Магистр: Любовский Ю.С.
Руководитель: ст. преподаватель каф. ГЗТ и Л Деревянский В.Ю.
1. Введение и обоснование актуальностиВведение и обоснование актуальности
Уголь в Украине является основным энергоносителем, поэтому от работы угольной промышленности зависит состояние экономики государства.
В 2006 г. объем угле добычи в Украине составил 80,1 млн. тонн за 4 месяца 2007 г. 31,6 млн. тонн. Программой "Украинский уголь" утвержденной постановлением кабинета Министров Украины от 19.09.2001 г. №1205 предусмотрено наращивание угледобычи к 2010 г. до 130, а к 2030 г. до 125 млн. тонн.
Одним из важных условий выполнения этой программы является обеспечение безопасных условий труда на угольных шахтах. В настоящее время уровень производственного травматизма в отрасли продолжает оставаться на высоком уровне. За 12 месяцев 2006 г. на предприятиях угольной промышленности Украины травмировано 9195 чел., в т.ч. 200 чел. травмировано со смертельным исходом. По состоянию на 01.09.2006 г. в отрасли зарегистрировано более 6 тыс. несчастных случаев, из которых 103 - со смертельным исходом. За 8 месяцев 2006 г. на транспорте и подъёме травмировано 22 чел. ( - 2 в сравнении, с аналогичным периодом 2005г.), что составляет 21,4 % от общего числа погибших. Это свидетельствует о необходимости проведения работ по повышению безопасности труда на шахтном транспорте.
Важным направлением профилактики травматизма на шахтном транспорте (в т.ч. на ленточных конвейерах) служит применение автоматических и полуавтоматических средств защиты, а также совершенствование организации работ и предотвращение нарушений работающими требований безопасности.
В связи с выше изложенным, темой магистерской работы является:"Разработка средств и мер повышения безопасности при перевозке людей ленточными конвейерами."
Улучшение условий труда и его безопасности являются актуальными вопросами. В угольной промышленности Украины обеспечение безопасности имеет чрезвычайно важное значение в связи с особенностями горного производства, порождающими дополнительные опасности.
Объектом анализа производственного травматизма являются сведения о пострадавших и предприятиях, обстоятельства и причины несчастных случаев.
Целью анализа производственного травматизма на всех уровнях производства является разработка и совершенствование мер, способов и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда.
По данным МакНИИ в угольной промышленности Украины за период 1994 - 2006 гг. зарегистрировано 3488 смертельных несчастных случав, Среди которых значительную часть составляют случаи происшедшие на ленточных конвейерах.
Объект исследования - травматизм в угольной промышленности Украины при езде на грузовых ленточных конвейерах за 1994 - 2005 гг.
Цель работы - разработать организационные, организационно-технические, учебно-воспитательные мероприятия и технические средства защиты для предотвращения травматизма при перевозке людей на ленточных конвейерах.
Задачи данной работы выполнить:
Методы: изучение учебной литературы и лекционного материала, методы логистики, статистики, теории надежности и графо-аналитического анализа несчастных случаев.
3. Обзор законодательных основ безопасности при перевозке людей
В соответствии с требованиями Закона Украины "Об охране труда" [1] и Горного закона [2]должны быть созданы безопасные условия труда.
На всех предприятиях, в учреждениях, организациях создаются безопасные и безвредные условия труда.
Обеспечение безопасных и безвредных условий труда возлагается на собственника или уполномоченный им орган.
Условия труда на рабочем месте, безопасность технологических процессов, машин, механизмов, оборудования и других средств производства, состояние средств коллективной и индивидуальной защиты, используемых работником, а также санитарно-бытовые условия должны отвечать требованиям нормативных актов об охране труда.
Собственник или уполномоченный им орган обязан внедрять современные средства техники безопасности, предупреждающие производственный травматизм, и обеспечивать санитарно-гигиенические условия, предотвращающие возникновение профессиональных заболеваний работников.
Собственник или уполномоченный им орган не вправе требовать от работников выполнения работы, сопряженной с явной опасностью для жизни, а также в условиях, не отвечающих законодательству об охране труда. Работник вправе отказаться от порученной работы, если создалась производственная ситуация, опасная для его жизни или здоровья либо окружающих его людей и среды.
В случае невозможности полного устранения опасных и вредных для здоровья условий труда собственник или уполномоченный им орган обязан уведомить об этом орган государственного надзора за охраной труда, который может дать временное согласие на работу в таких условиях.
На собственника или уполномоченный им орган возлагается систематическое проведение инструктажа (обучения) работников по вопросам охраны груда, противопожарной охраны.
Трудовые коллективы обсуждают и одобряют комплексные планы улучшения условий, охраны труда и санитарно-оздоровительных мероприятий и контролируют выполнение этих планов.
Специальному расследованию подлежат:
-НС со смертельными исходами;
-групповые НС, произошедшие одновременно с двумя и более работниками, независимо от степени тяжести повреждения их здоровья;
-случаи смерти работников на предприятии;
-случаи исчезновения работников при исполнении трудовых (должностных) обязаностей;
-НС с тяжелыми последствиями, и том числе с возможном инвалидностью пострадавшего (по решению органов Госнадзорохрантруда).
Контроль за своевременностью и объективностью расследования НС, их документальным оформлением и учетом, выполнением мероприятий по устранению причин НС осуществляют органы государственного управления, органы государственного надзора за охраной труда, исполнительная дирекция Фонда и ее рабочие органы в соответствии с компетенцией.
Общественный контроль осуществляют профсоюзы через свои выборные органы и представителей, а также уполномоченные наемными работниками лица по вопросам охраны труда.
Работодатель обязан в пятидневный срок после получения предписания по форме Н-9 издать приказ о выполнении предложенных в предписаний мероприятий, а также привлечь к ответственности работников, допустивших нарушение законодательства об охране труда. О выполнении этих мероприятий работодатель уведомляет письменно орган Госнадзорохрантруда, должностное лицо которого выдало предписание в установленный им срок (рис.1).
Рисунок 1.Действия работодателя при расследовании и по учету несчастных случаев.
Рисунок анимирован, параметры анимации:размер - 65 КБ продолжительность - 13 с количество сцен - 15.
Специальное расследование НС (кроме случаев, предусмотренных пунктом 43 Порядка) проводится комиссией по специальному расследованию НС (далее - специальная комиссия), которая назначается приказом руководителя территориального органа Госнадзорохрантруда по местонахождению предприятия или по месту наступления НС, по согласованию с органами, представители которых входят в ее состав.
В состав специальной комиссии включаются:
-должностное лицо территориального органа Госнадзорохрантруда (председатель комиссии);
-представитель рабочего органа исполнительной дирекции Фонда по местонахождению предприятия или по месту наступления НС;
-представитель органа, к сфере управления которого относится предприятие, а в случае его отсутствия - местной госадминистрации;
-руководитель (специалист) службы охраны труда предприятия или другой представитель работодателя;
-представитель первичной организации профсоюза предприятия, членом которой является потерпевший, или уполномоченное наемными работниками лицо по вопросам охраны труда, если потерпевший не является членом профсоюза;
-представитель профсоюзного органа высшего уровня;
-представитель учреждения государственной санитарно-эпидемиологической службы, обслуживающего предприятие, или такого учреждения по месту наступления НС- при расследовании случая острого профессионального заболевания (отравления);
4. Прогнозирование смертельного травматизма
Как показывают данные МакНИИ, смертельный травматизм при эксплуатации ленточных конвейеров в угольных шахтах Украины высокий. Так в 2005г составил 7% общего числа погибших. Поэтому актуальны планирование и реализация мер по повышению безопасности конвейерного транспорта.
При планировании комплекса профилактических мер необходимо прогнозирование травматизма, что даст возможность целенаправленно планировать работы по предотвращению несчастных случаев (НС). Существующие методы прогнозирования условно делятся на три группы [1,2] :
эвристические методы - основаны опыте специалистов - экспертов (например, методы индивидуальных экспертных оценок);
аналитические методы - применяются при условии, что закономерности исследуемого процесса изучены достаточно полно и могут
быть выражены алгебраическими, дифференциальными, интегральными уравнениями и их системами, неравенствами и т. п.статистические методы - используются тогда, когда имеются статистические данные, отражающие тенденции развития объекта прогноза.
Наибольшее распространение для прогнозирования травматизма получили статистические методы [2,3,4]. Выбор конкретного статистического метода прогнозирования осуществляется в каждом отдельном случае, исходя из условий задачи. В число таких условий входят:длина временного ряда (количество лет статистических наблюдений), на базе которого будет выполняться прогнозирование;
наличие (отсутствие) ярко выраженной тенденции в динамике временного ряда;
период прогнозирования (кратко-, средне- или долгосрочное прогнозирование).
Для прогнозирования травматизма на шахтных ленточных конвейерах был выбран один из методов выравнивания, эмпирических кривых - метод наименьших квадратов. Анализ смертельного травматизма на ленточных конвейерах в угольной промышленности Украины за 1994-2005 гг. показал, что процесс подчиняется следующей зависимости [5]у=а/х+b, (1)
где: у - количество НС;
х - время, лет;
а, b - параметры зависимости, которые определяются с помощью уравнений. Параметры а и b определяются с помощью уравнений [5]:
где: n - количество лет наблюдений.
Теоретическая зависимость уровня смертельного травматизма на шахтных ленточных конвейерах (у1) от времени (t):
у1=20/t+8, (4)
По этой зависимости построена теоретическая кривая на рис.1. Проверка соответствия теоретической и эмпирической кривых осуществлялась по критерию Пирсона [5]:
где: χ ² - критерий К.Пирсона ("хи-квадрат");
fi - эмпирическое значение;
pi - теоретическое значение;
i - порядковый номер статистического наблюдения.
Гипотеза о соответствии теоретического распределения эмпирическому не отклоняется, если χ ²p<=χ ²т. Расчетное значение критерия Пирсона χ ², для данных рис.1 вычислено с помощью табл.1 и составило. Табличное значение для числа степеней свободы n-1=11 и степени доверительной вероятности 0,99 равняется 24.725. Поскольку 5,13<24,725, то различия между теоретической и эмпирической кривыми несущественны и вид зависимости (1) выбран правильно.
Рисунок 1 Динамика смертельного травматизмана ленточных конвейерах в угольной промышленности Украины за 1994 - 2005 гг. и прогноз на 2006-2007 гг.
Таблица 1. - К расчету критерия Пирсона и среднеквадратической ошибки ретроспективных прогнозов травматизма на ленточных конвейерах.
| Параметры | Количество смертельно травмированных по годам, чел. | |||||||||||
| 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | |
| Теоретическое значение | 28/14 | 18/9 | 15/7 | 13/6 | 12/5 | 11/5 | 11/5 | 11/5 | 11/4 | 10/4 | 10/4 | 10/4 |
| Фактическое значение | 28/13 | 20/10 | 13/4 | 14/9 | 10/6 | 10/4 | 9/4 | 17/5 | 8/2 | 10/5 | 10/5 | 11/5 |
| Абсолютная ошибка прогноза | 0/-1 | 2/1 | -2/-3 | 1/3 | -2/1 | -1/-1 | -2/-1 | -6/1 | -2/-2 | 0/1 | 0/1 | 1/-2 |
| Квадрат ошибки | 0/1 | 4/1 | 4/9 | 1/9 | 4/1 | 1/1 | 4/1 | 36/1 | 4/4 | 0/1 | 0/1 | 1/4 |
Доверительный интервал прогноза будущих преиодов определяется с помощью среднеквадратической ошибки ретроспективных прогнозов σ и таблицы:
Доверительный интервал выполненого прогноза σ =± 3 НС. Результаты прогнозирования смертельного тавматизма на ленточных конвейерах в угольной промышленности Украины. Для определения наиболее травмоопасного вида работ на шахтных ленточных конвейерах на основании информации МакНИИ было установлено, что наибольший удельный вес за 1994-2005 приходится на НС при передвижении пострадавших на лентах грузовых конвейеров. Динамика смертельного травматизма по годам показана на рис.2. Она подчиняется зависимости (1). Параметры последней найдены из уравнений (2 и 3) и данных таблицы,и составили : а=11, b=3. Уравнение теоретической кривой изменения уровня смертельного травматизма при передвижении людей на грузовых ленточных конвейерах во времени (t) имеет вид :
У2=11/t+3 (7)
Проверка по критерию Пирсона показала, что χ ²p=6,318; χ ²т=24,725. Поскольку 6,318<24.725 условие соответствия теоретической и эмпирической кривых соблюдается. Доверительный интервал прогноза σ =± 2 вычислен из выражения. Результаты прогнозирования представлены на рис. 2.
Рисунок 2. - Распределение смертельного травматизма на ленточных конвейерах по видам работ, выполняемых пострадавшими в момент несчастного случая за 1994 - 2005 гг.
На основании изложенного можно сделать следующие выводы:
Смертельный травматизм на ленточных конвейерах в угольной промышленности Украины находится на высоком уровне, что требует разработки и реализации мер по его снижению.
При планировании таких мер необходимо учитывать результаты прогнозирования травматизма.
Прогноз смертельного травматизма на ленточных конвейерах в угольной промышленности Украины на 2006-2007 гг. составляет 7 - 13 НС в год.
Наибольший удельный вес (45 %) смертельного травматизма на данном виде транспорта в 1994 - 2005 гг. приходится на НС при передвижении людей на лентах грузовых ленточных конвейеров. Прогноз на 2006 - 2007 гг.: 2 - 6 НС в год.
Полученные прогнозные значения свидетельствуют о том, что в ближайшем будущем, при сохранении текущих тенденций, принятие мер по предотвращению НС на шахтных ленточных конвейерах, особенно при передвижении людей на лентах грузовых конвейеров, останется актуальной научной и практической задачей.
5. Конструкция концевого выключателя
В угольной промышленности Украины имеют место случаи производственного травматизма при перевозке людей грузолюдскими ленточными конвейерами из-за несрабатывания датчиков проезда конечной станции схода (в дальнейшем - концевых выключателей). Например, 29.03.97 г. на шахте им. А.Ф. Засядько в восточном конвейерном уклоне пл. k8 при передвижении на оборудованном для перевозки людей ленточном конвейере проходчик проехал площадку схода и был смертельно травмирован под питателем ската.
Наибольшее распространение в конструкции концевых выключателей получили датчики контроля схода ленты КСЛ-2. Проведенный анализ не выявил более надежных датчиков, которые могли бы быть использованы в данной конструкции вместо КСЛ-2. Поэтому:
Определим повышение надёжности при резервировании датчика КСЛ-2 однотипным. Вероятность безотказной работы шахтных средств автоматизации (p), подчиняется экспоненциальному закону распределения [1]:
Р=e ^-λt
где: е - основание натурального логарифма;
λ- интенсивность отказов, 1/ч. Определяется из выражения:
λ=1/T
где: Т - наработка на отказ, для КСЛ-2 Т=6000 ч.
Тогда:
λ=1/6000=0,000167 1/ч
t - время работы оборудования, принимаем равным одному месяцу, t=720 ч.
Вероятность безотказной работы концевого выключателя с одним датчиком КСЛ - 2:
Р1=e ^-0,000167*720=0,887
Вероятность безотказной работы концевого выключателя при резервировании датчика КСЛ - 2 однотипным повышается до уровня [2]:
Р2=1-(1-P1) ^2=1-(1-0,887) ^2=0,987
Предлагаемая конструкция концевого выключателя (рис.1) состоит из двух датчиков КСЛ - 2 (1), гибкие привода которых жестко соединены друг с другом.
Рисунок 1 - Положение концевого выключателя при перевозке людей
Датчики вместе с отрезком конвейерной ленты (2) закреплены на металлической раме (3), перемещающейся по направляющим (4), которые приварены к несущей металлической балке (5) и предназначены для предотвращения разворота конструкции. Ручная лебедка (6) с двумя роликами установлена с целью регулирования высоты конструкции выключателя относительно конвейерной ленты при перевозке людей (рис.1) и горной массы (рис.2). В последнем случае подъём концевого выключателя предотвращает ложные срабатывания при перевозке горной массы и обеспечивает отключение при передвижении людей на ленте конвейера, работающего в грузовом режиме.
Рисунок 2 - Положение концевого выключателя при перевозке груза
Расстояние между датчиками КСЛ - 2 (1 рис.1), а также между отрезком конвейерной ленты (2) и грузовой ветвью конвейера зависят от ширины конвейерной ленты, размеров выработки и перевозимого груза, и определяются экспериментально.
Применение предлагаемой конструкции позволит повысить безопасность перевозки людей грузолюдскими конвейерами в угольных шахтах Украины.
6. Обзор выполненной работы и планы на будущее.
В процессе выполнения научно-исследовательской работы были изучены теоретические основы анализа и профилактики травматизма на угольных шахтах, дано обоснование научного подхода к рассмотрению проблем безопасности, произведен обзор законодательных и нормативно-правовых основ безопасной перевозки людей ленточными конвейерами, построена графо-аналитическая модель несчастного случая, осуществлен выбор средств защиты ленточного конвейера и мероприятия по предотвращению несчастных случаев.
Планируется произвести расчет и запатентовать устройство для фронтального схода с ленточного конвейера.
Полученные результаты позволят, при комплексном применении существенно снизить травматизм при езде людей на грузовых ленточных конвейерах, а также эффективность работ по предотвращению несчастных случаев при эксплуатации шахтных ленточных конвейеров.
Список использованой литературы
1. Лисичкин В.А. Отраслевое научно-техническое прогнозирование. - М.: Экономика, 1971. - 232 с.
2. Левкин Н.Б. Предотвращение аварий и травматизма в угольных шахтах Украины. - Донецк: Донбасс, 2002. - 392 с.
3. Кирсанов В.В. Прогнозирование производственного травматизма // Безопасность труда в промышленности, 2000. - №1. - С. 15 - 16.
4. Пестерева Г.В. Разработка метода анализа и прогнозирования уровня безопасности труда на горно-обогатительных комбинатах: автореферат дисс. канд. техн. наук. - М, 1981. - 23 с.
5. Переяслова И.Г., Колбачев Е.Б., Переяслова О.Г. Статистика: Учеб. пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2005. - 282 с.
6. Инструкция по перевозке людей ленточными конвейерами в подземных выработках угольных и сланцевых шахт. - Кемерово: ВостНИИ, 1984.
7. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом (ПБ 03-498-02) Инструкция по безопасной перевозке людей ленточными конвейерами в подземных выработках угольных и сланцевых шахт (РД 05-526-03) http://www.safeprom.ru/documents/
8. Довженко В.П. Пути повышения безопасности эксплуатации ленточных конвейеров // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах. /Сб. научн. трудов МакНИИ, 2005. - С.298 - 305.
9. Волкоедов В.Н., Морозов Г.Д. Основные направления совершенствования подземного транспорта // Уголь Украины, 2003. - №9. - С.34 - 35.
10. Переяслова И.Г., Колбачев Е.Б., Переяслова О.Г. Статистика: учеб. пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2005. - 282с.
11. Ковалев П.Ф., Коптиков В.П., Ковалев А.П. Надежность и безопасность применения электрооборудования в угольных шахтах// Безопасность труда в промышленности, 1973. - №7.
12. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. - М.: Сов. радио, 1975. - 472 с.