Безопасность жизнедеятельности

Q т = Qк + Qл + Q и ;

Количество теплоты, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от того или иного параметра микроклимата. Так, например, отдача теплоты при испарении влаги, выводимой на поверхности кожи потовыми железами, зависит от температуры воздуха, интенсивности работы, выполняемой человеком, от скорости движения окружающего воздуха и его относительной влажности.

Температура (tєС), скорость (V, м/сек), относительная влажность (W, %), интенсивность теплового излучения (Вт/м2) от нагретых поверхностей получили название показателей микроклимата. Влажность воздуха обычно характеризуется относительной влажностью (%), под которой понимают отношение абсолютной влажности (фактическое количество паров воды при данной температуре) к максимальной, насыщающей воздух. Кроме того, нормативным документом СанПиН 2.2.4.584-96. «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», предлагается оценку производить с помощью показателя «тепловая нагрузка среды» (ТНС). Индекс тепловой нагрузки среды является эмпирическим показателем, характеризующим одновременное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения).

Микроклиматические показатели относятся к числу основных факторов, характеризующих условия труда работающих. Их значения заносят в санитарно-технический паспорт производственного объекта. Мероприятия по доведению микроклиматических показателей до нормативных значений включаются в комплексные планы предприятий по охране труда, составляемые администрацией ежегодно.

Гигиеническое нормирование воздействия показателей микроклимата на человека. Нормативные показатели производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования», а также СанПиН 2.2.4.584-96. Этими нормами регламентируют показатели микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и тепловое излучение.

Нормами установлены оптимальные и допустимые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха в зависимости от характера производственных помещений, категории выполняемой работы и времени года.

Согласно санитарным нормам, производственные помещения по избыткам явного тепла, изменяющего температуру воздуха в помещениях, условно подразделяют на холодные, характеризуемые незначительными избытками явного тепла (не более 20 ккал/час на 1 м куб.) и горячие, характеризуемые значительными избытками явного тепла (более 20 ккал/час на 1 м куб).

Исходя из общих энергозатрат организма, все работы делятся на три категории:

· легкие (менее 175 Вт),

· средней тяжести (175-290 Вт),

· тяжелые (более 290 Вт, перемещение груза выше 10 кг).

Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха

+ 10°С и выше, холодный - ниже + 10°С.

Оптимальные микроклиматические условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном воздействии на человека не могут вызвать дискомфортные теплоощущения и понижения работоспособности (табл. 4.).

Терморегуляция организма человека. Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой, как было показано выше, являются показатели микроклимата. Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к +36,50 С.

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Установлено, что при температуре воздуха более + 25°С работоспособность человека начинает падать. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты - около +116°С.

Переносимость человеком температуры в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при t более + 30 °С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей. При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8-10 л за смену и с ней до 40 г поваренной соли (всего в организме около 140 г NаС1). При высокой температуре воздуха расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Таблица 4

Оптимальные показатели микроклимата на рабочих местах

производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей,°С	Относи- тельная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холод-ный Тёплый	Iа (до 139) 16(140...174) Пб(175...232) П6 (233...290) III (более 290) Iа (до 139) I6 (140...174) Iiа (175...232) II6 (233...290) III (более 290)	22...24 21...23 19...21 17...19 16...18 23,..25 22...24 20...22 19.-.21 18...20)	21...25 20...24 18...22 16...20 15...19 22...26 21.-.25 19...23 18...22 17...21	60...40 60...40 60...40 60...40 60...40 60...40 60...40 60...40 60...40 60...40	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3

Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах или открытых площадках необходима подпитка подсоленной (около

0,5 % NаС1) газированной питьевой водой из расчета 4-5 л на человека в смену. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлажденную питьевую воду или зеленый чай.

Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня - гипертермии. Это состояние, при котором температура тела поднимается до 38-39 єС. При гипертермии, и как следствие, тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение, пульс и дыхание учащены. При этом наблюдается бледность, потеря сознания, зрачки расширены.

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма - гипотермии. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются. Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту, может в течение некоторого времени задерживать снижение температуры внутренних органов. Результатом действия низких температур являются холодовые травмы.

В горных выработках температура воздуха должна быть не ниже

-20С и не превышать +260С при скорости воздуха не менее 2 м/с и относительной влажности до 90 %. Согласно постановлению № 370 от 16.12.02 г. об организации работ в холодное время года на открытом воздухе и закрытых необогреваемых помещениях на территории Томской области работы приостанавливаются, если скорость ветра и температура воздуха имеет следующие параметры:

Скорость ветра, м/с	Температура воздуха, 0С
При безветренной погоде	- 40
Не более 5,0	- 35
5,1-10,0	-25
10,1-15,0	-15
15,1-20,0	- 5

Способы и средства нормализации производственного микроклимата. Создание оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях является сложной задачей, но она может решаться в следующих направлениях.

Рациональные планировочные и конструктивные решения производственных зданий. Сооружения располагают с учетом розы ветров в данной местности, а пристройки не рекомендуют размещать по периметру зданий, как мешающие поступлению свежего воздуха.

Дистанционное управление и наблюдение также позволяют вывести человека из неблагоприятных условий. Примером может служить дистанционное управление грузоподъемными кранами в горячих цехах.

Рациональная тепловая изоляция оборудования. Существует много различных видов теплоизоляционных материалов, удовлетворяющих общим требованиям охраны труда (негорючесть, неядовитость и др.). К таким неорганическим материалам относятся слюда, минеральная вата и войлок, стекловата и стеклоткань, ячеистый бетон, керамзит, пемза и др. Органическими изоляционными материалами являются пробковые, древесноволокнистые плиты, древесные опилки, пенопласт и др.

Защита работающих различными видами экранов. Они могут быть теплоотражающие, теплоотводящие, теплопоглощающие, комбинированные.

Рациональная вентиляция и отопление являются наиболее распространенными способами нормализации микроклимата в производственных помещениях. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха и подачу на его место свежего. По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции [78].

Естественная вентиляция. Это система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне - разряжение.

Неорганизованная естественная вентиляция - инфильтрация (естественное проветривание) осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов - силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.

Аэрацией называется организованная естественная общеообменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции, аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных, литейных, кузнечных цехах). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Основным достоинством аэрации является возможность осуществить большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Механическая вентиляция - вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с помощью вентиляторов. Механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной и местной. Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: имеет большой радиус действия; подвергает вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывает оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливает вредные выделения непосредственно на местах, очищает загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, а также необходимость проведения мероприятий по снижению шума и вибрации.

Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка для поддержания в помещениях заранее заданных метеорологических условий (температуры, влажности, скорости движения воздуха). Кондиционирование воздуха играет большую роль не только с точки зрения безопасности жизнедеятельности, но и во многих технологических процессах, при которых не допускаются колебания температуры и влажности воздуха (особенно в радиоэлектронике). Оно все больше в последние годы находит применение на промышленных предприятиях и современных офисах.

Средства индивидуальной защиты на рабочем месте при высоких и низких температурах воздуха. Для защиты от неблагоприятного воздействия климатических факторов используются следующие виды средств индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, средства защиты рук и головные уборы.

Спецодежда для защиты от низкой температуры, ветра и атмосферных осадков в зависимости от условий труда изготавливается из хлопчатобумажных тканей с водоотталкивающими и другими пропитками, из натурального или искусственного меха и синтетических утеплителей. Особенно большое значение имеет качество спецодежды для работы на открытом воздухе в условиях Крайнего Севера. Разработаны электрообогревающие комплекты «Пингвин», «Енот» и др.

Вопросы для самоконтроля

Из каких основных процессов состоит теплоотдача человеческого организма в окружающую среду? Формула нормального самочувствия.

Что такое терморегуляция человеческого организма?

Способы теплообмена между человеком и окружающей средой?

Какие основные нормируемые показатели микроклимата воздуха рабочей зоны вы знаете?

Как выбирают параметры микроклимата в производственном помещении?

Дайте определение понятий «оптимальные параметры микроклимата» и «допустимые параметры микроклимата».

Какие мероприятия используются для поддержания нормальных параметров микроклимата в рабочей зоне?

Назовите приборы и устройства для измерения метеорологических условий.

4.2 Вредные и опасные вещества

Классификация вредных веществ. Выполнение различных видов геологоразведочных работ (бурение шпуров, взрывные работы, погрузка, разгрузка и транспортирование горной массы) сопровождается выделением в воздушную среду вредных веществ.

Вредное вещество - это вещество, которое в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящих и последующих поколений.

С точки зрения БЖД при оценке состояния воздушной среды наибольшее значение имеет: 1) газовый состав воздуха; 2) уровень его атмосферного давления; 3) присутствие в воздухе механических и токсичных примесей.

1. Газовый состав воздуха. Наиболее благоприятен для дыхания атмосферный воздух, содержащий (% по объему) азота - 78.08, кислорода - 20.95, инертных газов - 0.93, углекислого газа - 0.03, прочих газов - 0.01.

Вредные вещества, выделяющиеся в воздух рабочей зоны, изменяют его состав, в результате чего он существенно может отличаться от состава атмосферного воздуха.

Из химических компонентов воздуха для организма человека важным является содержание кислорода в воздухе. Главными источниками выделения кислорода являются планктоновая пленка океана и растительный мир. Его снижение до 17 % приводит к ухудшению состояния человека, дальнейшее снижение вызывает смерть. Высокое содержание кислорода резко повышает взрыво- и пожароопасность среды.

В непроветриваемых горных выработках содержание кислорода только за счет окислительных процессов может упасть до 3 %. Вход в такие выработки опасен для жизни. Содержание кислорода в действующих выработках должно быть не менее 20 %.

Метан выделяется из пластов угля. Это газ без цвета и запаха, является основной составной частью рудничного газа. В угле метан находится под давлением 20-30 атмосфер и при разработке пласта вследствие разности давления выделяется в атмосферу выработок. При значительных скоплениях метана в забое возможно вытеснение кислорода и создание условий для возникновения асфиксии у работающих (асфиксия - удушье). Основная опасность выделения метана - способность образовывать с кислородом смесь, которая при наличии источников высокой температуры взрывается. Взрыв имеет максимальную силу при содержании в воздухе 9.5 % метана.

Большое количество ядовитых газов выделяется при ведении взрывных работ, работе машин с двигателями внутреннего сгорания при пожарах. Газообразные продукты распада радиоактивных веществ (эманации) - радон, торен и актинон - весьма опасные примеси рудничного воздуха. Они встречаются в рудниках, разрабатывающих урановые и ториевые месторождения. Все эманации являются изотопами, которые имеют разные периоды полураспада. Так, радон имеет период полураспада 3.825 суток и способен распространяться на значительные расстояния от источника.

2. Уровень атмосферного давления воздуха. Уровень атмосферного давления воздуха зависит от высоты местности и температуры воздуха. Нормальное давление воздуха равно 101 кПа. Но в одной и той же местности давление воздуха меняется в течение суток. Для безопасности человека важно не само давление, а скорость его (73-126 кПа) снижения или повышения. Около 23% населения при изменении давления жалуются на головную боль и слабость, особенно страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями. При подъеме на высоту и работе в условиях высокогорья давление понижается (на высоте 5.5 км давление падает в 2 раза). Разряженный воздух вызывает у человека кислородное голодание. При работе в горной местности человеку необходимо адаптироваться к данным условиям в течение 3-4 недель. Повышенное давление на рабочих местах может быть при работе в шахтах, либо в кессоне (фр. ящик). При нахождении людей под давлением выше атмосферного, кровь и ткани человека поглощают азот. Это вызывает кессонную болезнь (боль в ушах, головокружение и т.д.). Для предупреждения этой болезни необходимо руководствоваться Правилами безопасности при производстве кессонных работ (под сжатым воздухом).

3. Присутствие в воздухе механических и токсических примесей. При проведении различных технологических процессов в воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы -аэродисперсные системы - аэрозоли. Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на дым и туман. Дымы - это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества, а туманы - системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.

Пыль является основной производственной вредностью в горнодобывающей промышленности. Аэрозоли дезинтеграции образуются при дроблении какого-либо твердого вещества, например, в дезинтеграторах, дробилках, мельницах, при бурении и других процессах.

Для гигиенической оценки пыли важным признаком является степень ее дисперсности (размеры пылеватых частиц). Размеры твердых частиц пыли превышают 1 мкм, а размеры твердых частиц дыма меньше этого значения. Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Наиболее опасными для человека являются частицы размером от 0,2 до 5 мкм. Они попадают в легкие при дыхании, задерживаются в них и, накапливаясь, могут стать причиной заболевания.

Биологическая активность пыли зависит от ее химического состава. Фиброгенность пыли определяется содержанием в ней свободной двуокиси кремния (SiO2). Пыль железной руды содержит до 30% свободной SiO2 . Чем больше содержание в пыли свободной двуокиси кремния, тем она более агрессивна.

Существуют различные классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной (по Е.Я. Юдину и С.В. Белову) классификацией вредные вещества делятся на шесть групп: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную (детородную) функцию человеческого организма.

Общетоксические вещества вызывают отравление всего организма. Это оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол и др.

Раздражающие вещества вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма. К этим веществам относятся: хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон и ряд других веществ.

Сенсибилизирующие вещества действуют как аллергены, т.е. приводят к возникновению аллергии у человека. Этим свойством обладают формальдегид, различные нитросоединения, пикотинамид, гексахлоран и др. (Сенсибилизация - повышение реактивной чувствительности клеток и тканей человеческого организма).

Воздействие канцерогенных веществ на организм человека приводит к возникновению и развитию злокачественных опухолей (раковых заболеваний). Канцерогенными являются оксиды хрома, 3,4-бензпирен, бериллий и его соединения, асбест и др.

Мутагенные вещества при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации. Это радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.

Среди веществ, влияющих на репродуктивную функцию человеческого организма, следует в первую очередь назвать ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ и др.

Характер действия вредных веществ на организм человека. Проникновение вредных веществ в организм человека происходит через дыхательные пути (основной путь), а также через кожу, с пищей, если человек принимает ее, находясь на рабочем месте. Действие этих веществ следует рассматривать как воздействие опасных или вредных производственных факторов, так как они оказывают негативное (токсическое) действие на организм человека. В результате воздействия этих веществ у человека возникает отравление - болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества. Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких - пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO2), развивается наиболее известная форма пневмокониоза - силикоз.

Для воздуха рабочей зоны производственных помещений и открытых площадок в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на 1 кубический метр воздуха, т. е. мг/м3. В соответствии с указанным выше ГОСТом установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Еще приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

По ГОСТ 12.1.005-88 все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы:

· 1 - чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1мг/м куб),

· 2 - высокоопасные (ПДК 0,1 до 1 мг/м куб) ,

· 3 - умеренно опасные (ПДК 1 до 10 мг/м куб),

· 4 - малоопасные (ПДК более10 мг/м куб).

Например, к чрезвычайно опасным с ПДК менее 0,1 мг/м3 относится ртуть металлическая, свинец, соединения хлора и др., малоопасные с ПДК более 10 мг/м3 - аммиак, бензин, керосин, спирт этиловый и т.д.

Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зоны острого или хронического действия. Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК. Примеры предельно допустимых концентраций различных веществ представлены в табл. 5.

Таблица 5

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ

Название вещества	Химическая формула	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
Бензпирен Бериллий и его соединения (в пересчете на бериллий) Свинец	С12 H12 Ве	0,00015 0,001	1 1	Пары Аэрозоль
Хлор Серная кислота Хлорид водорода	С1 2 Н2SО4 НС1	1,0 1,0 5,0	2 2 2	Газ Пары Газ
Диоксид азота Спирт метиловый	N02 СНзОН	2,0 5,0	3 3	Газ Пары
Оксид углерода Топливный бензин Ацетон	СО С 7Н 16 СНзСОСНз	20 100 200	4 4 4	Газ Пары Пары

При одновременном присутствии в воздушной среде нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, должно соблюдаться условие:

;

где С1 С2 Сз, ..., Сn - фактические концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3;

ПДК1, ПДК2, ПДК3….., ПДКn - предельно допустимые концентрации этих веществ в воздухе рабочей зоны.

Оздоровление воздушной среды. Оздоровление воздушной среды достигается снижением содержания в ней вредных веществ до безопасных значений (не превышающих величины ПДК на данное вещество), а также поддержанием требуемых параметров микроклимата в производственном помещении.

Профилактические мероприятия, связанные с воздействием пыли на человека, можно разбить на три группы: 1) технологические и технические; 2) санитарно-технические; 3) медико-профилактические.

Снизить содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны можно, используя технологические процессы и оборудование, при которых вредные вещества либо не образуются, либо не попадают в воздух рабочей зоны. Например, перевод различных термических установок и печей с жидкого топлива, при сжигании которого образуется значительное количество вредных веществ, на более чистое газообразное топливо, а еще лучше - использование электрического нагрева.

Большое значение имеет надежная герметизация оборудования, например, устройств для транспорта пылящих материалов, которые исключают попадание вредных различных веществ в воздух рабочей зоны или значительно снижает в нем концентрацию их.

Использование увлажненных сыпучих материалов. Наиболее часто применяется гидроорошение с помощью форсунок тонкого распыла воды. Для поддержания в воздухе безопасной концентрации вредных веществ используют различные системы вентиляции.

Если перечисленные мероприятия не дают ожидаемых результатов, рекомендуется автоматизировать производство или перейти к дистанционному управлению технологическими процессами.

В ряде случаев для защиты от воздействия вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны, рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты работающих (респираторы, противогазы), однако следует учитывать, что при этом существенно снижается производительность труда персонала.

Рассмотрим основные индивидуальные средства защиты, предназначенные для защиты органов дыхания человека от вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны. Указанные средства защиты делятся на фильтрующие и изолирующие.

В фильтрующих устройствах вдыхаемый человеком загрязненный воздух предварительно фильтруется, а в изолирующих чистый воздух подается по специальным шлангам к органам дыхания человека от автономных источников. Фильтрующими приборами (респираторами и противогазами) пользуются при невысоком содержании вредных веществ в воздухе рабочей зоны (не более 0,5% по объему) и при содержании кислорода в воздухе не менее 18%. Один из наиболее распространенных отечественных респираторов - бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» - предназначен для защиты от воздействия мелкодисперсной и среднедисперсной пыли. Различные модификации «Лепестка» применяются для защиты от пыли, если ее концентрация в воздухе рабочей зоны в 5-200 раз превышает величину ПДК. Промышленные фильтрующие противогазы предназначены для защиты органов дыхания от различных газов и паров. Они состоят из полумаски, к которой подведен шланг с загубником, присоединенный к фильтрующим коробкам. Они наполнены поглотителями вредных газов или паров. Каждая коробка в зависимости от поглощаемого вещества окрашена в определенный цвет (табл. 6).

Таблица 6

Характеристика фильтрующих коробок промышленных противогазов

Марка	Отличительная окраска коробки	Вещество, от которого противогаз защищает
А Коричневая Органические пары В Желтая Кислотные газы Г Желто-черная Пары ртути Е Черная Мышьяковистый и фосфористый водород КД Серая Аммиак и сероводород С0 Белая Оксид углерода М Красная Все газы, включая оксид углерода

Изолирующие противогазы применяются в тех случаях, когда содержание кислорода в воздухе менее 18%, а содержание вредных веществ более 2%. Различают автономные и шланговые противогазы. Автономный противогаз состоит из ранца, наполненного воздухом или кислородом, шланг от которого соединен с лицевой маской. В шланговых изолирующих противогазах чистый воздух подается по шлангу в лицевую маску от вентилятора, причем длина шланга может достигать нескольких десятков метров.

Для контроля запыленности воздуха рабочей зоны могут быть использованы различные методы (фильтрационные, седиментационные, электрические) и др. Весьма перспективны новые методы измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны с использованием лазерной техники. В нашей стране наиболее распространен прямой весовой (гравиметрический) метод измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Он заключается в отборе всей находящейся в зоне дыхания пыли на специальные аэрозольные фильтры типа АФА ВП. Отбор проб осуществляется с помощью различных аспираторов. Определение концентрации вредных веществ, присутствующих в воздухе в виде паров и газов, может также осуществляться различными методами, например, с использованием переносных газоанализаторов типа УГ-1 или УГ-2.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое аэрозоли?

2. Каковы основные пути проникновения вредных веществ в организм человека?

3. Как действуют вредные вещества на организм человека?

4. Представьте классификацию вредных веществ.

5. Что такое фиброгенное действие пыли на организм человека?

6. Дайте определение понятия «предельно допустимая концентрация» (ПДК).

7. Как обеспечить поддержание в воздухе безопасной концентрации вредных веществ?

8. Перечислите индивидуальные средства защиты от воздействия вредных веществ.

9. Как осуществляется контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей золы?

10. Как устроены фильтрующие и изолирующие противогазы? Какова область их применения?

11. Как маркируются и окрашиваются фильтрующие коробки отечественных фильтрующих противогазов?

4.3 Производственное освещение

Производственное освещение - неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При правильно организованном освещении рабочего места обеспечивается сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность труда находится в прямой зависимости от рациональности освещения и повышается на 10-12%.

С физиологической точки зрения свет является возбудителем органа зрения человека (зрительного анализатора). Мы уже знаем, что около

90% информации, которую человек получает от внешнего мира, поступает через зрительный канал. Поэтому качество информации, получаемой посредством зрения, во многом зависит от освещения.

Освещение, удовлетворяющее гигиеническим и экономическим требованиям, называется рациональным. Рациональность производственного освещения определяется взаимодействием триады видимое излучение - источник света, зрительный анализатор - глаз как оптический прибор, и зрительная работа - объект восприятия.

Основные светотехнические величины. К ним относятся следующие:

1. Световой поток (Ф). Часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет, называется световым потоком, обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). С физической точки зрения световой поток - это мощность видимого излучения, т.е. световая энергия, излучаемая по всем направлениям за единицу времени. Но так как измерение светового потока основывается на зрительном восприятии, то световой поток - величина не только физическая, но и физиологическая.

2. Сила света (I). Пространственную плотность светового потока называют силой света и измеряют в канделах (кд). Она характеризует неравномерность распространения светового потока в пространстве.

3. Освещенность (Е). Освещенность характеризует поверхностную плотность. Освещенностью поверхности называется величина, измеряемая отношением светового потока Ф, падающего на поверхность, к площади поверхности S. Освещенность измеряется в люксах (лк).

,

4. Яркость (L). Яркость используется для характеристики протяженного источника света, обладающего светящейся поверхностью. Яркость протяженного источника света определяется отношением силы света в данное направлении к поверхности источника, видимой по этому направлению.

,

где б - угол между нормалью к светящейся поверхности и глазом наблюдателя. Яркость измеряется в кд/м2. Например, лист белой бумаги, освещенной настольной лампой мощностью 60 Вт, имеет яркость равной 30-40 кд/м2.

Рассмотренные светотехнические величины относятся к количественным показателям производственного освещения.

Виды производственного освещения. Различают следующее виды производственного освещения: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение осуществляется за счет прямого и отраженного света неба. С физиологической точки зрения естественное освещение наиболее благоприятно для человека. Естественное освещение в течение дня меняется в достаточно широких пределах в зависимости от состояния атмосферы (облачность). Различают боковое естественное освещение - через световые проемы (окна) в наружных стенах, и верхнее естественное освещение, при котором световой поток поступает через световые проемы, расположенные в верхней части (крыше) здания (аэрационные и зенитные фонари и т.д.). Если используется оба вида освещения, то оно называется комбинированным.

Естественное освещение характеризуется изменяющейся освещенностью на рабочих местах в течение суток года, которое обуславливается световым климатом. Поэтому данное освещение нормируется по «коэффициенту естественной освещенности» (КЕО) или (е) естественного освещения.

Коэффициент естественной освещенности равен:

= ,

где Е - освещенность (измеренная) на рабочем месте, лк; Ео - освещенность на улице (при среднем состоянии облачности), лк. Величины КЕО для различных помещений лежат в пределах 0,1-12%.

Эти количественные показатели характеризуют условия труда работающих. Их величину заносят в санитарно-технические паспорта производственных объектов (цехов, лабораторий, гаражей и других помещений). Величину освещенности на рабочем месте определяют с помощью прибора люксметра. В отечественной практике наиболее часто применяют люксметры марок Ю-16, Ю-116, Ю-117. Эти приборы измеряют фототок, возникающий в цепи селенового фотоэлемента и соединенного с ним измерительного прибора под влиянием падающего на чувствительный слой светового потока. Прибор градуирован в люксах.

Искусственное освещение осуществляется светильниками и прожекторами. Оно может быть общим, местным или комбинированным. Общее предназначено для освещения всего производственного помещения. Местное при необходимости дополняет общее и концентрирует дополнительный световой поток на рабочих местах. Сочетание местного и общего освещения называют комбинированным. Если в светлое время суток уровень естественного освещения не соответствует нормам, то его дополняют искусственным. Такой вид освещения называют совмещенным. В производственных условиях для характеристики искусственного освещения используется показатель «освещенность» (Е).

По функциональному назначению различают следующие виды искусственного освещения: рабочее (обязательное), аварийное (не менее 2 лк), охранное (не менее 0.5 лк) и дежурное. Основное требование к аварийному освещению - независимый источник питания: аккумуляторная батарея, резервный дизель-генератор, ЛЭП от другой подстанции. Аварийное освещение устраивается в помещениях и на открытых пространствах. Охранное освещение предусматривается вдоль границ, охраняемых в ночное время для освещения территорий, для предупреждения авиационных аварийных ситуаций с высокими объектами (буровых вышек и мачт, ретрансляторов, высоких опор линий электропередач и т.д.).

Нормирование освещенности. Нормирование освещенности производится в соответствии с межотраслевыми нормами и правилами СНиП 23-05-95 [77]. В нормах регламентируется ряд требований к качеству освещения: равномерное распределение яркости и отсутствие резких теней; в поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость; освещенность должна быть постоянной во времени; оптимальная направленность светового потока; освещенность должна иметь спектр, близкий к естественному. СНиП 23-05-95 устанавливает минимальные (нормативные) показатели освещенности в наименее освещенных точках рабочих поверхностей.

В соответствии нормативным документом (СНиП 23-05-95) в зависимости от степени зрительного напряжения все работы делятся на восемь разрядов (1-УШ) и четыре подразряда (а, б, в, г).

Для определения величин нормированного естественного и искусственного освещения по табл. 1 СНиПа необходимо задать наименьший размер объекта различения, а также характеристику фона и контраст объекта с фоном. Предположим, выполняется работа средней точности. Работа средней точности характеризуется тем, что размер наименьшего объекта различения лежит в пределах от 0.5 до 1 мм. Условимся, что в процессе зрительной работы фон и контраст объекта с фоном средний. По этим данным можно определить разряд и подразряд зрительной работы (1Ув), а также нормированные величины освещения. При искусственном освещении величина комбинированной освещенности должна составлять 400 лк, а общей - 200 лк. Соответственно, величина КЕО при верхнем или комбинированном естественном освещении должна быть равна 4%, а при боковом - 1.5%. Аналогичные характеристики при совмещенном освещении составят 2.4 и 0.9%.

Для определения норм освещенности для некоторых производственных помещений можно воспользоваться табл. 2 СНиПа, фрагмент которой приведен в табл. 6.

Необходимо задать в данном случае характеристику помещения. Предположим, нас интересует норма освещенности в учебной аудитории вуза. По табл. 2 СниПа 23-05-95 (табл. 6) находим, что освещенность доски в аудитории при искусственном освещении должна составлять 500 лк, а освещенность на рабочих столах и партах, расположенных на высоте 0.8 м от уровня пола, - 300 лк. Соответственно, величина КЕО должна составлять 1,5% при боковом освещении и 4% - при верхнем или комбинированном освещении. Освещение помещений считается достаточным, если выполняется условия: для естественного освещения е ? ен, для искусственного освещения Е ? Ен. Определив по СНиП 23-05-95 нормативную величину освещенности в помещении при использовании электрических источников света, необходимо рассчитать общую мощность электрической осветительной установки.

4.3.4. Принципы расчета освещенности. Для расчета искусственного освещения применяют следующие методы: светового потока, точечный и удельной мощности.

Рассмотрим в качестве примера расчет освещенности с применением метода светового потока. Он используется для определения общего равномерного освещения на горизонтальной поверхности.

Сущность расчета искусственного освещения - нахождение параметров осветительной установки (количества и типа светильников) или определение по известным параметрам установки ожидаемой освещенности помещения.

Таблица 7

Нормы естественного и искусственного освещения для некоторых производственных помещений (по СНиП 23-05-95, табл. 2)

№ №	Помещение	Высота плоскости над полом, м	Искусственное освещение	Естественное освещение
			Освещенность рабочих поверхностей, Е, лк	КЕО, %
				Верхнее или комбинированное	Боковое
24	Общеобразовательные школы и школы интернаты, профессионально-технические, средние специальные и высшие учебные заведения Классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты, лаборатории, лаборантские: а) на доске (середина) б) на рабочих столах и партах	В - на доске Г-0,8	500 300	-- 4	-- 1,5

Световой поток от лампы накаливания или группы разрядных ламп, образующих светильник, рассчитывают по формуле:

,

где Фл - световой поток лампы или группы ламп, лм; N - число светильников в помещении, шт.; Еп - нормированная минимальная освещенность, лк; S - площадь освещаемого помещения, м2; z - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Еср/Еmin, значение которого для ламп накаливания составляет 1.15, а для люминесцентных ламп - 1.1; k - коэффициент запаса, составляющий для ламп накаливания 1.3-1.6 и для разрядных ламп - 1.4-1.8; з - коэффициент использования светового потока ламп (справочные данные светотехнических таблиц); он зависит от типа светильников, коэффициентов отражения пола, потолка, стен и размеров помещения.

Рассчитав по формуле световой поток лампы Фл, по справочнику подбирают ближайшую стандартную лампу, после чего определяют электрическую мощность всей осветительной системы.

Расчет естественного освещения сводится к определению площади световых проемов в производственных помещениях.

Осветительные приборы. В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания (источники теплового излучения), газоразрядные (люминесцентные) и галогенные.

К преимуществам ламп накаливания следует отнести простоту их изготовления и схемы включения, удобство в эксплуатации (любые внешние условия среды). Основные недостатки ламп накаливания - сравнительно короткий срок службы (около 1 тыс. ч.), невысокая светоотдача и большая теплоотдача. Кроме того, спектр ламп накаливания, в котором преобладают желтые и красные лучи, значительно отличается от спектра естественно солнечного света, что вызывает искажение цветопередачи. Данные лампы не рекомендуют использовать для освещения тех работ, для которых требуется различение оттенков цветов. Свечение ламп накаливания осуществляется за счет нагрева вольфрамовой нити, а газозаполнитель может быть разный (аргон, азот и т.д.). Для освещения производственных помещений в настоящее время используют лампы накаливания следующих типов:

вакуумные (НВ);

газонаполненные биспиральные (НБГ);

рефлекторные (НР), являющиеся лампами-светильниками (часть колбы такой лампы покрыта зеркальным слоем);

кварцевые галогенные лампы (КГ), обладающие большой мощностью и др.

Газоразрядные лампы также широко применяются для освещения производственных помещений. По сравнению с лампами накаливания они обладают повышенной световой отдачей, большим сроком службы (до 10 тыс. ч). Спектр их излучения близок к спектру естественного света.

К недостаткам разрядных ламп в первую очередь следует отнести пульсацию светового потока (периодическое его изменение при работе лампы), ухудшающую условия зрительной работы.

Для стабилизации светового потока необходимо использовать дополнительную аппаратуру. Для включения разрядных ламп применяют специальные пусковые устройства. Кроме того, эти лампы при работе могут создавать радиопомехи, для подавления которых устанавливают фильтры. Все это приводит к повышению затрат при монтаже осветительной сети из разрядных ламп.

Из разрядных источников света на промышленных предприятиях широко применяют различные люминесцентные лампы (ЛЛ), дуговые ртутные лампы (ДРЛ), рефлекторные дуговые ртутные лампы с отражающим слоем (ДРЛР) и ряд других.

За рубежом разработаны и используются для освещения компактные люминесцентные лампы. Особенностью этих разрядных ламп является то, что они предназначены для непосредственной замены ламп накаливания, так как снабжены стандартным резьбовым цоколем и могут вворачиваться в электрический патрон, как обыкновенные лампы накаливания. Компактные люминесцентные лампы дают большую экономию электроэнергии. Современные разрядные источники света постепенно вытесняют из обихода лампы накаливания. В развитых странах мира разрядные лампы создают более половины светового потока и предполагается, что в будущем эта доля будет возрастать.

В настоящее время разработан новый способ освещения промышленных и общественных зданий с помощью осветительных устройств большой протяженности - щелевых световодов. Они представляют собой полые цилиндрические трубы. Внутренняя поверхность этих труб, за исключением светопропускающей щели, покрыта зеркально отражающим слоем. Источником света может служить мощная лампа накаливая или газоразрядная лампа, которая помещается в оба конца трубы.

При выборе источников света для производственных помещений предпочтение следует отдавать газоразрядным лампам как энергетически более экономичным и обладающим большим сроком службы. При этом обращают внимание на следующие параметры: мощность (Вт), величина светового потока (лм), светоотдача (отношение светового потока к мощности, лм/ Вт).

Источники света располагают в специальной осветительной аппаратуре. Основная функция ее - перераспределение светового потока лампы с целью повышения эффективности осветительной установки. Комплекс, состоящий из источники света и осветительной арматуры, называют светильником или осветительным прибором. Осветительные приборы дальнего действия - прожектора.

Тщательный и регулярный уход за установками освещения имеет большее значение для создания рациональных условий освещенности (обеспечение требуемых величин освещенности без дополнительных затрат электроэнергии). Чистка светильников по нормам производится от 4 до 12 раз в год в зависимости от запыленности производственного помещения. По истечении срока службы источника света необходима его замена.

Вопросы для самоконтроля

1. Охарактеризуйте основные световые величины.

2. Какие виды производственного освещения вы знаете?

3. Что такое коэффициент естественного освещения (КЕО)?

4. Какие разновидности имеет искусственное освещение?

5. Охарактеризуйте источники искусственного освещения.

6. Как нормируется производственное освещение?

7. Как рассчитывается световой поток от лампы или группы ламп?

8. Как измеряется освещенность в производственном помещении?

4.4 Механические колебания

С точки зрения безопасности труда в геологоразведочном деле вибрация и шум - одни из наиболее распространенных вредных производственных факторов на производстве (эксплуатация буровых станков при бурении скважин, производство гидрогеологических откачек, взрывы при сейсморазведочных работах и т.д.). Шум и вибрация относятся к механическим колебаниям. Общее между ними то, что они связаны с переносом энергии. При определенной величине и частоте эта энергия может выступать как вредный или опасный производственный фактор. Если упругие колебания распространяются под действием какой-то возмущающей силы (источника) или в воздухе, или в жидкой, или в твердой среде - это акустические колебания. Они могут быть как слышимы, так и не слышимы для человека. Частота звука от 20 Гц до 20 000 Гц воспринимается ухом человека, частота звука менее 20 Гц представляет инфразвук, а более 20 КГц - ультразвук. Ультразвуки применяются в промышленности для контрольно-измерительных целей (дефектоскопия, измерение толщины стенок трубопроводов и др.), а также для осуществления различных технологических процессов - очистка деталей, сварка, пайка, дробление и т.д. Инфразвук в производственных условиях обычно сочетается с низкочастотным шумом или вибрацией. Источниками инфразвука являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, реактивные двигатели, транспортные средства и др. Одним из промышленных источников инфразвука являются тихоходные машины, число рабочих циклов которых не превышает 20 в секунду. Таким образом, кроме шумового и вибрационного воздействия, вредное влияние на человека в процессе труда могут оказывать инфразвуковые и ультразвуковые колебания.

Основные физические характеристики шума, вибрации, ультра- и инфразвука. Шум - это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Основными физическими характеристиками шума являются: частота, скорость движения, интенсивность, звуковое давление.

1. Основным признаком механических колебаний является повторность процесса движения через определенный промежуток времени. Минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела, называют периодом колебаний (Т), а обратную ему величину - частотой колебаний (f). Эти величины связаны между собой простым соотношением:

,

где f - частота колебаний в герцах (Гц); Т - период колебаний в секундах, с.

Таким образом, частота колебаний определяет число колебаний, произошедших за 1 секунду. Единица измерения частоты - герц (Гц).

2. Для характеристики среднего потока энергии в какой-либо точке среды вводят понятие интенсивности звука (I) - это количество энергии, переносимое звуковой волной за единицу времени через единицу площади поверхности, нормальной (расположенной под углом 90°) к направлению распространения волны. Интенсивность звука выражается следующим образом:

, (Вт/м2);

где I - интенсивность звука, Вт/м2; Р - звуковое давление (общее количество звуковой энергии), Па; с - плотность среды, кг/м3;

(свозд. =1.29 кг/м3); С - скорость звука в среде, м/с; (С возд.= 340 м/с,

С бетона =4 000 м/с);

Сила воздействия звуковой волны на барабанную перепонку человеческого уха зависят от звукового давления. Звуковое давление - это дополнительное давление, возникающее в газе или жидкости при нахождении там звуковой волны.

Для характеристики уровня шума используют не непосредственно значения интенсивности звука и звукового давления, которыми неудобно оперировать, а их логарифмические значения, называемые уровнем интенсивности звука или уровнем звукового давления.

3. Уровень интенсивности звука (уровень звукового давления) определяют по формуле:

,

где L - уровень интенсивности в децибелах (дБ) или громкость; Р x - измеряемое звуковое давление, Па; Р0 - пороговое звуковое давление (Ро - постоянная величина, Ро = 2 · 102 Па на частоте 1000 Гц).

Давление (Рx) измеряется шумомером, где чувствительность шкалы А к различным частотам соответствует характеру восприятия шума человеком. Человеческое ухо, а также многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление. Уровень звукового давления обратно пропорционален расстоянию от источника звука.

Вибрация - это совокупность механических колебаний, испытываемых каким-либо телом.

Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов. Примером таких устройств могут служить ручные перфораторы, кривошипно-шатунные механизмы и другие, детали которых совершают возвратно-поступательные движения. Вибрацию также создают неуравновешенные вращающиеся механизмы (электродрели, ручные шлифовальные машины, металлообрабатывающие станки, вентиляторы и т.д.), а также устройства, в которых движущиеся детали совершают ударные воздействия (зубчатые передачи, подшипники и т.д.). В промышленности также используются специальные вибрационные установки, в частности, при уплотнении бетонных смесей, при дроблении, измельчении и сортировке сыпучих материалов, при разгрузке транспортных средств и в ряде других случаев.

...