Безопасность жизнедеятельности

Исследованиями была выявлена очень важная биологическая закономерность. Например, ослабление внимания наблюдается на частотах порядка 10-12 Гц, если вибрация частотой выше 15 Гц (особенно 60-90 Гц) воздействует на человека вдоль его туловища в направлении вертикальной оси, то снижается острота зрения.

Способность следить за колебательными движениями объекта утрачивается на частотах 1-2 Гц и почти исчезает при 4 Гц. Частота вибрации, вызванная неровностями дороги и несовершенством наземного транспорта, лежит в диапазоне до 15 Гц, т.е. представляет собой реальную опасность и может послужить причиной аварий.

При частотах от 4 до 10 Гц речь человека искажается, а иногда прерывается.

Систематическое воздействие общих вибраций в резонансной или околорезонансной зоне может быть причиной стойких нарушений физиологических функций организма. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружения, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушения сердечной деятельности, а при совпадении резонансных частей вибрации и органа могут вызвать механическое повреждение или даже разрыв этих органов.

Воздействие локальной вибрации

Производственными источниками локальной вибрации является ручной механизированный инструмент ударного (клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки), ударно-10 вращательного (пневматические и электрические перфораторы) и вращательного (шлифовальные, сверлильные инструменты; электро и бензомоторные пилы) действия. Локальная вибрация имеет место при точильных, наждачных, шлифовальных, полировочных работах, выполняемых на стационарных станках с ручной подачей изделий; при работе ручным инструментом без двигателей (рихтовочные работы). К возможным источникам локальной вибрации относятся органы ручного управления машинами и оборудованием.

Ручные виброопасные механизмы генерируют вибрацию, уровни которой зачастую значительно превышают нормативные значения (112 дБ) на 5-26 дБ и более. Пневмотрамбовки, гайковертки, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов до 2000 в 1 мин чаще лежат в широкой области низкой, средних и отчасти высоких частот.

Причинами повышения уровней локальной вибрации являются:

- снижение величины осевого усилия подачи;

- изменение физико-химических свойств материалов;

- увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепок для клепальных молотков;

- удлинение оправок и увеличение диаметра образивного круга шлифовальных машин;

- изношенность и неисправность инструмента.

Локальная (местная) вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние ЦНС, ускоряя заживление ран и т. п.

При увеличении интенсивности колебаний, длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни.

Выраженность и характер нарушений определяются в первую очередь спектральными и амплитудными параметрами вибрации, а также условиями труда, при которых это воздействие происходит.

Влияние низкочастотной вибрации приводит к развитию вибрационной патологии с травмированием поражений нервно-мышечной системы, опорно-двигательного аппарата и менее выраженным сосудистым компонентом. Например, такая форма наблюдается у формовщиков, бурильщиков и др.

Средне - и высокочастотная вибрация вызывает различные по степени выраженности сосудистые, нервно-мышечные, костно-суставные и иные нарушения. При работе со шлифовальными инструментами и другими источниками высокочастотной вибрации возникают в основном сосудистые нарушения. В результате влияния интенсивной локальной вибрации вначале появляются функциональные, а затем дистрофические изменения в рецепторном аппарате и нервных сплетениях мелких сосудов в области верхних конечностей.

Важную роль в инициировании приступа побеления пальцев играет воздействие холода, вызывающее рефлекторное, опосредованное симпатической системой сужение сосудов. Усугубляет нарушение микроциркуляции и проницаемости сосудов кислородный дисбаланс. Дефицит кислорода способствует также развитию трофических нарушений в дистальных отделах верхних конечностей, в частности, возникновению миофиброзов, артрозов, снижению минерального компонента костной ткани, все это вызывает снижение кожной чувствительности, отложению солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов, вплоть до полного окостенения кисти рук.

Таким образом, локальная вибрация с колебаниями низких частот вызывает резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот-спазм сосудов.

Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре В.(30-125 Гц) заболевание развивается через 8-10 лет работы, а при работе с инструментом ударного действия, приводит к развитию сосудистых, нервномышечных, костно-суставных и других нарушений через 12-15 лет.

Виброболезнь относится к группе профзаболеваний. Эффективное лечение возможно лишь на ранних стадиях. В особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности. По статистическим данным 1/3 выявленных профессиональных заболеваний связана с воздействием вибрации и шума. Наиболее высокая заболеваемость вибрационной болезнью регистрируется на предприятиях тяжелого, энергетического, транспортного машиностроения, угольной промышленности и цветной металлургии.

Виды вибраций и воздействие на человека

По характеру воздействия различают общую и локальную вибрации. При общей вибрации происходит сотрясение всего организма. Общая вибрация с учетом свойств источника ее возникновения подразделяется на:

- транспортную (для транспортных рабочих, водителей и т.д.);

- транспортно - технологическую (для операторов прокатных станов, сборочных конвейеров и т.д.);

- технологическую, которая возникает при работе стационарного технологического оборудования и передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации (сюда можно отнести категорию лиц, занимающихся умственным трудом).

При локальной вибрации происходит сотрясение кистей рук, отдельных частей тела, например, при работе с ручным механизированным инструментом (бурильщики, сверловщики, а также кузнецы и т.д.).

Влияние вибрации на человека зависит от её спектрального состава, направления, места подключения, продолжительности воздействия.

При значительных уровнях вибрации в диапазоне частот 4 - 10 Гц человек может испытывать болевые ощущения и дискомфорт вследствие резонансных колебаний системы «грудь-живот». Резонансы головы вызывают снижение остроты зрения вследствие смещения изображения объекта относительно сетчатки глаза, а также вызывают возрастание ошибок оператора.

Особо опасны вибрации с частотой, совпадающей с собственной частотой внутренних органов человеческого организма - 6 - 9 Гц, могут вызвать механическое повреждение или даже разрыв этих органов.

Систематическое воздействие общей вибрации с высоким уровнем виброскорости может стать причиной профессионального заболевания - вибрационной болезни (виброболезни). Её проявления - головные боли, головокружение, нарушение сна, плохое самочувствие, пониженная работоспособность. Виброболезнь лечится медленно и лишь на ранних стадиях. Появление необратимых изменений в организме приводит к инвалидности.

Методы защиты от вредного воздействия вибрации

Вибрационная безопасность труда - это система качественных и количественных показателей и характеристик труда, формирующих его специфику элементов, которая обеспечивает отсутствие неблагоприятного воздействия вибрации на организм человека оператора.

Вибробезопасные условия труда обеспечиваются:

 - применением вибробезопасных машин;

 - применением средств виброзащиты, снижающих воздействующую вибрацию на путях распространения;

 - проектирование технологических процессов и производственных помещений, обеспечивающих непревышение санитарных норм вибрации на рабочих местах;

 - организационно-техническими мероприятиями, направленными на улучшение эксплуатации машин, своевременный их ремонт и контроль вибрационных параметров;

 - разработкой рациональных режимов труда и отдыха.

Классификация методов и средств защиты приведены в ГОСТ 26568-85. Комплекс профилактических мероприятий, принятых в нашей стране, включает: гигиеническое нормирование, органзационно-технические и лечебно-профилактические меры. Основным документом, регламентирующим параметры производственных В., являются санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566 - 96. Санитарные нормы устанавливают классификацию В.; методы гигиенической оценки В.; нормируемые параметры и их допустимые величины. Санитарные правила и нормы Сан ПиН 2.2.2. 540 - 96 устанавливают: требования к ручным механизированным инструментам (к силовым характеристикам) - массе; весу, воспринимаемому руками оператора при выполнении технологических операций; силе нажатия, необходимой для работы в номинальном режиме; усилию нажатия пусковых устройств; правила организации работ с ручным инструментом; мероприятия по профилактике.

В качестве средств индивидуальной защиты от общей вибрации используется виброизолирующая обувь, стельки, подметки. Наиболее действенным средством защиты человека от общей вибрации являются устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Задача 18.0

Помещение лаборатории электронных устройств имеет размеры: А=16 м, В=10 м, Н=4,8 м. Высота  рабочей поверхности над уровнем пола hрп =0,8м. Требуется рассчитать общее равномерное освещение при использовании в осветительной установке светильников типа ЛСП 01 (двухламповых) и составить схему размещения светильников в помещении.

Решение. Определяем для помещения лаборатории электронных устройств согласно СНиП 23-05-95 норму освещенности Е = 300 лк.

Коэффициент запаса Кз=1,5.

Расстояние от светильника до потолка hсв =0,5м.

Высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью h = H - (hсв + hрп) =  4,8 – (0,8 + 0,5) = 3,5 м.

Из светотехнических характеристик светильника ЛСП 01 выбираем наивыгоднейшее отношение λнв =L/h=1,7

Определяем расстояние между соседними рядами светильников:

L= λнв h =1,7*3,5 = 5,95 м.

Определяем число рядов светильников:

nB = B/L=10/5,95 = 1,68, то есть число рядов светильников 2.

Выбираем коэффициенты: ρп = 70%, ρст =50%, ρрп = 10%

Индекс помещения:

i = AB / (h(A+B)) = 160 / (3,5* 26) = 1,75

Следовательно, коэффициент использования светового потока η = 0,49

Фр = E Кз Sz / nB η = 300*1,5*16*10*1,1 / (2*0,49) =80816 лм.

Можно выбрать лампы ЛХБ 150 со световым потоком Фл =8000 лм

Необходимое число светильников в ряду:

nA = Фр / Фл = 80816 / 8000=10,102, то есть 10 светильников в ряду при использовании лампы ЛХБ 150; при этом длина ряда: 1,536*10=15,36 м.

Если рассмотреть альтернативу – 2 лампы ЛХБ 80-4, то потребуется также 10 светильников; длина ряда: 1,536*10=15,36 м.

Относительно длины помещения 16 м, оба варианта удовлетворяют условиям.

Целесообразным будет вариант с использованием 2х ламп ЛХБ 80-4 со световым потоком Фл =4220 лм, который предполагает наилучшую освещенность. При этом светильники следует устанавливать в ряду без разрывов.

Расчетная освещенность:

Ep= 2E * ((Фл* nA)/Фр) = 313,3 лк

Относительная погрешность:

δотн= ((Ep – E )* E )* 100% = ((313,3 – 300) /300) * 100% = 4,43%

Отклонение расчетной освещенности от нормируемой не превышает допустимые пределы.

Задача 19.6

Объем водохранилища W=70 · 10 м3, ширина прорана Bз=100м, глубина воды перед плотиной (глубина прорана) H=50м, средняя скорость движения волны прорыва (попуска) V=5м/с. Определить параметры волны прорыва (попуска) на расстоянии R=25км от плотины до объекта экономики при ее разрушении.

Решение:

1. Время подхода волны прорыва (попуска) на заданное расстояние (до объекта) R=25км:

tпр = R/V = 25000/5*3600=1,4 (ч).

2. Высота волны прорыва (попуска)

По табл. 2, прилож. 6 при R=25км находим коэффициент m=0,2 и тогда

H =mH и h=0,2H=0,2 · 50=10 (м).

3. Время опорожнения водохранилища:

T = W/3600N*Bз,

Значение N по табл.1, прилож. 6 при H=50м:

N=350м3/с 1м.

Тогда  T = 70*106/350*100*3600= 0,55 (ч).

4. Продолжительность прохождения волны прорыва (попуска) t до объекта на расстоянии R и время опорожнения водохранилища T