Автореферат Чернобай Д.В.


 Карагандинский государственный технический университет

 

УДК  614.841.45                                                                      На правах рукописи

 

ЧЕРНОБАЙ ДМИТРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

Разработка беспроводной комбинированной системы управления пожаротушением на промышленном предприятии

 

05.26.01 – Охрана труда

 

 

 

 

 

 

Автореферат

диссертации  на соискание

ученой степени

кандидата технических наук

 

 

                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Республика Казахстан

 

Алматы, 2009


Работа выполнена в Казахском национальном техническом университете имени К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан.

 

Научный руководитель:    доктор технических наук

                                               Долгов П.В.

 

Официальные оппоненты:  доктор технических наук

                                                Акмолаев К.А.

 

                                                кандидат технических наук

                                                Сыздыкова А.Н.

 

Ведущая организация:      Институт горного дела им. Д.А. Кунаева

 

 

Защита состоится  25 сентября  2009 года  в  14.00 на  заседании диссертационного совета Д 14.61.25 при  Казахском национальном техническом университете имени К.И. Сатпаева по адресу: 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, корпус НК, 1 этаж, конференц-зал.

 

e-mail: UX-3000@mail.ru

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева.

 

 

 

 

 

 

 

Автореферат разослан  25 августа  2009 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук                                                           Жараспаев М.Т.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

         Актуальность исследований.   В мире ежегодно происходит более двух миллионов   производственных, лесных, степных и бытовых пожаров  и  при этом гибнет более 1 миллиона человек.   Только  в  Республике Казахстан  по данным Министерства по ЧС РК за 2008 год зарегистрировано более    15000 производственных и бытовых пожаров.  В   них   пострадало    более    15320  человек, из них  230  погибло. Материальный ущерб составил более 180 млн. тенге.  И  эти  данные продолжают  пополняться в сторону весьма печальной статистики.   В   этой   связи   в  соответствии  с  Законом  РК   «О  пожарной безопасности»  от  20.12.2004  г. ,  «Правилами пожарной безопасности в РК» 2003 г. , СНиП РК (Санитарнные нормы и правила) 2.02-15-2003  «Пожарная автоматика зданий и сооружений»,  СНиП    РК    2.02-05-2002     «Пожарная безопасность   зданий   и   сооружений»  и   других  правовых  нормативных документов  обеспечение пожарной безопасности на промышленных и гражданских объектах является неотъемлемой частью государственной деятельности по охране жизни и здоровья людей, собственности, национального богатства и окружающей среды.

       Основная идея работы заключается в использовании помехоустойчивого продублированного канала передачи информации для обеспечения безопасности и работоспособности противопожарной системы.

       Объектом исследований являются пожаровзрывоопасные  шахты Карагандинского угольного бассейна.

       Предметом исследования в работе является автоматическая система управлением пожаротушением на угольной шахте с помощью инновационных технологий.

       Целью работы  является создание комбинированной кабельно-беспроводной системы управления безопасностью на предприятии с дублированием каналов передачи с повышенной надёжностью, способную своевременно обеспечивать оповещение и эвакуациию людей с места работы.

     

         Задачи исследования:

                 - выявить способности беспроводных систем передачи информации на основе промышленных систем телефонии, в том числе и систем сотовой связи, систем глобального позиционирования и стандартных беспроводных систем, и получить закономерности их типового развития для количественной оценки объемов доступности, эффективности, а также возможности их внедрения в системы безопасности предприятий;  

                - разработать чекпоинтную систему спасения шахтёров, обеспечивающую максимальную защиту шахтёров при возникновении взрыва метана на угольной шахте, опасной по пыли и газу;

       - обосновать конструкции систем и их параметров, обеспечивающих  максимальную их герметичность и стабильность параметров работы.

Методы исследований. Работа выполнена с использованием теоретических и экспериментальных методов исследований, основанных на анализе литературных, патентно-информационных источников, статистической обработке полученной информации.

      Научная новизна работы состоит в следующем:

      - разработана методика моделирования возможного пожара применительно для системы автоматической противопожарной защиты (АППЗ) промышленного объекта, применимая для расчётов  АППЗ  угольных шахт, опасных по пыли и газу;

     - создана схема шахтной системы автоматической системы управления пожаротушением, основанная на инновационной чекпоинтной системе спасения шахтёров, применимая для любого горнодобывающего предприятия с перечнем готовых к внедрению компонентов;

      - создана схема чекпоинтной системы спасения шахтёров, адаптированная для угольных шахт, опасных по пыли и газу.

Научные положения, выносимые на защиту:

      -  закономерности при моделирования развития возможного пожара для системы автоматической противопожарной защиты;

       -  методика создания чекпоинтной системы спасения на шахтах, опасных по пыли и газу, комплекс мер по спасению шахтёров.

       Практическая значимость и реализация результатов работы состоит в разработке методики по моделированию развития пожара для систем автоматической противопожарной защиты, созданию модернизационного пакета комплексных предложений для увеличения безопасности предприятий добывающей промышленности на основе готовых и предлагаемых решений в единой синтез-системе, в апробации авторских разработок для спасения шахтёров. Разработанная автором «Методика  чекпоинтной системы спасения шахтёров на угольных шахтах, опасных по пыли и газу» рекомендована для внедрения Научно-техническим советом  при Департаменте по ЧС г. Алматы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях: «Новое в безопасности жизнедеятельности»/ охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС., Алматы, 2004г; «Новое в безопасности жизнедеятельности»/ охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС., Алматы, 2004г; «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности»/ охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС, токсикология, экономические и правовые аспекты БЖД», Алматы, 2005 г; «Новости научной мысли-2006», Днепропетровск, 2006 г; XXXVIII научно-методической конференции ППС КазНУ им. Аль-Фараби. Алматы, 24-25 января 2008 г.

         Личный вклад автора состоит в следующем:

      - в проведении аналитических и экспериментальных исследований в области закономерностей для моделирования развития возможного пожара в опасной зоне промышленного предприятия;

      - разработке способов коммутации в единую надёжную продублированную информационно-управляющую систему средств слежения и управления параметрами атриума охраняемых помещений или подземной шахты, в том числе и техническими средствами без участия или при минимализации в этом процессе вмешательства человека, создание уровней доступа персонала к оборудованию.       

Публикации по теме диссертации. Основное содержание диссертации отражено в 11 печатных работах по тематике диссертации, в том числе в 9 изданиях, рекомендованных Комитетом по надзору и аттестации в сфере образования и науки МОиН РК.

        Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 115 страниц компьютерного набора, включая 34 рисунка, 11 таблиц, списка использованных источников из 140 наименований и приложения А (19 страниц), приложения B (1 страница).

 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

        Моделирование развития пожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара τкр, которое связывают с предельно-допустимым временем развития пожара. При горении твердых сгораемых материалов τкр определяется либо временем охвата пожаром всей площади помещения, либо, если это произойдет раньше, временем достижения среднеобъемной температуры в помещении значения температуры самовоспламенения находящихся в нем материалов, которая принимается равной 350 °С. Вид  и тип автоматической противопожарной защиты (АППЗ) можно устанавливать, придерживаясь условного правила, если τкр > 10 мин, то для защиты объекта можно ограничиться внедрением полуавтоматической противопожарной системы (ППС). Когда τкр < 10 мин, то рекомендуется применение автоматической противопожарной системы (АПС).  Моделирование развития пожара заключается в построении двух функций Fn= f(τ) и T = f(T), где Fn площадь пожара, м2; T - среднеобъемная температура, oC ,   τ - текущее время на отрезке не менее 600 с (10 мин).  Динамика пожара всегда связана с местом его возникновения, распределением пожарной нагрузки и газообменом на начальной стадии (до вскрытия остекления при температурах 300 °С) наиболее опасным будет центральный пожар по равномерно распределенной пожарной нагрузке. Для простоты проектирования обычно пожарную нагрузку защищаемого объекта принимают однородной. Площадь наиболее опасного центрового пожара Fп определяется по однородной равномерно распределенной пожарной нагрузке. Очаг пожара имеет круговую форму и  рассчитывается  по формуле

 

                                                  Fп = π·l2t·kт,         [м2]                                              (1)

где  lt - путь, пройденный фронтом огня из точки воспламенения, м.

                             lt = [0,5VЛ τ + VЛ (τ *-10)] kт                                 (2)                       

- для твердых сгораемых материалов  и  lt = VЛ· τ при горении жидкостей,

τ*- текущее время, τ = 1, 2, 3, 5, 7, 10 мин,  где  Vл- линейная скорость распространения горения , м·с-1, kт - коэфициент, зависящий от типа используемого горючего материала или  вещества ( для горючих жидкостей  1, для твёрдых горючих веществ и материалов порядка 0,7-0,9). Слагаемое, содержащее τ*, учитывается, когда текущее время расчета FП должно быть принято более 10 мин. Площадь, защищаемая одним дымовым пожарным извещателем (ДПИ), обычно принимается равной 140 м2. Более эффективными извещателями являются линейные дымовые пожарные извещатели (ЛДПИ), защищающие площадь почти в 2 раза больше чем ДПИ.   По результатам расчета  строится  график зависимости площади пожара от времени FП = f (τ) (рисунок 1) и находят  tкр· lt = 0,5 Vл Т  

 

 

 

 

Подпись:
При τ = 1 – 10 мин по полученным данным строим график зависимости площади пожара Fп от времени τ.

Рисунок  4.                                                            Рисунок 1. График зависимости площади пожара Fп от времени τ,

Fп = f (τ), FП = 140 м2 - площадь защищаемого помещения, τкр - критическое время развития пожара (11,0 мин).

         Более сложным является моделирование температуры в помещении пожара. Однако по температурным проявлениям внутренних пожаров может быть найдено достаточно надежно, если использовать известное приближение для расчета среднеобъемной температуры T:

                             T = T0 + 3,85·, °C,                                                               (3)                                        

где  Т0 - начальная   температура   в   помещении,°С;   q - теплопроизводительность пожара на единицу площади ограждающих конструкций помещения, [Вт·м-2].

                            q = (μ·QH·VM·FП)/F,  [Вт·м-2] ,                                                (4)

где μ - коэффициент полноты сгорания (0,95 для твердых сгораемых материалов и 0,75 для жидкостей), QH - низшая теплота сгорания, Дж·кг-1,  VM - массовая скорость выгорания, кг·м-2с-1, FП - площадь защищаемого помещения, м2, F - площадь ограждающих конструкций, м2 . В данном случае площадь ограждающих конструкций рассчитывается по формуле      

                                  F = 2[a(b + h) + (b·h)] ,                                                               (5)

где  F - площадь ограждающих конструкций, м2; а - длина, м, b - ширина, м,

h - высота помещения, м.

Для построения графика Т = Т0 + f(τ) (рисунок  2) необходимо получить 5-7 расчетных значений t в интервале времени до 7 мин пожара, а τ кр определяется по данному графику относительно предельно допустимой температуры, превышение которой приведет к резкому разрастанию пожара по площади и объему.

При τ = 1-7 мин:

Рисунок 2.jpg

Рисунок  2. График функции t = t0 + f(τ), относительно предельно допустимой температуры, превышение которой приведёт к резкому разрастанию пожара по площади и объёму.  

           Эффективность средств АППЗ тем выше, чем меньше время обнаружения пожара тоб  относительно τкр

                                             τоб = τпорτипи <   τкр                                                    (6)

где τпор и τипи - соответственно, пороговое время срабатывания и инерционность пожарного извещателя. τипи является рабочей характеристикой приборов.

            Пороговое время τпор срабатывания точечных дымовых пожарных извещателей при круговой форме пожара можем найти как

              τ Д пор  =  ,                  (7)

где  F0 - нормативная площадь, контролируемая одним пожарным извещателем (ПИ), м2 , Спор - коэффициент, зависящий от типа выбираемого пожарного извещателя и свойств дыма, h-высота помещения, м, ko - начальное значение коэффициента дымообразования kд (для пламенного горения 0,052 кгкг-1, для  тления - 0,14 кгкг-1), µ - коэффициент полноты сгорания (0,95 для твёрдых сгораемых материалов и 0,75 для жидкостей), VМ - массовая скорости выгорания, кгм-2с-1 и линейная скорость распространения Vл ,  мс-1.

      Допустим,  что пожар может начаться медленным тлеющим развитием, то за основу расчета принимают данные точечного (линейного)  пожарного извещателя ЛДПИ.

       Рассчитанное время  τД пор  согласно СНиПа РК 2.02-15-2003  «Пожарная автоматика зданий и сооружений» не должно превышать 20 с. Если  τД пор  > 20 с, то увеличивается количество линейных пожарных извещателей.

       На основе системы линейных дымовых пожарных извещателей и линейного термокабеля возможно построить эффективную систему защиты так называемых чекпоинтов. В основе чекпоинтной системы спасения шахтёров положен принцип разбиения шахты на сканируемые зоны, обозначаемые разными цветами в зависимости от уровня опасности для персонала.

Общая концепция контрольных точек и кабельных путей  Схема  каскадной системы организации чекпоинтной системы спасения   шахтёров представлена на рисунке 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок  3. Схема каскадного расположения контрольных спасательных точек (КСТ или чекпоинтов): 1- оплавившийся от огненного облака горящего метана линейный кабель-извещатель горения  2- герметичная огневая преграда (негорящая выходная дверь шлюза чекпоинта) и взрывозащищённое убежище; 3- искробезопасный кабелеввод в док-станцию для подключения переносных телефонов шахтёров; 4 – спасающийся шахтёр, бегущий  к следующему чекпоинту наверх; 5- стойка с искробезопасным кабелевводом в док-станцию для подключения переносных телефонов шахтёров; 6, 7- следующие за изолирующим огонь первым чекпоинтом другие чекпоинты – выше его.

        «Чекпоинт» - от английского «контрольная точка». Это – безопасный шлюз с убежищем и своей собственной системой пожаротушения (рисунок 3), имеющий несгораемый шкаф с запасом СИЗ и инструментов. Через шлюз ( в дальнейшем «чекпоинт» или сокращённо от «контрольная спасательная точка» - КСТ)  в его открытом состоянии при обычных обстоятельствах проходят шахтёры. Перед шлюзом со стороны шахтного ствола расположен  стационарный подземный парашют В.М. Плотникова в свёрнутом состоянии.  В подземном парашюте имеется раскрытая молния для прохода шахтёров, проходящих сначала через шлюз, а потом через неактивный до момента взрыва подземный стационарный парашют. В самом шлюзе имеется оборудование для связи с диспетчером и контроля за передвижениями шахтёров, возможно даже включение в его состав двухстороннего считывателя индивидуальных магнитных меток касок или фонарей шахтёров. При любой аварии эти шлюзы послужат убежищами или промежуточными площадками для спасения шахтёров. Протянутый по всей длине шахты линейный кабель - извещатель горения, соединённый с датчиком  дыма  фиксирует оплавление проводников и подаёт сигнал диспетчеру, и на извещательные приборы шахты об возгорании, высветив у диспетчера на табло опасные зоны. После выхода шахтёров из опасной зоны автоматически блокируется доступ в неё –за спинами спасающихся шахтёров моментально опускается несгораемая взрывоустойчивая плита-дверь, закрывая  от огня  людей. Шахтёры могут взять СИЗ и выйти из контрольной точки или остаться в ней, в её встроенном убежище. Расстояния между стандартными КСТ составляют по расчётам не более  400 м. Шахтёры, добравшись до выхода из верхней КСТ, могут считать себя в относительной безопасности. Если же они по какой-то причине не успевают уйти из любой  КСТ – то они остаются в её несгораемом убежище и дожидаются  прихода горных спасателей, пользуясь внутренними системами жизнеобеспечения и пожаротушения. 

        Так, автоматическая система управления пожаротушением, созданная с применением инновационных технологий и концепций КТС на базе компонентов Protectowire, в составе любой из общешахтных систем, например системы коммуникации Mine Radio, как раз и создаваемой на основе радиоизлучательного кабеля, способна увеличить в несколько раз эффективность любой системы безопасности предприятия при минимальных затратах. В этом случае возможна частичная модификация старой системы управления пожаротушением и  аварийным оповещением  добывающего предприятия, а не её полная замена, что экономит финансовые средства предприятия.

      Основным компонентом беспроводной системы связи и аварийного голосового оповещения шахтёров  в чекпоинтной системе спасения служит  радиоизлучающий триаксиальный кабель в огнестойком исполнении.                       Триаксиальные кабеля серии nu-TRAC предназначены для использования в качестве протяженной антенны для обеспечения радиосвязи в условиях, когда использование обычных антенн невозможно или нецелесообразно. Кабеля триаксиального типа могут крепиться непосредственно на стены при помощи недорогих универсальных аксессуаров. Среднее значение потери на связь представляет собой 50% возможность коммуникации. Основой разработки коммуникационных систем является возможность успешной связи.

     Для использования графика вероятности связи, сначала необходимо вычесть сумму потерь всех пассивных компонентов системы из мощности передатчика. Это дает мощность сигнала в кабеле. Вычитание чувствительности приемника дает доступную мощность системы (System Available Power – SAP).

Таким образом

                               SAP = XMT – RCV – PSV                                  (8)

где:
SAP - Доступная мощность системы (System Available Power)
, [Вт]
XMT - Мощность передатчика (Transmitter power)  [Вт]
PSV - потери всех пассивных компонентов, исключая потери на связь (делители, вносимые затухания фидерных кабелей, вносимых потерей излучающих кабелей, потерей от тела и тд.), [дБ].

RCW  - чувствительнгость приемника. Обычно дополнительные потери в 6 dB появляются для приемника, носимого на поясе, в зависимости от ориентации принимающей антенны. Таким образом, дополнительные потери должны быть добавлены в расчет для портативных, установленных на теле приемников. После того как известна доступная мощность системы, вероятность уверенного приема может быть найдена из кривой Вероятность Связи (Probability of Communication) для соответствующего кабеля и частоты, представляемой производителем кабеля. Этот процесс должен повторяться для различных размеров кабелей до тех пор, пока не будет найден наименьший кабель, обеспечивающий приемлемый уровень приема - для кабеля  nu-TRAC  TRC-500FR  при частоте 450 Мгц , вероятность успешной связи составляет  93%. Если этого достаточно, в конструкцию закладывается этот размер кабеля, в противном случае этот процесс повторяется для большего размера кабеля.

       На основе радиоизлучающего кабеля  возможно построение второй линии связи для создания надёжной продублированной системы связи и оповещения в составе чекпоинтной системы спасения сотрудников предприятия. Дубль может быть разным - оптоволоконная линия и радиоизлучающий кабель, телефонный шахтный провод (волновод) и радиоизлучающий кабель, беспроводная промышленная связь DECT и радиоизлучающий кабель, коаксиальный кабель и радиоизлучающий кабель.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        Диссертация является квалификационной научной работой, которая содержит новые научно-обоснованные результаты, использование которых обесечивает решение важной задачи снижения производственной смертности шахтёров за счёт внедрения на угольные шахты, опасные по пыли и газу, дублированной кабельно-беспроводной информационной системы управления пожаротушения, построенной с учётом использования чекпоинтной системы спасения шахтёров.       

1. В результате проведённых расчётов по моделированию развития возможного пожара для системы автоматической противопожарной защиты в типовом  помещении диспечерской угледобывающего предприятия было показано, что линейные (точечные) дымовые  пожарные извещатели типа ЛДПИ подходят для защиты производственных помещений шахты.    

 2.  Проведенными аналитическими исследованиями предложены закономер-
 ности для расчёта длины радиоизлучающего кабеля для систем подземной беспроводной связи.

 3.  Установлено, что введение в конструкцию контрольных точек спасения (чекпоинтов) стационарных парашютов В.М. Плотникова и водяных завес увеличит их эффективность в несколько раз, позволяя эффективно гасить большую часть энергии  взрыва ещё до входа в чекпоинт.

4. Предложена конструкция «Контрольные точки спасения шахтёров», которая позволяет снизить травматизм шахтёров при возникновении ЧС на угольных шахтах, опасных по пыли и газу.

5. Разработана «Методика чекпоинтной системы спасения шахтёров на угольных шахтах, опасных по пыли и газу», которая согласована и утверждена в установленном порядке.

6. Установлено, что использование  в системе подземной связи  кроме основной кабельной сети  также и радиоизлучающего триаксиального кабеля  nu-TRAC  TRC-500FR  позволяет создать продублированный канал связи для чекпоинтной системы спасения персонала предприятия.    

       Оценка полноты решения поставленных задач. Поставленная цель работы достигнута, задачи исследования решены, результаты исследования в данный момент находятся в процессе оформления права интеллектуальной собственности автора.          

       Разработка рекомендации исходных данных по конкретному использованию результатов. Результаты исследования, в том числе и методика построения контрольных точек спасения шахтёров необходимы специалистам по охране труда на угольных шахтах, опасных по пыли и газу. Система чекпоинтов может быть адаптирована к любому виду опасного для здоровья производства – будь то химическое, нефтедобывающее, перерабатывающее или другое производство. Перепрофилирование чекпоинтной системы спасения проводится на базе подбора технологий пожаротушения и материалов.

       Оценка технико-экономической эффективности внедрения.            Использование продукции российских производителей  излучающих кабелей позволит сократить затраты до 2-3 раз по сравнению с зарубежной продукцией аналогичного качества и заменить дорогие оптоволоконные линии связи. Кроме того, чекпоинтная система спасения шахтёров сократит до минимума затраты, связанные  с  высокой смертностью шахтёров, сохраняя их здоровье и жизни и снижая травматизм.

       Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области. В работе рассмотрены закономерности для расчёта беспроводной системы шахтёрской связи, служащие для создания беспроводной ИСУП или комбинированного типа – кабельно-беспроводной дублированной системы общешахтной связи. Также  была разработана методика создания чекпоинтной системы спасения шахтёров на шахтах, опасных по пыли и газу, применимая как для создания новой системы спасения шахтёров, так и для модернизации уже существующей. В работе была проведена выборка технических средств и материалов, пригодных для создания ИСУП и её чекпоинтной системы спасения шахтёров. Некоторые из данных огнезащитных и конструкционных материалов  не  имеют аналогов  и  являются недорогими альтернативами уже применяемым материалам при большей эффективности.  Предложено включить в состав покрытия пожарных преград КТС самоохлаждающегося керамического геля и его разновидности на кевларовом волокне, способной одновременно противостоять огню и поглощать кинетическую энергию взрывов и осколков других материалов.

 

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

 

 1. Чернобай Д.В., Утепов Е.Б., Долгов П.В. и другие. Состав Информационной Системы управления пожаротушением, охраной и  накоплением данных на промышленном предприятии. Труды VI международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» /охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС. //Часть I//. -Алматы,- 2004 – 60 - 62 с.

2. Чернобай Д.В.,Утепов Е.Б., Долгов П.В. и другие. Основные причины возникновения техногенных аварий и загрязнений и способы их предотвращения. Труды VI международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС). //Часть I// - Алматы, - 2004 – 62 - 64 с.

3. Долгов П.В., Чернобай Д.В. Оптимизация режимов работы установок автоматического пожаротушения. Труды VII международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС, токсикология, экономические и правовые аспекты БЖД) //Том I// - Алматы, - 2005 - 114 – 116 с.

 4. Чернобай Д.В. Перспективы математического моделирования пожароопасности в охране труда. Материалы I международной научно-практической конференции «Новости научной мысли -2006» 1-15 ноября 2006 г. //Том 5// - Днепропетровск, - 2006 - 51 с.

 5. Долгов П.В., Чернобай Д.В., Калдыбаева С.Т. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Пожарная безопасность» для студентов для специальности 050731 – «Безопасность жизнедеятельности и защиты окружающей  среды».- Алматы,- 2008 - 108 с.

 6. Чернобай Д.В. Беспроводной интерфейс на службе охраны труда и жизнедеятельности. Материалы XXXVIII научно-методической конференции ППС КазНУ им. Аль-Фараби. -Алматы, - 2008 – 206 - 208 с.

 7. Чернобай Д.В., Долгов П.В. Применение радиосистем стандарта микросотовой связи DECT для систем пожарной защиты и связи промышленного сектора. // Журнал «Промышленность Казахстана», Алматы, 2007, № 12, 54 - 56 с.

 8. Чернобай Д.В. Беспроводная связь DECT на службе охраны труда предприятий. // Вестник КазНТУ им. К.И. Сатпаева, Алматы, 2008,  № 1  (64). 178 - 180 с.

9. Долгов П.В., Чернобай Д.В. Беспроводной интерфейс WUSB на службе систем по охране труда. Труды X международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности», посвящённой 75-летию КазНТУ им. К.И. Сатпаева //охрана труда, экология, защита человека в ЧС, экономические, правовые аспекты БЖД, логистика//, - Алматы, - 2008 – 298-300 с.

10. Моделирование развития возможного пожара для системы автоматической противопожарной защиты. // Вестник КазНТУ им. К.И. Сатпаева, Алматы, 2009, № 1 (71). 164 – 166 с.

11.  Долгов П.В., Чернобай Д.В. Методика чекпоинтной системы спасения  шахтёров на угольных шахтах, опасных по пыли и газу.  Алматы,-2009-19 с.

Түйіндеме

Чернобай Дмитрий Васильевич

Өнеркәсіптік кәсіпорында өрт сөндіруді басқарудың желісіз

біріктірілген жүйені әзірлеу

Мамандық 05.26.01 – «Еңбекті қорғау»

       Зерттеу объектісі. Зерттеу объектісі Қарағанды көмір бассейнінің өрт-жарылыс қаупі бар шахтылары болып табылады. 

       Жұмыс мақсаты. Адамдарды жұмыс орнынан құлақтандыруды және көшіруді уақтылы қамтамасыз етуге қабілетті, жоғары сенімділіктегі тарату арналарын қосарландыра отырып, кәсіпорында қауіпсіздікті басқарудың біріктірілген кабельді-желісіз жүйесін жасау болып табылады.

  Зерттеу әдістері. Жұмыс әдеби, патентік-ақпараттық көздерге, статистикалық өңдеуден алынған ақпаратты талдауға негізделген теориялық және тәжірибе әдістерін пайдалана отырып, орындалған.

         Жұмыс нәтижелері:    

1. Көмір шығарушы кәсіпорынның үй-жайында автоматты өртке қарсы қорғаныс жүйесі үшін мүмкін болатын өрттің дамуын модельдеу жөнінде жүргізілген есептеулер нәтижесінде ЖТӨҚ типіндегі жүйелік (нүктелік) түтіндік өрт құлақтандырушылар шахтаның өндірістік жайларын қорғауға жарамды.  

 2.  Жүргізілген талдау зерттеулерімен жер асты сымсыз байланыс жүйесіне арналған радио сәуле тарату кабельдерінің ұзындығын есептеуге арналған заңдылықтар ұсынылды.

3. Көмір шахталарында ТЖ пайда болған кезде шахтерлердің жарақаттылығы азайтуға мүмкіндік беретін «Шахтерлерді құтқарудың бақылау нүктелері» құрылымы ұсынылды.

4. Белгіленген тәртіпте келісілген және бекітілген «Шаңға және газға қауіпті көмір шахталарында шахтерлерді құтқарудың чекпоинттік жүйесінің әдістемесі» әзірленді. 

       Негізгі құрылымдық, технологиялық және техникалық-пайдалану сипаттамалары.  Шаңға және газға қауіпті көмір шахталарында шахтерлерді құтқарудың чекпоинттық жүйесінің әзірленген сызбасында ұзындығы 5 км-ден кем емес радио сәуле таратушы кабельді сипаттайтын желісіз байланыс жүйесін пайдалану анағұрлым мақсатқа лайық. 

        Енгізу деңгейі. Әзірленген «Шаң мен газ жағынан қауіпті көмір шахталарындағы шахташыларды құтқарудың чекпоинттық жүйесінің әдістемесін», Алматы қ. ТЖ Департаменті өнеркәсіп орындарынде енгізуге ұсынады. 

        Енгізуге ұсынымдар. «Шаң мен газ жағынан қауіпті көмір шахталарындағы шахташыларды құтқарудың чекпоинттық жүйесінің әдістемесі» химия, мұнай өңдеу кәсіпорындарында, көмір шахтыларында және өрт қаупі бар кеніштерде енгізуге ұсынылады.

       Пайдалану аумағы.  Зерттеу нәтижелері, соның ішінде шахтерлерді құтқарудың бақылау нүктелері жасау әдістемесі шаңға және газға қауіпті көмір шахталарында еңбекті қорғау жөніндегі мамандарға қажет және қайта өңдеуші немесе басқа өндіріс болсын, денсаулыққа қауіпті өндірістің кез келген түріне бейімделуі мүмкін.

       Енгізудің техникалық-экономикалық тиімділігін бағалау. Шетелдік балама сападағы өніммен салыстырғанда сәуле шашушы кабельдерді  ресейлік өндірушілердің өнімдерін пайдалану 2-3 есе шығындарды қысқартуға және қымбат көтерме талшықты байланыс желілерін алмастыруға мүмкіндік береді. Бұдан басқа шахтерлерді құтқарудың чекпоинттық жүйесі шахтерлердің денсаулығы мен өмірін сақтай отырып және жарақаттануды төмендете отырып, шахтерлердің жарақаттылығы өлімімен байланысты шығындарды барынша төмендете отырып, қысқартады.

      Зерттеу объектісін дамыту жөніндегі болжамдар.  Бұдан әрі  бақылау  

құтқару орындарының құрылымдарын шаң мен газ жағынан қауіпті көмір шахтыларында, мұнай өңдеу және химия кәсіпорындарында да, екі жақты (қорғаныстық) маңызы бар кәсіпорындар мен стратегиялық объектілерде де қолдану мүмкіндігін зерттеу көзделіп отыр.

The summary

Dmitriy Vasilyevich Chernobai

Development of cordless combined management system for firefighting at industrial enterprise

Specialty 05.26.01 – “Labour protection”

Subject of research. The object of researchers is fire and highly explosive mines of Karaganda coal basin

The work objective is creation of combined cable-wireless system of safety management at enterprise with transmission redundancy of increased reliability, capable to provide timely warning and evacuation of people from their workplaces.

Research methods. The work was executed with the use of the theoretical and experimental research methods based on analysis of the literary and patent-information sources, the statistical processing of information obtained.

The results of works:

1.     As a result of the done calculations on modeling a development of a possible fire for the automatic fire protection system of a coal producer was shown, that linear (dotty) smoke fire detectors of LSFD type are used for mine industrial rooms.

2.     The regularities for a calculation of a radio emission cable length in the underground wireless communication system were suggested with the analytical researches conducted.

3.     For miner traumatism reduction in emergency situations at the coal mines was proposed “The miner rescue points” construction.

4.     It was developed “The miner rescue checkpoint system technique at the coal mines having dangerous cinder and gas levels”.  The technique was agreed and approved in the established order.

General constructive, technological, technical and operational properties. The use of wireless communication system specified by a radio emission cable length no less than 5 km would be reasonable in the developed scheme of miner rescue checkpoint system at the coal mines having dangerous cinder and gas levels.

Introduction extent. Developed "Strategy of check-point system of miners saving at coal mines, hazardous on dust and gas", is recommended by Emergency Situation Department of Almaty city to be introduced at industrial enterprises.

Guidance on introduction. "Strategy of check-point system of miners saving at coal mines, hazardous on dust and gas" is recommended to be introduced at chemical, oil processing enterprises, coal mines and fire-hazardous mines.

Field of application. Research results including miner rescue point construction technique are necessary for labour protection specialists at the coal mines having dangerous cinder and gas levels and  can be adapted to any kind of industry which is dangerous to health.

Technical-and-economic efficiency evaluation of introduction. The use of Russian manufacturers’ production of radio emission cables allow to reduce the expenses up to 2-3 times in comparison with a foreign production of similar quality and to replace the expensive optical carriers. Besides, the miner rescue point system reduces to minimum the expenses related to high miner traumatism, saving their health and life.

Forecasting hypothesis based on researchers of the object development.

It is further planned to research a possibility of control rescue points construction both for coal mines, dust and gas-hazardous, oil processing and chemical enterprises, fire-hazardous mines and for enterprises of double (military) function and strategic objects.