автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Обоснование и разработка системы управления безопасностью труда на горнорудных предприятиях

но са

■л 3 С В

На правах рукописи

ОЖОГИН АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ТРУДА НА ГОРНОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Специальность: 05.26.01. Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

ОЖОГИН АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ТРУДА НА ГОРНОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Специальность: 05.26.01. Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание ученой стспепн доктора технических паук-

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете и Иркутском институте инженеров железнодорожного транспорта

Официальные оппоненты:

доктор техн. наук, профессор доктор техн. наук, профессор доктор техн. наук, профессор

Ведущая организация

Айруни Арсен Тигранович Дьяков Василий Васильевич Кирин Борис Филиппович

АО Коршуновский

горнообогатительный

комбинат

Защита состоится". часов

на заседании диссертационного совета Д 064.01.02

по адресу: 690600 Владивосток, ул.Пушкинская, 10 ДВГТУ, ауд. Г-134.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке.

Ученый секретарь диссертационного совета

Шереметинский О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Интенсификация горного производства в условиях высокой механизации, автоматизации технологических процессов связываются с возрастающими психофизиологическими нагрузками на человека, обуславливающими рост травматизма и профессиональных заболеваний, предупреждение и исключение которых требует совершенствование методов управления безопасностью труда. Поскольку управление безопасностью труда неотделимо от процедур получения обработки и передачи информации на всех стадиях функционирования любой производственной системы, то в современных условиях ее соответствующее использование должно органично основываться на специальных методах применяемых систем управления безопасностью труда. В свою очередь такое использование в контексте применяемых управляемых системах безопасностью труда этими методами должна охватываться среди прочего эргономика, инженерная психология, информатика и собственно производственные системы в различных их проявлениях. Указанные составляющие до сего времени в достаточной мере не учитывались комплексно при создании системы управления безопасностью труда, что ограничивало их возможности. Исправления такого положения являются актуальной научной проблемой принятой для решения в данном исследовании.

ИДЕЯ РАБОТЫ - заключается в системном учете природных, технологических н антропогенных факторов в рамках системы управления 1 обеспечения безопасности труда на производстве с определением ее :ущества принимаемой концепцией, развертываемой через оответствующие исследования в конкретные управленческие решения, >бразующие целостную систему.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - состоит в обосновании и разработке системы управления безопасностью труда на горных предприятиях с практическим подтверждением ее эффективности.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Для решения поставленных задач в ходе исследований был использован системный подход охватывающий методы обобщения и анализа факторов производства, аналитические исследования, математическое моделирование, лабораторные и натурные испытания, проводившиеся на Коршуновском, Алданском ГОКах и других предприятиях Восточной Сибири.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ЗАЩИЩАЕМЫЕ В РАБОТЕ:

проблема безопасности в условиях интенсификации производства должна рассматриваться в общем контексте возможностей и особенностей человека, в границах эргонологической системы "человек-машина-среда" с подсистемами "человек- безопасность труда", "машина -безопасность труда", "среда - безопасность труда" с характеризующими их критериями;

- существо и совершенство системы управления безопасностью труда следует определять при руководствовании следующими критериями в рамках допустимых и граничных их значениях:

- критерий ПИ1 - физическая работоспособность зависящая от частоты сокращения сердечно-сосудистой системы, минутного объема сердца и артериального давления крови;

- критерий ПИ2 - анализаторов, учитывающий яркость воспринимаемого объекта, чувствительности к повышению или понижению температуры и др.;

- критерий ПИЗ - сенсорно-моторных реакций и имеющиГ линейную зависимость от длительности и скорости управляющих действ и? человека- оператора;

- критерий ПИ4 - травматизма, зависящий от скорости механического движения, вращения органов машин, агрегатов, предметов, деталей , обрушения руды и породы, а также от систем находящихся под давлением, электрического тока;

- критерий ПИ5 - вредности, учитывающий интенсивность звукового давления, частоту механических колебаний, электромагнитных излучении, тепловыделении и психофизиологических перегрузок человека -оператора;

- критерий ПИ6 - комфортности, зависящий от освещенности, запыленности, загазованности и эквивалентно-эффективных температур;

- критерий ПИ7 - природных факторов, отражающий атмосферное давление, ионизационное излучение и солнечную активность;

- классификация факторов подсистем эргонологической системы безопасности труда, влияющих на производственный травматизм и профессиональные заболевания, включая человеческие (психофизиологические, профессиональные, возрастные, морально-нравственные, социально-экономические и организационные), машинные (конструктивные, механические, технологические, электрические, вредные излучения, сигнализирующие устройства, системы управления), среды (микроклиматические, обрушения горной массы, акустические, запыленность, загазованность, освещенность, природные факторы). Классификация позволяет анализировать опасные и вредные факторы по полученным коэффициентам опасности, планомерно управлять безопасностью труда, наиболее эффективно и рационально реализовать ассигнования на проведение мероприятий на охране труда.

НА ЗАЩИТУ' ВЫНОСЯТСЯ:

1. Общая концепция эргонологической системы программно-целевого управления безопасности труда на горнорудных предприятиях теоретических и экспериментальных исследований технологических,

энтропогенных и природных факторов в комлексном их сочетании и использованием в основывающей на применении ЭВМ системы безопасности.

2. Прогноз производственного травматизма на основании ретроспективных данных показал, что ожидается рост его на исследуемых горных предприятиях Восточной Сибири в ближайшие годы по причинам и наиболее значимыми человеческими факторами (неосторожности, невнимательности к выполнению технологических операций), машинными, связанные с несовершенством техники и технологии подземных работ, отсутствием технических решений защиты от обрушений горной массы на транспортно-погрузочных операциях, несовершенной конструкции приспособлений по сборке кровли и боков выработки; неблагоприятной производственной среды;

3. Структура эргонологической системы программно-целевого направления включающая как административное управление, так и управления безопасностью труда с применением технических систем, обеспечивающих нормальное и безопасное условие работ.

4. Практические рекомендации с изменением статуса и переориентации служб управления не на отдельные административные функции, а на решение конкретных задач, особо важных на производстве, от которых зависит безопасность труда. Для чего, кроме задач административного управления, решены программы обеспечения управления безопасности и нормализации условий труда через посредство кондиционирования воздуха в кабинах горных машин, обеспыливания при механическом заряжении взрывных скважин, проветривания забойной зоны в карьерах с применением разработанных аппаратов в получении тепла и холода, основаны на вихревом разделении сжатого воздуха - эффекте Ранка в вихревых энергоразделителях и эжекторах, для чего разработаны системы:

- кондиционирования воздуха в кабинах горных машин с применением эффекта Ранка, с определением температур и скоростей

торможения на выходе аппаратов, аэродинамических сопротивлении в системе, оптимальной вихревой зоны;

- способ нормализации атмосферы в забойных локальных зонах карьеров, рекомендуется осуществлять путем проветривания внхрсчым энергоразделителем восходящими тепловыми искусственными потоками нагревающими в вихревой трубе при определении дальнобойности струп из вихревого энергоразделителя по критериям Рейнольдса, Прандтля с критерием отношения давления -сжатого газа к барометрическому, а также по критерию дальнобойности с разностью температурного градиента обратного потока;

- очистку воздуха при механизированном заряжении взрывных скважин на карьерах от высокотоксичной пыли целесообразно производить с использованием вихревых эжекторов с применением эффекта Ранка, как наиболее безопасного способа при очистке взрывоопасной пыли. Установлены параметры оптимизации скоростей нагнетания и всасывания в вихревом эжекторе в зависимости от факторов - диаметра сопла, давления сжатого воздуха и смещения входного сопла эжектора относительно входного отверстия сжатого воздуха;

- а также эффективная виброзашита от общей и локальной вибрации в кабинах горных машин (экскаваторов, буровых станков) может быть обеспечена с применением виброизолирующей площадки, устанавливаемый на гидропневмо-виброизоляторах, катках-виброизоляторах с пневматической подаеской кресла-сиденья человека-оператора;

- безопасность труда горнорабочих при выполнении высокоопасных операций на экскаваторной погрузке обеспечивается с применением разработанной кабиной обеспечивающей безопасные условия выхода машиниста при обрушениях негабаритов, и нормальные санитарно-гигиенические условия по предупреждению повышенных уровней вибрации и нормальным микроклиматическим условиям, а также

на подземных работах при погрузке руды из люков с применением разработанных специальных устройств;

экономическая эффективность системы управления основывается при использовании разработанной методики установления основных решений по безопасному ведению работ в пределах необходимых для этого средств.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ подтверждается достаточной сходимостью результатов теоретических и

экспериментальных исследований с данными их практической реализации на горнорудных предприятиях Восточной Сибири.

НА УЧНАЯ НОВИЗНА исследования заключается :

- в виде эргонологической системы программно-целевого управления безопасностью труда на предприятиях, рекомендуемых для этого технических средств управления;

- в новых математических моделях эргонологической системы, полученных на основе теории подобия и моделирования, установлены закономерности состояния подсистем в зависимости от факторов, получены критерии, характеризующие состояние и обеспечения безопасности на горнорудных предприятиях;

- в разработанной эргонологической системе программно-целевого управления безопасностью труда на предприятиях, как наиболее эффективной формой совершенствования системы управления безопасностью труда, по снижению уровней опасных и вредных факторов, улучшению условий труда с научно-исследовательскими разработками с конкретными целевыми программами состояния безопасности труда на предприятии, контролю исполнения нормативных актов и других решений задач безопасности;

- в предложенных новых разработанных конструкциях аппаратов с применением вихревого эффекта Ранка для систем кондиционирования

воздуха, пылеулавливания, проветривания забойных зон карьеров и обеспечения надежного пылеподавления при заряжении взрывных скважин, при удовлетворении установленных санитарно-гигиенических требований и снижении вредностей до ПДК;

- в разработанной новой эффективной системе виброзашиты человека-оператора в кабинах горных машин со снижением вибраций в 1.1-1.5 раза, а также технических средствах защиты горнорабочих от падающих кусков и негабаритов горной массы при погрузке экскаваторами и выпуске руды из люков, с базированием всех этих решений на нзобр^ени-ях автора в разработке высокоэффективной системы управления безопасностью труда на горнодобывающих предприятиях.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ основывающее на необходимых технических средствах, в значительной мере реализующих изобретение автора, а именно:

1. Решена проблема повышения безопасности труда с применением эргонологической системы программно-целевого управления безопасностью труда с включением подсистем "человек", "машина", "среда", как интегрирующих звеньев в профилактике производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

2. Разработаны методики исследований состояния и контроля безопасности труда на предприятиях с использованием ЭВМ, определения экономической эффективности с решением практических задач, оценкой и математической обработкой поступающей информации, позволяющая совершенствовать организацию профилактической работа по предупреждению производственного травматизма и профессиональных заболеваний на предприятиях.

3. Разработана усовершенствованная система вихревого кондиционирования с использованием эффекта Ранка в кабинах карьерных горных машин, обеспечивающая комфортные

микроклиматические условия человеку-оператору на карьерах и внедренная на предприятиях.

4. Разработана система обеспыливания воздуха с использованием эффекта Ранка при машинном заряжении взрывных скважин, обеспечивающая снижение запыленности до ПДК.

5. Разработана система локального проветривания застойных зон в забоях карьеров с использованием эффекта Ранка, позволяющая обеспечить разрушение инверсий, нормализацию атмосферы в забоях карьеров.

6. Разработана эффективная система виброзащиты человека-оператора на экскаваторах и буровых станках, снижающая вредные общую и локальную вибрации в кабинах горных машин в широком диапазоне частот до безопасных уровней гармонических колебаний.

7. Разработана конструкция кабины для безопасного управления экскаватором, предупреждающая производственный травматизм горнорабочих в аварийных условиях при обрушениях негабаритов горной массы.

8. Разработано устройство для выпуска руды из люков подземных горных выработок, предупреждающее травматизм горных рабочих на опасных погрузочных операциях.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Основные положения по совершенствованию системы управления безопасностью труда, контроля исполнения нормативных актов и состояния безопасности труда с решением задач на ЭВМ использованы Забайкальским научно-исследовательским институтом геологии в рекомендациях автора на предприятиях Мингео, внедрены на Коршуновском ГОКе, а также в учебном процессе обучения слушателей факультета повышения квалификации руководителей и инженерно-технических работников горнодобывающих отраслей; разработаны методические указания по совершенствованию социально-экономической

эффективности системы управления безопасностью труда, получена укрупненная удельная экономическая оценка эффективности. Реализации предложенной системы выражается в 173 млн.руб. ( в ценах 199! г.) на 10 тыс. работающих, показывающих расхождения между расчетными и фактическими данными, невыходящими за пределы 15-17 %.

Достоверность результатов эффективности системы проверено при обработке результатов исследований с применением теории вероятности и математической статистики, при снижении потерь рабочего времени в 1,39 раза.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы опубликовано в 2-х монографиях, 3-х методических указаниях, 56 статьях. По теме диссертации получено 8 авторских свидетельств на изобретение.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований, положенные в основу работы, докладывались:

на межотраслевом научно-техническом семинаре по проектированию, монтажу, наладке и эксплуатации систем вентиляции и кондиционированию воздуха (Иркутск, 1972 г.);

- на Всесоюзной конференции "Технический прогресс и вопросы охраны труда и техники безопасности в черной металлургии" (Жданов, 1974 г.);

- на Всесоюзных (2, 3, 4 и 5-ой) конференциях "Вихревой эффект и его промышленное применение" (Куйбышев - 1975, 1979, 1983, 1987 гг.);

- на Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы горной теплофизики" (Ленинград, 1981г.);

- на Всесоюзной конференции "Автоматизация контроля окружающей среды" (Севастополь, 1982 г.);

- на Всесоюзной конференции "Физика технических проблем управления воздухообменом в горных выработках больших объемов (Кохтла-Ярве, 1983 г.);

на 2-ой республиканской конференции "Применение вычислительной техники для охраны окружающей среды" (Севастополь, ¡984 г.);

- на Всесоюзном симпозиуме "Теоретические и прикладные вопросы воздуха на карьерах" (Апатиты, 1985 г.);

- на региональной конференции "Применение эффективных средств защиты от воздействия локальной вибрации" (Челябинск, 1990 г.);

- технических совещаниях горных предприятиях (Коршуновский ГОК, Алданский ГОК и др.), кафедр охраны труда, технологии, экономики, управления горного и строительного производства Братского индустриального, Читинского, Иркутского политехнических институтов, Иркутского института инженеров железнодорожного транспорта;

- на семинаре-совещании работников вузов и предприятий по безопасности жизнедеятельности (Иркутск, 1992 г.)

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ГОРНОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

В диссертации приведены результаты исследований по проблеме безопасности труда на предприятиях Восточной Сибири на горных открытых и подземных работах в отраслях черной и цветной металлургии. Данный регион характеризуется специфическими высокоэкстремальными условиями работ. В условиях региона Восточной Сибири одной из особенностей и сложностей проведения горных работ является наличие участков многолетней мерзлоты, требующее дополнительных мер обеспечения комфортных, а главное создание нормальных и безопасных условий труда, как на открытых, так и на подземных работах по добыче полезных ископаемых и на проходке тоннелей. Природные условия многолетней мерзлоты вызывают сложность в поддержании безопасного

состояния кровли и боков в подземных горных выработках и бортов карьеров при оттаивании и отслоении негабаритов и кусков горной массы.

Неблагоприятные особенности метеорологических условий, в которых ведутся горные работы в Восточной Сибири, требуют особого внимания к созданию микроклимата на рабочих местах. Неблагоприятные условия на рабочих местах при эксплуатации карьерных экскаваторов, буровых станков и другой техники позволяют сделать вывод, что вопросы создания искусственной вентиляции и поддержание нормального температурно-влажностного режима остаются нерешенными и являются актуальными.

Нерешенными до конца вопросом на открытых горных работах является повышенная запыленность воздуха на рабочих местах и в атмосфере, особенно на глубоких карьерах без предусмотренных средств очистки воздуха от примесей. Так за последние годы на горных работах острой проблемой обеспечения безопасности труда становится борьба с такими опасными и вредными факторами, как шум и вибрация. Виброболезнь горнорабочих и пневмокониозы занимают в статистике профзаболеваний основное место. Санитарно-гигиеническая оценка условий труда проводилась на карьерах, проходке тоннелей БАМ и других горных выработках.

При ведении взрывных работ на карьерах появилась острая проблема по созданию нормальных условий труда при механизации взрывных работ на заряжении взрывных скважин на рудных карьерах.

Исследования санитарно-гигиенических условий труда, работающих на Коршуновском карьере, на строительстве тоннелей БАМ, на рудниках и карьерах Читинской области показывают, что основными вредностями как на открытых, так и на подземных горных работах являются производственная минеральная пыль и вибрация, которые приводят к профессиональным заболеваниям. Статистические данные профессиональных заболеваний рабочих некоторых горных предприятий черной и цветной металлургии (Иркутской и Читинской областей)

приведены в табл. 1. Уровень профессиональных заболеваний на горных предприятиях региона Восточной Сибири остается высоким, особенно в цветной металлургии на подземных горных работах, и возрастает на открытых работах черной металлургии по Коршуновскому ГОКу.

Характерным следствием недостаточного уровня безопасности труда на горных предприятиях является производственный травматизм. С целью выяснения причин и факторов производственного травматизма проведен анализ их на открытых и подземных горных работах. Такой анализ проведен по отраслям предприятий министерства черной металлургии (Коршуновский ГОК Иркутской области - открытые горные работы); министерства цветной металлургии (открытые и подземные горные работы в Забайкалье Читинской области); министерства транспортного строительства (тоннелей БАМ - Байкальский в Иркутской области, Мыеовые в Бурятии, Северомуйский и Кадарский). Данные анализа прон родственного травматизма на горных работах предприятий цветной металлургии Забайкалья приведены в Табл. 2.

Рост производства на горных предприятиях и связанные с ним углубления горных работ на карьерах и рудниках, изменение технологии, условий труда усложнили проблему управления безопасностью труда. Прежние структуры и организация безопасностью труда все чаще стала давать сбои, появляется больше запаздываний в передаче и обработке информации, принятии решений как исполнителями на рабочих местах, так и службами управления. Такие условия работ усложнили оперативный контроль за исполнением нормативных актов, инструкций по охране труда и др.

Сложившиеся структуры управления охраной труда на предприятиях горнорудной промышленности оправдали себя на протяжении многих лет в улучшении условий труда, сокращении тяжелого физического труда, повышении механизации и автоматизации производственных процессов. Однако на горных работах некоторых предприятий производственный травматизм и профессиональные

Статистические данные профессиональных заболеваний некоторых горных предприятий черной и цветной металлургии Иркутской области и Забайкалья

Таблица 1

Вид профессиональных заболевании

по предприятиям Год

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1988 1989 1990 1991 1992 1993 Цветная металлургия, Забайкалье Выявлено профессиональных заболеваний:

силикоз -2 --1 - 5 4324

болезнь 7 16 10 8 11 2 8 96 11 5

Итого: 7 18 10 8 12 2 13 13 9 13 9

Черная металлургия по Иркутской области, Коршуновский ГОК Выявлено профессиональных заболеваний:

силикоз 2 I вибрационная

болезнь 2 7 12 35 8 11 9 57 10 1

Итого: 4 8 12 3 5 8119 57 10 1

6 вибрационная

14

Таблица 2

Производственный травматизм на горных предприятиях цветной металлургии Забайкалья

Годы Показатели 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1988 1989 1990 1991 1992

Всего несчастных

случаев 82 184 178 176 161 183 190 199 217. 280 268 260

ё?

Из них с летальным

исходом 9 7 13 10 7 10 10 9 8 8 12 11

Коэффициент частоты 5.2 5.1 5.0 4.6 5.2 5.4 5.6 5.8 16.1 8.0 13.0 11.7 Коэффициент тяжести 33.3 31.4 32.7 26.7 32.8 36.0 30.8 31.4 26.8 28.0

заболевания еще остаются, а в некоторые периоды их уровень даже повышается. Отсюда можно сделать вывод, что система управления охраной на горных предприятиях не обеспечила выполнение основной функции по созданию безопасной и безвредной работы, снижения производственного травматизма, профессиональных заболеваний, повышения комфортных условий.

Для повышения эффективности управления безопасности труда предлагается зргонологическая система программно-целевого управления безопасностью труда (ЭСПЦУБТ), которая включает решение задач:

1. Исследования по безопасности труда, выявление опасных и вредных факторов на предприятиях, разработка эффективных решений и распространение на многие предприятия отрасли с выбором критериев и общего показателя приведения системы к нормальным условиям.

2. Совершенствование современных методов управления с применением электронно-вычислительной техники, эргономики, инженерной психологии с моделированием процессов операций и математической обработкой данных, дачей прогнозов состояния и решений по улучшению безопасности труда.

3. Широкое применение коррективной эргономики в устранении опасных и вредных факторов, выявляемых в процессе эксплуатации машин, оборудования, технологий. Проведение научно-исследовательских работ по решению местных проблем и целенаправленных исследований по созданию безопасной техники и технологий.

4. Внедрение ЭВМ при обработке статистической информации, контроле за исполнением решений нормативных актов с последующим переходом от решения целевых задач к автоматизированным системам управления безопасностью труда, с включением решений не только административных, но и технических задач.

При выборе альтернативы для совершенствования системы управления безопасности труда использованы теоретические положения,

методология и рекомендации Докукина A.B. и Архипова H.A. Структурно-функциональная модель совершенствования системы управления безопасностью труда приведена на рис. 1. Сравнение показателей альтернативных систем приведено в табл. 3.

Ранее разработанные в системе управления охраной труда (СУОТ) в горнорудной промышленности имеют существенные недостатки:

- отсутствует системный подход в оценке состояния безопасности труда и принятия решений по устранению опасностей и вредностей на производстве;

- отсутствует концептуальная модель системы для рассмотрения и решения комплекса вопросов безопасности труда;

- отсутствуют критерии для анализа и синтеза системы, без чего невозможно научно-обоснованно оценивать состояние и проводить мероприятия по безопасности;

недостаточная социально-экономическая эффективность

системы.

Исследования отечественных и зарубежных ученых в области улучшений условий и безопасности труда в отраслях горного производства освещены в литературе по различным направлениям: теории и проблем безопасности труда, анализе производственного травматизма, нормализации условий труда и защите человека от различных опасных и вредных факторов и др.

Решение проблемы безопасности труда по совершенствованию системы управления безопасностью труда, прогнозированию и обеспечению безопасных условий труда освещены в научных трудах многих ученых, среди которых могут быть названы А.Г.Айруни, И.А.Бабокин, Н.З. Битколов, В.В.Дьяков, Б.Ф.Кирин, В.И. Короткое, Н.В.Ножкин, М.А. Сребный, К.З.Ушаков и др.

Бабокин И.А. изложил основные цели, принципы, функции и мероприятия по обеспечению управления безопасностью труда на горных

Состав и структура систем управления

Целевая функция системы управления

Функциональные подсистемы

Сбор и подготовка данных

Выходные данные

Контроль исполнения

Альтернативы систем управления

СУОТ i ЭСЛПУЕТ i

Не разработана

Математическая концептуальная модель управления безопасностью труда /ЭСЕГ/

Не разработаны

Человек-безопасность труда/ЧЕГ/, машина-бе-зсп-с:гость труда/МБГ<, сре^а-безопасность тру

Функциональное Вручную Э В М

обеспечение:

Комиссионные проверки нормативных актов

Комиссионные проверки нормативных актов,са-нитарно-медицинские

осмотры,данные сани-

тарно-промыошснных

лабораторий

Передача, хранение Вручную ЭВМ

и обработка дан-

ных

Текст предписания

Программа ЭСЕГ на ЗЗМ, расчет и сортировка критериев безопасности: ПЙ^-работоспособности ,

Ший, ПИд-травнатизма, с-вредности, 1Шп-ком-фортности, Пй^-природных факторов,показателей подсистем Ч-М-С и системы безопасности В„

Вручную, повторные проверки

Программа КИНА на ЭВМ, расчет коэффициентов К -оперативности,Кр-риска, rL-качества, оценка результатов

Рис.1. . Структурно-функциональная модель совершенствования системы управления безопасность труда

Таблица 3

Сравнение показателей альтернатив-систем управления безопасностью труда

по Коршуновскому ГОКу Показатели Альтернативы

СУОТ ЭСПЦУБТ

1990 г 1992 г с реднее за год

1. Количество несчастных случаев всего (М) 24 25 24.5 21

2. Коэффициент частоты (КЧ) 3.22 3.72 3.47 2.76

3. Коэффициент тяжести (КТ) 27.50 29.08 28.29 22.71

4. Потеряно рабочих дней (А) 495 727 611 386

5. Выплачено средств по временной

нетрудоспособности по несчастным случаям (Д)

с учетом индекса цен к 1990-1992 гг. (тыс. руб.) 4255 4860 4557

6. Количество профзаболеваний (выявлено вновь) (ГТ) 13 6 9.5

7. Эффективность системы управления

безопасностью труда по снижению:

количества несчастных случаев в год (раз) 1.14 1.19 1.17

потерь рабочего времени, рабочих дней/год (раз) 1.28 1.89 1.39

затрат по уплате временной

нетрудоспособности, тыс. руб./ год (раз) 1.05 1.22 1.13

по эффективности затрат-прибылей 0.054 0.203 0.120

профессиональных заболеваний 13.0 6.0 9.5

предприятиях, рассмотрел вопросы планирования, технического обеспечения и контроль по улучшению условий и безопасности труда с применением автоматизированного и дистанционного управления. Большое внимание уделено комплексному и системному использованию не только технических, технологических и организационных, но и социальных, экономических и педагогических методов и факторов.

. Из зарубежных авторов Дэвид В. Браун изложил принципы разработки сложных систем обеспечения безопасности. Описаны методы системного анализа надежности и безопасности комплексных и многоцелевых устройств логического анализа и количественной оценки эффективности затрат на безопасность.

В трудах Зинченко В.П., Мунипова В.М., Смоляна Г., Зараков-ского Г.М., Королева Б.А., Беневолинской В.И., Бобровой-Голиковой Л.П., Мальцевой О.М., Кохановой H.A., и зарубежных ученых Яна Розне-ра, Т. Томашевского, С. Кленовича, Л. Полющевского, 3. Збихорского, П. Красуцкого , Д. Мейстера широко освещены результаты эргономических исследований, разработаны эргономические требования к оборудованию и производственной среде.

В создании безопасности труда на производстве по предупреждению травматизма и профессиональных заболеваний, наряду с организацией системы управления безопасностью труда важную роль занимают проблемы обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В исследованиях по нормализации условий труда на горных предприятиях, в частности на карьерах, принимают участие представители 50 организаций, в том числе академические институты (ИПКОН РАН, ИГД РАН и др.), государственные технические университеты (Дальневосточный, Иркутский, Пермский, Тульский, Хабаровский и др.), государственные горные институты (Санкт-Петербургский, Московский, Уральский), отраслевые научно-исследовательские и проектные институты.

За последние годы существенное развитие получили исследования и разработки новых способов нормализации карьерной атмосферы, систем управления составом атмосферы рабочих зон в карьерах, систем контроля метеопараметров и др. Проветриванием атмосферы карьеров и нормализации наружного воздуха при работе автотранспорта занимаются многие научно-исследовательские институты и вузы. Особое место в исследованиях указанной проблемы уделяют ученые Ушаков К.З., Битколов Н.З., Пе-ненко В.В., Алоян А.Е.

Из анализа причин, факторов травматизма, профзаболеваний, систем управления безопасностью труда видно, что решение проблемы обеспечения безопасности труда необходимо рассматривать в широком аспекте с применением системного анализа с исследованием компонентов "человек", "машина", "среда" в совокупности единого целого эргоноло-гичсской системы безопасности труда, с учетом антропологических, социально-экономических и технических факторов. Анализ трех групп факторов или подсистем "человек", "машина", "среда" эргонологичсеской системы выявляет определенные закономерности в виде математических моделей, позволяющие расширить эмпирические исследования и перейти к количественной оценке, оперировать вычислениями и расчетами критериев и показателей по безопасности труда. Т. е. в эмпирических исследованиях с применением статистических методов обработки данных переходим к обобщенным результатам и законам безопасности на эмпирическом уровне.

Для реализации организационных и технических мероприятий, совершенствование управление безопасностью труда по предупреждению производственного травматизма и профессиональных заболеваний в системе "человек-машина-среда" на горных предприятиях необходимы дополнительные исследования и разработки, включающие следующие задачи:

1. Теоретические исследования состояния безопасности труда с применением эргонологической системы безопасности (ЭСБТ) с включением "человек-безопасность труда", "машина-безопасность труда", "среда-безопасность труда", базирующейся на принципах единства безопасности труда человека и развития техники, природной и производственно среды, являющихся составными частями общей системы. Выбор эргономических параметров и условий безопасности с разработкой математических моделей.

2. Прогнозирование безопасности на горнорудных предприятиях с выявлением тенденции и динамики травматизма, значимости причин и факторов.

3. Эргонологическая система программно-целевого управления безопасностью труда с применением ЭВМ.

4. Теоретические и экспериментальные исследования факторов обеспечения управления безопасностью труда, включая:

- разработку систем пылеподавления при механизированном способе заряжения взрывных скважин на карьерах;

- разработку технических средств нормализации атмосферы карьеров в локальных зонах, составной части общей проблемы безопасности труда;

- разработку эффективной защиты человека-оператора от повышенных уровней вибрации в кабинах горных машин, как основного источника вибрационной болезни на карьерах;

- разработку эффективной системы кондиционирования для кабин горных машин на карьерах;

- разработку технических средств безопасности по защите человека-оператора от обрушений кусков и негабаритов горной массы, как повышенных источников травматизма.

- разработку методики экономической эффективности системы управления безопасностью труда.

Методологической основой построения ЭСПЦУБТ являются основные понятия, принятые в общей теории систем с функциональным описанием состояния моделей функционирования и структуры системы, приведенной у Денисова А.А. и Колесникова Д.Н. Для решения поставленных задач был использован комплексный метод исследований, включающий аналитические исследования, лабораторные опыты с разработкой специальных стендов, производственные эксперименты и испытания, теоретические обобщения с математической обработкой данных на ЕС ЭВМ. Оценка эффективности результатов работ проводилась на горных предприятиях Восточной Сибири путем практического внедрения разработок, осуществленных под руководством и непосредственном участии автора в 1970-1993 гг. в Братском индустриальном, Читинском и Иркутском политехнических институтах, Иркутском институте инженеров железнодорожного транспорта. В' ходе выполнено 56 научно-исследовательских работ по безопасности труда.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ГОРНОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

В качестве образования исходных понятий в теоретических исследованиях по безопасности труда вводим процесс абстрагирования эргоно-логической системы состояния безопасности труда (ЭСБТ), состоящей из компонентов человек-машина-среда и связанной с эргонологией, как учением об общем человеческом существе производства, в основу которой заложены приоритеты жизни и здоровья работающих и эмпирическая концептуальная математическая модель.

Исходными принципами безопасности труда являются условия, обеспечивающие отсутствие опасных и вредных факторов. При теоретических исследованиях ЭСБТ и решение этой задачи в математической форме нами использована процедура идеализации, заключающаяся в вы-

боре факторов и получения критериев в оптимальных и допустимых пределах граничных условий. К таким граничным условиям относятся уровни вредных и опасных факторов в пределах ПДК, ПДУ и норм, опирающихся на известные научные исследования.

Интеграция элементов ЧМС в эргонологическую систему и раскрытие их совокупности в безопасности труда осуществляется построением и применением математических моделей, описывающих механизм их взаимодействия. Решение задач анализа и прогнозирования состояния ЭСБТ позволяет планомерно управлять мероприятиями по безопасности труда, предупреждать травматизм и профессиональные заболевания.

Безопасное или опасное состояние ЭСБТ будет зависеть от подсистем "безопасность труда-человек", "безопасность труда-машина", "безопасность труда-среда". Поэтому первоначально будем рассматривать каждую подсистему в отдельности, а также в целом состояние ЭСБТ. Обобщенную математическую модель представим в виде

ВсИ ( Н, М, Б с)- (1 )

ЭСБТ рассматриваем с переменными параметрами и процессами, происходящими во времени и пространстве. Для математического описания состояния ЭСБТ применяем теорию подобия и моделирования с получением в процессе исследований критериев подобия. Для построения модели и количественного описания безопасности труда вводим упрощенную модель "безопасность труда-человек" с включением в нее факторов, применяемых в инженерной психологии для исследовании деятельности человека-оператора. Наиболее приемлемыми, определяющими психофизиологическое состояние человека в математической модели можно считать:

У - частоту сокращения сердца (ЧСС), уд/мин;

Б - артериальное давление крови (АД), мм. рт. ст.;

С - минутный объем сердца, смЗ/мин;

В - яркость воспринимаемого объекта, кд/м2;

3 - функции обонятельного анализатора на запахи, мг/мЗ;

К - функции кожного анализатора по тактильной чувствительности, Па;

I - чувствительность к повышению или снижению температуры,

°С;

] - скорость и точность управляющих действий в различных точках пространства, с;

Яс - длительность сенсорно-моторных реакций, характеристик внимания, памяти, мышления, с.

Получены критерии: Критерий физической работоспособности в виде

р, =СУЯЭ6 (2)

После выделения критерия р,, образуем два критерия: р2 - критерий анализаторов (зрительный, реагирующий на яркость воспринимаемого объекта, обонятельный и тактильный) и критерий р3 - сенсорно-моторных реакций, учитывающий характеристики памяти, внимания, мышления и скорость управляющих реакций и действий в различных точках пространства , тогда критерии р2 , р3 будут иметь следующие выражения:

р2= ВЗ / Ю3 (3)

Рз=^с (4)

Подсистему "человек-безопасность труда" запишем в виде уравнения в критериальной форме

Н = МР,.Р2.Рз) (5)

В качестве основных опасных факторов в подсистеме "безопасность труда-машина" рассмотрим следующие:

! 27

V - скорость механического движения, вращения рабочих органов машин, деталей, предметов, обрушений пород и полезных ископаемых в забое, м/с;

Р- системы, находящиеся под давлением, превышающим атмосферное, Па;

и - опасность поражения электрическим током, В;

а - наличие производственной вибрации, механических колебаний или колебательных движений механических систем, Па;

.Го- наличие шума и ультразвука различной интенсивности и частоты, Вт/м2;

V/ - электромагнитное излучения, Вт/м2;

Ф - нарушения психофизиологических требований к технике, вызывающие перегрузки, Па;

С) - тепловыделения, Вт/м2;

В подсистеме " машина-безопасность труда " выделим следующие критерии:

критерий р4 травматизма

р4 = и О Ф^У ( 6 )

критерий р5 вредности

р5 = \ЛМ</2 (7)

тогда М= р4 , р5).

В подсистеме "безопасность труда-среда" в качестве основных факторов определяющих критерии являются:

Е - недостаточная освещенность рабочих мест, зон, лк;

N - запыленность и загазованность воздуха в рабочей зоне, мг/м3;

10 - дискомфортные условия на рабочем месте (повышенные или пониженные температуры, относительная влажность и движение воздушных потоков), м/с;

28 . . Р0 - повышенное или пониженное барометрическое давление, Па; В0 - Повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне, Вт/кг;

Ww - числа Вольфа солнечной активности.

Зависимость производственной среды от вредных факторов представим в виде двух критериев :

критерий рб комфортности

Р6 = ^/Е4М4 (8)

критерий р7 природных факторов

р7=ОоРо\Л/уу (9) подсистема" среда - безопасность труда" в критериальной форме имеет следующий вид

вс = f (Р6 , Р7 )•

На основании исследований разработана эргонологическая система состояния безопасности труда, обеспечивающая безопасную и безвредную трудовую деятельность человека с учетом его психофизиологических возможностей и безаварийной работы техники в совокупности с окружающей средой.

Теоретически обобщены элементы эргонологической системы безопасности труда "человек-машина-среда" для осуществления научной проблемы по обеспечению безопасности труда на производстве.

На основе теории подобия и моделирования получены математические модели эргонологической системы состояния безопасности труда, описывающие механизм взаимодействия факторов подсистем, позволяющие проанализировать закономерности, получить критерии и синтезировать для получения прогноза и управления мероприятиями по безопасности труда, предупреждению травматизма и профессиональных заболеваний.

Получены эмпирические законы ЭСБТ с применением математических соотношении, позволяющих оценивать количественно состояние безопасности труда на предприятиях. ЭСБТ не противоречит предшествующим знаниям, подтверждается достоверностью известных исследований опасных и вредных факторов и может быть принята в качестве концептуальной модели для глубоких теоретических исследований.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Возрастающие тесные связи между человеком и техникой в эрго-тических системах с высокой технической оснащенностью предъявляют повышенные требования безопасным условиям, прогнозированию опасностей, вредностей, планового проведения работ по их устранению.

Прогноз производственного травматизма на горнорудных предприятиях цветной металлургии Забайкалья (Читинской области) проводился на основе анализа ретроспективных данных о несчастных случаях, связанных с производством на горнорудных предприятиях Забайкалья за период 1976-1987 гг.

График изменения тренда общего травматизма на горнорудных предприятиях Забайкалья приведен на рис. 2, тяжелого травматизма - на рис. 3.

Для исследования прогноза состояния безопасности труда (ЭСБТ) использованы разработанные критерии безопасности, а статистические методы прогнозирования с использованием ретроспективной информации из анализа производственного травматизма на предприятиях черной (Коршуновскмй ГОК) и цветной (Забайкалье) металлургии.

Разработанные математические модели позволили осуществить научное прогнозирование ожидаемого травматизма на предприятиях Забайкалья на 1988-1993 гг. Установлено, что ожидать в ближайшем об-

*в

280

240

2С0

160

120

V 3 / / 2 j у

о / -7 / I /w Ф

И щ ■м

\ N. à

L tju

Rie. И. График изменения тренда общего производственного

травматизма на горнорудных предприятиях ГН1

Забайкалья / I-тренд, 2-прогноз,3- границы доверительного интервала/

Хт

40

30

20 10

3

Ч- ï J

V. Г— 'pi M- / / ¿-À

•

г

1983 1986 1987 1989 1991 1993 Х995 г

Рис.3. График изменения тренда тяжелого травматизма

на ГЯТ Забайкалья /1-тренд, 2-прогноз, 3- границы доверительного интервала /

щий рост травматизма на 2.06%, а коэффициент тяжести - на 4%. Точность и достоверность общего и тяжелого травматизма определены с помощью доверительного интервала, в границах которого находятся вычисленные значения прогнозируемого травматизма.

Разработаны математические модели прогноза производственного травматизма от "человеческих", "машинных" и факторов "среды". Из анализа видно,..что производственный травматизм, в зависимости от человеческих факторов в 1992 г. по сравнению с 1983 г. на подземных работах может быть снижен на 3.2%, а на открытых работах - возрасти до20.8%. К наибольшему числу несчастных случаев, связанных с человеческими факторами относятся неосторожность пострадавших, недостаточное внимание к выполнению технологических операций, нарушение техники безопасности и технологии производства.

Анализ и прогноз травматизма в зависимости от "машинных факторов" показывают, что на подземных горных работах 53% составляют от всех причин, связанных с этими факторами, из них: несовершенство технологии разработки месторождений, отсутствие ограждений, приспособлений, обрушений горной массы - 25.9%, из них: на тран-спортно-погрузочной технике - 11.3%, при погрузке из люков - 3.8%, отсутствие приспособлений и средств оборки кровли и боков выработок - 4.2% и др. Получен прогноз с помощью регрессионных моделей, из которых видно, что возможен рост этих факторов травматизма в 1992 г. до 42%.

Из анализа травматизма на ГРП Забайкалья видно, что 13.8% происшедших несчастных случаев связаны с причинами и факторами производственной "среды". Из полученной математической модели зависимости травматизма от "среды" на ГРП Забайкалья получен прогноз по снижению производственного травматизма в 1992 г. на 19.6% по сравнению с 1986 г.

Прогноз производственного травматизма по Коршуновскому ГОКу получен по группам факторов ЧМС. Ожидается снижение травматизма по человеческим факторам на 11-27%, по машинным - на 0.4-0.6%.

ЭРГОНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ТРУДА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

В основу построения эргонологической системы программно-целевого управления безопасностью труда (ЭСПЦУБТ) с применением ЭВМ заложены основные понятия, принятые в общей теории системы: функциональное описание, включающее состояние системы, модель функционирования, морфологическое описание структуры системы и информационное описание организации системы . Методологической основой исследования системы безопасности труда является системный подход, необходимость применения которого вызвано сложностью системы безопасности, обусловленной темпами развития горного производства, различием подсистем человек-машина-среда по характеру элементов их связей и влияния на безопасность труда.

Эффективность ЭСПЦУБТ определяется количественной оценкой критериев и обобщенного показателя безопасности труда, выраженных математическими моделями и полученных численных показателей, обеспечивающих оптимальный характер безопасности труда, являющихся основой для решения системно-технических задач. Это является одним из главных отличий ЭСПЦУБТ от традиционных систем управления безопасностью труда в горнорудной промышленности.

При исследованиях использован программно-целевой метод в эргонологической системе программно-целевого управления безопасностью труда. Схема построения матричной структуры эргонологической системы программно-целевого управления безопасностью труда (ЭСПЦУБТ) приведена на рис. 4. Предлагаемая ЭСПЦУБТ по сравнению

Рис, 4; Схеиа иатричнай структуры системы програинно-целе-вого управления безопасностью труда - ЭСШУБГ

с существующими системами управления охраной труда на предприятиях (СУОТ) ориентирована не на отдельные функции, а на решение конкретных задач особо важных на производстве, от которых зависит безопасность труда. Кроме того, у отделов по безопасности остаются контрольные функции, с переключением части работ по сбору, обработке и передаче информации на ЭВМ.

Разработана эргонологическая система программно-целевого управления безопасностью труда, в основе которой заложен принцип концептуальной математической модели эргонологической системы "человек-машина-среда" с расчетом данных на ЭВМ, с количественной оценкой состояния и прогноза безопасности труда; получены оптимальные значения критериев и обобщенного показателя безопасности труда системы.

Проблема управления безопасностью труда на горном предприятии во взаимосвязи "человек-машина-среда" решается в существующих системах управления на большинстве предприятий с ручной обработкой данных, которая не обеспечивает качество и оперативное управление безопасностью труда, нормальные условия труда, надежную эксплуатацию техники, предупреждение аварий, травматизма, профессиональных заболеваний.

Проведены исследования, решены и внедрены в практику задачи с разработанными пакетами прикладных программ на ЭВМ (по состоянию безопасности труда на рабочих местах предприятий, контролю исполнения нормативных актов по охране труда, расчету безопасной зоны, кондиционированию воздуха в кабинах горных машин, проветриванию забоев, учету и анализу заболеваемости).

Разработанный комплекс алгоритмов и пакет прикладных программ на ЭВМ позволяет расширить круг задач, совершенствовать систему управления безопасностью труда и на ее основе создать автоматизированную систему управления безопасностью труда (АСУБТ).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАКТОРОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

Обеспечение безопасности труда зависит от техники и человеческих факторов, от условий труда и производственной среды, т.е. от решения проблемы безопасности труда в системе "человек-машина-среда", составляющих ее факторов (микроклимата, вибрации, запыленности воздуха и др.) и безопасной конструкции рабочего места. Первоочередными задачами являются предупреждение производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования санитарно-гигиенических условий труда на карьерах; установлены неблагоприятные метеорологические факторы (температуры, относительная влажность воздуха, скорость движения потоков), запыленность, вибрация в кабинах горных машин (экскаваторах, буровых станках).

Автором применен эффект Ранка для совместного получения тепла и холода при кондиционировании воздуха, основанного на вихревом распределении сжатого воздуха в энергоразделителе. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по влиянию переменных факторов (числа вихревых труб, длительности процесса, объема кабины и температуры исходящих потоков) на нормируемые оптимальные температуры и относительной влажности воздуха в кабинах экскаваторов. Построена математическая модель, адекватно описывающая процесс кондиционирования. Получены критериальные уравнения аэродинамических сопротивлений в системе вихревого кондиционирования воздуха.

Исследована, разработана, защищена авторским свидетельством на изобретение установка локального проветривания карьеров с применением эффекта Ранка с подачей нагретого воздуха. Получена аналитическим методом математическая модель по определению дальнобойности струи из вихревого энергоразделителя.

Проведены исследования, разработана конструкция и защищена авторским свидетельством на изобретение, внедрена на производстве установка по обеспыливанию воздуха при механическом заряжении взрывных скважин на карьерах с применением эффекта Ранка. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс нагнетания и всасывания в вихревом эжекторе в зависимости от переменных факторов.

Разработана система виброзащиты человека-оператора на карьерных горных машинах (экскаваторах, буровых станках) с подвеской виброизолирующей площадки на гидропневмо-виброизоляторах, катках виброизоляторах и пневматической подвеской кресла-сиденья человека-оператора; защищена авторским свидетельством на изобретение, внедрена на производстве. Исследованы уровни виброскоростей, получены математические модели зависимостей логарифмических уровней виброскоростей от применяемых виброизоляторов, адекватно описывающие процесс виброизоляции.

Разработана, защищена авторским свидетельством на изобретение кабина управления экскаватором, предупреждающая производственный травматизм человека-оператора при обрушениях крупных негабаритов в аварийных ситуациях на карьере.

Разработано, защищено авторским свидетельством на изобретение устройство для выпуска руды из очистных забоев на подземных горных работах, предупреждающее производственный травматизм от падающих кусков горной массы.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ТРУДА

В современных условиях экономического состояния в стране прежний принцип планирования и ассигнования средств на предприятиях, выделяемых на номенклатурные мероприятия по охране труда, не доста-

точно эффективен. В ранее действующих системах по управлению охраной труда на горнорудных предприятиях черной и цветной металлургиях, геологии механизм использования средств распределения затрат по безопасности труда сводился к составлению номенклатурных мероприятий без достаточного обоснования. В сложившихся условиях при ограниченном бюджете на предприятиях необходимо иметь более упорядоченную процедуру выделения средств, их распределения на выполнения работ с наибольшей эффективностью.

Расчет экономического эффекта в условиях экономической нестабильности и повышенной инфляции можно проводить по потерям рабочего времени (в днях) и денежном выражении с учетом индекса инфляции. Определение экономического эффекта при сравнении альтернатив систем безопасности получается путем расчета эффекта по критерию затра-ты-прибыль. Для определения экономической эффективности применяем количественный анализ и термин затраты-прибыль, используемый в зарубежной литераторе. По определению Д. Брауна затраты-прибыль это "деньги, затраченные на снижение бесполезных затрат" . Затраты определяются как расходы на будущий период используемые на устранение недостатков по безопасности труда, обновление, содержания оборудования, приборов, подготовку и обучение персонала по безопасности труда. Прибыль - это ожидаемое сокращение убытков, полученных в результате выполнения работ, направленных на устранение опасностей и вредностей на производстве, снижения травматизма и профессиональных заболеваний.

Определение экономического эффекта системы производится расчетом эффекта по критерию затраты-прибыль, который определяется как отношение затрат, связанных с выплатами по несчастным случаям, профессиональным заболеваниям к экономии средств от эффективности системы при внедрении мероприятий по безопасности труда. Прибыль будет расходоваться на ликвидацию "узких" мест, связанных с причинами и факторами травматизма и профессиональными заболеваниями. Такой ме-

ханиз.м финансирования мероприятий по безопасности труда наиболее объективный и оптимальный по сравнению с традиционными способами финансирования, которые носили субъективный характер. При составлении номенклатурных мероприятий руководителями и ИТР предприятия ассигнования выделялись без количественного анализа и научного подхода, поверхностно оценивались средства и мероприятия, необходимость которых появлялась в последний момент (покраска оборудования, ремонт случайно вышедшего из эксплуатации оборудования и т.д.). Выделение средств из бюджет предприятия на выполнение отдельных мероприятий производится по формуле:

N1 Коп

01 =-------------- (И)

ад Коп

где

С>| - доля бюджета на выполнение отдельного мероприятия (0 < Б; < 1); N1 - группа несчастных случаев, отнесенных к одному коэффициенту опасности;

Коп - коэффициент опасности по классификации факторов травматизма (О < Коп*1).

Затраты на выполнения одного мероприятия по предупреждению несчастных случаев, профзаболеваний определяются из выражения

31=В1Ы1СНс,пр. (12)

где

N1 - количество несчастных случаев , профессиональных заболеваний, отнесенных по классификации к одному коэффициенту опасности;

Сне, пр. средние выплаты по одному случаю, профзаболеваемостыо.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящей диссертационпной работы позволют считать, что его решается проблема прогнозирования, инженерного обеспечения и управления безопасностью труда на горнорудных предприятиях в контексте "человск-машина-среда". На основе применения созданной для этого системы, основывающейся на решении соответствующих задач с помощью ЭВМ. Результатами исследований являются:

1. Анализ существующих систем управления безопасностью труда (СУОТ) на горнорудных предприятиях показывает, что они в неполной мере учитывают связь и сложное взаимодействие факторов в системе "человек-машина-среда", воплощающих в себе суть современного горного производства , следствием чего является невозможность обеспечения необходимой безопасности работ через целенаправленное управление. Отсутствие в СУОТ концептуальной модели, критериев и системного подхода в оценке состояния безопасности труда и принятия решений по устранению опасностей и вредностей на производстве, нарушения основного принципа по обеспечению надежных информационных каналов передачи и переработки информации между элементами системы не обеспечило достаточную социально-экономическую эффективность безопасности труда.

2.Разработана эргонологпческая система управления безопасностью труда в рамках "человек-машина-среда" с охватом всех основных процессов горного производства , для которой с использованием теории подобия и моделирования получены математические модели эргоноло-гической системы безопасности труда, описывающие взаимодействие подсистем, позволяющие проанализировать закономерности, получить критерии и синтезировать элементы для получения прогноза и управления системой по безопасности труда по предупреждению травматизма и профессиональных заболеваний, определяющих ее допустимые границы. Получены зависимости критериев эргонологической системы ПИ1 - фи-

зичсской работоспособное™, ПИ2 - анализаторов (зрительного, обонятельного, тактильного), ПИЗ - сенсорномоторных реакции, учитывающих характеристики памяти, мышления, скорости управляющих реакций и действий в различных точках пространства, ПИ4 - травматизма, ПИ5 - вредности, ПИ6 - комфортности, ПИ7 - природных факторов.

3. Разработана эргонологическая система программно-целевого управления безопасностью труда с применением ЭВМ и решением задач: исследование состояния эргонологической системы безопасности труда на предприяши: контроля исполнения нормативных актов по безопасности труда и расчет опасной зоны при взрывных работах, а также разработка учета и анализа заболеваемости, являющихся основой для создания системы управления безопасностью труда предприятия.

4. Обоснованы методические рекомендации по построению организационной структуры и применению программно-целевого метода в системе управления безопасностью труда и контролю исполнения нормативных актов принимаемых решений с их оценкой по коэффициентам оперативности, риска, а также качества информации.

5. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, легшие в основу применения вихревого эффекта Ранка для нормализации условий труда операторов горных машин, разработаны и внедрены системы по кондиционированию воздуха. С учетом длины вихревой зоны в противоточной вихревой трубе и получены зависимости по определению изменения скоростей, термодинамических температур торможения горячего и холодного потоков в зависимости от ее геометрических размеров и конструктивных элементов (диаметра диафрагмы, оптимальной длины вихревой зоны, давления и температуры сжатого воздуха). С применением теории подобия и моделирования установлены критериальные зависимости потери давления в металлокерамическом фильтре, на создание скоростного давления напора движения воздуха в кабине, на предупреждение инфильтрации неочищенного воздуха.

6. Разработана и внедрена защищенная авторским свидетельством на изобретение система обеспыливания воздуха при машинном заряжании взрывных скважин с применением вихревого эжектора. Экспериментальными исследованиями при установлении оптимальных параметров (скоростей нагнетания и всасывания воздуха в зависимости от диаметра сопла эжектора, давления сжатого воздуха, смещения сопла эжектора по оси относительно сопла сжатого воздуха) с получением ее адекватных математических моделей, описывающих процессы нагнетания и всасывания воздуха в эжекторе.

7. Разработана и внедрена защищенная авторским свидетельством на изобретение высокоэффективна система локального проветривания застойных зон в забоях карьеров с применением вихревого энергоразделителя, позволяющая нормализовать атмосферу в забоях карьеров, при снижении запыленности воздуха на рабочих местах и предупреждении профессиональных заболеваний органов дыхания. Для этой системы определена дальнобойность струи вихревого энергоразделителя при разрушении инверсии при отрицательных температурах в зависимости от критериев Рей-нольдса, Прандтля, дальнобойности, отношения давления сжатого воздуха к барометрическому, доли холодного потока и температурного градиента обратного потока.

8. Разработана и внедрена эффективная виброзащита людей на экскаваторах и буровых станках, основывающаяся на применении виброизолирующих площадок с гидропневмо-виброизоляторами, катками-виброизоляторами и пневматической подвеской кресла-сиденья человека-оператора и обеспечивающая снижение уровней вибрации до ниже допустимых норм. По экспериментальным данным получены аналитические зависимости уровней вибрации на частотах 16-1000 Гц от применяемых виброизоляторов.

9.Разработана и внедрена защищенная авторскими свидетельствами на изобретения конструкция кабины для карьерного экскава-

тора и усгронсню для выпуска руды из люков, обеспечивающие безопасность труда горнорабочих от падающих негабаритов и кусков горной массы.

10. Разработана методика определения социально-экономической оценки эффективности системы и выделения необходимых средств на создание безопасных условий конкретных предприятий в меру имеющихся на них для этого ресурсов, основывающая на эффективности по потерям рабочего времени, критерию опасности разработанной классификации опасных факюров.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: ■

!. Ожогин А.П. Исследование и разработка системы кондиционирования шлдуха на карьерных экскаваторах: Дисс. канд. техн. наук, 1979. -150 с.

2. Ожогин А.П. Применение экспресс-анализа и ЭВМ по контролю запыленности атмосферы карьера // Деп. тез. докл. 2-й респ. конф. Применение вычислительной техники для охраны труда. Севастополь, 1984, с.3-5.

3. Ожогин А.П. Разработка новых способов кондиционирования воздуха в кабинах карьерных экскаваторов // Тез. докл. Всесоюз. конф. по охране труда. -Жданов, с.28-29.

4 . Ожогин А.П. и др. Перспективы применения вихревых труб для вентиляции кабин горных машин в Северных условиях // Механизация и электрификация горных работ. -Иркутск, 1974.4.1, с.83-85.

5. Ожогин А.П. Исследование относительной влажности при вихревом кондиционировании воздуха // Вопросы вентиляции, борьбы с пылью и безопасности труда/ Тр. Иркутск, полит, ин-та, Иркутск, 1972, -вып. 2. с. 16-19.

6. Ожогин А.П. Вентиляция карьерных экскаваторов // Тез. док. межотрас. науч. практ. семинара "Проветривание, монтаж, наладка и эксплуатация систем вентиляции и кондиционирования воздуха",- Иркутск, 1972. с.69-71.

7. Ожогпн А.П., Ганно В.Ф. Улучшение условий труда на Коршу-новском ГОКе // Горный журнал. -1975. № 4 с.33-35.

8. Ожогин А.П., Зенков Ю.Т. Кондиционирующая установка для буровых станков шарошечного бурения. - Иркутск, 1977. - ЦНИИ. с.2

9. Ожогин А.П. На Коршуновском горнообогатителыюм комбинате// Безопасность труда в промышленности. 1971. №8. с.60-61.

10. Ожогин А.П. , Перевозчиков Л.Я. Очистка воздуха на карьере при механизированном заряжении взрывных скважин // Тез. докл. на Всесоюз. конф. "Автоматизация контроля среды". - Севастополь, 1982. с.31.

11. Ожогин А.П. Анализ применения вихревого эжектора с целью пылсподавления при заряжении взрывных скважин // Тез. докл. 4-й Всес. конф. по исследованию вихревого эффекта и его применения в технике. КуАИ, Куйбышев, 1983. с.9-10.

12. Ожогин А.П. Расчет перепада температур в кабине экскаватора при вихревом кондиционировании воздуха // Тез. докл. 3-й Всесоюз. конф. "Вихревой эффект и его применение в промышленности". - Куйбышев, 1979. с.222-224.

13. Ожогин А.П. Тепловое кондиционирование воздуха у оператора горных машин карьеров Восточной Сибири //Тез. докл. 2-й Всес. научн. технич. конф."Проблемы горной теплофизики".-Л.: 1981 с.90-101.

14. Ожогин А.П. Некоторые несоответствия горных машин эргономическим и санитарно - техническим требованиям // Тр.ин-та/ Иркутск, полит, ин-т. Иркутск, 1990. с.48-49.

15. Ожогин А.П., Малов В.Г. Определение аэродинамических сопротивлений в системе вихревого кондиционирования // Горный журнал. Известия ВУЗов, 1983. с.49-53.

16. Ожогин А.П. Причины травматизма на горных работах Забайкалья. // Тр. ин-та / Иркутск, полит, ин-т, 1990.C.60.

17. Ожогин А.П. Кондиционер //A.C. 827903 М КЛЗ 25В 9/02, Г 25В 29/00, 24Е/02. l.c.83.

18. Ожогин А.П. Способ локального воздухообмена в очистке воздуха на рабочих местах в карьере // Тез. докл. Всес. конф. Аппати-ты, 1985. с. 148-149.

19. Ожогин А.П. Эффективность обеспыливания воздуха при заряжении взрывных скважин /Деп. ИТТФ АНУССР. Киев, 1985. с.5.

20. Ожогин А.П. , Козлов В.А. Доставочно-зарядная машина// А. с. 1289124 СССР, кл. Е21 С37/00, Е02 5/30 ДСП.

21. Ожогин А.П. , Ожогин С.А. Кондиционер // 1322328. СССР. 24

1/02.

22. Ожогин А.П. Кондиционер // А. С. 827903. СССР. М кл. 25

В9/02.

23. Ожогин А.П. Кабина управления экскаватором // A.C. 1571151 СССР> М. Кл4 9/16.

24. Ожогин А.П. Кабина экскаватора // A.c. 1352010. СССР. М кл Е02 9/16.

25. Ожогин А.П. , Ожогин С.А. Установка для проветривания карьеров// A.C. 1479671. СССР. Мкл4Е21 С47/00.

26. Ожогин А.П. и др. Санитарно-гигиенические условия на буровых станках и экскаваторах Коршуновского горнообогатительного комбината // Вопросы безопасности и борьбы с производственной пылью I Тр. Иркутск, полит, ин-та. Иркутск, 1973. с.73-85.

27. Ожогин А.П. Методические указания по исследованию состояния и контроля безопасности труда на рабочих местах предприятий с использованием ЭВМ для слушателей факультета повышения квалификации специалистов предприятий. Иркутск, 1990. 32 с.

28. Ожогин А.П., Перевозчиков Л.Я., Тимофеев А.Ф. Санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих при заряжении взрывных скважин на разрезах И Научн.-техн. реф. Развитие добычи угля открытым способом /ЦНИЭИ уголь, 1982. Xo3c.ll.

29. Ожогин А.П. О факторной оценке // Науч. техн. реф. сб. ЦНИИ Уголь. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. М, 1981. № 7 с.3-4.

30. Ожогин А.П. Проветривание тоннелей на строительстве БАМ // Физикотехнические проблемы управления воздухообменом в горных выработках больших объемов: Тез. докл. Всес. науч.-техн. симп. 27-30 июня 1983г. Л.-.1983. с.84-85.

3!. Ожогин А.П. Эргономика и безопасность труда па карьерах /Монография. Иркутск: Изд-во Иркутск, ин-та, 1987. 120 с.

32. Ожогин А.П. Управление безопасностью труда с применением ЭВМ / Монография / Иркутск: Изд-во Иркутск, политех, ин-та, 1990. 102 с.

33. Ожогин А.П., Субботин Б.Ф., Закавряжин Г.Ф. Травмоопасные факторы горных работ II Безопасность труда в промышленности. 1990. № 5 с.30-32.

34. Ожогин А.П. Устройство для выпуска руды //A.C. 4462455 СССР. М. кл 5 Е 21 13/04.

35. Ожогин А.П., Шешуков Ю.В., Ожогин С.А. Разработка виброзащиты в кабинах экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-5 на ГОК Алданзолото: отчет о НИР /промежуточный// Иркутск, полит, ин-т, научн. учебн. кооп. Инв.№ 182. Иркутск, 1990. с.90.

36. Ожогин А.П., Шешуков Ю.В.,Ожогин С.А. Эффективная внброзащнта в кабинах управления карьерных экскаваторов // Конф. per. Применение эффективных средств защиты от воздействия локальной вибрации: Тез. докл. Челябинск, 1990. с.16-18.

37. Ожогин А.П., Шешуков Ю.В., Ожогин С.А. Экспериментальные исследования виброзащиты для кабин карьерных экскаваторов.// Конф. Применение эффективных средств защиты от воздействия локальной вибрации: Тез. докл.,Челябинск,1990. с. 18-20.

38. Ожогин А.П., Мошкарнев Л.М. Санитарно-гигиеническая оценка условий труда на буровых станках, экскаваторах Коршуновского ГОКа./ Вопросы безопасности, вентиляции и борьбы с пылью Тр. каф. охр. труда и горн. эл. механика. ИПИ. Иркутск, 1978. с. 140-150.

39. Ожогин А.П. Определение дальнобойности струи вихревого энергоразделителя при проветривании карьеров // 5-я Всесоюз.конф. вихревой эффект и его применение. Тез. докл., Куйбышев, 1987. с.63-65.

40. Ожогин А.П. Совершенствование системы управления безопасности труда I Безопасность туда в промышленности. 4 , 1993, с 49-51.

41. Ожогин А.П.Эргонологическая система программно-целевого управления безопасностью труда с применением ЭВМ// Тез. докл. научно-техн. конф. "Транспортные проблемы Сибирского региона". Труд. ИрИ-ИТ, Иркутск, 1995. с. 10-14.

42. Ожогин А.П. Экономическая эффективность системы Управления безопасностью труда// Тез. докл. научи, техн. конф. Транспортные проблемы Сибирского региона". Труд. ИрИИТ, Иркутск, 1995. с. 20-22.