The paper is devoted to the creation of methane and dust explosion risk assessment method for coal mines for implementation of the risk-oriented approach to supervisory activities and also for solving the information support problems in managerial decisions making procedures, which aims to reducing the probability of methane and dust explosions in underground workings of coal mines. The premises for transition to the dynamic model of the risk-oriented approach are indicated. The information about dynamics of fatal injuries coefficient for underground coal mining for the last 10 years is provided. The model of expert system, based on fuzzy logic, is proposed. The model is designed for risk assessment in condition of information uncertainty in case of incompleteness or lack of reliable data about the impact of risk factors on the mine safety level. On the basis of the investigation of accidents materials in Russia in 2006-2017, the structural scheme of the expert system was created. Input parameters of the model and results of expert assessment of risk factors are described. The fuzzy logic inference knowledge base was created with using of the MATLAB Fuzzy Logic Toolbox computing environment for taking into account the influence of the complex of geological, technical and subjective factors on the risk of methane and dust explosions. The developed model allows ranking the coal mine sites according to the explosions risk levels, which was proved by processing of the initial data sample. The developed model can be integrated into multifunctional safety systems to assess the risk of various type accidents in real time.

Фактическая пылевая обстановка в проходческих и добычных забоях угольных шахт остается сегодня наиболее неблагоприятной и во многом зависит от эффективности мероприятий обеспыливания, подбор которых осуществляется на основе величины прогнозной запыленности. Используемые для ее расчета формулы не учитывают время и специфику смачивания углепородной пыли растворами шахтных смачивателей, а следовательно, не отражают в полной мере реальное состояние шахтной атмосферы по пылевому фактору. В работе показаны недостатки существующей методики оценки прогнозной запыленности в забоях угольных шахт; проанализированы показатели удельного пылевыделения угольных пластов, отрабатываемых на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс»; приведены результаты исследований смачиваемости угольной пыли различного состава и замеров запыленности в очистных забоях угольных шахт, проведенных авторами. На основе всей совокупности экспериментально полученных данных и проанализированных сопутствующих факторов, используя методы корреляционно-регрессионного анализа, было выведено уравнение множественной линейной регрессии для расчета прогнозной запыленности. Предлагаемая формула учитывает влияние на запыленность ряда горно-геологических и физических характеристик угольных пластов и горнотехнических параметров их отработки. Для расчета времени смачивания угольной пыли, определяющего в значительной степени особенности процесса ее витания и скорость седиментации, предложена формула, учитывающая вариативность физико-химических свойств пыли углей различного петрографического состава, тип применяемого смачивателя и концентрацию его рабочего...

The article is devoted to improving and testing the method of hazard analysis and accident risk assessment at coal mines. The author presents the indicators of fatal injuries during underground coal mining in Russia in the period of 2010–2021, and describes the dominant role of the human factor in the causes of accidents. The paper substantiates the relevance of a risk-based approach to ensure industrial safety in coal mining. In the process of the methodological framework analysis, the directions for the development of risk assessment methods are revealed. A conceptual emergency protection scheme of coal mines is proposed, which includes three protection levels. The list of the accident risk factors is formed on the basis of this scheme. An algorithm for calculating accident risk indicators is described, taking into account the human factor, and the choice of risk management strategies depending on the risk category is substantiated. The results of the method testing at Russian coal mines are presented and the distributions of coal mines by the risk categories are obtained. The risk dominant factors of accidents caused by gas and dust explosion, rock mass and mine support failures, as well as by outbursts and rockbursts are analyzed. Recommendations for accident risk management are proposed, which consist in the wider use of safe work practices, development of remote automated monitoring systems, reforming the systems of interaction with contractors, and personnel selection, motivation and training.