Разработка концепции формирования системного подхода интенсивной идеологии развития сферы безопасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка концепции формирования системного подхода интенсивной идеологии развития сферы безопасности

Производственный травматизм - это сложное многофакторное явление и, как правило, не может объясняться влиянием только одного признака. Поэтому при анализе факторов необходимо знать, какую часть можно объяснить влиянием одного из них, т.е. определить тесноту относительной их зависимости и уровень влияния.

Случаи травматизма на шахтах Карагандинского бассейна (период 2003-2006 гг.) происходят по следующим основным причинам: техническим (объективным) - 4,7 %, организационным (субъективным) - 80,4 % и смешанным, которые нельзя отнести к объективным или субъективным, - 15,9 %.

Анализ причин травматизма показал, что из всех травм по организационным причинам 26,3 % происходит из-за ошибочных действий пострадавших, т.е. по фактору "человек и его поведение".

На шахтах Карагандинского бассейна постоянно снижается количество травм, происходящих по техническим причинам, но при этом наблюдается рост травм по организационным причинам, причем 54,1 % обусловлены личностными факторами пострадавших.

Из организационных и физиологических факторов на безопасность труда рабочих шахт при взаимодействии системы "человек - среда - машина" существенное влияние на безопасность труда оказывает элемент "человек". Уровень влияния на травматизм факторов по этому элементу почти в 7 раз выше, чем по другим элементам. В связи с чем целесообразно различать:

- безопасность труда в производственной деятельности, связанную непосредственно с воздействием различных факторов на работающего человека. Воздействие производственной среды и технологического оборудования может привести к профессиональным заболеваниям и травмам. Управление безопасностью производства возможно, но для этого необходима количественная оценка ее характеристик;

- безопасность техники, характеризующаяся безотказностью и надежностью конструкций, оборудования, машин и механизмов;

- безопасность технологических процессов, характеризующаяся способом ведения горных работ. В процессе производства возможны опасные ситуации, связанные с обрушениями, завалами, простоями технологического оборудования и производственными авариями, не оказывающие непосредственного влияния на людей, эксплуатирующих и обслуживающих горное оборудование. Хотя работы по ликвидации этих последствий, как правило, выполняются вручную и характеризуются высокой трудоемкостью и повышенной травмоопасностью. Управлять безопасностью технологических процессов можно воздействием технических мероприятий.

Элементы, входящие в подсистему "очистные работы", могут быть описаны рядом показателей, либо определяться уровнем предъявленных к ним требований. Человек (оператор) и его трудовая деятельность описываются физиологическими, психологическими, антропометрическими и другими показателями: степенью подготовки, уровнем мотивации и т.д. Технический элемент характеризуется показателями, к которым относятся масса, скорость, геометрические размеры (машины, устройства и т.д.). При образовании градации "человек - техника - среда" показатели, предъявляемые в отдельности к человеку, машине и среде, трансформируются в качественно новые показатели соответствия (согласования) потенциальных свойств техники и человека.

При эксплуатации машин и оборудования должны быть выполнены требования, обеспечивающие предупреждение или снижение воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов, к которым относятся: движущиеся машины, их рабочие органы и части; обрушивающиеся горные породы; разрушающиеся конструкции машин; повышенная загазованность, запыленность и влажность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха на рабочем месте; повышенные скорость ветра в рабочей зоне машины; уровень вибрации на рабочем месте; шума в рабочей зоне; физические и нервно-психические перегрузки рабочих; недостаточная видимость рабочей зоны из кабины машиниста и др. Весомость каждого из факторов трудно установить, т.к. все они достаточно опасны (рис. 1). травматизм горный аварийность

Уровень аварийности и травматизма в горном производстве не проявляет тенденцию к существенному снижению, несмотря на то, что в течение многих лет действуют разного уровня органы государственного надзора за состоянием безопасности; имеется определенная база по вопросам обеспечения безопасности; ведутся научные исследования и разработки способов и средств безопасности; издается ряд государственных и ведомственных регламентирующих документов, положений по вопросам безопасности и охраны труда и на сферу безопасности отвлекаются большие людские, материальные и финансовые ресурсы.

Одной из главных причин этого является отсутствие системного подхода к оценке безопасности производства, что приводит к экстенсивному развитию сферы безопасности и стремлению наполнять эту сферу все большим числом надзорных и контролирующих структур; к чрезмерной дифференциации видов потенциальных опасностей; использованию неизмеримых оценок для описания состояния и проблем безопасности, которые не выходят за пределы терминологии, характеризующейся понятиями "больше", "меньше", "поднять уровень", "расширить применение" и т.д.

Стратегия простого увеличения материальных и человеческих ресурсов на обеспечение безопасности без количественной оценки их общей результативности не дает должной отдачи. Для изменения этой негативной тенденции необходим переход от экстенсивной идеологии в развитии сферы безопасности к интенсивной - системной научно-инженерной методологии, определяющей связи между обстоятельствами безопасности и количественными параметрами и факторами безопасности.

Для перехода на интенсивную идеологию безопасности необходимо разработать базу инженерно-технической концепции безопасности для оценки частоты (риска) опасных событий в процессе производственной деятельности.

Опасность и безопасность любого процесса суть случайные явления. Совместно они образуют полную группу сопряжений событий. В количественном отношении сумма характерных числовых параметров опасности и безопасности равна единице. Опасные ситуации и опасные события любого вида, повторяясь с некоторой периодичностью, неидентичны и достичь абсолютной безопасности невозможно. Количественным параметром, характеризующим указанную повторяемость, являются частоты опасных ситуаций и событий, а обратные величины равны периодам повторяемости опасных ситуаций и событий.

Возникновение чрезвычайных ситуаций обусловлено наличием остаточного риска. В соответствии с концепцией остаточного риска абсолютную безопасность обеспечить невозможно. Поэтому принимается такая безопасность, которую приемлет и может обеспечить производство на данном этапе своего развития.

Когда последствия известны, то под риском (R) обычно понимают просто вероятность (p) наступления определенного сочетания нежелательных событий:

(1)

Принято различать следующие виды риска: индивидуальный, коллективный и общественный. Индивидуума прежде всего интересует степень его собственной безопасности, которая обозначается как индивидуальный риск ri и соответствует вероятности смертельного исхода для отдельно взятого человека (например, за год):

 (2)

где wj - вероятность события j;

vij - вероятность того, что человек i будет участником события j;

лij - вероятность того, что участник i при событии j погибнет.

Коллективный риск Ro отражает позицию производства и ориентирован на число жертв, которое можно ожидать при эксплуатации системы, например, в течение года.

Систему можно считать безопасной, если индивидуальные риски каждого человека и групп людей, взаимодействующих с данной системой, находятся ниже этого показателя (рис. 2).

Рис. 1. Схема производственного травматизма по местам травмирования по шахтам УД АО "Миттал Стил Темиртау"

Рис. 2. Заданный показатель для индивидуального риска:

ri - индивидуальный риск; n - число людей,

подвергающихся риску; N - наиболее вероятное

число людей, подвергающихся риску

Если для индивидуальных рисков существуют квазиестественные эталонные величины, в частности средняя вероятность смертельного случая, то при переходе к коллективным рискам они уже теряют смысл. Четко очерченных правил для определения "максимально допустимого коллективного риска" на этом уровне не существует. Вопрос оценки коллективных рисков является проблемой целесообразного баланса между масштабом затрат и выигрышем с точки зрения безопасности. Выявление и количественная оценка риска могут выполняться по следующей схеме (рис. 3).

Изучение риска проводится в три стадии. Первая стадия - предварительный анализ опасности, которая включает: выявление источников опасности; определение частей системы (подсистем), которые могут вызвать эти опасные состояния.

Вторая стадия: выявление последовательности опасных ситуаций. Здесь определяется конфигурация системы и завершается предварительный анализ опасностей. Дальнейшее исследование производится с помощью двух основных аналитических методов: построения дерева событий; построения дерева отказов. Важным этапом оценки риска является определение причинных взаимосвязей между исходными аварийными событиями и приводящими к авариям факторами. Деревья отказов позволяют предсказывать, во что может развиться тот или иной отказ техники и других средств, а деревья событий, наоборот, помогают проследить принципы, которые способны вызвать какое-то нежелательное явление. Вторая стадия заканчивается определением всех возможных вариантов отказов в системе и нахождением значений вероятности для этих вариантов (рис. 3).

Ввиду большого разнообразия видов опасных событий, которые происходят в горной промышленности, необходимо моделирование опасности. Меру опасности можно оценивать вероятностью или риском опасного события, которая однозначно связана с частотами опасных ситуаций и опасного события.

Риск следует понимать как величину вероятности опасного события или как удельную частоту опасного события по отношению к единичному объекту исследуемой техногенной сферы или по отношению к субъектам опасности (к человеку или к фиксированной группе людей). Для отдельного человека важным является оценка риска за период трудового стажа (масштаб времени) в данном производстве. Меру безопасности можно оценить устойчивостью объектов и субъектов опасности против опасных событий - величиной дополнения до единицы значений частот или рисков опасных событий.

Устойчивость, вычисленная по вероятности опасного события, не зависит от масштаба времени.

Распределение травматизма работающих в зависимости от стажа их работы (1), возраста пострадавших (2), времени года (3) и дней недели (4) представлено на рис. 4. Однако такие характеристики являются экстенсивными и не позволяют делать долгосрочные прогнозы.

Системный подход по концепции формирования интенсивной идеологии развития в сфере безопасности с учетом численности работающих по спектрам их категорий представляется следующими условиями:

- работы системы [1]

(3)

где eлt - риск (надежность) работы;

л - интенсивность;

t - время регистрации отдельного события;

- стационарности процесса (принцип неопределенности) [2]

(4)

Рис. 3. Выявление и количественная оценка коллективного риска

- разделения процесса на уровни (спектры) функционирования [3]

(5)

где n - количество анализируемых признаков (возраст, стаж и др.);

k - коэффициент уровней (спектров);

- оценки вероятности проявления определенного признака [4]

(6)

где PA(t) - вероятность анализируемого события;

M(x) - математическое ожидание;

- дисперсия.

Проверка по приведенным зависимостям позволила констатировать:

- с учетом численности работающих распределение по классам (или спектрам) производственного травматизма работающих имеет параболическую зависимость от стажа и возраста работающих. Вероятность хотя бы одной травмы в течение заданного промежутка времени (например, недели), работающего со стажем до двух лет равна 0,3-0,6, а со стажем 15-20 лет - 0,17 (рис. 5, кривая 1);

- вероятность того, что в течение заданного промежутка времени (например, неделя) будет травмирован в возрасте 30 составит 0,15, в возрасте 20 лет - 0,2 (рис. 5, кривая 2);

- большей травмоопасностью характеризуются диапазоны работающих по стажу от 4 до 9 лет (самоуверенность при недостаточном опыте и навыках работы) и более 18-19 лет работы на шахте (желание работать по максимуму с минимальными затратами труда и повышенной степенью риска). Эти периоды хорошо согласуются с возрастом работающих, где рост травматизма характерен для группы рабочих в возрасте 20-24 лет (желание сделать все быстро) и старше 42-43 лет (рациональность, граничащая с риском).

Разделение возрастного ценза подземных рабочих на уровни (или спектры) функционирования может включать разделение на 11 (или как минимум на 7) спектров возрастных периодов (рис. 5):

- до четырех лет (учеба, стажировка, начальная работа);

- подготовительный возраст;

- от четырех до 20-22 лет (начальный, промежуточный, средний, деятельный и заключительный участки) - производительный, травмобезопасный возраст;

- более 22 лет (регрессивный участок и деградация) - травмоопасный возраст.

Проверка предложенной методики для условий травматизма и аварийности технологических процессов показала ее применимость для инженерных расчетов для угольных шахт бассейна.

Представленный методический подход позволил сформировать структуру концепции безопасного обеспечения очистных работ (рис. 6).

Рис. 4. Распределение производственного травматизма работающих в зависимости от стажа их работы (1), возраста пострадавших (2), времени года (3) и дней недели (4)

Рис 5. Зависимость интенсивности травматизма от возраста (1) и стажа работы (2) с учетом численности работающих

Рис. 6. Структура концепции безопасного обеспечения очистных работ

Список литературы

1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.

2. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.-Л.: Энергия, 1967.

3. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1956.

4. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах по определению параметров травматизма и степени опасности на объектах хозяйствования / В.С. Харьковский, В.М. Плотников, Н.Н. Акимбекова и др. Materialy II Miedzynarodowej naukowe-praktycznej konferencij "Wyksztatcenie I nauke bez grenie" - 2005. Tom 13. Matematyka Przemysl. Sp zo.0 "Nauka I studia" - 2005. P. 28-33.

Размещено на Allbest.ru