Гипотетический классификатор
Таблица 4.12. Гипотетический классификаторориентировочных значений вероятности ошибки оператора
|
Номер по классификатору |
Рутинная работа |
Наличие инструкций |
Наличие стресса |
Новая ситуация |
Ориентировочное значение вероятности ошибки оператора Роп |
|
В1 |
Да |
Да |
Нет |
Нет |
0,0001… 0,001 |
|
В2 |
Да |
В неполном объеме |
Небольшой |
Нет |
0,001...0,005 |
|
ВЗ |
Да |
В неполном объеме |
Некоторый |
Нет |
0,005...0,01 |
|
В4 |
Нет |
Нет |
Некоторый |
Нет |
0,01...0,05 |
|
В5 |
Нет |
Нет |
Да |
Нет |
0,05… 0,5 |
|
В6 |
Нет |
Нет |
Да |
Да |
0,5…1,0 |
исправления ошибки оператора
|
Исправление ошибки (характеристика) |
Ориентировочное значение вероятности исправления ошибки Pис |
Номер по классификатору |
|
Весьма вероятное |
0,5 |
И1 |
|
Вероятное |
0,2 |
И2 |
|
Возможное |
0,1 |
ИЗ |
|
Невероятное |
0,01 |
И4 |
|
Весьма невероятное |
0,001 |
И5 |
|
Невозможное |
0 |
И6 |
|
С помощью системы защиты |
0,95...1,0 |
И7 |
|
Невозможное из-за отсутствия времени |
0 |
И8 |
На рис. 4.16 и в табл. 4. 14 даны возможные варианты представления результатов выполнения анализа ошибок персонала.
Таблица 4.14. Вариант представления результатов анализа ошибок персонала
|
Форма анализа |
Пример1 |
Пример 2 |
Пример 3 |
|
Система и вид работы Цель работы Вид потенциальной ошибки Потенциальные последствия Исправление ошибки Причины ошибки Метод предотвращения ошибки Вероятность ошибки Вероятность исправления ошибки Шкала последствий Величина последствий U Расчет риска: R=Pоп(1-Pис)U Метод снижения риска Другие данные |
Объект X1 Процесс Y1 Вид работы Z1 Задача по Z1 D12 А И2 П3 П38 (пересмотр правил) 0,02 (В4) 0,2 1…100 40 0,64 Управление Нет |
Объект X2 Процесс Y2 Вид работы Z2 Задача по Z2 D2 N И7 П5 П54(снижение шума) 0,3(В5) 0,99 1…10 4 0,012 Обучение персонала Нет |
Объект X3 Процесс Y3 Вид работы Z3 Задача по Z3 D3 K И4 П6 П61(изменение объекта) 0,1(В5) 0,01 1…10 8 0,792 Технические меры, обучение персонала Нет |
Причинно-следственный анализ (ПСА) выявляет причины происшедшего чепе. Тем не менее ПСА является составной частью общего анализа опасностей. Он завершается прогнозом новых чепе и составлением плана мероприятий по их предупреждению.
Анализ начинают со сбора информации, которая призвана описать чепе точно и объективно.
Составляют перечень событий, предшествовавших чепе, при этом обращают внимание на то, что регистрируемые реальные события и факты бывают двух видов: носящие случайный характер и носящие постоянный характер. Последние участвуют в возникновении чепе опосредованно и в сочетании со случайными событиями. Например, плохая конструкция ограждений на машине (факт, носящий постоянный характер) способствовала проникновению руки оператора в опасную зону (случайное событие). Перечень может содержать достаточно большое число событии, предшествовавших чепе, и по нему трудно дать необходимые заключения. В этом случае целесообразно построить ориентированный граф –дерево причин. Построение начинают с последней стадии развития событий, а именно, с чепе-несчастья. По каждому предшествующему событию последовательно ставят следующие вопросы. Каким предшествующим событием Х было непосредственно вызвано событие Y? Достаточно ли было одного события X,
чтобы вызвать Y? Если нет, то какие другие предшествующие события Х1, X2,..., Хп еще необходимы, чтобы непосредственно вызвать событие Y?
С помощью этих вопросов выявляют логические связи, представленные в табл. 4.15.
Логическая согласованность дерева причин контролируется путем постановки к каждому предшествующему событию следующих вопросов.
Если бы событие Х не произошло, могло бы тем не менее произойти событие Y?
Было ли необходимым и достаточным само по себе событие Х для того, чтобы произошло событие Y?
Процесс создания дерева причин побуждает исследователя к сбору и глубокому анализу информации. По окончании работы исследователь имеет группу факторов и диаграмму развития н-чепе.
Логическая структура дерева причин такова, что при отсутствии хотя бы одного из предшествующих событий н-чепе произойти не может. Это является хорошей основой для того, чтобы сформулировать предупредительные меры с целью: а) исключить повторение н-чепе данного типа; б) избежать более или менее аналогичных н-чепе (чепе, которые имеют с данным чепе общие признаки).
Анализируя дерево причин, можно также заметить, что не все предшествующие события имеют одинаковое значение для предотвращения н-чепе. Поэтому имеет смысл составить еще один (сокращенный) перечень событий, по которому и принимать предупредительные меры.
Таблица 4.15. Использование логических связей в причинно-следственном анализе.
Рис. 4.17. Дерево причин аварии тягача:
Х1 – обычно используемый тягач вышел из строя, X2 –другой тягач использовался в работе, Хз – различие в высоте прицепа и нового тягача, х4, – осуществление сцепки затруднено. Xs –
водитель встает между тягачом и прицепом, Х6 – не включен ручной тормоз. Х7 – вибрации от работающего двигателя. Х8
–двор имеет уклон, Х9 – тягач движется к прицепу, x10 – водитель зажимается между прицепом и тягачом, N–несчастный случай (травма), (Х8–факт постоянного характера, остальные случайного)
Рассмотрим пример. Во дворе предприятия водитель тягача приступил к сцепке тягача с прицепом. Операция осложнилась из-за различной высоты тягача и прицепа, и водитель спустился вниз, чтобы выяснить причину затруднения, забыв поставить тягач на тормоз. Кроме того, это был не тот тягач, который обычно эксплуатировался с этим прицепом. Когда водитель находился между прицепом и тягачом, тягач с работающим двигателем скатился назад по небольшому уклону и придавил водителя к раме прицепа.
Дерево причин дано на рис. 4.17. Результаты анализа (возможный вариант) представлены в табл. 4.16 в виде причин происшедшего чепе, предупредительных мероприятий и источников опасности, которые спрогнозированы на базе фактов, занесенных в графу причин. Прогнозирование осуществляют в двух дополняющих друг друга направлениях а) ведут поиск источников опасности на данном месте; б) ведут поиск рабочих мест, где данный источник опасности может быть идентифицирован. Таким образом, причинно-следственный анализ происшедшего н-чепе не только позволяет исключить выявленные причины, но и спрогнозировать опасности. Наконец, за исполнением предупредительных мероприятий необходимо проследить.
Этому будет способствовать планирование, проведенное, например, по форме табл. 4.17, которая отвечает на вопросы кто? когда? где? сколько? Эффективность всей работы будет также зависеть от информации, которую получит персонал предприятия. Информация должна вызывать положительное отношение персонала к принимаемым мерам.
Таблица 4.16. Вариант представления результатов
причинно-следственного анализа в примере с тягачом
|
Причины несчастного случая |
Возможные предупредительные мероприятия |
Источники опасностей |
|
Двор с уклоном Невыключенный тормоз, работающий двигатель Разная высота прицепа и тягача Тягач, вышедший из строя |
Реконструкция двора Инструктаж водителя Стандартизация соединений Предупредительный ремонт транспортных средств |
Неподходящие места стоянок Недостаточная подготовка работников Техническая несовместимость материалов Поломка оборудования |
4.3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ
Функция опасности для системы ЧМС. При анализе опасностей сложные системы разбивают на множество подсистем. Подсистемой называют часть системы, которую выделяют по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам функционирования системы (например, подсистема управления безопасностью труда). В рамках этих задач подсистема может рассматриваться как самостоятельная система. Таким образом, иерархическая структура сложной системы такая, что позволяет ее разбивать на подсистемы различных уровней, причем подсистемы низших уровней входят составными частями в подсистемы высших уровней. Подсистемы, в свою очередь, состоят из компонентов – частей системы, которые рассматриваются без дальнейшего членения, как единое целое.
Рис. 4.18. Схема событий в системе ЧМС
Систему ЧМС, состоящую из компонентов Q1,Q2…Qn
(рис. 4.18), будем обозначать в виде вектора системы Q = (Q1,Q2,...Qn). Отклонение компонента Qi от нормального функционирования (отказ, авария) есть чепе Ei.Чепе Ei (i= 1, п) ведут к ненормальному функционированию системы Q, составляющему суть чепе Е. Логический анализ внутренней структуры системы ЧМС и определение вероятности чепе Е как функции отдельных чепе Ei являются одной из задач анализа опасностей.
Чтобы определить эту функцию, введем индикаторы чепе ? и ?i, i = 1, n, которые могут принимать только два значения 1 и 0. Будем полагать, что если чепе VEi, относящееся к компоненту Qi, произошло, то ?i = 1, а если не произошло, то ?i = 0, т. е. произошло чепе Д. Тогда для системы Q
наступление чепе Е соответствует ? = 1, а наступление чепе Е
означает ?= 0. Иначе говоря, имеем вектор индикаторов чепе
и следующие соотношения:
Если чепе Ei наступает с вероятностью pi, то, как следует из соотношений (4.21), с этой же вероятностью индикатор чепе ?i принимает значение 1. Поэтому справедливы следующие зависимости:
Логический анализ (§4.1) функционирования системы ЧМС позволяет записать логическую и индикаторную функции системы:
Применяя правила теории вероятностей, находят вероятность чепе в виде так называемой функции опасности
Таким образом, состояние системы ЧМС описывается: вектором системы Q= (Q1,Q2..., Qn), вектором индикаторов чепе ? = (?1,?2,..., ?n), логической функцией системы Е= f[E1, E2, ..., En), индикаторной функцией системы ? = F?(?1, ?2, …?n), функцией опасности р= Fp(p1, р2, ..., рn).
На практике часто индикатор и событие обозначают одной и той же буквой, так как это делалось в предыдущих параграфах.
Предположим, что анализ опасностей проводится для таких пространственно крупных систем, как цех или завод. Тогда в большинстве случаев выявленные источники опасностей могут рассматриваться как точечные. Их местоположение можно задать с помощью системы координат. Кроме того, можно допустить, что опасность достаточно полно характеризуется значениями вероятностей чепе. Эти вероятности можно условно называть «зарядами» опасностей. Заряды опасностей можно связать с системой координат, как например, показано на рис. 4.19, и считать, что они создают вокруг себя поле опасности, напряженность которого характеризуется вероятностью наступления н-чепе. Это позволит не только установить границы опасной зоны, но и произвести ее разметку в зависимости от степени опасности.
Подсистемы и чепе ИЛИ, И. Подсистемой ИЛИ называют часть системы ЧМС, компоненты которой соединены последовательно (рис. 4.20). Отказ подсистемы есть чепе ИЛИ. К чепе ИЛИ приводит отказ любого компонента подсистемы.
Будем обозначать отказы теми же буквами, что и компоненты. Если Ej – отказ j-го компонента (компонента Ej;), то чепе ИЛИ есть событие:
где т –число компонентов.
В силу логических законов двойственности отсутствие чепе ИЛИ есть событие.
|
Рис. 4.19. Описание опасности с помощью «зарядов»: Е1 – взрыв ресивера; e2 – обрыв троса; Ез – замыкание на корпус |
Рис. 4.20. Символическое изображение подсистемы ИЛИ: а – графический символ; б – развернутая схема |
Для равновозможных отказов
вероятность чепе ИЛИ
Последнее выражение свидетельствует о высокой вероятности чепе в случае сложных систем. Например, при вероятности отказа компонента p=0,1 подсистема ИЛИ, состоящая из десяти компонентов (т = 10). имеет вероятность того, что чепе ИЛИ не произойдет, равную (1-0,1)10?0,35.
Используя разложения в ряд, можно получить полезные выражения, которые упрощают вычисления:
|
Рис. 4.21. Символическое изображение подсистемы И: а –графический символ, б–развернутая схема |
Рис. 4.22. Символическое представление подсистемы И –ИЛИ |
Если отказы компонентов можно считать взаимно независимыми, то вероятность чепе И
К понятию подсистемы И в машиностроении приводит операция резервирования, которую применяют, когда необходимо достичь высокой надежности системы (например, если имеется опасность аварии).
С точки зрения анализа опасностей можно сделать следующие обобщения.
1. Любые действия персонала, операции, устройства, которые с точки зрения безопасности выполняют одни и те же функции в системе ЧМС, могут считаться соединенными параллельно.
2. Любые действия персонала, операции, устройства, каждое из которых необходимо для предотвращения чепе (например, аварии или несчастного случая), должны рассматриваться как соединенные последовательно.
3. Для уменьшения опасности системы ЧМС обычно добавляют резервирование, учитывая при этом затраты.
Приведем примеры. Пусть защитное устройство пилы устраняет 95 %, а инструкция по технике безопасности 98 % несчастных случаев. В определенном смысле это – параллельные мероприятия (компоненты) по решению одной и той же проблемы. Следовательно, если они независимы, результирующая вероятность несчастного случая находится как для подсистемы И и будет равна 0,001.
Аналогично, если возгорание может произойти как от неосмотрительного курения, так и вследствие электростатического разряда, то предотвращение этих двух причин надо рассматривать как последовательные компоненты.
Подсистемой И–ИЛИ называют ту часть системы ЧМС, которая соединяет подсистемы ИЛИ в подсистему И. Отказ подсистемы И – ИЛИ есть чепе И–ИЛИ. На рис. 4.22 параллельно соединенные компоненты Ei(i= 1, 2, ..., т), образующие подсистему И, представляют собой подсистемы ИЛИ, состоящие из последовательно соединенных компонентов Еij (j= 1,2, ..., ni).
По формуле (4.28) вероятность отказа i-й подсистемы ИЛИ
Учитывая соотношение (4.32), находим вероятность чепе И – ИЛИ:
Подсистемой ИЛИ–И в системе ЧМС называют подсистемы И, соединенные в подсистему ИЛИ. На рис. 4.23 последовательно соединенные компоненты Ei(i=1,2, ..., m), образующие подсистему ИЛИ, представляют собой подсистемы И из параллельно соединенных компонентов Eij(j=1,2, ..., ni).
С учетом формулы (4.32) вероятность отказа i-й подсистемы И
Используя соотношение (4.28), находим вероятность чепе ИЛИ–И
В более сложных случаях, чтобы воспользоваться формулами (4.3) и (4.18) теории вероятностей, логическую функцию (4.23) необходимо определенным образом преобразовать –привести ее к нормальной, а затем к совершенной нормальной форме.
Тогда она будет включать несовместимые события.
Численный анализ риска. Риск в широком смысле слова – это подвергание воздействию вероятности экономического или финансового проигрыша, физического повреждения или причинения вреда в какой-либо форме из-за наличия неопределенности, связанной с желанием осуществить определенный вид действий.
Ниже рассмотрен анализ риска при техногенном воздействии. Следует различать риск при наличии источника опасности и риск при наличии источника, оказывающего вредное воздействие на здоровье. Как определено выше, источник опасности потенциально обладает повреждающими факторами, которые воздействуют на организм, собственность или окружающую среду в течение относительно короткого отрезка времени. Что касается источника, характеризующегося вредными факторами, то принято считать, что он воздействует на объект в течение достаточно длительного времени.
Рис. 4.23. Символическое представление подсистемы ИЛИ – И
Для оценки риска используют различные математические формулировки, выбор которых зависит от имеющейся информации.
Когда последствия неизвестны, то под риском обычно понимают просто вероятность наступления определенного сочетания нежелательный событий:
При необходимости можно использовать определение риска как вероятности превышения предела:
где ? –случайная величина; х–некоторое значение.
Риск, связанный с техникой, обычно оценивают по формуле, включающей как вероятность чепе, так и величину последствий U (обычно ущерб):
Если каждому i-му чепе, происходящему с вероятностью Pi, может быть поставлен в соответствие ущерб Ui, то величина риска будет представлять собой ожидаемую величину ущерба U*:
Если все вероятности наступления чепе одинаковы (Pi=p, i=1n), то из формулы (4.40) следует
Если последствия измерять числом летальных исходов (или) и известна вероятность PNN
летальных исходов, то риск
где q – положительное число. Если предположить, что одно чепе с большим числом летальных исходов более нежелательно, чем такое же число отдельных летальных исходов, в выражений (4.42) число q должно быть больше единицы.
При угрозе собственности ущерб и риск чаще всего измеряют в денежном выражении. Однако если можно принять, что ущерб при авариях будет одним и тем же, то определение рисков и дальнейшее их сравнение можно проводить, пользуясь вероятностями. В частности, если ущерб трудно рассчитать, то за величину риска принимают вероятность превышения предела [формула (4.38)].
Рис. 4.24. Риск и его оценка
При угрозе здоровью ущерб в денежном выражении можно оценить только частично в виде расходов на оплату листков нетрудоспособности и подмену персонала. Еще труднее в денежном виде оценить ущерб от летальных исходов. Поэтому риск, связанный с несчастными случаями, оценивают вероятностями. Таким образом, единицы измерения риска могут быть различными в том случае, когда существует угроза здоровью, и тогда, когда существует угроза собственности. Поэтому, когда одновременно существует угроза здоровью и собственности, риск целесообразно записывать в векторном виде с различными единицами измерения по координатным осям:
Здесь перемножение в правой части уравнения производится покомпонентно (рис. 4.24), что позволяет сравнивать риски.
Принято различать риск индивидуальный и общий. Индивидуальный риск можно определить как ожидаемое значение ущерба U* причиненного чепе за интервал времени Т и отнесенное к группе людей численностью М человек. (Численность людей должна быть указана, если делается ссылка на индивидуальный риск.)
Общий риск для группы людей (коллективный риск)
|
Рис. 4.25. Частота и число связанных с техникой несчастных случаев: 1 – суммарная кривая; 2 – общее число аварий самолетов; 3–пожары; 4–взрывы; 5–прорывы плотин; 6–выбросы вредных химических веществ; 7– аварии самолетов (без пассажиров); 8– 100 атомных реакторов |
Рис. 4.26. Частота и число природных катастрофических событий: 1–суммарная кривая; 2–-смерчи; 3– ураганы; 4–землетрясения; 5–падение метеоритов |
Ниже приведены некоторые значения риска смертности.
Риск, ли (чел.-год)
Курение (пачка в день) ................ 3,6?10-3
Рак (все виды) ..................... 2,8?10-3
Загрязнение атмосферы ................ 1,1?10-4
Алкоголь (малые дозы) ................ 2,0?10-5
Фоновая радиация (на уровне моря, без учета радона) . 2,0?10-5
На рис. 4.25 и 4.26 показана связь между частотой и числом несчастных случаев с летальным исходом. Видно, что частота и величина риска, обусловленного природными катаклизмами, обычно существенно превосходят угрозы, сопутствующие эксплуатации техники. На рис. 4.27 сопоставлены экономические последствия (ущерб), наносимые природными катаклизмами и техническими катастрофами.
При определении социально приемлемого риска обычно используют данные о естественной смертности людей, которая в индустриально развитых странах практически одинакова и изменяется с течением времени, отражая научно-технический прогресс. Однако риск естественной смерти зависит от возрастной группы людей: в возрасте 5...15 лет он имеет минимум и равен 2?10-4
случаев/(чел.* год), при этом на каждый такой случай приходится 20 несчастных случаев постоянной нетрудоспособности (нc пн) и 200 несчастных случаев временной нетрудоспособности (нс вн).
Поэтому имеет смысл ввести реперное значение абсолютного риска
Rа= 10-4ли/(чел.*год). (4.46)
Рис. 4.27. Ущерб, наносимый источниками техногенного (1) и природного (2) происхождения
При определении реперного значения допустимого риска /^д при наличии отдельного источника опасности (технической установки) следует иметь в виду, что человеку обычно угрожает несколько источников опасности и, следовательно, должно выполняться неравенство: Rд < Rа. Обычно в качестве реперного значения допустимого риска при наличии отдельно взятого источника опасности берут
10-3
ли/(чел.*год)
R={10-4 ли нс пн/(чел.*год) (4.47)
10-3 нс вн/(чел.*год).
Условие безопасности для населения можно сформулировать следующим образом: величина дополнительного риска, вызванного техническими причинами, для подавляющего большинства людей не должна превосходить реперное значение абсолютного риска Ra (рис. 4.28):
R ?RА. (4.48)
Рис. 4.28 показывает, как велика доля тех людей, для которых среднегодовые значения риска вследствие присутствия технического фактора выше значения Ra.
Среднегодовое значение риска для конкретного человека зависит от источников опасностей и времени их воздействия.
Рассматривая отдельно взятый источник опасности и учитывая, что индивидуальный риск обычно зависит от расстояния R = R(r), условие безопасности для всех r можно записать в виде
R(r) ?Rд. (4.49)
Однако это неравенство нуждается в корректировке, когда последствия чепе могут быть весьма значительными. Как следует из рис. 4.25 (кривая I), имеет смысл считать приемлемым критерием максимального числа летальных исходов в год значение Nо = 100. Если при определенных условиях можно ожидать число летальных исходов N > No, то значение допустимого риска следует уменьшить пропорционально отношению No/N (рис. 4.29), так что условие безопасности будет иметь вид
Рис. 4. 28. Обычный характер функции распределения среднегодового риска
? –доля людей с индивидуальным риском меньшим R; т – доля людей с чрезмерно высоким риском; п –доля людей с приемлемым риском
При заданном источнике анализ опасностей будет включать идентификацию потенциальных чепе, численную оценку риска и этап управления риском. Оценку и управление риском можно проводить в следующем порядке.
Пусть плотность людей на единицу площади рабочей зоны определена как функция р (г). Тогда общий риск применительно к отдельному источнику
(4.51)
При наличии п источников опасности для нахождения индивидуального риска можно использовать принцип суперпозиции
(4.52)
где Ri,(r) – индивидуальный риск при i-м источнике опасности.
Один и тот же объект может быть источником разных опасностей. Например, при транспортировании топлива между пунктами А и В можно выделить поле опасности, связанное с токсичностью топлива, и поле опасности, связанное с горючестью топлива, которые в общем случае различны.
|
Рис. 4.29. Зависимость допустимого риска от ожидаемого числа летальных исходов: 1 – наинизшее значение естественной смертности |
Рис. 4.30. Зависимость риска от расходов на защиту |
При принятии решений следует иметь в виду, что для ряда источников невозможно достичь уровня «нулевой» опасности. На рис. 4.30 кривая 1 соответствует случаю, когда можно достичь абсолютной безопасности, или нулевой опасности. В этом случае при расходах на защиту при необходимом конечном значении Х=Xо риск R становится равным нулю. Кривая 2 соответствует случаю, когда достичь абсолютной безопасности принципиально невозможно. Такое поведение эффективности затрат на защиту характерно, например для радиационно опасных производств, транспорта, промышленных предприятий. Если придерживаться принципа абсолютной безопасности, то необходимо применить все меры защиты, которые практически можно осуществить. Однако при этом помимо прямого риска Rnp,
создаваемого данной технологией, и на уменьшение которого направлены усилия (меры безопасности), существует еще и косвенный риск Rкс. Он обусловлен, например строительными работами, изготовлением оборудования и материалов для защитных сооружений, их эксплуатацией и т. д. С ростом расходов X на безопасность риск Rпр уменьшается, а риск Rкс растет. Уменьшается также эффективность затрат на защиту. Начиная с некоторого уровня этих расходов, при дальнейшем росте Х будет происходить возрастание полного риска Rn = Rnp + Rкс.
Поэтому при наличии источников, которые не позволяют достичь уровня нулевой опасности, следует принимать вариант решения с оптимизацией риска.
Для выполнения условий безопасности может потребоваться внесение изменений в следующие компоненты, управляющие риском: конструкторские решения; аварийные методики; учебные, тренировочные программы, программы по переподготовке; руководство по эксплуатации; нормативные документы; программы по безопасности.
Анализ риска, обусловленного наличием источника вредного действия, состоит из этапа оценки риска, сопровождаемого исследованиями, и этапа управления риском (рис. 4.31). На этапе оценки устанавливают, какие последствия вызывают разные дозы и в разных условиях в данном коллективе. На этапе управления риском анализируют разные альтернативы и выбирают наиболее подходящие управляющие воздействия. С целью принятия окончательного решения результаты оценки риска рассматривают с учетом инженерных, экономических и политических аспектов.
Рис. 4.31. Схема анализа риска, обусловленного источником, воздействующим на здоровье
Стандартные показатели несчастных случаев. Показатели несчастных случаев являются некоторой мерой опасности, позволяющей сопоставлять между собой предприятия, отрасли, профессии, возрастные группы и т. д. Они учитывают объем выполненной работы, ее минимальную длительность, при которой они являются достоверными, требуют применения единых методов учета данных и разрешают проводить сравнение лишь при определенных условиях (например, по профессиям). К таким показателям относят коэффициенты и показатели частоты и тяжести несчастных случаев.
Коэффициент частоты несчастных случаев есть отношение числа наступивших несчастных случаев N к реперному числу несчастных случаев N*, определенному за тот же период времени:
K4=N/N*. (4.54)
Реперное число
где ?t = 10-6 нс/ч и ?м = 10-3
нс/чел. можно трактовать как реперные значения соответственно скорости и плотности наступления несчастных случаев; Т–число часов, отработанных за рассматриваемый период времени всеми рабочими, которые подвергались воздействию опасности; М–среднее число рабочих, подверженных опасности.
В нашей стране принято определять реперное число по формуле N* = ?мM,
в западных развитых странах N* = ?tТ, подсчитанные таким образом коэффициенты К4 имеют различные значения; расчет реперного числа по формуле N = ?ТТ позволяет более полно учесть объем выполненной работы.
Если устанавливается годовое значение К4,
то
T=MXY-Z,
где М–численность работающих; X, Y и Z–соответственно длительность рабочего дня, число отработанных в году дней и потери рабочего времени вследствие отпусков, прогулов, болезни, несчастных случаев и т д.
Например, если на предприятии в течение года (допустим, в году 300 рабочих дней) работало 950 человек (рабочий день ранен 8 ч), за это время наступило 100 несчастных случаев и было потеряно по разным причинам 30 000 рабочих дней, то -Т = 950•300•8–30000•8 = 2 040 000 ч, N. =10-6?2 040 000 == 2,04 нc, К4 = 100/2,04 = 49,02.
Показатель тяжести несчастных случаев (коэффициент нетрудоспособности)
Kн=Д/д*, (4.55)
где Д–число всех дней нетрудоспособности; Д*=?тТ–реперное число нетрудоспособных дней; Ву= 10-3 дн/ч.
Допустим, что при условиях, изложенных в предыдущем примере, 100 несчастных случаев привели к потере 3000 рабочих дней. Тогда, реперное число Д*
= 10-3(950?300x х8–30 000-8) == 2040 дней, Кн = 3000/2040 = 1,47
Коэффициент тяжести несчастных случаев определяется как число всех дней нетрудоспособности, приходящееся на один несчастный случай:
Кт=Д/Т
(4.56)
При расчетах характеристик несчастных случаев (4.54)...(4.56) возникает вопрос: как быть, если среди несчастных случаев были такие, которые привели к летальному исходу или полной потере трудоспособности? Ответ на этот вопрос пытаются дать путем установления эквивалента, который бы приводил летальный исход к числу нетрудоспособных дней. Ориентировочно и неофициально полагают, что один летальный исход может быть приравнен к 6000–7500 дням потери работоспособности Так, если в предыдущем примере к 100 несчастным случаям добавим один летальный исход, получим Кн=е (6000 + 3000)/2040 =4,41, т.е.
показатель тяжести увеличится в 3 раза, а коэффициент частоты незначительно (станет равным 50,25). Однако в настоящее время показатели несчастных случаев обычно рассчитывают отдельно для летальных и нелетальных исходов.
Коэффициент частоты несчастных случаев с летальным исходом [ли/чел•4)]:
Кл=Nл/(МТ)
(4 57)
где Nл –число летальных исходов, обычно полагают МТ= 108 чел *ч, что соответствует расчетному времени, когда 1000 человек работают по 40 ч в неделю в течение 50 недель в году и в течение 50 лет. Значения коэффициента Кл
приведены ниже.
Кл,ли/(чел*4)
Горные работы 30?10-8
Транспорт 30?10-8
Строительство 20?10-8
Добыча нерудных полезных ископаемых 10?10-8
Эксплуатация газопроводного оборудования и гидротехнических
сооружений 6?10-8
Металлургическая промышленность 6?10-8
Деревообделочные работы 6?10-8
Пищевая промышленность 6?10-8
Цсллюлозно-бумажная и полиграфическая промышленность 5?10-8
Электротехника, точная механика, оптика 4?10-8
Работы, связанные с химическими веществами 4?10-8
Торговля, финансы, страхование, коммунальные услуги 4?10-8
Текстильная и кожевенно-обувная промышленность 3?10-8
Здравоохранение___________________________ 2?10-8
Среднее значение для 20,2 млн застрахованных 7?10-8
4.4. АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧЕПЕ
Оценка опасности становится полной лишь тогда, когда последствия потенциального чепе ясно представляются. Прежде чем планировать предупредительные мероприятия, необходимо знать, какое потенциальное повреждающее действие окажет данное чепе на персонал, население, материальные ценности и окружающую среду. Поэтому анализ последствий чепе (АПЧ) может включать следующее:
– описание потенциальных чепе;
– оценку их вероятностей;
– количественную оценку возможных последствий, например, проливов и выбросов, обладающих повреждающими свойствами (токсичностью, взрываемостью и т д);
– расчет рассеивания выбросов и испарение проливов;
– оценку других повреждающих факторов (радиации, ударной волны, излучений и т. д);
– суммарную оценку ущерба.
Если первые два пункта могут быть выполнены, исходя из результатов анализа опасностей, выполненного ранее описанными методами, то для выполнения других пунктов нужно использовать специальные модели.
Большой класс задач связан с выбросом в атмосферу радиоактивных и других химических веществ. Чтобы оценить последствия такой аварии, необходимо уметь рассчитывать поля концентраций. Если примесь выбрасывается в поток, движущийся с постоянной средней скоростью U вдоль оси ОХ1
декартовой системы координат, то теоретико-вероятностное среднее значение концентрации с в точке Х в момент времени t
где S(x , t') – производительность источника в точке х' в момент t’ (единиц примеси на единицу объема за единицу времени), ?i = ?i(?) – стандартные отклонения (i = 1, 2, 3, ?= t–t'), |?| = ?1?2?3
В табл 4 18 приведены некоторые решения этого уравнения. В расчетные соотношения входят стандартные отклонения ??i, которые необходимо предварительно определить Для стационарных источников значения ?2, ?3
представляют собой характеристики горизонтального (перпендикулярно направлению движения) и вертикального расширения струи. Они задаются в зависимости от расстояния от источника в направлении движения ветра и зависят от устойчивости атмосферы, т е ее турбулентности, которая определяет поле ветра, переносящее и рассеивающее примесь Категории устойчивости даны в табл. 4.19.
Значения отклонений приведены на рис. 4.32. для периодов времени порядка 10 мин вблизи поверхности Земли (обычно на высоте 10 м). Скорость ветра U высоте хз приближенно можно определить по формуле U=Uh(x3/h)? где Uh
–скорость ветра на высоте h; показатель ?, зависящий от атмосферных условий и шероховатости поверхности, можно принять равным 0,16; 0,28 и 0,4 соответственно для территории открытого пространства, при наличии пригорода и в условиях города.
Таблица 4.18. Расчетные соотношения для полей концентраций от некоторых источников
* А, В, С – атмосфера соответственно сильно, умеренно, слегка неустойчива, D
– нейтральная, Е, F–слегка и умеренно устойчивая
** Сильная инсоляция соответствует высоте Солнца ??60° над горизонтом при ясном небе, слабая инсоляция, если 15° ? < 35°.
*** Облачность определяется как часть неба над местным видимым горизонтом, покрытая облаками
**** Нейтральная категория D соответствует также случаю сплошной облачности днем
Определить максимальную концентрацию на расстоянии 10 км от городского стационарного источника производительностью 4800 г/с, если эффективная высота выброса 250 м, скорость ветра 3 м/с на высоте 10 м, погодные условия –сплошной облачный покров
Выбрав оси, как показано на рис 4 33, воспользуемся формулой (III) табл 4 18 Выброс происходит в точке с координатами х1 =0, х2 = 0, х3 = 250 м Максимальная концентрация см на расстоянии Х1
= 10?103 м достигается на поверхности земли (Xз = 0) по оси струи (Х2 = 0). Для условий города U= 3(250/10)°'4 = 11 м/с. Время r = X1/U = 900 с, что будем считать близким к периоду времени, для которого справедлива формула. Из табл. 4.19 находим, что сплошной облачный покров соответствует категории D. По рис. 4.32 определяем g^(x\ sss 10-Ю3 м)« 550 м, огз(Л'1 = 1(Н03
м) = 135 м. Откуда
Для представления результатов АПЧ можно использовать как форму табл. 4.20.
|
Таблица 4.20. Вариант представления результатов анализа последствий чепс
5. СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИ
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
5.1. ВЗРЫВОЗАЩИТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Ни одно производство не обходится без использования систем повышенного давления (трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газгольдеров и т. д.). Любые системы повышенного давления всегда представляют потенциальную опасность.
Причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления могут быть: внешние механические воздействия, старение систем (снижение механической прочности); нарушение технологического режима; конструкторские ошибки; изменение состояния герметизируемой среды; неисправности в контрольно-измерительных, регулирующих и предохранительных устройствах; ошибки обслуживающего персонала и т. д.
Взрывозащита систем повышенного давления достигается организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и т. п. Кроме того, оборудование повышенного давления должно быть оснащено системами взрывозащиты, которые предполагают:
– применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес;
– защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т. д.).
Рассмотрим средства обеспечения безопасности основных элементов систем повышенного давления.
Чтобы внешний вид трубопровода указывал на свойства транспортируемого вещества, введена их опознавательная окраска (ГОСТ 14202–69):
|
Вода . . ....... |
зеленый |
Кислоты ......... |
оранжевый |
|
Пар . ...... |
красный |
Щелочи ......... |
фиолетовый |
|
Воздух ......... |
синий |
Горючие и негорючие жидкости |
коричневый |
|
Горючие и негорючие газы |
желтый |
Прочие вещества ..... |
серый |
Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца, количество которых определяет степень опасности. Так, на трубопроводы взрывоопасных, огнеопасных, легковоспламеняющихся веществ наносят красные кольца, безопасных или нейтральных веществ –зеленые, токсичных веществ –желтые. Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиации используют также желтый цвет.
Все трубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25 % выше рабочего, но не менее 0,2 МПа.
Кроме испытаний водой на прочность газопроводы, а также трубопроводы для токсичных газов испытывают на герметичность воздухом при пробном давлении, равном рабочему. Отсутствие утечки воздуха из соединений проверяют мыльным раствором или погружением узлов в ванну с водой.
Газопроводы прокладывают с небольшим уклоном в сторону движения газа, а буферную емкость снабжают в нижней части спускной трубой с краном для систематического удаления водяного конденсата и масла. Паропроводы снабжают конденсатоотводчиками, которые позволяют предотвратить возникновение гидравлических ударов и пробок. Во избежание возникновения напряжений от тепловых деформаций, особенно в наземных газопроводах, устраивают специальные компенсаторы в виде П-образного участка.
Трубопроводы со сжиженными газами прокладывают на расстоянии не менее 0,5 м от трубопроводов с горячим рабочим телом, при этом последние изолируют, а трубопроводы с легко замерзающими газами монтируют рядом с паропроводами и трубопроводами горячей воды. Для предотвращения ожогов кислотами и щелочами фланцевые соединения трубопроводов закрывают защитными кожухами. Трубопроводы для транспортирования жидкого и газообразного кислорода периодически, а также после каждого ремонта обезжиривают. Для обезжиривания используют тетрахлорид углерода, трихлорэтилен или тетрахлорэтилен.
Трубопроводы, по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее и окислитель, оборудуют специальными устройствами: автоматическими задвижками, обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне- и взрывопреградителями.
Обратные клапаны препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случае начала процесса горения и появления противодавления (рис. 5.1). Предохранительные затворы применяют в генераторах ацетилена для исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор (рис. 5.2).
Стационарные сосуды, баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов: баллоны (ГОСТ 949–73*) изготовляют малой (0,4...12 л), средней (20...50 л) и большой (80....500 л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, из легированной стали –на 15 и 20 МПа. У горловины каждого баллона на сферической части выбивают следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дату (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки (нормализация, закалка с отпуском); рабочее и пробное гидравлическое давление (мПа); вместимость баллона, л; массу баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.
Наружная поверхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наносится соответствующая надпись и сигнальная полоса. Окраска баллонов для наиболее часто используемых промышленных газов приведена ниже:
|
Газ |
Окраска баллонов |
Надпись |
Цвет надписи |
Цвет полосы |
|
Азот |
Черная |
Азот |
Желтый |
Коричневый |
|
Аммиак |
Желтая |
Аммиак |
Черная |
Тоже |
|
Аргон, чистый |
Серая |
Аргон, чистый |
Зеленый |
Зеленый |
|
Ацетилен |
Белая |
Ацетилен |
Красный |
Красный |
|
Водород |
Темно-зеленая |
Водород |
.Красный |
Красный |
|
Воздух |
Черная |
Сжатый воздух |
Белый |
Белый |
|
Гелий |
Коричневая |
Гелий |
Белый |
Белый |
|
Кислород |
Голубая |
Кислород |
Черный |
Черный |
|
Диоксид углерода |
Черная |
Диоксид углерода |
Желтый |
Желтый |
Для горючих и негорючих газов, не обозначенных в ПБ10-–115-–96 (Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением), предусмотрена следующая гамма цветов:
|
Газы |
Окраска баллонов |
Надпись |
Цвет надписи |
Цвет полосы |
|
Все другие горючие газы |
Красная |
Наименование газа |
Белый |
Белый |
|
Все другие негорючие газы |
Черная |
Наименование газа |
Желтый |
Желтый |
