автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Оценка метановзрывоопасности технологических систем угольных шахт: теория, методы, моделирование

РГ Б ОД

2' 7 КЮН 133-':

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ЛАВЦЕВИЧ Виктор Павлович .

УДК. 622. 81

ОЦЕНКА МЕТАН0ВЗРЫВ00ПАСН0СТЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ: ТЕОРИЯ, МЕТОДЫ, МОДЕЛИРОВАНИЕ

Специальность 05. 26. 01—Охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук -

Кемерово 1994

Работа выполнена в Сибирской государственной горно» металлургической академии.

Научный консультант—заслуж. деятель науки и техники РФ член-корр. СО АН ВШ, доктор технич. наук, профессор В. А. КОЛМАКОВ

Официальные оппоненты:

член-корр. АЕН РФ, доктор технич. наук, профессор В. Н. ВЫЛЕГЖАНИН член-корр. РАИН, доктор технич. наук, профессор С. П. КАЗАКОВ доктор технич. наук, ст. научн. сотрудн. Л. П. ТОМАШЕВСКИЙ

Ведущее предприятие—Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ).

л Защита состоится „ У „_у^м" ^-1994 г.

_часов на заседании специализированного совета

Д 063. 70. 01 при Кузбасском государственном техническом университете (КГТУ) по адресу: 650026 г. Кемерово, 26, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ.

Телефон для справок (код 384-2) 23-26-83.

Автореферат разослан „ ^ ^л* ¿г \ А_1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Д 063. 70. 01, Б. А. АЛЕКСАНДРОВ

доктор технич. наук, профессор

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

Актуальность проблемы. За последние годы отмечается рост воспламенений л uajiunon метана аз шахтах страны. так. если н 1990 г. ьиг.о зарегистрировано 8 uspuuqu четлпа. то в 1991 р. чк била ум; 15. а в 1992 г. - 22 изгива, из koivpiíx íS произошло и Хузоассе, Возрастает траи-итизи при озрнпэк исг«иа. а 1990 г. ас 'ггой причине пострадало ю человек, d 199? к - у к О »елоиск. т. ч. '¡5 челоиек погибло. Участились ел/чаи катастрофических аварий с большим числом пострадавший; 1935 г, - и. ЁаПдаопская < го пил. ь а. ии. т ноября (V чел.); та г. - и. аупженскпя <7 чел >; 1589г. - а Раоенчбурр (7 чел.); 1991 г. - ш. Кар-иайлинскал (6 чел.); 1992 г. •■ т/у Карачаевское ПЗчел. ). ш, ии. Новикова (£5 чел. 1. а. Центральная (¿3 чед. >. и. им. Калинина из чел.).

Значителен экономический ушерб. Только Ш'ямио рае.зд.ш, свя зшнше. например, с ликвидацией авагам на ш, им. шевякоьа, составили почт;! i млрд. руб.

В связи с увейичекирм разообильиостн ша^г. возрастанием ин тенендиости очистнлх и подготовительных работ проблема метаноизри воопасностя в блихайршй перспективе будет остасаться достаточна острой.

Задачи ьогьбц со юрывани нстана решаются различными ьеюдайн и среди них большая роль должна принадлежать оптин-лльноку про ектирошнию те.мюлсгичес.шх систем на ос но т.' численного моделирования метаяовзрциоопасиост Организационно -управленческие решении также должны приниматься :i обосновываться на базе количеечеенн!« критериев бсзопаснос-ш человека с чроизводегиешшк nun'o:ia>». кроме topo, дли угольник вал г. как предприятий пзривоонасныя. а полной мера относится требование ГОСТ I?. 1.010-76 о продельним уровне ззрьшоопае ности. рсшюк 10 в течение года.

Вес эта указывает h<i необходимее;'!, и актуальность решение проблемы разработки методов априорной количественной опенки опасности воспламенений иег.ша ¡:а ¡'¡'ельник гаактак.

Диссертационная Работ* обобщает исследования. нроьепенние и соответствии с координаии,:шими планами Минвуза 1'СФСР "Человек и okívíjhd 1Я среда", комплексной пгограмноП "Сиоирь" (те на 'i. С), мел вузовской научно-технической программой Российской Федерации "Социально экономические проблем» нзуьо технического прогресса Куз басса" (тема: " Разработка методов минимизации опасности проявлении техносферы.« катастроф н условиях Кузбасса" 1.

-а

в дмссертаиии вкллчота рез>льтаты кауч^о-исследом'^аьекик работ, пыполийнтшх в институте ИШГидаоуголь'и Сибирском кетел-луррическом шк-титухр в период с 1968 до 159« п\ код руководством и «сноср^дстпсшюн участии автора <й .г.р,71058600, 72059013 У4010ЛТ5, 05910018607 и др. 1, ч , '

Цель нсслсдопдпия - разработать расчетно-аяаштический нотоа количественной ецршед летлиовзршюопасности шахтнык тгянояогичес-'ких систем ял я прилитая и обоснования проектных и органчзйпиош!© -упрасясаческих ретепий. обеспечиваняик иовыаопие безопасности Работ яг угольна к впятах.

йдйя работы за1шшаетсй в исноль.юпашш закоа^меростей узчн-ьолбисч'пия пороятпоеттак процессов, игеяаостеугжшя событиям восп-. даи(Ч)ен:1Я 'мотанг и Фомшргашг нх> для обоснования и опррдлшшя параилтроп п расчетчик апрнорнкз; опенках нетаиевлривооя^сиоста Задачи иссдодовайи^ 1

-обоошть системное пгвдсшвлетю понятия ^езовзспости. пи ос-; ¡шве концептуального ааализа Езашюдойстаип з комплексе «-»елойек-шалтная срода"; <' ;

-устаноинт! количественную связь травматизма с параметрам-,!, хэрактеризушими ьсиность и 1ште1!с(гшда:т„ потекпиалАпо опааш яв-йС-инй я иространстсегшое распределение л»ме$5 и прои:»г>одстпетшх сжлсках !

-разработать гтояастнческэтй модель итта&я атносферч ц исслй-совать п^опосс Формирований'экстренэлыих конвдптрапия метана и гаапдай агиосФег? ; . 1 •

-р работать расчетно-авдяитичоские кетодч количественной едянки метанонпгывоовэсиости тохнояогэтескиг. систсн

-нроврсти сравнительную опенку трхнопогйй проведения гогпйк выработок и очистный работ пе кгитсрию нотапоизрывогпасности при изиенпнии горло техичческих парапетов ; • .

•рэзрасотэть методы синтеза К ' оптимизации технологических еигтэк по комплексу показателей: зкоиоиичоской сФФектишюсти и но*-таношрыиоогасиосги.

Методы ясслсдоиапай обусловлен); пероятиоепшн иаракторон процессов, Формирумглх соб'пия поспяанслепий иотаил, я шиючаот :

-методы оишей трории вероятностей и катеиатической статистики для тацокления законов распределения дебитоп мятапа и воздуха, заачеаий концентрация г-агов. событий зоегшатюьия метана. ное-частныл- случае с и траинатюма. стохастического моделирования шаг'.т-чод атиос*сры;

-нетолы дсг>соа соеытгй и теории массового обелгашчиния для построения модели меганоазрыпосаасности ;

-глгоритни теории „кс^-ренальных пизченкй виявления у а ко ■

нов распределения вероятностей максимальных концентраций нечана ;

-методы теории надежности для. определения и описания параметров функционирования систем, контролирующих состояние шахтной атмоСФерц ;

-а.ч'.'оритни динамического программирования для синтеза и спти-низании технологических систем по критеш» метаповзривсоплсиости ;

-моделирование на ЭВН для выяснения аакоиомсгностей изнепенил иетаковзрывоопасностн различных технологий падения горных работ ;

-натурные шахтные наблюдения для у становления пагаматроп колебании расходов воздуха, концентраций. надежности контрольных систен,

Оснозице научные положения , вшюсинне на залшту :

- для численного описания пзайноотьотения "человек-.иахтнал среда" необходимо исходить из системного представления понятия безопасности как одного из наиболее существенных свойств производственных систем;

- количественная связь паказателя травматизма с параметрами, характеризующими потенциально опасные явления в тахте и пространственное распределение люден и горных выработках, представляется в виде степенной функции;

- опенку, вероятности возникновения взрывоопасной концентра-дин нетала следует осуществлять с использованием асимптотических законов э. Гумбеля: при коэффициентах вариации дебнтов оозд>ха менее о, 3 - аервнй предельный закон, п остальных случаях - второй;

- для количественной опенки и моделирования нетаневзрыво-опасности технологических систен предложен рзсчетно-зналтичес-кий метод, базирующейся на решении Функция, отображающих взаимодействие стохастических процессов появления событий загазонаний, отказов контрольных систем и возникновения воспламенивших агентов;

- Факторы, илияшие на аеличину метаноизгипоопасности при вроседениии подготовительимх шпмботок и очистной пыемке, но сте-iienii их влияния раижируютен и оюлуюшей ьоследонательности: технология шсн"и угля. мотаноо;>илы;ость забоя, эффективность контроля метан,;, нсророныо уропми конн'нгпмпий метана при срабатывании понтроиын« uicich;

при декомнозинии и ^нчтезе технологических систем и ка-честш? критерия оптимизации >-л-:ду^т принимать HOKiaaieAi. mu'iim.kbii .)í'jcí:tiii!ii'.h"ut при ограничен««): но фа к гору метано»:: puiw он.юнсст xjp.irTt'i изушиине i предельными уровнями «ерсятиостей

büciinimi'im'iiidi iii't.iii.i и чепчик- едногс гола: dxíO's дли очистного

', -&

забоя, 1,,'xlü лл i но/осп щтлы'ы о забои, í'.xio - для выемочного участка

■достоверности научни:: ийлохпшй И ...^ещундаций базируется

на- удоши; твори го1ьиои сходимости теоретическая и статистических закономерности распределения по 310 случаям взрывов метана на тактах различиях бассейиол страои и за рубежам:

- мспоямоватш известиях статистических методов обработки и оценки /;овера". льиостг результатов иактпык экспериментов и иазлше пня при' исследовании гтзодишшкчееккх параметров вахтной атиосФеги (44 статистических рядов) и надежности контрольные систем:

■ • - соответствии р&аультатоп численного моделирования метано-взрцвооиасности с результатами статистического анализа цзршоо кета-нэ на вахтах и оценочными данными, полученными другими ¿итогами и методами;

• использовании апробировании-. нетолов . теорий вероятностей, массового обслуживания, напевности, математической статистики к т. я.

- практикой применении расчетно-аналитических методов при ш-. полпенни диндонпык шюектов студентами вузов.

Научная новизна работы :

- установлена функциональная зависимость показателей . травматизма и производственной система от параметров. характеризующих пространственное распределение людей в системе к опасность окружэ-ошен человека сре/ш. отлкчачхизяся возможностью прогнозирования состояния безопасности и производственных системах;

■ предложены к обоснованы максимальные расчетные уровни иет«-новзривоопасности для технологические систем и тахт ,в пелои, обеспечивающих нипкмаяыю возможный риск травмирования при взрывам ие-тана;

- разработана "математическая модель тактной атмосФеги. которая содержит параметры, характеризующие стохастические свойства дебатов нетана и раскола воздух." отличзшаяся использованием© дли вычисления вероятности загазования асимптотических распределен»! ((экстремальных концентраций;

- получена количественная связь вероятности воспламенения ке-тана с параметрами стохастических процессов реализации событий появления -.жстремальных коп центра кие. и воспламеняющих' агентов, отли ■ чаюиаяся теи. что учигизается оздективносп. контрольно унрашшмяих систем различного типа!

разработана инженерная методика Расчета ист.шоюмлгооиас• кости технологических систем, (мзируикияе»! на иснольчип.нн'и и.'ход них параметров производственна* процессов;

установлены закономерности нлнинич сио-обон ¡'.онтг-а;» кикт »■>>Н атмосферы па Формирование взгшюонапК'й енгуаиии ;

- выявлены закономерности изменения метановзрывоопаснооти с

увеличенном ггпообкльностн забое» рри раз«гягах технологиях продления горных выработок и очистной шенки:

i - разработан метод синтеза технологий разработки пла tn угля, отяичаиштйсч использование и и качестве критериев огл'инизанш: r.oi -аателей экономической эффективности и метзпопзрнвеоиаспости.

ÍÜ:¿iá.'i_¿ii2X.2£S. заключается в:

- теоретическом обосновании методического подхода к »ес:ен:«о задач количественной опенки безопасности человека, базирующегося нч Формализованном аиаплзэ Функнио:»игопашм системн "человек-среда". и использовании его для разработки математической поделч травмзтизна, отобгахзшей шаилоспяпь показателей безопасос-ш системы с параметрами, харзктегезуикини опасность производственной среш;

- установлении закономерностей распределения ко:шепт?аш:й метана по верэятчостнм и влияние но них абсогоггичх средни?, величин дебитов метана и воздуха и показателей их колеблемости, составлявши основу для стохастического моделирований шахтьой атмосферы л определения вероятностен появления взрыноопзеная коняентгащь";

- теоретическом обосновании и разработке коделей метаьовзш-воопасиостн на основе закономерностей взаимодействия вероятностных процессов реализации собатяй появления опасных кончептраш'й ус тана а посплзненяших агентов при различны? алгоритмах сгпбагчьапия систем, контролирующих атмосферу;

- и разработке инзенэгпой методики и программных срсдстг« для аналитической сценки метаноззрывоопасности технологических систем;

- н установлении закономерностей изменения показателей нета-новзравоопасности при проведении горизонтальных еуработок и очистной выонке на газоносных пластая с испоиьзопаиион различил;; вариантов буровзридной и механизированной еыомки yt ля;

- исследовании ютишия на уровень нетаноБЬРывоопгеиости вага -петров эффективности контроля шахтной атлосФзрч, н топ число и нормативных (значений пороговых концентраций:

- постановке и решении задачи оптимизации толюлогич^скяя систон нз сетевых иоделяк с учетом показателей моганоьзрывоегас ности;

практическое значение работа состоят u toi,, что подуч.>.нше результата исследовлпиЛ позволяют :

- определять необходимые уровни безопасности пронзгюдстпет.ой среда; в зависимости от 1Росуомого уровня Сезокасиости чллсье;:а в производственной систене ;

- используя Физические и статистические сагаиотры газовоздул-нцх потоком, вычислять вероятности появления 1;оп.';онтрапий нетаиз. превышающих пороговые значения ;

б

- проводить расчет вентиляций выработок шахты с заданной надежности проветривания ;

- определять эффективность различных способов контроля сояер--чиия метана 0 шлятаой атмосфере и алгоритмов срабатывания автоматических контрольных слстск;

• прогнозировать метанопзрывоопасиость при пршенекиии различны* технологий разработки угольных пластос и определять оптимальные. с позиций безопасности технологические пропессы К их вара • нетры;

- оштезирочать технологические системы и находить из mis экономически наиболее эффективные и бсзогапше б . отжхяейии воспламенений метана ;

- использовать количественные опенки ' кетаноззрнвоопасисстй для обоснования прогкткых ь организаниэнно-управленческня pesefmfü

- оаеикзать уровень безопасности на действующий предприятий и использовать полученную ннформагсиг в страховом тип.

реализация работы. Результаты вывел! iei¡i:ux исследований ип-воаьзовлнн яри р^работке:

-прогнозов: • Генеральная перспектива развития угольной, промышленности в облзсти добычи и транспортирования угл- гидравлическим способом на ivso-i570r. г.* нзгчно - технический прогноз Разни-гидравлической добычи угли в 1970- 1990г. г. *. "Оптимизация тек нологнческик г~ен отработки выеночиык полей в условия» вакт cono гого падгчия ПО "Едкузбассугояь";

-норнативно-тегпических методик я пакетов программ: 'Руководство но кодкчеотзенной опенке нетановзрывоопаспоеги технологических систем в условиях Кузбасса". *Алгоритму и программы расчета и азтонатлзиро ванного контроля нетановпръшоог.зсности текпологичес -ких систсм" ¿приняты для использования п ива НО Сжкузбассуголь и Пюкопьенскуголь). "Алгоритма и накет программ диагностированип и ьрогкозировании концентраций метана на вьеионком участке" (реализована на шахте "Алагда" ло "Кузнопкуголь");

-методических указании и гчебных пособий, искользуекнк при подготовке и повйшгнни квалификации горных ипяснеров в, Споки. HITV, ИПК : "Методические указания к нынолнешго расчета метаиоиз-рнвоопасноста шактння тсхноногичеаам снстри* < 1976,1Уа5i. "Опенка метаиосзгыиоопзснэсти уголышя ша&т* (199?.).

Научные положения. идеи, результата исследований иснольгова на при постановке нового учебного кургл "Чрезвычайные ситуации и безопасность челосека" в Сибирском металлургическом институте (19 9с.).

Теории, алгоритмы. метода, разгаботаниче при исследовании стохастических свойств шахпгоА атмосферу, послужили методической

основой для выполнении комплекса работ по изучении загрязненности атмосферы городов Юга Кузбасса вредными вегаествами. Результаты исследований шслючгпы а "ТЭО зашиты окпухапшей среды г. Новокузнецка" (1983, ¡990,199í).

Апробаапя работы. Основные положения диссертации дош.а,'.ыла лнсь и обсуждались яа а-й Всесоюзной конференция "Ша*та будущего" {Новосибирск. 1973г.), на Яеесоюзной научно-токнической ио*а/зоп ской конференции по оптимизации технологическик процессов и контро лю ( Посква, 1971 г. i, Республиканской конференции по интенсификации разработки угольник месторождении южного Кузбасса ( Новокузнецк, 197'1 г.!,на 7-н Всесоюзной сенинаре "Оптимизация горних работ"(Новосибирск. 1987). нл семинаре "Гидрошахту нового . уровня" (Новокузнецк, 1988), из конференции "Проблемы промышленной экологии и безопасности" (Севастополь, 1992!. на Региональной научно-практической конференции {г. Новокузнецк, 199С< р.), на Всесоюзной конференции "Социальиоэкоионлческие дроблены достижения коренного перелома в эффективности развития производитедыши сил Кузбасса" (Кемерово,19ббг. ), на Первом сьезде специалистов по безопасности деятельности человека (С. Петербург, 199?. г.). на семинарах заведующих каФедрамн охрани труда (Ленинград, Москва. Новосибирск, Кемерово 193Г, 1987.1990,1991. 1993 1994г. г, ). на семпна рая и технических совещаниях: кафедры ЛОТ НГИ.отдела кгд со АН СССР, ЯГД ин, А. А. скочинского, ИРТН АН УССР, кузНйУН, líocTlWH. секции Ученого сонета ВНйШТдаоуредь, Ученого совета горнего Факультета Си-зНЯ, ШЗЦ и/о "Южкузбасс/гсль".

Публикации. Осиошше положения диссертации опубликованы в 41 работе, и т. ч. двух монографиях.

Структура и объем работа. Диссертация состоит- из ъиедегшк. 5 разделов, заключения, списка литературы из ¿-'17 наименовании и се дор-тит 365стр. машинописного текста. 05 рисунков, 14 таблиц, и лрнлод.

Диссертация выполнялась на основании исследоганип. проведен выя в СнбНИ. ПНИйГидгоуголь, на шпатах концерна "Кузношсугсяь" и 1110 *ПРокопьеискгидроУго.;ь".

Автор виражает глубокую благодарность коллективам ка^едг окрапы труда и рудничной вентиляции, подземной гидредобычи сябьш. 'Шститутов ВПИИГидроуго.п., ПостШШ. лаборатории систем разработки ИГЛ СО РАИ , ИНК к'оннгл'на "Кузисцкуголь". кафедры "Аэрология, охрана труда и лгироди" КузГТУ. такт Кузбасса за оказашшз помоги-

Г-СНОШОЮ СОДЕРЖАНИЕ РА кота

Взрывы метана остаются одной из катастрофических опасностей на угольных тактах. Особенно возросло число взрывов за последние

в

годы. Почти 2/3 из них произошло в Кузбассе. В пересчете на l млп. т годы. Почти г/3 из них произошло' в Кузбассе. В пересчете на 1 нлп. т угля здесь наблюдается тенденция возрастания частоты взрывов нетана. Особенно велика частота аварий в Прокопьеско-кисеяевском райоио. Ö 199;г. здесь зарегистрировано ю взрывов, в 1993г.- в. Увеличиваете!; число катастро4лческих взрывов. За период с 1971 г, по 1993г. уделышй бос вспышек и вз;ыеов метана я пылц от общего количества' воспламенении розяое с 1С до 60'/,

Педик и травматизм, особенно тяжелый и смертельный. КоэФФшш-енг частоты смертельного травматизма по причине "взрыв метана л ныли* составил по шактам России о. ь а в пересчете «а 1 нлн. добычи и, 14. per "вцаа причина высого уровня нетзновзривоопасности российских шахт - их значительная метаиообилыюсть. в Кузбассе за период с 1970г. во 1993г. число сперхкатегорных шахт возросло с 42 «о 60'А Соответственно увеличилась и частота Ззгазоааний выработок с 0,3 до 1,5 событий на оипу выработку. Все это говорит о том. что проблема иетзноззрыаоопасноста остается одной из актуальнейших проблем безо аасиости при нодзенной добыче угля.

В ревение задач профилактики взрывов «стана фундаментальная роль дршшдиежиг научный тудзм А. л, Скочиискогэ. В. Б. Комарова. Ф. л. Абрамова. А. И. ксеиоФоцтовой. В. $1. Воронина и их ученикоп. В последующей лроблоиы нетаноной опасности и безопасности труда в угольных »актах получили развитие с работах л. т. Лйруни, и. К. Пу -сыгйна. в. И. Вы^егханина, В.Г.Агишева, С.П.Казакова. Е. Ф. Карпова,

A.A. Кайнакова. Б. л колмакова. Ф. С. Клебанова. Л. Е. Красиоштейиа. )1. ф. Кременчуокого, н. Г. Натпиеико, И. И. Медведева. А. А. Нясиикова,

B. К. Курагпева, Н. В. Ножкина. С. И, осипова. В. А, Ветрепко. Л. А. Пучков;, Г, К. Полякова, В. И. Пузырена, Г. И. Гаэгидьдеева. В. и. Седова.

В. А. Сатарова. н.в.Се.;»геева Б.Г.Тарасова, Р. П. т.шл. к. 3. Ушакова, К. А. Фролова, с. Цоя. о. и. Чернова, Л Л. Шевченко. Я. и. Шередекипа. О. А. Ярнеьа и многих других.

Работами .ггид ученых созданы научный исцс^ы пгоекчш звания вситлкиии шахт, заложен фундамент теории 1 > дшг.них взр'.яюбезонас шх электрических систен. исследованы зако11омгп1.,.;тй истаиош/дело ния.разработаны методы математического описания газодинамических процессов, реализованы идеи аитонатизигов.итого коп рол» и упгап лепкя вентиляцией ntixг, разработаны мгто/u. оерьби с газолшимичес «сими явлониини.

Вместе с тем, на определенном этане paui нпы п 1Ук;; мет.шо воi; опасности сформировалось понимание необходимости оценки пгоек тных и упраиловочекг.х решений по строгим чис ленным критериям безо аасиости. На это. » частности, указывая ф. С. Клебаноп, отмечай, что опенку результатов исследований и решений и области вентшишии шахт следует характеризовать коли1. Чтвешшни параметрами, вира» издыни

непосредственно степень вэрывоопе»сш>стн пахт. к работах Б. г. тапасо ва. Л. Я Пшнельшейна, л Ф. аазлова и др были внся пче рсалпзоиата эти клеи. Очешш меганоззрыноопасности в них базировались на гетроспективной статистике вз-ъпов газа п шахтах. Такого рода опен ки. конечно., имеют важное значение р качестве характеристик Файи ческого состояния безопасность но в силу ограниченности дашшх они имеют ограниченную область применения при анализе иетаповзрксо опасности технология. Данное обстоятельство стимулироззло Разпктпс аналитических методов оаешш ' опасностей нроязлення авагШшух ентуавий. Этим исследования» посвяиеча ¿(^стоялая гаъота. В таком но плане решается задача оиеики рсруятностсП восилдненет.я нетано пыпепоздушшх смесей, излохонггчл а пуоликаниях л. д. Кяснпкова. С. Я. Старко«а. Е. й. Чикгпова, В, И. Панаева, А Н, Херелекияа и др.

Все это и определило цель, клео и задачи реФеркгуемой работа. В разделе 1 диссертапии дается Формализованное о торкинак теории систек описание отношения "человек среда*. Сеч причинно следственная несь взаимодействии в такого' рода системе оиисыпаетса выражением '

>Ха>->У3) >Хс)->?с. . Я)

где ?с - зыхоачое состояние срады; Хе - множество рознуйоний. ' ив • питанаемых средой- X 3 ■ нподестпа воздействий. исгштааасных чело-зе&он со стсрош) округхаюаей. среды; -множество выходок состояний среды; Тс способ (алгоритм! отображения средой п хедик ¡с с?сголяки ,в выходные; Тл - психофизические сгойствз челепекз: Ясз, ^„^ простгапствепно-зреиекная структпэ система.

Пель функпиенкрования системы "челог-ск-с-рвда" задается па ииохесчпе еып.м{шх состояний"сгод« Тс как некоторое подмножества Усм ьткх состояний. При этом пакльдшкштся определешшс огяани чепчя. з том числе связанные с безопасность*} человека . ачопировакие систем« целенааРЭРле:мо и безопасно . гели траектория поведения систему преходит через область . У^Л Уеч . т. е.

Тс (хсч:КлТэ я^)« 1св А 7ец 12)

Выполнение усло1мя (?.) при п :п:кллг ^упинлзпироп'ния системы является показателен ее устойчивости Отсюда следует, что бсзрпас кость - свойство гстоГ¡чнпогъ гавногеаш системы * юлозек-средд". определявшее степень объективной поэнохностн резпьзгпии отношения (2). Безопасность - понятие системное. Оно не яилпется атрибутом лтд> человека или ого кнешнегс окружения - з-.о качсстпенное свойство систем.) и целом ,

Прининам со знинакис случавши характер щсисссоа. рпрелеля*" ших свойства бе-опасност человек':, наиболее т^'.силсиой норой шт описании лого свойства нявяется математическая пороятность, в такой иосталсгк* безопасность определяется как се»ояглссть того, что

за иромя 'I пребывания человека с данной системе не произойдет нарушений жизненных параметров его организма вследствие неблагоприятного возлеИстиия срсды. р вероятностном снысле безопасность пс но -гет Стп> абсолютной, онз может быть лишь весьма близкой к единице.

Вероятностные харакгсриспсси безопасности не должны истоякс-нываться статистически, как частости событий,они имеет смысл лишь некоторый количественных 'мор.

Раздел £ посвядсн разработке математической модели безопасности производственной системы. Рс-тсике задачи численного описания. функции безопасноеги базируется на представлении производственной системы в ыидэ г.ондептуальисй модели. состошаоА из пространства опасных с обитай и пространства. отображающего распределение людей в системе. Свойства производственной среды Ьйражаются через показатели интенсивно--ти и иоиности опасных событий- а обобщенны? пси ¡«Физиологические свойства людей - через параметры, карактертгю йих расигслслсггкс их в прсстранстье системы. ' Пги этом структура систем численно ножст быть выгаугиа степенью корреляции этих д::ух

(¿гостраистб, , . '

Но природа и функциональной с рос Я сущности опасные, явления могут быть вполне д^те»минировании .сак 1? пространство, так и во нгенеии {движущиеся мапинн и механизмы), другие проявляются е случайные нокс-иты времени, поэтому статистические законы распрсделе нки опасных событий различного типа не олииакопы. . Госгламенсиил к взрывы метана по цригоде сгоей - события '>-*Учэйпые во пгемени. На основании исслс1лО!?.иый статиста« воспламенении метана в разничиых угледоб .ваших басгейнак. а также в полон ил ша~так страны устлиов-деп йксиокевпнлльнии карайте? распределений шттервплоп времени кегду событиями воспламенений. а как известно, соответствует иуассоповскоиу закону распределения санич собзтий.

Другой кгрркт«рныи оарлнотр аоспланииепий метана величина зоны иагакашего яойстзия- также аийроксииит'уется согласно экспоненциальному закон;'. Аналогичные зэкеин рдсиге пения характерны также для разиг.роа зол погаяпюшего действия крупны): техиос^гныл ао^ап иного типа (химические пзрыен иагсонх облаков, разлиты хлора. ;димкэка и т.д.).

4УНКГИСнотами связь между епаспостпыни свойства»« производствен?. й среды и безопасность» людей, ш,олиших в систему, в обгон мши- прс-дс,',аш.яетсл икгажениси

где 1'П) -- в^роятаегть тгавкаровапия ровно т человек;

Нг) - плотность распределения иошьостсй опасных событий, Г (г)- црсстраистве^ла» плотность гасяреаеления далей в -вроиз-

родственной системе,

Пр>' пуасеоиовсюм V (г) и экспоненциальном Яг) вероятность Травмирования ровно m челоьек я случае реализации опасного события составит рт

р . . J.------f rt j

рди p*^-- коэффициент трзвиатичности опасного события;

f т

JH - пагаметр пространственного распределения людей в системе:

■) величина, обратная средней величине зоны нср.^жашего действия опасного события.

Соответственно, если и производственной сгеде возникнет оиас сое явление, то вероятность того, что при этом не произойдет ни одного случая травмирования составит

1

.............<5)

m'° i t- j*

Из нигадений си.(s) видно, что при проявлении кгупнонаситаб . них опасных явлений (катастроф, аварий» групповые несчастные случаи практически столь же вероятны, что и одиночные, с увеличением концентрации людей в производственной системе вероятность возникновения несчастного случая возрастает но закону, близкому г гипегболе.

графическая аппроксимация статических вероятностей числа пострадавши пни взрывам метана на шахтах Кузбасса, б. СССР, CJA показали удовлетворительную сходимость с теоретическим распг-едеде ииеи (4).

Найдена также Функциональная зависимость бсзопзснссти пгоиз всдственний систсны от интенсивности возникновения о'.аснич событий Пуссонсвского типа, например, взрывов метиа. которая имеет вид

(t) = expi vP i), (б>

о т>э

где v интенсивность ^обитай гсалипании опасных явленна.

Безопасность экспоненциальная функция времени.

Приведенная зависимость даст хорошую сходимость со ст'ггичес кини вероятностнми тгаищгоиаии i не только при пзрьшах метана, «о и ири возлепстаии других 'опасных явлений и шахтах, а также чги ш которых техногенных авагияк.

I) диссертации оСсужпаетси та::же вопрос предельных утопией iu таиовзгыноонаспости.

В практике он-щиигьгши надежное™ систем, откаэп которых соя запы с возможным тринмирсваниен людей. получил наибольшее распространение принцип достигнутого уровня безопасности, обесие

' ' - 1 ' • 1

чипаеиого совгенелшми прогрессивными техническими решениями.

В диссертации аналогичный пришшп применен длг. определения предельных уровней нотановзрывоопаспоста, которые имеют следушие часлсгкше значения за 1 год функционирования тачнологических сис • тем для пахт свсгчжатегорннх: в '¿чистнон забое • 6 к 10*''; в подготовительном забое ь'2 х Ю**; и еиемочном соде - 2 х Этик пороговый урс внян Нетаноззгивоодгснссти соответствуют еяедуипие

наксинаяыше уровни риска за 1 час пребывания в шахтной системе :

-à -т

очистной забой - 5 к 10 . подготовительный забой - t х 10 .гагхта в

цолон - 1/5 Я ю" .

Опасное соенгие генерируется в результате совместной к сдиов-ренещк реализации нескольких неопасных событий низшего иерархи-чес кого4 уровня, развивающихся по цепной схеме. В свою очередь, эти собития-т'оыигствэшшки возникает в результате сочетания других элементарных факторов и т. д. Выстраивается разветвленное дерево событий в вершине котогого опасное явление, а ветви представляют последовательности событий и состояний. Ьриводяших к воышеновених» головного, Используя дерево событий, представляется позможним вое производить весьма редкие собития иа основе ьопелировация цересече ния массовых пгопессои ниаясго иерархического уровня.

Последовательность событий воспламенений метана образуется, как результат взаниодсйстзия случайных процессов загазоваш-.й. воз • ншеиосепии воспламеняющих агентов и отказов контрольно блокиговоч шх систем. Поэтому изучение и выявление исроятностных характеристик зтих трех продессов и жздяетса методяи CKof основой исследования метановзрыьоопасиостя шахтных систем.

вероятность появления взрывоопасной понт.итрапии метана п об

ье* виде определяется решением вшаженич

rf Щ

- Гч»«1

где -плотпость распределения систему случайных величин: те

кушх значений концентра.нш метана ^ взгииооиаеиих концентра

При ул Jet. это выражение принимает форму 'Ima*

fi2>'ln) ' i l'l)al' ГЬ

и задача, тлкич образом, сводится к у.' т щопп нш закон1, lacuren.' леьия чсРоитиостсй конце" гганий метан.; J ( ) .

Принимая во внимание то обст^ятельстио. что концентрация ме тана - Фуикпич лиу> случайных аргументов : дебета метана и расхода воздуха, интегральная г. дифференциальная функции распределении

концентраций нсггг б;лть представлены в парапетах распределений количеств к с тая а и воздуха соответственно как

7?

7iV J j £a,fI,dld4 !5)

и

{( ) - / <Tf И^ЛМЧ. <10)

где 1.ч - абсолютные значения дебитсв t,стаза и лоьдуха.

Исследованиями Vüaicoen К. 3.. • ■ о^япоал с. V.. Пнгидл Г. Л. и zp азторов установлено- что в большинство случтев дебита метана гас ti-_ ределяются в соответствии с нориэяышн закоаои. одиако оставалось неясным. я каких условиях выполняется гта сходимость.

.Ограниченность значений нетгнопрнтока слева дает qcuonaune считать, что рспрепелеиио дебитор метана может бить jjffib усечен цан. Ясслглованис 102 статистически?: рисов зиачеш'й метанопгитокз получениях па различных шахтах Кузбасса, йолтвердило этот вывод-

Дисперсия re битов нетана для усэчошого' цорналытого распределения понижается ко прямо пр.опорггаол<шпо унекьасни» с ге дней веял * чина дебита, аозтоиу сиижмчге средних иетанопритоков приводит « возрастанию коэффициента варианич этих значений. При этой поля«* аорнальноо. распределение траисфоркирггтсл в усеченное и "затеи- ' в-эксголешшалыюс. в евпзн с отьечешшн. полни« норнлльпнЯ за;юп целесообгазио пгиченчть для авпроксииашш нетлнопритокоп свыше 3-3 н'/гош. или при котффшшентак з'зриаггеи до о, 3; усеченное ног надвое распредели /е яучпуг сходимость дает яри небита'? метана, я3 /мкп, или 'коэФФгкиептлг. вагиацуи о,3-0.9 ; для яг токов менее о, 5 и'/чш. или коэффициентах гагиаиии более о, 9 . дебьти кетэвд нот гыть апрроксинигопапн зкепоненаиальнш распределением.

диалогичные закономерности свойственны и лля лсби^ов вэь'дука. Распределение концентраций f(l) пак Фупкиия па^аметрои усеченных нормальных распределений метаиопгитоков и расходов son духа имеет вид

6 if - е

Г И) ' __;____.■...:. —. еЛ ; (11)

L £ \Гя-А (* - гг) A 6¿ 6л

1.1 г 6\- -

....

¿(i - Г) G'i

С -

П1,

-4 ¿ГГц иц 6; ^<¿<5/

...... " '

¿(i - г' Кб,

1'

1 <$l m¿ - 2.6¿ (i m<¡ *■ mi)+ m^l

Анализ статистических распределений кокаентраиий показал удовлетворительную сходимость с распределение«.

На основании тлорркы о числовых гарактеристикак. установлено, что натеиатичсасие ожидания к коэффициенты вагилаки относительных в»г., v^ и абсолютных зилчеиий иетаносодерхакйд и дебатов создухл ш, k v* связана соотношениями

mí \

ЛЛ " 1 V* : r'VV- tl2>

? '-г^-гягг*

где г - коэффициент корреляции дебигов метана и воздуха. Отекла следует, что математическое ожидание концентраций иетйна «П» не равно отношен»ао м-атукатпческих ожиданий абсолютного метааош'и-тока и дебита воздуха стеиеиь колеблемости концентрация метана v, не. тождественна коэффициенту вариации абсолютных значений не талошлтока v¿ . это озн?чает. что использование показателен иеп;»в HQHoPtíoi-TJt концентраций вместо козНипнентов колеблеиостл абсолют ных значений дебитоп метана непразомерцо.

На основании законов распределения концентраций метала (91. U1). являвшимися стохастическими иедиший шахтной атмосферы, представляется возможным опсаииать неузягизсти превышения еорсго-вых уровней кониснтракий, используя в качестое и-ходшх данных абсолютное cpfe/шие значения газосодержания и pacEv.us воздуха и пара метгы. хагаютгизяйяше нсрашюмеряость нетаиовоздушых потоков, с цел„» облегчения этой задачи разработаны стандартные проггаммы расчета вероятностей зага:..-аагтя для ОБИ.

исследованы закономерности загазовачкя и зависимости от пара нетрой метаиупоздуззый hotokoí,. Вкчснено. что колеблемое-: ь дгбитоп воздуха ог зыв.»ет Солее '.-лагственпос влияние на BoroiiTiivci ь пга зовзиия, чем iicpauioncPHocTu метаноюлелсиия. Эта разница упеличи вается по мере уменьшения среднего содержания метана и козффнциен-'¿-'1 koí-роляцин между гелачннаки нетапопритока и pací..да воздуха.

Имеете с тем, на снижение вероятности загазосания оолее существенное влияние оказывает уменьшение метанонритэка, позади аналогично; увеличение количества воздуха.

По миогил случаях сгедгяя конпептрэиия метана значительно пи же взрывоопасного уровня и решение задачи опенки в«ропгиостц появления опасного зпаяепия коппентгаюш по их исходным р;.сг:рсдс лелиян сильно затрудняется, точность сш:жаетсг.. Прокяеьа упрощается. если а качестве лсдиптегрзльиой функции в (8) исполгзуечся распределение экстромзлпшх копцент.-апкй.

Показано, что £ распределение коч^енггапия обладает

двойственными свойствами; при малик кэзФФшшептть вагиания доЛлтоя воздуха и выполнении условия £ п^мальные

концентрации удовлетворительно выменивайте й I асимптотические законом э. Гумбеля вида

у ■ л : 2„ -и». - (15;

При значительных колебаниях расхода воздуха о, 3 экстремали;; концентрации распределяется согласно п предельному закону вида

Ф. С 7 ; • е::г { - ( м ]. по)

г о 1 у ъу. ' 1

И-1

которое требует выполнения условия Ига £ {7 > *?

7 - распроделеяис удовлетворяет этому услов'.ао при

О • о>2 {¿X и к -

Приведении.» леимптотияеекие распределения ионнеитрачий не за висят от исходных распрслепий и ото позволяет нс^ол)зевать и;, длл широкого круга условий.

С раооте покапаны практические хримсры выравнивания статис т» четких рядов экстремальные кеннеитглиий ио.тедстпоч жгтгег.лль По веюятпостаых коордьнапшх сй ;о:;, |,аспт,1бш>оилш;ы:: с соотн т.-тшш с тек ила иным шсдельным заклюй.

Разработаны ггаФн юскни и аналитический методы определенна зегоктностсП заг 13!Ч!.ши',1 ¡юсрел'-тиог. продельных рлснгг.ччюнпй.

/.пллитичеекг.г. спосов 1 асчет.. п'гощиоете.й эагазигорапия осио (иа.Л'ТСЯ на пгнм.'ненш. ш с-дглыьл: Функннй га.-згслгл^ппи гач; пещрлиш''. |-'ЦС|НМ 1!.)]-ам:"п>о» осуществляется по формулам

\/ы. 0,78:; ; « ■ ^ - О. ;

£ .

" ^ Г"" 1

>j = vru - l/к); l » & - ^---"U m

Ы I" Hf-l)

где - cpo/шяя максимальная концентрация; а - среднее квад ратнчсскос отклонен« экстремальных кончеигганнй: V. К . - парапет гы ггспгеделсшт, ГШ ганма Функции.

Концентрации метана iu-сгстасляст собой случайную функций ш>е-ксии ^ it)'и событие ззггзоиашш есть собттю превышения этой функцией порогового уровнз 2 г • Интервалы времени, п течение которых концентрация метана по пгсвышаст опасного уровня, и периоды зага; эооипин'^бглзуэт случайную последовательность. облздашур магковс кимн свойствами. На этой основании вероятность загазования нолет тть ворожела как Фттм времени

л, л, -¡u.vK

Pit) = ............ - - - - -»ХР J (18'

л,«-/« U.+JH, '

где - интенсивность эатазований; J4* ■ величина, обратная средней длительности и загаэопаиия;

. Как показали исследования лиагганм концентраций метана.за-иисаинкх автоматами ЛКН- вероятность загазопания может считаться независимей от текущей координаты кремеаи через интервал, ранний 3-4 тлителышетьк загазовэния. так, для пороговый концентраций ■ шггервал сходимости составляет 3 а часов, для -ЯХ от 0,75 до ч часов. Для взрывоопасных концентраций интервал ¡-ходимости уменьшается до чегкольклг минут.

Для устаиопившсгосн режим i t-юо жгчогпнк'и. эиглзомшы достаточно точно определимте я нсюнсняшеЛии ча^тю функции (1С), называемой козФФиииеитон загаз-ямшюсти

•it

. П'П

r л, »ум,

Связь коэффициента эа)азоианностн с imivr?«ifimu<ft '.ушецией экстремальных конкелтгаций осушее грдяот.м -гь-ж ii ¡иуди

где t период кнлптоваиия функции '/ (( )

Разработаны методы определения средних длительностей загазо нация и интервалов между ними. Дли нормального процесса у (t)

ути параметры рассчитывается по формулой :

ñ б,

с

L

■ l i i i

л, ■ i, ju

где ■• частота выброса Фэтисшш £ (t) дал средшдм :шаче!!1»сп

концентратаи ' ^ ; vt, /0¡ 05-0.15/; , &.¿ ~ срсднес кзадраткчг'ское отхлопеш"? конго;.тглцлй.

Исследование Фактических длите чья >тгсй b;¿3pocod кечшечтраа'й! метана доказало, что в некоторых случайх средние длительности за-ггзоваияя для больших коццептрзгшй ног/т провосуодить средние дйк-тельпостч тобросо:: над недыпиш по^огэгига урошяки. однако ой-HaptiaH длитол'.н^сть пибгогов дпл болышг кончентр-ший нетаи? всегда лсиьяго гнал^гичногс ноказа-тсля гля неньгаих конпектрапий.

■ л разделе 3 разгабогаиы етсхаст г.сские модели нстанопзрнпоо 'ялсностй ддя газличпых игточгтеов чоепдамечяаднх аггптов.

Яси -льаУя кетолы теории кзесоього оеслую.агцнг.. и."?еле)ш ana литич^сюю зависимости, позволяли..' рассчитывать вероятности воспламенения кетанз при разлшпвх глгоритьак ерзбатыезп»: контрольних систем. : ' .- ;'". ; <

При случайном характере шпрогоо коидеитпдлч над nopoivn:« уригчек р. пуассоиовсг.ом "т.пе соСитчй иозп'/кношмшн погпллнсиянглх агента? мгтзиовзгыьоа.асчость шахтной системы "¿¡az гьал атносфрра источшп; воспламеняющих агегтов" описывается утап:гсниимк

5

■ ГШ 1 ^«tiíi-a.c^^c^4^, Pp(f) ^ tiin (u,t CJ,t,

где l. интенсивность восплзмешети;: чг м'тов ¡ J»a яа тснсишю.с.ть -¡отухлигл носпяамешнсы?;' агслп'ов.

Из 3с' кгаткспхс!;'ццо^гл действия ^ооупни.яиачх .arcirvon пг'огосс их пониш: >hpihhi нохет считаться точсфшн. Г тген •'«ча^

функиия всроятностм 1jhot сил

ХсЗ

: ■■<> ) (2»)

о, - > '

- а, у«.)-^,* ^^ )*

это есть вероятность отсутствия восгламенения нетана в момент преиспи I . Лириорпая яе истоячность отсутствия воспламенений иетгна га пе1>нод времени' Т енре/елчзтеи уыражсииеи

реп - е

При фушшчогкроиалш-, шахтных технологических сиг ген ¡ззеьна значительную »оль играют г.оют олыще пгодессы. вносящие сознлаешш ва вза»шо,\с{гстЕИ1. процессов загазопааи?. и возникновения восплане-ни!сга;*х г>'с!ггоз. Ра".работг.:ы :тсхасл!'.ч:скче нодеяк метгнсьзрипо опасности при конт^олыш^ шччч^сзх тиуа пассыпих блокировок П.алример, взр.'зозлаигпие о "Зо почка). блокировок избирательного дейстгия. откгсчатия (Зб"ек'л~ дсточники ¿изезлакеняющих агентов при появлении иор^говог? урои'Я «очцвитр^еии метана шапгимер, автоматические газ^иллигатоги). к*шголы.ня э-ьснангов. оОсяужигаг.-вих вектичяаиивкие системы поиском сплсшх коняги градий С"1зЬж.рп»кк) ;1з5е*йость' сист;№' д.¡я указании:: «овтрстьно-5локкрок очных , процессов оиисып^«: Г''я соотвгтс1ьенно функциями:

? (Т) - е::р[- г!,Л. ] ; с^,

(гт,

- Л, . . ■

где - - интенсивность отказов блогасров'ч: па'геиь.юго тина; //'/' средняя длительность стпаг-,1 контрольного элемент .г, . чктота опообс злшга рудьичпоЬ а-пссусрц на содержание метана гиг дискретном гнпо коптголч.

К ;следована зависимость неганорзгыгоопзсноста от типг и кз «гслзешмх у<1р<ла^р:(стик контроля пактов атмосферы.

Из ос.гиьа;г:з: экспериментальны:!: исслсяошшлй установлено. что

средние частота опробсвашш шахтной атмосФсгы "газоиершпсани" составляет1. в лодготозитель.шх забоях пыгаботок ис свшгс о, 33 час . з очиспшу забоях - 0.39 час"'. При таких га^анетрзк дискретного контроля шахтной атмосферы обнаруживается не более 10-20'/ ' злгазо взний. Чтобы обнаружить хотя бы подоптшу ьсса загазовапий.-*; замети па че'тан должны производиться не реже, чем через Ю-:г шш.

Вероятность обнаружения выброса экстремальной концентрация нетана определяется из выражения

0,4 6-,

Р : .........- - (28!

Яэучеиио опыта глезплгатапии непрегутшой автоматической газовой заяшты типа Л5Ш па пахтах южного Кузбассе показало, что пэдех йость. автоматической контрольной сисг?ми г оставляет 0,55-0,93. Нерасотоспососиоз сосояиле ЛГЗ оогславлнпао"си отключение« электрозчерпш па захте иди участке, псисправностяки аппаратуру, поправильней установкой датчиков. Ллит.?л1чости отказов изменяются от 2 мот. до сулж и распределяется по перс-ятността эксиопоиач алию. Ген пе менее, вероятность заЗлоккрогаяич взрывоопасной коп щштрзиии аптеиатичестсими мстаисш. трели п 10 15 раз выао, чем ери дискретном (*р}\нои") гоитролс.

ИаьбольЕее число функциональных отказов ЛЕН не загасят от я» лей. работавших на участке. Одоко" в ' Ч. V- случаев аппаратура работоспособна , ко ас выполняет своих Фэтвдшй из -за уишйепнэгг1 аризедении ее состояние, в котором она даст искаженные показато ли коипечтраиий. с я той медь» 'гсаольяготсл 1азлнчпыс п"ленч. г.аи» гуляпии с датчиками метена пропо•хятс/., как лглвчло. в лаибодое коьтичрскях ситуайипх повышенного газоет-улеления. Бее это говорит необходимости создания, средств заглггм апгаратлы колтро.тг иетллз ст йеадсквзтних действий человека.

Действующим ПБ предуснап ипагтсч особенно тшгтедьи»::'; кс ИТ роль кетанл при ведении взгртш.г: ?аСот и при рекопуло- зксзлу зтационпом обслуживши»* олектгооборулования.

Исследования эффективности контроля шахтной .ттко<-%'еры црн ш: полпенни и.-аззлньх опегаьяй показали, что только примерно в 50У случаеп замети метана гга.сдятся в зочг исгънт азпгзиых гк»''т п 40''. в местах ремонте злектгообогудезлтл. . Лгичипк г.сшле.'.меп;:;; требований пп: "когояее зрозстрьв.лг.гс". "здесь гавызс пе б^ло га за", "забил мотллонетр" и т. д.

При расчетной опгккс нотаисЕЗРЧплоплсности песбхсг'.',:« у^иты петь ненадежность человеческого. ?а::тсра как зленеатз коптрольиых

сиг. геи.

3 условия? ьоагпстампой иатепсивносат очистных и полготоби-тедилл*. работ сьсьиа ваялое значение игиоОРетает продлена контроля аактчоР откосфсрн на нети;. 1

При коктроли^аапчи ар VI ной атмосферы во нормативным кон-цеатр-1чиям источая;;»! восглакеиппаих згентоа блсхогруотсп гак только обнаруживаете>( кошкжтрзпил, игеоышзкиая предельно допустимые урозни. Относительная дл'птльноет!, пробивания атмосферу м взрывоопасной состоянии. при зтеи составляет

? ; .-Г*?---? , (2!»

где р.. г/{'/(/ + <Г) 1 • "О! Я НИЛ>ОРЫВНОГО контроля С ОСТиЯПйЛ

Е13ХПЮЙ атнос< то« гл - ч/-» у,') • для дискретного способа КОНТРОЛЯ • 1а . ■ ИНТС1»СЛШ;ООТЬ ПОЯВЛЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ кон-аепграни?«* 1).;лгч'п;ы. этныэ слегнии длктелм'остян

ьыбт-осои кошюйтрриик соответственно над пзривсоплсгым ¡. предали;? до1лстиьын ногн'-тп'.шч /роршми; р« - ненадежгостъ газовой згаи-•ы; - ыхгет'спвгость" отказов коятроцыюл егктеш

Моделировачи'. •готанзг.з^чвсонаснсси для конкретных горнотехнических /слэвчй при рязлкчгух к атрольльл угонял кемгчептрапки нтгпоказало, »тс ; уггли юпиен продел.'.гю допустимой хон "литра-'!»« нет. на ог 1?{ «о г/. веючтность воспламенения ие-аиа увеличивается нг гол..-е. чьм на' 10-42*'.- при дисюетнон контроле газонепши* каш., и бол».с, '.см 1п ¿-л,- пик непрерывно;, автоматической га-зопой .-. гите. т.е. ъ определенных условиях погашение чонттолыю.-о /ровня концеитгашш нетели при нсхи'изирсвлшшх способах да емки угля в заОо'..х. оснащении:. агтммтическо^ газовой запитой, до ?.'/• с т>'за. зрсчг.л ссзошсгосгй янол..слопуСпа<о: .истанода^ио«паснуть забои чг.1 этой не превышает гп сдельного уоояя.

в одних и чех же .чдоииях длительность мчктия забоч. оспа б1гшю),е лкк бсльше, чем при длскретиои когтрол дахпю.т дтн?с<еры й 2-3 рл:с. Это ог.ь.'.чао?. что и результате применен»? гэтоматичрг' кою контроля "«мзос^й барьс«" сдвигается в стог он/ -иоичзих величии П1.танооМ1лЬ|Го::т(1. цру: «чу леоьясэнис пог-сгон;а>: угони .-л сгаС./гы ваиия Айй си.!гч,гг троту ир^глеми, Яги зтом мл'ут Сыть НС1Н>Л1'30-и.ми г ч:,личные ач.( огитмы сгаб.'^гшааня дм.

Бингспш г-.юс,;'^.м цогс ч.од«1«ааия нот«Мы п всиду::; нч «пли' с:ся едкие, лепной х.и актгрнст'лк!'!! нс гаиовзрыаомпагвости гиРаСотки. опчя'ко концентран.ю полно аеносгедстиенчо изм.тать и коптголиго лагь деэгчж? исл^льгоиачне роклзатс.шй крвиелтрапии .. .тана в ка -кстье ко,:'1ТОЛм1-н'с кгичерия йстанувзги'ч^ос.гсгости газчончльно .и

нелесообрг.з!«. по лсриатшзпие уровни коншлптачии аочжпи сбоснсгаг-латьсь ч кажлон koukpctuoh случае расчетом, нсуоая иг глслечьногс уроапа нетзнэизгшкопаснестл с учетом arc re ксмллечса шмрг'ьлл Факторов.

l-a'ipaf отацу Ht толы опенки нстаиовэрцроэвлсности при ьвсдо1н:ь озрквпих ï'aôoT. ■

Исследованиями Бохко В. Д . Клиакспя A. t.. По 0; era л, к.. 'íhchís ■ кова л. а,. Бугримова с. я. и дг. г.оказаго. что оосле взгиогнил гп и^таиоанлелсни? ре:чсо возрастает. • достигая п некоторых услогиях взрывоопасного винчения. Изменение иигснсигмюсгч мс-тшо'чадели.ил из отбитого у ¿'ля после o'JTorsofiHH его от пассива лг^исходат по з? кону. Слизко ссогистстсугасму зкспонепгша>Ш10му. Пгэпес изменения конпентр.ишй меизиа в забоо после взрывания ИЛ о.шашается Фогч;-лоп

ю0(хл - у.0) v¿(i-ekt)

¡л. -- — ■"■■".........-..ni .M ...п. м-* ...................—......- ! + f) { М' /

1Т к> ( V + ) • "

где? 1а,\х коипецтрапиг. нетана соответственно персд и после взри елння BD а момент i, /; приролиъя и остаточная мстанзкосиос-

ти угля. н3/т ; V - об"ем отбитого угля в неликс, kj; f об'емный вес угля, т/на; К коэффициент интенсивности гезое-, дачи, млн."'; - коэффициент турбулеитнеп mi а :ши; ч - рчте^ сивность проветривания, м/'нии.

При условии (Лч-К)<0 максимальная копиагплция метана превышает п ого го Duft уровень ■ Нокент появления иэпьчооцлсноЗ кочпентрлпии нослО сатсряетш >гля от массива определяется на ьыгаапил

¿г (г-(м)

N к ■ A C¡' 110 №(х„-х„) Vf

Госпламсппше иетана :и>и нигипличи СП ар:исто,.irr и i¡ тон <.лу чае. когда длительность с детенлпионпоге- горения BP- прегиллет интог0..л нгенени поягленич uaiijnooiiucii-oíi к. ni;*>í¡i (• i;í.;h. т. е. у/ >!,, Вороятноет» (здшш-ниь этого неглвгнетвл ci и сягийион а;;т<?1 * обеих исличнн оапшп.ичея ил Формулу

-Ъ.

Qtr¿ -/,> ■ VnP.r cos¿-

rnv 1»„ ьераятн с ti. ии'рог.ним ТЛ'; f - средняя ялитгл! и&сть ииг.>р.«!1ин UP: t'f - ii.m'jojp e иегоитнии момент -лоинлеиил ьм-пво.: • идсноП if.tfarsiTiы - параметр. хаглктепшшшЧ дистм rti.> значений i,.

Jto есть математическая модель метапевариноопасностп енглччш

"взрыв та юана'ьая атмосфера".

нетзновзрывоовэсность сложной шахтной систему, сс-бя п об"ектов-источников воспяакештт;п.ся аг-ентоз, •¡э выражения

включлшсй в опгоделяется

а

П[1

О <т>]

где 0;-(Т) - вероятность воспламенения гетана при функционировании 1 -го ястечник! воспламеняют!.х агентов

При расчетной оценке мстанопзривоспаспости вссьмл важными ис аод'шмц параметрами являются показатели, гарактсгозлокпо иатсислп поста, в' '••пяамсиягуыа агентог. Основными исто'шчкам/ росялапсилияих агентов' лы)яшсп езрывнус р.;баты и злсктрсобогулогаиие. К Кузбассе на дэль/ зткх источников приходится б^лее 00 у восплгнонечиЛ метана. '

Используя осиозоколаггшле концепции иеледолнтй Гель-♦ашвд ф. п., Дубноиа А, V.. Гаяалшя Ф.-Х с области надежности Езрншшх работ, получены аналитические зависинс-сти «ля опгеделелид еерочтности виЗросз високотенаегатурния продуктов при вэрывзнии зарядов £53,

Вследствие с.пежипаености, повышенной влажности, «шачеетиси-ного кзтстоеленчя п.тггоион ВП,' наличия чрсисжуткор между ггон.ши р заряде, влияния изрыва соседнего парада и ш>. скорость детенлнии ЕЗ может бить значительно ниже нормальной скорости взгинчатего разложения. в результате чего дгтоначиенгое превращение ВР может ороисходить вне массива. Вероятность этог.» события при соиош-анон влиянии указанных нише Факиогон определяется Решенной пи/темы Заилений

= 1 -

И

(1

Гмг) П I! Г1

г' ).Ч I

го V

I (1

%г

у.

г.

Г" ,

Г- ^ (Г

$гг г

СХ1 1 0. ОЗ мк/1ч, п

(Л!

у/',®; ь Р,'( г,,

Гг ^

<5Г (

Р - С, 5 Ф1П. V,

3 »«

V ' у,! .

где Р„ . I' ■ Р„

всгоятносп' шброса высокотемпературных продуктом

ери взрывании одиночного, гггпгосого заряда и серки зарядов с ко роткозанелленаыми детснатегами: з к - сгедчлп величина промежутка между латтонаии ГО; зл • гасстояпио ьежду патронами, ар и котором обеспечивается вероятности детонации BD, рапная о. 5: 6~п - сред -нее квадр-тичсское отклонение промежутков н.жду патгелгянн; 1} длина заряда; \¡ - врсня от начала детондчш' Ш де начала Ралруте пи л сива или зНсктиипйс bpchs: действия водяной завесы: v„. 6V • средняя величина и среднее кзадрлтичссксс отклонение с:со росги леюнапионного проигагепия за ряд а ГО, иодвергаегосл езгапво ну влиянию соседнего заряда; "зссгояние между загяпани;S

радиус загяда; . а - ко.гичестлс' зарядов в j оч сту;;о;п. замедления; и число ступеней замедления,

В pasóte приведешь числетшые значения паганетгоп. вкодаянз iv /разкгпие <31), ,-иы наиболее распросгр.чпстншк типов ES. 2сройтнос-ти ьыорос^ високотемасратурп^к прсяуктщ; взрыва. i. атмосферу шгасогки, определяемое по предлагаемой методики. близки к oncirica.i другая авторов v . '

Воспяанидяшье агента с.ЛсктРическиж источников. проясТавля»-пне собо в сснотшок душ оттяйчсния и ;.уги короткого заиккаикл, Форнигуится й грех режимах оксплуптаяиоиного функционирования здектрического оборудования: ззг-даозаглаенион. иагпиппой езрувот зао».та. обсл.;'язшаш«1.

Па ос г о не алаллза к обоовелия иссдсйовгний Кравченко 3, С. -Королева П. 4.. йтасшта П. , Котеяровс:со»'о л. и.. Сегов« с; к;,'Кай-какова л. А., Разгнльдеевй Г. И. получены числе mttfc значения кьтер сизиостеи возг-чшовеькя восалаисвяших агелтов при эксплуатздкоа ной Фпгкииоятгивапии' паиъолее расгросттапеиш« ьлдов здектjqo

борудования . харлшеризу.чше вэличи:;акл ¡юг;;/:ка (0, ... 3,7) si О -i час.

Силовые кабели являются , наибслеа oaacnu.i злеиеиток г, электрических сетях шакт. Попшззпие йгзспаслости злектгс.ческог: хозяйства из ¡ста »сак источника восглангазши.ч агентов петита далхно ьлти а направлении уменьшения суммарной .un-,ни клбгль :пз сетей. j также ссвсаленстсовапия ксистр/г.ини ;:аселс;: элементов 'Ш^адоти от механически:: повреждений.

Приведены укг,','::;сшп.е «иски ис гоновзгнлосп кяоети от Фрштои-ошшх искр, пожагов. при кугэшш.

ГлзгаВотана лгжепегпая метод;«;; лынч^стягипой одеи:сл нгт. -лолзршюспасносп: алктлих технологически;; ciicich применительно к услос-ияи С. зСассл. Кгтоди!:.' зключагт эт.глч: Расчет коз5>{;пис1:тй ла rajOBaitnocra c¡<paCüT¡ci и пукита;: расположения г-ллаого из об'сюог? Источников воспламеняют*!: ентов, определение веи/птностн воспла мененич летам по кзждому источнику воспллкеьлглих агситс-з, шчи;

йеякб нетановзрывоонасиостг шахтной скстгмы в целок.

иетодига геялчгонана в пакете п?:жяадиых прогтанн для ЭВН. ЕС 1015 к ЮШ на языках Фогтргн 1 и Фортран VT.

Пагст состоит лэ И подпрограмм, каждая из которых решает от делыщо частные задали: определение средней максимальной получасовой концентрации метана; расчет вероятности появления взрывоопасной чонпентгапии метана в относительной длительности пезабло-кировашюго загазолэрия при заданш;к пороговых уровпяк конпонтрсаом шахтной атмосферы; расчет вероятности воспланепения нетана при функционировании электрических источников восплэнсияюаи;: .агентов; оценка ы.^оятностк воспламенения кстааа пгл . ocaonui-взрыаиых работ всле/.стлис газовыдел.шия ил очеитого угля и аслодс, тьис рзрываник ВВ в загазоазкиой атмосфере; " оценка истановзрывоо-шиаости слржнсй технологичгсгой систсны от совокупного лолдейс • твия всех источнике воспламекяшшс -гс тоо, •' Пакет чежет Сыть и-.аолт.ровач длч с~6ла'-тнчссг:&г4о нэдеяироганиа гудтгшой атгог я-рц, опредекения оптимального кошрслы-ого урогля концентрации кстгна. . анализа состояли/, чсточовзрыэоог.асиости • • действующих забоаа и участков,. определения количества воздуха по заданном» уровню надежное га. ci авн.пельиой оценки и моделирования нстаноезрывэопас •• поста тсх.чояслнческик систем; синтеза и оптимизации тскнологий. автоматизированного контроля и управления вентиляцией и иетацомз -' . рыроопаспчетью и «г. ' ' , ■

- Наибольшее число г.оспнако пений кетаиа происходит с нодгот• тельная вырабоп:.-;::. поэтому важно выяснить основные закононсгиос пг и записи ста. оиродсляйр.пе метиювпршзоопаспость аодгоюште-льцьч. забоев. ,' .

в раздела 'I аиализирзтэтеа результата компьютерного коде'", диропат.я нетмотЬрывоопа-носл: при. игозсясяин выработок, цроходимгх по пдастзи с рззгтиой итгананогосност,-». Чередовано 0 технологий проведения выработок лги бутс взрывном и конбайиоьои способах выонки угля, ■ ■

При "Т" т..х:юлсгчи проведения вит-йСоток с приипскиг-м в честзе пг ют 20, метанорзрыноояаспость заОэя ос/слаал;'.в.-;етск дзу . ря причинами загазоишиг: гледстсиз плохоло "пговетгивааг.л заСоя ислсдс гчие Еыдлгглшл метана и neuem вплывания тзд Пстьый ¿>сюп; затаю , -ип опрсдедяшео значегие ипест п. и mjtuüohochoc-h аластои 'м и3/т. гтогой при болыссЛ сличгне нета1!'Л!с.снс..;',т:.

Вскст^сть иоспллмс-нешн метана 1 чал Фупкииоши^миия :\,бол лги су; о гьгывней Ш4гм;',е возл-зстло'- с 10"при кстанообшглюг Iii чабол 0, 24 ."/!,лп до ю при газо.обилмюстн г и /нин. зсяитмшо голлч^лт;!", го;>д>':-;а нодаваемог-о в :va'iof„ vpy нсг.зионио-м гт^выдс.--Лг»нии дагт почти лгоч-л ни. ,лпыле уменьшение cot-члка ис¥«.||Оазл:ь.>

гь

-j

3

<D

3

io

■t

§ /О

-s

с

о г s ^

« s

§L S

to Q>

cd щ

iq

•r

Í0

<¿e

Y

(y^z. /

l' ________ / // ? h 1/

/ I1/ i/

0 0fi 1 f> t,S 2,0 2,5 Метанообильнйсть . ' J, мУмин

Pao. l. МотаковзрыЕоопасность upa проведении штрека ш БВР: 1 - в результата воздействия во эй оодокуцноота. причин яра дадкретнш контроле атмосферы; 2 — то яе, но с применением водяной завесы; 3 - вероятность восшюмвшнск мотака.ввдв-ляадвх'ося из отбитого угля цря пркмененял водяной завеон; 4 - то ¡se, на бэз водяной завесы; 5 - при АКМ к без вгдяноЛ занеси. .

,сг.---

А\ъпхлне.>&11 лоности, 5 , п%/мин

Рио,2. Метанонзривоонпонооть при различиях технологиях проведения горизокгалышх выработок но угль

опасности (рис. t.¿).

лвтонатическая газовая зашита особенно зКектигша при абсо дхл-нсн дебите не тана до 1,5 н*/кип. или газоносности иластз до t£ !? и1/т. В этих условиях вероятность сосшшнеьения метана сна лается па ь 6-2 порядка. При больней нстанопосности пласта jííok тианость лкк резко падает »¡следствие возрастания ролл глзовидеяс »шя í<d ртситого угля. Наоборот, ьодяиая завеса, образуемая взрыванием баллонов с водой, дает видимый зФФект лишь в выработках, про-холимых ко цластан с мстлноносиистьь свыше го м3/т, г. е. н тех ус-дошях. где высока опасность вссллгмеи'лндя нетана, выделизиегося из отбвдого угля.

¡ti. »encime аозлт^-но^ипчоскса пени, воднпой занеси, не пользование в качестве CD клзннта 0-6 повьк.ает безопасность u:rufl-Кых ра С от р 3 'í раза, однако метансвзривоопагиость комоайиопой проходки на 3 4 порядка !Ш.г.с, чен при буро взгывпси способе нгоис д сш»я с■ применением указанных нср Сезсиасности. Ксходя из ншач,«а-зашгого. рекомендуется применять вер технологи» пговздення аигаб--ток прц дсбитах метана до О. 3 (3.3 н'/ики. пги большей меюнооСи^ь нсаи забои ваютассть госыламекенлн метана нгеаыаает цропслыю допусгикмй уроиень.

Комбайновая проходка выработок |с электроприводом) иаглк тегизгется нитановзрыносплаюстьо поряакд ю*" при Г1зооб1ы.ьнс:ти 0,2$ и* /миа и 10" при метлюобидыэстп Г. м'/мяи. Лптом.чкч) ':;ап газовая з.ииггл снижает вероятность несплаксиеини нотжа н комб.чй новой засос на 3 1 цэрадка.

В диссертационной работе проведено исследование заьискпогти иетааовзгывоояасности от скорости сгооедо.чпя mip.íCotok. уй;ли';с,ше темпов проходки выработки не;;:.т к ьозг.ктани»: мот.-лю jóiuh :ю<", 3.1 Соя и ссответстйлоиоиу уьела-.гнию метаняирцнолысиости. '-'с .uno» лено. что при диекгетнон способе контроля штатной атн^-сь» дозус ткмий уровень опасности воспламенения обеспечивается ши тейпах проведения иьтаботок на пластах с природной леинлиосио.-тыо М ?0 н' /т: комбайнами л>< ,'СО П50 t /пес. оуроизгинним ■ иоек'сн ас 100 н/мес. Антоматизш'оилнмаи газовая .•нажаь! степень опас

ности воспламенении метши ¡¡у ген otkjic.i )«скп i г;ш, что црйводит к длиi't ;;ьнин ш-осялм з¡j поя. !'.jn¡ н«:,. ши '/¡д'лнч.шш скорости коибаЛчоазй iko:;oji.;¡: аптека ccíoim и 7; * .¡о «лас t / 4j»7Sn/r со'' 100 м/нрс до г00 м.'м.'с относительней дл»п- .-¡им'ть олокш vb.i НИЯ ЛГЭ 3d60i¡ L;jPaCl.iO:' ■ с, до 1УЛ

г 'я того, 41 оси обеспечить длительно - ti «рссто,» ujCuu <«> <-о лее ¡X от обзкго времени его i\*6o-iu. 'чоч осп. нг-иь< л.-ьнл ьш .н'.от ки, оснащенной лгз. должн.1 Сыть не более I'jC н/мес.

Результаты исследования метлювзрыиоонэсмости дали основание

рекомендовать комбайновую /с электроприводом/ проходку выраЛотон ь забоях, хграктериэуотихсч нстапообшилюстш ас белее У О к'/нип. что соотзотстиут/г газоносности пластов до ЗОЮ н'/г. при больших 10 личинах нстапооСняьиостн нсоокодини более Сезопаенш .технелогичес кис екгны проходки : комбайновая с п.л1>опги;?одом. метано гидравлическая» гидравлическая и дг.

Путем сопоставления глсЧсишя опенок метановзривоспасности со статнстлчсскгнн частос глнн воспланоионий метана при пгиходко вига бсток ил пахтав Кузбасса, а 'также с аналогичными результатами. нрпг1(;ДСШ11ЛШ в работах Тарасова и. г. и Гимиелызойил я. Я. , показано, что аналитический метод опгоделоиия нст.люпзгнсоопзспйсти дает удовлетворительную степень достоверности , ...

1) разделе 5 приподятси результаты исследований «дстическогс СОСТОЯ1ШЯ метлновзрывооллсиости технологий разработки пластов крутого падения на вахтах Кузбасса. В комплекс этих исследоилнгЛ входило изучение технологических параметров. газодиилпячеейик характеристик па участках такт, пространственного распределений и характеристик источгиков вбеилаиепявдич 'агентств. о?«-екттиос"гй контрольной службы, техиино-зкоиошиескик показателей габс^у гава-ев и участков, а также моделирование ил ЭШ метзиовзгыпоопа'сностм текиояогкй.

Как показали исследования, иетацопзгивоспзспост! дсйствлхвдя участков с ПТ- технологией ведения очис гаи,; и иодгототиггсл1.ш«; Работ определяется опасность» азршних работ. Вероятность амилане ленип нстапа от злектрооСестов на 1 порядка ниже лгллеглчного показателя с-т взгивпих работ. .основным <*лкторон, опрсдоляееин уро йепь игтаноазрквоопасносп», является технология ведения гавот н и кепмпой сгепеии- истаяообш;ьпосгь зайоя.'

При бугог.зрцпной отбойке угла яаибопыаей зсэопэьясст: г от: лошенин оосспанчиеиия мстангхггактггизустся спс ггмз длишш:; сто;; ■ Сов по пр-стпрлпию с иелкошпз-рооой отб;йкой угли, а я'шеольпгй опасностью система подэтдж:а« штреков и коиСкнигсвашш с гиС;п..м пгрокпписк /вероятности воспламенения соответствснхл С, 7. 1С * и 0. 18. 10 . . О. Тд. 10 V

При нс;:ат!31я>овзиной пиенке угля в эчЬои;: ьики-милей опасность» ассиланеноиия метан л характеризуете;! система г.аклоаш«: слоев с закладкой. Исгаиизигосннние тгхно.п'.'.м ;:л» А1:чуг<?3"втсп 'величинами метаиовзрияссЛлгпости *м ворг.дкй. пгп&'зими, иен Суре -взгьяиис гагиологии.

СФорнудировашг и гишгзоьлпи длгогнтни сип а ла и оптииизладв: текиологичоекпя систги но экономическим грстепкн и ограничениям по Фактору петаиоыршоопло.ости.

В сетевой постановке зздлчн технология лгсяетаилиется в пило

графа П (Е. tn, каждой осмишс- »«торого Соответствует один на возможных париантоа те к л оло г ячс с цо го эвена, задача оптимизации технологии заключается г выделении на ггаФе такого подграфа It, , который бы обладал zпойстоаип

я*'

ст.) си» Пс(с,*)-

s г,о 1

£ Ote'> CQ „7ОЗ)

к'о '

где fts - нн^хестно всех вопнохшг,: реализация тскнояогич.сшк сис -ген; с te*), а'.с* i с^отвстстзошю аривсдгшше удельное затрата и вероятность воспламенения нетана при выполнении i того гагиалта К • го звена т^хиолегш» СО„) продельная' расчетная иетановзгы ьоонзеность токп<ч,огичссксй системы.

При расчете приведениях затрат несоходико учптивать не только hpíuího нздчржг.и, иг. и позножный гшерб злорсвьк. людей при сжигании углер и дсполлителышй экономический аффект от использования кап тироиакяого нетана от дегззалчи пластов.

Для решения задачи оптииизз«ки технологической системы применяются алгог;<тии. осиовачшо па идеях дилзиического пгогракиирова-ччя. Истод« синтеза и оптичизан.ш технологии показаны па конкретном яриЧерс выбора чэал^чшего технологического решопня дляв газра ботки пласюи нотчсстьъ 3,3 • 5 м с угпакн кадсиия 40 - со в усяо оияг Кузбасса. Рассмотрено несколько ззрионтоь ведения счистцых и яодг етовнтельиш: работ, комоиягпий котошх дает Солсс 90 реляиза-пий те: элегически/ систем рэз-.абстгл выемочного поля, а процессе решении задач:! установлено, что экономически оптимальная реализации теыюлогкч может пс отвечать необходимым требозаРирн по иста ногзршобсзоиасности, ври утсп наилучше по локальном:-- кгнгемао репевие для отдельного пропссса колет .сыть не ептииадьнда дня сястекы в целом, ттдлоу.енпые алгоритмы позволяют оптинизиговать текпологичсскис сигтсны лэ иисколыа» показаг ли, отличающимся

p.ishcpiioctbc.

ЧелоссчсоккР. -!л.:тоГ' ямяетсл загеЛеляюамн ь ;-.?ни?саашш не тапогаривсопасногти шактг -'i разработки угля, нсзтому технологии, оЗллдзиате'пользой устс-йчивсстье ;; пс^лскнатшш дейсхинли людей, не с. ¡мулирушле ;а^г,тшаоь искать обяодпье пути для пополнения произчолст"сш!:л:: заданий. хагактегиз/втея к Оод.'лаеР стск^ью ласноста. Осчси; меиьхе тан. rrs челвек ггС /rasr а огл-ицздьн.-л теыюлс-гкчсссон сгеле■ "ле ему не приходится sttsaTb ;ло«шс тек';о логические задача о»-и дегяцатз ш-Ьркзния а состс ли срсды. и -.г ел с те для достижения целей, где не создаются эчсггекальнче ситуации и автоматически иск. ^чается развитие авары'ших явлений.

' Ка_ждгя Т9г:н(>логич0ская система должна обладать внутренне при- -суяей безопасностью , обеспечиваемой за' счет фундаментальных сбойств технологии. но ие зи счет увеличение» числа запретителгпик регламентов па действия исполнителей, при разработке круточа даших пластов в условиях Кузбасса таким требованиям и наиСольлей стекг.лн отвечает нгхднизяюзакние и гидгонехздшэироезмшо технологи'

злклсчетмк

В диссертации разработаны теоретические положения, пежзшие в основе ноделнгованя',; чропсссоп, Форнчгушнх события воеьламепенкй метана и угольных вахтгх, дано гонение научной игоСлекн коли чественной оценки иоталовзрывоопаспости тскиояоричссг.их систсь, которое ното квалифицировать как новое кгуплсе достижение ь раз витаи перспективного изучногэ направления в области безопасности Аизпедеятелькости человека.

Основные теоретические положения, "научные результаты, аыводи и практические рекомендации сводятся к слодушсму:

I, Из концептудяыюго рассмотрения 4УНКПиопироваии;1, системы •человек среда* следует, что безопасность есть Функция совзкуи «ости параметров, отобрахаших свойства среды, г. с их о Физиологичссшг свойства человека и пространственно врсиепнса структуры сясл-лы

В вероятностной интерпретации безопасность может быть сколько угодно высокой, ио не нззет бить абсолютной.

Разработал метод численного описания и моделирования чтав матизна, устанавливающий количественную евпзь вероятности несчаст них случаев с параметрами, характеризующими мотзновзгыпооьасно:ть пахтной системы и пр^страпстьеншр плотность Iаслредслечия ллдси в выработках;

Независимо от характера игосгрслютпешю ::ро1ми:ого распгедс леаия опасных 4-акторов а производственной системе вероятность трзлмшозаннч чеаовока есть экспеилинильная Функция времени. а закон распределении самих чСи':11й тг ¡они: оЮлич имеет цуассоновс кий вид. "и-.гло гк.гградлэлр.:-; при реализации гдгывов ийт/Ш* находится в степенной зависни л.тя от концентрации лрдей о цроизпслстпсчной системе. Лл>1 крупных аварий харачтопп лыс^кля степень нсопрсделгччюсти ... ..ножного числа ьлстгадзгашх. /.нал лчгша:: закономерность сь:¡итзеьла л ;и,1 техтгелиы:: иного 'плкч.

3, Одшш н;< г ,ж!1с1ш;нх процессов, участвующих а Фо1 нт и;лтг. событий воспламенений металь лвлястсн стохастический пропел..- ^а газований, Устанчилее за): ш распределен::,! вегочтностеЛ коачентна ний в параметрах i-»сы еделений дебцтов метана и воздуха, который в зависимости от степени колес лености расхода воздуха приобретает-

свойства нормального или распределения яоши.

На синение вероятности загззованкг. более сипественос ышянис: оказывает уменьшение средней вепи'чпш мстанопрнтока, нежели такое хс увеличение количества ыоздука. ссотсетствсшю увеличение неравномерности расходов п^здуаа гораздо сильнее оказывает влияние на возрастание сегоячиости эпгазосапия, чек аналогичное Уьеличен.ю нерапномеркости метанопритока.

Яосредстсом методов теории зкеттеиалышх значений устансслс-Но, что i- условиях сильной изменчиоости дебитов мегана v{ > 0,') и значительной колебленостя дебитов воздуха >0,3 для аппроксимации f>¿curcti¿Jienuíi экглремаль:шх кенчеитраций газа каидучшу» саь-днносгь даст С 'л предельный закон Гупбсдя, я осталышк случаях t й пге-дельпад закон.

4. Получена «тннтонапьпая записимооть. онись-сашал дгшамшеу газосидевония поело ьзгышюго рзьрушсния угольного иассива, normo ляюяая определять расчгглкк путсн комецти достижении пзриьооззеппх концентраций метана цгн взрйоном разрушении пассива в различных гогно-технических условиях,

Интервалы цреион« от начала qttqpxchhh угля от массива до момента иояпдешш взрывоопасной концентрации, измеиндаяеея от долей секу иды до нескольких минут, распределяются но вероятностям cor • ласно закону Кош.

5. Экспериментальными наблюдениями пл гелхтах установлено. что надсяпос"!и систол автоматического ксигр;шу м/т.ша (АКШ не проси-лает о, »'j "0,96. Около 15* вгеьени арсбышчия системы ЛКИ в состой нин Функционального отказа снязано с умышленным искажением нокаэа ниа концентраций метана путем различных маиипхляшш с т ибогон, При расчетных опенках но т чио tu ри а о о п а с н сти должны приниматься но внимание нсалекгапше действия человека к:»: элемента коитголинл. снстеи. Длительности н-таб^чего состонп.щ Ai'í! н интегиалы нихду этими событиями распределяются п соответствии с показательным за коном. Ди'скгстпия контроль тактчоп атпосхни иегеиоашми метано неграми сбнарудчшаст дшдь 1? со " эагвз^изшПь з#Фе»;тн.':ность ауто матичоской газовой защити и 10. 1 г. г .аз сшс дк-чи ,-jiioro нетопа контроля.

Коитголь нетала ai>»i виполненгл ГОР и гснсн-л» лксплуатаниоииом обслуживали:: элзктгэаширачоц нрнзводитсн лшчь н полоькне случаен.

. В эабсьх с механизированной ьыснкои угля «.енлшгшшх системам»« ЛКН, уваличение аорогоьиг уг-санеп сраблтис .aii.i до 2 У- иониентга пий газа незначительно влияет на спиж'.шю мстопооз'ьшобсзоцасиос ти. позволяя унелпчить шп\ псинность гаСот и в значительной степени избежать конфликтных ситуаций в системе 'человек ЛЕН", порождающих неадекватные действия рабочих. Пороговые уровни концентрации

метана п к л ил о и конкретном случае- должна обеснопаиатьгя гасчетои.

6, нэлучснн еианки интснсиЛюстсй воспламеняют:; агентов, возникающих в реллыгох произрдяетееиних условчях ври «яга нироиашш' рлзличиик типов злокгрооборудоозниг; в исправиог. 'состой йии, с нарушенной взгигоззпмтой и при гежиио обслуживания.

Предложена методика расчета вероятностей вибгоса соспллменпп-paix агентов при ведении рзропшл; работ. учитивашля тип Рй. коли чество и Р5ЭНСШГИИ2 злгялой и дгугнг параметру паспорта ЕВ?.

Лат df-сбтспкыс нокаЗлтслн мсллиочзруоо опасности. обусловлен ute проявлением îpiwmcjmir,: искр, иагпшк uoxjpod. сл'/чзсв кур л лип. . '

7. Человеческий ФлПтср пвляетсА определпшпн в мгк:п>овапии

иётаневзгнпо'опзснссти. Установлено, что SQ '■'■ воспламенении npoir;

!

ходит но оггагшзашюнчии причинам, I9 ч. случаев связано с иелдек взтиини действиями л»жей и а 1 ''■ ооуСловлек технической нснадся Ность» оборудования и проявлением прирсдшп» }акторов.

Система безопасности, построенная Яг идеологии абсолютной иадзхпостп человека-оператора при исполнении им предписаний, прл-Ьял и регламентов. m соответствует реальной crmauwi. При проектировании и Управлении горшки работами необходимо учуивать неиа дехпость человеческой Фактора, неадекватность действии людей.

В. На основе алгоритмов теории кассового обслухиппинз розга Вотаиы математические подели иетаноозрыск,опасности кахпшк систем, отоВражашме Фушишоиалыгую связь вероятности реализации событий воспламенений петлял с параметрами. харзктеп.зувдши потоки соСытей злгазовлнкй и проявлении воспламеняющих агентов при газлпчниг. здгогитмак »лишиолиговашш коитгодпрушж сгстем.

Пс-таисвзрыгооплс.чость сложной ,-иетсии 'ваатпая а1-кос{ега источим? восцлакеняшик ara-той • контроль" характеризуется экспо пенлиал/лшм возрастанием во происки. Аналогичное влияние оказкьлст возрастание- ссгсятнссти загазопапия я иитснсизиостн вэ^никнорсиня зосиланс-няших лглгге-г. Яаог)огот, позитс.ис зМ-ептлгшос л: ког.тгелл атмосферы приводил к зкенопенг.ил'.ыюну тмепыдешда с^гостиссти воспламенения кстака.

Нетановзгивсопасност! слсжиоп х&кгяоР. слстены есть показа гсльизя фуиккия се из'пггабл. скрглрлг.снсго числом оо:,з:;тов - ис гочпиков зоспяаисипггив агентов, <;тр:тг.шая *уы;иия цртановг.риво энасности нояспгтек,

йатоьатичсскис подели мета.чеззривоспзспос'и реализованы в лл «те прпгладних прогрлмн длг.

9. Наибольшее количество поевланопепий метана происходит, в зодгохолитглыщх выработка*. 5омп^»т-.-р.чое моделирование мстаиовз-г-квоопасности при различны* технологиях гговодстшл заработок по

газоносный пиастлн поцапало, 'что лги проходке па ББР вероятности вссплааднентЧ мртапа в заСос с летаиоссильпостью но более 1.5 Н/'шш в теч 1 часа составляют О, I5ut06 .. О, 9х)0". Ото згегитаст на Z порядка дределышй уровень. йгшенечие зояяной завесы, соз-' ^/шюиегалическоП лепи, предохранительных BTJ позволяет снизить опасность воспламенений нстана з ч-ь i-аз, т.е. ери СЕР• технологии практически исчерпаны ясзможкости снижения иетлпоззрццоопзсности «рае лгедельккх значений,

Принеиение для проходки вкгаботок комбайнов с электюшчшодон обеске штет приемлемый уговеиь.нстаноЕзРЫпобезонасиости при paro -обильности не белее 5 )i3/ií::;¡ l услозлтх большей газооОи.пьносги необходимо . перекодить на использование комбайпор с ггдгопг^содом, искано гилгавьическую от5огп<у к пр.

Ю.' 1<а основе идей динамического проггакмаровалия сФориулвро-. ваш задачи п разгаботаиы злгоритнн сичтеса и опткнизалки те<шоло гическьх систем по теггтеигс скс ионической о^ектипиосги и с учет он ограничений по шлаповзрывоопасиоснк

Обзетеклологические методы снижения. истзиовпрывссллсности гораздо Фе;стн ;ес, -чем впутрптс.хно,! огичеекпе и тэяьче perruf: ьуть позволяет уиеньвгггь опасность воспламенений гитана без су шестчишого увеличения лзтгат.

1 " . 11. Путсн поделитевання на OZV, полу »спи ксличестзгжше оценки .металоизрьшоспаеностн очле пал; забоев и в пелен скстей разработка при различии.. тслиологклх селения работ с условиях из;;т Кузбасса, разрабгтывашик крутве пласты. Из игшеняемш в нэстоягаео ьтеич па крутых пластаг систсп iазраьотки наибояьаеп мета'лсшрацобезопас-лостью характеризуется систена полотахноЛ piuu'oütsokkí;. Из систем разработки г ¿>:т-сззрувг.ея теккологиея гедепиз счметлы?. г волгою вотедышх работ начисли.мая иетаноЕзгивоопэсисст;. достигается игр системе дличи« столбов зо просткгааи» с мелкоипуропоП отбойкой р. наибольшей - при системе подггажгшх гатредоз.

Польшей стсленью истаиовзрысс^езомсггости хцрак:сркз;"Сгея ir-технологии разработки, котогрс ;;неп большую устойчивость к пса дакиатнш действия« человек?, поэтому рллвитис тедчелогг.а разработки мошаге кругах ьластэз долдио идти г. направлении г.грнс -изиия чалацр.зитуванной аисн&и угля в счастий:: i; додготошггляын.'Х заЬоя^ » ш-и благоприятна:: гсглог?слогнч'_ск;:х условник, скстег Раггабот;:ц с глдрасякчеокоЛ шмке.': с слохния условиям 119 та ноизрцоаоласкость эти;; тегдк-логий ь? Z 3 порядка ыич систем разгаСоткл с бугоезрышынк работами.'

Еуровзрывнля технология шеина угля в очистных и педготопи толышк забоях па газооаасшл? цлас'.ая не обеспечивает ксобл-однного уровня без опасности, рсглаиеатируг.иого гост 12.5.010 - '(б. Ее ири-

иепение должно Сыть ограничено условиями, при которых абсолютна-; газообшшюсть не превышает 1 н'/адп.

¡'.рдннальное решети. проблем безопасности делит ь области создания технологии с внутренне ьрдсушеЛ безопасность», а пе толь■ ко на путях воздвижения многочисленных геглтентно - запрститель нкх баь-ьероп. пгиишш "ззеинмй-от опаслостей". заиннаыанй до сих ыог главенствующую роль в системе безопасности шахт, должен уст;-' пить концепции "не создавай опасности".

Основные положения дисссртапди опубликован«, в гледн'шлх глбо

та;;:

3. К вопросу о кзлптнЛцсати бсзоьасхюсп; хизвсдсятсльнсста. // ПсгвыЛ сьезл специалистов по безосаспс-сти деятельности человека Программа зашти жизни и здоровья человека, С. - Петербург. Пе-нинградасий союз специалистов по ЬТД. :992. л. 7.

Z■ Надежность шахта как ти:аслагкчссхой системы ктклнк па стать»!. //Уголь. Г/33. -Н1. С. 67.

4. к вопросу о критсгии оценки безопасности работ. /лгонгосы гидравлической добычи угля. Труды ШШИГддроугля. укгНИИуглн. гордо го Факультета СМИ/-Новокузнецк. 1939. Еыц. X. с. :?7-18Ч.

5. Педель риска травматизма при взрыве нетала. //Региональная научно-практическая конференция. Новокузнецк. СнбМИ. 1990. с. ¿12.

6. Зависимость вероятностной характеристики безопасности эт плотности распределения ¡\mcfi с идгабстках шахты. //Поигосы со вегшенстпования технологии выемки, механизации, автоматизации и энергоснабжения горных ьрсдигнятий Кузбасса. сборник материалов научно-технической конференции. Прокопьевск, 1971. с. Э1 -65.

7. Исслсдовапко свыи ызихьой метала с несчастными случляки на шахтах. //Управление газопыдедяшги и угольпрч шзхтл;:. не г. к у зовский сб'рикк тучных тггдои. Кснегово. 1972. с. 61 5с

в. О пгогнозироьлнш: ьояш.гни» опасных значений концентраций метана, //ГГПР1Ш. 1У70. К!. 13 Чй

9. О закон« рагир^лг.тек».? -.лечений мет.шоныделгнш: г, гидрошахт. /,'п'ш::?!г/10д1.. 1970. Яи&. мрп 119. пег-чи

10, О частоте зям^чов кйпнеитрлт-.й метана. //НПИИГлТ/готь. 1ГП. гла нг. сегт; г:.

'И. оиределешк лррог.'гьоои -.члази;оалтул оы?аботки. :;Техника Сс::платности, охгллл пум. го?нол';и.-а:.'е.лыюе /шло. "ЛИН-И'-толь 197; К'., -о. 19 го.

1Л. Пг:л-л лг.л ^ л.'.лл.- лшг:мхности й ча :туш ::агззт лллпий ->гр.шнчон;шн _1М!ИИ л'л лкич дапш;м. 1'НЧ нузон. Горный жугнап.

1971. нб с, 79

13. Сгбаастическт нслслпг-м-.лкл г */чшчиеи- атмс-с4емх • //Пентн-

линии шахт и г/л а юс о в. Нохвузопский сборник. -Ленинград, 1Ö71. Вчи. I. с. 87 <4.

14. Расчет количества всздуза но заданной надежности пговетрлпаиич. //Техника безопасности, саронг труда и горцоснасз * . Г'.'вьлог «ело. ¡ЗОПШУгои». Vj<:,rj, KT -с. 20 га.

15. Алгоритм и пг-с-ггаины стохастического иодслигошиня шзхтнон aiMOcicpu. /, шршэиуголь. -1074. Ицф. карта li'1'i. серия 13. ( Соавтор и. д. Сорокина).

10. О стохастических модели надежности вдхтиш: сметен в огно-иенин восдлакелелчя метана. //ФТЛРПй. 5972, -НО. с. о У 103. ;

17, йеронтнсггиан оисши опасности взгцвпих работ шахт. //Тех \ пика Сепопасичс-т, охгас;з т^уда и горн.ленаезтедыюе дело. ИШШЭНУ голь. -1972. НЮ. . '-с. 12-13. •

is, критериальная опенка безе, юности roruux ра£ст нг-и пгоок таропзшш технологических систем влхп; §удуш»го. • //2-я Взесоюзиая научно пгактическал конференция "Еахтз будущего", новосибигск. 1973, с. 112 ИЗ. ' '

Стохастическое моделирование метановзпаооопасцостй иахпшх тегнелогических систем. ■//Известия вузов. Гог-аия журнал. 19-74, -Н7. -с. 9«-100.

20. йоюдичсскис руководство или расчета метапопзривоопасности шахтных технологических систем. //СГИГОИУголь. 1974. ИП4>. карта Hl27» сегил (Соавтор ÍJ. К. Сорокина),

21. Алгоритмы и проггамш расчета и антоматизиравашюго контроля метапов^рыноопасности шагпшк технологических гистеи. //нлютяуголь. 19Y1. инф. к.1рта :ав, серия з. (соавтор к. к. сороки на).

22. расчет истансозрывоонагноета и ¿хтнну ч ехн\з.".о: нческн;: с'лете. я (неуоднч. лизани»), -поьокузяеик; сислп:. ¡976. -"7с.

23. опенка iictanoifcpunoo сности угляьну-: ы&пт :уче »нее a о ссбис.:. Г.есс1'000:КузСасс2;узизд;:т. ¡092. SCc.

2". о целка мггсяовзгиьооласност» полготоаительмип: забоео бйэонасности, о>:,миг ti уда и горное [,v.e¿sho¿ дело. гапШ2::у:-од;.. :97s. :г&. -с. Е. :C0¿s7op г. Сорокина).

2С. Гндрлзлпчес^ал ) f у.мологм,; ¡u;k средство су::;ссч ;;«¡t:wo: о с«/-хепш; с.етаковзр^г.оонаскост;', í>i\>pai'v 1 ki kívtik: п."«с-

тоа./.'í'!i;u'OMexíi;j;:3dti;:w popkwx рдбат. 1!еc!',<?¡ н:::; научм«:: t"yn:-j. i'¡;ri. ¡. -иопоку:>1чч*. ¡915.

2!¡. ¡'.¿с;н>доилн»е "¿aooiíñCKoOü »<>:;'; Г,.-.»г;„ссn '.'У'оРоШ.гпч* ¡,- -зч1:аД9!.«мг.1&н V усольциу. ь.;;.ча::. :\-:ií,:'30!u-;:.!;'í cOo;.i¡;:;; н.и-чы.*:: i1 :-/»о< -Келе! оно. ;?90. -с. 50-40 ¡Солнтор Г. Р. Л«нн^:,ич).

ET С различных подхода к онепке нетаноззгивоопасиости т'. кг •рг 'чески* систем. /.'йнт?иеификэпйя разработки угольны?. нсс?ог--хд* чс . »Kx.rero Кузбасса ¡Материала научно - технической конФсгсшши. ¡lo nc""-.'truK. 1971. -с. 26-27 (Соавтор Сорокина к. К.;.

25. Ойтинизрпия эт о л о г п ч о с гагл схем разработки с учетом критериев нстановэривоопасности. //Игосктарог.анио и гскопст-рукггп уголышх прслприятий.'' щпиой'уголо. 197?. -н1 а с. ii 12.

27. Экономическая элективное гь использования кат иро целого Нетала. -Аивокузиепк: сисш, 1933, -5с.

30. Сравнительная опенка стопеш« загрязненности зтносфери ирэ дуктани сгораний различи'.:* угдеП. //Техн. бсзонасн. , охрана тгуда »; ropiíociiacav. дало. цног/годь. iSßa. 10. (Соаитор.'Хаебшжоп П. ü. J

31. опенка нотаялвзршгосйасрости тетшлопнгекдк систяк yroju ник fflarr: методы, злгогтнн. модсяиросапйв. '-11сгокгзпр1у«> Citöffli. 13S3. 160 с.

Jß. Кршшшпис рейтинговой системы обучения для яоншення ка честна подготовки студентов по безопасности хазиояеятельнолтк. //Иезвузовская пггш. -иетодцч. конф. "Яотлшше чд чег-tiia задготолчн выяускпитш пузоь п>- безгласности хцзпедет^е^ьыойт!;".' Тезису доила дов, Пон^сибдасч. 1993. с. 79 (Соавторы Кис ¿лапа Т. С. Гллезсши! Г. 3. Руднева В в.);

33. К вопросу о чорогозых уровнях конпептрзлия при срабатллапт: систены аптснатического контроля нетана. //Материалы ¡сои по безопасности жизнедеятельности. Кемерово. 1991. Юоябтср в. л. Колигипи).

Щ.,