автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Повышение безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК за счет инженерно-технических мероприятий

На правах рукописи

РГо ОА

Лопатин влексанар Николаевич ^ 2 Д£{{

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОПЕРАТОРОВ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ МЕЛИОРАТИВНЫХ РАБОТ В АПК ЗА СЧЕТ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин - 2000 г.

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном аграрном университете

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р т. н., академик ШКРАБАК В. С. Кандидат технических наук, доцент

ШКРАБАК В. В.

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор БАРАБАШ В. И., кандидат технических наук, профессор НАЗАРЕНКО Е.С.

Ведут«« предприятие:

Государственное учреждение «Всероссийский аентр охраны и производительности труда»

Защита диссертации состоится 30 ноября 2000 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 12037.07 в Санкт-Петербургском Государственном аграрном университете до адресу:

Санкт-Петербург - Пушкин, Петербургское шоссе, д.2, ауд. 529.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Санкт - Петербургского Государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 29 октября 2000 г.

Ученый секретарь А. П. Майоров

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Как известно, сельскохозяйственное производство находится на болезненном пути перехода к рыночным отношениям. Последние в настоящее время слабо учитывают человеческий фактор; это и неудовлетворяющие требованиям норм условия труда приводят к повышенному травматизму и заболеваниям работников. По данным ВНИИОТ МСХ РФ каждая четвертая смертельная травма на производстве - это травма в АПК. За 1999 г. в организациях АПК России зарегистрировано 1257 несчастных случаев, при которых погибло 1300 человек. Имели место 112 групповых несчастных случаев со 155 погибшими. В АЛЛ погибли 1231 мужчин (94,75g от общего числа погибших), в т.ч. 10 подростков в возрасте до 17 лет и 69 женщин (5,35?). Из общего числа погибших более 30% механизаторы (трактористы, бульдозеристы, экскаваторщики и др.) и около 20/5 водители транспортных средств. Профессия механизатора не только наиболее травмоопасна, но и наиболее подвержена профессиональным заболеваниям/ последние зарегистрированы почти у 405? механизаторов. Причина тому - высокая напряженность работ и неполное соответствие выпускаемой техники требованиям безопасности, а также необеспечение безопасности с.-х.технологий. Необходимо отметить, в числе названных выше травм и профзаболеваний и доля, вносимая 'мелиоративными работами. В связи с изложенным повышение безопасности операторов средств механизации мелиоративных-работ в АПК является актуальным.

Цель работы - повышение безопасности операторов средств механизации ••мелиоративных работ в АПК за счет инженерно-технических мероприятий.

Объект исследования - средства механизации мелиоративных работ в АПК и условия труда их операторов.

Общей задачей исследования является изучение условий и охраны труда операторов средств механизации мелиоративных работ и разработка инженерно-технических мероприятий по повышению их безопасности.

Научную новизну исследований составляют обоснованные пути повышения уровня безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК; методология выбора рациональной компоновочной схемы шланговых средств инди-

видуальной защиты органов дыхания операторов; модели взаимосвязи между техническими характеристиками инженерных средств защиты и показателями риска травмирования; модель взаимосвязи уровня травмирования с обеспечением производства нормативно-технической документацией.

Методы исследования - исследования проводились с использованием методов экспертных оценок, статистического анализа условий щэуда и его безопасности.

Практическую значимость имеют результаты изучения и анализа состояния безопасности операторов средств механизации гидромелиоративных работ в АПК; результаты экспериментальных исследований условий и охраны труда операторов указанных средств механизации, разработанное на патентном уровне устройство безопасности.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснованные пути повышения уровня безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК;

2. Методология выбора рациональной компоновочной схемы шланговых средств индивидуальной защиты органов дыхания операторов;

3. Модели взаимосвязи между техническими характеристика ми инженерных средств защиты и показателями риска травмирования;

4. Модель взаимосвязи уровня травмирования с обеспечением производства нормативно-технической документацией;

5. Новые инженерно-технические средства улучшения условий труда операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК.

6. Результаты анализа травматизма операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК и экспериментальных исследований условий их труда.

Апробация работы. Основные материалы до результатам проведенных исследований доложены на научных конференциях СПГАУ (1998...2000 гг.), ЕШМОТ МСХ РФ (г.Орел, 19992000 гг.), совещаниях-семинарах в РИАМ (1999-2000 гг.), в ЗАО "Петербургский тракторный завод" (2000 г.) и отделе охраны труда МСХ РФ (2000 г.).

Внедрение. Основные результаты исследований используются в работе: ВНИИОТ МСХ Р& (г.С^ел), ЗАО "Петербургский 4

тракторный завод", отдела охраны труда МСХ РФ, факультета безопасности жизнедеятельности СПГАУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 статей и оформлена заявка на патент РФ.

Структура и объем диссертации. Работа содержит введение, 5 глав, 71 рисунок, 19 таблиц, 6 приложений и 174 литературных источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано общее положение дел с летальным травматизмом и профзаболеваемостью в отрасли и обоснована актуальность исследований.

Глава первая посвящена состоянию проблемы, цели и задачам исследований. Здесь приводятся сведения по анализу условий и охраны труда операторов средств механизации

мелиоративных работ в АПК по параметрам микроклимата на рабочем месте, шумам и вибрациям; отмечается, что параметрами микроклимата условия труда оператора практически не отличаются от обычных с.-х.агрегатов, выполняющих полевые работы (пропашных, пахотных, посевных и др.). Однако параметры шума и особенно вибрации связаны с особенностями выполнения -мелиоративных работ и требуют дополнительного изучения, что и сделано в экспериментальной части диссертации. Уделено внимание также особенностям безопасности с учетом выполняемых операций по рытью траншей, укладке труб, работам в часто обручающихся траншеях, устойчивости агрегата и др. Обращено внимание на механизмы с развитыми тросовыми системами, уширенными гусеницами. Отмечается, что труд в условиях повышенных шумов, вибраций, запыленности, а также с особым режимом приводит к перенапряжениям с последующими заболеваниями, что ограничивает трудоспособный возраст оператора 45-50 годами. Показано, что мобильные машины являются основным источником травмирования операторов: удельный вес травм на них составляет ежегодно 8588% от всех травм с летальным исходом в отрасли. При этом 46-505? людей травмируется при работе на колесных тракторах, 12-18% - на гусеничных, 13-17 % - на транспортных средствах (как водители). Типичными травматическими ситуациями

являются опрокидывания, наезды в зоне маневрирования, па-

5

дение человека с высоты (включая средства механизации, траншеи, люки и др..), захват движущимися частями неограж-денных механизмов машин и технологического оборудования, электроток, удары предмета, обрушение сооружений (обвалы и падения предметов), столкновения, сыпучая среда, прочие. Приведен также перечень опасностей первой и второй группы, характерных для выполнения рассматриваемых работ, а также отражена негативная роль в создании травмоопасных ситуаций окружающей срё)ш с выходящими за пределы нормируемых значениями параметров. Уделено внимание ранжированию источников травмирования и травматических ситуаций, входящих в класс мобильных машин, по маркам машин и степени опасности каждой из них.

Отмечается, что наиболее распространенной травматической ситуацией в классе мобильных машин являются опрокидывание (35$' от всех травм с летальным исходом), самонаезд (II$), наезд на прицепщиков и др.лиц (5,2$), захват карданным валом (5/0; только они дают 56,2$ летальным травм. Рассмотрена структура комплексного показателя эргономического уровня цэактора.

Приведены сведения до погибшим на тракторах от опрокидываний за 1990...1996 гг. по маркам трактора. Рассмотрена пиктограмма опрокидываний тракторов по месту происшествия и показано, что 28$ опрокидываний тракторов и МТА происходит в кюветы, 18$ - при движении по пересеченной местности с утлами наклона 35...40°, 11$ - скатывание в овраги глубиной болве 2 м, 8$ - падение с насыпей, дамб и т.п., 8$ - при движении по дорогам с уклоном до 12°; 8$ -при заносе на ровной дороге,- 6$ - опрокидывание в траншеи, 5$ - опрокидывание на уклонах''берегов,рек и водоемов. Рассмотрены классы причин опрокидываний.

Дан анализ профессиональной заболеваемости операторов; отмечается, что она высокая. Вызвано это тем, что в АПК в целом амортизационный износ основных фондов превышает 40$, машин и оборудования - 85$; это значительно выше среднего по России. Амортизационный износ части оборудования достиг 100$, а оно эксплуатируется и дальше. К сожалению, более 90$ ныне действующего оборудования не отвечает требованиям охраны труда. Крайне медленно осуществляется рационали-6

зация рабочих мест. Все хозяйства испытывают затруднения с СИЗ. Разработанные региональные программы "Здоровье" на 1987...1990 гг. и до 2000 г. остались нереализованными. Профессиональный характер заболеваний более, чем в 60% случаев в настоящее время устанавливается при обращении самого больного за медицинской помощью, а не выявляется в результате медицинского осмотра (в 1990 г. этот показатель был 35$. Из-за отсутствия общегосударственного регистра на профессиональные заболевания и отравления в стране отсутствует полный учет даже выявленных больных с профессиональной патологией. В сложившейся ситуации с неудовлетворительными условиями труда в отрасли она является источником устойчивого роста выявляемоети случаев профессиональных поражений; частота которых в с.х.производстве в 90-х годах увеличилась в 2,3 раза и составила в 1996 г. 1,84 случая на 10000 работающих (с некоторым снижением в 1997 и 1998 гг.). При этом треть ежегодно выявляемых случаев дрофпатологии приходится на женщин. Структуру профессиональной патологии формируют в основном вибрации и заболевания опорно-двигательного аппарата (58%), бруцелез (13,6%) и патология органов дыхания (9,1%). В отрасли от 48 до 73$ всех случаев профзаболеваний сопровождается временной ужатой трудоспособности, в т.ч. при бронхитах - 70%, радикулите - 60%, вибрационной болезни -44,3$, интоксикациях - 17,3$. Невропатии, полиневриты, поражения суставно-связочного аппарата, аллергические заболевания - результат неудовлетворительных условий труда. Результаты исследований рассматриваемого плана опубликованы в ра-ботех[б,7] .

Проведенный анализ выполненных исследований по повышению безопасности средств механизации -мелиоративных работ показал, что в последние годы по этому направлению сделано немало научной школой академика В.С.Шкрабака. Им и другими авторами разработано ряд инженерно-технических устройств безопасности. Это противоопрокидывающие устройства, устройства против наматывания на карданные валы, устройства, предотвращающие запуск двигателей машин при включенной передаче и др. Есть известные работы по интегральной оценке показателей безопасности. Много в исследованиях уделено внимания кабинам, их безопасности и микроклимату в них, а также чистоте воздуха. Названные направления, выполненные научной школой

В.С.Шкрабака, защищены десятками патентов. Вместе с тем, к сожалению, серийно эти разработки пока не внедрены. Кроме того, недостаточно исследований по вопросам риска травмирования, компоновки линий средств индивидуальной защиты органов дыхания операторов, практически отсутствуют исследования по взаимосвязи показателей травматизма со степенью внед-ренности нормативной документации, недостаточно разработок инженерно-технического характера, связанных с погрузочно-разгрузочными работами и др.

Из изложенного следует, что условия и охрана труда операторов средств механизации мелиоративных работ далеки от нормируемых; уровень травматизма (особенно летального) операторов рассматриваемых агрегатов высокий и находится на третьем месте после горной и лесной промышленности; заболеваемость операторов высокая и характерна для сельских механизаторов; выполненные до настоящего времени исследования не в полной мере решили проблему профилактики травматизма и заболеваемости операторов рассматриваемых средств механизации как в теоретическом, так и в практическом планах. Результаты исследований этого плана опубликованы в работе [I].

В соответствии с изложенным общая задача исследований -изучение условий и охраны труда операторов средств механизации мелиоративных работ и разработка инженерно-технических мероприятий, повышающих их безопасность - предполагает решения следующих вопросов: изучение состояния и анализ летального травматизма и заболеваемости операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК; теоретическое обоснование путей повышения безопасности операторов рассматриваемых средств механизации; разработку методики исследований и оснащение экспериментальных установок; экспериментальные исследований условий аруда операторов рассматриваемых агрегатов и разработанных профилактических мероприятий; формирование выводов и рекомендаций по результатам исследований.

Глава вторая посвящена теоретическому обоснованию путей повышения безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК. В частности, рассмотрены человеко-машинные системы, выполнен аналитический анализ взаимосвязи показателей травматизма с внедренной нормативно-технической документацией, представлена методология выбора рациональной компоновочной схемы шланговых средств индивидуальной защиты 8

оператора, рассмотрены степени риска и даны модели прогноза травматизма и пути его профилактики. Результатом анализа, выполненного совместно с Оляничем Ю.Д., установлено, что вероятность случайного события травмирования механизатора для операторов средств механизации полевых работ в АПК, включая и мелиоративные р = 6,7 х 1СГ^. Вероятность того, что ни один механизатор в течение года не будет травмирован, как показано в диссертации, составит 0,87455 (в расчете на район или предприятие, где работает 200 механизаторов). Тогда вероятность противоположного события (что оператор будет травмирован) составит 0,12545. Эта вероятность мала и можно ожидать, что оператор может проработать несколько лет подряд без травмы. Но если в регионе имеется 100 однотипных предприятий, то в соответствии с законом больших чисел в 12 из- них (наиболее вероятный исход) могут произойти в течение года случаи производственного травматизма среди механизаторов. Доказано на основе данных статистического анализа травматизма среди операторов более чем за 30-ти летний период, что отраслевой (средневзвешенный) коэффициент частоты травматизма по сути является системным интегральным показателем опасности функционирования человекомапшнной системы.

Анализом взаимосвязи показателей прагматизма с внедренной нормативно-технической документацией установлено, что ныне число общероссийских и отраслевых нормативно-правовых документов, регулирующих нормативно-техническую и правовую базу обеспечения безопасности в АПК, превышает 2000, причем около 65% ее устарело и нуждается в экстренной переработке и доработке. Обстоятельным анализом числа и содержания нормативно-правовых актов, их внедрения в производство, результатов этого внедрения (по параметрам безопасности в обобщенном виде через показатель частоты, введенный обобщенный показатель, выраженный в баллах, баллизация этих показателей) установлена графическая зависимость (рис.1) снижения показателя частоты от обобщенного показателя наличия и внедрения нормативно-правовых документов в производство. Анализом установлено, что эта взаимосвязь аппроксимируется формулой вида: Кчт = А ехр (В По) + С,

где По - обобщенный показатель наличия и внедрения в производство нормативно-правовых актов, равный произведению числа этих документов на их качественный показатель, выраженный з

баллах; А,В,С - коэффициенты. Kir

30 25 20 15 10

1 1,2 1,4 1,6 1,8'"

Рис.1. Изменение значения коэффициента частоты травматизма Кч в зависимости от обобщенного показателя внедренной в производство нормативно-правовой документации. Здесь ... - эмпирические значения, а--теоретические

Последняя зависимость приобретает следующий вид (для теоретического значения Кч, т.е. Кчт):

Кчг= 683,76 i -3'49 По + 9,34;

Анализ графика и последней зависимости показывает, что: Кчт убывает при любом По >1; значения при По <£ I лишены логического смысла; при По > оо Кчт —»- 9,34. Это видно из следующего:

= .§83^76- + 9,34 = 0 + 9,34 = 9,34,

' ^3,49 Кчт

т.е. в бесконечности асимптота приближается к Кчт = 9,34. Это свидетельствует о существовании необходимого предела нормативно-технической и правовой документации, ниже которого уровень безопасности системы будет находиться в состоянии, мало зависящем (или не зависящем) от величины нормативно-технического и правового поля.

Результаты исследований рассматриваемого плана опубликованы в работах [2-8] .

Исследованиями обоснована методология выбора рациональной компоновочной схемы шланговых средств индивидуальной защиты (СИ30Д) с принудительной вентиляцией, при выполнении мелиоративных работ. При использовании новых лицевых частей 10

в виде пневмошлемов, капюшонов, где требуется подача чистого воздуха в объемах, превышающих минутный объем дыхания в 5-10 раз, возникают вопросы, связанные с высоким аэродинамическим сопротивлением шланга и напорными характеристиками источника воздуха (воздуходувки). Необходимое количество воздуха Ь , которое должно непрерывно подаваться в лицевую часть шлангового СИЗОД, может быть выражено так:

где - минимальное количество воздуха, устанавливаемое физиолого-гигиеническими нормами;

Здесь - объем анатомического пространства легких;

частота дыхания;. - количество воздуха, подаваемого в лицевую часть для создания избыточного давления, препятствующего попаданию вредных веществ из окружающего воздуха через неплотности прилегания,

(И" Подавление воздуха Р, создаваемое источником воздуха воздуходувкой, должно преодолевать суммарные потери в узлах пневмо-тракта д Рпу* и обеспечивать избыточное давление Рц в подмасочном пространстве:

РиЯ

Лимитирующим звеном системы подачи воздуха в шланговые СИЗ являются стандартные резино-тканевые шланги, армированные внутри витой проволокой для предотвращения перегиба шлангов. Их гидравлическое сопротивление поглощает от 29,5 до 73$ всех потерь давления. Потери давления в соединительном шланге можно записать в следующем виде:

где и с{ - длина и диаметршанга, м; Д - гидравлический коэффициент трения; р - плотность воздуха, кг/м ;

- скорость движения воздуха в шланге, м/с; ^ суммарные коэффициенты местного сопротивления.

В практике изгибы соединительного шланга условно делят на 3 типа местных сопротивлений: "изгиб", " -образный обход" и "волнистый обход" (рис.2).

Рис.2. Типы изгибов соединительного шланга

Геометрическими характеристиками местных сопротивлений являются углы изгиба £ и радиус изгиба Г , для м 2 -образного обхода" и "волнистого обхода", кроме того, обобщающей характеристикой является высота препятствия Ь .

Коэффициент местного сопротивления типа "изгиб" определяют по формуле: ^ С = 0.24 - Б + 4 В ^ 0,09 Г -0,5)2, +5£1

На рис.3 показано изменение ^ типа "изгиб" от утла изгиба. Зкспериментально определялись потери давления на соединительном шланге - без изгиба ( £ = 0°) и при изгибе под прямым углом ( > = 90°). В основу экспериментального стенда легла установка по ГОСТ 10188.

6

«Г

• ...

-

/

У У

-

30 46 60 76 М .106 120 155 160 1(С 160

Рис.3. Изменение коэффициента местного сопротивления типа "изгиб" от угла изгиба

Потери давления в гофрированном соединительном шланге при различных расходах воздуха и углах изгиба шланга (рис.4) описываются уравнением степенной функции:

где а,в -. эмпирические параметры уравнения; для £ = 0°, а = 2,71; в = 1,6; для £ =90° а = 3,81, в = 1,6.

■

.....Д*» да--

Гмхош НМ|)11, м/шл

Рис.4. Потери давления в соединительном шланге при

различных расходах воздуха и углах изгиба шланга

угол

■А

угол = 90

Коэффициент местного сопротивления гофрированного соединительного шланга расчитывался по уравнению:

где Л 1м - потери давления в местном сопротивлении. -

Коэффициент местного сопротивления гофрированного соединительного шланга составил для ^ = 0 ^ =8; для

= 90° IX, Установлено, что потери давления в лицевых частях 'также описываются уравнением степенной функции и зависят от их конструктивных характеристик. К примеру, для пневмошлема ЖЗ-4 эмпирические параметры а = 5,79 10 ; В"= 1,76.

Приведенные результаты исследований позволяют уже на этапе подготовки технического задания и проектирования новых шланговых СИЗ выбрать их компоновочную схему.

Рассмотрены вопросы степени риска механизаторов и их модели. Статистическими исследованиями за 10 лет установлено, что показатель отказа человеко-машинной системы щэи пуске двигателя трактора Т-150К в среднем составил 0,66 10 . Аналогично был установлен показатель отказа серийной электрической системы блокировки пуска двигателя, составляющий 0,79. На этой основе вероятность опасного действия механизатора при пуске двигателя составит 0,835 10 . При числе пусков

13

около 600 в год вероятность отказа механизатора по одному пуску двигателя составит 1,39 Ю-6.

Приведены результаты исследований по категорированию механизаторов по производительности труда. Установлены соответствующие уравнения регрессии.

Результаты оценки риска травмирования механизаторов описываются уравнением вида

Очм = К{+ а = 0,079 -Ь +4,74 Г (для 1995 г.) при среднеквадратичном отклонении 0,146;

Чаесь Очм - вероятность отказа человекомашинной системы; -Ь - время; - коэффициенты.

Установлено, что риск травмирования механизаторов со смертельным исходом в 1969 г. составлял 4,0 на 10 тыс.рабо-тающих механизаторов, а в 1995 г. он вырос до 6,9.

Для различных марок тракторов получена зависимость отказа человекомашинной системы от конструктивных параметров машин и состояния поверхности почв и дорог.

В третьей главе "Методика исследований. Экспериментальные установки" изложены общая программа и методика исследований, общая и частная методики анализа состояния проблемы, методика теоретического обоснования путей повышения безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК, дана характеристика экспериментальным установкам, контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуре. Рассмотрены погрешности измерений.

Четвертая глава посвящена результатам экспериментальных исследований. В частности, здесь приведены результаты исследований уровня производственного травматизма операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК. Установлено, что с 1988 г. по 1998 г. на мелиоративных работах погибло 374 работника, причем имело место 63 групповых несчастных случая, в которых погибло 87 человек. Рассматриваемые летальные случаи произошли в 67 субъектах Р5, где погибло 368 мужчин и 7 женщин. Наибольшее число летальных случаев имело место в Саратовской (24) и Волгоградской (19) областях, Ставропольском (18), Краснодарском (16), Алтайском (14), Красноярском краях, Омской области (13), Республике Дагестан (12), Самарской и Новосибирской областях и республике Татарстан (II), в Приморском крае и Рязанской области (10), Челябинс-14

кой (9), Астраханской и Ростовской (8), Воронежской и Ульяновской областях (7).

Установлено, что наиболее травмоопасными профессиями на предприятиях мелиорации являются водители автомобилей (86 погибших), трактористы-машинисты (63), руководители предприятий и другие работники по управлению производственными процессами (26), машинисты бульдозеров, скреперов, грейдеров (25), слесари и другие рабочие, выполняющие работы по наладке, ремонту и монтажу машин и механизмов (20 погибших), машинисты буровых установок (17), электрогазосварщики (16), машинисты экскаваторов (13), вахтеры (13), машинисты насосных установок (7).

Почти половина случаев гибели работников (46,0/0 связана с транспортными перевозками. Из 172погибших при перевозках на мобильной технике 68 человек погибли при групповых несчастных с.цучаях. Погибло 65 водителей, 43 тракториста, 23 работника управленческого персонала, 12 машинистов бульдозеров. При этом правила дорожного движения шрушались в 139 случаях, из них в 28 случаях в нетрезвом состоянии находились как сами погибшие, так и другие виновники ДТП.

При ремонте и техническом обслуживании машин и оборудования погиб 51 человек (13,65?), из них 13 водителей, 10 электрогазосварщиков, 8 слесарей и других работников по ремонту и наладке машин и оборудования, 5 электромонтеров, 4 машиниста буровых установок, 3 машиниста бульдозера и столько же трактористов-машинистов.

При выполнении погрузочно-разгрузочных работ погибло 34 человека, из них 9 трактористов-машинистов, 6 водителей, 5 машинистов экскаваторов, 2 слесаря.

Из 24 погибших при разработке грунтов (рытье котлованов и траншей, бурение скважин) и подготовке и планировке территории для проведения работ 7 - машинисты буровых установок, 6 - машинисты бульдозера, 4 тракториста, 3 - бурильщика, 2 водителя. Шели место 25 несчастных случаев во время дежурства. Из них погибли 13 вахтеров, 6 машинистов насосных установок и 5 машинистов котельных. Более половины пострадавших, именно - 13 работников, находились на дежурствах в состоянии алкогольного опьянения, следствием чего были 9 пожаров, возникших в результате курения и неосторожного обращения с огнем и обогревательными приборами, и 2

взрыва котлов.

Основными источниками травмирования на предприятиях мелиорации были мобильные машины и транспортные средства, при эксплуатации которых погибло 255 человек: на колесных тракторах - 47 погибших, из них на К-701 - 31 человек, Т-150К -8, К-700 и ШЗ - по 2 погибших, на гусеничных - 33 погибших, из них на Т-130 - 17, ДТ-75 - 6, на бортовых автомобилях - 41 человек, самосвалах - 28, тягачах - 12, специальных автомобилях - 94, из них - 25 человек на легковых автомобилях, 17 - на автокранах, 9 - на автобусах, по 6 - на экскаваторах и бульдозерах. Несчастные случаи происходили в условиях опрокидывания транспортных средств (77 погибших), столкновений (55), наездов (54), захватов и ударов деталями и узлами машин (29), электропоражений при оперировании в зонах ЛЭП (II), падений пострадавших с машин во время движения (8) и прочие.

Вторую группу источников травмирования составляют электрооборудование (трансформаторные подстанции, электронагревательные установки, насосы и насосные станции и др.)-31 погибший, машины для производства строительных работ - II погибших (бетоносмесители и бетононасосы - 4, буровые машины - 4, козловой кран - I и прочие машины - 2), котлы паровые и водогрейные - 5 погибших, вагоны - 8 погибших.

В условиях, когда машины и оборудование не применялись в работе, погибло 72 человека, для 27 из которых источником травмы являлись здания и строительные конструкции, для 8 погибших - обвалившийся грунт незакрепленных стенок траншей, карьера, для 6 погибших работников источником смертельной травмы послужило возникновение пожара в результате курения и небрежного отношения к легковоспламеняющимся веществам, падающие деревья и предметы были источниками травм для 5 пострадавших, трое работников утонули в водоемах, трое были убиты.

Анализ основных причин гибели работников предприятий мелиорации показал, что наибольшее число погибших (54,5$) связано с опасными действиями как самих пострадавших, так и виновников несчастных случаев. Почти половина из них - это нарушение правил дорожного движения (139 погибших), в II случаях были нарушены правила обслуживания и эксплуатации машин и оборудования, 5 случаев связаны с нарушениями правил 16

эксплуатации электроустановок, в 5 случаях нарушались правила погрузки и разгрузки грузов, 4 случая произошли из-за небрежного отношения к легковоспламеняющимся веществам, 2 - из-за нарушений правил обслуживания и эксплуатации котлов.

По причине нарушений организации труда погибло 36,6$ работников (137 человек), из них в 39 случаях не осуществлялся контроль за безопасным проведением работ со стороны руководителей предприятий и производственных участков, в 29 - за соблюдением трудовой и производственной дисциплиной, в 21 - отсутствовала необходимая документация (не оформлялись наряды-допуски, не были разработаны инструкции по технике безопасности), отмечены случаи допуска к работе лиц, нешеющих соответствующей профессиональной подготовки (14 погибших) и допущенных к работе без инструктажа по технике безопасности (14 погибших), в 8 случаях была нарушена система управления технологическим процессом (отсутствие ответственных за выполнение работ повышенной опасности, назначение неподготовленных ответственных лиц, неназначение старшего рабочего при групповом выполнении работ).

В условиях эксплуатации неисправной техники погибло 8,3$ работников предприятий мелиорации (31 человек), 27 случаев с летальным исходом связаны с эксплуатацией неисправной мобильной техники, 4 - с использованием стационарного оборудования, при этом использовались машины с неисправным блокирующим устройством (6 погибших), гидросистемой (2), тормозами (2), двигателем (2), отсутствием ограждений движущихся и вращающихся деталей;,

Профессиональный состав погибших представлен на рис.5.

Аналогично рис.5 получено распределение числа погибших по профессиям в результате захватов и ударов, в результате электропоражений, падений, утоплений, пожаров, дорожно-транспортных происшествий, при эксплуатации тракторов, автобусов и автомобилей (по маркам), автокранов, буровых установок, среди электрогазосварщиков, главных специалистов, водителей, машинистов насосных установок и экскаваторов, среди трактористов, сторожей, руководителей предприятий, прочих профессий.

Результаты исследований по эргономичности средств ме-

17

ханизации и оценке средств защиты механизаторов от механического травмирования направлены на обоснование показателя уровня эргономичноети Уэ оцениваемого трактора, который определяли сравнением полученной оценки с оценкой трактора-аналога : ср ^

Уэ — ^ .

70 | Ю-

| 50 | 40

г 30 . 20' 10

"11

111

II

[ I { 1

II

Рис.5. Профессиональный состав погибших

Структура комплексного показателя (КП) эргономического уровня идеального трактора отражает весомость каждого из следующих групповых показателей: гигиенический > антропометрический , физиологический , психофизиологические % и . Результаты комплексной оценки эргономического уровня отечественных тракторов, выполненных ровнее тно с Ю.Д.Оляничем, представлены в диссертации. Они доказывают, что эргономический уровень современных тракторов составляет 36-51$ от эталонного.

Материалы исследований по оценке средств защиты механизаторов от травмирования позволили утверждать, что перспективно обеспечение безопасности механизаторов не только совершенствование встроенных средств защиты от опасностей, а и создание технических систем, автоматически устраняющих опасные действия операторов и их трагические последствия. Эффективность этого показана на примере травмоопасности трак-18

торов с каркасами жесткости и без них при опрокидывании. Для этого использовалась пиктограмма опрокидываний. Исследованиями показано, что 28% опрокидываний тракторов и МТА происходят в кювет при движении по горизонтали, 18% - при движении по пересеченной местности с углами уклонов - 35-40°, 11% - скатывание тракторов в овраги глубиной более 2 м, 8% -падения с искусственных инженерных сооружений (мостов, дамб), 8% - при движении по дорогам с утлом уклона до 12°, 8% - при заносе на ровной дороге, 6% - опрокидываний в заглубленные силосные траншеи, Ъ% - опрокидываний на уклонах берегов рек или искусственных водоемов. Выделено 8 типичных причин опрокидывания применительно к маркам тракторов, используемых на мелиоративных работах. Показано, что показатель риска летальной травмы при опрокидывании тракторов составляет 3,39 10~4, а на зарубежных тракторах в 8 раз меньше.

Результатами исследований шумов, вибраций на рабочих местах операторов мелиоративных машин и частоты пользования органами управления.установлено, что у наиболее часто используемых на мелиоративных работах тракторов (К-700А, 701, Т-150, 150К, ДТ-75М, ДТ-175С) практически все средние уровни звука и их минимальные значения превышают ныне установленные нормами значения на 2-5 дБ, что вынуждает и дальше искать пути снижения шумов. Это же относится и к вибрациям. Следствием этого является тот факт, что темп прироста заболеваний пояс-нично-крестцового отдела периферийной нервной системы у операторов в среднем составил 2,5$в год, что в 5 раз выше, чем на контроле.

Экспериментально исследовались рабочие позы операторов на тракторах К-700А, 701, Т-150К, МТЗ-80, ДТ-75М с одновременной фиксацией частоты пользования органами управления. Установлено, что операторы часто испытывают длительное статическое напряжение, вызванное нерациональной рабочей позой с наклоном корпуса до 30° в течение четверти смены; 58-85$ операционной загруженности операторов приходится на манипуляцию органами управления. За смену производится 1500-2155 манипуляций ручными и 100-180 - ножными органами управления, совершается 126-325 наклонов корпуса вперед до 43° и до 175 поворотов головы. Силы сопротивления органов управления при их переключении значительно превышают допустимые, достигая 30...120 Н на рычагах и 100-300 Н на педалях. Длительность

сосредоточенного наблюдения достигает 60$ времени смены у трактористов и 75-80$ - у экскаваторщиков, бульдозеристов, крановщиков. Это является дополнительным источником нервно-эмоцио нального напряжения.

В целях улучшения условий труда операторов разработано (подана заявка на патент) сиденье оператора мобильной машины, схема которого представлена на рис.6,7.

Сиденье содержит каркас I, на котором закреплены спинка 2, псдушка 3. Каркас I установлен на верхние звенья 4,5 двух параллельных четырехзвенных параллелограммов, составленных из шарнирно соединенных звеньев 4-11. На шарнире 12 четырехзвенного параллелограмма установлен регулируемый фиксатор 13. Нижние звенья 6,7 четырехзвенных параллелограммов через шарниры 14,15 закреплены на раме 16, жестко соединенной с вертикальной стойкой 17, которая через виброзащитный торообразный элемент 18 посредством резьбового соединения

19 закреплена в полу кабины. На раме 16 в подшипниках 20 установлена горизонтальная ось 21,на которой закреплен червяк 22 и приводящий его в движение маховик 23. Взаимодействующее с червяком 22 червячное колесо 24 подвижно установлено на горизонтальной оси 25, проходящей через середину нижнего звена 6 одного из параллелограммов. С осью 25 жестко связан полый рычаг 26, последний снабжен подпружиненным пружиной 27 фиксатором 28 с кнопкой 29 и фиксирующим элементом 30, который входит в пазы червячного колеса 24.

Сиденье содержит устройство пассивной безопасности, выполненное в виде пневможилета 31 с застежкой-молнией 32 в центральной части его переднего полотнища, закрывающего также бедра оператора. Нижние боковые полотнища пневможилета 33 и плечевые его элементы (лямки) 34 жестко закреплены, соответственно, с нижней поверхностью подушки 3 и задней поверхностью спинки 2 сиденья. При этом в пневможилете 31 выполнены сообщающиеся между собой прошитые камеры 35, в которых располагаются перфорированные с отверстиями 36 трубчатые элементы 37, соединенные с корпусом источника газа 38, расположенным, например, в горизонтальной части трубчатого каркаса I сиденья.

Устройство работает следующим образом: положенийнподуш-ки сиденья 3 по высоте и глубине кабины можно регулировать

20

31 ЗУ Рис . 6. Общий вид сиденья оператора грузоподъемной машины

Рис.7. Сиденье оператора грузоподъемной машины - вид А

за счет изменения положения боковых пар звеньев 8,10 и 9, II четырехзвенных параллелограммов с помощью регулируемого фиксатора 13, расположенного в зоне досягаемости оператора, сохраняя при этом параллельность подушки 3 по отношению к основанию, причем регулирование положения сиденья возможно в пределах величины 2 , где - длина боковых звеньев 8-11 четырехзвенных параллелограммов. Кроме того, положение сиденья можно изменять по утлу наклона относительно горизонтального уровня дискретно и плавно. Дискретное управление подушки сиденья 3 осуществляется с помощью полого рычага 26, жестко закрепленного на горизонтальной оси 25. Горизонтальное положение подушки 3 обеспечивается, когда фиксирующий элемент 30 полого рычага 26 находится в срединном пазу червячного колеса 24. При работе оператора, связанной с наблюдением за объектами, расположенными в нижней зоне обзора, непосредственно под кабиной, оператор может перевести сиденье 3 в наклонное положение относительно горизонтального уровня, равное углу + , выполнив следующие действия: оператор нажимает на кнопку 29 подпружиненного фиксатора 28, пружина 27 сжимается, фиксатор 28 выводит фиксирующий элемент 30 из паза червячного колеса 24. Оператор, наклоняясь вперед, переносит тяжесть тела, помогая подушке сиденья 3 занять наклонное положение. Оператор поворачивает полый рычаг 26 вокруг горизонтальной оси 25 вниз на угол + Л- и отпускает кнопку 29, пружина 27 восстанавливается, а-фиксирующий элемент 30 занимает положение в нижнем лазу червячного колеса 24. Аналогичные действия необходимо выполнять оператору, чтобы перевести сиденье 3 в положение "работа без наклона" и "отдых", но при этом оператор переносит тяжесть тела, опираясь на спинку сиденья 2, а фиксирующий элемент 30 полого рычага 26 занимает положение соответственно в срединном или в верхнем пазах червячного колеса 24. Сиденье, зафиксированное в положении "отдых", соответствующим углу - об » позволяет оператору разгрузить позвоночник и освободить мышцы спины от нагрузок, вызванных вынужденными позами во время работы.

В случае необходимости плавного регулирования положения сиденья по утлу наклона оператор может настроить рабочее место с учетом своих антропометрических данных. Регулирование производится с помощью маховика 23, вращающего через ось 21 червяк 22, который взаимодействуя с червячным колесом 22

24, поворачивает его, а вместе с ним и сиденье на требуемый угол.

Для снижения воздействия вибрации на оператора через сиденье 3 вертикальная стойка 17 соединена с полом кабины через виброзащитный торообразшй элемент 18.

Перед работой, заняв место на сиденье, оператор должен надеть пневможилет 31, зафиксировав его на себе посредством застежки-молнии 32. В случае перевода сиденья впположение "работа с наклоном", при котором возможно сползание оператора с сиденья, следствием чего может стать нарушение нормального и безопасного управления машиной, а также при значениях низкочастотных вибраций, превышающих нормируемые ("морская качка"), срабатывает датчик электрического сигнала (не-показан). При поступлении сигнала на воспламенительное устройство (не показано) образуется газ, который поступает в секции камер 35 пневможилета через отверстия 36 в перфорированных трубчатых элементах 37, соединенных с корпусом источника газа 38 и расположенных вдоль спинки сиденья и до обе стороны от подушки сиденья. Камеры распрямляются, натягиваются полотнища, обеспечивая плотный контакт оператора со спинкой и подушкой сиденья, тем самым обеспечивая удобство и безопасность оператора при обслуживании машины.

Глава пятая посвящена внедрению и технико-экономической эффективности результатов исследований. Они внедрены во ВНИИОТ МСХ РФ (г.Орел), в учебный процесс факультета безопасности жизнедеятельности СПбГАУ, в ЗА.0 "Петербургский тракторный завод", в отделах охраны труда МСХ РФ и Минсоцтруда, Рострудинспекции. Внедрение подтверждено справками и актами. Внедрение обеспечивает технико-экономическую эффективность, отнесенную к одному предотвращенному летальному исходу, в 32,5 тыс.руб.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы и рекомендации.

I. Изучение состояния проблемы показало, что уровень травматизма и заболеваемости операторов средств механизации мелиоративных работ высокий и наряду с механизированными работами в живодноводстве, растениеводстве занимает лидирующее

23

положение в АПК, находясь на третьем месте после горнодобывающей и лесоперерабатывающей промышленности.

2. Основными причинами летального травматизма операторов средств механизации мелиоративных работ являются опрокидывание, наезды (Самонаезды), придавливалие, удары падающим грузом и поворотными стрелами, травмирование тросами; на долю этих причин приходится 40-4552 травм.

3. Существующие в нынешней практике методы и средства предотвращения травм по указанным причинам малоэффективны и нуждаются в совершенствовании как по уровню безопасности, так и по уровню условий труда.

4. Выполненный теоретический анализ путей повышения безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК позволил определить показатели качества их функционирования по критерию безопасности, установить модель взаимосвязи показателей травматизма с внедренной нормативно-технической документацией, доказать, что эта модель является экспоненциальной и определить, что асимптота модели приближается к 9,34 по показателю частоты.

5. Предложенная методология выбора рациональной компоновочной схемы шланговых средств индвивидуальной защиты при выполнении мелиоративных работ исключает возможность ухудшения условий труда операторов.

6. Разработанная методика исследований обеспечила выполнение цели и задач исследования.

7. Разработанное в соответствии с целью и задачами исследований сипенье оператора грузоподъемной машины является новым, эффективно по эргономическим параметрам и параметрам безопасности; устройство разработано на уровне заявки на патент и проходит патентную экспертизу.

8. Выполненные экспериментальные исследования по параметрам шума и вибрации на рабочем месте показали, что они превышают нормируемые значения на 2-5 дБ.

9. Полученные численные значения риска травмирования операторов представляют интерес для науки и практики обеспечения безопасности труда в отрасли АПК.

10. Разработанные модели и устройство рекомендуются дл? использования в практике профилактики травматизма операторов мелиоративных машин.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ РАБОТ

1. Анализ состояния охраны труда в АПК /В.С.Шкрабак, В.Н.Михайлов, В.В.Шкрабак. Сб.науч.тр. СПбГАУ «Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения». С П., 1999, с. 229...236

2. Состояние нормативно-правовой базы по охране труда в АПК России по общим правилам и нормам /А.П.Лапин, В.С.Шкрабак, В.Н.Михайлов, Ю.Г.Сорокин. Сб.науч.тр. СПбГАУ «Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения». С П., 1999 г., с. 4.. . 16

3. Состояние отраслевых нормативных документов по охране труда в АПК /А.П.Лапин, В.С.Щкрабак, В.Н.Михайлов, Ю.Г.Сорокин. Сб.науч.тр. СПбГАУ «Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения». С П., 1999 г., с. 16...34.

4. Законодательные положения охраны труда /В.Н.Михайлов, Ю.Г.Сорокин,

B.В.Шкрабак. Сб. науч. тр. СПбГАУ «Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения».

C.П., 1999 г., с. 75...83.

5. Результаты мониторинга производственного травматизма с летальным исходом в системе мелиорации /А.В.Уваров, В.С.Шкрабак, В.Н.Михайлов, Ю Г.Сорокин. Сб. Науч. Гр. СПбГАУ «Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения». С П., 1999 г. с. 34.. 69.

6. Состояние профессиональной заболеваемости работников с.х. производства России и основные мероприятия по ее предупреждению .А.П.Лапин, В.С.Шкрабак, В.В. Шкрабак,

A.А.Попов, Ю.Г.Сорокин. Сб.науч. тр. СПбГАУ «Пути профилактики травматизма в АПК». С.П., 2000 г., с. 101... 112.

7. Анализ летального травматизма в растениеводстве России /А.П.Лапин,

B.С.Шкрабак, Ю.Г.Сорокин, В.В.Шкрабак. Сб. Науч. Тр. СПбГАУ «Пути профилактики гравматизма в АПК». С.П., 2000 г. с. 129...136.

8. Применение интегрального показателя качества при оценке биотехнических систем ю критерию безопасности /В.С.Шкрабак, А.П.Лапин, В.Н.Михайлов, С.П.,. 2000 г., :. 188...193

9. Сиденье оператора подъемно-транспортной машины /В.С.Шкрабак, Д.И.Торопов, Т.АХолдобина, Заявка на изобретение № 2000113806/(014606) от 30.05.2000 г.

10. Обоснование критериев оценки расположения рычагов управления трактора Т-4А / И.В.Гальянов, В.Н.Михайлов, А.Н.Лопатин, П.А.Лапин - Вестник охраны труда - Орел ШИИОТ 2000,- Вып. 1 с. 12... 14.

11. Безопасность труда в агропромышленном комплексе России: состояние и тенден-даи. В.НМихайлов, А.Н.Лопатин, В.М.Валяев, И.Г.Дорофеев, В.В.Попадейкин. Сб. науч. р. Актуальные проблемы экологии и природопользования. Российский университет друж-¡ы народов. М. 2000 г. с, 227...231.

12. Сборник нормативных материалов по социальному страхованию от несчастных лучаев на производстве и профессиональных заболеваний //В.Н.Михайлов, В.М.Валяев, ¡.А.Ратников, А.Н.Лопатин М. ГУП «Агропрогресс». 2000. 137 с.

13. Методологические подходы к выбору рациональной компоновочной схемы шлан-овых средств индивидуальной защиты при проведении мелиоративных работ. .М.Тюриков, А.Н.Лопатин - Вестник охраны труда - Орел, ВНИИОТ, 2000. - Вып.З. .37-43

Отпечатано на ротапринте Государственного научного учреждения ВНИИОТ. Заказ № 62. Тираж 200 экз. Формат 60x84 1/16

302016 Орел, ул. Комсомольская, 127