Файл: Вассерман, А. Д. Методы оценки вентиляционных систем рудников.pdf

Качество проветривания К в дальнейшем используется нами как объективный критерий оценки, правда, в несколько изме­ ненном по сравнению с формулой (3) виде.

Одним из главных факторов, связанных с вентиляционной си­ стемой и существенно влияющих на экономические показатели ра­ боты подземных предприятий, является рудничный микроклимат (температура, барометрическое давление, влажность и скорость рудничного воздуха). Поэтому необходимо определить меру влия­ ния параметров микроклимата в подземных выработках на повы­ шение производительности труда и возникновение производст­ венно обусловленных простудных заболеваний.

Для обоснования экономических показателей необходимо пред­ варительно оценить систему по объективным критериям. Однако в области рудничной вентиляции и техники безопасности такого комплекса оценок еще не существует. Это в свою очередь не по­ зволяет не только подсчитать в общем плане экономический эф­ фект от функционирования системы или от внедрения конкретных мероприятий, но даже просто объективно обосновать ту или иную сумму расходов, как бы мала или велика она пи была. По-видимому, именно это и является причиной подхода к вентиляционным си­ стемам рудников с экономических позиций как к фактору, уве­ личивающему расходы предприятия и, следовательно, снижаю­ щему его прибыль. Однако такой подход может существовать до тех пор, пока не найдется метода обоснования расходов на меро­ приятия по технике безопасности и определения экономического эффекта от них.

Как следует из всего сказанного, решение данного вопроса состоит из разработки методов объективной оценки вентиляцион­ ной системы для обоснования экономических показателей, опре­ деления экономической эффективности системы, закономерностей изменения производительности и простудной заболеваемости от параметров рудничного микроклимата, на основе которых обосно­ вываются экономические показатели и экономическая эффек­ тивность функционирования системы.

1.2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РУДНИКА

Одной из основных оценок целого ряда различных по назначе­ нию систем является эффективность их функционирования. Венти­ ляционные системы рудников не являются в этом случае исключе­ нием. В понятие эффективности одни исследователи вкладывают трудность (или легкость) проветривания, оценивая ее величинами эквивалентных отверстий, аэродинамических сопротивлений сети, общерудничных депрессий и т. д. Другие под эффективностью реко­ мендуют понимать качество проветривания, т. е. степень очистки рудничного воздуха в увязке с временным фактором. Третьи

9

эффективность рассматривают как совокупность перечисленных факторов. Все эти оценки достаточно подробно рассмотрены в работе [14] и не требуют дополнительного анализа. Следует только отметить структуру оценки эффективности вентиляцион­ ной системы, состоящей из показателя качества проветривания К, представленного формулой (3), и коэффициента полезного дейст­ вия проветривания т), совпадающего в предложенной форме с из­ вестным коэффициентом доставки воздуха. На первом этапе практического использования указанный критерий эффективности был вполне приемлемым и единственно объективным показателей!. Однако критерий эффективности, представленный формулой [14]

в указанном виде в дальнейшем не может быть использован для производства экономических расчетов. Во-первых, формула (4) является достаточно сложной для расчетов сложных вентиля­ ционных сетей и, во-вторых, знак сложения в ней является не математическим действием, а чисто символическим. Поэтому тре­ буется найти более приемлемую форму такой оценки. Кроме того, оценка вентиляционной системы в целом критерием эффектив­ ности Э, исходя из КПД г] и качества проветривания К, является неполной. Необходимо оценить не толко качество функциониро­ вания системы, но и определить надежность ее эффективного функционирования. Тогда вентиляционная система со стороны технических показателей в необходимой и достаточной степени была бы оценена.

Под надежностью системы обычно понимается ее способность безотказно выполнять заданные функции в определенных усло­

обусловленное их безотказностью, долговечностью, ремонтопри­ годностью и обеспечивающее нормальное выполнение заданных функций системы (изделия).

До недавнего времени теорию надежности отождествляли с не­ которыми разделами математики (теорией вероятностей и мате­ матической статистикой). Однако эти разделы являются лишь сред­ ством анализа надежности и помогают решить ряд задач, связанных

соптимизацией систем и методами их эксплуатации.

Внастоящее время многие ведущие отрасли промышленности ши­ роко используют методы надежности при создании и эксплуатации аппаратуры и систем. В частности, без расчета надежности не об­ ходится радиоэлектронная промышленность, машиностроение и др. Все это имеет под собой основу, связанную с безопасностью и эко­ номикой. Так, например, установлено[17], что в некоторых слу­ чаях стоимость эксплуатации ненадежного оборудования более чем в 10 раз превосходит его начальную стоимость, а обеспечение хорошей надежности значительно снизит эти расходы.

•J0

В зависимости от назначения системы и условий ее функцио­ нирования к ней могут предъявляться различные требования надежности. По значению уровней (классов) надежности шахтные системы и аппараты ориентировочно разделены на четыре класса [18, 19]. К I классу отнесены системы.и аппараты, отказы

вкоторых могут привести к человеческим жертвам и вызвать мате­ риальный ущерб. Рекомендуемая вероятность безотказной работы

вэтом случае Р (i) =0.99, где £=720 час. Ко II классу отнесены системы, отказы в которых могут привести к материальному

ущербу (Р (г) =0.97, где £=720 час.). Отказы в системах III и IV классов надежности не приводят к человеческим жертвам и не наносят особого материального ущерба (Р (£)=0.90, Р (£)=0.S5

при £=720 час.).

В зависимости от горно-геологических условий вентиляцион­ ные системы, по нашему мнению, должны быть отнесены к I или II (но не ниже) классам надежности. Следует отметить, что эф­ фективность и надежность систем — показатели, определяющие систему с разных сторон, дополняющие друг друга и позволяющие объективно оценить систему.

Оценкой надежности вентиляционных систем подземных пред­ приятий начали заниматься сравнительно недавно. Следует от­ метить, что действующие правила безопасности [3, 4] не содержат четких требований относительно уровней надежности работы вен­ тиляционных систем. Если бы в них были оговорены требования надежности (уровни) к системе вентиляции в целом и основным ее узлам, то была бы возможна аргументация вентиляции начиная от методов воздухораспределеиия и кончая вопросами резервиро­ вания основных вентиляционных узлов (вентиляторных установок и вентиляционных сооружений). С другой стороны, установленные уровни надежности позволили бы разнообразить средства и методы вентиляции для их достижения и этим в определенной мере облег­ чили бы задачу проектировщиков и эксплуатационников.

Одним словом, на современном уровне развития горнорудной промышленности и передовых технических тенденций показатель надежности является необходимой объективной оценкой без­ отказности и устойчивости функционирования вентиляционной системы. Кроме того, расчет надежности обладает еще рядом цен­ ных качеств, определяющих экономические показатели вентиля­ ции и предприятия в целом. По условиям надежности можно обос­ новать количество вентиляторных установок и взаимодействие их работы, необходимый резерв установок, систему обслужива­ ния и подсчитать экономический эффект от реализации предло­ жений из условий надежности.

В настоящее время опубликовано значительное количество работ, посвященных теории и практическим принципам надеж­ ности. Комитетом стандартов СССР разработаны основные опре­ деления параметров надежности. Наиболее полно разработаны

И

вопросы надежности работы радиоэлектронной аппаратуры, много-' работ проводится по определению надежности средств автомати­ зации процессов и аппаратов. В последнее время появились ра­ боты [18—19] по исследованию надежности горнорудного, в том числе и вентиляционного оборудования. Одна из немногих работ, связанных с проветриванием подземных выработок, посвящена надежности системы местного проветривания глухой проходче­ ской выработки [18].

Как следует из приведенного краткого перечня вопросов,, исследованных с позиций надежности, большинство работ касается надежности электромеханической части систем, но нет ни одной опубликованной работы, охватывающей весь круг вопросов надеж­ ности рудничных вентиляционных систем. Таким образом, прове­ денный анализ показал, что существующие методы оценки техни­ ческих решений вентиляционной системы касаются лишь отдель­ ных ее сторон.

1.3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ РУДНИЧНОГО МИКРОКЛИМАТА НА ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ РУДНИКА

Основными параметрами рудничного микроклимата, влияю­ щими на организм человека, являются: температура, влажность и скорость движения рудничного воздуха. При этом следует от­ метить немаловажное влияние температуры как психологического фактора на организм горнорабочего. Академик А. А. Скочинский [20] подчеркивал, что метеорологические условия в горных выработках почти на 50% определяют производительность труда горнорабочих. П. Т. Приходько [21] как одну из возможностей роста производительности труда горнорабочих рассматривает резерв фонда рабочего времени за счет сокращения временной нетрудоспособности. Таким образом, одним из определяющих фак­ торов повышения производительности труда следует считать пла­ новое и комплексное улучшение условий труда, т. е. с точки зрения снижения простудных заболеваний — улучшение микро­ климата рудников. Так, например, улучшение условий труда на апатитовых рудниках от внедрения рекомендаций, разработанных лабораторией рудничной аэрологии Горнометаллургического ин­ ститута Кольского филиала АН СССР совместно с комбинатом «Апатит», позволило снизить производственно обусловленные заболевания на апатитовых рудниках в течение 1961—1967 гг. на 22.7—35.5%, что уменьшило существенно потери фонда рабо­ чего времени. Экономический эффект за счет улучшения условий труда в период 1959—1970 гг. составил около 440 тыс. руб. в год.

Г. X. Шахбазян[22], изучая вопросы гигиенического нормиро­ вания микроклимата производственных помещений, отмечает, что состояние воздушной среды помещений определяется в основ­ ном температурой, влажностью и движением воздуха, а также теп­

12