6 Безопасность жизнедеятельности
6.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда
В данном проекте рассмотрено рабочее место инженера научно производственный центр ОАО «Транспорт».
Рабочее место инженера находиться в просторном кабинете, с хорошей освещенностью и воздухообменом.
Эргономические требования должны быть направлены на повышение эффективности деятельности сотрудника за счет оптимизации:
— структуры взаимодействия сотрудников друг с другом и технических средств деятельности;
— физической, информационной, психологической, умственной нагрузок на сотрудника;
— условий деятельности, поддержания и восстановления здоровья и работоспособности сотрудника;
— уровня профессиональной подготовки сотрудников.
Помещение, в котором находится рабочее место инженера, имеет следующие характеристики:
— длина помещения: 4м;
— ширина помещения: 3м;
— высота помещения: 3м;
— число окон: 1;
— число рабочих мест: 2;
— освещение: естественное и искусственное.
Температура окружающей среды должна быть на уровне 22-25 °С, влажность в пределах 30-60 и скорость движения воздуха не более 0,2 м/сек.
Рабочее место включат в себя: кресло и стол с компьютером.
Стол должен иметь криволинейную форму, за счет вогнутости его большая часть оказывается используемой, т.к. попадает в зону досягаемости моторного поля. Стол должен позволять менять глубину положения монитора. Площадь столешницы не должна быть менее 1 м2. Чем массивнее стол, тем лучше, меньше вибрации от техники.
Стол имеет прямоугольную форму 150×100 см. Поскольку работа инженера сочетает в себе работу за компьютером и бумажную, то стол помимо места для монитора, клавиатуры, системного блока содержит еще и дополнительные полочки и ящики, чтобы не загружать бумагами рабочее пространство стола.
Монитор должен располагаться на рабочем столе прямо, и удален от глаз минимум на 50-60 см. Верхняя граница экрана должна быть на уровне глаз или не ниже 15 см ниже уровня глаз. Клавиатура должна располагаться в 10-15 см (в зависимости от длины локтя) от края стола.
Неправильное положение рук при печати на клавиатуре приводит к хроническим растяжениям кисти. Важно не столько отодвинуть клавиатуру от края стола и опереть кисти о специальную площадку, сколько держать локти параллельно поверхности стола и под прямым углом к плечу. Устройства ввода-вывода информации рекомендуется располагать справа от оператора в зоне максимальной досягаемости. Шумящие устройства следует выносить за пределы рабочей зоны.
Кресло обеспечивает рациональную рабочую позу, при которой не нарушается циркуляция крови и не происходит других вредных воздействий.
Для уменьшения нагрузки на позвоночник, кресло имеет упругую спинку. Также для того чтобы снимать нагрузку с мышц плечевого пояса кресло обязательно должно быть с подлокотниками и иметь возможность поворота, изменения высоты и угла наклона сиденья и спинки. Важно, чтобы все регулировки были независимыми, легко осуществимыми и имели надежную фиксацию. Кресло должно быть регулируемым, с возможность вращения, чтобы дотянуться до далеко расположенных предметов.
Помещение, где располагается рабочее место инженера, имеет естественное и искусственное освещение. На рабочем столе располагается светильник.
Габаритные размеры рабочего места должны быть достаточными для:
- размещение работающего человека с учетом его рабочих движений и перемещений;
- расположения средств управления в пределах максимальной и минимальной границ моторного пространства;
- оптимального обзора визуальной информации,
- смены рабочей позы и рабочего положения;
- свободного доступа к оборудованию при ремонте и наладке;
- рационального размещения основных и вспомогательных средств труда;
- ведения записей, работы с документами и приборами.
На организм человека большое влияние оказывает микроклимат помещения. В помещении должны быть благоприятные метеорологические условия труда в соответствии с ГОСТ Р 12.1.005 2008 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны [37]
Помещение, где располагается рабочее место инженера должно иметь естественное и искусственное освещение. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно лампы накаливания либо люминесцентные лампы с повышенной частотой мерцания. Яркость светильников в зоне углов излучения от 50° до 90° с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40°.
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк, причем яркость документа на рабочем месте должна быть не менее 85 кд/м2.
В помещениях, где работают инженеры уровень шума не должен превышать 50 дБА.
При работе на ПК существенно значимыми являются вибрационные характеристики размещения рабочего места. Помимо того, что вибрация отрицательно влияет на саму технику, деятельность человека также довольно чувствительна к вибрационной обстановке.
Для достижения требуемых параметров воздуха необходимо кондиционирование воздуха, при отсутствии вентиляции в закрытых помещениях возрастает концентрация углекислого газа и других вредных веществ. Это негативно сказывается на самочувствии людей, вызывает головную боль, сонливость, потерю работоспособности.
Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей, работающих в помещении. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более чем на 5°С.
В соответствии с разработанной НИИ труда «Медико-физиологической классификацией работ по тяжести», работу инженера можно отнести ко второй категории. Ко второй категории тяжести относятся работы, выполняемые в условиях, не превышающих предельно допустимых значений производственных факторов, установленных действующими санитарными правилами, нормами и эргономическими рекомендациями. У практически здоровых людей, не имеющих медицинских противопоказаний к таким работам, к концу смены (недели) не возникает значительного утомления. Напряжение, степень мобилизации функций жизнеобеспечения, опорно-двигательного аппарата, высшей нервной деятельности и других подсистем организма соответствуют величине и содержанию специфической профессиональной нагрузки (физической, умственной, нервно-эмоциональной). Работоспособность существенно не нарушается, отклонений в состоянии здоровья, связанных с профессиональной деятельностью, не наблюдается в течение всего трудового периода жизни.
К первой группе факторов относятся: пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, повышенное содержание углекислого газа, высокая температура окружающей среды, повышенная влажность.
Ко второй группе факторов можно отнести изменение состава воздуха вызванное загрязненностью его различными газами; действие механических сил ведущих к вибрации; шумов; изменение освещенности; физические нагрузки, связанные с длительным пребыванием в позе сидя и многое другое.
К третьей группе относятся факторы, связанные в основном с нарушением режима труда и отдыха: недостаточность времени для восстановления сил после утомления; неправильное использование перерывов между работой, непродуманное планирование работы и отдыха.
К четвертой группе – умственное и зрительное напряжение; нервно-психические нагрузки; переизбыток информации; выраженность и время наступления утомления человека.
Различают четыре основных метода учета травматизма: монографический, топографический, статистический и экономический.
Монографическим методом исследуют технологические процессы, машины и другие виды оборудования; организацию рабочих мест, состояние воздушной среды, освещенность и другие виды производственной обстановки. Целью изучения является выявление опасных мест и вредных условий труда. Такой метод изучения является наиболее совершенным и эффективным, т.к. он дает возможность не только заранее предупредить повторение несчастных случаев, но и понять причины травматизма и разработать меры по их устранению. В этом его основное преимущество перед другими методами.
Топографический метод позволяет изучить причины несчастных случаев на месте. Место происшествия каждого случая наносится условным знаком на план производственного участка. Выделенный таким образом опасный участок затем изучают монографическим методом и по результатам изучения проводят профилактические мероприятия. Такие наглядные топографические схемы в дальнейшем используют при проведении инструктажа по технике безопасности.
Статистический метод позволяет определить количественную сторону травматизма, а также изучить основные причины, закономерности их проявления по значительному числу фактов. Этот метод дает возможность проанализировать степень обученности и опытности работника, характер травм, а также определить организационно-технические причины.
Сущность экономического метода заключается в определении убытков от травматизма и профессиональных заболеваний с целью выяснения экономического эффекта на разработку и внедрение мероприятий по охране труда. Вредными факторами, влияющие на работника, являются: шум от кондиционера, шум за окном, шум от коллег; излучения от компьютера; вибрации.
6.2 Расчет шума
В последнее десятилетие в связи с бурным развитием техники, сопровождающимся постоянным увеличением мощности и производительности машин, скорости их рабочих органов, шум на рабочих местах постоянно возрастает на 1–3 дБ в год и во многих случаях значительно превышает допустимые нормы.
Избыточный шум вредно воздействует на состояние здоровья работающих, снижает производительность и качество труда, является косвенной причиной производственного травматизма, поэтому борьба с шумом имеет важное социально-экономическое значение (по оценке различных экспертов в США общая стоимость потерь от шума в стране составляет от 120 млн. до 1 млрд. долларов в год).
Шумом называется совокупность звуков, имеющих различную частоту и интенсивность, неблагоприятно воздействующих на организм человека.
По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды.
Согласно ГОСТ Р 12.1.029 1980 «Средства и методы защиты от шума» [38] по условиям возникновения производственные шумы могут быть механического, аэродинамического и гидродинамического происхождения, по условиям распространения различают воздушный и структурный шум.
В данной работе будет рассчитан механический шум с 10 источниками равной интенсивности с уровнем 70 дБ.
Шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов и сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкции в целом.
Рассчитаем уровень шума для кабинета предприятия ОАО Научно производственный центр «Транспорт» с 2 источниками шума равной с 10 источниками шума равной интенсивности 70 дБ по формуле 6.1:
Lсум.=10lgN+L (6.1)
где L – уровень шума,
N – количество источников шума.
Lсум.=10lg10+70=80 дБ.
Рассчитав уровень шума, можно сделать вывод, что данный уровень шума в 80 дБ не превышает предельно допустимое значение в 80 дБ, согласно СН 2.2/2.1.8.562-96 «ССБТ. Шум на рабочих местах, в помещениях общественных зданий на территории жилой застройки» [39]
6.3 Возможная чрезвычайная ситуация
Чрезвычайная ситуация – внешне неожиданная, внезапно возникающая обстановка при авариях, катастрофах, стихийных бедствиях, диверсиях, военных конфликтах, характеризующаяся неопределённостью и сложностью принятия решений, значительным экономическим ущербом, человеческими жертвами и требующая крупных людских, материальных и временных затрат на проведение эвакуационно-спасательных работ и ликвидацию последствий. По источникам возникновения чрезвычайные ситуации делятся на природные, техногенные и антропогенные.
Взрыв – это процесс быстрого освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. При этом в окружающей среде образуется и распространяется взрывная волна. Взрыв несет опасность поражения людей и обладает разрушительной способностью. Взрывы могут быть направленными или объёмными. По виду взрывного вещества (ВВ) различают взрывы конденсированных ВВ (тротил, гексоген, порох и т. п.), взрывы газопаровоздушных смесей и взрывы аэрозолей (пылевоздушных смесей).
На ВОО возможны следующие виды взрывов:
неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени и в ограниченном пространстве (взрывные процессы);
образование облаков топливно-воздушных смесей (ТВС) или других химических газообразных, пылеобразных веществ, их быстрые взрывные превращения (объемный взрыв);
взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или с перегретой жидкостью, прежде всего резервуаров со сжиженным углеводородным газом.
Основными поражающими факторами взрыва являются: воздушная ударная волна (УВ), осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов техногенного образования, строительных деталей и т. д. Основными параметрами поражающих факторов взрыва являются : воздушной ударной волны – избыточное давление во фронте (ΔРф), скоростной напор воздуха (ΔРск) и время действия ΔРф; осколочного поля – количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлета. Однако на практике в качестве определяющего параметра воздушной УВ принимают избыточное давление во фронте волны. За единицу измерения ΔРф в системе СИ принят Паскаль (Па), внесистемная единица – кгс/см2 : 1 Па = 1 Н/м2 = 0,102 кгс/см2; 1 кгс/см2 = = 98,1 кПа ≈ 100 кПа.
Опыт ликвидации последствий аварий со взрывом газо- и паровоздушных смесей (ГВС) углеводородных веществ в нашей стране и за рубежом показывает, что наиболее сложная обстановка складывается в зонах взрыва газо- и пылевоздушных смесей (ПВС), паровых облаков и сгорания нефтепродуктов, масел и др. опасных веществ. При возникновении таких аварий возможны два варианта развития ситуации: детонационный взрыв и дефлаграционное (или взрывное) горение.
В зоне детонационного взрыва, как показывает анализ, скорость распространения пламени может превысить даже скорость звука. При этом ΔРфв детонационной волне достигает в ряде случаев 1000-1200 кПа, а температура горючих газов повышается до t = 1500-3000 °C. Это может вызвать полное разрушение зданий и сооружений, гибель людей, сложную пожарную обстановку.
Сформировавшаяся в зоне детонации УВ распространится на десятки, сотни и даже тысячи метров от места взрыва.
Пропан – это органический газ без цвета и без запаха с химической формулой C3H8. Представлен в смесях с бутаном, который, как и пропан, принадлежит к классу алканов. При этом количество каждого газа в смеси варьируется – и главным образом, в зависимости от времени года. Летом преобладает содержание пропана, зимой – бутана.
Пропан обладает плохой растворимостью в воде. Он переходит из жидкого в газообразное состояние при температуре -42,1°С (точка кипения), а замерзает – при -188°С. Являясь углеводородным газом, пропан обладает повышенной взрывоопасностью и сам по себе, и при сравнительно небольшой концентрации (2,1% - 9,5%) в воздухе.
В естественных условиях пропан встречается в составе природного газа, но там его содержание невелико. Для производства пропана в промышленных масштабах требуется высокотемпературная переработка нефти.
Пропанобутановая смесь примерно в 2 раза тяжелее воздуха и не улетучивается, а оседает в процессе утечки, вытесняя из воздуха кислород. Пропан рекомендуется хранить и перевозить в специальных ёмкостях – цистернах и баллонах. При этом не требуются какие-либо добавки-стабилизаторы, зато требуется соблюдение температурного режима (до 50°С).
Коэффициент объёмного расширения смеси пропана с бутаном очень высок: у пропана – в 16 раз, а у бутана – в 11 раз больше чем у воды. Наполнение баллона этими газами больше чем на 85% грозит серьёзными последствиями, поэтому в работе с ними нужно соблюдать строгие правила техники безопасности.
Оценить устойчивость ОАО научного центра «Транспорт» к воздействию ударной волны и определить избыточное давление, степень разрушения здания. Показать схему размещения объекта границы зон очага взрыва газовоздушной смеси [40].
Потенциально взрывоопасным источником является емкость сжиженным пропаном в 50 т, скорость ветра 2 м/с.
Характеристика элементов объекта:
- административный корпус – здание с железобетонным каркасом в три этажа;
- вспомогательное сооружение – здание выполненное из кирпича.
В очаге взрыва газовоздушной смеси принято выделить три круговые зоны: I – зона детонации волны; II – зона действий продуктов взрыва; III – зона воздушной ударной волны.
1. Зона детонации волны(зона I) находится в пределах облака взрыва.радиус этой зоны r1 определяется по формуле 6.2.
(6.2)
где Q – количество сжиженного углеводородного газа, т.
В пределах зоны I действует избыточное давление
2. Зона действия продуктов взрыва (зона II) охватывающая всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси в результате ее детонации. Радиус этой зоны определяется по формуле 6.3.
(6.3)
Избыточное давление в пределах зоны IIизменяется от 1350 кПа до 300 кПа и может быть определено по формуле 6.4.
(6.4)
3. В зоне действия воздушной ударной волны (зоны III) формируется фронт ударной волны, распространяющийся по поверхности земли. Избыточное давление в зоне III
рассчитывается в зависимости от Ψ- относительной величины
Сравнивая расстояние от центра взрыва до ближайшего сооружения (вспомогательное сооружение r1=120 м) с найденными радиусами зоны I (64,5 м) II (109,6 м), делаем заключение, что здание и сооружение находится за пределами этих зон и, следовательно, могут оказаться в зоне воздушной ударной волны (зона III).
Определяем расстояние от центра взрыва до вспомогательного сооружения r1 = 120м. Находим избыточное давление на расстоянии 120 м, используя расчетные формулы 6.5 для зоны III:
(6.5)
Так как Ψ<2, то избыточное давление рассчитывается по формуле 6.6.
(6.6)
Разрушение элементов ударной волны сильное. Значительные деформации несущих конструкций, разрушений большей части перекрытий, стен и оборудования. Восстановление элемента возможно, но сводится по существу к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций и оборудования.
В нашем случае в результате аварии произошел врыв пропана 50 т. Авария произошла утром в ясную погоду, местность открытая, не обвалованная. Скорость ветра 2 м/с, направление ветра 45°, рисунок 1.
Рисунок 1 - Зона возможного поражения