 |  | |
 УДК 622.529.55 Мониторинг природных ресурсов горных выработок угольных шахт
Иванилов В.Н., доцент Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Приведена информация о разработке ведомственного стандарта СОУ-Н 10.1.00174088.028:2011 «Требования и регламент оценки автоматизированных средств и систем противоаварийной защиты».
Действующие Правила безопасности в угольных шахтах [1] требуют, чтобы на каждой шахте функционировали автоматические устройства и системы мониторинга состояния горных выработок угольных шахт, надшахтных зданий и сооружений. Система мониторинга должна быть оборудована комплексом систем и средств, обеспечивающий организацию и осуществление безопасности ведения горных работ, контроль и управление технологическими и производственными процессами в нормальных и аварийных условиях. Системы и средства данного комплекса должны быть объединены в многофункциональную систему безопасности, которая должна обеспечивать: мониторинг и предупреждение условий возникновения опасности геодинамического, аэрологического и техногенного характера; оперативный контроль соответствия технологических процессов заданным параметрам; применение систем противоаварийной защиты людей, оборудования и сооружений. Наиболее распространенным объектом является мониторинг выделений в отработанные пространства метана из угольного пласта и вмещающих пород и последующий контроль формирующейся взрывоопасной метано-воздушной смеси. Целью статьи является ознакомление научных, инженерно-технических работников различных отраслей с разработанным нормативным документом, содержащим требования и регламент оценки шахтных систем мониторинга на основе электрических, электронных, программируемых электронных систем (персональные компьютеры, промышленные контроллеры и микроконтроллеры). методика исследований, отраженная в статье, и последующей разработки нормативного документа, содержащего требования и регламент оценки шахтных систем мониторинга, основана на следующих предпосылках. Разработка таких систем мониторинга выполнялась каждым из производителей «на ощупь», т.к. не существовало национальных или отраслевых нормативных документов, регламентирующих технические требования к их проектированию, изготовлению, внедрению, эксплуатации, документированию и хранению накопленной информации. Вместе с тем в международной практике принята публикация МЭК 61508 «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программированных электронных, связанных с безопасностью» [2 - 4], которую МЭК рекомендует применять во всех сферах, предъявляющих повышенные требования к безопасности. Недостатком этой публикации МЭК является отсутствие регламента оценки автоматизированных средств и систем мониторинга и противоаварийной защиты на соответствие большому множеству технических требований к аппаратным средствам и к их программному обеспечению, из которых они создаются. Потребность в стандартизации технических требований к аппаратным и программным средствам, и регламенте оценки функциональной безопасности таких систем мониторинга послужила основой для разработки ведомственного стандарта СОУ-Н 10.1.00174088.028:2011 «Требования и регламент оценки автоматизированных средств и систем противоаварийной защиты» [5]. Этот стандарт разработан Государственным Макеевским научно-исследовательским институтом по безопасности работ в горной промышленности, ныне находящимся в Донецкой народной Республике, под руководством автора. Для системной борьбы с угрозами безопасности горных выработок были выполнены исследования факторов, влияющих на функциональную безопасность, с учетом случайных дефектов и ошибок, потенциально существующих в возможных системах мониторинга. Это дало возможность разработать методы обеспечения безопасности при достижимом снижении уровня дефектов при проектировании, разработке и эксплуатации таких систем. при выполнении разработки было определено, что в технических условий (заданий) и в реализованных проектах таких систем часто замалчивались или были недостаточно формализованы технические и программные требования к их безопасности. Некоторые характеристики вообще отсутствовали, что приводило к их произвольному учету или к пропуску при испытаниях. Безопасность конечной продукции зависела лишь от интуиции и квалификации разработчиков и пользователей таких систем. Тем временем за определенный период накопилось достаточное количество примеров, демонстрирующих несовершенство и опасность такого подхода к созданию систем мониторинга горных выработок. Катастрофические последствия от таких ошибок в ряде областей промышленности, в том числе и в угольной, превышают последствия вредных и ошибочных действий эксплуатирующего персонала. Как правило, выводы комиссий по расследованию причин катастроф однозначно констатируют, что существующие противоаварийные системы мониторинга не обеспечили надлежащего уровня защиты. В то же время ошибки имели целиком понятную природу и могли быть своевременно устранены. На основании результатов анализа материалов по требованиям безопасности шахтных систем мониторинга была разработана концепция разработки указанного ведомственного стандарта, который состоит из следующих основных разделов и приложений. В разделе «Область применения» указана сфера применения систем мониторинга и их компонентов, предназначенных для эксплуатации на предприятиях угольной промышленности, а также правила введения их в эксплуатацию, условия при эксплуатации в угольных шахтах, в том числе опасных по газу и/или пыли. В разделе «Нормативные ссылки» приведены ссылки на нормативные документы, которым должны соответствовать вновь разрабатываемые средства и системы мониторинга. В разделе «Термины и определения» приведены толкования терминов и определений, примененных в этом стандарте. Раздел «Требования безопасности к аппаратным средствам электрических, электронных, программируемых электронных систем» оговаривает положения по правилам разработки, конструированию и изготовлению, требования безопасности к конструкции аппаратных средств автономных компонентов систем мониторинга. Раздел «Требования к безопасности программного обеспечения электрических, электронных, программируемых электронных систем» устанавливает требования безопасности к содержанию и правилам разработки программного обеспечения. В разделе «Введение в эксплуатацию шахтной автоматизированной системы противоаварийной защиты» (системы мониторинга) указано, что ввод в действие и эксплуатация разрешается в случае, если она разработана, изготовлена и испытана в соответствии с указанным стандартом, отвечает требованиям безопасности и обеспечивает мониторинг защиту от опасности для людей, имущества и горных выработок во время монтажа, обслуживания и эксплуатации. Также определено, что требования к каждой из общешахтных систем мониторинга следует оформить в виде технического задания (ТЗ), которое содержит описание мероприятий по созданию и развитию системы и мероприятий, связанных с планом ликвидации аварий согласно действующему «Положению о разработке планов предупреждения аварий на угольных шахтах». ТЗ должно содержать требования к составу и содержанию работ по разработке, внедрению, эксплуатации, модернизации и выводу из эксплуатации системы, составу и содержанию технической документации системы и требования к содержанию работ по этапам разработки.. В случае применения унифицированных систем внедрение выполняется в соответствии с техническими условиями на эти системы. Раздел «Регламент оценки безопасности» посвящен порядку оценки безопасности составных частей системы мониторинга, состоящему из испытаний и оценки конструкции аппаратных средств, а также испытаниям и оценке безопасности программного обеспечения таких систем. Испытание и оценка конструкции аппаратных средств выполняется вместе с изделиями горношахтного оборудования, если их не применяют самостоятельно, после проверки выполнения такими изделиями функций безопасности, заложенных в их конструкцию. Впервые для угольной промышленности приведены методики испытаний программного обеспечения электрических, электронных, программируемых электронных систем мониторинга. В Приложениях приведены примеры включения исполнительного защитного элемента (реле), этапы выполнения работ во время создания и эксплуатации системы мониторинга. Стандарт предназначен для научных, инженерно-технических работников, занимающихся вопросами разработки и усовершенствования (модернизации) шахтных систем мониторинга, а также для персонала предприятий промышленности, занимающегося их использованием, эксплуатацией и материально-техническим снабжением систем мониторинга. При разработке этого стандарта учтены рекомендации и предложения ведущих организаций и предприятий, разрабатывающих и выпускающих подобные системы мониторинга: НИИ «Автоматгормаш им. В.А. Антипова» и ГП Петровский завод угольного машиностроения, находящихся в г. Донецк ДНР, и др. Основные положения ведомственного стандарта предназначены для распространения его деятельности также на автоматизированные средства и системы контроля состояния механизмов рудничного подъема и транспорта, рудничных машин, предназначенных для выемки угля или проходки капитальных горных выработок, систем водоотлива, вентиляции и дегазации, для которых отсутствуют директивы или любые указания к безопасности систем мониторинга их состояния и работоспособности, а также на предотвращение опасностей, связанных с неправильным функционированием защитных устройств из-за возникновения нарушений или ошибок в них. Кроме того разработанные на основе этого стандарта системы мониторинга могут применяться в условиях рудников полезных ископаемых. В основу заложены следующие принципы сигнализации о состоянии системы мониторинга: 1. Предварительный контроль и индикация об исправном состоянии датчиков, устройств и механизмов системы. 2. Индикация о работе системы мониторинга. 3. Индикация об аварийных ситуациях, обнаруженных системой. 4. Индикация о защитных действиях автоматизированной системы мониторинга, предотвращающих развития аварийных ситуаций.
Выводы. 1. Введенный 4-х уровневый принцип информационной сигнализации о состоянии подконтрольного объекта (объектов) является наиболее прогрессивным для систем мониторинга, в том числе и для систем мониторинга природных ресурсов. 2. разработанный ведомственный стандарт СОУ-Н 10.1.00174088.028:2011 «Требования и регламент оценки автоматизированных средств и систем противоаварийной защиты», описывающий требования к системе мониторинга, и опыт его применения позволяет говорить о возросшем уровне безопасной эксплуатации угольных шахт.
Библиографический список 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». Серия 05. Выпуск 40. – М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2014. – 200 с. 2. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программированных электронных, связанных с безопасностью: ГОСТ Р МЭК 61508-6-2007. Часть 6. Руководство по применению ГОСТ Р МЭК 61508-2-2007 и ГОСТ Р МЭК 61508-3-2007 3. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам: ГОСТ Р МЭК 61508-2-2007– [Введ. 2007-12-07]. – М.: Стандартинформ, 2008. – 64 с. 4. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 3. Требования к программному обеспечению: ГОСТ Р МЭК 61508-2-2007– [Введ. 2007-12-07]. – М.: Стандартинформ, 2008. – 43 с. 5. Требования и регламент оценки автоматизированных средств и систем противоаварийной защиты: СОУ-Н 10.1.00174088.028:2011– [Введ. 2011-11-01]. – Макеевка: МакНИИ, 2012. – 54 с. | ||
 |  |
#menuinclude(1-elibraryru)