К вопросу алгоритмического обеспечения управления аэрологическим риском на угольных шахтах

УДК 622.86 С.В. Баловцев

К ВОПРОСУ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ АЭРОЛОГИЧЕСКИМ РИСКОМ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Главной целью системы управления аэрологическим риском (СУАР) является обеспечение успешного функционирования шахтной вентиляционной системы (ШВС) в условиях риска и неопределенности [1]. Это означает, что даже в случае возникновения экономического ущерба реализация мер по управлению риском должна обеспечить возможность продолжения стабильной отработки угля и минимизации неблагоприятного влияния на успешное функционирование горного предприятия, вызванного случайными событиями. Для обеспечения высокой результативности в управлении риском и гибкого реагирования на появление новых опасностей необходимо учитывать следующие аспекты:

- целостность, т.е. общая оценка совокупности рисков и устранение негативных последствий их реализации;

- комплексность, т.е. необходимость учета сложности объекта управления, включая взаимосвязь между рисками, последствия проявления риска и особенности влияния предлагаемых процедур на риск;

- способность системы к интеграции новых элементов, т.е. возможность гибкого реагирования всей системы на появление новых рисков;

- возможность использования различных сочетаний процедур управления риском и способность к приспособлению к изменяющимся условиям в процессе отработки угля;

- способность преодолевать негативные последствия возникновения неблагоприятных ситуаций при минимальном объеме соответствующих ресурсов.

Процесс управления риском является сложной и многоуровневой процедурой, которую условно разделим на ряд этапов в соответствии с особенностями последовательности действий по управлению риском (рис. 1).

На этапе 1 может быть получена качественная информация о состоянии ШВС и совокупности факторов, влияющих на нее, а также количественные показатели риска. К количественным показателям аэрологического риска относятся вероятности разрушений вентиляционных сооружений, горных выработок, вероятность отказа вентиляторов, общая вероятность отказа ШВС, индивидуальный риск (по профессиям), материальный ущерб, вероятность наступления ущерба.

Рис. 1. Взаимосвязи между этапами управления риском

Совокупность методов, выбранных на этапе 2, представляет собой целостное описание мероприятий, которые необходимо предпринять, их информационное обеспечение и показатели эффективности выполнения. В рамках этапа 3 принимаются и реализуются организационные, управленческие и технические решения. Этап мониторинга результатов и совершенствования системы управления риском обеспечивает обратную связь в системе. Данный этап обеспечивает обновление и пополнение информации об аэрологическом риске для принятия адекватных и своевременных решений, гибкость и адаптивность управления риском, т.е. способ-

ность к приспособлению изменяющимся условиям в процессе развития горных работ.

:а Расчет отказа

шахтной не нтиляционнои системы

Разрушение крепи:

Старение оборудования: Воздействие опасных Факторов:

Старение выработок: Нарушение

технологического процесса:

Нарушение

правил эксплуатации:

в сооружении:

Длительная остановка вентилятора Метеоусловия:

Повреждение линии связи:

Выход из строязл. двигателя:

Выход из строя трансформатора: Выход из строя подшипников:

Обвалы и разрушения

Несоответствие паспорта креплений геологическим условиям:

Затопление выработок Нет опережающих скважин: |^~

Нет водоупорных перемычек: [^~

Отказ водоотливных установок: 1^~ Не затомпонированы скважины: [~

Т ехнологические нарушения:

ОТКАЗ ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:

РАСЧЕТ Расчет отказа |

Обвалы и обрушения д угля и породы: Затопление выработок: 0

Разрушение д вентяляционных сооружений: Воздействие д опасных Факторов:

Остановка вентилятора: 0 Разрушение горных выработок: ^

Отказ вентиляторов главного д и местного проветривания:

Рис. 2. Пример расчета вероятности отказа ШВС

В результате анализа производственного травматизма и аварийности на угольных шахтах за последние годы, анализа проблемы управления риском, анализа основных направлений и методов оценки риска, применяемых в горной промышленности и смежных отраслях, необходимо сделать вывод, что алгоритмическое обеспечение управления аэрологическим риском должно быть основано на построении деревьев отказов и имитационном моделировании аварийных ситуаций.

При построении дерева отказов [2] события располагают по уровням. Главное (конечное) событие занимает верхний - 0-й уровень, ниже располагают события 1-го уровня (среди них могут быть и начальные), затем - 2-го уровня и т.д. Если на 1-м уровне содержится одно или несколько начальных событий, объединяемых логическим символом ИЛИ, то возможен непосредственный переход от начального события к аварии. Далее определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию ддя построения дерева. Первичные и неразлагаемые события

соединены с событием 0-го уровня маршрутами (ветвями). Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине; они называются аварийными сочетаниями. В результате построения дерева [3] на компьютере можно выполнить расчет вероятности отказа ШВС (рис. 2).

Аналогичным образом инженер горного предприятия может рассчитать вероятность наступления материального ущерба, выраженного в рублях.

Метод прогнозирования состояния ШВС базируется на принципах теории имитационного моделирования. Для принятия решений по снижению аэрологического риска моделируются отдельные возможные реализации опасных факторов (в данном случае первичные события дерева отказов). На основе анализа делается вывод, какие именно из факторов, влияющих на ШВС, являются наиболее опасными, а также ставится вопрос о выборе дополнительных мероприятий по предупреждению отказа ШВС.

------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ушаков В.К., Баловцев С.В. Информационно-организационное обеспечение процедуры анализа аэрологического риска горного производства. Г орный информационно-аналитический бюллетень // Тематическое приложение: Безопасность. - М.: МГГУ, 2005.

2. Ушаков В.К., Баловцев С.В. Методы оценки аэрологического риска на угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень // Тематическое приложение: Аэрология. - М.: МГГУ, 2006.

3. Баловцев С.В. Причинно-следственные связи между событиями, приводящими к повышению аэрологического риска на угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень // Тематическое приложение: Аэрология. - М.: МГГУ, 2006.

— Коротко об авторах -----------------------------------------

Баловцев С.В. - ассистент, аспирант кафедры «Аэрология и охрана труда», Московский государственный горный университет.