параметров подземной среды, в которой находится персонал и оборудование. К нему относятся, прежде всего, аэрогазовый контроль внутришахтной атмосферы, который обеспечивает нормальные микроклиматические условия работающих и анализирует наличие и концентрацию потенциально опасных компонентов, прежде всего метана и взрывоопасной пыли в воздухе.

Одним из наиболее надежных средств неразрушающего контроля, объединяющим в себе как аэрогазовый контроль в шахте, так и диагностику действующего оборудования, является унифицированная телекоммуникационная автоматизированная система (УТАС) [3]. Автоматизированная противоаварийная система УТАС является комплексным устройством непрерывного контроля в режиме реального времени природных и технологических процессов в шахте.

Она включает в себя измерители (датчики), систему передачи данных и электронно-аппаратную составляющую, которые объединены в целостный комплекс на основе современных достижений электронной техники и средств измерений. Более чем пятилетний опыт промышленной эксплуатации системы показывает, что как средство неразрушающего контроля, обеспечивающее надежность работы подземного оборудования и безопасность работающих, система УТАС полностью себя оправдала. За этот период по сведениям, поступающим от шахт и разработчика системы (Петровский завод угольного машиностроения), обобщенным ННИИПБОТ, на 22-х шахтах, оснащенных системой УТАС, предотвращено развитие более 150 опасных дефектов оборудования и аварийных ситуаций.

Накопление положительного опыта в результате освоения системы и превращение её в штатный элемент эксплуатации шахт уже повлияло не только на уменьшение факторов возникновения масштабных аварий, но и на снижение травматизма. Данные за последние 2 года, которые надо тщательно проанализировать по всем факторам влияния, показывают существенное снижение травматизма от тяжелых аварий в результате подземных взрывов - в среднем с 300 чел. (1992…2000 гг.) до 150 чел. (2008…2009 гг.). После более чем печального для всей страны 15-летнего периода, когда только в одной шахте погибало до 100 чел. за год, это можно считать положительной тенденцией, которую необходимо закреплять.

Естественно, что мы еще не можем считать себя застрахованными от рецидивов недавнего прошлого. Кроме того, до благополучия еще очень далеко - смертельный травматизм необходимо снизить не в 2 раза, а, как минимум, на порядок. Исходя из этого, нами предлагается программа ускоренного оснащения всех опасных по газодинамическим явлениям, взрывам газа и пыли угольных шахт Украины системами УТАС, её совершенствования, сертификации и научно-технического сопровождения [3]. В связи с тем, что в последнее время системе УТАС уделяется особое внимание со стороны Госгорпромнадзора, Минуглепрома и Кабинета Министров Украины, а также учитывая необходимость ознакомления научно-технической общественности и специалистов с передовыми достижениями в области промышленной безопасности и диагностики по предотвращению тяжелых аварий и травматизма, в статье акцентируется внимание читателей на особенностях этой системы, а также проблемах ее совершенствования и превращения в управляющую систему безопасности опасных по газу шахт Украины.

Это тем более необходимо, что вся система и ее отдельные элементы запатентованы, и знание ее особенностей сегодня необходимо широкому кругу специалистов - угольщикам, работникам экспертно-технических центров и инспекций Госгорпромнадзора, многим другим специалистам, занятым проблемами безопасности в промышленности и на транспорте, например, в метрополитене.

5. Эксплуатация системы УТАС

Пути обеспечения длительной эксплуатационной надежности, дальнейшего усовершенствования и внедрения системы «УТАС» Практика показывает, что до сих пор в Минуглепроме не существует системы ведомственного контроля, надзора, профилактики и ремонта Унифицированной телекоммуникационной автоматизированной системы (УТАС), фиксации ее работоспособности, бездействия или неполного использования. До сих пор УТАС не стала неотъемлемым элементом эксплуатации, безопасности и управления шахтой, какой она должна быть.

Минуглепрому совместно с подразделениями Госгорпромнадзора и другими органами (например, горноспасательными подразделениями МЧС) необходимо разработать и зарегистрировать в Минюсте руководящие документы (в том числе - НПАОТ), узаконивающие основные требования и правила по обязательному оснащению шахт системой «УТАС». Эти документы должны обеспечивать ее приоритет, недопустимость вмешательства в ее функционирование - как одного из важнейших элементов безопасности труда в шахтах. Без надлежащего содержания и проверки ее работоспособности спуск людей в шахту должен быть запрещен.

Документами должна быть определена ответственность административно-технического персонала шахт и шахтоуправлений, менеджмента частных структур, занимающихся угледобычей, за неукоснительное выполнение положений и требований вышеуказанных документов, включая уголовную ответственность. Должна быть предусмотрена ответственность за умышленное отключение системы или санкционирование продолжения работ в шахте после срабатывания предупредительной сигнализации системы. Таким образом, в системе «УТАС» должен быть создан и сохранен при любых неблагоприятных обстоятельствах «черный ящик», обеспечивающий фиксацию и сохранность баз данных, относящихся к безопасности шахты до начала возникновения аварийной ситуации [1].

Расследование аварий и несчастных случаев должно проводиться с обязательным изучением этих материалов.

На основе нормативных документов должны быть разработаны соответствующие руководящие технические материалы: инструкции по эксплуатации, диагностированию (включая профилактику) и ремонту системы с указанием исполнителей, объемов работ и сроков; изданы учебники и пособия для всего персонала по вышеуказанной тематике; созданы курсы по обучению соответствующего персонала; организована выдача удостоверений на право выполнения эксплуатационно-ремонтного обслуживания УТАС и т.п.

В крупных угольных объединениях и в целом по бассейну должны быть созданы специализированные хозрасчетные предприятия по монтажу, наладке и профилактике (диагностированию) системы. При этом можно использовать опыт корпорации «Сименс» и других мировых лидеров, занимающихся не только изготовлением, шефмонтажом, наладкой оборудования и сдачей его «под ключ», но и создающих систему центров сервисного обслуживания действующего оборудования практически по всему миру. Возникающие проблемы они решают или самостоятельно, или по отлаженной системе информацию передают на более высокий уровень, вплоть до руководства департамента по производству того или иного оборудования. Таким образом, обеспечивается быстрое и квалифицированное устранение возникших проблем и дефектов с выездом специалистов, имеющих соответствующую оснастку и опыт, на место в согласованные с заказчиком сроки и с гарантией качества ремонта и наладки.

Несмотря на трудности начального периода разработки УТАС и даже необоснованные обвинения в нецелевом использовании средств, что было инспирировано конкурентами, которые увидели в этой системе определенную угрозу своему монопольному положению в угледобыче, УТАС нашла своих горячих сторонников. Руководство Петровского завода угольного машиностроения сумело успешно завершить эту разработку совместно с МакНИИ, Национальным научно-исследовательским институтом промышленной безопасности и охраны труда (НИИПБОТ) и другими заинтересованными организациями.

Ведущие ученые ННИИПБОТ, начиная с 2001 года, оказывали посильную помощь в создании УТАС, ее совершенствовании и внедрении, включая участие в активной борьбе, которая развернулась в научных и во властных структурах, а также среди руководителей и специалистов шахт. Большое значение имело положительное решение рабочей группы по рассмотрению итогов первоначального внедрения УТАС, о чем отмечалось в [2]. Благодаря участию многих коллективов ученых и производственников-угольщиков, специалистов по промышленной безопасности и охране труда, крупное совещание, на котором обсуждались результаты работы рабочей комиссии, получило широкий резонанс и поддержку. За 5 лет УТАС внедрена на 22 шахтах, и сегодня закономерно признается необходимой для нормальной работы шахт.

Благодаря реальным результатам внедрения УТАС и значительной поддержке представителей науки и специалистов в области промышленной безопасности, органов Госгорпромнадзора, а также тех представителей угольной отрасли, которые реально добивались снижения травматизма, удалось добиться положительного решения Правительства по вопросу о приоритете УТАС как наиболее действенного средства повышения безопасности в шахтах. Признав, что альтернативы УТАС в настоящее время у нас нет, в сентябре 2009 г. Премьер-министром Украины было заявлено о необходимости скорейшего оснащения опасных по газу шахт системой «УТАС». Такое признание значимости УТАС и ее включение в Государственную программу обеспечения безопасности шахт как обязательного мероприятия, должно стимулировать дальнейшее ее развитие, усовершенствование и узаконить саму систему, как неотъемлемый элемент безопасности шахт, о чем шла речь выше.

ННИИПБОТ постоянно поддерживает деловые отношения и научные связи с разработчиками и изготовителями УТАС, разработан комплекс мероприятий по мониторингу этой системы, е? сертификации и стандартизации, обеспечению превращения е? в многоуровневую управляющую систему, сертифицированную Госстандартом Украины со всеми вытекающими последствиями.

Учитывая веление времени, в соответствии с указаниями руководства Госгорпромнадзора, осуществлена глубокая реорганизация структуры ННИИПБОТ, что позволило более углубл?нно заниматься проблемами безопасности шахт и угледобычи в целом. Создана специализированная лаборатория, которая занимается этой тематикой. Ее фундаментальная научно-исследовательская работа по проблемам безопасности угледобычи в широком аспекте позволила изучить все то положительное, что было сделано ранее научными коллективами страны, и наметить конкретные пути выхода из того неблагополучного положения, в котором находится угольная отрасль с точки зрения аварийности и травматизма.

Госгорпромнадзор определил одним из приоритетных заданий, в том числе для ННИИПБОТ, повышение промышленной безопасности в горнодобывающем комплексе, в частности, в наиболее опасных производствах - угольных шахтах. Этой проблематикой занимался институт до создания научно-исследовательской лаборатории безопасности технологических процессов в горном деле не на постоянной основе, без определения направлений исследований и соответствующего финансирования. Единственным был вопрос о техническом состоянии и социально-экономической целесообразности применения на шахтах Украины в унифицированной системе диспетчерского контроля и автоматизированного управления горными машинами и технологическими комплексами (УТАС).

С начала ее внедрения на угольных шахтах специалистами ННИИПБОТ были собраны материалы по результатам начального периода системы, представлены информационно-аналитические материалы и разработаны предложения по применению усовершенствованной УТАС. Кроме этой работы, ННИИПБОТ на основе договоров с Государственным предприятием «Петровский завод угольного машиностроения», как разработчиком УТАС, выполнил две научно-исследовательские работы по темам: «Создание информационно-аналитической подсистемы УТАС для анализа и прогнозирования состояния оборудования и шахтной атмосферы» от 16.01.08 №10/1601 и «Создание подсистемы УТАС моделирования и прогнозирования состояния горношахтного оборудования и шахтной атмосферы» от 12.01.09.

По договору с Петровским заводом сот рудниками ННИИПБОТ в конце 2009 года выполнена разработка «Исследование методов обработки данных системой «УТАС», поддержки решений по управлению безопасностью и охраной труда в шахтах». Для полного анализа этой работы необходима отдельная публикация. Отметим только, что в этом исследовании изложены рекомендации, представляющие практический интерес сегодня и на перспективу с точки зрения отображения телеметрической информации, полезности и удобства ее использования персоналом шахт.

Наряду с МакНИИ, Петровским заводом, академическими и отраслевыми НИИ угольной промышленности авторы готовы участвовать в этом процессе и далее, взяв на себя ряд функций, в том числе обоснование очередности оснащения шахт системой «УТАС» на основе анализа наиболее опасных очагов травматизма среди шахт Украины как по фактическому количеству погибших, так и по шахтам, опасным по газодинамическим явлениям, взрывам газа и пыли. По результатам исследования причин травматизма на шахтах Донбасса от взрывов, пожаров и обрушений за период с 1991 по 2009 год сегодня безусловными «лидерами» являются три шахты:

им. А.Ф.Засядька, где травмировано 586 чел., из них смертельно - 251 чел. (соответственно 36,7 и 31,7 % от общего количества по отрасли);

им. А.А.Скочинского - соответственно 241 и 104 (15,1 и 13,1 %);

«Суходольская-Восточная» - 143 и 79 (8,9 и 10 %).

Таким образом, эти три шахты дали 60,7 % безвозвратных людских потерь. Всего в общем списке шахт Донбасса около 20 неблагополучных по статистике шахт, где произошли взрывы, газодинамические явления (ГДЯ), обвалы и обрушения с групповыми и массовыми несчастными случаями. По данным Петровского завода угольного машиностроения, в перечень шахт, оснащенных УТАС, до сих пор не входят такие особо опасные 4 шахты как «Суходольская-Восточная», «Украина», «Кондратьевка» и им. К. Маркса. Это свидетельствует о том, что фактор аварийности не всегда учитывается при первоочередном выборе шахт для их оснащения УТАС. Напротив, до сих пор, внедрение УТАС в первую очередь зависело от желания и финансовых возможностей шахты, а не от обоснованного системного подхода к вопросам безопасности в отрасли. В этой связи нами проанализирована статья [2], которая дает далеко не однозначную трактовку явлений, связанных с внедрением и функционированием системы «УТАС». С рядом выводов статьи нельзя согласиться. Считаем, что это весьма дискуссионная точка зрения автора, грешащая недостаточной объективностью.

6. Преобразование системы УТАС

Предложения по преобразованию УТАС в многоуровневую управляющую систему и участие ННИИПБОТ в этой программе В соответствии с Указом Президента Украины «О состоянии и перспективах развития угольной промышленности и неотложных мерах по повышению безопасности труда в отрасли» от 30.05.08 г., распоряжением Кабинета Министров Украины «Об утверждении первоочередных мер по повышению уровня техники безопасности и охраны труда на угледобывающих и шахтостроительных предприятиях» от 11.06.08 г. №858 и приказом Госгорпромнадзора от 02.07.08 г. №155 о выполнении вышеуказанного распоряжения КМУ ННИИПБОТ проводит работу:

исследования по проблемным вопросам охраны труда и безопасного ведения работ в угольной отрасли;

анализирует состояние и недостатки, которые приводят к массовому травматизму в шахтах с наличием метана;

обобщает опыт внедрения на шахтах Украины унифицированной телекоммуникационной системы диспетчерского аэрогазового контроля и автоматизированного управления горными машинами и технологическими комплексами (УТАС) оказывает посильную помощь разработчикам этой системы в ее совершенствовании и распространении.

В соответствии с решением научно-технического совета Госгорпромнадзора от 21.11.07 г. относительно УТАС специалистами института разработаны конкретные выполняемые мероприятия.

Создание в ННИИПБОТ научно-исследовательской лаборатории безопасности технологических процессов в горном деле позволило определить приоритетные направления научно-технический деятельности, в том числе:

подготовка рекомендаций по результатам исследований и разработок отечественной науки по проблемным вопросам охраны труда и безопасного ведения работ в угольной отрасли;

анализ состояния и недостатков, которые приводят к массовому травматизму на шахтах, опасных по газу; обобщение опыта внедрения на шахтах Украины системы «УТАС»;

предоставление помощи в ее усовершенствовании и сертификации с целью постепенного превращения в управляющую систему.

Для выполнения этой программы необходимо внедрить ряд организационно-технических и финансовых мероприятий.

Целью программы по совершенствованию методов и средств промышленной безопасности в угольных шахтах является снижение производственного травматизма. На основе разработки современных научно обоснованных рекомендаций по диагностике выбросов газа, дегазации шахт, технологии добычи угля, схемам и режимам проветривания, а также выработке предложений по созданию органов аттестации и сертификации необходимого оборудования, приборов и способов можно достичь предупреждения взрывов метано-воздушной смеси и возгорания угольной пыли в шахтах.

Кардинального улучшения состояния дел в вопросах безопасности угледобычи не состоялось, но есть некоторые позитивные сдвиги и наметилась тенденция к улучшению, хотя реальных результатов еще маловато. Прежде всего действует программа постепенного совершенствования УТАС, идет процесс ее широкого внедрения, расширения функций и постепенного превращения ее в управляющую систему. Вопрос быть или не быть системе уже не стоит, речь идет о повышении ее надежности и достоверности, создается атмосфера доверия к ней у шахтеров. Как указывалось выше, начиная с октября 2004 года УТАС внедрена на 22 шахтах. Сегодня проблема надежности и действенности системы все больше переходит в плоскость правильного ее применения и соблюдения правил эксплуатации системы персоналом шахт (от горняков и диспетчеров шахт до руководства шахтоуправлений), а также недопущение несанкционированных вмешательств, которые бы вызывали отказы в ее работе или ложное срабатывание. В этих вопросах свое решительное слово должна сказать инспекция Госгорпромнадзора. Сегодня УТАС необходимо рассматривать не только как новую технику, но и как один из важнейших элементов безопасного труда, без которого шахта не должна работать. Необходимо внедрять усовершенствованную УТАС на всех шахтах, где это практически возможно и необходимо, исходя из горно-геологических условий и загазованности. Нужно обратить особое внимание на бесперебойную работу УТАС при удлинении лав и проходческих забоев и немедленное возобновление вынужденно нарушенных коммуникаций системы.

Изучение опыта работы этой системы, ее недостатков, а также предложений предприятий относительно ее усовершенствования, показало, что на сегодняшний день не урегулированы вопросы относительно сертификации устройств подсистем этой системы. Система «УТАС», являясь информационной, имеет ряд конструктивных недостатков, автоматически не срабатывает при ухудшении состояния производственной среды. Кроме того, подготовка специалистов, которые обслуживают УТАС и применяют результаты ее работы, малоэффективна, потому что проводится в пределах предприятий без единой системы обучения и единых требований к уровню профессиональных знаний этой системы и их оценивания.

Все это обусловливает необходимость создания единого в Украине научного подразделения сертификации устройств системы «УТАС» и обеспечения обучения безопасной работе с этой системой, а также признание ННИИПБОТ главной организацией научно-технического сопровождения УТАС совместно с МакНИИ в перспективных вопросах внедрения достижений в области промышленной безопасности и охраны труда в угольной отрасли.

Создание в системе Госгорпромнадзора при ННИИПБОТ научного подразделения сертификации устройств системы «УТАС» позволит значительно улучшить надежность автоматизированного телеметрического контроля за условиями труда в горных выработках шахт, обеспечит аварийное отключение оборудования в опасных ситуациях, повысит уровень безопасности в угольных шахтах.

Предварительные расчеты необходимых дополнительных расходов фонда госбюджета для создания научного подразделения сертификации устройств УТАС и научного решения проблемы безопасности в угольной отрасли показали, что эти затраты составляют около 20 млн. грн., что менее 1 % тех убытков и затрат, которые несет отрасль от тяжелых аварий и массового травматизма.

Исходя из необходимости неотложного решения проблем безопасности угледобычи, предлагаем силами ННИИПБОТ по мере создания соответствующих подразделений и их финансирования осуществлять:

1) научное и научно-техническое сопровождение системы «УТАС» и внедрение достижений научно-технического прогресса в отрасли угледобычи;

2) совместно с МакНИИ, академическими и отраслевыми институтами совершенствование методов и средств промышленной безопасности в угольных шахтах по предупреждению взрывов метано-воздушной смеси и возгорания угольной пыли. На основе разработки современных научно обоснованных рекомендаций по прогнозу выбросов газа, дегазации шахт, технологии добычи угля, схемам и режимам проветривания, а также предложений по созданию органов аттестации и сертификации необходимого оборудования, приборов и средств добиться снижения производственного травматизма;

3) функции координатора за подготовкой и разработкой программы «Комплексная дегазация шахтных полей как основа повышения безопасности труда в угольной промышленности». Проблема связана с комплексной дегазацией шахтных полей и внедрением технологий получения и использования шахтного метана в промышленности в больших объемах. Решение этой проблемы, как показывает опыт США и других промышленно развитых стран, не только кардинально улучшает состояние безопасности труда в угольной отрасли, но и изменяет характер и содержание шахтерского труда;

4) создание научного подразделения сертификации устройств системы «УТАС».

После выполнения этих мероприятий и совершенствования самой системы «УТАС» на основе решения авторитетной межотраслевой комиссии при участии научно-исследовательских институтов, НАН Украины, Минуглепрома, Госстандарта, Госгорпромнадзора можно приступать к аттестации системы как управляющей.

Авторы предлагают признать ННИИПБОТ головной организацией научно-технического сопровождения системы «УТАС» и в решении перспективных вопросов по внедрению достижений в области промышленной безопасности и охраны труда в угледобывающей отрасли.

Для выполнения программы, которая вытекает из этого положения, авторы предлагают:

продолжить анализ современного состояния промышленной безопасности при ведении горных работ в условиях пыле- и газовыделения;

определить основные научные проблемы относительно промышленной безопасности при ведении горных работ в условиях пыле-и газовыделения;

определить опасные производственные факторы и провести исследование их влияния на безопасность горных работ;

разработать направления по повышению безопасности при ведении горных работ в условиях пыле- и газовыделения.

Составными элементами этой разработки с точки зрения приоритетности определить:

управление газовыделением (дегазация) и попутная добыча газа за счет внедрения современных технологий (эффект дилатансии, влияние ПАВ, температурная и динамическая обработка);

усовершенствование методов и средств ведения взрывных работ с целью максимальной эффективности десорбции и дегазации угольных пластов;

разработку современных средств индивидуальной и коллективной защиты;

разработку организационных и надзорных мероприятий и усовершенствование нормативной базы;

корректировку действующих и разработку новых нормативных документов по совершенствованию и внедрению системы УТАС на шахтах Донбасса;

создание при ННИИПБОТ органа сертификации устройств системы УТАС;

разработку информационно-аналитической системы по анализу и контролю за состоянием горношахтного оборудования и шахтной атмосферы (ИАС-шахта) с возможностью передачи данных на различные уровни управления;

координацию работ по тематике УТАС, которая должна обеспечить ее переход в управляющую систему;

оказание консультативной помощи организациям-исполнителям работ на этапах внедрения УТАС;

проведение анализа выполнения работ по тематике УТАС и информирование Госгорпромнадзора о соответствии их современным требованиям и тенденциям научно-технического прогресса;

предоставление в процессе внедрения УТАС экспертных заключений о соответствии ее действующим нормативно-правовым актам по охране труда;

участие в аттестации УТАС с целью постепенного преобразования ее в управляющую систему.

Своевременное принятие управленческих решений по всему комплексу проблемных вопросов УТАС и обеспечение их выполнения необходимыми ресурсами позволит сделать еще один важный шаг на пути превращения шахт Украины в стабильно работающие и безопасные предприятия.

Как видно из вышеизложенного, проблемы безопасности горнодобывающих отраслей и, в первую очередь, безопасности труда в угольной отрасли выходят далеко за рамки отраслевых исследований, что сегодня является основой деятельности института. Как национальный институт по проблемам безопасности, а также, исходя из государственной важности проблем борьбы с травматизмом в нашей стране, он должен заниматься одновременно и фундаментальными научными исследованиями. Однако ни его материально-техническое обеспечение, ни реальные возможности не позволяют заниматься фундаментальной наукой, что является прерогативой Национальной академии наук Украины (НАНУ). Учитывая, что в составе НАНУ нет специализированного института проблем безопасности труда, было бы целесообразным функционально включить ННИИПБОТ в состав академических институтов, сохранив его организационно-административную подчиненность Госгорпромнадзору. Это позволило бы в значительной мере избавиться от тех трудностей, которые испытывает ННИИПБОТ, а также избежать дополнительных затрат на создание профильного института в НАНУ, который бы занимался проблемами безопасности и охраны труда в горнорудных отраслях.



Список литературы

1. Кулиш В.А., Крылов Э.С., Яций А.В. и др. Применение неразрушающего контроля для оценки технического состояния и паспортизации объектов технологических комплексов угольных предприятий // Інформаційний бюлетень з промислової безпеки. К.: ННДІПБОП, 2009. № 4 (16). С. 3-6.

2. Здановський В.Г., Ігнатович М.В., Єсипенко А.С., Селезньов В.О. Запобігання аварійності в шахтах - основа зниження травматизму // Інформаційний бюлетень з охорони праці. К.: ННДІПБОП, 2009. № 4 (54). С. 3-9.

3. Ігнатович М.В., Здановський В.Г. Перспективи впровадження автоматизованої протиаварійної системи УТАС // Інформаційний бюлетень з промислової безпеки. К.: ННДІПБОП, 2009. № 4 (16). С. 19-21.

Размещено на Allbest.ru