Комплексная система контроля и управления промышленной безопасностью

Современные промышленные предприятия требуют надежных решений для обеспечения безопасности персонала и минимизации рисков. Многофункциональная система безопасности (МФСБ) становится ключевым элементом в управлении промышленными рисками, объединяя технологии мониторинга, контроля и оперативного реагирования.

Многофункциональная система безопасности – это комплексная система промышленной безопасности, которая обязательна для внедрения на угольных предприятиях.

Система создана для того, чтобы обеспечить комплексную защиту опасных производственных объектов за счет исключения (сведения к минимуму) угроз возникновения инцидента, аварии, несчастного случая и чрезвычайной ситуации, а в случае их возникновения – сохранить здоровье людей, снизить размеры ущерба окружающей среде и материальных потерь.

Функции и элементы МФСБ

У многофункциональной системы безопасности четыре функции:

1. Обеспечивать планирование и контроль проведения мероприятий по промышленной безопасности и соблюдению требований промышленной безопасности.
2. Диспетчерское управление, которое в базовом режиме включает мониторинг, прогнозирование и предупреждение опасных производственных ситуаций.
3. В случае возникновения опасных ситуаций, несчастных случаев или аварий система отвечает за оперативное оповещение сотрудников и ответственных лиц для эвакуации, оперативного реагирования и включения плана ликвидации аварии.
4. Обеспечение поддержки принятия решений в целях сохранения здоровья людей, снижения размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь в случае возникновения происшествий.

Согласно приказам Ростехнадзора № 428 от 28.10.2020 г., № 436 от 10.11.2020 г., № 507 от 08.12.2020 г. система обязательна для внедрения в угольной отрасли, обязательна и для фабрик, и для разрезов, и для шахт.

В МФСБ обязательно входят несколько подсистем, такие как:

• cистема позиционирования (нахождения) персонала и оборудования;
• система аэрогазового контроля;
• система поиска и обнаружения людей, застигнутых аварией;
• противопожарные системы;
• система контроля и управления пожарным водоснабжением;
• два источника связи и другие системы.

В перспективе МФСБ должна иметь возможность собирать данные со всех указанных подсистем и не только с них для оперативной (или в режиме реального времени) передачи в АИС Ростехнадзора.Схема многофункциональной системы безопасности

Преимущества волоконно-оптического газоанализатора метана:

• большая удаленность размещения (до 40 км);
• высокая чувствительность;
• датчики не требуют источников питания, не подвержены электромагнитному воздействию.
  

Принцип действия системы:

• световые сигналы посылаются к датчикам метана, установленным в необходимых для мониторинга локациях, через оптическое волокно;
• присутствующий в датчиках метан частично поглощает свет и преобразовывает его в возвращающийся световой импульс;
• показания датчиков обновляются ежесекундно, позволяя удаленно отлеживать концентрацию метана в интерфейсе оператора.

Комплекс технических средств (КТС МФСБ)

Существует несколько классических технологий позиционирования на разрезах.

Подсистема позиционирования техники и оборудования

Основная система позиционирования техники (оборудования) на разрезе – спутниковое позиционирование (GPS/ ГЛОНАСС). Для закрытых помещений либо шахт чаще используются Bluetooth, Wi-Fi и UWB-технологии. В качестве устройства может применяться специальный носимый трекер, а также смартфон с включенной функцией позиционирования.

Для передачи информации с GPS-/ ГЛОНАСС-трекера на сервер позиционирования используется сеть передачи данных предприятия или GSM/GPRS.

Подсистема позиционирования персонала

На первом уровне МФСБ предусмотрена справочная информация о местонахождении людей при отсутствии угроз травматизма, наезда или падения. Если фиксируются опасные события и обстановка несет угрозу реализации происшествия, важно оповестить всех, кто находится в потенциально опасной зоне. При реализации происшествия, повлекшего за собой обвалы, важно как можно более точно знать местоположение людей для поиска.

Система позиционирования включает в себя основные функциональные блоки:

• позиционирование персонала;
• позиционирование горнотранспортного оборудования;
• взаимное влияние позиционирования персонала, горнотранспортного оборудования
  с учетом опасных зон;
• возможность контроля ведения горных работ.

Технический контроль геомеханических и сейсмических процессов

Схема работы волоконно-оптического газоанализатора метана

Подсистема контроля геомеханических и сейсмических процессов

Система реализуется на объектах различными способами, как техническими, которые необходимо интегрировать в МФСБ, так и вручную маркшейдерами, которые физически проходят по разрезу и контролируют борты и уступы отвала.

Система МФСБ либо собирает данные, либо позволяет заводить их вручную, либо подгружать данные с книг инструментально-визуальных наблюдений от маркшейдеров. В случае увеличения скорости смещения реперных точек, которые в обязательном порядке контролируются, система запускает "тревожное событие". Далее, согласно полученной аналитике, запускаются необходимые мероприятия.

Датчики пылеанализа

Устройства аэрогазового контроля

Если сейсмические датчики или сейсмостанции передают информацию о возникновении землетрясения, то обязательно происходит оповещение персонала, прекращение всех видов работ, начинается эвакуация персонала и техники с предприятий.

Подсистема контроля запыленности воздуха

На предприятиях чаще всего используются стационарные или портативные датчики пылеанализа. Стационарные, как правило, имеют возможность интеграции подключения к МФСБ в автоматическом режиме. С портативных устройств, соответственно, данные передаются в ручном режиме.

При превышении параметров запыленности определяется регламент ее ликвидации. На обогатительных фабриках в помещениях, где работает персонал, обязательно включение аспирации, а также укрытие оборудования от угольной пыли.

Подсистема аэрогазового контроля

По аналогии с датчиками пылеанализа, для аэрогазового контроля используются как стационарные, так и  портативные устройства. Есть те, которые передают информацию напрямую в МФСБ, либо те, которые должны обеспечить ручной ввод с определенной периодичностью.

При превышении пороговых параметров метана в производственных помещениях требуется обязательное прекращение всех видов работ и проветривание. В надбункерных помещениях обогатительных фабрик запускается регламент отключения технического оборудования, отключения систем освещения, включения аварийной системы освещения и аварийной вентиляции. Далее обязательно проводится эвакуaция людей.

Исследуя рынок технологий и оборудования газоанализа, мы обнаружили интересное решение – волоконно-оптический газоанализатор метана. В классическом подходе используются специализированные метановые датчики, в зависимости от условий эксплуатации требуется либо взрывозащищенное исполнение, либо искробезопасное исполнение. Это оборудование также требует подведения питающего напряжения.

Для оптоволоконных датчиков отсутствует необходимость подвода электропитания. Комплекс позволяет организовать контроль на одном анализаторе с восьми периферийных датчиков на очень большой длине линии (до 40 км). датчики имеют достаточно высокую чувствительность и не требуют каких-то специализированных разрешений по взрывобезопасности.

Это достаточно интересное решение, которое в том числе может решать задачи при консервации шахт.

Информационная система МФСБ

Программное обеспечение (ПО) сервера МФСБ – программный комплекс с веб-интерфейсом, который помогает специалистам службы эксплуатации опасного производственного объекта решать задачи оперативно-диспетчерского управления и производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности.

Специализированное программное обеспечение, созданное для МФСБ, включает в себя следующие возможности:

• наблюдение и реагирование на поток событий;
• планирование;
• постановка и контроль заданий;
• удобный доступ к историческим данным и аналитике для принятия решений.

Задачи информационной системы МФСБ 

Информационная система (ИС) МФСБ решает типовые задачи:

• автоматическое получение параметров объектов контроля;
• ручной ввод значений измеряемых параметров;
• формирование многопараметрических отчетов;
• реализация информационного взаимодействия с территориальным органом Ростехнадзора.

В системе предполагаются специализированные фильтры, по которым можно собирать эти данные, фильтровать их по критичности, формировать различные отчеты и передавать данные в Ростехнадзор (АИС Ростехнадзора).

Внутри информационной системы обязательно есть функция обработки тревожных событий и должны храниться определенные регламенты, которые чаще всего находятся на бумаге и затем переносятся в систему. Это позволяет оператору сократить время реагирования, отрабатывая задачи по регламентам из интерфейса оператора, а не по памяти.

ИС предполагает возможность создавать отчеты и достаточно удобно предоставлять информацию по всем собранным данным, в том числе историческим.

В базовом программном обеспечении МФСБ можно сохранять и вести нормативно-справочную документацию: проекты, приказы, регламенты, планы ликвидации аварии, к которым можно оперативно обращаться из единой информационной среды, не храня на рабочем месте операторов в бумажном виде.

Преимущества ИС МФСБ

Мы выбрали специализированный продукт отечественной разработки, который позволяет реализовать данную систему. Ядро МФСБ уже имеет достаточно большое количество интеграций с подсистемами. Это позволило снизить время на внедрение и без доработок подключить системы, которые уже используются на объектах заказчиков.

Использование российского оборудования и ПО предполагает оперативную техническую поддержку, возможность доработки и кастомизации продукта под задачи конкретно каждого заказчика.

Комплексный продукт – будущее промышленности

В перспективе ПО МФСБ можно использовать как единый информационный комплекс, собирающий данные с таких подсистем, как:

• экологический мониторинг;
• роботизированная и дистанционно управляемая техника;
• телемедицинское оборудование для предрейсовых и предвоенных осмотров;
• система VR-/AR-обучения;
• видео-/фотоаналитика для промышленной безопасности и ремонтов;
• позиционирование и контроль перемещения;
• умные инженерные системы мониторинга промышленного оборудования и др. 

Иллюстрации предоставлены автором.