автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Создание безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору

На правах рукописи

Лапкаев Алексей Григорьевич

СОЗДАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА В ПРОЦЕССАХ ДЕРЕВООБРАБОТКИ ПО ПЫЛЕВОМУ ФАКТОРУ

05.21.05 — Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Красноярск - 2006

Работа выполнена вГОУВПО "Сибирский государственный технологический университет"

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Огурцор Виктор Владимирович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Русак Олег Николаевич;

Защита состоится 12 октября 2006 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.04 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан 2006 г.

доктор технических наук, профессор Петровский Владислав Сергеевич;

доктор технических наук, профессор Встшева Вера Федоровна.

Ведущая организация

Уральский государственный лесотехнический университет.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Деревообработка по объему производства, занятости в пей работающих - одна из самых востребованных отраслей промышленности, но по загрязнению атмосферы она входит в первую десятку среди всех отраслей промышленности. Запыленность воздуха занимает первое место среди десяпя самых опасных факторов техносферы, но в процессах деревообработки она до сих пор по многим параметрам не изучена. Из проведенных исследований выявлено, что запыленность воздуха в деревообрабатывающих цехах превышает нормативное значение в 2 - 5 и более раз. Это обусловлено несовершенством технологического оборудования и зданий цехов, низким уровнем автоматизации процессов, способов уборки рабочих мест и обеспыливания воздуха. В стране насчитывается более полмиллиона больших и малых деревообрабатывающих предприятий и цехов в других отраслях промышленности с количеством работающих более 3 млн. человек. Однако в отрасли до сих пор мероприятия по снижению запыленности воздуха на рабочих местах не являются приоритетными, и в результате несколько миллионов деревообработчиков до настоящего времени трудятся в условиях, не отвечающих гигиеническим критериям по качеству воздушной среды. Основной загрязнитель воздуха в цехах -древесная пыль. В зависимости от породы деревьев древесная пыль оказывает на организм человека аллергическое, фиброгенное и токсическое действие, вызывая головные боли, дерматиты, кровотечения из носа, горла, заболевания пс-. чени, легких, онкологические патологии со смертельным исходом.

Для создания безопасности и нормальных условий труда деревообработчиков, необходимы научно обоснованные данные по идентификации исгочни- , ков пыли, пылеобразованию в цехах, свойствам древесной пыли и ее влиянию на организм человека и окружающую его среду; динамике запыленности воздуха в зависимости от различных факторов, а также данные о гигиенической оценке условий труда деревообработчиков, таксономии процессов и их кванти-фикационных характеристик; способам и средствам обеспыливания воздушной среды цехов;, системе управления безопасностью.

До настоящего времени в научно-технической литературе в области деревообработки, как одной из основных отраслей промышленности страны, нет фундаментальных исследований по пылевому фактору, что затрудняет решение научно обоснованных оптимизационных задач по обеспечению безопасности и создания нормальных условий труда.

Нет и паучно обоснованной допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Нормируемое в настоящее время ее значение ПДК в воздухе рабочей зоны не обеспечивает как нормальные условия труда, так и безопасный стаж труда без риска профессиональных заболеваний. Отсутствие достаточно полных научно-практических исследований и знаний о вредности древесной пыли приводит к тому, что ее относят к малоопасным веществам, а это не позволяет разрабатывать соответствующие мероприятия по обеспечению безопасных условий труда и социальных программ. Имеющиеся данные исследова-

ний об ее вредности, полученные в 1930-60 гг., не отвечают современным уровням техники, технологиям и организации труда, а также гигиеническим характеристикам древесной пыли, имеющих ключевое значение в создании безопасных условий труда.

Решение данной актуальной научно-практической проблемы, имеющей важное государственное значение, должно быть направлено на улучшение условий труда в деревообработке, чтобы приблизить эту отрасль к уровню высоких и безопасных технологий. Все исследования, обусловленные целью и задачами работы, выполнялись в рамках государственных целевых программ по охране труда и развитию лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. За исходную концепцию приняты положения закона "Об основах охраны труда в РФ" и ГОСТ 12.3.042, в соответствии с которыми процессы деревообработки должны отвечать требованиям безопасности и быть экологически чистыми.

Цель работы: создание фундаментальных научно-теоретических основ по обеспечению безопасных условий труда в процессах деревообработки по пыле' вому фактору и разработка эффективной системы управления безопасностью процессов при воздействии на работающих аэрозолей преимущественно фибро-генного действия.

Для ее реализации были поставлены и решены следующие задачи:

• на основе анализа фундаментальных теорий пылевого фактора в ведущих отраслях промышленности и экспериментальных исследований, обусловленных целью и задачами диссертации, разработать основы теории пылевого фактора в процессах деревообработки;

• исследовать основные свойства древесной пыли и дать ей комплексную оценку как вредного вещества;

• провести анализ разрознешшх данных исследований о воздействии древесной пыли на организм человека;

• осуществить идентификацию источников пыли в типовом деревообрабатывающем цехе и дать их квантификационную оценку;

• исследовать факторы нылеобразования и их влияние на динамику запыленности воздуха в цехе;

• исследовать условия труда работающих в цехе при воздействии на них древесной пыли и дать им гигиеническую оценку опасности по классам условий труда;

• разработать таксономию, квантификацию и научно обоснованную систему управления безопасностью в процессах деревообработки по пылевому фактору.

Объект н методы исследований. Объектом исследований служили древесная пыль сосны, лиственницы и других пород (всего 7), а также деревообрабатывающие станки и условия труда работающих по пылевому фактору. Экспериментальные исследования проводились па ведущих предприятиях отрасли в городах Воронеж, Бийск, Красноярск, Новосибирск, Омск и др.(более 40). В исследованиях применены современные методы и технические средства, позволяющие получить адекватные результаты с учетом требований ГОСТ 12.1.016,

по достоверности количественного и качественного анализа.

Научная новизна работы:

• исследована научно-техническая и социальная проблема по созданию безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору, отличающаяся тем, что она впервые рассмотрена на научно-техническом уровне с учетом комплексного подхода к решению задачи;

• процессы деревообработки рассмотрены как объект многокритериального управления безопасностью труда, отличающийся тем, что на основе системного анализа и квантификационных оценок определены и учтены факторы, влияющие на динамику запыленности воздуха в цехах, и степень их опасности;

• экспериментальным путем определены адекватные характеристики целого комплекса свойств древесной пыли по дисперсному составу, форме, электро-заряженности, плотности, распыляемости и т.д. семи пород Сибири и Дальнего Востока, в том числе аэрогеля и красного дерева "Ьисошпеа";

• получены результаты детальной идентификации источников пыли в типовом цехе с характеристиками пылеобразования и их квантификациошюй оценкой;

• разработаны математические модели динамики запыленности воздуха в воздушной среде цеха, отличающиеся тем, что в них учтено влияние комплекса пылевого фактора;

• обоснованы с учетом разработанной таксономии процессов деревообработки по двенадцати наиболее существенным признакам пылевого фактора и их квантификациошюй оценки подходы к решению оптимизационных задач по обеспечению безопасности и созданию нормальных условий труда;

• на основе разработанной методики оценки условий труда определены вс- . личины пылевых нагрузок для работающих на основных типах рабочих мест (более двадцати) с прогнозированием для них безопасного стажа труда;

• разработан прибор скоростного контроля запыленности воздуха, отличающийся тем, что позволяет сокращать продолжительность анализа одной пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут, в десятки раз снижать стоимость исследований и применять в любом помещении, на любой высоте;

• получены результаты экспериментальных исследований на опытной централизованной установке по уборке рабочих мест и помещения цеха в целом, данные параметров ЦПУ и рекомендации по их изготовлению;

• разработаны система управления безопасностью производственных процессов как объект многокритериального управления безопасностью и программа для ЭВМ по эколого-экономической оптимизации структуры системы "цех -процессы - обеспыливание воздуха - экология -затраты" (Ц-П-ОВ-Э-З).

Практическую значимость, представляет разработанпая система управления безопасностью процессов деревообработки по пылевому фактору и их эколого-экономическая оптимизация с применением ЭВМ, позволяющие учитывать весь комплекс пылевого фактора и свойств древесной пыли основных пород Сибири и Дальнего Востока с учетом разработанной многокритериальной таксономии процессов. Ее внедрение па Новосибирском мебельном пред-

приятии ОЛО "Большевик", Омской мебельной фабрики № 1 и др. предприятиях отрасли позволило снизить запыленность воздуха в цехах в 2-5 раз. Она также используется в учебном процессе.

Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту:

• результаты исследований основных свойств древесной пыли семи пород Сибири и Дальнего востока, в том числе аэрогеля, красного дерева "bucoumea" с ее комплексной оценкой как вредного вещества;

• результаты по идентификации источников пыли и их квантификацион-ные характеристики по пылеобразованию;

• многокритериальные математические модели, характеризующие динамику запыленности воздуха, распределение концентрации пыли в воздушной среде типового деревообрабатывающего цеха;

• разработанная таксономия процессов деревообработки и их квантифика-ционная оценка по двенадцати наиболее существенным признакам пылевого фактора с величинами пылевых нагрузок для работающих в цехах с прогнозированием для них безопасного стажа труда без риска профессиональных заболеваний с учетом разработанной методики оценки условий труда;

• результаты экспериментальных исследований на опытных централизованных установках (ЦПУ) по уборке рабочих мест и помещения цеха в целом;

• прибор, адаптированный на древесную пыль, позволяющий в десятки раз снижать затраты на контроль запыленности воздуха, практические решения и рекомендации производству по снижению запыленности воздуха в цехах;

• система управления безопасностью труда по пылевому фактору в процессах деревообработки с методикой эколого-экономической оптимизации структуры системы "Ц-П-ОВ-Э-3" и программой для ЭВМ по решению оптимизационных задач при проектировании деревообрабатывающих цехов с заданными критериями качества воздушной среды цеха и безопасными условиями труда.

Апробация работы. Основные результаты и положения работы были доложены на 18 всероссийских научных конференциях, па ежегодных региональных научно-практических конференциях "Проблемы химико-лесного комплекса" и региональных конференциях.

Экспериментальные исследования выполнены па кафедрах охраны труда ВЛТИ, СибГТУ, в лабораториях обеспыливания воздуха ЛНИИОТа, НИИО-ГАЗа. Разработанные инженерно-технические мероприятия по снижению запыленности воздуха были апробированы на предприятиях Красноярска, Воронежа, Омска, Тулы и др. городов.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 44 изданиях, в том числе в трех монографиях, 5 учебных пособиях, в каталоге Всесоюзной выставки «Охрана труда» на ВДНХ при экспонировании разработанного фотопылемера. В центральных журналах опубликовано 16 статей, из них в изданиях, рекомендованных ВАК, -12.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 7 глав, заключение, библио1рафический список из 205 наименований и приложение. Она изложена на 312 страницах текста, включая 75 таблиц и 88 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулирована научно - практическая проблема, цель, объекты и методы исследований, определена научная новизна, приведены теоретическая и практическая значимость работы, апробация, сведения о публикации в различных изданиях, научные положения и результаты работы, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ паучной литературы и процессов деревообработки па функционирующих ведущих предприятиях отрасли, позволивший сделать вывод о том, что в отрасли нет ни одного предприятия с безопасными условиями труда в цехах с механической обработкой древесины из-за несовершенства оборудования, технологий производства и системы управления безопасностью производства по пылевому фактору, что пылевой фактор в деревообработке практически не изучен и к настоящему времени список научной литературы содержит всего 2 книги, 2 монографии, 1 докторскую и 5 кандидатских диссертаций, отражающих отдельные направления исследований проблемы пылевого фактора в процессах деревообработки.

Отсутствие в научной литературе данных о фундаментальных исследованиях многих признаков пылевого фактора; о закономерностях в пылеобразовании и динамике запыленности воздуха в цехах в зависимости от более десятка факторов не позволяет эффективно на законодательной основе осуществлять мероприятия по снижению запыленности воздуха в цехах и внедрению целевой программы "Пылевой фактор в процессах деревообработки", направленной на соз- , дание безопасных условий труда и безопасного стажа работы без риска профессиональных заболеваний.

Во второй главе изложены теоретические основы о пылевом факторе в процессах деревообработки, из которых следует, что на образование и движение пыли в воздушпой среде типового деревообрабатывающего цеха влияет более десятка факторов, определяющих запылешюсть воздуха, пыльность производства и степень пожаровзрывоопасности цехов. Они могут служить базой для создания фундаментальной теории пылевого фактора в процессах деревообработки, опи могут быть востребованы как при проектировании новых предприятий, так и при реконструкции действующих цехов, а математические модели в образовании, движении, пакоплении и баланса пыли в типовом цехе, отраженные в математическом аппарате численных расчетов, позволяют получить количественную и качественную оценку многих признаков пылевого фактора в цехе и находить обоснованные научно-технические решения оптимизационных задач по созданию безопасных условий труда.

Известно, что движение пыли характеризуется движением отдельно взятых пылинок и переносом пылевого облака воздушными потоками в пространстве цехов. В обоих случаях на перенос пыли в типовом цехе влияет более десятка факторов, которые можно свести в 3 группы.

Первая группа факторов объединяет основные физические свойства древесной пыли, влияющие на все пылевые процессы, происходящие в цехе и среде, а вторая - включает технологические параметры, характеризующие тип оборудо-

s

вания, количество станков в цехе и т.п., а в третью — входят строительные решения (объем и конфигурация помещения, наличие перегородок и т.п.).

На распределение концентрации пыли по высоте цеха и ее движение в его пространстве оказывают влияние более 10 видов сил: Vi- V4 - силы, характеризующие различные формы движепия пыли; Fi - F$ — силы, связанные с электрическим воздействием; F7 - F15 - силы, связанные с воздействием различных воздушных потоков (рис. 2.4); Fie — прочие силы (рис. 2.1 - 2.2).

Из анализа взаимодействия этих сил и факторов следует, что количество взаимосвязей для исследования распределения концентрации пыли в пространстве цеха составляет более 100 комбинаций. В научной литературе по деревообработке не удалось найти каких-либо данных по исследованию этих сил, и только отдельное направление по разлету опилок, крупных частиц исследовал С.Н. Святков. Основной составляющей в пылевом факторе является накопление и баланс ныли в пространстве цеха. Технологические процессы деревообработки в типовом цехе, в котором размещаются, как правило, до 20-ти типов станков, сопровождаются большим образованием пыли. В зависимости от типа станка за 1 час образуется от 2 до 5 и более кг пыли. Как показывают исследования, от этой массы в цех поступает 20-60 % пыли, что приводит к запыленности воздуха, превышающей ПДК в 2-5 и более раз. Зная количество таких станков, можно прогнозировать общую массу поступление пыли в объем цеха за всю смену. С учетом изложенного в главе даны теоретические основы пылеоб-разовапия, движения пыли и расчет пылевого баланса в цехе с помощью математических моделей. Первая модель основана на учете всех источников пыли в цехе с заданным объемом V (м3) и средней концентрацией пыли, а вторая - дана по упрощенной методике, в которой пылеобразование и поступление пыли в воздушную среду цеха суммированы от разных источников пыли.

Kcp^Kt/V. (2.1)

Например, при шлифовании щитов этот баланс пыли в помещении к определенному моменту можно выразить уравнением

M^Mi + naPyМ2-М3-М4-М5 + Мб -М7-Mg, (2.2)

где M - общая масса пыли в воздухе, накопившейся в помещении к определенному моменту; Mi -.Mg — масса пыли, поступающей в цех от различных процессов, удаляемой в циклоны и оседающей на поверхности; п - количество источников пыли в цехе; a, р, у - коэффициенты, учитывающие влияние породы дерева, тип режущего инструмента, режим обработки и т.п.

Рассмотрим процесс выноса пыли из-под утюжка на шлифовальном станке. Пылевые частицы, оторвавшись от узла резания, выбрасываются потоком воздуха, создаваемого вращающейся шлифовальной лентой, с большой начальной скоростью, а затем их движение происходит под действием различных сил, основная из которых - энергия затухающего факела воздушного потока от вращения ленты станка. Движение пыли начинается в турбулентном режиме, а затем последовательно проходит стадии переходного и ламинарного режимов. Основное уравнение, по которому можно определить зависимость расстояния

1 / Л

/

Рисунок 2.1 — Влияние различных сил и факторов на движение пыли и распределение ее концентрации в воздушной среде цеха: 1 — станки; 2 - воздушные потоки от вращающихся узлов резания; 3 - конвективные потоки воздуха;

4 —частица пыли; 5 — завихрения от вентиляционных потоков; 6 - всасывающие потоки от эксгаустерной установки; 7— трубы системы приточпо-вытяжной вентиляции; 8 - выпускной патрубок приточной вентиляции;

9 - вытяжной патрубок

Рисунок 2.2 -Направление разлета пылинок при вращении режущего инстгсумента (до оседания), пройденного частицей от ее начальной скорости, имеет вид

Рисунок 2.3 - Силы, действующие на частицу пыли в воздухе цеха

Л =

ау

<Р)8У2 2в

, и следовательно,

V г

М = | ГЛ = |

уду

твг^пв ,(2.3)

где в — вес частицы, кг; у - плотность воздуха, кг/м"; » - площадь проекции частицы на горизонтальную плоскость, м2; <р - коэффициент сопротивления движению, зависящий от состояния воздушной среды.

Взятие иитеграла позволяет определить расстояние, на котором выпадет пылинка, пройдя все области движения, например, при ламинарном режиме с (р = 24 / 11е или 11е = (1юУр / ц. Подставив значения <р и Ие в уравнение и используя формулу Стокса, определим аэродинамическое сопротивления среды деревообрабатывающего цеха движению частиц

Р = Зяцс1тУ/е. (2.4)

Решая уравнение при ср = 24 / Яе, получимшуть, пройдя который частица достигнет конечной скорости, т.е. скорости, при которой происходит оседание пыли. Если подставим в формулу (2.6) значение <р = 18.5 / 11е0 6 для промежуточного режима, значения у =1.2 и ¡л =1.753 ' 10"5 для воздуха, получим

= 18.5/2 д-я/4 'у0'4' У1'4-с1тм'Ц0'6 г' см/с2, (2.5)

где у - плотность воздуха, кг/м3; <1 т - размер частицы, мкм; |1 - динамическая вязкость воздуха, кг/см или Б = 5.1' Ю^У1,4, (1 п,1'4 . (2.6)

Конечную скорость (Ук) получим аналогично решениям предыдущих уравнений, т.е. Ук=0.15 ' 10"2 йт1иуп'72 м/с, где у„- плотность пыли. (2.7)

Для турбулентной области (Де >500) величину ср обычно принимают равной 0.44. Тогда, подставив это значения в уравнение (2.6), получим

Р = фт(уУ2/2ё)-к(Лт2/4) или (0.44 упУ2'Б) / 2ё. (2.8)

Отсюда, если на пылевую частицу действует гравитационная сила

Рв = (л <1 ш3 Уп) / 6, то скорость дрейфа найдем из уравнения

V — ^ 7 / ^

V У , где уп - плотность пыли; у-плотность воздуха. (2-9)

Интегрируя уравнение пути для частиц пыли

У г

А 5 = = |

гак

, - . (2.Ю)

у о У о 8

пройденного в турбулентном режиме при неизменном <р, получим ДБ = 8-85оо= <1шуп/340' (3.2 «1туп- 120 V2 / 3.2 с!туп- 120 У02)л*. (2.11) В данном случае частица пыли вылетает в воздух с большой начальной скоростью и, двигаясь в турбулентном режиме, пройдет расстояние, которое при

V

Д5, = \Vdtt , (2.12)

ф = 0.44 после интегрирования определится уравнением

Д Бт =5.7 ' 10'3 уп <1т (V / Уо) • (2.13)

Для режима с 11е<500 уравнение пути интегрируем при ср = 18.5 / Яе06

А Бп = -3.6 ' 104у„ (1т16 У-°'4(1У. (2.14)

. Для ламинарного режима величину ДБп получим после интегрирования

^ /

до _ _ а [ус!У

при <р = 24/Яе - Ъщхаа ] V или АБл =0.29 ' 10"5 <4Лп(У - У0) . (2.15)

Общий путь до оседания частиц определяется как сумма расстояний, пройденных частицей во всех трех режимах, т.е. А Б =А Бт+А +А 8Л . (2.16) Применяя эти формулы и данные о физических свойствах древесной пыли, среды в деревообрабатывающем цехе, можно определить расстояние, на котором выпадут частицы заданного размера.

Однако практически лучше знать зависимость распределения оседания пыли на удалении от источника не от крупности частиц, а по массе. Тогда определить массу оседающей пыли проще. Известно, что оседание пыли происходит интенсивнее с удалением от источника образования и возмущения среды, а такие процессы описывает показательный закон, т.е.

у = 10 тх + п 1 (2.17)

где у - масса пыли, оседающей на расстоянии х от источника, г/м2; т, п - величины, учитывающие влияние среды и других факторов. По уравнению можно определить массу пыли, оседающей на единицу площади, а затем пересчитать на площадь помещения. На этом пути удается получить зависимость, дающую при расчетах допустимые отклонения от статистически достоверных опытных данных, предположив, что функция у (концентрация пыли) может быть представлена в виде произведения трех функций, зависящих от одной переменной каждая, т.е.

у (х, Ь, Ф) - ^х) Ш,) (2.18)

При этом, если воздушное пространство цеха условно разделить на две или три зоны по высоте слоев с различной концентрацией в них пыли, то значительно упрощается задача, что позволяет определять оптимальную структуру воздухообмена, которая может быть реализована путем подбора соответствующих средств распределения воздуха с помощью ЭВМ.

Теоретические предположения о пылеобразовагпш, движении пыли в воздушной среде цеха и динамике запыленности воздуха, рассмотренные выше, были проверены экспериментальными исследованиями в производственных условиях. Результатами этих исследований отличаются от теоретических с погрешностью от 5 до 20%, что вполне допустимо для процессов, связанных с воздушной средой цеха.

В третьей главе приведены результаты изучения основных свойств пыли ясеня, березы, сосны, лиственницы, дуба и красного дерева "Ьисоитеа": дисперсный состав, форма частиц, плотность, электрозаряженность, слипаемость, сыпучесть, скорость витания, распыляемость, комкуемость и оптические свойства. Анализ результатов исследований позволил сделать следующие выводы.

Дисперсный состав. Исследования этого важнейшего свойства пыли были осуществлены тремя методами (ситовой, аэродинамический и оптический), результаты которых показали, что в любой древесной пыли более всего содер-

жится частиц с размером менее 50 мкм: от 31% у шли сосны до 75.5% - у пыли ясеня (рис.3.2). При выявлении влияния типа режущего инструмента выяснилось, что наиболее тонкодисперсная пыль образуется при операции шлифования. Так, частиц пыли с размерами 100-63 мкм , 63 - 50 мкм и менее 50 мкм, соответственно, составляет 17.16%; 11.8 и 31% или 59.96% от всей массы навески, тогда как при обработке заготовок на круглопильном станке ЦДК- 4 этот процент составляет 0.89; 1.32 и 0.70, т.е. врего 2.91%. Такой же малый суммарный процент у частиц указанного диапазона получается и на других станках. При сравнении дисперсного состава пыли в зависимости от породы дерева и типа инструмента следует, что наиболее тонкодисперсная пыль получается при шлифовании. Например, при этой операции на станке ШЛПС -2 пылинок сосны с размерами 100-63 мкм, 63-50 и менее 50 мкм составляет 17.6, 11.8 и 31% или всего 60.40% от всей массы навески, тогда как у пыли ясеня их 92.4%. Дифференциальное распределение, например, частиц пыли сосны и березы по размерам от 100 мкм и менее описывается уравнениями

у — 22х2 + 102,8бх + 125,4 и у = 29.25х2 - 140.99х + 171.65.

Данные полиномиальные модели с величиной достоверности аппроксимации (Я2) Я2=0,99 (рис.3.1) показывают, что такое распределение адекватно реальным процессам. Аналогичное дифференциальное распределение дисперсного состава у пыли ясеня, Ьисоитеа и лиственницы описываются уравнениями с II2 = 0.99: у = 29,4х2 - 141,8х + 172,62 (лиственница);

у = 32,4Х2 - 154,66х + 187,59 (Ьисоитеа) и у = 34,01х2 - 163,52х + 198,28 (ясень).

° <50 ^ 50-63 " 63-100 Суммарное "<50 50^3 63-100. Суммарное

Размер частом, мкм размер часплц мкм .

Рисунок 3.1 - Влияние крупности зерен шлифовальной шкурки на дисперсный состав древесной пыли: а - сосна; б - береза Таким образом, из результатов исследований следует, что частиц пыли с размером менее 50 мкм всегда больше, чем пылинок других размеров.

Исследование дисперсного состава тонкодисперсной пыли за пределами ситового анализатора осуществлено аэродинамическим методом па центробежном сепараторе французской фирмы "Бако", позволяющем отделять фракции с размерами от 40 до 3 мкм. Данные экспериментов показывают, что процент частиц размером менее 15-10 мкм резко меняется по породам дерева. Например, пыль красного дерева таких частиц содержит 58.8%, а пыль березы-37.5%.

Наименьшее количество их у пыли дуба (37.5%), а наибольшее - у пыли ясеня (65.8%). У пыли лиственницы их меньше, чем у пыли сосны (42 и 52.4%). Дифференциальное распределение пыли с таким диапазоном размеров описывается полиномами 5-й степени с К2 = 0,93 - 0.67 показывающее, что выбранные модели близки к реальным процессам и вполне допустимы для теоретических и практических расчетов. При этом в экспериментах выявилось, что дисперсный состав пыли зависит от породы древесины, типа оборудования. Распределение дисперсного состава пыли по породам дает четкую картину процесса. У хвойных пород частиц размером менее 50 мкм значительно меньше, чем у лиственных пород. Так, в зависимости от крупности зерен шлифовальной шкурки пыль сосны частиц этой фракции содержит 31- 44%, тогда как пыль ясеня - 68-75% Пыль аэрогеля содержит таких частиц 57.3%. Это больше чем у какой-либо породы дерева, кроме пыли красного дерева и ясепя, что можно объяснить наличием в ее составе включений разного происхождения.

На организм человека более всего воздействуют частицы пыли с размерами менее 10-5 мкм, которые легко проникают в организм, и с размерами менее 5 мкм, как наиболее легко заносимые в органы дыхания.

у2 = -0,1641X4 + З,874х3 - 31,151X5 + 93,821х - 60,374 у1 = -1,3327х2 + 12,11 Зх - 4,4089

3-6 6-9- 9-15 15-24 24-41 41-50 50 63 63-100

Размер частиц, мкм

Рисунок 3.2 — Сравнительное изменение дифференциального распределения

дисперсного состава древесной пыли по породам древесины Из рисунка 3.2 следует, что таких частиц больше у пыли ясеня (33.6%) и пыли красного дерева (30.7%), а меньше — у пыли дуба (14.5%) и пыли березы (16.5%). Среднее положение между ними пыли занимает пыль сосны (19.0%) и пыль лиственницы (20.3 %). Такое распределение характеризуется строением древесины и ее твердостью. Отсюда следует, что в древесной пыли в зависимости от породы дерева содержится 15-34% части, наиболее легко заносимых в легкие человека (размер 0,2- 5 мкм), и от 20 до 30% частиц, которые могут

легко заноситься в органы дыхания (5-10 мкм). Таким образом, 35-64% пыли, образующейся при шлифовании деталей, представляют непосредственную опасность для здоровья человека. Учитывая сказанное, древесную пыль по опасности проникновения в организм следует расположить в таком порядке (по убыванию): пыль ясеня -33.6%, красного дерева - 30.7%, лиственницы - 20.3%, сосны - 19.0%, березы- 16.5% и дуба - 14.5%.

Форма частиц древесной пыли. 1уГетодом микроскопии было изучено 120 пылевых проб, отобршпгах из воздуха прибором "Кониметр 10", и 70 препаратов пыли сосны, ясеня, березы, красного дерева, лиственницы, дуба и аэро-гсля. Из анализа результатов обработки выявлено, что древесная пыль имеет удлиненную пластинчатую форму с изрезанными и утонченными краями. В зависимости от породы дерева отмечается разная степень зазубренности: наибольшая - у пыли сосны, наименьшая - у пыли дуба. Наиболее ярко выражена игловидная форма частиц у пыли красного дерева и ясеня (рис. 3.3). Шаровидные пылинки встречаются очень редко. Игольчатая форма частиц объясняет причину механического воздействия пыли на слизистые оболочки, когда становится трудно дышать, першит в горле, воспаляются веки и края смыкания ноздрей носа. Если это пыль токсичных пород, то воздействие усиливается.

а б в г

Рисунок 3.3 — Форма пыли: а — дуб; б - сосна; в — ясень; г — красное дерево

Плотность пыли. Данные пикнометрических экспериментов показывают, что плотность древеспой пыли находится в пределах от 1,39 г/см 3 у ясеня, до 1,52 г/см 3 - у дуба, что объясняется плотностью самой древесины и наличием в ней смолистых веществ.

Электрический заряд частиц пыли. Методом оптической микроскопии осуществлено 8 серий экспериментов, результаты которых показывают, что частицы древесной пыли могут заряжаться положительными и отрицательными знаками заряда, положительно заряженных частиц более, чем пылинок с отрицательным зарядом, что характеризует опасность древесной пыли, обусловленную тем, что положительно заряженные частицы задерживаются в дыхатель-1шх путях дольше и они более агрессивны.

В результате других лабораторных экспериментов изучены слипаемость,

сыпучесть, оптические и другие свойства, названные выше. Обсуждение данных позволило сделать следующие выводы: свойства пыли зависят от породы дерева, размера частиц, источника образования; до 60-70% пыли, образующейся в процессах деревообработки, представляют опасность дня здоровья человека. По возможности проникновения в органы дыхания наибольшую опасность представляет пыль ясеня, красного дерева, лиственницы. Учитывая удлиненную пластинчатую форму частиц с изрезанными, ворсистыми и игловидными краями, наличие в древесине токсических веществ, воздействие пыли прпоисходит как на органы дыхания, так и ira кожные покровы. Пылинки вонзаются в кожу, слизистые органов дыхания и глаз. Древесная пыль относится к сильнослипающимся видам пыли. Наиболее подвержена слипанию пыль сосны и березы. В производственных условиях пыль не комку-ется, что положительно влияет на эффективность пылеуборки рабочих мест с помощью ЦПУ. Отличается пыль и сыпучестью: наименьшей сыпучестью обладает пыль березы, а пыль ясеня, красного дерева и сосны имеют большую сыпучесть. Древесная пыль хорошо распыляется, она слабо преломляет солнечные лучи и способна отражать направленный световой поток. При оседании на поверхности пыль затемняет интерьер, ослабляет проникновение солнечного света через окна и световой поток от светильников, что снижает культуру труда, освещенность рабочих мест, производительность труда, увеличивает утомляемость и уровень заболеваемости. Скорость витания древесной пыли зависит от размера частиц. Чем менее размер пылинок, тем менее ее скорость витания.

В четвертой главе на основе теоретических предпосылок, приведенных во 2-й главе, представлены результаты экспериментальных исследований по пы-леобразовашпо и динамике запыленности воздуха в зависимости от различных факторов. Из данных исследований следует, что в типовом цехе имеют место более 10 видов источников пыли, влияющих на пылеобразование и запыленность воздуха. Это обусловлено тем, что большинство цехов в отрасли было построено в 1950-х, когда в стране не было основополагающих СНиП и СН по проектированию цехов, регламентирующих пылеулавливание от оборудования, . наличие вентиляционных систем и качество воздушной среды в цехах. На динамику запыленности воздуха в цехе влияют более 10 факторов, основные из них - отсутствие или несовершенство пылеулавливающих устройств и систем вентиляции. Только при выполнении отдельных операций запыленность воздуха в рабочей зоне не превышает ПДК, на всех других операциях это превышение составляет 1.5 -10 ПДК; Самая пыльная из них - операция шлифования, а менее пыльная - сверление отверстий. Концентрация пыли по высоте цеха распределяется неравномерно. На ее увеличение влияют несовершенные позиционные станки, низкий уровень автоматизации процессов, способы укладки обрабатываемых деталей и уборки рабочих мест метлами, щетками, сжатым воздухом.

Теоретические предположения о пылеобразовании, движении пыли в воздушной среде цеха и динамике запыленности воздуха, рассмотренные в 2-й главе, подтверждаются результатами экспериментальных исследований с по-

грешностью от 5 до 30%, что вполне допустимо для процессов, связанных с воздушной средой цеха. При идентификации источников пыли выяснилось, что технологическое оборудование является основным источником пыли. Наиболее безопасные из них - автоматические линии, а самые пыльные - позиционные станки из-за несовершенства конструкций приемников отходов. Полученные данные отличаются от результатов других исследователей. Это объясняется тем, что одни из них массу отходов, в трм числе и пыль, определили по формулам, а основоположник научной школы по проблемам пневмотранспорта в деревообработке С.Н. Святков к пыли относил частицы размером менее 800 мкм, позднее снизив. верхнюю границу до 500 мкм. Например, по его данным, фуговальные станки дают пыли 9 кг/ч. На самом же деле к пыли следует относить частицы размером менее 150 мкм. С учетом этих размерных границ были проведены исследования по основанным станкам.

Из данных экспериментов и сказанного выше следует, что в зависимости от названных факторов в деревообрабатывающих цехах до 80% отходов попадают в пространство помещения, минуя приемники, и в отрасли нет пи одного станка, приемник которого улавливал бы все отходы, и ни один станок не отвечает требованиям безопасности по пылевому фактору. Самыми неудовлетворительными по этому фактору являются шлифовальные станки всех типов, пыле-приемники которых только на 20-50% улавливают образующуюся пыль. Так, от станка ШлПС за смепу в воздух цеха попадает до 28 кг пыли.

Укладка щитов и деталей. Отсутствие автоматических линий и подстоп-пых мест с самоподъемной платформой приводит к тому, что щиты, в нарушение правил, укладывают на них броском с высоты до одного метра. В результате в воздух срывается тонкодисперсная пыль, которая длительное время витает в пространстве цеха, создавая повышенную запыленность воздуха (рис.4.1). Это происходит из-за того, что после шлифования на деталях, особенно щитовых, остается значительное количество пыли, зависящее от породы дерева, номера шлифовальной шкурки (от 0.16 г/м2 у дуба до 4.35 г/м2 у березы). При укладке щитов броском запыленность воздуха в среднем превышает запыленность воздуха при укладке их без броска на 40-50%, т. е. в 1,5 -1,7 раза. Причем на высоте от пола 1 м она более, чем на высоте 1,5 м. Самыми пыльными цехами являются цехи и участки, где установлено позиционное оборудование. В таких цехах запыленность воздуха превышает нормируемое значение в 2-10 ПДК. Удовлетворительную оценку по чистоте воздушной среды имеют лесопильные, сушильные, сборочные цехи.

• Порода древесины существенного влияния на запыленность воздуха не оказывает. Однако из - за того, что по своим свойствам их пыль оказывает раз -ное влияние, то запыленность воздуха в 5 мг/м3, создаваемая пылью красного дерева, переносится значительно труднее, чем запыленность воздуха от пыли сосны или березы, несмотря на то, что концентрация этих видов пыли в 2 раза более. Это объясняется как игловидной формой пылинок красного дерева, так и действием веществ, входящих в ее состав.

Временной фактор. Данные исследований показали, что наибольшая

б - при броске с большой высоты

.»¿-к

а- при броске с малой высоты Рисунок 4.1 - Образование пыли и запыленности воздуха при укладке щитов на подстопное место после их шлифования

концентрация пыли имеет 4 пика (рис.4.2-4.3): к 10 ч утра, началу обеденного перерыва, к концу первого часа после обеденного перерыва и к окончанию

у— 0.0462Х4- 0.6576х3+ 2.6205х2-2.1805х + 5.0286 у2= - 0.1402х" + 3.4419х3- 28.3бхг +90.558х -58.071

Р2=0.7954 ^=0.182

3 ! § -101 х

§ зо: Е !

4 20;

1

С ; м 10;

Время в смене, ч

Рисунок 4.2 - Распределение концентрации пыли по высоте от пола и по времени в смене на расстоянии от источника пыли 1, 2 и 3 лг.

I - на высоте 1 м\ 11-2 м; III - 3 м

смены. Это объясняется тем, что производительность труда нарастает к концу каждого часа, имея наибольший пик с 11 до 12 ч и к 14 ч. При этом в цехах, как правило, работают все станки, что приводит к интенсификации производства и запыленности воздуха. Такая закономерность прослеживается во всех (более 40) обследованных цехах, что дает основание для заключения о достоверности исследований. Математическая обработка результатов экспериментов подтвердила, что динамику запыленности воздуха в течение смены описывают уравнения с величинами достоверности Я2 от 0.2 до 1. При исследовании запыленности воздуха на высоте от пола 0,5-1-1,5- 2-3 .и сделан вывод, что распределение

пыли по высоте на рабочих местах существенно зависит от типа станка. Но независимо от типа станка наибольшее значение концентрации пыли наблюдается на высотах 0,5-1.5 м (рис. 4.2,4.3).

Распределение концентрации пыли по высоте цеха теоретически описывается линейным дифференциальным уравнением 1-го порядка

ау = + ЛЛс-у> Ш С-уп < -

Решение этого уравнения может бьггь представлено в виде

У(Ъ) = У<1, (1 + в (1 - СК(Ы))), где С = У(1) (1 + в )

Ф=±(УФ!-УМ)2— си, 1=1

где г — номер эксперимента; Уф; и Уш -фактические и расчетные значения концентрации пыли в условиях I -го эксперимента; п -количество экспериментов. С использованием многомерных методов статистического анализа нелинейных моделей определена доверительная область изменения коэффициентов в я к модели 2 с помощью программы для ЭВМ.

В пятой главе изложены результаты исследований по таксономии и кван-тификации процессов деревообработки по пылевому фактору. Предлагаемая таксономия процессов, объединяющая их в 12 групп (табл.5.1), которая из-за отсутствия в научной литературе подобных классификаций может служить базой для разработки теории пылевого фактора в деревообработке.

. Таблица 5.1 - Таксономия процессов деревообработки по пылевому фактору

Вид классификации и критерии оценки Подгруппы Характеристика процессов

1 По дисперсному составу пыли 2 По химическому фактору и токсичности пыли 1-4 Отражают количество пыли, попадающей в организм за 1 час, смену, и продолжительность работы без риска получить профессиональное заболевание — пневмокониоз; характеризуют вредность пород деревьев по токсичности и содержанию в пыли химических веществ

7 По пыльности операций, процессов, производств 1-4 Ранжируют их на малопыльные, умеренной пыльности, пыльные и большой пыльности с запыленностью воздуха рабочей зоны, превышающей ПДК, в 1.1 - 5 и более раз

■8-9 По гигиенической оценке состояния воздушной среды и системы вентиляции 1-4 Характеризуют среду 4-х типов: большой пыль-сти, пыльную, умеренно пыльную и малой пыльности; хорошую, удовлетворительную и неудовлетворительную оценку

10 По виду и степени воздействия на организм человека 1-5 Подразделяют на чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренной опасности, малоопасные и экологически чистые процессы

Понедельник

Пятница

1Л

0,9

0,7

10 II 12 13

Час в смене

0,5

1,0

М

2,0 25 О 8ь1сотг»К,м

6- Зависимость изменения относительного содержания пыли, по высоте цеха

8 9 10 П 12

Час в смена а -Среднее значение распределения концентрации пыли по высоте цеха й _ Среднее значение распределения 40

концентрации . о 5 пыли

-1

-1,5 -2 -3

по высоте цеха по дням недели

10 11 12 ч;

Час в смене

! 2 3 4 5

День недели

Рисунок 4.3 -Модель распределения концентрации пыли по высоте цеха: • = У(1) х (1 +Ь (1 -

Кваитификация процессов по пыльности. На основании обработки более 6000 данных измерений в работе предлагаются численные значения характеристик отдельных показателей пылевого фактора: коэффициент пыльности технологических операций, процессов; коэффициент запыленности воздуха; индекс относительной пыльности операций, процессов; пылевая нагрузка на органы дыхания по рабочим местам; контрольная пылевая нагрузка за 25 лет стажа для основных рабочих мест; допустимый стаж работы в пылевых условиях деревообрабатывающих цехов и др. (таблицы 5.1,5.2).

Коэффициент пыльности - К„ - характеризует количество пыли, попадающей в цех из-за несовершенства пылеприемника. По данным экспериментов, выяснилось, что приемники круглопильных станков охватывают пильный диск только на 60% и при работе станка более 40% пыли в них не попадают. Отсюда К„=0.4.

Индекс относительной пыльности - К01) - отражает количество пыли, витающей в воздушной среде цеха длительное время. По результатам экспериментов следует, что преобладающий размер частиц в отходах от круглопильных станков более 50 мкм или 97-98%. Следовательно, на долю тонкодисперсных частиц приходится 3-2%. Отсюда Коп =0.02-0.03. Таким образом, в работе обсуждаются и предлагаются 7 коэффициентов, определяющих пыльность 21-го типа рабочего места, 34-х технологических операций в 8-ми деревообрабатывающих производствах. С помощью этих показателей можно составить карты запыленности воздуха для любых операций, участков, цехов, которые позволяют определить условия труда, отнести рабочие места к соответствующему классу и разработать мероприятия по обеспечению безопасности процессов. Предлагаемые коэффициенты и показатели пыльности процессов могут быть востребованы как на стадии проектирования цехов, так и при разработке мероприятий по оздоровлению условий труда в действующих цехах.

В главе 6 приведены результаты исследований по гигиенической оценке условий труда с эколого-экономической оптимизацией системы "Ц-П-ОВ-Э-3".

Гигиеническая оценка условий труда по пылевому фактору предполагает: идентификацию видов пыли, витающей в цехеяя; квантификацию ее характеристик; таксономию пылевых процессов и анализ запыленности воздуха в цехах в зависимости от вида процессов, оборудования, временного и других факторов; идентификацию заболеваний, вызываемых древесной пылью и их характеристику; анализ качества воздушной среды в цехах и эффективности цеховых систем вентиляции; анализ коллективных и индивидуальных средств защиты органов дыхания, проектных, перспективных и текущих мероприятий по снижению запыленности воздуха в цехах; установление класса условий труда и продолжительное™ безопасного стажа работника в данных условиях, исключающей вероятность профессиональных заболеваний. Эти критерии обосновывают оценку условий труда и позволяют вычислить пылевую нагрузку для каждого в работника в цехе и прогнозировать ему безопасный стаж работы (табл. 5.2).

Из анализа литературных источников следует, что древесная пыль приводит к существенным изменениям в организме: общее сенсибилизирующее дей-

ствие, проявляющееся экзематозными кожными высыпаниями; экземами, конъюнктивитами, повреждением зрения; головными болями, потерей аппетита, кровотечением из носа и горла, тошнотой и рвотой; сердечными приступами; заболеванием почек; аллергическим отеком Квинке. Ряд тропических пород обладают токсичным действием. Есть сведения, что древесная пыль способствует заболеванию туберкулезом, вызывает заболевания бронхов, местное сужение сосудов и свертывание белков, красноту, гиперсекрецию, а также опухолевые и другие заболевания, оканчивающиеся смертью через 5 лет после постановки диагноза. Все это говорит о необходимости пересмотра нормативных документов с отнесением пыли к вредному веществу 3-го класса опасности, а не к 4-му, как это регламентируется действующим стандартом.

Эколого-экономическая оптимизация структуры системы "Ц-П-З-Э-З".

В организм каждого работающего в цехе за смену, по нашим данным, попадает до 70 мг пыли в зависимости от десятка факторов, входящих в элементы названной системы (рис.6.1).

Таблица 5.2 - Характеристика рабочих мест в деревообрабатывающих цехах по запыленности воздуха

Наименование рабочего места (станки) Средне-сменная концентрация, мг/м3 /класс условий труда* Коэффициент запыленности воздуха, Кэ„ (индекс относительной пыльно- СТИ Коп) Коэффициент пыДьно- сти воздуха, к„ Пылевая нагрузка за одну смену / за средний стаж работы (25 лет), мг Допустимый стаж работы в данных условиях, лет**

Круглопильные 10-14/3.1 0.01 0.4 70/434000 15

Ленточнолильные 5-6/2 0.01 0.4 30/217000 30

Торцовочные ЦПА 10-14/3.1 0.01 0.4 70 /434000 15

Рейсмусовые 10-14/3.1 0.01 0.3 70 /434000 15

Сверлильные 5-6/2 0.01 0.1 35/217000 30

Шлифовальные и калибровальные станки 17-30/3.2 0.4 0.4-0.6 119-210/ 737000 9-5

Рамщик л/ рам 4-6/2 0.01 0.01 35/217000 30

И т.д., всего для 21 типа рабочих мест

* Только от пыли данного оборудования без учета станков, расположенных на смежных границах; ** устанавливаются применительно к местным условиям по рабочим местам с учетом влияния. Контрольная пылевая нагрузка при соблюдении ПДК (6 мг/м3) за 25 лет трудового стажа составляет 260400 мг.

Состояние любого элемента характеризует всю систему в целом, а каждый элемент представляет собой подсистему различной сложности. Связь этих составляющих системы характеризует соответствующие условия труда и воздей-

ствие на окружающую среду. При оптимизации технологического процесса необходимо учитывать 9 блоков. Все элементы этих блоков предполагают обеспечение чистоты воздуха за счст выбора технологических процессов, приемов, режимов работы, размещения оборудования и т.п. Ограничимся рассмотрением только пяти блоков из девяти, которые существенно влияют на запыленность воздуха (рис. 6.1).

-:-и 1 4

-I. /=1

2 Тип оборудования, модель

3 Размещение оборудования

^ с)

' I-7

¿=5

Ьлоки оптимизации системы

\

4 Кратность воздухообмена

5 Количество вентиляционных установок

с-ПсгП №

М У=1\1=1 у С = С] • С2 * С3 • О4 • О5

6 Концентрация пыли

7 Объем помещения

8 Установки обеспыливания

Затраты - прибыль - экология - здоровье человека

Рисунок 6.1 - Структура моделирования эколого-экономической оптимизации ситемы "цех - процессы — обеспыливание воздуха — экология - затраты"

Первый этап оптимизации - выбор технологического процесса, м ои самый сложный в системе, поскольку в нем сконцентрировано более десятка элементов, которые необходимо оптимизировать. Первым элементом подсистемы

является блок, состоящий из выбора приемов, режимов работы и порядка обслуживания оборудования. Из анализа его составляющих следует, что оптимизировать приемы и режимы работы в течение рабочей смены нет смысла, так как они отражают организационные начала работы в цехе. Зато третий элемент - порядок обслуживания оборудования - уже существенно влияет на запыленность воздуха. Например, при уборке рабочих мест щеткой, метлой, сжатым воздухом или с помощью ЦПУ запыленность воздуха будет существенно отличаться от этого порядка. Если уборку производят подручными средствами, то запыленность воздуха будет превышать ПДК в 5-15 раз, тогда как при уборке с помощью ЦПУ концентрация пыли не будет превышать фоновую или снизит ее в те же 5-15 раз. Отсюда этот блок оптимизации выразим логической суммой

•JL, где i = 1-4 - способы уборки рабочих мест метлами, щеткой,

Сj = ^ t Cj tj сжатым воздухом и ЦПУ; t — продолжительность уборки рабо-1=1 ' чих мест /-ми способами; с, - количество пыли, образующейся при уборке i-ми способами, Ci - масса пыли или концентрация.

Аналогично осуществляется оптимизация других блоков. В данной работе рассмотрено 5 блоков оптимизации, содержащих 21 переменную, которые можно записать в виде

5 5 ( я

J-1 j. 1 \ы\ J

Из этого выражения следует, что при оптимизации всей системы псобходи- • мо учитывать условие, которое отражает присутствие рассмотренных элементов на каждом этапе оптимизации, т.е.

C = Ci-С2 ■ С3 • С4 -Cs ,

где ■ - логическое произведение, смысл которого заключается в одновременном учете всех пяти блоков (Ci С5), отражающих конкретные условия в текущий момент времени и позволяющих выбрать для каждого блока Cj только одну из переменных ct'tt.

Имея численные значения этих переменных, можно с помощью ЭВМ осуществить моделирование любого процесса, добиваясь наименьшей пылевой нагрузки (ПН) на человека. Это позволит снизить воздействие древесной пыли на организм человека и увеличить продолжительность безопасного стажа труда.

В разделе приводятся результаты решения оптимизационной задачи пред-ставлешюй в виде .

F ( х )_-> opt _, xfDcS

где F ( х ) -(fj, f^... fK) - оптимизационная или целевая функция, которая численно выражает степень достижения целей функционирования оптимизируемого объекта.

Цель оптимизации - снижение концентрации древесной пыли до минимально возможных значений от нормируемой величины в процессах деревообработки при определенных ограничениях на денежные затраты.

При этом за критерий оптимальности принята наиболее безопасная величина концентрации пыли в зоне дыхания работающего - 4 мг/м3, т.е.

1 < с <; 4.

Из сказанного следует, что концентрация пыли в воздушной среде цехов зависит от названных выше факторов С = F (Х1...Х7, Zi... Z7, Vi ...V4),T.e. математическую модель оптимизации можно записать в виде C = F (Х1...Х7) —>■ min <1-5-4; C = F(Z!...Z7) min<1-^-4; C = F(Vi ...V4) -»mmSlH-4.

Итак, с учетом описанных факторов и их изменения решена задача одно-критериальной, многомерной, условной оптимизации, которая имеет вид

С = F (Xi, Х2, Хз, Х4) -» min .

Xl, Х2, Х3> Х4

Задача с алгоритмическим обеспечением решалась на базе универсальной математической программы "MathCAD 2000 Professional" и дала удовлетворительные результаты. Она позволяет на проектном уровне осуществить модель цеха и технологического процесса с обеспечением заданного качества воздушной среды цеха.

В главе 7 изложена разработанная система управления безопасностью процессов деревообработки обеспыливанием воздуха. Система включает 12 блоков-элементов, определяющих задачи, пути их решения па каждом уровне для достижения общей цели - заданное качество воздушной среды цеха, обеспечивающее безопасные условия труда. Эффективное функционирование системы зависит исключительно от двух составляющих деятельности предприятия: надлежащее выполнение законов, нормативных документов и финансирование их выполнения. Оба направления зависят от квалификации персонала, его ответственности и жизненных приоритетов. В настоящее время обеспыливание воздуха в цехах повсеместно осуществляется преимущественно аспирационной системой, предназначенной для улавливания отходов от станков с транспортированием их в циклоны. Система приточно-вытяжной вентиляции практически не применяется по различным причинам, основная из которых - недостаточная проработка в проектировании деревообрабатывающих цехов. Имеющиеся системы спроектированы и изготовлены без учета требований действующих СНиП. Уборка рабочих мест, сопровождающаяся самой большой запыленностью воздуха в течение смены, осуществляется так, как и 100 лет назад.

С технической стороны для достижения безопасности и благоприятных условий труда используют 4 метода, 40 принципов и 7 групп мероприятий. В данной работе рассмотрено одно направление — создание безопасности процессов деревообработки и нормальных условий труда обеспыливанием воздушной среды цехов инженерно-техническими и организационными мероприятиями, отличающимися от используемых в практике мероприятий комплексным подходом в решении проблемы, включающей более десяти направлений и позволяющей снизить запыленность воздуха па рабочих местах в 2-5 раз за счет модернизации пылеприемников ив 5-15 раз за счет внедрения в производство разработанной ЦПУ по сравнению с повсеместно применяемым способом

уборки рабочих мест метлами и щетками. Теоретически и экспериментально обоснованные параметры ЦПУ для проектирования и эксплуатации их в цехах отрасли дают значительный эффект в создании безопасности и нормальных условий труда по пылевому фактору (рис.7.1).

Рисунок 7.1 - Коллаж апробированных инженерных разработок по снижению запы-лешюсти воздуха в цехе: А - пылеприемник с отводом к станку ШлПС; Б - уловитель пыли у станка; В - уловитель пыли в цехе; Г -пылеприемники в вытяжной системе вентиляции на высоте 1 и 1,5 м; Д - устройство для уборки пыли на рабочих местах

Разработанный оптический пылемер, предназначенный для скоростного контроля запыленности воздуха, позволяет оперативно осуществлять контроль качества воздушной среды и сокращать продолжительность одного анализа пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут при погрешности ± 5 %, что значительно снижает стоимость одного измерения (рис. 7.2).

а . б

Рисунок 7.2 - Фотомылемер Ф-2 а — прибор в сборе; б -съемный блок питания и прибор

Для создания безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору необходимо решение комплекса задач в масштабах страны, а именно:

а) внедрение на предприятии разработанной системы управления безопасностью процессов по пылевому фактору;

б) разработка нормативно-законодательной базы о вредности древесной пыли и условий труда деревообработчиков с соответствующим контролем по созданию безопасных условий труда на предприятиях и государственным надзором по соблюдению предприятиями законодательных и нормативных документов в области обеспечения безопасности труда;

в) детальный анализ процессов деревообработки и условий труда работающих по пылевому фактору с государственным обеспечением научных исследований специалистов по рассмотренной проблеме с предложением о введении в учебные планы вузов специальной дисциплины по пылевому фактору, исходя из того, что запыленность воздуха как вредный производственный фактор занимает 1-е место из десяти самых опасных факторов в техносфере, а де-ревообработчики заболевают опасной для здоровья болезнью;

в) проектирование новых и реконструкция функционирующих цехов в соответствии с требованиями действующих СНиП, касающихся зданий цехов, систем вентиляции, с использованием передовых технологий и оборудования, автоматизированных линий, мобильных средств контроля запыленности воздуха, с обязательным включением в проектную документацию разработок по ЦПУ с централизованным их изготовлением на специальном предприятии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Деревообработка по объему производства, занятости в ней работающих -одна из самых востребованных отраслей промышленности, но по загрязнению тропобиосферы она входит в первую десятку среди всех отраслей промышленности. В процессах деревообработки запыленность воздуха в цехах превышает нормативное значение в 2 — 5 и более раз. В стране насчитывается более полмиллиона больших и малых деревообрабатывающих предприятий и цехов в Других отраслях промышленности с количеством работающих более 3 млн. человек. Но до сих пор мероприятия по снижению запыленности воздуха на рабочих местах не являются приоритетными, и в результате несколько миллионов ; деревообработчиков до настоящего времени трудятся в условиях, не отвечающих гигиеническим критериям по качеству воздушной среды. Запыленность воздуха занимает первое место среди десяти самых опасных факторов техносферы, но в процессах деревообработки пылевой фактор до сих пор по мно-шм признакам не изучен. До настоящего времени в научно-технической литературе в области деревообработки нет фундаментальных исследований по мно-1Им признакам пылевого фактору, что затрудняет решение научно обоснованных оптимизационных задач по обеспечению безопасности и созданию нормальных условий труда деревообработчиков на проектном уровне и в дейст-

вуюпщх цехах, а также прогнозирование для них безопасного стажа работы без риска профессиональных заболеваний.

2 Для достижения поставленной в диссертационной работе цели проведены экспериментальные исследования по основным признакам пылевого фактора, включающие более трех тысяч измерений, и анализ более трех тысяч данных отделов охраны труда по запыленности воздуха на рабочих местах и других характеристик пылевого фактора в 40 цехах ведущих предприятий отрасли, а также лабораторные исследования в четырех ведущих научных учреждениях, занимающихся проблемами обеспыливания воздуха. На их основе установлено, что в типовом деревообрабатывающем цехе насчитывается более десятка источников и побудителей образования пыли, а на динамику запыленности воздуха, движение пыли и ее облаков в воздушной среде цеха влияют более двух десятков сил и факторов технологического, строительного, технического и организационного характера.

3 На основе анализа фундаментальных теорий пылевого фактора в ведущих отраслях промышленности и экспериментальных исследований, обусловленных целью и задачами данной работы, разработаны основы теории пылевого фактора в процессах деревообработки, разработаны математические модели пылевого фактора в процессах деревообработки с математическим аппаратом численных расчетов, позволяющих моделировать пылевые процессы и баланс пыли в воздушной среде типового цеха, которые могут служить в качестве базовых данных для создания фундаментальной теории пылевого фактора в про-цеесах деревообработки и решения многокритериальных задач при оптимизации процессов с минимизацией запыленности воздуха.

4 Установлено, что древесная пыль имеет тонкодисперсный состав, по , форме частицы пыли в большей части игловидны с зазубренными краями. Она может заряжаться знаками зарядов, причем положительно заряженных частиц в процентом соотношении более, чем отрицательно заряженных пылинок. Ее следует относить к группе сильнослипающихся видов пыли, она хорошо распыляется, создавая в цехах облака пыли и большую концентрацию. Оседая на различные поверхности и витая в воздухе, она затемняет интерьер, снижает прозрачность воздуха и некробиотическое действие света. В зависимости от породы дерева, типа станков от 37 до 65% массы пыли имеет тонкодисперсный состав и представляет значительную угрозу для здоровья человека. Вещества, входящие в состав ныли и обусловленные породой деревьев, усиливают се негативное воздействие с различным исходом. Древесная пыль, воздействуя на организм человека, вызывает дерматозы, головные боли, желудочные и глазные недомогания, слезотечения и кровотечения из носа, обмороки, раковые опухоли и другие заболеваний различной тяжести и этиологии до смертельного исхода. На основании этого древесную пыль следует отнести к вредным веществам 3-го класса опасности, а не 4-му, как это установлено в настоящее время нормативными документами, что существенно изменит к ней отношение в обеспечении безопасности труда.

5 Выявлено, что типовые цехи, в которых осуществляется механическая

обработка древесины, имеют более 10 источников образования пыли. Основной из них - станки, при работе которых, в зависимости от их типа, образуется от 1,2 до 1170 кг пыли в час. На запыленность воздуха в цехе влияют 14 факторов, характеризующих степень пыльности процессов и условия труда работающих. Запыленность воздуха в цехе в зависимости от этих факторов превышает ПДК в 1.1 - 10 раз. Она значительно изменяется в течете смены и имеет волнообразный характер, повышаясь к 11-12 и 15-1б(часам. Концентрация пыли распределена по высоте цеха неравномерно: наибольшее ее значение наблюдается на высотах 1-1.5 м.

6 На основании экспериментальных исследований получены уравнения и построены математические модели распределения пыли по высоте цеха, влияния скорости движения аэросмеси, размера частиц и ее массы на гидравлическое сопротивление трубопроводов ЦПУ, а также уравнения и модели, описывающие движение пыли и ее баланс в пространстве цеха, что дает возможность решать оптимизационные задачи в создании безопасных условий труда как на проектном уровне, так и при реконструкции действующих цехов. Отклонения расчетных значений относительно фактических данных не превышали 5-15%, что вполне допустимо в явлениях, происходящих в воздушной среде.

7 Разработана таксономия процессов деревообработки и дана их квантифи-кационная оценка по пыльности для 21-го типа рабочих мест и других характеристик пылевого фактора, что позволяет на научио обоснованном уровне классифицировать и квалифицировать труд деревообработчиков, моделировать технологические процессы и разрабатывать соответствующие этим классификациям мероприятия по созданию безопасности и нормальных условий труда на проектном уровне и в действующих цехах, определять степень вредности процессов (операций) и прогнозировать для работающих безопасный стаж труда без риска профессиональных заболеваний.

8 С учетом разработанной методики по гигиенической оценке условий труда деревообработчиков по пылевому фактору, позволяющей квалифицировать их труд по степени вредности при воздействии на них аэрозолей преимущественно фиброгеняого действия, определено, что в зависимости от типа рабочего места рабочие получают пылевую нагрузку за смену от 70 до 210 мг. Наименьшую пылевую нагрузку принимают станочники сверлильных станков, а наибольшую - шлифовальщики. Только станочники ленточнопильных, фуговальных, сверлильных станков и лесопильных рам трудятся в допустимых условиях труда, все другие - работают во вредных условиях труда с классом 3.1, кроме шлифовальщиков, работающих во вредных условиях труда с классом , 3.2 -3.3.

9 Для снижения запыленности воздуха при уборке рабочих мест разработана и апробирована в заводских условиях централизованная пылеуборочная установка, показавшая высокую эффективность по сравнению с существующим способом уборки рабочих мест и помещения цеха в целом. Внедрение ее в производство позволит снизить запыленность воздуха на рабочих местах в 5-10 раз по сравнению с методами уборки рабочих мест, повсеместно применяемых на

предприятиях отрасли в настоящее время. Предлагаемые инженерные решения в модернизации вытяжной системы вентиляции и пылеприемников станков при минимальных затратах позволяют снизить запыленность воздуха на рабочих местах в 1,5 - 2 раза.

10 Разработанный оптический пылемер позволяет оперативно осуществлять контроль запыленности воздуха и сокращать продолжительность одного анализа пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут и в десятки раз снижать затраты при аттестации рабочих мест по условиям труда.

11 Разработанная на основе совокупности математических моделей методика эколого - экономической оптимизации структуры системы "цех - процессы - обеспыливание воздуха - экология - затраты" и созданная на ее основе программа для ЭВМ с выбором критериев оптимальности позволяют осуществлять моделирование процессов, решать оптимизационные задачи по созданию их безопасности путем снижения запыленности воздуха в цехах менее ПДК. Методику и программу молено использовать при проектировании новых и при реконструкции действующих цехов для обеспечения безопасности труда. Она используется в учебном процессе.

12 Разработанная система управления безопасностью процессов деревообработки позволяет на научпо обоснованной уровне создавать безопасные условия труда, решать насущные проблемы отрасли в обеспечении безопасности Процессов по пылевому фактору. Применение этой системы с использованием новых технологий, оборудования, мобильных средств контроля запылепности, воздуха, разработок по ЦПУ и других рекомендаций, предлагаемых в данной работе, позволит создавать безопасность и нормальные условия труда в процессах деревообработки по пылевому фактору на любом предприятии отрасли.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Монографии

1 Лапкаев, А.Г. Обеспыливание воздуха в деревообрабатывающих цехах [Текст]: монография / А.Г. Лапкаев,- Красноярск: Изд-во КГУ, 1993. -174 с.

2 Лапкаев, А.Г, Создание безопасности и нормальных условий труда в irpo-цессах деревообработки по пылевому фактору [Текст]: монография / А.Г. Лапкаев,- деп. в ВИНИТИ. - М.: 2004,- 389 с. 88 пл.: Библиогр. 197 назв. . ..

3 Лапкаев, А.Г. Создание безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору [Текст]: монография / А.Г. Лапкаев,- Красноярск: СибГТУ, 2004. 389 с.

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК

1 Лапкаев. А.Г. Электрозаряженность древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Лесной журнал.- 1973. - № 4.

2 Лапкаев, А.Г. Мельгунов, C.B. Пожары на деревообрабатывающих предприятиях Красноярского края [Текст] / А.Г. Лапкаев, C.B. Мельгунов // Пожарное дело- 1994,- №11.

3 Лапкаев, А.Г. Определение безопасного стажа труда в деревообрабатывающих цехах [Текст] / А.Г. Лапкаев // М. : Безопасность труда в промышленности.-2002.-№9.-С. 34-35.

4 Лапкаев, А.Г., Мельгунов, C.B. Пожароопасность деревообрабатывающих предприятий Красноярского края [Текст] / А.Г. Лапкаев, C.B. Мельгунов //Деревообрабатывающая промышленность,- 2002. - № 3. - С. 14-16.

5 Лапкаев, А.Г., Рогов, В.А. Повышение эффективности централизованных пылеуборочных установок для деревообрабатывающих цехов [Текст] / А.Г. Лапкаев, В.А. Рогов // М.: Деревообраб. промышленность,- 2002. - № 5. - С. 12-13.

6 Лапкаев, А.Г. Деревообрабатывающий цех и окружающая среда [Текст] / А.Г. Лапкаев // М.: Экология и промышленность России. - 2002. - № 5. - С. 39-41.

7 Лапкаев, А.Г. Эколош-экономическая оптимизация структуры системы «Деревообрабатывающий цех - окружающая среда» по пылевому фактору [Текст] / А.Г. Лапкаев // М.: Экономика природопольз.: ВИНИТИ.-2002. - № 2. - С. 61-66.

8 Лапкаев, А.Г. Химический фактор в процессах деревообработки [Текст] / А.Г. Лапкаев //Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология,- 2005,-Том 48, вып.6. С. 87-92.

9 Лапкаев А.Г.Как улучшить условия труда в деревообработке // Человек и труд,- 2005, № 5. - С.86-87.

10 Лапкаев, А.Г. Гигиенические требования к техническому обеспечению нормализации фактора древесной пыли, образующейся при проведении процессов деревообработки [Текст] / А.Г. Лапкаев // Деревообрабатывающая, промышленность. - 2005. - № 6. - С. 18-22.

11 Лапкаев, А.Г. Экологическая опасность древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Экология про- мышленного производства. — 2005, выпуск 3. С.22-32.

12 Лапкаев, А.Г., Рогов, В.А. Древесная пыль: источники, свойства, классификация, опасность [Текст] / А.Г. Лапкаев // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: ВИНИТИ- 2005. - № 7. - С. 91-125.

Публикации в центральных журналах

1 Лапкаев, А.Г. Определение дисперсного состава [Текст] / А.Г. Лапкаев // Механическая обработка древесины.- 1972. - № 7.

2 Лапкаев, А.Г. Причины повышенной запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах [Текст] / А.Г. Лапкаев // Механич. обработка древесниы,-1997,-№8.

3 Лапкаев, А.Г. Древесная пыль - третий класс опасности [Текст] / А.Г. Лапкаев // Охрана труда и социальное страхование,- 2002. - № 10. - С. 55-57.

' 4 Лапкаев, А.Г. Опасность древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Вестник МАНЭБ. Спец выпуск КРО МАНЭБ,- 2005. Том 7, вып. 4. С.243-250.

Учебные пособия

1 Лапкаев, А.Г. Запыленность воздуха в деревообрабатывающих цехах и пути ее снижения. Конспект лекций [Текст] / А.Г. Лапкаев. - Красноярск: РИО СТИ,-1981.-43 с.

2 Лапкаев, А.Г. Безопасность труда на деревообрабатывающих предприятиях

[Текст]: учебн. пособие / А.Г. Лапкаев. - М.: РИЦ «Татьянин день»,- 1997.- 261с.

3 Лапкаев А.Г. Охрана труда на деревообрабатывающих предприятиях [Текст]: учеб. пособие / А.Г. Лапкаев. - Красноярск: Изд-во КГУ, 1985. - 136 с.

Статьи, опубликованные в региональных изданиях и по материалам научно-практических конференций

1 Лапкаев, А.Г. Опасность древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Охрана труда в отраслях народи, хоз-ва.- Воронеж ВГУ.- 1972.- С. 36-40.

2 Лапкаев, А.Г. О дисперсном составе древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Охрана труда. - Воронеж: ВЛТИ.-1973.

3 Лапкаев, А.Г. К вопросу определения дисперсного состава древесной пыли методом ситового анализа [Текст] / А.Г. Лапкаев // Охрана труда в лсспом хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности. - Воронеж ВГУ, 1973.

4 Лапкаев, А.Г. Эксплуатация централизованной пылесосной установки [Текст] /А Г. Лапкаев // Мебель.-1974. - №10.

5 Лапкаев, А.Г. Методика определения запыленности воздуха в производственных помещениях и в зоне источника пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Охрана труда в лесном хозяйстве, лесной и деревообр. пром-ти. - Воронеж: ВГУ. - 1975.

6 Лапкаев, А.Г. Опыт эксплуатации централизованной пылесосной установки для уборки пыли с использованием вентилятора типа ВВД на Сомовской мебельной фабрике [Текст] / А.Г. Лапкаев //Охрана труда на промышленных предприятиях и в техническом вузе. — Воронеж: ВЛТИ, 1975.- С. 68-71.

7 Лапкаев, А.Г. Механизация процесса пылеуборки рабочих мест в деревообрабатывающих цехах [Текст] / А.Г. Лапкаев // Механизация и автоматизация деревообрабатывающих производств. - Красноярск: РИО СТИ- 1977,- вып.-5.

8 Лапкаев, А.Г. Пути снижения запыленности воздуха в деревообрабатывающей пром-сти [Текст] / А.Г. Лапкаев // Пути решения научно-технических проблем развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. - Красноярск. РИО СТИ, 1981.-С. 216-218.

9 Лапкаев, А.Г. Исследования условий труда женщин на предприятиях Красноярского края [Текст] / А.Г. Лапкаев // Пути решения научно-технических проблем развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. — Красноярск: РИО СТИ,-1981,-С. 216-218.

10 Лапкаев, А.Г. Исследование свойств пыли лиственницы [Текст] / А.Г. Лапкаев // Лиственница. - Красноярск: РИО СТИ, 1978.- вып. 9..

11 Лапкаев, А.Г. Исследование запыленности воОздуха в цехах повторной обработки деталей мебельных предприятий и некоторых способов борьбы с древесной пылыо [Текст] / А.Г. Лапкаев: Дис. к.т. наук. - Воронеж, 1973,- 230 с.

12 Лапкаев, А.Г. Определение оптимального пылеуборочного инструмента для централизованных пылеуборочных установок [Текст] / А.Г. Лапкаев // Науч-яый поиск молодежи - лесной промышл-ти края. - Красноярск: РИО СТИ, 1982.

13 Лапкаев, А.Г. Снижение запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах [Текст] / А.Г. Лапкаев // Отчет по госбюджетной научной теме. - Красноярск: СТИ, 1982- 88 гг.

14 Лалкаев, А.Г. Обеспыливание воздуха в цехах Красноярского ДОКа [Текст] / А.Г. Лалкаев [Текст] / А.Г. Лапкаев // Отчет по научной хоздоговорной теме. - Красноярск: СТИ, 1979 - 1983 гг.

15 Лапкаев, А.Г. Возможность использования централизованной пылеубо-рочной установки в цехах деревообрабатывающей промышленности [Текст] / А.Г. Лапкаев // Научный поиск молодежи - лесной промышленности края. - Красноярск: РИО СТИ, 1983. f

16 Лапкаев, А.Г. Классификация процессов механической технологии древесины по пылевому фактору [Текст] / А.Г. Лапкаев // Вестник СибГТУ,- Красноярск: РИО СибГТУ.-.2000,- № 1. -С. 56-67.

17 Лапкаев, А.Г., Мельгунов, C.B. Пожароопасность деревообраб. предприятий Красноярского края [Текст] / А.Г. Лапкаев, C.B. Мельгунов // Вестник СибГТУ,- Красноярск: РИО СибГТУ. - 2000. - №2.

18 Рогов, В.А., Лапкаев, А.Г. Исследование свойств пыли лиственницы [Текст] /В.А. Рогов, А.Г. Лапкаев // Листв-ца. Красноярск, 1978. № 9. С. 101-106.

19 Рогов, В.А., Лапкаев, А.Г. Пути снижения запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах [Текст] / В.А. Рогов, А.Г. Лапкаев // Пути решения на-уч.-техн. проблемы перспективного развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. Красноярск.- 1981. - С. 214-216.

20 Рогов, В.А., Лапкаев, А.Г. Определение оптимального пылеуборочного инструмента для централизованных пылеуборочных установок [Текст] / В.А. Рогов, А.Г. Лапкаев // Науч. Поиск молодежи - лесной пром-сти края: Тез. докл. на-уч.-техн. конф. Красноярск.-1982.-С. 238-239.

21 Рогов, В.А., Лапкаев, А.Г. Возможность использования централизованной пылеуборочной установки в деревообрабатывающих цехах [Текст] / В.А. Рогов, А.Г. Лапкаев // Науч. поиск молодежи - лесной пром-сти: Тез. докл. науч. конф. Красноярск,- 1983. - С.236-237.

22 Мельгунов, C.B., Лапкаев, А.Г. Как снизить уровень пожарной опасности деревообрабатывающих предприятий [Текст] /C.B. Мельгунов, А.Г. Лапкаев // Эколого-экономические проблемы Красноярского края: Региональная межвузов- екая экологическая конференция. - Красноярск: СибГТУ,- 2000. - С. 84-86.

23 Лапкаев, А.Г. Степень изученности свойств древесной пыли [Текст] / А.Г. Лапкаев // Вестник СибГТУ,- Красноярск: РИО СибГТУ- 2002,-№ 1. -С.38-44.

24 Мельгунов, C.B., Лапкаев, А.Г. Пожароопасность деревообрабатывающих предприятий Красноярского края [Текст] / C.B. Мельгунов, А.Г. Лалкаев // Вестник СибГТУ,- Красноярск: РИО СибГТУ,- 2002. - № 1. -С. 44 - 47. '

Инженерные разработки по снижению запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах

1 Пылеприемник к станку ШлПС-2. Апробирован в цехе обработки деталей Воронежской мебельной фабрики в 1972 г. Доклады на всероссийских конфе-. ренциях. Разослана документация в отделы охраны труда ряда предприятий.

2 Устройство для улавливания облака пыли при его движении от источника образования. Апробировано в цехе обработки деталей Воронежской мебельной фабрики в 1972 г. Доклады на всероссийских конференциях. Разослана документация в отделы охраны труда ряда предприятий по их заявкам.

3 Устройство для снижения запыленности воздуха в цехе. Апробировано в цехе обработки деталей Воропежской мебельной фабрики в 1972 г. Доклады на всероссийских конференциях. Разослана документация в отделы охраны труда ряда предприятий по их заявкам.

4 Централизованная система пылеуборки рабочих мест в деревообрабатывающих цехах (2 типа). Апробированы в цехе обработки деталей Воронежской мебельной фабрики и в мебельпом цехе Красноярского ДОКа. Доклады на всероссийских конференциях. Публикации в центральных журналах. Разослана документация в отделы охраны труда ряда предприятий по их заявкам.

5 Оптический фотопылемер для контроля качества воздушной среды в деревообрабатывающих цехах. Апробирован в производственных условиях. Доклады па всероссийских конференциях. Экспонировался на ВДНХ в рамках выставки "Охрана труда ". Прибор изготовлеп малой партией.

6 Лапкаев А.Г. Оптимизация процессов деревообработки по пылевому фактору. Программа для ЭВМ для решения оптимизационных задач по спижсггито запыленности воздуха в деревообрабатывающем цехе до значений менее ПДК.

Просим отзывы на автореферат обязательно в ДВУХ экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 82 СибГТУ, ученому секретарю совета по защите диссертаций A.B. Мелешко.

Подписано в печать 16.06.2006 г. Формат 60 х 84 1/16

Усл. печ. л. 2.0. Изд. № £3. Заказ № Тираж 100 экз.

Лицензия ЛР № 020346 выдана 20.01.1997 г.

Редакционно-издательский центр СибГТУ. 660049, Красноярск, пр. Мира, 82

Введение.

ГЛАВА 1 ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОЦЕССАХ ДЕРЕВООБРАБОТКИ ПО ПЫЛЕВОМУ ФАКТОРУ И МЕТОДОЛОГИЯ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

1.1 Запыленность воздушной среды деревообрабатывающих цехов.

1.2 Процессы деревообработки.

1.3 Пыль. Термины, определение и классификация.

1.4 Древесная пыль и ее свойства.

1.5 Опасность древесной пыли.

1.6 Пыльностъ деревообрабатывающих производств.

1.7 Обеспыливание воздушной среды.

1.8 Обеспыливание воздуха в процессах деревообработки.

1.9 Идентификация источников пыли в деревообрабатывающих цехах.

1.10 Таксономия и квантификация процессов деревообработки по пылевому фактору.

1.11 Контроль запыленности воздушной среды.

1.12 Гигиенические условия труда деревообработчиков по пылевому фактору.

1.13 Цель и задачи исследований.

1.14 Методология решения вопросов проблемы.

ГЛАВА 2 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЯ, НАКОПЛЕНИЯ И

ДВИЖЕНИЯ ПЫЛИ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ТИПОВОГО ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕХА.

2.1 Характеристика системы "Цех- процессы- запыленность и обеспыливание воздуха-экология-затраты".

2.2 Основы теории движения частиц пыли в деревообрабатывающем цехе.

2.3 Движение облака пыли в воздушной среде цеха.

2.4 Влияние вентиляции на движение пыли в воздушной среде цеха.

2.5 Математическое моделирование баланса пыли в цехе.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ

ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛИ.

3.1 Дисперсный состав.

3.2 Форма частиц древесной пыли.

3.3 Плотность пыли.

3.4 Электрический заряд частиц пыли.

3.5 Слипаемость пыли.

3.6 Сыпучесть пыли.

3.7 Оптические свойства древесной пыли.

3.8 Скорость витания.

3.9 Распыляемость древесной пыли.

3.10 Комкуемость пыли.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЕ И ЗАПЫЛЕННОСТЬ ВОЗДУХА

В ПРОЦЕССАХ ДЕРЕВООБРАБОТКИ

4.1 Идентификация источников пыли в деревообрабатывающих цехах.

4.2 Пылеобразование и запыленность воздуха в цехе.

4.3 Воздушные потоки и распределение концентрации пыли по высоте цеха.

4.4 Оседание пыли в цехе.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 ТАКСОНОМИЯ И КВАЛИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ

ДЕРЕВООБРАБОТКИ ПО ПЫЛЕВОМУ ФАКТОРУ.

5.1 Таксономия процессов деревообработки по пылевому фактору.

5.2 Квантификация процессов деревообработки по пылевому фактору.215 Выводы по главе 5.

ГЛАВА 6 ЭКОЛОГО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ В ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕХАХ.

6.1 Экологическая безопасность процессов деревообработки в оценке безопасных условий труда.

6.2 Качество элементов структуры системы "Цех - процессы - обеспыливание воздуха - экология - затраты".

6.3 Прогнозирование безопасного стажа работы деревообработчиков.

6.4 Эколого-экономическая оптимизация структуры системы "Цех -процессы - обеспыливание воздуха - экология - затраты".

6.5 Оптимизация процессов деревообработки для снижения запыленности воздуха в цехе, создания безопасности и нормальных условий труда.

6.6 Экспериментальная модель баланса пыли в ограниченном объеме воздуха цеха.

Выводы по главе 6.

ГЛАВА 7 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПРОЦЕССОВ

ДЕРЕВООБРАБОТКИ.

7.1 Классификация способов снижения запыленности воздуха.

7.2 Обеспыливание воздуха в цехах.

7.3 Контроль запыленности воздуха в цехах.

Выводы по главе 7.

Актуальность темы. Деревообработка по объему производства, занятости в ней работающих одна из самых востребованных отраслей промышленности, но по загрязнению тропобиосферы она входит в первую десятку среди всех отраслей промышленности.

В процессах деревообработки запыленность воздуха в цехах превышает нормативное значение в 2 - 5 и более раз. Это обусловлено несовершенством технологического оборудования и зданий цехов, низким уровнем автоматизации процессов, способов уборки рабочих мест и обеспыливания воздуха.

В стране насчитывается более полмиллиона больших и малых деревообрабатывающих предприятий и цехов в других отраслях промышленности с количеством работающих более 3 млн. человек. Однако до сих пор мероприятия по снижению запыленности воздуха на рабочих местах не являются приоритетными и в результате несколько миллионов деревообработчиков до настоящего времени трудятся в условиях, не отвечающих гигиеническим критериям по качеству воздушной среды. Основной загрязнитель воздуха в цехах - древесная пыль. В зависимости от породы деревьев древесная пыль оказывает на организм человека аллергическое, фиброгенное и токсическое действие, вызывая головные боли, дерматиты, кровотечения из носа, горла, заболевания печени, легких, онкологические патологии со смертельным исходом.

Запыленность воздуха занимает первое место среди десяти самых опасных факторов техносферы, но в процессах деревообработки она до сих пор по многим параметрам не изучена.

Для создания безопасности и нормальных условий труда деревообработчиков при воздействии на них древесной пыли, вызывающей более десяти наименований заболеваний различной тяжести и этиологии, необходимы научно -обоснованные данные по идентификации источников пыли, пылеобразованию в цехах, свойствам древесной пыли и их влиянию на пылевые процессы, организм человека и окружающую его среду, динамике запыленности воздуха в зависимости от различных факторов, а также данные о гигиенической оценке условий труда деревообработчиков, таксономии процессов и их квантификационных характеристик, способам и средствам обеспыливания воздушной среды цехов, системе управления безопасностью.

Необходимо уточнить и допустимый уровень концентрации древесной пыли в воздухе рабочей зоны. Нормируемое в настоящее время значение ПДК древесной пыли в воздухе рабочей зоны не обеспечивает безопасные условия труда и безопасный стаж работы без риска профессиональных заболеваний. Отсутствие достаточно полных научно-практических исследований и знаний о вредности древесной пыли приводит к тому, что ее относят к мало опасным веществам, а это не позволяет разрабатывать соответствующие мероприятия по снижению запыленности воздуха в цехах и осуществлять дополнительное финансирование на обеспечение безопасных условий труда и социальных программ.

До настоящего времени в научно-технической литературе в области деревообработки, как одной из основных отраслей промышленности страны, нет фундаментальных исследований по пылевому фактору, нет научно обоснованных разработок по идентификации источников пыли, таксономии процессов по пылевому фактору и их квантификационных характеристик, что не позволяет наиболее полно учитывать пылеобразование как при отдельных операциях, так и во всем цехе и не дает возможности эффективно решать задачи по оптимизации мероприятий, направленных на обеспыливание воздуха, моделирование процессов и оптимизацию структуры системы "Цех - процессы - обеспыливание воздуха - экология - затраты" ( "Ц-П-ОВ-Э-3"), а также на обеспечение безопасных условий труда.

Нет достаточного количества данных по исследованиям свойств древесной пыли, ее научно обоснованной допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны. Имеющиеся данные исследований об ее вредности, полученные в 1930-60 годах, не отвечают современным уровням техники, технологии и организации труда, а также гигиеническим характеристикам древесной пыли, имеющих ключевое значение в создании безопасности и условий труда.

Наука и практика не имеют данных о гигиенической оценке условий труда деревообработчиков по пылевому фактору, что не дает возможности относить деревообработку в разряд вредных и опасных отраслей промышленности и прогнозировать безопасный стаж работающим без риска профессиональных заболеваний с соответствующими материальными и социальными гарантиями по возмещению ущерба, наносимому здоровью работающих.

Решение этой актуальной научно-практической проблемы, имеющей важное государственное значение, должно быть направлено на улучшение условий труда в деревообработке, чтобы приблизить эту отрасль к уровню высоких технологий.

Все исследования в диссертационной работе, обусловленные целью и поставленными задачами, выполнялись в рамках государственных целевых программ по охране труда и развитию лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. За исходную концепцию приняты положения Федерального закона "Об основах охраны труда в РФ" и ГОСТ 12.3.042, в соответствии с которыми процессы деревообработки должны отвечать требованиям безопасности труда, быть экологически чистыми.

Цель работы - создание фундаментальных научно-теоретических основ по обеспечению безопасных условий труда в процессах деревообработки и разработка эффективной системы управления безопасностью процессов при воздействии на работающих аэрозолей преимущественно фиброгенного действия.

Для ее реализации были поставлены и решены следующие задачи:

• исследовать основные свойства древесной пыли: дисперсный состав, плотность, электрический заряд, форму, распыляемость, скорость витания, ком-куемость и др. и дать ей комплексную оценку с учетом результатов экспериментальных исследований;

• провести анализ разрозненных данных медицинских исследований о воздействии древесной пыли на организм человека и окружающую среду;

• осуществить идентификацию источников пыли в типовом цехе с исследованиями основных их характеристик по пылевому фактору;

• исследовать факторы пылеобразования и их влияние на динамику запыленности воздуха в типовом деревообрабатывающем цехе;

• исследовать условия труда работающих в типовом цехе при воздействии на них древесной пыли и дать им гигиеническую оценку опасности по классам условий труда;

• разработать таксономию и квантификацию процессов деревообработки по пылевому фактору;

• разработать и внедрить в производство научно-обоснованную эффективную систему управления безопасностью в процессах деревообработки по пылевому фактору;

• на основе анализа фундаментальных теорий пылевого фактора в ведущих отраслях промышленности и экспериментальных исследований, обусловленных целью и задачами данной работы, разработать основы теории пылевого фактора в процессах деревообработки,

Объект и методы исследований. Объектом исследований служили древесная пыль сосны, лиственницы, ясеня, дуба и других пород (всего 7), а также оборудование в процессах деревообработки и условия труда работающих по пылевому фактору. Экспериментальные исследования проводились на ведущих предприятиях отрасли в городах: Воронеж, Бийск, Красноярск, Новосибирск, Омск, Чехов, Бийск, Лесосибирск, Стрелка и др.(более 40).

В исследованиях использованы современные методы и технические средства, позволяющие получать адекватные результаты экспериментальных исследований по оценке всех критериев и признаков пылевого фактора в процессах деревообработки. При этом использованы как имеющие методики и приборы, так и разработанные в работе новые методики и средства, применительно к исследованиям отдельных признаков (направлений) пылевого фактора, позволяющие получать адекватные результаты экспериментальных исследований.

Достоверность полученных результатов. Установление представительности анализов, позволяющие получать достоверные результаты по запыленности воздуха в зависимости от факторов, и других видов исследований, определенных этой работой, осуществляли с учетом требований ГОСТ 12.1.016.

В исследованиях использованы современные теории и технические средства для обработки результатов экспериментов, позволяющие адекватно оценивать итоги количественного и качественного анализа.

Научная новизна работы:

• исследована научно-техническая и социальная проблема по созданию безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору, отличающаяся тем, что она впервые рассмотрена на научно-техническом уровне по десяти направлениям проблемы с учетом комплексного подхода к решению задачи;

• процессы деревообработки рассмотрены как объект многокритериального управления безопасностью труда по пылевому фактору, отличающиеся тем, что на основе системного анализа и квантификационных оценок определены и учтены факторы, влияющие на динамику запыленности воздуха в цехах и степень опасности процессов деревообработки;

• экспериментальным путем определены адекватные характеристики целого комплекса свойств древесной пыли по дисперсному составу, форме, электро-заряженности, плотности, распыляемости и т.д. семи пород Сибири и Дальнего Востока, в том числе аэрогеля и красного дерева "Ьисоитеа";

• результаты исследований по впервые осуществленной детальной идентификации источников пыли в типовом деревообрабатывающем цехе с характеристиками пылеобразования и их квантификационной оценкой;

• разработаны математические модели динамики запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах, отличающиеся тем, что в них учтено влияние и всего комплекса пылевого фактора (более десяти);

• обоснованы с учетом разработанной таксономии процессов деревообработки по двенадцати наиболее существенных признаков пылевого фактора и их квантификационной оценкой подходы к решению оптимизационных задач по обеспечению безопасности и экологичности процессов;

• определены величины пылевых нагрузок для работающих на основных типах рабочих мест (более двадцати) с прогнозированием для них безопасного стажа работы на основе разработанной методики оценки условий труда и предложенной классификации процессов;

• разработан прибор скоростного контроля запыленности воздуха в цехах, отличающийся тем, что позволяет сокращать продолжительность анализа одной пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут, в десятки раз снижать стоимость одного измерения и применять в любом помещении, на любой высоте;

• результаты экспериментальных исследований на опытной централизованной установке (ЦПУ) по уборке рабочих мест и помещения цеха в целом, впервые осуществленные в деревообработке, данные параметров ЦПУ и рекомендациями по их изготовлению;

• разработаны система управления безопасностью процессов деревообработки по пылевому фактору как объект многокритериального оптимального управления безопасностью условий труда работающих и программа для ЭВМ по эколого-экономической оптимизации структуры системы "Цех - процессы -обеспыливание воздуха - экология - затраты" для создания безопасности и нормальных условий труда в деревообрабатывающих цехах.

Практическая значимость. Практическую значимость представляет разработанная система управления безопасностью процессов деревообработки по пылевому фактору и их эколого-экономическая оптимизация с применением ЭВМ, позволяющая учитывать весь комплекс пылевого фактора и свойств древесной пыли основных пород Сибири и Дальнего Востока с учетом разработанной многокритериальной таксономии процессов.

Разработанная система управления безопасностью процессов позволяет снизить запыленность воздуха в цехах в 2-5 раз. Она внедрена на Воронежской мебельной фабрике, Новосибирском мебельном предприятии ОАО "Большевик", Омской мебельной фабрики № 1 и др., а также используется в учебном процессе.

Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту;

• результаты исследований комплекса основных свойств древесной пыли семи пород Сибири и Дальнего востока, в том числе аэрогеля и красного дерева "Ьисоишеа" с ее комплексной оценкой вредного вещества;

• результаты исследований по идентификации источников пыли и их кван-тификационные характеристики по пылеобразованию;

• многокритериальные математические модели, характеризующие динамику запыленности воздуха, распределение концентрации пыли в воздушной среде типового деревообрабатывающего цеха;

• разработанная таксономия процессов деревообработки и их квантифика-ционная оценка по двенадцати наиболее существенным признакам пылевого фактора;

• величины пылевых нагрузок для работающих на основных типах рабочих мест с прогнозированием для них безопасного стажа труда без риска профессиональных заболеваний с учетом разработанной методики гигиенической оценки условий труда и таксономии процессов по пылевому фактору;

• прибор, адаптированный на древесную пыль, позволяющий в десятки раз снижать затраты на контроль запыленности воздуха в цехах;

• методика эколого-экономической оптимизации структуры системы "Ц-П-ОВ-Э-3" с программой для ЭВМ по решению оптимизационных задач при проектировании деревообрабатывающих цехов с заданными критериями качества воздушной среды цеха и безопасными условиями труда;

• результаты экспериментальных исследований на опытных централизованных установок (ЦПУ) по уборке рабочих мест и помещения цеха в целом, впервые осуществленные в деревообработке, данные параметров ЦПУ и рекомендациями по их изготовлению;

• практические решения и рекомендации производству по снижению запыленности воздуха в цехах;

• система управления безопасностью труда по пылевому фактору в процессах деревообработки;

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 18 всесоюзных и всероссийских научно-практических конференциях, на ежегодных региональных научно-практических конференциях "Проблемы химико-лесного комплекса" и региональных конференциях.

Экспериментальные исследования выполнены на кафедрах охраны труда ВЛТИ, СибГТУ, в лабораториях обеспыливания воздуха ЛНИИОТа, НИИО-ГАЗа.

По разработанным методикам было реализовано 55 научно-исследовательских проектов, отдельные из которых отмечены дипломами в республиканских и региональных конкурсах студенческих работ. Разработанные инженерно-технические мероприятия по снижению запыленности воздуха были апробированы на предприятиях Красноярска, Воронежа, Омска, Тулы и др. городов.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 44 изданиях, в том числе в трех монографиях, 5 учебных пособиях, в каталоге всесоюзной выставки «Охрана труда» на ВДНХ при экспонировании разработанного фотопылемера.

В центральных журналах опубликовано 16 статей, из них в изданиях, рекомендованных ВАК, -12.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 7 глав, заключение, библиографический список из 205 наименований и 7 приложений.

Выводы по главе 7

1 Установлено, что ни в науке, ни в практике деревообработки страны все еще не разработана система управления безопасностью процессов по пылевому фактору, занимающему первое место среди 10 самых опасных факторов техносферы. Обеспыливание воздуха в цехах повсеместно осуществляется преимущественно эксгаустерной установкой. Системы обеспыливающей приточно-вытяжной вентиляции практически не применяются по различным причинам, основная из которых - недостаточная проработка в проектировании деревообрабатывающих цехов. Имеющиеся установки спроектированы и изготовлены без учета требований действующих СНиП. Уборка рабочих мест, сопровождающаяся самой большой запыленностью воздуха в течение смены, осуществляется как и 100 лет назад.

2 Науке и практике предлагается система управления безопасностью процессов деревообработки по пылевому фактору, отличающаяся от используемых в практике мероприятий комплексным подходом в решении проблемы, включающей более десяти направлений.

3 Предлагаемые в системе мероприятия отличаются от имеющихся и позволяют снизить запыленность воздуха на рабочих местах в 2-5 раз за счет модернизации пылеприемников и в 5-15 раз за счет внедрения в производство разработанной ЦПУ по сравнению с повсеместно применяемым способом уборки рабочих мест метлами и щетками. Теоретически и экспериментально обоснованные параметры ЦПУ дают данные для проектирования и эксплуатации их в цехах отрасли с обеспечением безопасности и нормальных условий труда по пылевому фактору.

4 Разработанный оптический пылемер, предназначенный для скоростного контроля концентрации пыли в воздухе, отличается от имеющихся тем, что позволяет оперативно осуществлять контроль качества воздушной среды и сокращать продолжительность одного анализа пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут при погрешности ± 5%, что значительно снижает стоимость одного измерения.

5 Для создания безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору необходимо решение комплекса задач: а) создание на предприятии системы управления безопасностью процессов по пылевому фактору; б) разработка нормативно-законодательной базы о вредности древесной пыли и условий труда деревообработчиков с соответствующим контролем по созданию безопасных условий труда на предприятиях и государственным надзором по соблюдению предприятиями законодательных и нормативных документов в области обеспечения безопасности труда; в) детальный анализ процессов деревообработки и условий труда работающих по пылевому фактору с государственным обеспечением научных исследований по рассмотренной проблеме с предложением о введении в учебные планы вузов и средне-специальных заведений специальной дисциплины по пылевому фактору, исходя из того, что запыленность воздуха, как вредный производственный фактор, занимает ведущее место среди других факторов в техносфере, а дере-вообработчики заболевают опасными для здоровья болезнями; г) проектирование новых и реконструкция действующих цехов в соответствии с требованиями СНиП, касающихся зданий цехов, вентиляционных систем с использованием высоких технологий и оборудования, автоматизированных линий, мобильных средств контроля запыленности воздуха, с обязательным включением в проектную документацию разработок по ЦПУ с централизованным их изготовлением на специальном предприятии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Деревообработка по объему производства, занятости в ней работающих -одна из самых востребованных отраслей промышленности, но по загрязнению атмосферы она входит в первую десятку среди всех отраслей промышленности. В процессах деревообработки запыленность воздуха в цехах превышает нормативное значение в 2 - 5 и более раз. В стране насчитывается более полмиллиона больших и малых деревообрабатывающих предприятий и цехов в других отраслях промышленности с количеством работающих более 3 млн. человек. Но до сих пор мероприятия по снижению запыленности воздуха на рабочих местах не являются приоритетными, и в результате несколько миллионов деревообработ-чиков до настоящего времени трудятся в условиях, не отвечающих гигиеническим критериям по качеству воздушной среды. Запыленность воздуха занимает первое место среди десяти самых опасных факторов техносферы, но в процессах деревообработки пылевой фактор до сих пор по многим признакам не изучен. До настоящего времени в научно-технической литературе в области деревообработки нет фундаментальных исследований по многим признакам пылевого фактору, что затрудняет решение научно обоснованных оптимизационных задач по обеспечению безопасности и созданию нормальных условий труда на проектном уровне и в действующих цехах, а также прогнозирование безопасного стажа работы без риска профессиональных заболеваний.

2 Для достижения поставленной в диссертационной работе цели проведены экспериментальные исследования по основным признакам пылевого фактора, включающие более трех тысяч измерений, и анализ более трех тысяч данных отделов охраны труда по запыленности воздуха на рабочих местах и других характеристик пылевого фактора в 40 цехах ведущих предприятий отрасли, а также лабораторные исследования в четырех ведущих научных учреждениях, занимающихся проблемами обеспыливания воздуха. На их основе установлено, что в типовом деревообрабатывающем цехе насчитывается более десятка источников и побудителей образования пыли, а на динамику запыленности воздуха, движение пыли и ее облаков в воздушной среде цеха влияют более двух десятков сил и факторов технологического, строительного, технического и организационного характера.

3 На основе анализа фундаментальных теорий пылевого фактора в ведущих отраслях промышленности и экспериментальных исследований, обусловленных целью и задачами данной работы, разработаны основы теории пылевого фактора в процессах деревообработки, разработаны математические модели пылевого фактора в процессах деревообработки с математическим аппаратом численных расчетов, позволяющих моделировать пылевые процессы и баланс пыли в воздушной среде типового цеха, которые могут служить в качестве базовых данных для создания фундаментальной теории пылевого фактора в процессах деревообработки и решения многокритериальных задач при оптимизации процессов с минимизацией запыленности воздуха.

4 Установлено, что древесная пыль имеет тонкодисперсный состав, по форме частицы пыли в большей части игловидны с зазубренными краями. Она может заряжаться знаками зарядов, причем положительно заряженных частиц в процентом соотношении более, чем отрицательно заряженных пылинок. Ее следует относить к группе сильнослипающихся видов пыли, она хорошо распыляется, создавая в цехах облака пыли и большую концентрацию. Оседая на различные поверхности и витая в воздухе, она затемняет интерьер, снижает прозрачность воздуха и некробиотическое действие света. В зависимости от породы дерева, типа станков от 37 до 65% массы пыли имеет тонкодисперсный состав и представляет значительную угрозу для здоровья человека. Вещества, входящие в состав пыли и обусловленные породой деревьев, усиливают ее негативное воздействие с различным исходом. Древесная пыль, воздействуя на организм человека, вызывает дерматозы, головные боли, желудочные и глазные недомогания, слезотечения и кровотечения из носа, обмороки, раковые опухоли и другие заболеваний различной тяжести и этиологии до смертельного исхода. На основании этого древесную пыль следует отнести к вредным веществам 3-го класса опасности, а не 4-му, как это установлено в настоящее время нормативными документами, что существенно изменит к ней отношение в обеспечении безопасности труда.

5 Выявлено, что типовые цехи, в которых осуществляется механическая обработка древесины, имеют более 10 источников образования пыли. Основной из них - станки, при работе которых, в зависимости от их типа, образуется от

1,2 до 1170 кг пыли в час. На запыленность воздуха в цехе влияют 14 факторов, характеризующих степень пыльности процессов и условия труда работающих. Запыленность воздуха в цехе в зависимости от этих факторов превышает ПДК в 1.1 - 10 раз. Она значительно изменяется в течение смены и имеет волнообразный характер, повышаясь к 11-12 и 15-16 часам. Концентрация пыли распределена по высоте цеха неравномерно: наибольшее ее значение наблюдается на высотах 1-1.5 м.

6 На основании экспериментальных исследований получены уравнения и построены математические модели распределения пыли по высоте цеха, влияния скорости движения аэросмеси, размера частиц и ее массы на гидравлическое сопротивление трубопроводов ЦПУ, а также уравнения и модели, описывающие движение пыли и ее баланс в пространстве цеха, что дает возможность решать оптимизационные задачи в создании безопасных условий труда как на проектном уровне, так и при реконструкции действующих цехов. Отклонения расчетных значений относительно фактических данных не превышали 5-15%, что вполне допустимо в явлениях, происходящих в воздушной среде.

7 Разработана таксономия процессов деревообработки и дана их квантифи-кационная оценка по пыльности для 21-го типа рабочих мест и других характеристик пылевого фактора, что позволяет на научно обоснованном уровне классифицировать и квалифицировать труд деревообработчиков, моделировать технологические процессы и разрабатывать соответствующие этим классификациям мероприятия по созданию безопасности и нормальных условий труда на проектном уровне и в действующих цехах, определять степень вредности процессов (операций) и прогнозировать для работающих безопасный стаж труда без риска профессиональных заболеваний.

8 С учетом разработанной методики по гигиенической оценке условий труда деревообработчиков по пылевому фактору, позволяющей квалифицировать их труд по степени вредности при воздействии на них аэрозолей преимущественно фиброгенного действия, определено, что в зависимости от типа рабочего места рабочие получают пылевую нагрузку за смену от 70 до 210 мг. Наименьшую пылевую нагрузку принимают станочники сверлильных станков, а наибольшую - шлифовальщики. Только станочники ленточнопильных, фуговальных, сверлильных станков и лесопильных рам трудятся в допустимых условиях труда, все другие - работают во вредных условиях труда с классом 3.1, кроме шлифовальщиков - у них класс условий труда 3.2-3.3.

9 Для снижения запыленности воздуха при уборке рабочих мест разработана и апробирована в заводских условиях централизованная пылеуборочная установка, показавшая высокую эффективность по сравнению с существующим способом уборки рабочих мест и помещения цеха в целом. Внедрение ее в производство позволит снизить запыленность воздуха на рабочих местах в 5-10 раз по сравнению с методами уборки рабочих мест, повсеместно применяемых на предприятиях отрасли в настоящее время. Предлагаемые инженерные решения в модернизации вытяжной системы вентиляции и пылеприемников станков при минимальных затратах позволяют снизить запыленность воздуха на рабочих местах в 1,5-2 раза.

10 Разработанный оптический пылемер позволяет оперативно осуществлять контроль запыленности воздуха и сокращать продолжительность одного анализа пробы запыленного воздуха с трех суток до трех минут и в десятки раз снижать затраты при аттестации рабочих мест по условиям труда.

11 Разработанная на основе совокупности математических моделей методика эколого - экономической оптимизации структуры системы "Ц-П-ОВ-Э-3" и созданная на ее основе программа для ЭВМ с выбором критериев оптимальности позволяют осуществлять моделирование процессов, решать оптимизационные задачи по созданию их безопасности путем снижения запыленности воздуха в цехах менее ПДК. Методику и программу можно использовать при проектировании новых и при реконструкции действующих цехов. Она используется в учебном процессе.

12 Разработанная система управления безопасностью процессов деревообработки позволяет на научно обоснованном уровне создавать безопасные условия труда, решать насущные проблемы отрасли в обеспечении безопасности процессов. Применение системы с использованием новых технологий, оборудования, мобильных средств контроля запыленности воздуха, разработок по ЦПУ и других рекомендаций, предлагаемых в данной работе, позволит создавать безопасные условия труда в цехах по пылевому фактору на любом предприятии отрасли.

1. Рязанов В. А. Методика изучения пылевого фактора в производстве. Пермь: Медиздат, 1954. 32 с.

2. Фукс Н. А. Механика аэрозолей. М.: Изд-во А СССР, 1956. 352 с.

3. Бурштейн А. И. Методы исследования аэрозолей. Киев:Медиздат,1934,- 56 с.

4. Вигдорчик Е. А. Задержка аэрозолей при дыхании // Л.: Труды и материалы Ленинград, ин-та организации и охраны труда ВЦСПС. 1948,- С. 27-39.

5. Вигдорчик Е. А. Определение запыленности воздуха по методу Овенса // Гигиена и эпидемиология. 1928. -№11.

6. Ромашев Г. И. Теоретическая схема седиментации и коагуляции промышленных пылей. Л.: Изд-во ЛИОТ ВЦСПС, 1935. 70 с.

7. Ромашев Г. И. Основные принципы и методы определения дисперсного состава промышленных пылей. Л.: Изд-во ЛИОТ ВЦСПС, 1938. - 85 с.

8. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы / Пер. с англ.; Под ред. И. А. Функса. Л.: Химия, 1972. - 428 с.

9. Ходаков Г. С. Основные методы дисперсного анализа порошков. М.: Строй-издат, 1968.

10. Андреев С. Е., Товаров В. В., Перов В. А. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. М.: Металлургия, 1953,- 42с.

11. Зайончковский Я. Обеспыливание в промышленности.:Стройиздат,1969.-350с

12. Гиббс В. Аэрозоли. Дисперсные системы в газах и их практическое применение / Пер. с англ. М.: Химия, 1929. 190 с.

13. Спурный К. Аэрозоли / Пер. с англ. М.: Химия, 1964. 230 с.

14. Фукс Н. А. Успехи механики аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР,1967. 159 с.

15. Святков С. Н. Пневматический транспорт измельченной древесины. М.: Лесная пром-сть, 1967. 318 с.

16. Святков С. Н. Удаление пыли и стружки при работе на деревообрабатывающих станках. Л.: Машиностроение, 1964. 123 с.

17. Шемякин С. Н. Внутризаводской транспорт деревообрабатывающих предприятий. М.: Лесбумиздат, 1955.-390 с.

18. Зимон А. Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, - 1976. - 432 с.

19. Успенский В. А. Пневматический транспорт. Свердловск: Металлургия, 1959.-231с.

20. Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. 296 с.

21. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленны пылей и измельченных материалов. М.: Химия, 1971. -280 с.

22. Бекрицкий А. И. Профессиональные заболевания слизистой оболочки дыхательных путей и столяров-мебельщиков // Оздоровление труда революционного быта. 1927. № 18.

23. Михайлуц А. П. Гигиеническая оценка условий труда в лесопильных и станочных отделениях столярного цеха: Автореф., к. т. н. J1., 1968. - 23 с.

24. Пинус Р. Б. Влияние древесной пыли на заболевание верхних дыхательных путей // Вестн. риноларингоогии. 1927. - № 2.

25. Рогов В. А. Влияние состава и свойств древесной пыли на режим работы и параметры централизованной пылеуборочной установки: Дис. . канд. техн. наук. -Красноярск, 1983. 152 с.

26. Русак О. Н., Милохов В. В. Борьба с пылью на деревообрабатывающих предприятиях. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 151 с.

27. Русак О.Н., Милохов В.В., Яковлев Ю.А., Щеголев В.П. Охрана воздушной среды на деревообрабатывающих предприятиях- М.: Лесн. пром. 1989,- 290с.

28. Жестяников М. В., Назаренко Н. Г. Дисперсный анализ пыли, образующейся при шлифовании мебельных щитов // Лесной журн. 1971. №5.

29. Петровский B.C. A.c. № 874535 от 11.08.80 "Устройство для улавливания измельченной древесины в пневмотранспортных системах"

30. Петровский B.C. Оптимальное управление динамическим потоком пневмотранспорта пыли и измельченной древесины. Материалы всесоюзной конференции "Динамика процессов химических технологии'.-Воронеж: ВПИ, 1982.-С. 146-154

31. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха в системах вентиляции и кондиционирования на основе инерции аэрозолей: Дис. д-ра т. н. М., 1975. - 340 с.

32. Александров А.Н., Козориз Г.Ф. Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на деревообр-щих предприятиях.-М.: Лесн. пром. 1988.- 248 с.

33. ГОСТ 12.3.002- 76*. ССБТ. Процессы производственные.

34. Полуберинов О.Н. Плотность древесины // Тр. /ЛТА. 1973. - 120 С.

35. Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. М.: Химия, 1982. 256 с.

36. Справочник по пыле- и золоулавливанию: Справочник / Под редакцией A.A. Русанова. М.: Энергоиздат, 1983. -312 с.

37. Испытание обеспыливающих вентиляционных установок / ВНИИОТ. -Л,1971,- 102 с.

38. Клячко Л.С. Пневматический транспорт на деревообрабатыв. предприятиях инагнетательно-пневматические установки.-Л.: Кубус, 1931. - 56 с.

39. Козориз Г.Ф. Пневматический транспорт измельченной древесины.- М.: Лесн. пром-сть, 1964,- 180 с.

40. Трайтельман Г.Я, Пневматический транспортер на деревообрабатывающих предприятиях. М.: Лесбумиздат, 1956. - 63 с.

41. Святков С.Н. К вопросу об удалении отходов и пыли эксгаустерными приемниками / Техническая информация по результатам научно-исследовательских работ лесотехнической академии. Л., 1956. - № 32.

42. Вигдорчик Е. А. Определение запыленности воздуха по методу Овенса // Гигиена и эпидемиология, 1928 № 11.

43. Косенко А.И. Методы определения электрозаряженности производственных аэрозолей. Харьков: Медицина, 1969. 22 с.

44. Хохряков К.П. Методика микроскопических определений состава пыли промышленных предприятий // Тр. / Ленинград. ГОТа. 1927. - вып. 1 и 2.

45. Коузов П.А., Иофинов Г.А. Инструкция по проведению анализа дисперсного состава пыли. М.: ВЦНИИОТ, 1965.-24 с.

46. Промышленная пыль и борьба с ней./ Тр. и материалы Ленинградского ИОЭиОТ, НКТ РСФСР. 1933. - VIII. - вып. 9. 1934.-4.11

47. Русаков A.A., Янковский С.С. Импакторы для определения дисперсности промышленных пылей. М.: Химия, 1970. - 44 с.

48. Ветшева В.Ф. Раскрой крупномерных бревен на лесоматериалы.-М.: Лесн. пром-сть, 1976,- 168 с.

49. Ветшева В.Ф. Переработка дровяного сырья.-М.:Лесн.пром-сть,1976.- 168 с.

50. Воронин Ю.В.Пневмотранспорт измельченной древесины. М.:Лесн. пром-сть, 1977.-207с.

51. Лившиц И.И., Лыхина Е.Т., Эренбург Г.С. Новые данные к вопросу о задержке аэрозолей при дыхании // Гигиена и санитария. 1948. - № 10.

52. Медников Е.П. Акустическая коагуляция и осаждение аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-97 с.

53. Минко В. А. Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1981. 176 с.

54. Илиев Т.Н., Святков С.Н. О скорости витания древесных частиц // Деревообрабатывающая пром-сть, 1962. №12.

55. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды России (1994-2000 гг.)

56. Паустовская В.В., Рапопорт М.Б. Влияние пыли красного дерева на организм человека // Врачебное дело. 1968. №10.

57. Гордон Г. М., Пейсахов И. Л. Контроль пылеулавливающих установок. М.: Металлургия, 1961. 308 с.

58. Шевеляков Л.В. Профессиональные дерматозы у рабочих деревообрабатывающей промышленности. Петрозаводск, 1973. 30 с.

59. Калинушкин М.П. Основы расчета и проектирования систем пневматического транспорта отходов деревообработки // Пневматический транспорт отходов деревообработки,- М.: Профиздат, 1963. С. 3-11.

60. Донат Е.В. Пневматическая уборка пыли в цехах промышленных предприятий М.: Профиздат, 1960.- 174 с.

61. Кебурия Г.Н. Указания по проектированию, монтажу, наладке и эксплуатации установок централизованной пневмоуборке на предприятиях Минлес-прома СССР. М., 1979.-92 с.

62. Василенко А.И. К аэродинамике пылесосных насадок // Сб. науч. тр. /РИСИ. Ростов-на-Дону. 1975. №5. С. 15-21.

63. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. -М.: Стройиздат, 1978. 145с.

64. Козориз Г.Ф. Пневматические транспортные системы деревообрабатывающих предприятий. Львов: Вища шк. Изд-во Львов, ун-та, 1985. - 128 с.

65. Гост 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны М.: Изд-во стандартов, 1991. - 76 с.

66. Святков С.Н. Данилов В.Г. Количество стружки и содержащейся в ней пыли, получаемые на различных деревообрабатывающих станках. Пневматический транспорт измельченной древесины, 1972, вып. 14, с. 23.

67. ГОСТ 12.2.003-74*. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. -М.: Изд-во стандартов, 1984.- 10 с.

68. Отсос древесной пыли от шлифовального станка М., 1978 (ГОСИНТИ. Инф. карта № 4447-78 М.О. 4447-78 ИПС «Квантор»)

69. Пылеприемник к ленточно-шлифовальному станку. МКИ В 27 д. 21/00, А.с. 421500,2 с.

70. Пылеулавливающее устройство к станку ЩЛПС-2М Воронеж,1977 (ЦНТИ. Информ. листок № 56-77)

71. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.:Энергоиздат, 1983. -312с.

72. Изучение движения древесных частиц в воздушном потоке. Вахтеров Т.Н., и др. Производство древесных плит.// Сб. трудов, вып. II. ВНИИдрев, 1977.

73. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование

74. Рекомендации по эксплуатации аспирационных установок на предприятиях мебельной промышленности /Алексеев В.Н., Пюдик П.Э., Сметанников Е.В., Тихомиров H.H.; Экспресс-информация «Мебель», 1983, вып. 2 (ВНИИПИЭ Леспром), 1-20 с.

75. Максимов Г.А., Дерюгин В.В. Движение воздуха при работе систем вентиляции и отопления. JL: Стройиздат, 1972. -97 с.

76. ГОСТ 12.1.007-76*.ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.-М.: Изд-во стандартов, 1984. 6 с.

77. Недин В.В., Нейков В.Д. Современные методы исследования пыли. М.: Недра, 1967. = 162 с.

78. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды.- М.: Высш. Школа, 1987,- 287 с.

79. Рекомендации по эксплуатации аспирационных установок на предприятиях мебельной промышл-ти //Мебель: Экспрессинформ./М., 1983.Вып.2. 20 с.

80. Донат Е.В. Сопла для пневматической уборки пыли //Огнеупоры,1953.№ 3.

81. Донат Е.В. Промышленные пылесосные установки. М.: Машгиз, 1956.-162с.

82. Глушков A.A. О проектировании систем вакуумной уборки пыли // Вакуумная пылеуборка / МДНТП. М., 1966. С. 48-55.

83. Баулина Е.Г. Исследование пылесосных насадок. // Вакуумная пылеуборка / МДНТП. М„ 1966. 117 с.

84. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г.Гидравлика и аэродинамика.М.: Стройиздат,1975.-327 с.

85. Коробов В.В. Пневмотранспорт щепы. М.: Лесн. пром-сть, 1968.-256 с.

86. Романова H.A. Исследование эффективности работы устройств для очистки воздуха от пыли в пневмотранспортных системах деревообрабатывающих производств: Дис. . к.т.н. Л., 1981. -230 с.

87. Ефремова Т.К., Митусов В.А. Критическая скорость воздушного потока при сдувании отложившейся пыли // Деревооб. пром-сть. 1971, № 6.

88. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств,- М.: Химия, 1980.-288 с.

89. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляции.-М.: Профиздат, 1964.-608. с.

90. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции.-М.: Стройиздат, 1979. 296 с.

91. Ивановский Е.С., Василевская П.В., Лаутнер Э.М. Новые исследования резания древесины,- М.: Лесн. пром-сть, 1972.-129 с.

92. Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценки классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.-М.: Минздрав РФ, 1999.-143 с.

93. Методы изучения свойств пыли / Под редакцией A.A. Летавета, Е.В. Хухриной,- M: Металлургия, 1960.-120 с.

94. Вигдорчик Е.А. Вес, число и размеры пылевых частиц при анализе пыли на производстве // Труды и материалы Ленинградского ин-та организации охраны труда ВЦСПС, 1948 с. 37-47.

95. Коузов П.А., Иофанов Г.А. Инструкция по проведению анализа дисперсного состава пыли седиментационными методами в водной среде: ВЦНИИОТ, 1965.

96. Лавров H.H. Удаление пыли со щитов перед отделкой // Мебель. 1972. №6.

97. Суслинов В.И. и др. Снижение запыленности у ленточно-шлифовальных станков // Деревообрабатывающая пром-сть. 1972. №7.

98. Востров В.Н. Электротехнология в деревообработке,- М.: Лесн. пром-сть,1981. -192 с.

99. Грачев Ю.Г. Исследование процесса уноса пыли с поверхности применительно к пылесосным насадкам вакуумных систем пылеуборки,-Пермь, 1974.197с

100. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экспериментальных исследований. -Н.: Наука, 1985. 340 с.

101. ГОСТ 12.1.016-79*. ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования методам измерения концентрации вредных веществ-М.: Стандарты, 1988.-13 с.

102. ГОСТ 17.2.3.01-77 Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. М.: Изд-во стандартов, 1978,- 4 с.

103. ГОСТ 12.3.042 88. ССБТ. Деревообрабатывающее производство. Общие требования безопасности. -М.: Изд-во стандартов, 1988.-19 с.

104. СН 245-71. Санитарные нормы проектирования предприятий и населенных мест. -М.: Стройиздат, 1971,- 96 с.

105. Безопасность труда на производстве. Исследования и испытания. Справочник / Под ред. Б.М. Золотницкого. М.: Металлургия, 1976,- 400 с.

106. Ильин Е.Л., Мирошниченко Н.И. Труды Лениградского ин-та авиационного приборостроения. Л., 1973. Вып. 81. С.147-152.

107. Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли. -М.: Химия, 1978,- 208 с.

108. Nagel Р. Untezsuchung über niedere Pilze, 1882. 140 с.

109. Gibbs W. Clouds a smokes. London, 1924. 190 c.

110. Whytlaw-Gray R., Patterson H. Smoke. A study of Aerial Disperse. Edward Arnold & Co, London, 1932. 148 c.

111. Gibbs W. The dust basalt in industry / Русс. пер. "Пыль и ее опасность в промышленности", Ленинград, - 1930.120 с.

112. Mavrogordato A. S. Afr. instit. Med. Res. Pub № 12, Yohannesburg, 1920.

113. Mavrogordato A. The Value of the conimeter. S. Afr. instit. Med. Res. Pub № 17, Yohannesburg, 1923.

114. Drinker P.,Hatch T.Industrial Dust. Mc-Graw-Hill Book Company. N.York.-1954

115. Simicek J. Vergleichende von Methoden zur Korngrossenbestimmung // Staub. 1967. №6.

116. Meldau R. Handbuch der Staubtechnik, t. 1., 1962

117. Dalla Valle. Engineering Aspect of Dust. Encyclopedia of Chemical Technology, -1.5, Unterscience, 1954.

118. Kramer U. Brander und Explosion dart Holzstaub.

119. Rudge W.A.D., Phil. Mag., 23, 852 (1912)

120. Hadkinson J. R. The Optical Measurements of Aerosols / Aerosol Science, C. N. Davies, Academic Press, 1966.

121. Hollingworth R. Dust a bigger problem than gout think. "factory Equipment news", 1978. -v.28, -№ 426. -P.48-49.

122. Corn M. and Stein. Mechanisms of Dust Redispersion. Symposium on Surface Contamination Gatlinburg, Tennessee, 1964, Proceedings, p. 45-54.

123. Simecek J. Vergleichende Untersuchungen von Met hoyden zur Korngossenbestimmung. II. Staub, 1967, №6 s. 282-285.

124. Ochs H.J. Wasser, Luft, Betrieb, Bd, (1967), № 2, s. 71-74.

125. Feil A. Przyczynek do badan nad pylica zawodowa // Presse Med. 1930. T. 38. S.56.

126. Ishiro Experimental Investigations Concerning Pneumatic Ejectors, with special reference to the effect of dimensional parameters on performance characteristics. Symposium on Jet Pumps and Ejectors, London. 1972. Paper №7 p. 97-120.

127. Coultras DB, ZurawaltRE, Black WC, Sobonya RE. The epidemiology of interstitial lung diseases. Am J Respir Crit Med 1994;150:967-72.

128. R. Hubbard, S. Lewis, K. Richards, I. Johnson, J.Britton Occupational exposure to metal or wood dust and etiology of cryptogenic fibro sing alveoli is. / Lancet, 1996

129. Turner-Warwick M, Burrows A, Johnson A, Cryptogenic fibro sing alveoli is: clinical features and their influence on survival. Thorax 1980;35:171-80.

130. Townshend RH. Acute cadmium pneumonitis: a 17year follow-up. Br J Indust Med 1982:39:411-2.

131. Kast W. Neuse staubmessgerat zur schneelbestimmung der stoubkonzentrotionund der koraVerteilung. / Staub 21,1961, s.215.

132. Vadenplas 0, Malo JL, Dugas M, et al. Hypersensitivity pneumonitislike reaction among workers exposed to diphenylmehane discarnate (MDI). Am Rev Respire Dis 1993; 147:3386.

133. Carrington CB, Gaensler EA, Coutu RE, Fitzgerald MX, Gupta RG. Natural history and treated course of usual and desquamate interstitial pneumonia. N Engi J Med 1978:298:801-8.

134. Crystal RG, Bitterman PB, Rennard SI, Hance AJ, Keogh В A. Interstitial lung diseases of unknown cause: disorders characterized by chronic inflammation of the lower respiratory tract. N Engi JMed 1984:310:235-44.

135. Johnston I, Dritton J, Logan R. Rising mortality from cryptogenic fibro sing alveoli is. DMJ 1990;301:1017-21.

136. Dust control for materials handing // Glass, 1971, v.48, № 9. P.243.

137. Corn M.J. // Aerosol Science. London New-York, 1966. - № 9. p. 359-392.

138. Staubtechnik // UDJ, Berlin, 1960. №15. -S.629-633.

139. Hollingworth R. Dust a bigger problem than gou think. "factory Eguipment news", 1978. -v.28, -№ 426. -P.48-49.

140. Hanslian L., Kadlec K. Drevo ajeho prach // Pracovni Lekarstvi. Praha, 1964. -R. XVI. № 6.

141. Hanslian L., Kadlec K. Biologcke uciny drevneho prachu // Pracovni Lekarstvi. Praha, 1966.-R. XVIII. №9.

142. Hanslian L., Kadlec K. Drevo z hlediska hygienickeho. Biologcke uciny prachu drevo // Drevo. -1964. -№ 19.

143. Symposium on Dust Control and Air Clearing, Chart, 1963.

144. Grewer F/ Staub-Reinhaiten huft, 31 (1971), №3, S. 97-101.

145. Wolkowa Z. W. Porasitatbestimmungen von Dusperioden nach Eindreinei ungs geschwindenheit von Flüssigkeit // Kalloid, Zeitschrift. 1934. B-67. S.215-281.

146. Russka E. Gestaltung von Geschwindigkeit und Staubrffilen strämender GasGemische in Rohrleitungen mittels Düsen // Lüft-und Kältetechnik.-1969.- N 1 .S.

147. Лапкаев А.Г. Опасность древесной пыли. Сб. «Охрана труда в различных отраслях народного хозяйства». Изд-во ВГУ, Воронеж, 1972. С. 36-40

148. Лапкаев А.Г. Определение дисперсного состава. РИ «Механическая обработка древесины»,-М.: 1972,№7

149. Лапкаев А.Г. К вопросу определения дисперсного состава древесной пыли методом ситового анализа./ в сб. «Охрана труда в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности». Изд-во ВГУ,Воронеж, 1973

150. Лапкаев А.Г. Электрозаряженность древесной пыли. Лесной журнал, 1973

151. Лапкаев А.Г. Эксплуатация централизованной пылесосной установки РИ «Мебель». М.:1974, № 10

152. Лапкаев А.Г. О дисперсном составе древесной пыли // Охрана труда. Воронеж: ВЛТИД973. С.22-24.

153. Лапкаев А.Г. Причины повышенной запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах РИ «Механическая обработка древесины. -М.:1997, №8

154. Лапкаев А.Г. Методика определения запыленности воздуха в производственных помещениях и в зоне источника пыли / в сб. «Охрана труда в сеном хозяйстве, лесной и деревообр. пром-ти». Изд-во ВГУ, Воронеж, 1975

155. Лапкаев А.Г. Опыт эксплуатации централизованной пылесосной установки для уборки пыли с использованием вентилятора типа ВВД на Сомовской мебельной фабрике./ в сб. «Охрана труда на промышленных предприятиях и в техническом вузе». Воронеж, 1975. С. 68-71

156. Лапкаев А.Г. Механизация процесса пылеуборки рабочих мест в деревообр. цехах /в сб. «Механизация и автоматизация деревообр. производств». Вып. №5. Красноярск, 1977

157. Лапкаев А.Г. Пути снижения запыленности воздуха в деревообрабатывающей промышленности.// Сб. «Пути решения научно-технических проблем развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири». Красноярск, 1981. с. 216-218

158. Лапкаев А.Г. Некоторые вопросы исследования условий труда женщин на предприятиях Красноярского края. /Сб. «Пути решения научно-технических проблем развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири». Красноярск, 1981. С. 216-218

159. Лапкаев А.Г. Исследование свойств пыли лиственницы. //Лиственница, вып. №9, Красноярск, 1978

160. Лапкаев А.Г. Исследование запыленности воздуха в цехах повторной обработки деталей мебельных предприятий и некоторых способов борьбы с древесной пылью. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.,Воронеж, 1973,- 228с.

161. Отчет по научной хоздоговорной теме «Обеспыливание воздуха в деревообрабатывающих цехах Красноярского ДОКа» /1979 1983 гг./

162. Лапкаев А.Г. Запыленность воздуха в деревообрабатывающих цехах и пути ее снижения. Конспект лекций. РИО СТИ: Красноярск, 1981,- 43 с.

163. Лапкаев А.Г. Определение оптимального пылеуборочного инструмента для централизованных пылеуборочных установок./ В кн. «Научный поиск молодежи лесной промышленности края». РИО СТИ. Красноярск, 1982

164. Лапкаев А.Г. Возможность использования централизованной пылеубо-рочной установки в цехах деревообрабатывающей промышленности. В кн. «Науч. поиск молодежи лесн. пром-сти края». РИО СТИ. Красноярск. 1983

165. Лапкаев А.Г. Охрана труда на деревообрабатывающих предприятиях: Учебн. пособие. Красноярск: Изд-во КГУ, 1985.-136 с.

166. Лапкаев А.Г. Обеспыливание воздуха в деревообрабатывающих цехах. Монография: Изд-во КГУ, Красноярск, 1993. -174 с.

167. Лапкаев А.Г. Безопасность труда на деревообрабатывающих предприятиях. Учеб. Пособие: РИД «Татьянин день». Москва, 1997.-261с.

168. Лапкаев А.Г. Классификация процессов механической технологии древесины по пылевому фактору./Вестник СибГТУ: СибГТУ, 2000. №1 С. 56-67

169. Лапкаев А.Г. Деревообрабатывающий цех и окружающая среда./ Экология и промышленность России, 2002, № 5. С.39-41.

170. Лапкаев А.Г., Мельгунов C.B. Пожароопасность деревообрабатывающих предприятий Красноярского края./ Деревообрабатывающая промышленность, 2002, № 3. С.14-16

171. Лапкаев А.Г. Эколого-экономическая оптимизация структуры системы «Деревообрабатывающий цех окружающая среда» по пылевому фактору.

172. Обз. инф. ВИНИТИ, 2002, № 2. С.61-66

173. Лапкаев А.Г. Определение безопасного стажа труда в деревообрабатывающих цехах./ Безопасность труда в промышленности, 2002, № 9. С. 34-35

174. Лапкаев А.Г. Древесная пыль третий класс опасности / Охрана труда и социальное страхование, 2002, № 10. С. 55-57

175. Рогов В.А., Лапкаев А.Г. Пути снижения запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах // Пути решения науч.-техн. проблемы перспективного развития лесопромышленного комплекса Восточной Сибири. Красноярск, 1981.-с. 214-216.

176. Рогов В.А., Лапкаев А.Г. Определение оптимального пылеуборочного инструмента для централизованных пылеуборочных установок // Науч. поискмолодежи лесной пром-сти края: Тез. докл. науч.-техн. конф. Красноярск, 1982.-С. 238-239.

177. Рогов В.А., Лапкаев А.Г. Возможность применения централизованной пы-леуборочной установки в цехах деревообрабатывающей промышленности // Науч. поиск молодежи лесной пром-сти: Тез. докл. науч. конф. Красноярск, 1983. - С.236-237.

178. Яковлев Г.И. Повышение эффективности и снижение энергоемкости очистки воздуха циклонами в деревообрабатывающей промышленности: Дис. . канд. техн. наук. JL, 1988. - 161 с.

179. Дерягин Б.В., Зимон А.Д. Исследование прилипания частиц порошков к плоскости поверхности // Коллоидный журн. 1961. Т. 23. № 5. С. 544-552.

180. Беленький В.А. Исследование процесса агрегирования и промышленных схем осаждения при акустической коагуляции аэрозолей:-Таганрог, 1973,176 с

181. Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности / Под ред. A.C. Кузьмича. М.: Недра, 1982,- 240 с.

182. Рекомендации по проектированию центральных установок в помещениях промышленных предприятий,- М.: Сантехпроект, 1976. 90с.

183. Никитин B.C., Рябцев В.А. О нормировании ПДК пыли в воздухе производственных помещений в СССР и за рубежом // Науч. работы институтов охраны труда ВЦСПС. М., 1973. Вып. 81. С. 55-62.

184. ГОСТ 12.0.002-80. ССБТ. Термины и определения,- Стандарты, 1984.-7 с.

185. МУ 4436-87 Измерение концентраций аэрозолей преимущественно фибро-генного действия

186. Фильтры АФА. Каталог-справочник.-М.: Атомиздат, 1970.-44 с.

187. Кудрявцев Е.В. Моделирование вентиляции систем.-М: Стройиздат,1950.-192с.

188. Ушанов C.B. Применение многомерных статистических методов при принятии решений. Красноярск: РИО СибГТУ, 2003,- 259 с.

189. К. Уорк, С. Уорнер. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. / Пер. с англ. М.: Мир, 1980.-540 с.

190. Лапкаев А.Г. Степень изученности свойств древесной пыли./ Вестник СибГТУ, 2002, № 1 .С. 38-44.

191. Лапкаев А.Г., Рогов В.А. Повышение эффективности ЦПУ для деревообрабатывающих цехов./ Деревообраб. пром-ность, 2002, № 5. С. 12-13

192. Лапкаев А.Г. Моделирование безопасного стажа работы // Безопасность труда в промышленности. 2002. - № 3

193. Лапкаев А.Г. Экология деревообрабатывающих предприятий: Учеб. пособие,- Красноярск:: РИО СТИ, 1993.-184 с.

194. Лапкаев А.Г. Экология: Монография: РИО СибГТУ, 1998.- 473 с.

195. Лапкаев А.Г. Создание безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору: Монография: депон.

196. М.: ВИНИТИ, 2004.- 389 с. 88 ил.: Библиогр. 197 назв.

197. ГН 2.2.5.552-96 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

198. Лапкаев А.Г. Создание безопасности и нормальных условий труда в процессах деревообработки по пылевому фактору: Монография: РИО СибГТУ, 2004. 389 с.

199. Лапкаев А.Г. Химический фактор в процессах деревообработки //Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология.- 2005 .-Том 48, вып.6. С. 87-92.

200. Лапкаев А.Г.Как улучшить условия труда в деревообработке // Человек и труд,- 2005, № 5. С.86-87.

201. Лапкаев А.Г. Гигиенические требования к техническому обеспечению нормализации фактора древесной пыли, образующейся при проведении процессов деревообработки // Деревообраб. пром-ностъ, 2005, № 6. С. 18-22

202. Лапкаев А.Г. Опасность труда деревообработчиков // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности,- 2005.-Том 10, вып.4. С. 243-250.

203. Лапкаев А.Г. Экологическая опасность древесной пыли // Экология промышленного производства. 2005, выпуск 3. С.22-32.

204. Лапкаев, А.Г., Рогов, В.А. Древесная пыль: источники, свойства, классификация, опасность Текст. / А.Г. Лапкаев // Проблемы окружающей среды v природных ресурсов: ВИНИТИ,- 2005. № 7. - С. 91-125.

205. Директору мебельного комбината (фабрики)

206. Какие пылеулавливающие установки применяются для очистки воздуха привыбросе в атмосферу (циклоны, рукавные фильтры и т.п.)?

207. Имеется ли отдельная обеспыливающая вентиляция или она совмещена с пневмотранспортом отходов?

208. Имеют ли шлифовальные станки отдельный пылеотвод или он совмещен с пневмотранспортом отходов?

209. Оснащены ли цехи приточно-вытяжной системой вентиляции, ее режим работы?

210. Какие выдаете рабочим СИЗ для защиты органов дыхания?

211. Какова годовая сумма затрат на обеспыливание воздуха?

212. Что мешает Вам внедрять в производство новые достижения науки по борьбе с пылью?

213. Каким образом производится уборка пыли на рабочих местах, со стен, труб и ее периодичность (пылеуборочные установка, метла, щетки и т.п.)?

214. Имеются ли случаи профессиональных заболеваний, связанных с пылью? Какая периодичность контроля состояния здоровья работающих?

215. Какую обработку проходит воздух, подаваемый в цех и выбрасываемый в атмосферу?11 .Как, какими приборами производится контроль запыленности воздуха в цехах и выбрасываемого в атмосферу, его периодичность?

216. Какие импортные и отечественные породы деревьев обрабатываются на Вашем предприятии?

217. Проводились ли у Вас совместно со сторонними организациями (какими) мероприятия по бор^ы^аЦревесной пылью? Каковы достигнутые результаты? Имеются разработки по этому вопросу?1 труда ВЛТИ Л.Н. Корыстинтруда СТИ Ю.С. Мутовинкопия ВЕРНА

218. Утверждаю: Директор Сомовской мебельной фабрики1. И.П. Горлов/о » им"А 1973 г1. АКТпроизводственных испытаний централизованной пылеуборочной установки (ЦПУ)

219. С 1 по 10 июня 1973 года на Сомовской мебельной фабрике проводились испытания ЦПУ, разработанной кафедрой охраны труда ВЛТИ в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВЛТИ на 1972-73 гг. (тема № 78).

220. Цель испытаний: Оценка работоспособности принятой принципиальной схемы, выявление и устранение конструктивных недостатков и дефектов изготовления ЦПУ.

221. Испытания показали, что предлагаемая схема ЦПУ реальна, а опытный образец, осуществляющий эту схему, вполне работоспособен: Подписи:

222. A.И. Столповский И.Д. Захаров

223. B. А. Бурдин JI.H. Корыстен Н.К. Мищенко A.M. Голубев1. УТВЕРЖДАВ1. Ом) Штй сшшюш м,)• А К Ïщетйщаеввгаж всшдашй фившжшр-м» редрбсяашого ояршш едяа Вороавш0го атшт

224. Ulf ШвШЩШШШШВвШ» 881!* ОЩМКШ ГШГИвШ ЙфОЯШ"»городсшй ттт^ьттшштчвШЁ мтш шрщ im*»«

225. КУРЬЯНОВА А.Д. о/^са^ АШАЕВАГ.Н.1. ЛАНКА ЕВ А.Г.5 декабря 2001 г.г.Новосибирск1. АКТо использовании материалов диссертационной работы1. Лапкаева А.Г.1. Состав комиссии:

226. Кондрашев С.М. главный инженер ОАО "Большевик Михеева Т.В. - инженер по технике безопасности

227. Апилесова O.A. директор по производству

228. На ОАО "Большевик" реализованы выше указанные мероприятия по снижению запыленности воздуха, которые улучшили условия труда работающих в цехе столярных изделий и повысили культуру производства. Содержание пыли в воздухе уменьшилось почти в 2 раза.

229. Предложенные автором мероприятия могут быть рекомендованы для внедрения на деревообрабатывающих предприятиях страны.1. Кондрашев С.М.1. Апилесова O.A.1. Михеева Т.В.1. Экз. №21. УТВЕРЖДАЮ

230. Составлен комиссией в составе:

231. Долженкова Александра Игоревича2. Сомовой Тамары Львовны

232. Карпова Николая Аркадьевича- начальника цеха- главного технолога- инженера по охране труда фабрики

233. В результате рассмотрений мероприятий по снижению запыленности воздуха в деревообрабатывающих цехах, предлагаемых доцентом кафедры охраны труда СТИ, и внедрения ряда из них на нашем предприятии установлено, что:

234. Рассматриваемые вопросы актуальны, а отдельные положения, например прогнозирование безопасного стажа работы без риска профессиональных заболеваний с учетом принятой пылевой нагрузки, заслуживают особого внимания производственников.

235. Большинство предлагаемых мероприятий, за исключением централизованных пылеуборочных установок (ЦПУ), не требует больших капитальных вложений с достижением положительного эффекта.

236. Вызывает интерес и предложение автора по уборке рабочих мест ЦПУ. Если наладить их серийное производство, то оно существенно улучшит условия труда деревообработчиков.

237. В целом материалы по снижению запыленности воздуха, предлагаемые автором, вполне выполнимы, не требуют больших капитальных затрат и могут быть востребованы на любом предприятии.

238. При этом экономический эффект от внедрения мероприятий не определялся, что не снижает ценность предложения автора. Эффект от их внедрения очевиден уже потому, что при этом снижается запыленность воздуха, а это улучшение условий труда.

239. Составлен в 4-х экземплярах.1. КАРПОВ Н.А./