1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
103
Jzef HANSEL Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
KSZTATOWANIE BEZPIECZESTWA SYSTEMW MASZYNOWYCH TRANSPORTU PIONOWEGO
W KOPALNIACH
Sowa kluczowe
Grnictwo podziemne, bezpieczestwo.
Streszczenie
W artykule, na podstawie oglnego stanu wiedzy i wasnego dorobku auto-ra z zakresu bezpieczestwa systemw: ludzie obiekty techniczne rodowi-sko, wyrniono i opisano 12 rodzajw nadmiarw wskanikw bezpieczestwa (wytrzymaociowy, strukturalny, funkcjonalny, parametryczny, czasowy, in-formacyjny, diagnostyczny, rodkw bezpieczestwa, kompetencji czowieka, poznawczy, jakociowy i systemowy), za pomoc ktrych mona osiga wy-magany poziom bezpieczestwa dowolnego obiektu technicznego, w tym rw-nie bezpieczestwa systemw maszynowych transportu pionowego (SMTP).
Wprowadzenie
W polskich kopalniach wgla kamiennego, rud miedzi, cynku, oowiu, soli i innych mineraw podziemne wyrobiska grnicze s poczone z powierzchni za pomoc pionowych szybw, w ktrych s zainstalowane grnicze wycigi szybowe. Wycigi te, suce do transportu ludzi, urobku (wydobywanej kopa-liny), materiaw, maszyn i urzdze grniczych itd. tworz z urzdzeniami zaadowczymi i wyadowczymi naczy wycigowych systemy maszynowe transportu pionowego (SMTP).
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
104
W artykule autor, na podstawie swojego wieloletniego dowiadczenia w rozwizywaniu problemw bezpieczestwa w grnictwie [1, 4] oraz oglnego stanu wiedzy [2] przedstawi w formie tabeli 12 nadmiarw wskanikw bez-pieczestwa, za pomoc ktrych mona ksztatowa bezpieczestwo SMTP. W tej tabeli zostay uwzgldnione opracowane w AGH nowe metodyki, metody i rodki techniczne, ktre ju si przyczyniy i nadal przyczyniaj si do popra-wy bezpieczestwa oraz obniania kosztw budowy, modernizacji i eksploatacji SMTP nie tylko w polskich kopalniach [47].
1. Opis formalny SMTP
1.1. Definicje podstawowych terminw
Nowa dziedzina wiedzy, jak jest teoria i inynieria bezpieczestwa syste-mw antropotechnicznych (ludzie obiekty techniczne rodowisko), do ktrych zaliczaj si SMTP, wie si nie tylko z naukami technicznymi, takimi jak: mechanika, wytrzymao materiaw, teoria niezawodnoci i eksploatacji, diagnostyka techniczna, teoria systemw itd., ale rwnie z naukami spoecz-nymi, ekonomicznymi i prawnymi (etyk, psychologi, socjologi, statystyk, ekonometri, zarzdzaniem) oraz medycyn pracy, bezpieczestwem i higien pracy, ergonomi, zarzdzaniem jakoci, zarzdzaniem rodowiskowym, za-rzdzaniem bezpieczestwem i higien pracy itd. [3, 4]. Z bezpieczestwem systemw antropotechnicznych czy si rwnie ponad sto aktw prawnych i co najmniej kilkaset norm technicznych [47].
Kada z kilkunastu dyscyplin naukowych wchodzcych w zakres kilku dzie-dzin wiedzy zwizanych z bezpieczestwem obiektw technicznych ma swoj terminologi. Na og w kadej dyrektywie, ustawie i innych aktach prawnych podawane s definicje uywanych terminw. Rwnie wikszo zbiorw norm powiconych bezpieczestwu okrelonych obiektw technicznych zawiera tzw. normy terminologiczne. W sumie z bezpieczestwem techniki wie si co naj-mniej kilkaset terminw uywanych w rnych dziedzinach wiedzy i wystpuj-cych w aktach prawnych i normach technicznych. Do czsto zdarza si, e defi-nicje tych samych terminw znacznie rni si midzy sob. Z wymienionych powodw poniej podano przyjte przez autora definicje (okrelenia) najwaniej-szych terminw zwizanych bezporednio z ksztatowaniem bezpieczestwa SMTP za pomoc nadmiarw wskanikw bezpieczestwa.
Ryzyko prawdopodobiestwo wystpienia niepodanego zdarzenia w czasie eksploatacji okrelonego systemu antropotechnicznego. W przypadku SMTP jest to prawdopodobiestwo utraty ycia lub zdrowia ludzi nie tylko w czasie ich transportowania, ale te obsugiwania SMTP (napraw, remontw, diagnozowania itd.) lub zerwania liny nonej, polizgu liny wzgldem koa pd-nego, przejazdu kracowego poziomu technologicznego przez naczynie wyci-gowe i innych wyrnionych uszkodze typu katastroficznego itd.
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
105
Ocena ryzyka proces wyznaczania wartoci liczbowej ryzyka i decydo-wania, czy jest lub nie jest moliwe do zaakceptowania.
Akceptowalny poziom ryzyka warto liczbowa ryzyka, ktr s w stanie zaakceptowa ludzie (ze wzgldw spoecznych, etycznych, ekonomicznych, technologicznych itp.) stykajcy si z okrelonym zagroeniem w rodowisku pracy i poza nim.
Dopuszczalny poziom ryzyka nieprzekraczalna warto liczbowa ryzyka, podana w okrelonych przepisach bezpieczestwa (aktach prawnych) lub nor-mach zharmonizowanych z tymi przepisami.
Bezpieczestwo systemu antropotechnicznego przy przyjciu zaoenia, e nie istniej sytuacje oraz jakiekolwiek dziaania czowieka pozbawione za-groe, bezpieczestwo systemu antropotechnicznego jest utosamiane z warunkami i postpowaniem, dla ktrych ryzyko utraty ycia lub zdrowia, zniszczenia rodowiska lub/i obiektu technicznego nie przekroczy dopuszczal-nego poziomu.
Wymagania bezpieczestwa wymagania okrelone w regulacjach praw-nych (przepisach bezpieczestwa) i normach technicznych zharmonizowanych z tymi przepisami, ktrych przestrzeganie jest usankcjonowane przymusem pa-stwowym.
Wymagany poziom bezpieczestwa wartoci liczbowe okrelonych wskanikw bezpieczestwa podane w regulacjach prawnych (przepisach bez-pieczestwa) lub/i normach technicznych zharmonizowanych z tymi przepisami.
Nadmiar ilo (liczba) czego przekraczajca wymagania; nadwyka. Nadmiar wskanikw bezpieczestwa rnica pomidzy pozostajc do
dyspozycji wartoci wskanika opisujcego waciwoci systemu a zapewnia-jc okrelony w przepisach bezpieczestwa (aktach prawnych) wymagany po-ziom bezpieczestwa lub nieprzekroczenia dopuszczalnej wartoci ryzyka.
Ksztatowanie bezpieczestwa dziaanie majce na celu osiganie wyma-ganego lub wyszego poziomu bezpieczestwa.
1.2. Uproszczony model SMTP
Na rys. 1 przedstawiono uproszczony model systemu maszynowego trans-portu pionowego kopalni podziemnej uwzgldniajcy wyrnione zbiory cech tego systemu [5].
Do zbiorw tych zalicza si: zbir zasobw, ktre uwidoczniono jako sygnay wchodzce, tj. ludzie,
rodki techniczne, energia, rodki finansowe, informacje i inne elementy:
Xzn = {xz1, xz2, ..., xzn} (1)
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
106
Rys. 1. Uproszczony model systemu maszynowego transportu pionowego (SMTP)
Xzn zbir zasobw, Xkn zbir zada wydobywczych, Xpn zbir oddziaywa czynni-kw zewntrznych, Xbn zbir nadmiarw bezpieczestwa, Yen zbir efektw wydo-bywczych, Ybn zbir efektw w postaci osignicia okrelonego poziomu bezpiecze-stwa 1 podsystem nr 1 realizujcy dopyw urobku do podszybia, Z1 zbiornik wyrw-nawczy na podszybiu, 2 podsystem nr 2 (elementy podszybia), 3 podsystem nr 3 (urzdzenie wycigowe wraz z wie, maszyn wycigow oraz ruchomymi i nierucho-mymi elementami szybu), 4 podsystem nr 4 (elementy nadszybia), 5 podsystem nr 5 realizujcy odbir urobku przez zakad przerbki mechanicznej
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
107
zbir zada transportowych, w tym wydobywczych lub/i okrelonych liczb transportowanych ludzi, rodzajem i iloci transportowanych maszyn mate-riaw itd.:
Xkn = {xk1, xk2, ..., xkn} (2)
zbir oddziaywa czynnikw zewntrznych, w tym zagroe naturalnych uwidocznionych jako np. warunki geologiczno-grnicze, rodzaj kopaliny, gboko kopalni, rodzaj szybu (wdechowy, wydechowy) itd.:
Xpn = {xp1, xp2, ..., xpn} (3)
zbir nadmiarw bezpieczestwa, ktre zostay zastosowane na etapie pro-jektowania, budowy i eksploatacji SMTP:
Xbn = {xb1, xb2, ..., xbn} (4)
zbir efektw transportowych SMTP uwidocznione jako sygnay wyjciowe:
Yen = {ye1, ye2, ..., yen} (5)
zbir efektw w postaci osignicia okrelonego poziomu bezpieczestwa SMTP mierzonego za pomoc ilociowych wskanikw bezpieczestwa:
Ybn = {yb1, yb2, ..., ybn} (6)
2. Ksztatowanie bezpieczestwa za pomoc nadmiarw wskanikw bezpieczestwa
2.1. Wyrnione nadmiary wskanikw bezpieczestwa
Bezpieczestwo dowolnego systemu antropotechnicznego, w tym rwnie SMTP, mona ksztatowa na etapie projektowania, budowy i eksploatacji przez stosowanie tzw. nadmiarw wskanikw bezpieczestwa [2, 4, 5]. Biorc pod uwag oglny stan wiedzy oraz swoje wieloletnie dowiadczenia, autor wyr-ni 12 rodzajw nadmiarw wskanikw bezpieczestwa: nadmiar wytrzymao-ciowy, strukturalny, funkcjonalny, parametryczny, czasowy, informacyj-ny, diagnostyczny, rodkw bezpieczestwa, kompetencji czowieka, po-znawczy, eksploatacyjny i systemowy [4].
2.2. Sposb prezentacji opracowanej metodyki ksztatowania bezpieczestwa
Wymienione nadmiary zostay zamieszczone w tabeli 1. W kolumnie nr 1 podano nazw nadmiaru i okrelono jego istot, w kolumnie nr 2 starano si graficznie zobrazowa okrelony nadmiar, w kolumnie nr 3 podano krtki opis i wpyw nadmiaru na bezpieczestwo systemu. W kolumnie nr 4 podano przy-kady dla systemw maszynowych transportu pionowego (SMTP).
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
108
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
109
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
110
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
111
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
112
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
113
PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2011
114
1-2011 PROBLEMY EKSPLOATACJI
115
Wnioski
Osignicie wymaganego poziomu bezpieczestwa systemu maszynowego transportu pionowego SMTP jest moliwe za pomoc rnych nadmiarw wskanikw bezpieczestwa.
Z tego te powodu do poprawy bezpieczestwa SMTP nie naley dy, korzystajc (jednoczenie i bezkrytycznie) ze wszystkich znanych metod i rod-kw technicznych. Takie postpowanie moe doprowadzi do wzrostu
