بخشی از مقاله
ارزیابی ایمنی عملیات انفجار با روش تحلیل درخت خطا
چکیده
امروزه با توجه به افزایش نوع خطرات، پیچدگی انواع کارها و عوامل زیان آور در محیط کار معدنی، استفاده از روشهای فنی و مهندسی به تنهایی برای پیشگیری و مقابله با شرایط ناایمن کافی نبوده و لازم است تدابیری برای تکمیل راهکارها مورد استفاده قرار گیرد. از حدود 15 سال گذشته، رعایت ایمنی در صنعت معدنکاری به طور آشکارا بهبود یافته است. این امر میتواند ناشی از استفاده و توسعه روشهای ارزیابی ریسک و سنجش خطرات احتمالی باشد.
عملیات انفجار معادن شامل مجموعه طراحی و اقدامات منجر به تولید سنگهای خرد شده با خردشدگی مطلوب به کمک مواد منفجره در داخل چالها، با رعایت ملاحظات فنی و ایمنی میباشد. علاوه بر دستیابی به خردشدگی مطلوب اهداف دیگری از قبیل کنترل حوادثی همچون لرزش زمین، لرزش هوا، پرتاب سنگ، ایجاد پاشنه و شکستگیهای ناخواسته نیز دنبال میشوند که پرتاب سنگ به عنوان یکی از موارد مذکور در بالا دارای پتانسیل آسیب بالا به تجهیزات و پرسنل میباشد که به طور مخصوص در این مقاله به این مخاطره پرداخته خواهد شد.
در این مقاله، روش تحلیل درخت خطا (FTA) به عنوان یک ابزار برای تحلیل ریسک مرتبط با پرتاب سنگ عملیات انفجار، ارائه شده است. حادثه پرتاب سنگ، به عنوان ترکیبی از حوادث و اجزای به هم مرتبط در نظر گرفته میشود و درخت خطا به منظور ترسیم نمودن روابط متقابل این اجزاء و ارتباطات مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از تکنیک مجموعه برش حداقل، بحرانیترین و مهمترین و آسیبپذیرترین جزء در حادثه پرتاب سنگ شناسایی میشود. همچنین مشخص شد که تقویت و پشتیبانی از عملیات نظارتی، اقدامی مؤثر و مهم برای جلوگیری از حادثه پرتاب سنگ در عملیات انفجار میباشد.
واژههای کلیدی: پرتاب سنگ، تحلیل ریسک، روش تحلیل درخت خطا، مجموعه برش حداقل
1
-1 مقدمه
در هر دو صنعت استخراج معادن و ساختمان سازی، عملیات انفجار، روش غالب و عمده برای خرد کردن سنگ میباشد . حوادث پرتاب سنگ در انفجار یکی از مشکلات اصلی و عمده در عملیات انفجار سنگ میباشد. پرتاب سنگ تحت عنوان پرتاب و حرکت سنگ به خارج از منطقه انفجاری توسط نیروی انفجار تعریف میشود. این پدیده میتواند از خاک سخت یا سنگ نیز تشکیل شده باشد. اگر چه وقوع آنها به عنوان بخشی از فعالیتهای انفجاری معمول است. اما توالی و تکرار آنها می تواند مشکلساز باشد. به غیر از هزینههای ناشی از اضافهکاری، دوبارهکاری، از کار افتادگی تجهیزات، آسیب به ساختمانها، غرامت و بستری شدن در بیمارستان، فاجعه معمولاً به صدمه و جراحت شخصی، از کارافتادگی و حتی مرگ منجر میشود. اطلاعات آماری در چین نشان میدهد که حدود 27 درصد از حوادث تخریب توسط پرتاب سنگ اتفاق میافتد .(Fan et al., 2002) با این حال، برای ساختار پیچیدهای مثل پرتاب سنگ، این رخداد به طور کلی عموماً با تجربه در عملهمراه است. اخیراً برخی از مطالعات نشان میدهد که علل اصلی پرتاب سنگ عوامل زمین شناسی (درزههای باز، لایههای ضعیف، حفرات)، زمان تأخیر و ترتیب و توالی نامناسب، عقب زدگی و ریزش در بالای پله میباشد .(Lin & Liu, 1999 ) در این مقاله ، دلایل بالقوه پرتاب سنگ در ابتدا مشخص شدند و سپس یک روش آنالیز ریسک به نام FTA1 برای ارزشیابی و مدیریت ریسک مربوط به پرتاب سنگ ارائه شده است.
گاهی اوقات پیشبینی پرتابسنگ مشکل است، زیرا عدم قطعیتهایی در ارتباط با تنوع ذاتی پدیده انفجار وجود دارد. دلایل زیادی وجود دارد که میتواند منجر به پرتاب سنگ شود که در جدول 1 آورده شده است .(Zhou, 1995)
-2 دادهها و روش تحقیق
1؛-2 روش آنالیز درخت خطا
تکنیک تجزیه و تحلیل درخت خطا به عنوان یکی از قویترین ابزارهای تجزیه و تحلیل فرآیند ایمنی سیستم به ویژه در هنگام ارزیابی سیستمهای بسیار پیچیده و دقیق محسوب میشود. به دلیل استفاده از روش قیاسی (رسیدن از کل به جزء)
در این روش، بسیاری از تجزیه و تحلیلگرهای ایمنی سیستم، به کارگیری روش تحلیل درخت خطا را در بررسی حالات احتمالی مختلف که میتوانند منجر به بروز رویدادهای مطلوب یا نامطلوب در سطح سیستم شوند، بسیار مفید میدانند.
هر چند که این روش به عنوان یک ابزار مقدماتی در تجزیه و تحلیل خطاهای موجود در یک سیستم و یا در طول یک فرآیند عمل میکند ولی بایستی در نظر داشت که از این تکنیک میتوان در ارزیابی فعالیتهای لازم جهت رسیدن به یک رویداد مطلوب نیز استفاده کرد. با ساخت درخت خطا که نشاندهنده کلیه رویدادهای لازم برای وقوع رویداد اصلی خواهد بود، تجزیه و تحلیلگر میتواند از آن برای تشکیل پایههای یک برنامه پیشگیری از بروز حوادث صنعتی نیز استفاده کند (محمدفام، .(1390
2؛-2 تعاریف اساسی درخت خطا
مفاهیم بعضی از اصطلاحات معمول در تکنیک تحلیل درخت خطا به شرح زیر میباشد (محمدفام، 1390؛ Kecojevic &
Zhang, 2013؛ Vesely, 2002؛ .(http://www.hseexpert.com
· رویداد:1 یک عنصر دو ارزشی است که اگر تغییرات ناشی از آن در جهت مثبت باشد به آن رویداد نرمال و در غیر این صورت به آن رویداد ناخواسته و یا رویداد خطا میگویند.
· رویداد اصلی)2بالایی یا نهایی): رویدادی که در بالاترین نقطه درخت خطا جای میگیرد و علل به وجود آورنده آن شناسایی و تحلیل میشوند. رویداد اصلی در هر درخت خطا منحصر به فرد بوده و میتواند یک حادثه (انفجار، تصاعد گاز سمی و ...)، از کار افتادن سیستم و یا یک رویداد مطلوب باشد.
· رویداد میانی:3 هر رویدادی در ساختمان درخت خطا به استثنای رویداد اصلی که مورد تحلیل بیشتر قرار گرفته و علل به وجود آورنده آن تایید میشود، رویداد میانی نامیده میشود.
· رویداد پایانی: 4 رویدادی که نمیتوان علل به وجود آورنده آن را تعیین کرد. رویدادهای اساسی5 و رویدادهای توسعهنیافته 6انواع رویدادهای پایانی هستند.
· رویداد اساسی رویدادی است که دیگر نتوان آن را تجزیه کرد. به عبارت دیگر این رویداد در پایینترین سطح یک درخت قرار دارد و مسیر درخت به آن محدود میشود. این رویدادها میتوانند خطاهای سختافزاری، فیزیکی، نرم-افزاری، شیمیایی، خطاهای انسانی، خطاهای سیستم و ... باشند.
· رویدادهای توسعه نیافته: رویدادهایی که به دلایل زیر بیشتر از حد موجود تحلیل نمیشوند.
➢ به دلیل فقدان اطلاعات کافی در مورد علل به وجود آورنده قابل ارزیابی بیشتر نباشند.
4
➢ تشریح و تعیین علل به وجود آورنده رویداد در سطح زیر سیستم نتواند کمکی به افزایش دانش و فهم تجزیه و تحلیلگر در زمینه رویداد اصلی بکند.
➢ به وسیله سیستم یا زیرسیستمی که در خارج از حدود سیستم مورد مطالعه قرار دارد ایجاد شده باشد.
· رویداد خانهای:1 رویدادی است که در شرایط نرمال سیستم، رخ دادن آن پیشبینی میشود. این رویداد با عملکرد نرمال سیستم توانایی منجر شدن به خطا را دارد. این رویداد همچنین میتواند از یک منبع خارج از سیستم مورد تحلیل ناشی شود. رویداد خانهای در تجزیه و تحلیل درخت خطا در دو حالت روشن و خاموش و یا بلی و خیر به کار گرفته میشود. احتمال رویداد خانهای در دو حالت یاد شده به ترتیب برابر یک و صفر میباشد.
· نمادهای انتقال:2 شاخههای مختلف درخت خطا ممکن است در یک برگه جای نگیرند که به کمک نماد انتقال به 3 به برگه دیگر منتقل میشود. در برگه دیگر در ابتدا نماد انتقال از 4درج و سپس بقیه درخت رسم میشود.
· درگاهها:5 رویدادهای مختلف در بدنه درخت خطا توسط درگاهها به همدیگر وصل میشوند. درگاهها با توجه به نوع خود یک یا چند ورودی دارند ولی تنها دارای یک خروجی میباشند.
· درگاه "و":6 برای بیان حالتی استفاده میشود که رویداد خروجی در زمانی اتفاق میافتد که فقط و فقط باید همه رویدادهای ورودی اتفاق بیافتد.
· درگاه "یا":7 برای بیان حالتی استفاده میشود که رویداد خروجی در زمانی رخ دهد که حداقل یکی از رویدادهای ورودی رخ دهند.
· برش:8 گروهی از رویدادهای اساسی هستند که اگر همگی اتفاق بیافتند، باعث رویداد اصلی (بالایی) میشوند.
· برش حداقل:9 کمترین گروهی از رویدادهای اساسی هستند که اگر همگی اتفاق بیافتند، باعث رویداد اصلی (بالایی) میشوند. هر یک از برشهای حداقل نمایانگر یک راه احتمالی برای وقوع رویداد اصلی میباشد. بدین ترتیب که با رخ دادن رویدادهایی که در یک برش حداقل قرار دارد، رویداد اصلی به وجود خواهد آمد.
درخت خطای معادل:10 یک ساختار سری از ساختارهای موازی برشهای حداقل درخت خطای معادل را شکل میدهد.
