Научное обоснование методов анализа производственного травматизма и профессиональной заболеваемости при подземной добыче полезных ископаемых

Снижение риска и последствий взрывов МВС целесообразно осуществлять геотехнологическими методами. В целом прогноз уровня безопасности по газовому фактору в угольных шахтах позволил сформулировать следующий комплекс научных и практических мероприятий:

• обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств моделирования воздухораспределения в выработках угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации;
• совершенствование технологии обследования шахтных вентиляционных систем (ШВС) и подготовки исходных данных для моделей ШВС;
• обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств для моделирования систем дегазации угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации шахты;
• совершенствование технологии определения метаноемкости и природной метаноносности, а также коллекторских свойств угольных пластов и вмещающих пород;
• обоснование моделей динамики метановыделения из различных источников, разработка алгоритмов и комплекса программных средств моделирования абсолютной метанообильности выработок высокопроизводительных угольных шахт;
• обоснование моделей динамики концентрации метана в горных выработках угольных шахт;
• обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств решения задач сетевой газовой динамики угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации угольных шахт.

Мурманская область представляет собой промышленно развитый регион со специфическими условиями труда, характерными комплексным воздействием производственных и климато-географических факторов, свойственных только районам Крайнего Севера. Проблема создания безопасных условий труда обусловлена преобладанием наличия в структуре экономики региона отраслей, связанных с переработкой минерально-сырьевых ресурсов и повышенным уровнем загрязнения окружающей среды (горно-химическая, черная и цветная металлургия и др.) по сравнению с большинством других регионов России. В целом социально-экономическое положение Мурманской области в настоящее время характеризуется как стабильное. Перспективы развития региона в настоящее время в первую очередь связаны с разработкой газоконденсатного месторождения и развитием транспортного узла.

Климатические условия, наличие ледокольного флота, грузовых терминалов и нефтеперегрузочных комплексов предопределяют значение Мурманского порта как важнейшего транспортного узла Северо-Западного промышленного региона, обслуживающего и экспортно-импортные перевозки, и перевозки по Северному морскому пути, в качестве современного крупного мирового транспортно-логистического центра. Тем не менее, при проведении SWOT – анализа (анализа слабых и сильных сторон) современного социального экономического положения региона, проведенного ведущими специалистами Института экономических проблем Кольского научного центра РАН (г. Апатиты) на период до 2020 г. были отмечены следующие слабые конкурентные позиции (приводятся последовательно из десяти имеющихся ранговых позиций):

1) ухудшение горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации месторождений полезных ископаемых;

2) высокий уровень экологической нагрузки и экологических рисков;

3) сокращение численности населения, его старение, относительно низкий уровень заработной платы при наличии северных надбавок, отсутствие мотивации к эффективному труду.

На большинство в этом контексте вопросы состояния условий и безопасности труда на большинстве предприятий различных отраслей Мурманской области продолжают оставаться сложными и являются серьезной социально-экономической проблемой.

В 2007 году несчастные случаи на производстве имели место в 18,5 % обследованных предприятий области. Обследование проводилось по видам экономической деятельности, установленным Росстатом, на крупных и средних предприятиях на основе сплошного наблюдения, в субъектах малого предпринимательства – на основе выборочного. От несчастных случаев на производстве пострадали 480 чел., для 25 из них травмы оказались смертельными. По сравнению с 2004 годом уровень производственного травматизма сократился на 13,3 %, одновременно наблюдалось снижение производственного травматизма со смертельным исходом (на 8,8 %). Распределение работников, условия работы которых не отвечают гигиеническим нормативам, по видам экономической деятельности на конец 2007 года приведено в табл. 4. В 2007 году воздействие повышенного уровня ионизирующего излучения испытывали 2181 чел., из них основная часть 1022 чел. (46,9 %) – занята в обрабатывающих производствах и 767 чел. (35,2 %) – на транспорте. На рабочих местах 906 чел. зафиксирован повышенный уровень неионизирующего излучения, из них 742 рабочих места (81,9 %) – в обрабатывающих производствах. Неблагоприятные условия труда непосредственно влияют на тяжесть производственных травм.

Таблица 4

Распределение численности работников в Мурманской области, условия труда которых не соответствуют гигиеническим нормативам

Вид производственной деятельности	Работали в условиях, не отвечающих гигиеническим нормативам	Под воздействием
		уровня шума	уровня вибрации	запылен- ности	загазованности
Всего	38,9	22,0	5,5	5,5	10,8
добыча полезных ископаемых	41,6	26,8	8,7	8,7	8,5
обрабатывающие производства	3,6	17,5	2,5	2,5	25,3
производство и распределение электроэнергии, газа и воды	48,6	34,2	5,6	5,6	5,8
строительство	23,4	6,8	1,9	1,9	9,6
транспорт и связь	32,0	20,1	6,7	6,7	2,3

Потери рабочего времени из-за временной нетрудоспособности работников по причине травматизма на обследованных предприятиях в 2007 году составили 22,8 тыс. чел.-дней (47,5 дней неявок в расчете на 1 пострадавшего), в том числе в обрабатывающих производствах – 5,6 тыс. чел.-дней (53,9 дней неявок на 1 пострадавшего), на предприятиях по добыче полезных ископаемых – 4 тыс. чел.-дней (75 дней неявок на 1 пострадавшего), в организациях, занимающихся рыболовством, рыбоводством – 3,2 тыс. чел.-дней (67,8 дней неявок в расчете на 1 пострадавшего). Неудовлетворительные условия труда приводят к профессиональным заболеваниям. Наиболее частыми причинами профессиональных заболеваний являются: несовершенство технологического процесса, конструктивные недостатки, несовершенство, недостаточная надежность машин, механизмов и оборудования и неприменение средств коллективной и индивидуальной защиты. Динамика дней нетрудоспособности работников в регионе, связанных с производственным травматизмом, приведена в табл. 5.

В 2007 году наибольший удельный вес лиц с впервые установленным профессиональным заболеванием приходился на организации таких видов экономической деятельности, как обрабатывающие производства – 62,7 %, добыча полезных ископаемых – 29,1 %. Травмы на производстве и профессиональные заболевания в отдельных случаях приводят к инвалидности, которая означает нарушение здоровья со стойким расстройством функций организма, приводящее к ограничению жизнедеятельности человека и вызывающее необходимость его социальной защиты. По данным Министерства социального развития Мурманской области, в 2007 году впервые признаны инвалидами 3961 чел. в возрасте 18 лет и старше, из них 127 чел. (3,2 %) по причине производственных травм и профессиональных болезней. В целях сокращения травматизма на производстве, улучшения условий труда работников на проведение мероприятий по созданию безопасных условий труда на производстве организациями области в 2007 году было израсходовано 1132,8 млн руб. или в расчете на 1 работающего около 6,1 тыс. руб. Выше, чем в среднем по области, затраты на мероприятия по охране труда в 2007 году составили в организациях по добыче полезных ископаемых - 13,3 тыс. руб. на 1 работающего, обрабатывающих производств - 9,3 тыс. руб., по производству и распределению электроэнергии, газа и воды - 8,6 тыс. руб. Таким образом, в 2007 году в области наблюдалось некоторое снижение уровня производственного травматизма, выросли расходы организаций на мероприятия по охране труда. Однако сохраняется тенденция роста лиц с впервые установленным профессиональным заболеванием, занятых в неблагоприятных условиях труда, растут потери рабочего времени из-за временной нетрудоспособности по причине травм на производстве.

Таблица 5

Динамика дней нетрудоспособности работников в регионе, связанных

с производственным травматизмом

Число рабочих дней нетрудоспособности у пострадавших на производстве с утратой трудоспособности (на 1 рабочий день и более)	2004	2005	2006	2007
всего	19145	21565	17010	22786
на 1 пострадавшего	33,9	36,8	30,9	47,5

В качестве основных методов изучения взаимосвязей признаков производственного травматизма на практике используются два основных метода анализа - регрессионно-корреляционный метод и метод таблиц сопряженности. При изменении параметров явления с течением времени широко используются динамические модели, которые базируются на анализе временного ряда (ряда динамики), который включает значения показателя за последовательные периоды или моменты времени методов анализа временных рядов применительно к исследованию травматизма позволяет решить следующие две основные задачи:

• во-первых, травматизм, как учетная статистическая категория, выражает результат нестационарного стохастического процесса, который содержит в себе элементы необходимого и случайного, где необходимость проявляется в виде тенденции (тренда) ряда, а случайность – в виде колебаний (колеблемости или вариации) уровней ряда относительно тенденции. Это позволяет провести комплексное исследование, как тенденции, так и вариацию уровней ряда, получив оптимальную аналитическую функцию тренда и соответственно оценить конкретный тип вариации (пилообразная, циклическая или случайно распределенная по времени);
• во-вторых, использование известных методик прогнозирования производственного травматизма на основе показателей временного ряда по нескольким моделям, позволяет в короткий срок провести прогон этих моделей, что позволяет оценить травмоопасные факторы на рабочем месте и выбрать наиболее эффективную прогнозную модель с целью проведения необходимых профилактических мер различного характера.

Все это значительно выделяет данный метод анализа среди остальных. Поскольку, использование моделей, созданных на базе методов анализа временного ряда наиболее часто используются в статистическом анализе ПТ, и дают вполне удовлетворительные результаты, а их использование для прогнозного моделирования с применением соответствующих пакетов программ для ЭВМ не вызывает трудностей, то по нашему мнению, именно применение этих типов моделей определяет перспективную составляющую в направлении эффективности работ по сохранению жизни и здоровья работников предприятий.

Динамика показателя ряда динамики может включать тенденцию и колебания (отклонения от тенденции). Колебания могут быть регулярными (циклическими), в том числе сезонными, и нерегулярными (случайными). Тенденция динамики связана с действием долговременных причин и условий развития. Колебания связаны с действиями краткосрочных или циклических факторов. Тенденция и колебания хорошо визуально видны на графике. При анализе динамики важно оценивать продолжительность срока, за который один объект («отстающий») может догнать другой объект («передовой»). Среди основных форм тренда выделяются: линейный, параболический, экспоненциальный, логарифмический, тренд в форме степенной функции, гиперболы, логистической форме. Для выявления тенденции и устранения колебаний можно воспользоваться методом скользящей средней. Параметры уравнения тренда находятся методом наименьших квадратов (МНК). При этом может быть использован метод условного нуля, т.е. центральный член ряда принимается за точку отсчета. При вычислении параметров тренда уровни исходного ряда входят с разными весами – значениями t. Поэтому влияние колебаний уровней на параметры тренда зависит от того, на какой год приходится либо высокое, либо низкое значение. Для полного исключения влияния колебаний на параметры тренда следует применять метод многократного скользящего выравнивания.

Для математического анализа тренда в рассматриваемом явлении следует вначале провести проверку гипотезы о его существовании вообще. Из всего многообразия статистических методов по выявлению наличия тренда, отличающихся различной степенью сложности математической обработки, выделим следующие основные типы: а) проверка гипотезы о наличии тенденции, основанная на изучении разности двух средних по t-критерию Стьюдента; б) метод выявления тренда по критерию серий, основанного на медиане выборки; в) трендовый метод Фостера - Стьюарта. Из трех перечисленных видов был выбран метод Фостера - Стьюарта. Предпочтение данному методу было отдано ввиду того, что кроме определения наличия тенденции, он позволяет обнаружить тренд дисперсии уровней временного ряда, что важно в дальнейшем при анализе и прогнозировании любых динамических процессов. Проведенные вычисления по указанному трендовому методу показали, что гипотеза об отсутствии тренда на исследуемых предприятиях не подтвердилась, т.е. тренд присутствует во всех рассматриваемых случаях. Ввиду вышеизложенного, далее был определен конкретный тип тенденции, т.е. указана какая форма тренда является оптимальной. Варианты уравнений трендовой составляющей производственного травматизма сведены в табл. 6.

Таблица 6

Различные варианты уравнений тренда производственного травматизма для предприятий горнопромышленного комплекса региона

Тип тренда	Вид аналитической функции травматизма
	ОАО «Апатит»	ОАО «Олкон»	ОАО «Ковдорский ГОК»
Линейный	У= 7,325 t + +128,93	У= 1,679t+ +30,629	У = -1,904t + +37,362
Степенной	У =179,54t –0,567	У =43,254t –0,563	У = 49,867t - 0,485
Экспоненциальный	У=131,4 e-0,093 t	У=34,879e-0,104 t	У = 39,282e - 0,083t
Логарифмический	У=48,8ln(t)+ + 161,120	У= 10,0ln(t)+ + 35,854	У = 12,163Ln(t) + +44,756

Наиболее распространенным методом оценки качества выбора аналитической функции тренда является расчет коэффициента детерминации (R2). Производя подсчет коэффициента R2 для наиболее распространенных типов уравнений тренда, получим соответствующие значения этого параметра для каждой аналитической зависимости. Из сравнения значений R2 по различным уравнениям трендов (табл. 7) видно, что исходные данные лучше всего описывает логарифмический тренд, поскольку количественное значение коэффициента детерминации в этом случае максимально для всех предприятий.

Таблица 7

Оценка коэффициентов детерминации тренда производственного

травматизма для предприятий горнопромышленного комплекса региона

Тип тренда	Коэффициент детерминации R2, %
	ОАО «Апатит»	ОАО «Олкон»	ОАО «Ковдорский ГОК»
Линейный	64,99	71,96	67,29
Степенной	87,36	68,93	76,89
Экспоненциальный	78,27	76,94	73,50
Логарифмический	88,24	78,54	84,00