Розвиток наукових основ створення високоефективних засобів індивідуального захисту шахтарів

Е_пер=0,992Е₀-0,25,(18)

Е_пер=0,0021Е₀²+1,16Е₀-5,02.(19)

З аналізу індексів ризику травмування хребта, встановленого за показниками, вибраними як критерії оцінки тяжкості видно, що менш надійний захист комплектом спецодягу, в 2 рази надійніший захист накладкою у поперековому і в 16,6 разів у спинному відділах. Такий нерівномірний рівень захисту у різних зонах тіла людини обумовлено неоднаковою товщиною, а, отже, і амортизаційними здібностями м'яких тканин, що становлять 12 мм у спинному відділі за рахунок м'язів спини і лише 3 мм у поперекової області. Аналіз локалізації травм хребта при різних потужностях пластів, що розробляються, підтвердив, що основна доля травм (більше 80%) доводиться на нижньо-грудний і поперековий відділи хребта.

Амортизація такої накладки при Е₀=15 Дж дорівнює 49%, стійкість до проко-лу - 2202,5 Н, динамічне руйнування перфорувальним конусом - не менше 10 Дж, стійкість до статичного стискування за довжиною прокладки - 4503,0 Н, що свідчить про надійний захист хребта даним ЗІЗ від механічних пошкоджень.

З урахуванням специфіки роботи на малопотужних пластах встановлено кількісні залежності тяжкості травмування колінних суглобів гірників від величини енергії удару під час переміщення їх по виробці. На підставі результатів досліджень отримано регресійні моделі надійності захисту колінного суглоба наколінниками, що відрізняються конструктивними рішеннями і виготовленими з різних матеріалів: високоякісного поліуретану, пористої гуми і композиційного матеріалу «ТВІМ». Критерії Пірсона щодо різних моделей наколінників із різною локалізацією удару коливаються від 0,93 до 0,99.

Експериментально підтверджено, що найбільш достовірною причиною виникнення травматичних пошкоджень і профзахворювань колінного суглоба у гірників є дія значних короткочасних зусиль на нього з енергією 27-67 Дж, тоді як за даними вітчизняних і зарубіжних травматологів удар м'яких тканин коліна фіксується при Епер=21-23 Дж, руйнування елементів структури суглоба - при 40-56 Дж.

За результатами досліджень переглянуто підходи в оцінці методів і способів захисту колінних суглобів, які покладено до основи розроблених і затверджених ТУ У 25.1-22721757-009:2007 «Наколінники захисні знімні НЗЗ-07. Технічні умови”. Застосування наколінника НЗЗ-07, виготовленого з високоякісного поліуретану для захисту колінних суглобів шахтарів, що працюють в умовах малопотужних пластів більш, ніж в 1,6 рази знижує ризик травмування колінного суглоба на енергіях удару і перелому. Проколостійкість наколінника НЗЗ-07 в 2,8 рази вище традиційно застосовуваних, які виготовлено з пористої гуми, а залишкова деформація, що погіршує амортизаційні властивості наколінника в процесі експлуатації не відмічалась під час навантаження наколінника зусиллям 300 Н протягом 15 хвилин.

Комплексна оцінка, яку проведено на основі розрахунку індексів ризику за показниками ризиків, що виникають унаслідок удару, порушення структури, травмування колінного суглоба проколом і залишкової деформації наколінника показала, що найнадійнішими залишаються наколінники знімні з високоякісного поліуретану.

Експериментальними дослідженнями встановлено, що пальці стопи і стопа гірників 1, 3 і 4 груп, що захищені чоботами без ударозахисних елементів, піддаються удару при енергії удару, що дорівнює 10 Дж, а при Е₀=15 Дж - досягає енергії перелому. Застосування металевих підносків знижує ризик травмування пальців стопи більш ніж в 10 разів (Е₀=170-180 Дж), при цьому захист пальців від удару металевими підносками (R=0,04) більш ніж у 20 разів надійніший від захисту традиційно застосовуваними у вугільній промисловості напівебонітовими підносками (R=0,81) і майже в 25 разів надійніший від захисту матеріалом чобота (R=0,97). Амортизація ударозахисних елементів в області підйому стопи, гомілковостопного суглоба та п'яткової області складає 30,6-84,6%, передана енергія - 0,77-34,7 Дж, що практично усуває ризик травмування цих зон ноги в діапазоні енергій 5-50 Дж. Встановлено обернену кількісну залежність між енергією удару та амортизаційними характеристиками матеріалів спецвзуття (r=-0,74), що дозволило знайти оптимальне співвідношення між ударозахистом і ергономічними властивостями підйому спецвзуття. Зони задніх і бічних поверхонь гомілки і стегна під час роботи на малопотужних пластах (2, 5 і 6 груп) не захищено. Під час ударів з енергією 25 Дж і вище відбувається руйнування матеріалу голінища, і передана енергія фіксується як енергія удару (Е_пер=23,8-24,7 Дж), а амортизація удару складає всього 1,2-4,8%.

Застосування підсилювального елементу на голінище, який виконано з матеріалу взуття на 16-25 Дж підвищує надійність захисту гомілки під час роботи на малопотужних пластах. Захист гомілки від удару пропонованим ударозахисним елементом (R=0,58) у 1,7 надійніший від захисту матеріалом чобота (R=0,98).

Для підвищення надійності захисту підошви стопи спецвзуттям з гуми й полівінілхлоридів та усунення ризику травмування ніг проколом із зусиллям, що дорівнює 1200 Н, необхідно в 3,5 рази підсилити характеристики матеріалу низу взуття за показником опору проколу. Захист від проколу голінищем чоботу й пакетом спецодягу (68,7-127,5 Н) під час робіт на малопотужних пластах достатня, аби запобігти травмі гомілки.

На підставі результатів теоретичних та експериментальних досліджень розроблено і затверджено в установленому порядку технічне завдання, яке дозволило обґрунтувати вимоги до спецвзуття для шахтарів, що працюють на малопотужних вугільних пластах.

З урахуванням ризику травмування різних анатомо-топографічних зон ніг шахтарів від дії механічних факторів отримано комплекс регресійних моделей надійності їх захисту різними ударозахисними елементами. Нижче наведено характерні рівняння регресії для ударозахисних елементів гомілки та захисту пальців стопи металевими підносками, які значно знижують ризик травмування вказаних зон, справедливих при значеннях 5 Дж ?Е₀?220 Дж:

Е_пер=0,018562Е₀²+0,031Е₀+1,49.(20)

Е_пер=0,000115Е₀+10,11.(21)

Характер зміни залежностей під час інших способів захисту (ударозахисними елементами з матеріалу взуття, напівебонітовими підносками і ін.) обґрунтовувався аналогічними рівняннями.

Ймовірність відповідності розрахункових даних фактичним, яку проведено за таблицею квантилів розподілу Пірсона щодо всіх досліджених матеріалів, є достовірною при рівні значущості 0,96-0,99.

Оцінку надійності елементів спецвзуття проведено за комплексом захисних, експлуатаційних і ергономічних показників, що характеризують ризики унаслідок дії енергій удару і перелому під час порушення ударозахисту: підноску, підйому стопи, голінища, голеностопу; за проколом: голінища, підошви з антипрокольною устілкою і без неї; за гнучкістю; за показником опору ковзання підошви і каблука. Встановлено, що надійність захисту спецвзуття від механічних пошкоджень зростає в 7-9 разів за наявності вказаних елементів.

На спецвзуття для шахтарів, що працюють на малопотужних пластах, розроблено технічне завдання, що погоджено і затверджено в установленому порядку. На спецвзуття під час робіт в очисних і підготовчих виробках не обводнених шахт розроблено вихідні технічні вимоги, які затверджено Міністерством вугільної промисловості України.

У шостому розділі наведено результати дослідження надійності захисту шахтарів спецодягом, що застосовується на вугільних підприємствах на основі принципів зональної оцінки ризиків їх ураження НШВФ. Розглянуто вимоги до спецодягу для шахтарів під час робіт на пологих пластах потужністю більше 1,8 м, на малопотужних пологопадаючих і крутопадаючих пластах, що мають свою специфіку виробництва відмінну від попередніх двух.

Математичною обробкою результатів досліджень виявлено, що розрахунковий тепловий опір у положенні «стоячи» (групи 1, 3, 4) склав 0,23 м^{2 0}С/Вт. У положенні лежачи під час роботи на малопотужних пластах (групи 2, 5, 6) він дорівнює 0,2 м^{2 0}С/Вт, при товщині пакету спецодягу, що дорівнює відповідно 2,75 мм і 5,14 мм в області плеча, передпліччя, ліктя, тулуба, стегна, гомілки за параметрами повітропроникності шахтарського спецодягу у межах 20-23 дм³/м²с і поверхневій щільності, що не перевищує 580 г/м².

З метою класифікації анатомо-топографічних зон за ступенем схожості дії на них тертя застосовано кластерний аналіз, що дозволив встановити найбільшу ураженість тіла шахтарів, що працюють на малопотужних пластах, професійними захворюваннями шкіри (піодермітами) і мікротравмами в області колін, ліктів, плечей, стегна, гомілки. Як виходить з результатів аналізу графіка частоти відмов і середнього часу безвідмовної експлуатації спецодягу з бавовняних тканин, представлених на рис. 12, знос брюк майже в 1,5, а куртки - 2 рази вище, ніж на пластах великої потужності. Аналогічний результат було отримано і під час досліджень зносостійкості інших тканин.

Між показниками мікротравматизму, захворюваннями шкіри і зносом спецодягу виявлено тісний кореляційний зв'язок. Встановлено, що зниження мікротравмування і профілактика запальних захворювань шкіри шахтарів можуть бути вирішені шляхом збільшення міцнісних характеристик тканин і застосуванням матеріалів, що мають антимікробні властивості. Показано, що спецодяг, який традиційно застосовується під час робіт на малопотужних і крутопадаючих пластах має низький ступінь надійності за показниками зносостійкості.

Підвищення зносостійкості тканини було вирішено двома способами: шляхом нанесення на тканину латексного покриття ДММА-65ГП, що збільшило її стійкість до стиральної дії майже в 3 рази (з 256,5 до 716,6 циклів) і шляхом застосування зносостійких бавовнополіефірних тканин, де питання їх електризованості вирішувалось впряденням металічних волокон мікронних розмірів з корозійностійкої хромонікелевої сталі з 1%, 3% і 5% їх вмістом. Результати вимірів електричного опору () і коронного розряду бавовнополіефірної тканини з металевим волокном показали, що вже 3% металевого волокна зменшують питомий електроопір тканини до 10⁷-10⁸ Ом, що нижче за значення, яке регламентовано галузевими стандартами (табл. 6). При цьому показники міцності тканини збільшувалися в 3-5 разів. На спецодяг для гірників малопотужних пластів розроблено і затверджено в установленому порядку технічне завдання, для крутопадаючих пластів розроблено технічні умови.

Таблиця 6. Електричний опір експериментальних зразків бавовнополіефірної тканини

Експериментальними дослідженнями встановлено, що застосування з профілактичною метою натільної білизни з тканин, де в якості антимікробних препаратів щепилися на тканину гексахлорофен або метацид, знижує рівень шкірних захворювань більш ніж в 5 разів. Рівень необхідного зонального захисту від тертя та удару невеликої сили залежно від пози гірника («лежачи» або «стоячи») обґрунтовано із застосуванням методу інтервального оцінювання.

Вугільно-породний пил і масла, потрапляючи на травмовану шкіру шахтарів, сприяють виникненню захворювань шкіри. Встановлено, що захист шахтарів, які працюють у повній екіпіровці, що включає костюм, кальсони і сорочку (середньозважений показник «запиленості» шкіри дорівнює 0,003 г на 100 см²) в 7-9 разів надійніший, від тих, хто працює у костюмі, майці і трусах (0,028 г на 100 см²) і в 30-40 разів, чим у трусах і майці (0,116 г на 100 см²), оскільки затримує більше 80% пилу, 20% з яких доводиться на спеціальну білизну. Дослідження масел у підодежному просторі у робітників, зайнятих ремонтом забійного устаткування, машиністів виїмкових комбайнів і електрослюсарів на добувних дільницях, проведене фотометричним методом, дозволило встановити, що концентрація їх різко зростає після 6-7 робочих змін. З цього виходить, що шахтарські костюми без спеціальної білизни, на долю якої доводиться більше 40% маслозахисної ефективності, не забезпечують нормований 10-змінний термін захисту гірників від індустріальних масел.

Комплексна оцінка надійності спецодягу встановлювалась за наступними показниками: розривне і роздиральне навантаження за основою і утком, стиранність, повітропроникність, пилопроникність, водотривкість до і після прання, що повною мірою характеризують надійність її захисних властивостей. Це дозволило обґрунтувати комплекс вимог до тканин, що найефективніше захищають від НШВФ на робочих місцях.

Встановлено залежність підвищення ризику травмування шахтарів гірничодобувним устаткуванням, транспортними та іншими технічними засобами в умовах недостатньої видимості у підземних виробках з високим рівнем запиленості шахтного повітря. Підвищення безпеки робіт і зниження рівня травматизму на робочих місцях з недостатнім освітленням вирішувалося шляхом впровадження ЗІЗ з розпізнавальними знаками світловідбивних і фотолюмінісцентних матеріалів, щодо яких розроблено керівний документ [37] і галузевий стандарт [38], які регламентують загальні технічні вимоги до знаків, що встановлюють правила експлуатації, приймання і методи контролю їх характеристик.

У сьомому розділі обґрунтовано технічні вимоги до ЗІЗ шахтарів і оцінено ефективність результатів досліджень, що дозволило розробити такі їх моделі, які за захисними, експлуатаційними, ергономічними і іншими характеристиками значно ефективніше існуючих аналогів, що традиційно застосовуються у вугільній промисловості.

Висновки

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій дано теоретичне обґрунтування і вирішення актуальної наукової проблеми, що полягає у розвитку наукових основ створення високоефективних ЗІЗ, що дозволяють понизити або усунути дію НШВФ шахтного середовища на шахтарів у процесі виробництва. Вирішення цієї проблеми здійснювалося шляхом установлення закономірностей впливу комплексу НШВФ на ризик і тяжкість ураження шахтарів з розробленням на цій основі методів перетворення параметрів НШВФ у вимоги до властивостей ЗІЗ, що представляє актуальну наукову проблему і має важливе державне значення для підвищення безпеки праці і надійності захисту шахтарів за рахунок застосування високоефективних ЗІЗ.

Основні наукові та практичні результати, висновки і рекомендації під час виконання досліджень і впровадженні розробок:

1. На основі аналізу сучасних досягнень науки і практики, а також нормативних документів установлено, що прийнята у галузі система розробки ЗІЗ шахтарів малоефективна. Відсутня класифікація контингенту робочих підземних професій вугільних шахт, яку засновано на аналізі комплексу НШВФ робочих місць, оцінці захисних властивостей ЗІЗ і методів їх контролю, що не дозволяє звести усю сукупність професій до груп зі схожими умовами праці. У повному обсязі не враховується номенклатура, інтенсивність і локалізація виробничих факторів, характерних для робочих місць вугільних шахт, що не дозволяє на основі перетворень параметрів НШВФ у вимоги до захисних властивостей ЗІЗ проводити достовірну оцінку ефективності захисту шахтарів, спрямовану на зниження ризику виникнення профзахворювань або травм та обґрунтування перспективних напрямів щодо створення високоефективних ЗІЗ.

2. Вперше обґрунтовано систему створення високоефективних ЗІЗ шахтарів та оцінки їх властивостей, яку засновано на встановленні ступеня ризику ураження шахтарів комплексом НШВФ шахтного середовища та оцінці рівня його захищеності, що дозволило обґрунтувати перспективні напрями у розробленні та удосконаленні ЗІЗ з підвищеними захисними та експлуатаційними властивостями.

3. Обґрунтовано методологію комплексної оцінки ефективності ЗІЗ шахтарів на основі встановлення закономірностей ризику ураження гірників НШВФ. Проведено диференціальну оцінку властивостей ЗІЗ, яку перетворено потім у відносні показники, що представляють функцію двох абсолютних показників - виміряного і базового. Моделювання залежностей між рівнями НШВФ, що діють на шахтаря до і після захисту ЗІЗ, оцінюваних за величиною фактора, що визначає тяжкість травми або профзахворювання, виконано з використанням кореляційного і багатофакторного регресійного аналізу. Для кожного значення фактору визначався елемент ризику за захисною властивістю, з подальшою оцінкою сумарного значення ризику для комплексної оцінки ЗІЗ. Одержаний результат дозволив провести порівняльну комплексну оцінку декількох ЗІЗ та оцінити надійність захисту кожним з них певної зони. Встановлено залежності травм і захворювань шахтарів від умов праці у вигляді рівнянь множинної регресії.

4. Розроблено класифікацію професій шахтарів на основі кількісної параметричної оцінки умов праці, що дозволило звести усю їх сукупність до 6 груп зі схожими умовами праці та обґрунтувати вимоги до показників захисних властивостей ЗІЗ у кожній групі.

5. Обґрунтовано вимоги до зонального захисту анатомо-топографічних зон тіла гірників і встановлено матеріальні причини травм за виділеними зонами на підставі результатів кластерного аналізу .

6. Обґрунтовано інформативний критерій ризику травмування шахтаря - енергія удару, яку передано на анатомо-топографічні зони тіла, який на відміну від прийнятих нормативними документами показників механічної міцності найдостовірніше визначає різницю між величиною зовнішнього удару та її поглинанням або перерозподілом за рахунок амортизаційних властивостей ЗІЗ.

7. Встановлено кореляційний зв'язок між тяжкістю пошкодження голови, рук, ніг, хребта та інших анатомо-топографічних зон тіла шахтарів, що працюють в різних гірничо-геологічних та гірничотехнічних умовах і величиною травмувальної енергії механічних факторів. Отримані залежності дозволили науково обґрунтувати методи кількісної оцінки захисних властивостей ЗІЗ.

8. Отримано регресійні залежності, що дозволяють оцінити рівень необхідного захисту різних зон тіла шахтарів від механічних факторів, на основі яких розроблено методи прогнозування параметрів необхідного захисту. На основі розрахунку індексів ризику проведено порівняльну комплексну оцінку надійності ЗІЗ.

9. Встановлено кореляційний зв'язок величини травмувальної енергії, яку передано на голову шахтаря і амортизаційних здібностей каски від ступеня розтягнення променів амортизатора внутрішнього оснащення та прогину корпусу каски, які характеризуються величиною її жорсткості і конфігурацією, що дозволило обґрунтувати конструктивні параметри каски. Розкрито механізм дії удару різної величини на голову шахтаря, на основі якого побудовано математичну модель процесу поглинання і перерозподілу енергії удару за рахунок удосконалення технічних характеристик каски. Показано, що надійність касок під час вертикального удару вища, ніж під час нецентрального удару у 5,3-17 разів і бічному - більше, ніж в 70 разів.

10. Розроблено метод оцінки фізико-механічних властивостей матеріалів і конструкцій каски, що дозволив обґрунтувати технічні характеристики принципово нової конструкції каски ЗКЗП з підвищеними ударозахисними властивостями. Встановлено, що жорсткість корпусу каски повинна знаходитися у діапазоні 10000-11000 кг/м при розподілі товщини її корпусу в області максимального удару - 6,5-8,0 мм (центральне ребро жорсткості), 3,8-4,5 (бічні ребра жорсткості), конфігурація корпусу каски повинна знаходитися у межах 1,4-1,5, а відносне подовження променів оснащення може досягати 35-40 мм на малих енергіях удару (до 50 Дж). Порівняльною комплексною оцінкою встановлено, що ударозахисні характеристики каски ЗКЗП у два рази вищі, ніж каски Шахтар, що традиційно застосовується у вугільній промисловості.

11. Встановлено залежності тяжкості пошкодження колінного суглоба від величини енергії удару, що утворюється під час переміщення гірників за виробкою з уточненням механізму виникнення травм, який полягає у дії значних короткочасних зусиль на нього з енергією 27…67 Дж, що дало підставу для перегляду оцінки методів і способів захисту цієї анатомо-топографічної зони.

12. Обґрунтовано залежності теплового опору і товщини пакету спецодягу від робочої пози шахтарів, що працюють на малопотужних пластах і величина середньозваженої товщини пакету спецодягу, що становить 5,14 мм у місцях зіткнення з ґрунтом. Побудовано регресійну модель, яка описує залежність між повітропроникністю і поверхневою щільністю шахтарського спецодягу, що дозволила обґрунтувати вимоги до підодежного мікроклімату.

13. Виявлено кореляційні зв'язки між зносом спецодягу шахтарів і потужністю пластів, що визначають їх вимушені робочі пози. За тяжкістю ураження різних зон тіла шахтарів мікротравмами і запальними захворюваннями шкіри, залежно від робочих поз виділено три групи анатомо-топографічних зон тіла, які вимагають диференційованого захисту від тертя.

14. За результатами досліджень розроблено ЗІЗ голови, рук, ніг, колінних суглобів, хребта та інших анатомо-топографічних зон тіла шахтаря, що пройшли промислові випробування на вугільних підприємствах, частину їх упроваджено, а деякі рекомендовано до широкого впровадження.

15. Розрахункова економічна ефективність від упровадження результатів дисертаційної роботи, що полягають у виготовленні і впровадженні касок «ЗКЗП», протиударних і антивібраційних рукавиць, наколінників НЗЗ-07, спецодягу для малопотужних і крутопадаючих пластів та інших нових високоефективних засобів захисту складає близько 8 млн. грн. на рік.

Основні положення і результати дисертації опубліковано у роботах

Статті у наукових фахових виданнях

1. Рассолов Н. И. Роль санитарно-профилактических лабораторий в организации системы мероприятий по снижению заболеваемости шахтеров / Н. И. Рассолов, А. Ф. Долженков, А. В. Корягин // Предупреждение травматизма и производственная санитария в шахтах: cб. научн. тр. - 1988 - С. 21-25.

2. Левкин Н. Б. Совершенствование спецобуви для горнорабочих, работающих на маломощных угольных пластах / Н. Б. Левкин, А. Ф. Долженков, Л. И. Браилко, А. Г. Квитко // Предупреждение травматизма и производственная санитария в шахтах: сб. научн. тр. - 1990 - С. 21-27.

3. Макаев А. Ф. О сертификации средств индивидуальной защиты горнорабочих / А. Ф. Макаев, В. С. Макогонов, А. Ф. Долженков, С. И. Бондарев, К. К. Литовка // Вестник гигиены и эпидемиологии. - 1998. - Том 2, №1. - С. 61-62.

4. Долженков А. Ф. Установление требований к защитным свойствам шахтерской спецодежды / А. Ф. Долженков, Р. А. Садымака // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 1998 г. - С. 196-199.

5. Поронник А. А. О гигиенических проблемах при сертификации продукции средств индивидуальной защиты и спецодежды / А. А. Поронник, А. Ф. Макаев, К. К. Литовка, Ю. А. Иванов, А. Ф. Долженков // Вестник гигиены и эпидемиологии. - 2000. - Том 4, №1. - С. 64.

6. Долженков А. Ф. Опыт работы испытательной лаборатории средств индивидуальной защиты работающих / А. Ф. Долженков, А. Г. Квитко, Н. А. Мартынова Р. А. Садымака, К. Э. Теличко // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2001. - С. 162-165.

7. Долженков А. Ф. Разработка опознавательных знаков из светоотражающих материалов для спецодежды и других средств индивидуальной защиты / А. Ф. Долженков, А. Г. Квитко, Н. А. Мартынова, Р. А. Садымака // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2003. - С. 222-226.

8. Долженков А. Ф. О возможности использования литьевых композиций поливинилхлоридов для изготовления специальной обуви / А. Ф. Долженков, А. Г. Квитко, Ю. В. Клименко // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2004. - Ч 1. - С. 212-216.

9. Онасенко А. А. Напряженно-деформированное состояние полиэтиленовых пленок для охлаждающих элементов / А. А. Онасенко, И. Ф. Марийчук, Н. И. Шилинговский, А. Ф. Долженков // Научно-исследовательский институт горноспасательного дела и пожарной безопасности «Респиратор». - Горноспасательное дело: сб. научн. тр. - 2004. - Вып. 41. - С. 145-152;

10. Долженков А. Ф. Применение световозвращающих материалов в средствах индивидуальной защиты при работах на угольных предприятиях / А. Ф. Долженков // Вісник національного НДІ охорони праці: зб. наук. праць. - 2004, № 10. - С. 10-12.

11. Долженков А. Ф. Разработка и исследование качества спецодежды, для работающих на маломощных угольных пластах / А. Ф. Долженков // Вісник національного технічного університету України «КПІ». Серія „Гірництво”: зб. наук. праць. - 2004. - Вип. 11. - С. 96-102.

12. Долженков А. Ф. Анализ комплекса физико-механических показателей при оценке материалов для спецодежды шахтерской / А. Ф. Долженков, Н. А. Мартынова, Р. А. Садымака // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2004. - Ч. 2. - С. 174-181.

13. Долженков А. Ф. Применение спецодежды шахтерской из износостойкой антистатической ткани на угольных предприятиях / А. Ф. Долженков // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2005. - С. 175-181.

14. Долженков А. Ф. О совершенствовании системы контроля качества и безопасности средств индивидуальной защиты / А. Ф. Долженков // Уголь Украины. - 2005. - № 10. - С. 28-30.

15. Кашуба О. И. Разработка защитной каски пожарного на основе проведения исследований влияния ударных нагрузок в системе «каска - падающий груз» / О. И. Кашуба, А. Ф. Долженков // Науковий вісник УкрНДІПБ. - 2005. - №2 (12). - С. 106-113.

16. Долженков А. Ф. Повышение эффективности защиты головы работников от бокового удара в условиях маломощных пластов угольных шахт / А. Ф. Долженков // Вісник національного технічного університету України «КПІ». Серія „Гірництво”: зб. наук. праць. - 2005. - Вип. 12. - С. 126-129.

17. Долженков А. Ф. Совершенствование норм выдачи средств индивидуальной защиты / А. Ф. Долженков // Уголь Украины. - 2006. - № 3. - С. 31-32.

18. Воробьев В. Д. Исследование защитных характеристик касок при вертикальном ударе / В. Д. Воробьев, О. И. Кашуба, А. Ф. Долженков // Вісник національного технічного університету України «КПІ». Серія „Гірництво”: зб. наук. праць. - 2006. - Вип. 14. - С. 167-176.

19. Кашуба О. И. О возможности применения литьевых компонентов при изготовлении обуви для пожарных - спасателей / О. И. Кашуба, А. Ф. Долженков // Науковий вісник УкрНДІПБ. - 2006. - №1. - С. 212-124.

20. Долженков А. Ф. Характеристика степени защиты головы работающего каской шахтерской при вертикальном ударе в зависимости от величины действующей энергии / А. Ф. Долженков // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2006. - Вып. 18. - С. 155-161.

21. Долженков А. Ф. Оценка эффективности антивибрационных средств индивидуальной защиты рук, применяемых в угольной промышленности / А. Ф. Долженков, В. В. Попов // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2007. - Вып. 19. - С. 148-157.

22. Долженков А. Ф. Степень защиты позвоночника человека, работающего с противоударной накладкой / А. Ф. Долженков // Уголь Украины. - 2007. - № 12. - С. 28-31.

23. Долженков А. Ф. Модель многофакторного регрессионного анализа зависимости заболеваемости и травматизма от условий труда и применяемых средств индивидуальной защиты / А. Ф. Долженков // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2007. - Вып. 20. - С. 120-129.

24. Долженков А. Ф. Оценка эффективности ударозащиты шахтерских касок / А. Ф. Долженков // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: сб. научн. тр. - 2008. - Вып. 21. - С. 90-100.

25. Воробьев В. Д. Разработка наколенников для горнорабочих / В. Д. Воробьев, А. Ф. Долженков // Уголь Украины. - 2009. - № 7. - С. 25-27.

Патенти

26. Пат. на корисну модель № 6539 Україна, МПК A41D19/015. Засіб захисту рук від вібрації / Пластун В. М., Долженков А. П. ; заявники і власники Пластун В. М., Долженков А. П. - № 20040907807; заявл. 24.09.2004; опубл. 16.05. 2005, Бюл. №5 - 3 с.

27. Пат. на корисну модель № 22041 Україна, МПК F41H 1/00 / Захисна каска / Коптиков В. П., Долженков А. П., Квітко А. Г.; заявник і власник МакНДІ. - № 200612131; заявл. 20.11.2006; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 4 - 3 с.

Тези доповідей

28. Долженков А. Ф. Организация и порядок сертификации средств индивидуальной защиты на Украине / А. Ф. Долженков, Ю. А. Иванов, А. Ф. Макаев, А. Г. Квитко // Актуальні проблеми медицини праці і екології Донбасу: зб. статей за матеріалами Міжнародної наук.-практ. конф., 5-6 листопада 2000 р. - Донецьк: Каштан, 2000. - 427 с.

29. Долженков А. Ф. К вопросу о разработке новой редакции «Отраслевые нормы бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты для работников угольной промышленности» / А. Ф. Долженков // Актуальні проблеми гігієни праці, професійної патології і медичної екології Донбасу: зб. статей за матеріалами Міжнародної наук.-практ. конф., 15-16 листопада 2005 р. - Донецьк: Каштан, 2005. - 436 с.

30. Долженков А. Ф. Модель многофакторного регрессионного анализа зависимости заболеваемости и травматизма от условий труда, как критериев защитных характеристик СИЗ / А. Ф. Долженков // Пути повышения безопасности горных работ в угольной отрасли: тезисы докладов второй Международной научн.-практич. конф., 1-2 ноября. - Макеевка, 2007. - 107 с.

31. Долженков А. Ф. Новые направления в разработке средств индивидуальной защиты шахтеров / А. Ф. Долженков // Повышение безопасности ведения горных работ: материалы круглого стола в рамках проведения Международной выставки «Уголь-майнинг 2008», 4-8 сент. 2008 г. - Донецк, 2008. - 29 с.

32. Долженков А. Ф. Вопросы оценки качества и безопасности СИЗ, поступающих на угольные предприятия / А. Ф. Долженков // Современные СИЗ - способ обеспечения безопасности: тезисы докладов второй Международной научн.-практич. конф.,11-13 ноября 2008 г. - К., пгт Пуща Водица, 2008. - 19 с.

33. Долженков А. Ф. О перспективах рационализации средств индивидуальной защиты, применяемых в угольной промышленности / А. Ф. Долженков // Пути повышения безопасности горных работ в угольной отрасли: тезисы докл. научн.-практич. конф., 8-9 дек. 2004 г. - Макеевка: МакНИИ, 2004. - 504 с.

Статті у наукових журналах і збірниках

34. Долженков А. П. Досвід роботи МакНДІ з сертифікації засобів індивідуального захисту / А. П. Долженков // Інформаційний бюлетень з охорони праці. - 2004. - № 3. - С. 32-33.

35. Долженков А. П. Створення спецодягу для працюючих гірників на крутопадаючих пластах вугільних шахт / А. П. Долженков // Інформаційний бюлетень з охорони праці. - 2004. - № 4. - С. 17-18.

36. Долженков А. Ф. Какая спецодежда удобна и безопасна для горняков / А. Ф. Долженков // Чистый четверг. - 2005. - № 2 (6). - С. 41-49.

37. Засоби індивідуального захисту шахтарів з розпізнавальними знаками із

світлоповертаючих матеріалів. Загальні технічні вимоги / А. П. Долженков, А. Г. Квітко, Н. О. Мартинова, Р. А. Садимака, Н. М. Яцюта, Я. Б. Яцюта, Г. І. Соколянська: КД 12.07.001-2001. - [Чинний від 2007-11-01]. - Макіївка: МакНДІ, 2001. - 20 с. - (Нормативний документ Мінвуглепрому України. Керівний документ).

38. Засоби індивідуального захисту шахтарів з розпізнавальними знаками із світлоповертальних і фотолюмінесцентних матеріалів. Загальні технічні вимоги: СОУ 10.00174088.014:2008 / О. М. Брюханов, А. П. Долженков, Л. П. Іноземцева, Л., І. Скляров, А. Г. Квітко, Н. О. Мартинова, Р. А. Садимака, Н. М. Яцюта, Я. Б. Яцюта, Д. А Оніщенко - [Чинний від 2008-05-07]. - Макіївка: МакНДІ, 2008. - 27 с. - (Нормативний документ Мінвуглепрому України. Галузевий стандарт).

39. Галузеві норми безплатної видачі спецодягу, спецвзуття та інших засобів індивідуального захисту для працівників вугільної промисловості / [О. М. Брюханов, А. П. Долженков, С.А. Крутенко, О. І. Кашуба, А. Г. Квітко, Н. О. Мартинова, Р. А. Садимака, Ю. В. Кліменко, Р. А. Долженков]; під загальною редакцією А. П. Долженкова. - 2005. - 218 с.

Особистий внесок автора у роботах, опублікованих у співавторстві, полягає в наступному: [4, 5, 7-9, 15, 18, 19, 25] - постановка завдань і визначення напрямів досліджень;

Анотація

Долженков А.П. Розвиток наукових основ створення високоефективних засобів індивідуального захисту шахтарів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - «Охорона праці». - Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості, Макіївка, 2009.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова проблема, що полягає в розвитку наукових основ створення високоефективних засобів індивідуального захисту шахтарів, шляхом установлення багатофакторних залежностей ваги ушкодження анатомо-топографічних зон тіла гірника, що працює у різних гірничо-геологічних і гірничотехнічних умовах від величини і характеру впливу НШВФ. Запропоновано й обґрунтовано нову систему створення високоефективних засобів індивідуального захисту шахтарів з використанням визначення ступеня ризику і ваги ураження гірників комплексом факторів шахтного середовища, характерним для конкретного робочого місця, що дозволяє оцінити надійність захисту гірника оптимальним набором ЗІЗ і обґрунтувати перспективні напрямки в їх розробленні й удосконаленні.

Ключові слова: безпека, засоби індивідуального захисту, небезпечні і шкідливі виробничі фактори, професійна захворюваність, травматизм, комплексна оцінка, ризик, ефективність.

Аннотация

Долженков А.Ф. Развитие научных основ создания высокоэффективных средств индивидуальной защиты шахтеров. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.26.01 - «Охрана труда». - Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, Макеевка, 2009.

Диссертация посвящена решению актуальной научной проблемы, заключающейся в развитии научных основ создания высокоэффективных СИЗ шахтеров, путем установления многофакторных зависимостей тяжести повреждения анатомо-топографических зон тела шахтера, работающего в различных горно-геологических и горнотехнических условиях от величины и характера воздействия ОВПФ. Для решения этой проблемы предложена и обоснована новая система создания высокоэффективных СИЗ, которая в отличие от известных методов оценки средств защиты основана на установлении степени риска поражения горнорабочих комплексом ОВПФ, характерным для конкретного рабочего места. Такой подход позволит оценить уровень защищенности шахтеров оптимальным набором СИЗ и развить перспективные направления в разработке и совершенствовании их защитных и эксплуатационных свойств.

Обоснована номенклатура комплекса ОВПФ, чье воздействие может устраняться или снижаться СИЗ. На этой основе разработана классификация профессий горнорабочих, учитывая сходные условия труда и требования к показателям защитных свойств СИЗ в каждой группе.

Установлены зависимости тяжести повреждения анатомо-топографических зон тела горнорабочих, работающих в различных горно-геологических и горнотехнических условиях от величины воздействия механических факторов. Это позволило научно обосновать методы оценки защитных свойств СИЗ. Получены уравнения регрессии, позволяющие оценить уровень необходимой защиты различных зон тела шахтеров касками, ударозащитными и антивибрационными рукавицами, спецобувью, наколенниками, накладками на позвоночник и другими СИЗ от удара. На основе этого разработаны методы прогнозирования параметров необходимой защиты. Требования к зональной защите тела горнорабочих от ОВПФ установленына основе проведения кластерного анализа, позволившего определить степень сходности воздействия на них производственных факторов и объединить в однородные группы

Раскрыт механизм характера воздействия механических факторов различной величины на голову горнорабочего, на основе которого построена математическая модель процесса поглощения и перераспределения энергии удара, что легло в основу совершенствования технических характеристик каски. Установлена корреляционная связь величины переданной на голову горнорабочего энергии и амортизационных способностей каски с растяжением лучей амортизатора внутренней оснастки и прогибом ее корпуса, характеризующихся показателями жесткости и конфигурацией. С учетом этого обоснованы конструктивные параметры каски. Разработан метод оценки физико-механических свойств материалов и конструкции каски, который использован для создания принципиально новой ее конструкции с повышенными ударозащитными свойствами.

Влияния комплекса ОВПФ на организм шахтеров моделировались зависимостями между показателями травматизма (профзаболеваемости) и параметрами условий труда с использованием корреляционного и многофакторного регрессионного анализа.

Установлены зависимости теплового сопротивления и толщины пакета спецодежды от рабочей позы шахтеров, работающих на маломощных пластах и воздухопроницаемости от поверхностной плотности шахтерской спецодежды, что позволило обосновать требования к пододежному микроклимату для шахтеров при работах в различных условиях труда. Выявлены корреляционные связи между износом спецодежды кожи шахтеров и мощностью пластов с выделением 3 групп анатомо-топографических зон тела, требующих дифференцированной защиты от трения. На основе этого установлена закономерность возникновения поражения кожи горнорабочих, работающих на маломощных пластах в зависимости от прочностных характеристик тканей, подвергающихся наибольшему износу.

Установлены зависимости травмирования коленного сустава от величины энергии удара при работах шахтеров в вынужденных производственных позах на маломощных пластах. На основе полученных результатов уточнен механизм возникновения травм и профессиональных заболеваний коленных суставов и разработано более эффективное в сравнении с применяемыми в отрасли СИЗ коленного сустава.

На основе оценки риска воздействия на шахтеров ОВПФ и установлении степени надежности их защиты проведена сравнительная комплексная оценка эффективности СИЗ.

Ключевые слова: безопасность, средства индивидуальной защиты, опасные и вредные факторы, профессиональная заболеваемость, травматизм, комплексная оценка, риск, эффективность.

Abstract

Dolzhenkov A. F. Scientific basis of developing high-efficiency individual protection means for miners. - Manuscript.

The thesis for a Doctor of Sciences (Engineering) degree in speciality 05.26.01 - Labour Protection. - State Makeyevka Safety in Mines Research Institute, Makeyevka, 2009.

The thesis is devoted to an urgent issue of developing efficient individual protection means for miners based on determining multivariate relationships between injury severity in topographic zones of the body of a miner working in various mine/mining conditions, and the amount and character of hazardous/dangerous occupational factors. An innovative system of developing efficient individual protective means for miners is suggested and substantiated, where the risk and severity of injury caused by a typical combination of mine factors at working place are determined. It enables to ascertain protection reliability of a miner equipped with an optimum set of individual protection means; and justify advanced development guidelines.

Key words: safety, individual protective means, occupational disease incidence, injury rate, integrated assessment, risk, efficiency.

Размещено на Allbest.ru