книги / Промышленная безопасность. Идентификация опасных производственных объектов

УДК 331.461.2 ББК 65.247

Т66

Трефилов, В.А.

Т66 Промышленная безопасность: учеб, пособие. Ч. I: Идентифика­ ция опасных производственных объектов / В.А. Трефилов, О.В. Лонский. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. - 77 с.

ISBN 978-5-88151-994-0

Первая часть учебного пособия по дисциплине «Промышленная безопас­ ность» «Идентификация опасных производственных объектов» предназначена для студентов, обучающихся по специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств». Пособие будет полезно также студентам, обучающимся по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» по на­ правлению «Нефтегазовое дело». Учебное пособие сопровождается диском с пре­ зентациями лекций.

УДК 331.461.2 ББК 65.247

Учебное пособие издано в соответствии с Программой конкурса грантов компании ТНК-ВР для поддержки профильных высших учебных заведений РФ (про­ ект 2007 года Kg 27 «Разработка и внедрение мультимедийного комплекса обуче­ ния по дисциплине «Промышленная безопасность»)

ISBN 978-5-88151-994-0 © ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет», 2008

Введение

Человечество в своём развитии активно использует технику и техно­ логии, добиваясь повышения производительности труда, облегчая усло­ вия своего существования, ускоряя свои перемещения. Для этого челове­ ку необходимы новые машины и механизмы, новые материалы, новые продукты, новые источники энергии. Однако на деле для всего нового имеется достаточно ограниченный набор источников энергии и материа­ лов: уголь, нефть, газ, руда. Солнечная энергия, ветер, приливы - это по­ ка экзотические источники энергии, далеко не везде способные сегодня обеспечить человека энергией в течение всего года. Именно поэтому ог­ ромное значение для человечества имеют добыча, транспортировка и пе­ реработка нефти и газа. Именно нефть и газ обеспечивают работу тепло­ вых электростанций для производства электричества, производство син­ тетических материалов, без которых человек не представляет своей жизни, строительство дорог, покрытие улиц и дворов. Трудно найти сфе­ ры деятельности человека, где бы не использовались собственно нефть и газ или продукты их переработки.

Вместе с тем добыча, транспортировка и переработка нефти и газа содержат в себе большое количество опасностей для людей, непосредст­ венно участвующих в этих процессах, и для людей, живущих вблизи мест добычи, транспортировки и переработки нефти и газа, а также для окружающей природной среды, зданий и сооружений. Эти опасности связаны с использованием высокого давления жидкостей и газов, пере­ мещением больших грузов с помощью грузоподъёмных машин и меха­ низмов, с горючими и взрывоопасными жидкостями, газами и материа­ лами, токсичными и радиоактивными вещества и материалами и др. - и требуют таких методов и средств защиты, которые предотвращают опасные их воздействия на человека.

Изучению причин возникновения и развития опасностей, а также методов и средств защиты от них посвящен этот курс лекций. Курс лек­ ций «Промышленная безопасность» предназначен для изучения студен­

тами специальностей 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техно­ сфере», 280102 «Безопасность технологических процессов и произ­ водств». Он также будет полезен студентам других специальностей.

Для удобства изучения курс лекций разделён по темам в виде от­ дельных брошюр. Каждая брошюра сопровождается диском, содержа­ щим короткий учебный видеофильм по данной теме и презентацию лек­ ций по этой теме. Кроме того, диск содержит также тест по теме в виде контролирующе-обучающей системы.

Курс лекций разработан сотрудниками кафедры «Безопасность жиз­ недеятельности» Пермского государственного технического университе­ та под руководством доктора технических наук, профессора В.А. Трефи­ лова: тема I - доктором технических наук, профессором В.А. Трефиловым и кандидатом технических наук, доцентом О.В. Донским, тема II - докто­ ром технических наук, профессором В.А. Трефиловым и кандидатом пе­ дагогических наук А.Е. Шевченко, тема III - доктором технических наук, профессором В.А. Трефиловым и кандидатом технических наук А.Л. Долиновым.

Лекция № 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1 Уязвимость человека и среды обитания от влияния негативных факторов воздействия техногенных аварий

Развитие опасных производств привело к тому, что действие факто­ ров негативного воздействия на человека и среду его обитания при тех­ ногенных авариях приобрели катастрофические масштабы.

На территории России за год в среднем происходит до 900-950 чрез­ вычайных ситуаций, связанных с производственной деятельностью че­ ловека (аварий).

Анализ результатов работы нефтегазового комплекса России гово­ рит о том, что ситуация с обеспечением безопасности функционирова­ ния большинства объектов нефтегазового комплекса, к сожалению, в лучшую сторону пока не меняется. По оценкам специалистов, практи­ чески каждая 10-я техногенная авария в России происходит на объектах нефтегазового комплекса.

Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируе­ мый взрыв и (или) выброс опасных веществ.

Независимо от источника возникновения все чрезвычайные ситуа­ ции имеют практически одни и те же факторы негативного воздействия на человека и среду его обитания.

Такими факторами являются:

•барическое воздействие ударной волны при взрыве газовоздушных смесей, взрывчатых веществ, технологических установок и т.п.;

•термическое воздействие при пожарах зданий и сооружений, по­ жарах разлития, лесных пожарах и т.п.;

•токсическое воздействие опасных химических веществ, шлейфа пожара и т.п.;

•радиоактивное воздействие при радиационной аварии;

•механическое воздействие при поражении осколками, современ­ ным оружием, при обрушении зданий и сооружений, грузоподъ­ емных устройств и т. п.

Человек как сложная механическая, биологическая, химическая система при воздействии на него факторов негативного воздействия ава­ рий на опасных производственных объектах может получить различные повреждения здоровья вплоть до смерти.

При этом происходят:

•переломы, ушибы костей скелета человека;

•разрывы кожного покрова мышц связок, тела, конечностей, внеш­

них органов (глаз, носа, и т.п.);

•разрывы и ушиб внутренних органов;

•ожоги (химические, термические, радиационные) или загрязне­ ние органов дыхания;

•токсическое воздействие на человека через кровь, желудок, орга­ ны дыхания, кожные покровы.

Вприродной среде обитания при воздействии на нее факторов не­ гативного воздействия техногенных аварий также происходят отрица­ тельные изменения.

При этом происходит:

•механическое разрушение элементов среды (падение деревьев, разрушение почвенного слоя, гибель живых организмов и т.п.);

•загрязнение атмосферного воздуха, почвы, воды водоемов, под­ земных вод и т.п.;

•отравление и гибель живых организмов;

•уничтожение элементов среды огнем при пожарах и т.д.

Все это говорит о необходимости разработки методов по оценке воздействия негативных факторов аварий для прогнозирования воз­ можных последствий и разработки правовых, организационных, техни­ ческих и ряда других мероприятий по их предупреждению и ликвида­ ции последствий.

1.2.Система обеспечения безопасности

иеё математическая модель

1.2.1.Описание системы «человек - техника - среда»

Человек никогда не находится один, он всегда окружен определен­ ной средой, а чаще всего и техническими устройствами. Мало того, он находится всегда во взаимодействии со средой и техникой, при этом ис­ пользует технику или среду для своих целей. Все это позволяет опреде­ лить систему как «совокупность взаимосвязанных элементов, взаимо­ действие которых направлено на достижение поставленной цели» [1]. Цели ставятся человеком, для достижения целей подбираются соответ­ ствующая техника или средства. Взаимодействие человека с техникой или средой является некоторым процессом, т.е. системообразующим фактором. О ходе процесса появляется информация, а сам процесс под­ лежит управлению со стороны человека.

Это совершенно общее описание любой системы производства [2], которое адекватно описывает систему ЧТС, необходимую для анализа и синтеза системы безопасности. Действительно, человек постоянно взаимодействует с различными устройствами, представляющими для него разные опасности. Действует он в условиях естественной (на откры­ той местности) или искусственной (в помещении) природной среды, которая либо сама создает для него опасности (низкая температура, дождь, снег, гроза, камнепады, сели, наводнение, землетрясение), либо усиливает или ослабляет действие техники. При этом с техникой человек взаимодействует, чтобы достичь определенных целей. Содержание взаи­ модействия - технологический процесс, в котором может участвовать один человек на одном рабочем месте или несколько человек на несколь­ ких рабочих местах. При этом могут перемещаться материалы, либо человек, либо и то, и другое. Перемещение техники и людей могут вызы­ вать и изменения окружающей среды.

Технологический процесс сопровождается созданием информации - показания приборов, создание звукового, вибрационного, электромаг­ нитного поля, температуры, перемещения механизмов, фиксированных в документах, и другое.

Информация позволяет управлять системой безопасности. На осно­ ве информации о состоянии безопасности планируются мероприятия по

ее повышению, обеспечиваются необходимыми информационными, людскими, материальными ресурсами, оперативно управляются соот­ ветствующими органами, ведутся учет и анализ результатов совершен­ ствования безопасности.

Таким образом, определение системы безопасности удовлетворяет требованиям, предъявляемым к выделению из общего многообразия именно системных элементов и может быть рассмотрена именно как сложная система, подлежащая анализу и синтезу с системных позиций.

1.2.2. Модель системы «человек - техника - среда»

Анализ и синтез системы безопасности возможны только в случае математического описания системы, т.е. с помощью модели. Однако мо­ делирование системы безопасности исключительно трудно, так как раз­ нообразие элементов системы представляют большую сложность в опи­ сании элементов, их взаимосвязей и взаимодействия. Поэтому будем ис­ пользовать математический аппарат, обладающий высокой степенью абстракции. Обозначим:

через L - множество людей,

через Т - множество технических устройств, через Е - множество элементов среды, через J - множество информации,

через Y - множество элементов управления.

Взаимосвязи между элементами определим отношениями R, под ко­ торыми можно понимать отношения функциональные, предпочтения, следования и другие, отражающие существо взаимосвязи.

Тогда получим:

Система уравнений (1.1) есть модель системы безопасности, если из всех свойств человека рассматриваются только те из них, которые имеют отношение к безопасности, из всех свойств технических устройств рас­ сматриваются только те, что связаны с опасностями или безопасностью