Введение к работе
Актуальность проблеми. В современных условиях усилиеаэтся социальная направленность в развитии народного хозяйства. Это проявляется в техническом перевооружении производства, внедрении прогрессивной техники и технологии, которые наполняют новым содержанием труд человека. Вместе с тем усиливается роль человека в производственном процессе, значимость функций, которые он выполняет в этом процессе. Это положение определяет постоянно растущее внимание к условиям труда человека, их оптимизации.
Учитывая, что современные производства не являются экологически чистыми и загрязняют окружающую среду в значительной степени, основгами задачами в области экологии на современном этапе являются создание на всех предприятиях народного хозяйства безвредных, безопасных и благоприятных условий труда, ликвидация тяжелого физического, малоквалифицированного и монотонного труда, а также снижение загрязнения окружающей среды выбросами вредных веществ.
Сказанное в полной мере относится и к такой важно Л отрасли промышленности, обеспечивающей техническое перевооружение всего народного хозяйства, какой является машиностроение, и ее составной части - литейному производству, дпя которого решение этих задач - насущная проблема как сегодняшнего дня, так к ближайшего будущего. Дальнейший рост литейного производства, его техническое' перевооружение, концентрация, а также значительная химизация литейной технологии с особой остротой ставят задачу разработки научных основ оздоровления условий труда литейщиков и защиты воздушного бассейна окружающей территории.
Несмотря на достаточно большое количество имеющихся работ и разработок по созданию здоровіле и безопасных условий труда в литейных цехах и уменьшению загрязнения окружающей среды отходами литейного производства, обстановка на рабочих местах литейщиков и состояние окружающей среды не улучшаются, уровни производственного травматизма, профессиональной и общей заболеваемости работающих в литейных цехах значительно превГиппт аналогичные показатели по отраслям промыиленности.
Таким образом большие масштабы, интенсификация и трудоемкость литейного производства, неблагоприятные условия труда выдвинули ряд научно-технических и социальных проблем, решение которых требует принципиально новых научных разработок, в том числе в области охраны труда и защиты окружающей среды для внесения существенных изменений в состояние экологической системы "литейных цех. - человек— окружающая среда". Поэтому на современном этапе требуется разработка принципиально нового подхода к оценке и улучшению условий труда рабочих-литейщиков и снижению загрязнения окружающей среды отходами и выбросами литейного производства (т.е. определению мер достижения экологического равновесия в системе), который позволит решить следующие задачи, направленные на повышение эффективности использования трудовых ресурсов:
обеспечение оптимальных значений факторов производственной среды на рабочих местах литейных цехов (запыленности, загазованности, освещенности, шума, вибрации и т.п.) ;
обеспечение возможности снижения профессиональной и общей заболеваемости и производственного травматизма литейщиков за счет улучшения условий труда ;
обеспечение возможности снижения выбросов литейного производства в окружающую среду.
Совершенно очевидным является тот факт, что указанные проблемы необходимо решать комплексно, т.е. одновременно как улучшать условия труда работающих и уменьшать заболеваемость и травматизм, так и снижать выбросы литейного производства. В этом направлении в последние годы проведено определенное количество научно-исследовательских работ, результаты которых требуют систематизированного теоретического обобщения и дальнейшего развития с целью улучшения условий труда литейщиков и уменьшения выбросов литейного производства в окружающую среду для достижения экологического равновесия в рассматриваемой системе.
Условиям труда литейщиков и защите окружающей среды долгое время не уделялось должного внимания, отсутствовали теоретические основы экологического равновесия в .системе "литейный цех -- человек - окружающая среда". Это в значительной мере влияло на создание здоровых и безопасных условий труда литейщиков. Поэтому проектировщики литейных цехов не могли прогнозировать ожидаемые
г .
условия труда работающих и степень загрязнения окружающей сред» выбросами литейных цехов и естественно выбирать наиболее оптимальные с экологической точки зрения варианты технологических решений для разрабатываемых проектов. Таким образом, проведение комплекса исследований,- направленных на установление закономерностей влияния производственных факторов литейных цехов rta заболеваемость и травматизм работающих, определение их уровней, представляется также важным.
В связи с этим решение поставленных проблем приобретает практическую значимость, представляет дальнейшее развитие вопросов экологии литейного производства и является своевременным и актуальным.
Цель работы -разработка теоретических основ экологической оценки и путей достижения равновесия в системе "литейный цех - человек - окружающая среда", обеспечивающего здоровые и безопасные условия труда в литейных цехах и уменьшение загрязнения окружающей среды выбросами литейного производства.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
систематизировать имеющиеся разработки и результаты проведенных исследований и разработать классификации признаков комплексной оценки условий труда работающих в литейном производстве, охватывающую все многообразие известных к настоящему времени технологических процессов и производственного оборудования;
разработать теоретические основы комплексной экологической оценки литейного производства ;
разработать, исследовать и внедрить комплекс программ с использованием ЭВМ для экологической оценки литейного производства ;
создать базы данных для оценки параметров условий труда в литейных цехах с помощью комплекса разработанных программ для ЭВМ;
исследовать параметры условий труда работающих в литейных цехах в зависимости от технологических процессов, производственного оборудования и характера производства;
провести исследования влияния условий труда в литейных цехах на показатели производственного травматизма, профессиональ-
ной и общей заболеваемости, установить закономерности их изменения и оценить возможность прогнозирования показателей травматизма и заболеваемости;
изучить влияние источников вибросов вредных веществ литейных цехов на масштаби загрязнения окружающей среды {
разработать рекомендаций по достижению экологического равновесия в системе "литейный цех - человек - окружающая среда" проектировщикам литейных цехов.
Научная новизна работы. В диссертации осуществлено теорети^-ческое обобщение в области экологии литейного производства и комплексное решение актуальной, сложной, мало исследованной проблемы - разработки теоретических основ экологической оценки и мер достижения равновесия в системе "литейный цех - человек -окружающая среда" для обеспечения здоровых и безопасных условий труда литейщиков и уменьшения загрязнения окружающей среды от выбросов литейных цехов, имеющей важное народнохозяйственное, значение для развития литейного производства, рационального использования трудовых ресурсов.
Разработана классификация признаков комплексной оценки условий труда в литейном производстве, охватывающая все многообразие . известных к настоящему времени технологических процессов и производственного оборудования, что создало возможность при проектировании сравнивать различные варианты технологических решений и определять наиболее экологичные.
Разработана методика комплексной экологической оценки условий труда работающих и степени загрязнения окружающей среды выбросами литейных цехов. Введены новые показатели "индекс загрязнения рабочих мест" и "индекс загрязнения окружающей среды". На основе предложенной методики комплексной экологической оценки разработана классификация литейных цехов по условиям труда и по" степени загрязнения окружающей среды выбросами вредных веществ. Определены значения коэффициентов влияния факторов производственной среды литейных цехов на работающих.
На основе анализа теплового баланса воздушной среды помеще: ний участков литейных цехов получено уравнение по определению изменения температуры воздуха рабочих зон в зависимости от количества выделенного тепла, которое может быть использовано при 4
проектировании систем вентиляции для определения кратности воздухообмена по тепловому фактору с целью стабилизации тепловых режимов.
Построены номограммы по определению допустимого времени работы с виброопаснш литейным оборудованием и инструментом и интенсивности тепловых излучений на рабочих местах.
Получены математические модели зависимостей уровней заболеваемости и травматизма литейщиков от условий труда, которые позволяют при проектировании литейных цехов прогнозировать их показатели по ожидаемым условиям труда, а полученные результаты дают возможность проектантам просмотреть другие варианты' технологических решений разрабатываемых проектов или внести изменения в них.
Практическая значимость и внедрение в промышленность. Результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований явились научной основой для создания системы комплексной экологической оценки литейных производств для прогнозирования экологического равновесия в системе "литейный цех - человек - окружающая среда" на стадии проектирования новых И реконструкции действующих производств.
На основе экспериментальных исследований определены пределы изменений параметров условий труда, которые положены в основу классификационной системы оцзнки условий труда в зависимости от применяемых технологических процессов и литейного оборудования ; определены значения индексов загрязнения рабочих мест и литейного оборудования; для осуществления экологической оценки разработан комплекс программ и создана база данных для оценки параметров условий труда на рабочих местах участков литейных цехов расчетным путем с использованием ЭВМ.
Разработаны программы расчета систем искусственного освещения, которые позволяют выбрать на стадии проектирования наиболее оптимальные варианты осветительных устройств, а для действующих литейіпге цехов оценить эффективность систем и при необходимости внести коррективы.
На основании проведенных расчетов рассеивания выбросов вредных веществ в окружающей среде от источников литейных цехов получены карты распределения различных ингредиентов на Территории
предприятий, в санитарно-защитной зоне и в жилых массивах и еде-, лано обобщение об уровне загрязнения в зависимости от характера и масштабов литейных цехов. Определено долевое участие отдельного оборудования, участков, цехов в загрязнении окружающей среди.
Разработанная система комплексной экологической оценки условий труда и степени загрязнения окружающей среды прошла апробацию в Белпромпроекте и Гипроавтопроме при разработке проектов литейных цехов, показала эффективность ее использования и принята проектными организациями для экспертизы проектов новых и реконструируемых литейных производств.
Основные материалы работы и рекомендации проектировщикам включены в раздел "Охрана труда" норм технологического проектирования предприятий автомобильной промышленности "Литейные цехи и склады шихтовых и формовочных материалов".
Реализация рдца рекомендаций по достижению экологического равновесия в системе "литейный цех - человек - окружающая среда" в литейных цехах Пинского завода автоматических линий, Лид-ского литейно-механического завода, Слуцкого завода "Эмальпосу-да" и Минского автомобильного завода позволила снизить значения индексов загрязнения рабочих мест и окружающей среды в 1,3-2 раза и получить экономический эффект от улучшения условий труда работающих и от уменьшения загрязнения окружающей среды более 700 тысяч рублей (в ценах 1991 г.). Долевое участие автора в полученных экономических эффектах составляет 70 %.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались на одной Международной конференции (Минск, 1992 г.), 14 Всесоюзных и Республиканских научно-технических конференциях и семинарах, в том числе: на Межреспубликанском научно-производственном семинаре "Современные технологические процессы получения высококачественных отливок, повышения стойкости литейной оснастки и режущего инструмента" (Чебоксары, 1987 г.), на I и II Республиканской научно-технической конференции "Повышение качества и экономичности литейных процессов" (Одесса, 1988, 1990 г.), на Межреспубликанской научно-практической конференции "Прогрессивные технологические процессы производства отливок, материалов и их обработка" (Чебоксары, 1988 г.), на Региональной научно-технической конференции "Интенсификация
технологических процессов в литейном производстве" (Барнаул, 1968 г.), на I и И Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия" (Севастополь, 1989, 1990 г.), на Межреспубликанской научно-практической конференции "Современные технологические процессы получения высококачественных изделий методом литья и порошковой металлургии" (Чебоксары, 1989 г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Повышение качества отливок и снижение вредного влияния литейного производства на окружающую среду" (Запорожье., 1990 г.), на Межреспубликанской научно-практической конференции "Охрана труда и прогрессивные технологические процессы в литейном производстве, порошковой металлургии и машиностроении" (Чебоксары, 1990 г.), на УШ Всесоюзной научной конференции "Новые высокопроизводительные технологические процессы, высококачественные сплавы и оборудование в литейном производстве" (Минск, 1990 г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Совершенствование технологии и оборудования в литейном производстве с целью улучшения условий труда и экологии окружающей среды" (Москва, 1991 г.), на научно-технической конференции "Литейное производство и окружающая среда" (Минск, 1992 г.), на межгосударственной конференции "Проблемы промышленной экологии и безопасности" (Севастополь, 1992 г.), на 14 зональных, областных конференциях, совещаниях, семинарах, а также на ежегодных конференциях Белорусского политехнического института (I979-I99I гг.)
Публикация результатов. Материалы диссертации изложены в 59 научных публикациях, в том числе одной обзорной информации . БелШИНТИ, 7 экспресс-информациях БелНИИНЛИ, положительных решениях по заявкам ,\« 49I4I62, 4917578 и 4918584.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 49 таблиц, 102 рисунка, список использованной литературы включает 279 наименований.