Акимов Лапин НТС уч пос

Ï Ð Å Ä È Ñ Ë Î Â È Å

Рис. п1. Частота возникновения чрезвычайных ситуаций

ñгибелью людей:

1 — Россия; 2 — США; 3 — Великобритания; 4 — Нидерланды

âто время как в конце 80-х и начале 90-х годов она составляла от 20 до 26 % [62]. Динамика смертности населения приведена на рис. п2.

На рис. п3. изображена динамика риска гибели населения в целом по России в период 1970—1995 гг., полученная на основе медико-демогра- фических данных [9]. Видно, что начиная с 1990 г. риск гибели населения вследствие внешних причин начал заметно увеличиваться. Эта тенденция резко выражена для мужского населения. Доля смертности от внешних при- чин для мужчин (от общей смертности) в 1994 году составила 59,3 %, соответственно, женщин — 20,9 %.

Ñ1987 по 1997 год на производстве пострадало 3 млн. 855 тыс. человек.

Ñ1987 по 1999 год погибли 90 тыс. 969 человек. Динамика травматизма работающих со смертельным исходом (смертность выражена через коэффици-

ент частоты смертности — Кñì — количество погибших на 1 тыс. работающих) приведена на рис. п4.

По числу травматизма со смертельным исходом Россия значительно выделяется среди экономически развитых стран [63], см. рис. п5.

Ежегодно в России 12—15 тыс. чел. становятся инвалидами в результате получения травм на производстве, а на учете ежегодно состоят свыше 220 тыс. человек, получающих пенсии по трудовому увечью и профзаболеваниям. Первичный выход на инвалидность в 1994 году составил 76 случаев на 10 тыс. работников. Динамика первичного выхода на инвалидность населения России приведена на рис. п6.

11

12

Всего в Российской Федерации сейчас 5,9 млн. инвалидов, что составляет три процента населения. Это означает: почти каждый тридцатый — инвалид. Воображение рисует жутковатые сравнения: почти вся Белоруссия или население Литвы и Латвии вместе взятых. Рост числа инвалидов сопровождается встречным сокращением населения страны. Если эти две встречные линии продолжат сближение, то могут достигнуть критической точки, где

13

станет вопрос о существовании великой державы [3]. Основные виды заболеваний, вследствие которых устанавливается инвалидность: туберкулез легких, психические, сердечно-сосудистые заболевания, болезни системы кровообращения, органов дыхания, что отрицательно сказывается на общей демографической ситуации в Российской Федерации. Академик Л. И. Абалкин в одной из своих работ отмечает тот факт, что уже несколько лет идет процесс депопуляции населения России. Его сокращение не перекрывается даже притоком эмигрантов. Снижается средняя продолжительность жизни. По меркам развитых стран, пороговым значением считается сегодня продолжительность жизни 70 лет. Если существующий уровень опускается ниже, это свидетельствует, что генофонд общества находится под угрозой. В настоящее время средняя продолжительность жизни находится на уровне 65 лет. Особенно тревожно выглядят официальные расчеты Госкомстата относительно продолжительности жизни мужчин. Согласно официальным данным, половина юношей, которым сегодня исполнилось 16 лет, не доживет до 60. Под угрозой и здоровье населения страны. Ослаблена иммунная защита, растет число инфекционных заболеваний, рождается все больше неполноценных детей. Последствия этих изменений, даже если принять срочно самые серьезные меры, могут ощущаться на протяжении двух ближайших поколений российских граждан.

В целом сложившееся положение оказывает определенное мораль- но-психологическое воздействие не только на занятых на производстве, но и на широкие круги населения, особенно в случае крупных аварий с че- ловеческими жертвами. Все это усиливает социальную, а в ряде случаев

14

ÏÐ Å Ä È Ñ Ë Î Â È Å

èполитическую напряженность во многих регионах России, что также не способствует повышению безопасности общества, его устойчивому раз-

витию. Вот почему следует считать проблему обеспечения природной и техногенной безопасности социально-политической проблемой, требующей своего положительного разрешения.

Увеличение числа и масштабов последствий техногенных аварий и катастроф обусловлено не только ростом сложности производства с применением новых технологий, требующих высоких концентраций энергии, опасных для жизни человека веществ и оказывающих заметное воздействие на компоненты окружающей среды, но и крупными структурными изменениями в экономике страны, приведшими к сбою в сфере финансирования, высоким и прогрессирующим уровням износа и старения основных фондов (например, в ряде производств химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности износ составил 80—100 %), падением технологической и производственной дисциплины и снижением квалификации персонала, переносов сроков ремонта и замены оборудования, упрощением регламентного обслуживания.

В последние годы некоторые страны (США, Нидерланды, Швеция) проводят специальные исследования по оценке риска и безопасности производств в крупных промышленных регионах, другие страны предполагают сделать это в ближайшем будущем. Широкомасштабная оценка безопасности предприятий промышленности в этих странах проводится не для того, чтобы подменить существующий подход к обеспечению безопасности, а для того, чтобы дополнить его, установить с его помощью более обоснованные критерии. На примере стран Западной Европы видно, что после начала действия механизма реализации мер снижения риска и обеспечения промышленной безопасности, количество аварий значительно сократилось (рис. п7).

Обеспечение безопасности населения и окружающей природной среды представляет собой весьма сложную техническую задачу, решение которой невозможно без совершенствования и углубления инженерной подготовки в области исследования надежности, прогнозирования и обеспечения безопасности технических систем. В ряде промышленно развитых стран изуче- ние безопасности технических систем как отдельной независимой деятельности было введено в практику в шестидесятых годах (для примера можно привести деятельность США начиная с 50-х годов по созданию системы безопасности авиационно-космической техники). Центр внимания переместился от анализа поведения отдельных элементов различного типа (электрических, механических, гидравлических) на причины и последствия, вызываемые отказом этих элементов в соответствующей системе. «Дерево отказов», «Дерево последствий», «Метод последовательной экспертизы», «Экспертные оценки» и другие методы выявления отказов были взяты на вооружение специалистами, работающими в химической и других опасных отраслях промышленности, как раз из сферы военных и аэрокосмиче-

15

Рис. п7. Снижение числа аварий в высокорисковых отраслях Западной Европы:

1 — крупные аварии с материальным ущербом не менее 1 млн. дол.; 2 — аварии с остановкой производства; 3 — все аварии

ских исследований. Именно в этих странах 60-е годы были отмечены нача- лом широкой публикации научных работ, относящихся к описываемой области исследований. В нашей стране такие работы (это касается открытой печати, доступной широкому кругу научно-технических работников) имели единичные издания. Это следовало из концепции «абсолютной безопасности» отечественных технологий и оборудования. Названная концепция до недавнего времени была фундаментом, на котором строились нормативы безопасности. Сказалась специфика политического, экономического и социального развития бывшего СССР, которая обусловила отставание по крайней мере на 20 лет [32, 35], в исследованиях в области промышленной безопасности, безопасности жизнедеятельности, экологии. Такое отношение к проблемам безопасности сдерживало формирование у специалистов представлений о принципах и методах обеспечения промышленной

èэкологической безопасности, что продуцировало отставание во всех сферах технической и образовательной деятельности: проектирования, изготовления, эксплуатации, надзора за безопасностью, подготовки специалистов, действий в чрезвычайных ситуациях и сказалось на росте количества

èмасштабов экстремальных ситуаций и аварий на промышленных предприятиях, транспортных системах и пр. Требование «абсолютной безопасности», т. е. «нулевого риска», в конечном счете, привело к дорогостоящим

èдаже к трагическим последствиям для населения и экономики страны. Специалисты, эксплуатирующие технические системы и обслуживающие опасные технологии в химической промышленности, системы энергетики

16

ÏÐ Å Ä È Ñ Ë Î Â È Å

èтрубопроводный транспорт, оказались неподготовленными в методиче- ском плане к поиску и анализу критических отказов, приводящих к авариям. Уровень знаний в вопросах безопасности жизнедеятельности в техносфере отстал от уровня сложности и темпов развития техники, технологий, технических систем.

Не следует строить иллюзий о безопасности предприятия даже в том случае, если на нем не происходит чрезвычайных ситуаций с разрушениями

èгибелью персонала, к примеру, отказ системы очистки отходящего газа из-за ненадежности техники будет нести огромную опасность для людей

èокружающей среды.

Âнастоящее время в России осуществляется переход от регистрации свершившегося факта к осознанию необходимости использования инженерных методов предварительного анализа и исследования технических систем и объектов повышенного риска с целью предупреждения аварий. Ясно, что в изменившихся условиях подход к решению проблем безопасности производств, экологических проблем, основанный на концепции «реагировать и выправлять», вынужден уступить место новому, где главенствует принцип «предвидеть и предупреждать». Встала задача прогнозирования техногенной деятельности — чтобы предотвратить тот ее предельный негативный масштаб, превышение которого оборачивается трагедией, катастрофами, экономическим и экологическим ущербом. Уместно здесь отметить, что, по подсчетам специалистов, сегодня на территории России размещены свыше 4,5 тыс. потенциально опасных объектов, в т. ч. до 800 — радиационно и примерно 1500 химически и биологически опасных сооружений и производств, которые относятся к объектам повышенного риска.

Вот почему методы исследования возможных отказов должны стать хорошим подспорьем для специалистов по инженерной защите окружающей среды или по безопасности жизнедеятельности, а поиск возможных отказов

èанализ последствий должен стать распространенной, обычной процедурой при оценке сложных, дорогостоящих и высокорисковых предприятий, технологий и установок.

Âнастоящем учебном пособии систематизированы эти методы, а их на- учное изложение было адаптировано к учебному процессу по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск» для студентов, обу- чающихся по направлению подготовки «Безопасность жизнедеятельности».

Академик Валерий Алексеевич Легасов еще в 70-е годы одним из первых в стране высказал мысль о том, что система знаний о закономерностях и состоянии защищенности людей и окружающей среды от техногенных опасностей должна стать самостоятельной научной дисциплиной.

ÂРоссии в настоящее время интенсивно ведутся работы в сфере обеспе- чения безопасности эксплуатации технических систем, разрабатываются методики, направленные на определение надежности технических систем, оценку риска, совершенствуется законодательная и нормативная база. При подготовке данного учебного пособия были использованы основополагаю-

17

Ï Ð Å Ä È Ñ Ë Î Â È Å

щие и современные работы из рассматриваемой области; список этих работ позволит расширить представления и знания по затронутой проблеме.

Учебное пособие написано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования подготовки инженеров по специальностям «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Безопасность технологических процессов и производств», «Пожарная безопасность» и «Защита в чрезвычайных ситуациях». Оно может быть полезным инженерно-техническим работникам, занимающимся проблемами безопасности технических систем и экологической безопасности.

Учебное пособие, безусловно, не свободно от недостатков. Авторы будут благодарны всем, кто сочтет необходимым прислать свои отзывы, критиче- ские замечания или предложения к сотрудничеству в этом направлении.

18

Ã Ë À  À 1

Природа и характеристика опасностей

âтехносфере

1.1.Техносфера. Техника. Техническая система. Технология

Техносфера — часть биосферы, коренным образом преобразованная че- ловеком в технические и техногенные объекты (механизмы, здания, сооружения, горные выработки, дороги и т.д.) с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия социально-экономическим потребностям человека. Таким образом, в преобразовании участвуют техника, технические системы и используемая технология.

Техника (oт греч. techne — искусство, мастерство, умение) — совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества. В технике материализованы знания и производственный опыт, накопленные человечеством в процессе развития производства. Техника облегчает трудовые усилия человека и увеличивает их эффективность, позволяет преобразовывать природу в соответствии с потребностями общества. По мере развития производства техника последовательно заменяет че- ловека в выполнении технологических функций, связанных с физическим

èумственным трудом. Средствами техники пользуются для воздействия на предметы труда при создании материальных и культурных благ, для полу- чения, передачи и превращения энергии, исследования законов развития природы и общества, передвижения и связи, сбора, хранения, переработки

èпередачи информации, управления обществом, обслуживания быта, ведения войны и обеспечения обороны.

По функциональному назначению различают технику производственную, военную, бытовую, медицинскую, для научных исследований, образования, культуры и др.

19

Ã Ë À  À 1

Основную часть технических средств составляет производственная техника, к которой относятся машины и механизмы, инструменты, аппаратура управления машинами и технологическими процессами, а также производственные здания и сооружения, коммуникации и т. д.

Технику обычно классифицируют по отраслевой структуре производства (например, промышленности, транспорта) или применительно к отдельным структурным подразделениям производства. Например, техника авиационная, мелиоративная, энергетическая, химическая, горная и т. п.

Техника все в большей мере становится материализацией научных знаний. Развитие техники выражается в создании новых и усовершенствовании существующих типов машин, оборудования, повышения технического уровня производств, процессов, их комплексной механизации и автоматизации, в создании новых материалов, топлива и преобразователей энергии и т. п.

Исторически техника прошла путь развития от примитивных машин, выполняющих одну операцию, до сложнейших автоматических машин современного производства, объединенных в единое целое – систему, имеющую соответствующую структуру и направленную на достижение определенных целей.

Ïîä технической системой (объектом) понимается упорядоченная совокупность отдельных элементов, связанных между собой функционально и взаимодействующих таким образом, чтобы обеспечить выполнение некоторых заданных функций (достижение цели) при различных состояниях работоспособности.

Объектами могут быть различные системы и их элементы, в частности: сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Упорядоченность означает, что относительно окружающей среды система выступает и соответственно воспринимается как нечто функционально единое.

Признаком системы является структурированность, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели (рис. 1.1).

Обязательным компонентом любой системы являются составляющие элементы (подсистемы), само понятие элемента условно и относительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассматривать как совокупность других элементов.

Поскольку все подсистемы и элементы, из которых состоит система, определенным образом взаиморасположены и взаимосвязаны, образуя данную систему, можно говорить о структуре системы. Структура системы — это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, реализации различных форм поведения, совершении системой операций и т. п.

20