Риск травматизма рабочих угольных шахт и его гистерезис

Ю.Парханьски DO110. 18454/РМ1. 2016.6.869

Риск травматизма рабочих...

Геоэкология и безопасность жизнедеятельности

УДК 504.05/06

РИСК ТРАВМАТИЗМА РАБОЧИХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И ЕГО ГИСТЕРЕЗИС

Ю.ПАРХАНЬСКИ

Силезский технический университет, Гливице, Польша

В работе представлены данные о занятости на каменноугольных шахтах, уровне добычи и травматизме рабочих угольных шахт Польши за 1954-2010 гг. Для периода реструктуризации угольной отрасли Польши в 1993-2010 гг. проведена оценка показателей травматизма, в частности, частоты травматизма, тяжести травматизма и обобщенного показателя потерь. Были получены неоднозначные тенденции, что создало предпосылки для проведения анализа и за более ранние периоды. Анализ данных за 1954-2010 гг. показал многократную цикличность трендов изменений величин, использованных при оценке коэффициентов. Обосновано определение понятия «риск травматизма», способ его представления и интерпретация как нового метода, с учетом предыдущих исследований. На основе этого метода проведено исследование травматизма за период реструктуризации каменноугольных шахт Польши с расширением анализируемой базы данных за 1954-2010 гг. В результате была установлена новая зависимость «гистерезис риска травматизма». Представленный новый метод оценки риска травматизма является универсальным и может применяться не только на угольных шахтах, но и на предприятии любой отрасли страны и даже на межгосударственном уровне. Метод пригоден для анализа данных о частоте травматизма на 1000 человек и о тяжести случаев травматизма за любой промежуток времени.

Ключевые слова: добыча угля, показатели травматизма, гистерезис риска, реструктуризация угольных шахт.

Как цитировать эту статью: Парханьски Ю. Риск травматизма рабочих угольных шахт и его гистерезис // Записки Горного института. 2016. Т. 222. С. 869-876. Ш1 10.18454/РМ1.2016.6.869

Введение. Травматизм и его показатели для угольных шахт в период реструктуризации и в предшествующие годы. Несчастные случаи с работниками угольных шахт связаны в основном с добычей угля. Общая динамика травматизма, смертельных случаев, объема добычи и занятости на шахтах Польши за период 1954-2010 гг. представлена на рис.1 [4].

При анализе общего травматизма можно заметить характерные экстремумы числа случаев травматизма, занятости и добычи в разные годы. Экстремумы не перекрываются по годам, а динамика кривых зависимости не демонстрирует подобия. Таким образом, оценка состояния безопасности в шахтах на основе травматизма необъективна. Однако динамика общего травматизма показывает характерные экстремумы (максимумы) в 1991 г. и ранее, в 1981, 1969 и 1957 годах и минимумы в 2005 г. и ранее, в 1988, 1977, 1966 и 1955 годах.

Год

Рис.1. Добыча, травматизм и занятость на каменноугольных шахтах за 1954-2010 гг. [4] 1 - добыча, млн т; 2 - травматизм общий; 3 - травматизм смертельный; 4 - занятость, тыс. чел.

Ю.Парханьски

Риск травматизма рабочих.

Из графиков на рис.1 видно, что локальные экстремумы (максимумы) общего травматизма не связаны со скачкообразным изменением числа смертельных случаев, где причиной являются катастрофы. Не связаны они также с ростом численности и добычей. Локальные максимумы травматизма отмечаются в 1981 г. при росте занятости, а в 1991 г. при ее уменьшении.

На экстремумы (минимумы и максимумы) общего травматизма не влияли ни величины занятости, ни изменения величины добычи. По отношению к величине добычи в 2005 г. наблюдалось снижение травматизма, в 1988 г. - стабильный уровень, а в 1977 и 1967 годах - рост. Занятость до 1967 г. (331 тыс. рабочих), как и в 1977 г. (334 тыс. чел.) удерживалась примерно на одном уровне, в 1988 году достигла максимума (свыше 400 тыс. чел.), в 2005 г. (121 тыс. чел.) появилась некоторая тенденция к снижению.

Характерным является и то, что в 1988 г. общий травматизм (11904 случая) был выше в 1977 г. (8127 случаев) при примерно равных объемах добычи (183 и 186 млн.т), но при большей величине занятости (425 и 344 тыс. рабочих).

Из приведенных цифр следует, что одновременно с техническим прогрессом необязательно снижение уровня травматизма, а достигнутое снижение общего травматизма может быт нестабильным. Также возможна ситуация, когда тенденция снижения случаев общего травматизма, наблюдаемая в 2000-е годы, в ближайшем будущем возрастет, а минимумы и максимумы в будущем могут превышать значения предыдущих периодов.

Уровень безопасности на предприятиях до настоящего времени оценивался на основании величин коэффициентов травматизма. Это коэффициенты частоты травматизма WZ, и WG, коэффициент тяжести случая С и обобщенный показатель потерь WUS. Подбор показателей травматизма для оценки его уровня, как правило, произвольный, поскольку не существует правил, какой и когда показатель должны применяться. Официальная статистика публикует значения показателей WZ и С. При анализе травматизма чаще других используют показатель WZ, поскольку он касается практически любой области хозяйственной деятельности. Тенденция изменений значений этого показателя редко связывается с коэффициентом С.

Обобщенный показатель потерь [8], определяемый в польской литературе как превентивный коэффициент травматизма, применяется при анализе травматизма весьма редко. Он достаточно специфичен, поскольку его составляющими являются элементы профессионального риска - частота и тяжесть травматизма. На практике анализ травматизма обычно выполняется для определенных периодов, обычно пять лет, а зависимости коэффициентов представляются на графиках отдельно или совместно.

Полная динамика значений показателей травматизма для периода реструктуризации угольных шахт Польши в период 1993-2010 гг. представлена на рис.2 [4]. Этот период весьма важен

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Год

Рис.2. Коэффициенты травматизма в период реструктуризации [4]

ёЮ.Парханьски

Риск травматизма рабочих.

для перемен в угольной промышленности, поскольку именно тогда происходил переход от административно-распределительной системы к рыночным отношениям, что являлось предметом анализа публикаций в области экономики, социологии, безопасности труда и т.п.

Для обзора значений показателей травматизма использовали коэффициенты:

С = —Б— ; W7 = ^ -103; Wr = ^-105; WT = ^-103; = W710-3 С, W - 7 7 г Б Т Т ш 7

где С - тяжесть травматизма; W - общее количество несчастных случаев, W7 - на 1000 рабочих, Wr - на 100 000 человеко-смен, WT - на 1 млн т; Wus - обобщенный показатель потерь; Wsm -число смертельных несчастных случаев; 7 - численность трудящихся на предприятии; Б - число отработанных человеко-смен; Т - объем обогащенного( товарного) угля; Ds - число рабочих смен, потерянных из-за травматизма.

При оценке уровня безопасности для этого периода наблюдается позитивная тенденция уменьшения значений показателей частоты травматизма в 1992-2003 гг. и негативное нарастание значений показателя тяжести случаев травматизма.

В многоэтапных исследованиях автора [1-6, 7] оценки показателей уровня безопасности труда в угольных шахтах в период реструктуризации проведено сравнение величин коэффициентов W7, С, WuS по угольным шахтам за 1954-2010 гг. (рис.3). В этом широком временном диапазоне отмечены специфические зависимости между коэффициентами частоты и тяжести травматизма, которые не были ранее отмечены и описаны в специальной литературе. При росте частоты травматизма (коэффициент W7) тяжесть снижается (коэффициент С), а при снижении частоты растет тяжесть травматизма. Отмечены определенные периоды в ретроспективе - 20041991, 1991-1981, 1991-1977 и т.д. Существует также сходство кривых динамики коэффициентов

WUs.

Методология и методы исследования. Понятие риска травматизма. Для более однозначной оценки уровня безопасности труда при помощи метода коэффициентов предлагается ввести в практику понятие «риск травматизма» [1-3, 6]. Этот термин используется в профессиональной литературе, однако в нормативных и правовых документах (законы, подзаконные акты, распоряжения, нормы и т.п.) не используется как официальный термин и юридическое понятие. Чаще всего термин используется при описании или оценке травматизма, состояния уровня травматизма, профилактики и т.п. Термин выражается, как правило, в сравнениях (большой, малый, улучшение, ухудшение и т.п.), или значениями показателя общей частоты, числом тяжких (смертельных) случаев или же другим общепринятым способом. Риск травматизма часто соотносится с понятием профессионального риска.

Согласно польским нормам, вероятность события, как и его последствия, оценивается и определяется по трех- или пятибальной шкале. Для вероятности и потерь не существует единой методики определения. Источником данных часто является статистика, где потери соотносятся к случаям травматизма по их последствиям (тяжкие, смертельные), а вероятность - к показателю W7. Таким образом, обоснованным является принятие к использованию определения «риск травматизма - это частота неблагоприятных событий, связанных с выполняемой работой, приводящих к потерям трудоспособности и здоровья рабочими и, как следствие, к неспособности выполнения работы из-за активизации опасности».

Определение может быть описано выражением:

W , Б Б,

= ГГ 7 С —

7 Ж-Ж 7

Rw — W7 С — — 103-« ^ 103.

Математическим аналогом общего показателя травматизма WUS является коэффициент риска травматизма RW. Определение его составляющих не требует проведения дополнительных действий и расчетов в статистике травматизма, поскольку они публикуются в стандартном виде.

Результаты и обсуждение. Методы анализа и оценки риска травматизма. Примерный, применяемый в настоящее время способ представления данных для оценки уровня травматизма

Ю.Парханьски

Риск травматизма рабочих...

2М 'Э

о

N 181 о

-- 8002

-- 9003

№61- £

<4

I

£ О

К

н

к

СМ

Ю.Парханьски

Риск травматизма рабочих...

Шахты

Рис.4. Распределение значений обобщенного коэффициента потерь (в убывающем порядке) и его составляющих и С для угольной шахты за 1999 г.

60 70

С99

О Bytomska S.W.

Rudzka S.W.

О Gliwicka S.W.

А Katowicki H.W.

• Nadwislahska S.W.  Rybnicka S.W.

♦ Jastrz§bska S.W. А S.A.

А Р.Р.

* P.w.

Рис.5. Риск травматизма на угольных шахтах различных производственных объединений в 1999 г. [2, 3, 8]

(риска травматизма) в угольной шахте приведен на рис.4, где на одном графике представлены значения коэффициента РГ^, систематизированные по уменьшению и, соответственно, значения его составляющих и С. Интерпретация коэффициента по его составляющим Рг и С является сложной и неоднозначной, что может приводить к неоднозначным выводам и делает невозможным сравнение для различных периодов. Это, в свою очередь, приводит к тому, что коэффициент этот редко используется для формальной оценки травматизма и не находит широкого практического применения.

Риск травматизма и значения его составляющих и С можно представить другим способом, отличным от вышеприведенного. Вписывая в систему прямоугольных координат и С соответствующие значения составляющих по отдельным шахтам за данный год, получим точки, определяющие риск травматизма в этих шахтах [3, 7] (рис.5). Таким образом, одной точкой на

Ю.Парханьски

Риск травматизма рабочих..

50 45 40 35 30 -25 -20 15 -

10

-1-1-1-1-1-г-

35

40

45

50

55

60

65

70

75 С

Рис.6. Тенденция изменения значений риска травматизма Яц( Цг,С) на шахтах в 1990-2010 гг. [3, 4]

рис.5 определены три параметра риска травматизма, частоты и тяжести случаев для данного предприятия - угольной шахты, что представляется более наглядным и однозначным, чем на рис.4.

Средние значения риска травматизма можно определить:

• при помощи среднеарифметического где составляющие (средние значения коэффициентов

и С) делят поле координат на четыре квадранта (1-1У) значения риска травматизма;

• при помощи прямой линии тренда (средней величины), делящей поле на большие и меньшие значения риска травматизма;

• при помощи гиперболической кривой, делящей поле на большие и меньшие значения риска травматизма.

Тенденции и тренды величин риска травматизма за определенный период (реструктуризации) можно представить в системе прямоугольных координат в виде кривой функции его составляющих ЯЦ(Цг,С) (рис.6). На рис.6 стрелки соединяют точки значений риска за очередной год, формируя кривую тенденции риска травматизма. Стрелка на графике указывает гипотетический позитивный тренд уменьшения риска травматизма на основе положения, что каждый случай травматизма - величина случайная и тем самым случайной величиной становится и тяжесть полученных травм (дни травматической реабилитации).

Предполагается, что уменьшение частоты и количества случаев травматизма случайным образом уменьшает число случаев с короткой или длительной посттравматической реабилитацией, и тяжесть их будет уменьшаться. Такой тезис был принят в исследованиях автора в 2000 г. [6, 7], но не нашел подтверждения, поскольку проявилась тенденция развития травматического риска в сторону уменьшения частоты и возрастания тяжести случаев С+. После 2000 г. тенденция риска травматизма изменялась петлеобразно, демонстрируя новое качество зависимости (рис.6). При расширении сроков исследований до 1990 г., а затем и до 1954 г. были получены неожиданные результаты.

При построении кривых значений коэффициента травматизма за 1954-2010 гг. проявилась их многократная цикличность. Представление кривой риска травматизма в период от 1960 г. (рис.7) подтверждает тенденцию многократной цикличности в виде многократного петлеобразования на кривой В естественных науках такой вид зависимости актуального состояния системы от состояний в предшествующие моменты носит название гистерезиса. В случае отсутствия петли гистерезиса график представляет только отдельную часть кривой и может выглядеть даже как линейная зависимость.

Ц

65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15

25 30 35 40 45 50 55 60 65

70

75 С

Рис.7. Тренд изменений величины риска травматизма Яц(Цг, С) на угольных шахтах за период 1960-2010 гг.

ёЮ.Парханьски

Риск травматизма рабочих.

Ранее в специальной литературе как в Польше, так и в других странах не описан и не представлен в подобной форме риск травматизма как функция/(С, Жг). Не отмечалось и не описывалось петлеобразование кривых графиков риска травматизма, имеющих характер гистерезиса. Подобное графическое отображение изменений риска травматизма представляется впервые, а указанная зависимость установлена на основании официальных данных числа травматизма работников угольных шахт.

Тенденция изменения кривой риска травматизма с учетом петлеобразования приобретает схожесть с гиперболической функцией. Кривая демонстрирует четкую тенденцию приближения и удаления в направлении нулевого значения, что в исследованиях автора принимается как позитивный тренд снижения риска травматизма. Зафиксировано как правостороннее, так и левостороннее петлеобразование.

Гистерезис риска травматизма наблюдается не только в период реструктуризации угольной промышленности, но и до начала этого периода. Он является зависимостью, характерной как для планового хозяйства, так и для свободной рыночной экономики. Не исключается его проявление и в будущем, что дает возможность его прогнозирования.

Выводы

1. Параметры, используемые в оценке травматизма, такие как добыча, занятость и травматизм, как для периода реструктуризации угольных шахт Польши в 1993-2010 гг., так и в предыдущие годы, начиная с 1954 г., демонстрируют значительное непостоянство значений, однако дают возможность выделить одинаковые значения в разные годы и определяет характерные циклы. Например, добыча и занятость в 1989 и 1976 гг. были примерно на одинаковом уровне, в то время как травматизм в 1976 г. был значительно ниже, чем в 1989 г., несмотря на технический прогресс.

2. Коэффициент частоты травматизма на 1000 работников и коэффициент тяжести случаев травматизма демонстрируют обратную зависимость, т.е. когда частота травматизма растет, то тяжесть случаев уменьшается и наоборот. Для этих изменений также можно выделить характерные периоды времени - циклы.

3. Прежний способ оценки травматизма при помощи метода коэффициентов демонстрирует достаточно произвольный характер используемых коэффициентов, периодов анализа, способа представления результатов, вследствие чего выводы по результатам оценки могут быть неоднозначными и приводить к ошибочным заключениям.

4. Новый способ оценки риска травматизма Яц не требует введения новых коэффициентов, а только однозначного использования коэффициента частоты травматизма и коэффициента тяжести С для проведения анализа и соответствующей интерпретации результатов.

5. Проведенная оценка риска травматизма на примере угольных шахт может найти применение и в других отраслях, а также быть использована, например, в международном сравнении угледобывающих отраслей.

6. Новый способ оценки риска травматизма выявил ранее не описанную в специальной литературе зависимость, названную гистерезисом риска травматизма.

7. Анализ риска травматизма, выполненный для периода реструктуризации угольных шахт Польши в период 1993-2010 гг. показал, что этот период недостаточен для получения достоверных результатов, необходимо, чтобы текущий анализ за каждый очередной год проводился с учетом линии гистерезиса с 1960 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Парханьски Ю. Коэффициентная оценка риска производственного травматизма на примере опыта польских каменноугольных шахт // Сборник научных трудов Международного форума-конкурса «Проблемы недропользования» / Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2009. С. 43-46.

2. Парханьски Ю. Метод коэффициентной оценки риска производственного травматизма как дополнение оценки профессионального риска // Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции «Геотехнологии и управление производством XXI века». Донецк, 2007. С. 245-260.

Ю.Парханьски

Риск травматизма рабочих.

3. Парханьски Ю. Системный подход для коэффициентной оценки риска несчастных случаев на примере каменноугольных шахт Польши // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск. Безопасность. 2006. С.120-128.

4. Парханьски Ю. Травматизм работников угольных шахт в период реструктуризации на шахтах Польши // Сборник научных трудов форума-конкурса молодых ученых «Проблемы недропользования». Ч. 1 / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2013. С. 102-105.

5. Парханьски Ю. Травматизм трудящихся на каменноугольных шахтах Польши в период реструктуризации (1993-2005)// Записки Горного института. 2009. Т. 180. С. 36-42.

6. Парханьски Ю. Метод оценки сравнительного риска аварии // Здоровье и безопасность в горнодобывающей промышленности в странах Центральной и Восточной Европы: Материалы Международной конференции. Сосновец, февраль 2001 [на польском языке].

7. Парханьски Ю. Оценка риска аварии - графический метод // Научные труды Силезского технологического университета. Серия «Горное дело». Т. 250. Гливице, 2001. С. 165-173 [на польском языке].

8. ЧеркасовГ.А. Условия труда: анализ, пути совершенствования / Г.А.Черкасов, Ф.А.Громов. М.: Профиздат. 1974. 173 с.

Автор Ю.Парханьски, доктор-инженер, Jozef.W.Parchanski@polsl.pl (Силезский технический университет, Гливице, Польша).

Статья принята к публикации 30.09.2016.