§ подземные и поверхностные средства;
по выполняемым функциям:
§ датчики;
§ источники питания, в том числе с аккумуляторной поддержкой;
§ подземные вычислительные устройства (контроллеры);
§ сигнализирующие устройства;
§ средства передачи данных;
§ поверхностные вычислительные устройства (ПК);
§ местные средства отображения информации;
по типу используемых сигналов:
§ аналоговые и дискретные.
В типовой состав технических средств подземной части системы УТАС входят следующие элементы:
* датчики аэрогазового контроля и физических параметров;
* подземные вычислительные устройства (контроллеры);
* устройства аудиовизуальной сигнализации и дисплеи;
* источники питания;
* репитеры (повторители последовательного интерфейса);
* линии питания, контроля, управления и связи.
К техническим средствам системы УТАС могут быть подключены любые внешние контролирующие и исполнительные устройства, а также аппаратура автоматизации. Внешние устройства выполнены таким образом, что есть возможность их применения в горных выработках шахт, в т.ч. опасных по газу, пыли и внезапным выбросам.
В типовой состав поверхностной части системы УТАС входят следующие элементы:
* сервер;
* барьеры искробезопасности;
* автоматизированные рабочие места диспетчеров;
* локальная сеть Ethernet;
* модемные линии связи;
* преобразователи для связи с контроллерами;
* репитеры и контроллеры;
* датчики (аэрогазового контроля, температуры, давления, скорости, вибрации и др.).
В июле 2005 года была создана авторитетная рабочая группа по изучению системы УТАС, опыта ее внедрения и функционирования на нескольких шахтах Донбасса. В состав рабочей группы были включены видные ученые и специалисты ННИИПБОТ, НАНУ, КПИ, МакНИИ, Госгорпромнадзора, других ведущих организаций и учреждений, занимающихся проблемами безопасности в шахтах и созданием таких систем безопасности. Группой были предложены рекомендации:
1. Разработать национальную программу производства системы УТАС и оснащения ею угольных шахт Украины на 2006…2015 гг.
2. С учетом функциональных возможностей и высокого технического уровня системы УТАС рассмотреть целесообразность ее внедрения в техногенно опасных производствах других секторов национальной экономики.
Как видно из вышеизложенного, система УТАС представляет собой разветвленную коммуникационную систему отображения информации, которая зарекомендовала себя положительно в осложнённых и тяжелых условиях функционирования на различных горизонтах шахт, а именно: по запылённости, повышенной влажности и температуре, работе горно-шахтного оборудования и подъемно-транспортных механизмов. Такую круглосуточную и бесперебойную работу в течение всего срока службы шахты может обеспечить только очень надёжное и совершенное оборудование, которое не только контролирует все параметры внутришахтной среды и технологического оборудования, но и является диагностической системой непрерывного контроля. Она способна выделять нештатные и опасные режимы и события, отображая их средствами предоставления информации, фиксирует их, предупреждает об их возникновении с помощью средств сигнализации, т.е. является одновременно и советчиком. Однако этим не ограничиваются ее функциональные возможности, т.к. система УТАС может и должна быть:
1. Управляющей системой, исключающей возможность возникновения и развития тяжелых аварий с гибелью людей.
2. Средством передачи информации о серьезных отклонениях от нормальных параметров и возможности возникновения нештатных ситуаций на более высокие уровни управления.
3. Системой, обеспечивающей постоянное обновление и совершенствование как на базе уже смонтированной системы, а также за счет замены отдельных блоков на более совершенные с дополнительными возможностями и лучшими способами передачи и использования возможностей системы.
В связи с этим авторами статьи предлагается разработка и внедрение целого комплекса мероприятий по реализации её функциональных возможностей.
4. Система безопасности УТАС как один из специфических видов неразрушающего контроля
В статье [1], подготовленной коллективом научных сотрудников ГП «Институт «УкрНИИпроект», анализируется актуальность проблем контроля надёжности горно-шахтного оборудования (ГШО) и его безаварийной работы. В статье [2] также отмечено, что профилактика и предотвращение аварий в шахтах, количество которых может превышать многие десятки тысяч в год, является основным средством предотвращения травматизма на производстве в угольной отрасли. Расследованиями и опытом установлено, что даже незначительного дефекта электрооборудования (искрения) или местного повышенного трения конвейерной ленты может быть достаточно для взрыва метановоздушной или пыле- метановоздушной смеси. Такие резонансные аварии первой категории даже при отсутствии газодинамических явлений приводят к многочисленным жертвам в шахтах. Как известно, Украина является одним из мировых лидеров по числу погибших шахтеров на 1 млн тонн добытого угля.
Исходя из этого, можно констатировать, что поддержание оборудования, работающего в подземных условиях, в постоянном работоспособном состоянии является сложной научно-технической проблемой. Одним из способов ее решения является профилактика и непрерывный неразрушающий контроль не только состояния технологического оборудования, но и параметров подземной среды, в которой находится персонал и оборудование. К нему относятся, прежде всего, аэрогазовый контроль внутришахтной атмосферы, который обеспечивает нормальные микроклиматические условия работающих и анализирует наличие и концентрацию потенциально опасных компонентов, прежде всего метана и взрывоопасной пыли в воздухе.
Одним из наиболее надежных средств неразрушающего контроля, объединяющим в себе как аэрогазовый контроль в шахте, так и диагностику действующего оборудования, является унифицированная телекоммуникационная автоматизированная система (УТАС) [3]. Автоматизированная противоаварийная система УТАС является комплексным устройством непрерывного контроля в режиме реального времени природных и технологических процессов в шахте.
Она включает в себя измерители (датчики), систему передачи данных и электронно-аппаратную составляющую, которые объединены в целостный комплекс на основе современных достижений электронной техники и средств измерений. Более чем пятилетний опыт промышленной эксплуатации системы показывает, что как средство неразрушающего контроля, обеспечивающее надежность работы подземного оборудования и безопасность работающих, система УТАС полностью себя оправдала. За этот период по сведениям, поступающим от шахт и разработчика системы (Петровский завод угольного машиностроения), обобщенным ННИИПБОТ, на 22-х шахтах, оснащенных системой УТАС, предотвращено развитие более 150 опасных дефектов оборудования и аварийных ситуаций.
Накопление положительного опыта в результате освоения системы и превращение её в штатный элемент эксплуатации шахт уже повлияло не только на уменьшение факторов возникновения масштабных аварий, но и на снижение травматизма. Данные за последние 2 года, которые надо тщательно проанализировать по всем факторам влияния, показывают существенное снижение травматизма от тяжелых аварий в результате подземных взрывов - в среднем с 300 чел. (1992…2000 гг.) до 150 чел. (2008…2009 гг.). После более чем печального для всей страны 15-летнего периода, когда только в одной шахте погибало до 100 чел. за год, это можно считать положительной тенденцией, которую необходимо закреплять.
Естественно, что мы еще не можем считать себя застрахованными от рецидивов недавнего прошлого. Кроме того, до благополучия еще очень далеко - смертельный травматизм необходимо снизить не в 2 раза, а, как минимум, на порядок. Исходя из этого, нами предлагается программа ускоренного оснащения всех опасных по газодинамическим явлениям, взрывам газа и пыли угольных шахт Украины системами УТАС, её совершенствования, сертификации и научно-технического сопровождения [3]. В связи с тем, что в последнее время системе УТАС уделяется особое внимание со стороны Госгорпромнадзора, Минуглепрома и Кабинета Министров Украины, а также учитывая необходимость ознакомления научно-технической общественности и специалистов с передовыми достижениями в области промышленной безопасности и диагностики по предотвращению тяжелых аварий и травматизма, в статье акцентируется внимание читателей на особенностях этой системы, а также проблемах ее совершенствования и превращения в управляющую систему безопасности опасных по газу шахт Украины.
Это тем более необходимо, что вся система и ее отдельные элементы запатентованы, и знание ее особенностей сегодня необходимо широкому кругу специалистов - угольщикам, работникам экспертно-технических центров и инспекций Госгорпромнадзора, многим другим специалистам, занятым проблемами безопасности в промышленности и на транспорте, например, в метрополитене.
5. Эксплуатация системы УТАС
Пути обеспечения длительной эксплуатационной надежности, дальнейшего усовершенствования и внедрения системы «УТАС» Практика показывает, что до сих пор в Минуглепроме не существует системы ведомственного контроля, надзора, профилактики и ремонта Унифицированной телекоммуникационной автоматизированной системы (УТАС), фиксации ее работоспособности, бездействия или неполного использования. До сих пор УТАС не стала неотъемлемым элементом эксплуатации, безопасности и управления шахтой, какой она должна быть.
Минуглепрому совместно с подразделениями Госгорпромнадзора и другими органами (например, горноспасательными подразделениями МЧС) необходимо разработать и зарегистрировать в Минюсте руководящие документы (в том числе - НПАОТ), узаконивающие основные требования и правила по обязательному оснащению шахт системой «УТАС». Эти документы должны обеспечивать ее приоритет, недопустимость вмешательства в ее функционирование - как одного из важнейших элементов безопасности труда в шахтах. Без надлежащего содержания и проверки ее работоспособности спуск людей в шахту должен быть запрещен.
Документами должна быть определена ответственность административно-технического персонала шахт и шахтоуправлений, менеджмента частных структур, занимающихся угледобычей, за неукоснительное выполнение положений и требований вышеуказанных документов, включая уголовную ответственность. Должна быть предусмотрена ответственность за умышленное отключение системы или санкционирование продолжения работ в шахте после срабатывания предупредительной сигнализации системы. Таким образом, в системе «УТАС» должен быть создан и сохранен при любых неблагоприятных обстоятельствах «черный ящик», обеспечивающий фиксацию и сохранность баз данных, относящихся к безопасности шахты до начала возникновения аварийной ситуации [1].
Расследование аварий и несчастных случаев должно проводиться с обязательным изучением этих материалов.
На основе нормативных документов должны быть разработаны соответствующие руководящие технические материалы: инструкции по эксплуатации, диагностированию (включая профилактику) и ремонту системы с указанием исполнителей, объемов работ и сроков; изданы учебники и пособия для всего персонала по вышеуказанной тематике; созданы курсы по обучению соответствующего персонала; организована выдача удостоверений на право выполнения эксплуатационно-ремонтного обслуживания УТАС и т.п.
В крупных угольных объединениях и в целом по бассейну должны быть созданы специализированные хозрасчетные предприятия по монтажу, наладке и профилактике (диагностированию) системы. При этом можно использовать опыт корпорации «Сименс» и других мировых лидеров, занимающихся не только изготовлением, шефмонтажом, наладкой оборудования и сдачей его «под ключ», но и создающих систему центров сервисного обслуживания действующего оборудования практически по всему миру. Возникающие проблемы они решают или самостоятельно, или по отлаженной системе информацию передают на более высокий уровень, вплоть до руководства департамента по производству того или иного оборудования. Таким образом, обеспечивается быстрое и квалифицированное устранение возникших проблем и дефектов с выездом специалистов, имеющих соответствующую оснастку и опыт, на место в согласованные с заказчиком сроки и с гарантией качества ремонта и наладки.
Несмотря на трудности начального периода разработки УТАС и даже необоснованные обвинения в нецелевом использовании средств, что было инспирировано конкурентами, которые увидели в этой системе определенную угрозу своему монопольному положению в угледобыче, УТАС нашла своих горячих сторонников. Руководство Петровского завода угольного машиностроения сумело успешно завершить эту разработку совместно с МакНИИ, Национальным научно-исследовательским институтом промышленной безопасности и охраны труда (НИИПБОТ) и другими заинтересованными организациями.
Ведущие ученые ННИИПБОТ, начиная с 2001 года, оказывали посильную помощь в создании УТАС, ее совершенствовании и внедрении, включая участие в активной борьбе, которая развернулась в научных и во властных структурах, а также среди руководителей и специалистов шахт. Большое значение имело положительное решение рабочей группы по рассмотрению итогов первоначального внедрения УТАС, о чем отмечалось в [2]. Благодаря участию многих коллективов ученых и производственников-угольщиков, специалистов по промышленной безопасности и охране труда, крупное совещание, на котором обсуждались результаты работы рабочей комиссии, получило широкий резонанс и поддержку. За 5 лет УТАС внедрена на 22 шахтах, и сегодня закономерно признается необходимой для нормальной работы шахт.
Благодаря реальным результатам внедрения УТАС и значительной поддержке представителей науки и специалистов в области промышленной безопасности, органов Госгорпромнадзора, а также тех представителей угольной отрасли, которые реально добивались снижения травматизма, удалось добиться положительного решения Правительства по вопросу о приоритете УТАС как наиболее действенного средства повышения безопасности в шахтах. Признав, что альтернативы УТАС в настоящее время у нас нет, в сентябре 2009 г. Премьер-министром Украины было заявлено о необходимости скорейшего оснащения опасных по газу шахт системой «УТАС». Такое признание значимости УТАС и ее включение в Государственную программу обеспечения безопасности шахт как обязательного мероприятия, должно стимулировать дальнейшее ее развитие, усовершенствование и узаконить саму систему, как неотъемлемый элемент безопасности шахт, о чем шла речь выше.