автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Обеспечение безопасных условий труда в электроэнергетике при использовании средств малой механизации

На правах рукописи

ТИМОФЕЕВА ИРИНА ГЕОРГИЕВНА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СРЕДСТВ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

Специальность: 05.26.01. Охрана труда (электроэнергетика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 г ДЕК 2013

Челябинск 2013

005543769

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления».

Научный консультант -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Еремина Тамара Владимировна,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», профессор кафедры «Экология и безопасность жизнедеятельности», г. Улан-Уде. Мельберт Алла Александровна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», заведующая кафедрой «Безопасность жизнедеятельности», г. Барнаул;

Кузнецов Константин Борисович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения», профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности», г. Екатеринбург; Черчинцев Вячеслав Дмитриевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», заведующий кафедрой «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности», г. Магнитогорск. Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь

Защита диссертации состоится «26» декабря 2013 г., в 10:00 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.298.05 при ФГБОУ ВПО «ЮжноУральский государственный университет (НИУ) по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, аудитория 1001.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан «22» ноября 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, гл. корпус, Ученый совет ЮУрГУ, тел./факс: (351) 267-91-23, E-mail: lilia.if@mail.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

/г/

Ю.С. Усынин

практически каждый четвертый работник трудится в условиях, не отвечающих санитарному законодательству, из них на каждого второго работника воздействует повышенный уровень шума, почти каждый третий работает под воздействием повышенного уровня вибрации. Удельный вес работников, занятых во вредных и опасных условиях труда в экономической деятельности по производству и распределению электроэнергии, составил: в 2010 г. - 36,4%, в 2011 г. - 39,2%. Анализ численности работающих в условиях труда, не отвечающих санитарно-гигиеническим нормам, за период с 2002 г. по 2011 г. показывает устойчивую тенденцию роста данного показателя.

На предприятии по производству и поставке на общероссийский рынок электроэнергии, т.е. Гусиноозерской ГРЭС, 73% работающих заняты на работах во вредных условиях труда, для которых характерно превышение предельно допустимых уровней шума на 5-10 дБА, на некоторых рабочих местах уровень шума выше допустимых норм на 14 - 16дБА, уровни локальной вибрации превышают допустимые нормы на 8 - 14 дБ.

Длительное воздействие вредных производственных факторов на организм человека, неблагоприятные условия труда являются основной причиной формирования у работающих профессиональной патологии.

Показатель профессиональной заболеваемости в 2008 г. в республике составил 2,1 случая на 10 000 работников, в 2009 г. - 3,0, в 2010 г. - 3,5, в 2011 г. - 3,4, что превышает среднероссийский показатель за 2010 г. в 2 раза. В структуре нозологических форм профессиональных заболеваний преобладают заболевания, связанные с воздействием физических факторов - 61,7% в 2011 г. и 71,9% в 2010 г. Ведущей формой является вибрационная болезнь, которая составляет 46,1% от всех случаев профессиональных заболеваний в 2010 г.

В последние годы наблюдается заметный рост потребления электроэнергии и, соответственно, рост производства и распределения. Прогнозные оценки показывают, что проблема обеспечения безопасности труда возникает в более обостренной форме. В 2010 году вместе с ростом производства электроэнергии произошел и рост отдельных показателей в области условий и охраны труда, т.е. увеличение производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Проведенный системный анализ условий труда показывает, что процесс возникновения опасного состояния является результатом взаимодействия факторов системы «человек - машина - внешняя среда». Причины низкого уровня безопасности труда имеют сложный, комплексный характер. При традиционном подходе к вопросу улучшения условий труда добиться решения обеспечения безопасности труда невозможно. Соответственно, проблемная ситуация состоит в том, что отсутствует комплексный системный подход в оценке состояния системы «человек - машина - внешняя среда», в связи с этим не обеспечивается дальнейшее совершенствование работ по охране труда на промышленных предприятиях.

Вторая глава посвящена методологическим основам системного анализа безопасности труда. В ней приведены результаты комплексной оценки и систематизации факторов, характеризующих условия труда в системе «человек -

поза (П), стаж работы (А), давление воздуха в магистрали (Р), виброскорость инструмента (V), уровень шума (1о), время работы ручной машины (Т), частота собственных колебаний инструмента (О, освещенность (Е), запыленность воздуха (N1), температура окружающей среды (О, относительная влажность воздуха (\У), скорость движения воздуха (у), барометрическое давление (р0) (рис.1)

Подсистема «человек» представляет собой наиболее сложную биологическую составляющую. Опасность отрицательного воздействия на здоровье работающих определяется постоянным в процессе работы напряжением мышц. Исследования показали, что при работе с ручными машинами ударного действия на ладонную поверхность правой руки действует отдача инструмент-возвратного удара, для преодоления которого требуется значительное статическое напряжение мышц. С увеличением степени напряженности мышц, при увеличении частоты колебания ручной машины, происходит ослабление передачи вибрации на организм человека.

Величина усилия нажатия на рукоятку, которое рабочий оказывает на инструмент, является одним из основных факторов, влияющих на уровень передаваемой вибрации. При работе с ручными машинами осевое усилие нажима на рукоятку достигает до 40 кг, в процессе утомления оно снижается до 15 -18 кг. При увеличении силы нажима на рукоятку уменьшается частота колебаний, происходит ослабление передачи вибрации на тело человека.

Выполняемые работы с использованием ручных машин относятся к категории тяжелых работ, при которых требуются физические усилия. Физическое напряжение вызывает утомление, следствием которого являются пониженная работоспособность, упадок сил. При исследовании рабочих виброопасных профессий наблюдалось снижение работоспособности к концу рабочего дня, соответственно, уменьшение величины прилагаемого усилия на инструмент, что является причиной повышения уровня колебательной скорости, следовательно, вибрация приводит к увеличению энергозатрат организма.

Анализ фактора «неудобная рабочая поза» в подсистеме «человек» показал, что с использованием ручных машин выполняются операции в труднодоступных местах. При этом рабочие находятся в положении стоя, в вынужденном согнутом положении, прибегают к помощи ног и корпуса тела. Рабочая поза постоянно меняется и физиологически не фиксируется, а также не имеет утвержденных нормативов. Основной позой человека считается естественная поза «стоя» или «сидя». Кроме того, если требуются при выполнении работы большие мышечные усилия, то предпочтительна поза «стоя», но работа в данной позе приводит к более быстрому утомлению, чем работа в позе «сидя». Естественные позы характеризуются меньшими энергетическими затратами по сравнению с производными от них позами. В качестве количественной характеристики данного фактора за единицу измерения принята относительная величина, которая принимает значение от 0 до 1. Естественная поза, когда рабочий не чувствует неудобства при выполнении работ, соответствует значению «0». При выполнении операций в труднодоступных местах рабочий постоянно меняет положение тела. Количественный показатель позы человека невозможно

работающих. Разработанная ранее Украинским филиалом НИИ труда методика количественной оценки состояния условий труда, базируется на медико-физиологической классификации работ по тяжести труда. К недостаткам перечисленных методов относятся их слабая универсальность, необходимость накопления исходных данных.

В качестве перспективного метода оценки факторов, воздействующих на работающего в условиях производства, предложена разработанная нами интегральная оценка условий труда, так как при использовании виброопасных технологий, кроме воздействия вибрации, условия труда осложнены сопутствующими вредными факторами производственного процесса. Показателем, отражающим количественные признаки производственной опасности, является вредность данного фактора, выраженная интегральным баллом, характеризующим значимость данного фактора и его влияние на изменение уровня безопасности труда. Предлагаемый метод интегральной оценки влияния производственных факторов устанавливает степень значимости каждого фактора в системе «человек - машина - внешняя среда», а также показатель совокупного их воздействия на виброзаболеваемость.

Оценка условий труда сводится к установлению соответствия уровня каждого фактора производственной среды требованиям нормативных документов. Задача решается исходя из следующего: каждое рабочее место представляет собой точку в ш-мерном эвклидовом пространстве, координаты которой определяются значениями векторов нормированных факторов. Для интегральной оценки условий труда рабочих виброопасных профессий использован обобщенный показатель Дул. Численный показатель условий труда выражается величиной интегрального балла и определяется из выражения:

где х)— реальное значение ¡-го неблагоприятного фактора производственной среды; - предельно-допустимый уровень (концентрация) ¡-го фактора производственной среды; п - количество измеренных факторов.

Расчет интегрального балла вредности каждого фактора основан на среднестатистических значениях показателей вредных факторов, формирующих условия труда на рабочих местах. Рассмотрев отдельно составляющие системы «человек - машина - внешняя среда», был определен численный показатель условий труда для каждого фактора, входящего в подсистему. Результаты расчетов приведены в таблицах 1, 2, 3.

Рассчитанные факторы условий труда по значимости интегрального балла располагаются в следующей последовательности; подсистема «человек» - стаж работы (Ду" =1,4), статическое напряжение мышц (Ау," =1,3), усилие нажатия на рукоятку (Ау? =1,21), неудобная рабочая поза (Л>'4"=1,16), физическая нагрузка (Ду"=1,08); подсистема «машина» - время работы ручной машины (Ау" =2,8), частота собственных колебаний (Д>^ =1,7), виброскорость инструмента

05

(1)

Используя выражение (1), был определен обобщенный показатель совокупного воздействия факторов на условия труда. В подсистеме «человек» обобщенный интегральный показатель соответствует величине Д"=1,46; в подсистеме «машина» - Д"=\,Ы\ в подсистеме «внешняя среда» - Д' =0,95.

Факторный анализ показал, что наибольшее значение в обеспечении безопасных условий труда имеют факторы подсистемы «машина» (Д"=1,67), которые отражают не только уровень воздействующей вибрации, но и влияние сопутствующих «машинных» факторов.

По результатам интегральной оценки факторов, влияющих на условия труда, выделены наиболее значимые производственные факторы (Ау" = 1,3, Ду" = 1,21, Ау" =1,4, Ays, =0,77, Ау" =1,18, Ау" =2,8, Ау" =1,7).

Используя прямолинейную зависимость между двумя показателями, определено влияние наиболее значимых факторов на вероятность возникновения и развития виброзаболеваний, соответственно, уравнение, характеризующее данную зависимость, является уравнением прямой. Предлагаемый метод оценки вероятности виброзаболеваний основан на выполненном анализе статистических данных за 10 лет (2001-2010 гг.). Общая статистика виброзаболеваний в Республике Бурятия составила 219 случаев, в том числе в электроэнергетике зафиксировано 125 заболеваний вибрационной болезнью. Показатель вероятности виброзаболевания «у» был определен на основе регрессионного анализа, который позволил получить следующие уравнения регрессии: у? =2,96+ 0,045Л у" =-23,8 +0,23V у" =-1,1 + 0,03Г

yf =1,17 -0, ОЗУ (2)

у" =23,8 + 0,6/ yf =2,02-1,8(0 у" =3,6-0,02 С,

где у", у", у", у", у", у", >'з - значения показателей вероятности виброзаболевания для исследуемых рабочих;

С, Y, А, V, Т, f, t0 - наиболее значимые факторы подсистемы «человек», «машина»,« внешняя среда».

Анализ уравнений связи показывает, что наблюдается равномерное возрастание или убывание вероятности виброзаболевания.

С увеличением статического напряжения мышц отношение силы к вызываемой ею колебательной скорости движения уменьшается, ослабляется вибрация, соответственно, снижается вероятность виброзаболевания.

Снижение осевого усилия на рукоятку инструмента является причиной увеличения колебательной скорости, а следовательно, роста виброзаболевания.

Уравнение регрессии, описывающее связь между вероятностью виброзаболевания и стажем работы, показывает, что при увеличении стажа работы вероятность виброзаболевания увеличивается.

уменьшении риска до 1 -10"4 и меньше вероятность заболевания сводится к минимуму.

Социальный эффект внедрения средств виброзащиты выражается в улучшении условий труда, направленных на сохранение здоровья работающих, повышение степени удовлетворенности трудом, снижение роста виброзаболеваемости.

Социальная эффективность внедрения ручных машин с виброзащитой оценивается числом предотвращенных виброзаболеваний п„ред

п„ред = М(РБ-Р„), (10)

где N - количество ручных машин, находящихся в эксплуатации; Рб< Л, - вероятность виброзаболевания соответственно при базовых и новых средствах защиты.

Для определения количества предотвращенных виброзаболеваний в течение года необходимо определить вероятность заболевания. Учитывая, что уровень вибрации базовой ручной машины составляет 126 дБ, вероятность заболевания вибрационной болезнью составляет РБ = 0,15, для ручной машины с виброзащитой вероятность заболевания составила Р„ = 0,0025. Количество предотвращенных виброзаболеваний в результате внедрения ручных машин с виброзащитой равно 9.

Количественно социальный результат виброзащиты работающих выражается коэффициентом частоты заболеваемости вибрационной болезнью Кч.

(П)

р

где Т— количество виброзаболеваний в отчетный период; р - среднесписочная численность работающих с ручной машиной.

Количество виброзаболеваний за 2008 год в электроэнергетике составило 11 человек, коэффициент частоты заболеваемости вибрационной болезнью составил 17,7.

Результаты проведенных испытаний показывают, что разработанные ручные машины с виброзащитой позволяют снизить вибронагрузку в среднем на 48% и, соответственно, частоту заболеваемости вибрационной болезнью. Коэффициент частоты после внедрения средств виброзащиты составил Кч,„, = 8,49 на 100 работающих.

Важнейшим условием, определяющим целесообразность применения средств виброзащиты, является их экономическая эффективность. Основными факторами экономии, которые могут быть учтены при оценке экономического эффекта, условимся считать:

- снижение годовых потерь в результате снижения уровня мощности контактной вибрации;

- снижение годовых ущербов от предотвращенных виброзаболеваний.

Доход, полученный в результате обеспечения вибробезопасности труда,

определен суммированием всех выгод, с одной стороны, и всех затрат, ущерба, вреда - с другой.

Д = 3-3-3п-у>0, (12)

ФГБОУ ВПО Восточно-Сибирский государственный университет

/

технологий и управления

05201450229

На правах рукописи (Ьи/^

Тимофеева Ирина Георгиевна

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СРЕДСТВ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

Специальность: 05. 26. 01 Охрана труда (Электроэнергетика)

Диссертация

на соискание ученой степени доктора технических наук.

Научный консультант доктор технических наук, доцент Еремина Т.В.

Челябинск - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................... 6

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА

В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ........................................................................ 18

1.1. Производственные процессы с использованием средств

малой механизации в электроэнергетике............................................ 18

1.2. Классификация средств малой механизации........................ 29

1.3. Современное состояние и перспективы развития применения ручных машин в производственных процессах................................ 39

1.4. Характеристика и анализ условий труда в электроэнергетике Российской Федерации.......................................................................... 45

1.5. Анализ условий труда и профессиональных заболеваний

в республике Бурятия............................................................. 57

1.6. Выводы...................................................................... 62

2. КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ФАКТОРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ УСЛОВИЯ ТРУДА В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА-ВНЕШНЯЯ СРЕДА», ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВИБРООПАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ......................................................................................... 65

2.1. Мониторинг социально-технологической системы «человек-машина-внешняя среда»................................................ 65

2.2. Исследование компоненты «человек», ее взаимодействие в системе «человек-машина-внешняя среда»..................................... 75

2.3. Теоретические и экспериментальные исследования подсистемы «машина» в единой системе «человек-машина-внешняя среда»................................................................................... 85

2.4. Исследование подсистемы «внешняя среда» в единой системе «человек-машина-внешняя среда»................................................ 98

2.5. Выводы...................................................................... 102

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РУЧНЫХ МАШИН........................................ 104

3.1. Современное состояние научных исследований по оценке условий труда........................................................................ 104

3.2. Метод оценки риска влияния производственных факторов

на условия труда на основе интегрального показателя..................... 108

3.3. Вероятностный метод анализа возникновения и развития профессионального заболевания................................................. 119

3.4. Оценка риска уровня виброзаболеваемости и ее прогноз

в условиях дальнейшего применения ручных машин....................... 128

3.5. Выводы..................................................................... 136

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВИБРОБЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА-ВНЕШНЯЯ СРЕДА»................................................................. 138

4.1. Аналитический метод математического моделирования. Критерии безопасности труда в системе «человек-машина-внешняя среда».................................................................................. 138

4.2. Моделирование риска возникновения опасной ситуации в системе «человек-машина-внешняя среда». Прогнозная оценка виброзаболеваемости............................................................... 149

4.3. Структура мероприятий по совершенствованию условий

труда при эксплуатации ручных машин........................................ 158

4.4. Формирование структуры организационно-технических функций по оптимизации условий обеспечения безопасности труда

при использовании ручных машин............................................. 163

4.5. Выводы.................................................................... 177

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА-ВНЕШНЯЯ СРЕДА» ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РУЧНЫХ МАШИН»............................................................................... 180

5.1. Повышение вибробезопасности ручных машин.................. 180

5.1.1. Разработка и проектирование основных элементов виброзащиты для ручной машины.............................................. 183

5.1.2. Методы оценки и нормирования параметров вибрации....... 192

5.1.3. Методика измерения и контроля вибрационных параметров ручной машины ударного действия............................................. 197

5.1.4. Разработка математической модели при исследовании вибрации ручной машины с помощью планирования эксперимента..... 201

5.2. Результаты испытаний технических средств защиты и их эффективность....................................................................... 210

5.3. Определение степени риска заболевания вибрационной болезнью методом анализа «затраты-польза»................................. 221

5.4. Социально-экономическая эффективность средств виброзащиты ручных машин..................................................... 224

5.5. Экономическая эффективность оптимизации безопасности

труда в системе «человек-машина-внешняя среда........................... 229

5.6. Выводы..................................................................... 232

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.......................................................................... 236

ЛИТЕРАТУРА................................................................................. 241

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................... 256

Приложение 1. Расчет уравнений регрессии, коэффициентов корреляции и детерминации в зависимости от

факторов условий труда....................................... 257

Приложение 2. Среднесрочный прогноз виброзаболеваемости на предприятии «Гусиноозерская ГРЭС» в Республике

Бурятия............................................................ 268

Приложение 3. Расчет основных элементов виброзащиты для

ручного молотка ударного действия....................... 271

Приложение 4. Расчет основных элементов виброзащиты для

пневматической трамбовки.................................. 275

Приложение 5. Справка об использовании результатов научно-исследовательской работы на предприятии по производству и поставке на общероссийский рынок

электроэнергии «Гусиноозерская ГРЭС» ................ 282

Приложение 6. Справка об использовании результатов научно-исследовательской работы на предприятии по производству и поставке на общероссийский рынок электроэнергии «Гусиноозерская ГРЭС» ................. 284

Приложение 7. Акт внедрения материалов диссертационной работы на объектах Министерства труда и социального развития республики Бурятия (по разделу «Математические методы анализа безопасности труда при использовании виброопасной

техники)......................................................... 286

Приложение 8. Акт использования методических рекомендаций

по оценке состояния условий труда Государственной

инспекцией труда в Республике Бурятия.................. 287

Приложение 9. Акт внедрения материалов диссертационной работы на Улан-Удэнском локомотивовагоноремонтном

заводе - филиал ОАО «РЖД»................................. 288

Приложение 10. Акт внедрения материалов диссертационной работы

на предприятии «Улан-Удэстальмост»..................... 289

Приложение 11. Копия патента на полезную модель 1Ш 34112 Ш 7 В25Э 9/04. Пневматический инструмент

ударного действия.............................................. 290

Приложение 12. Копия патента на полезную модель 1Ш 36290

Щ 7 В25Б 9/14. Пневматическая трамбовка............ 293

Приложение 13. Копия патента на полезную модель 1Ш 79826

Ш 7 В250 11/00. Электрический ручной молоток ударного действия............................................. 296

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время основным направлением развития электороэнергетики Российской Федерации является решение современных социально-экономических проблем. Первостепенное значение придается возобновлению мощностей в экономическом развитии отрасли /1/.

Развитие промышленности, транспортного комплекса, предпринимательства, малого бизнеса, сельского хозяйства, развитие негосударственного сектора производства обусловило увеличение энергооснащенности и рост электрических сетей и мощностей. Это в свою очередь требует увеличения вырабатываемой электроэнергии, наращивания объемов производства новых электростанций, создания нового парка высокоэффективных машин и механизмов, ускорения научно-технического прогресса.

Одной из главных причин ухудшения технико-экономических показателей электроэнергетики России является техническая отсталость, физическое и моральное старение оборудования электростанций, низкий уровень оснащения средствами малой механизации (СММ), что снижает производительность труда и повышает трудоемкость работ.

Современным и перспективным направлением для сокращения доли ручного труда является использование механизированного ручного инструмента. Расширение номенклатуры применения средств малой механизации должно быть направлено на сокращение затрат труда и повышение безопасности условий труда.

Имеющиеся, в настоящее время, средства малой механизации состоят из множества различных приборов и устройств, ручного механизированного инструмента, мобильных, передвижных и переносных машин. Совокупный парк этой техники достигает более 120 млн. единиц. Средства малой механизации и, в частности, ручной механизированный инструмент, будем называть ручными машинами.

Ручные машины относятся к одному из наиболее распространенных средств малой механизации и находят широкое применение во всех видах экономической деятельности. С их помощью можно механизировать любую технологическую операцию, выполняемую вручную. Тенденция развития такова, что внедрение и применение ручных машин будет сохраняться, т.к. они положительно влияют на эффективность производства, портативны, маневренны, сравнительно недороги в изготовлении и в эксплуатации, повышают производительность труда в 6-10 раз в сравнении с ручным трудом. Так же, во много раз ускоряют технологические процессы, повышают качество изготовляемой продукции, существенно снижают трудовые и энергетические затраты, позволяют реализовать технологии, которые без применения вибрационной техники практически невозможны.

Вместе с тем необходимо отметить, что использование ручных машин неизбежно приводит к повышению вероятности возникновения профессиональных заболеваний, что в свою очередь, влечет за собой рост виброзаболеваний. Анализ использования вибрационной техники показал, что до 90% ручных машин являются виброопасными, около 40% обследованных рабочих мест не соответствуют гигиеническим нормам.

Опасность отрицательного воздействия на здоровье работающих определяется не только повышенными уровнями контактной вибрации, но и постоянным в процессе работы напряжением мышц и костно-суставной системы рук оператора; длительным контактом с вибрацией; охлаждением рук струями отработанного воздуха. Использование ручных машин обусловило возникновение вибрационной болезни у рабочих. В настоящее время эксплуатация ручных машин остается основной причиной этого профессионального заболевания. В связи со стойкой утратой трудоспособности и выходом на инвалидность ежегодно выбывает около 65 тысяч работающих трудоспособного возраста. Профессиональная заболеваемость работников отрасли, привела к тому, что за 12-15 лет до

наступления пенсионного возраста 80% работающих с ручными машинами оставляют работу.

В Федеральной программе по улучшению условий и охраны труда записано: «Критическое положение с охраной труда обусловлено низким уровнем технической оснащенности многих производств, применением устаревших технологий, изношенностью машин, механизмов, оборудования, недостаточным обеспечением и отсутствием инженерных решений по разработке средств защиты работающих, а также низкой эффективностью средств индивидуальной и коллективной защиты рабочих» /2, 3/. Важнейшие, в последние годы, качественные преобразования в области охраны труда, позволяют решить ряд важнейших социально-экономических задач по улучшению и оздоровлению условий труда: проведение научно - исследовательских работ по созданию безопасной техники и технологий, обеспечение соответствия рабочих мест нормам по вредности и опасности, разработке средств защиты рабочих /3/.

Начиная с 60-х годов, в нашей стране проводятся комплексные исследования в области теории и практики безопасности технологических процессов и оборудования /4/. Сюда следует отнести формирование вероятностной концепции о природе виброзаболевания, принципы комплексирования единичных показателей в комплексные, разработку теории и методов расчета различных показателей и критериев безопасности /5,6/, разработку теории и инженерных методов расчета средств виброзащиты /7, 8, 9,10/. Все это не могло не сказаться на показателях уровня безопасности труда при работе с виброопасной техникой. Однако анализ несчастных случаев за период с 2001 года по 2010 год показал, что 70% виброзаболеваний возникает в результате использования ручных машин т.к. по мере роста интенсивности работы ручных машин, возросли уровни передаваемой вибрации на руки операторов.

Возникшее несоответствие между увеличением использования ручных машин и весьма несовершенной традиционной системой организационных

мероприятий и технических средств явились причиной низкого уровня безопасности труда.

Постановка проблемы также обусловлена спецификой условий труда рабочих виброопасных профессий и требует совершенствования методов обеспечения безопасности труда на основе перехода к научно-обоснованному решению вопросов безопасности труда.

Несчастные случаи, профессиональные заболевания являются частью негативных последствий труда, вызванных с одной стороны, неполным устранением опасных и вредных факторов, с другой стороны, отсутствием единого подхода к рассмотрению производственного процесса как сложной социально-технической системы, при рассмотрении которой необходимо учитывать взаимосвязи между элементами системы, выявлять роль каждого из них в общем процессе функционирования, учитывать комплексное воздействие экономических, социальных, технических и психологических факторов.

Отсутствие, в настоящее время, системного подхода к решению проблемы обеспечения безопасных условий труда при использовании ручных машин, не позволяет объективно описать процесс безопасного функционирования системы «человек - машина - внешняя среда», установить характеристики системы с учетом психофизиологических факторов каждого человека, а также комплексного учета воздействия на организм человека, совокупности вредных факторов производства.

Обзор исследований показывает, что как в нашей стране, так и за рубежом, разработаны различные системы обеспечения безопасных условий труда на основе вероятностных и детерминированных методов. Исследованиями по комплексной оценке безопасности труда, оценке уровня безопасности системы «человек - машина - внешняя среда», технологических процессов и оборудования, занимались отечественные и зарубежные ученые: Топалкароев А.Т., Елгазин В.И., Могилевская Т.Ю., Тихонов Б.А., Козлов В.И., Андреевский К.Н., Гурушидзе М.Н., Тарасенко

Н.Ю., Сидоренко Г.Н., Чудов Ю.А., Мустель П.И., Шайдоров A.A., Браун Д.Б., Миц В.Н., Грих P.C.

Однако в работах данных авторов недостаточно полно раскрываются причинные и функциональные взаимосвязи между факторами условий труда и результатом их воздействия на безопасность труда, а также применение этих связей для решения практических задач повышения безопасности труда. Кроме того, в работах по безопасности труда не учитывались особенности условий труда при использовании средств малой механизации.

Изложенное выше выдвигает требования, с одной стороны, создания научно-методических основ по комплексной оценке условий труда, а с другой - решения ряда прикладных задач, направленных на совершенствование работ по охране труда для обеспечения безопасных работ при использовании средств малой механизации.

В связи с этим, дальнейшие исследования с расширением круга практических задач являются актуальной научной проблемой повышения безопасности условий труда при использовании ручных машин, принятой для решения в данном исследовании.

Целью работы является создание системы обеспечения безопасных условий труда при использовании средств малой механизации, обеспечивающая снижение воздействия локальной вибрации, профессиональной заболеваемости и удовлетворяющая требованиям безопасности труда.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Провести анализ производственных факторов, определяющих условия труда в системе «человек-машина-внешняя среда», систематизировать факторы, характеризующие опасные и вредные условия труда при эксплуатации ручных машин.

2. Определить интегральный показатель количественной оценки воздействия факторов условий труда на работающего, а также показатель совокупного их воздействия для каждой компоненты системы «человек-машина-внешняя среда».

3. Разработать методологию вероятностного анализа возникновения и развития виброзаболевания в системе «человек-машина-внешняя среда», выявить основные взаимосвязи компонентов системы.

4. Построить математическую модель безопасности труда, определить критерии под�