Введение к работе
Актуальность темы исследования. Агропромышленное производство (АПП), являясь важнейшей отраслью народного хозяйства страны со значительной частью занятого трудоспособного населения и сосредоточением огромных материально-технических ресурсов, - одна из наиболее травмоопасных отраслей. Сложившаяся нестабильная экономическая обстановка в стране в 90-е годы негативно повлияла на состояние агропромышленного комплекса (АПК).
По данным Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (МСХ РФ) в АПК на производстве ежегодно гибнет около 1200 человек, по болезни выбывает около 60 тыс. работников трудоспособного возраста, большинству из них группа инвалидности устанавливается в 30 – 49 лет, то есть в возрасте наибольшей работоспособности.
В АПК, по данным Всероссийского научно-исследовательского института охраны труда МСХ РФ (г. Орел), за период с 1990 по 2006 гг. зарегистрировано более 19000 смертельных несчастных случаев. Основная доля этих травм связана с низким уровнем технической надежности при эксплуатации и обслуживании транспортной с.-х. техники.
Так, с 1990 по 2006 гг. произошел 291 случай гибели работников АПК из-за придавливания их грузовой платформой самосвальной техники при самопроизвольном ее опускании и 106 смертельных случаев в результате снижения работоспособности в процессе труда, выраженном в утомлении операторов транспортной с.-х. техники. При возникновении утомления, а также под действием длительного сидения за рулем и монотонного шума и вибрации от работающего двигателя у оператора возникают приступы сонливости или просоночные состояния. По статистике 34% автокатастроф, в которых были погибшие, вызваны тем, что водитель заснул за рулем.
Современный уровень с.-х. производства требует внедрения современных средств техники безопасности, улучшения конструкции машин, приспособлений, ограждений, индивидуальных и коллективных средств защиты. Это в равной степени относится и к повышению уровня безопасности операторов транспортной с.-х. техники путем исключения придавливаний грузовыми платформами и их засыпания за рулем. Для решения этих проблем необходимо проведение научных исследований, на основании которых будут разработаны эффективные научнообоснованные профилактические мероприятия.
Целью работы является повышение безопасности операторов транспортной с.-х. техники за счет разработки и внедрения инженерно-технических и организационных мероприятий.
Объект исследования – транспортные с.-х. агрегаты на базе тракторов классов 1,4; 3,0; 5,0 т.с., автомобилей-самосвалов марок ЗИЛ-130Б2, КамАЗ-55102, ГАЗ-САЗ-53Б, ГАЗСАЗ-351166, грузовых автомобилей и условия труда операторов транспортной с.-х. техники.
Методы исследования. Исследования проводились с применением системного анализа, методов математической статистики, теории вероятности, аппарата Марковского случайного процесса, теории планирования эксперимента.
Новизна результатов. Новизной обладают:
вероятностная модель возникновения несчастного случая в результате придавливания грузовой платформой;
зависимости изменения возможного травмирования оператора транспортной с.-х. самосвальной техники от вероятности возникновения нештатной ситуации;
вероятностные модели возникновения несчастного случая в результате утомляемости и засыпания за рулем;
зависимости изменения возможного попадания оператора в аварийную ситуацию от вероятности его работоспособного состояния;
- математические модели степени влияния угла подъема и загруженности платформы на усилия, испытываемые несущими элементами разработанного предохранительного устройства, предназначенного для предотвращения самопроизвольного опускания грузовых платформ;
- математические модели влияния возраста оператора на время его реакции в начале и конце рабочей смены.
Достоверность результатов обеспечена обоснованными допущениями при разработке вероятностных аналитических моделей; применением в экспериментальных исследованиях метрологически проверенных современных средств измерений и обоснованным количеством опытов; применением статистических методов при анализе и обработке опытных данных; хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных результатов; положительным результатом испытания предохранительного устройства, предотвращающего падение платформы самосвала в случае отказа в работе гидравлического опрокидывающего устройства.
Практическую значимость диссертации представляют результаты анализа производственного травматизма со смертельным исходом на транспортной с.-х. технике в АПК РФ, в том числе при придавливаниях грузовыми платформами самосвальной техники, утомлении и засыпании за рулем; результаты анализа существующих инженерно-технических способов и средств предотвращения травматизма операторов транспортной с.-х. техники, используемые при разработке и внедрении инженерно-технических и организационных мероприятий; результаты лабораторных испытаний основных конструктивных элементов предохранительного устройства; результаты экспериментальных исследований времени реакции операторов транспортной с.-х. техники; разработанные на патентном уровне новые предохранительные устройства для платформ самосвалов транспортных средств и устройство для управления механизмами двигателя при возникновении дремотных и просоночных состояний.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Результаты анализа производственного летального травматизма при эксплуатации, обслуживании и ремонте транспортной с.-х. техники в АПК РФ.
-
Вероятностная модель возникновения несчастного случая в результате придавливания грузовой платформой самосвальной техники.
-
Вероятностные модели возникновения несчастного случая в результате утомляемости и засыпания за рулем оператора транспортной с.-х. техники.
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований предохранительных устройств, предотвращающих самопроизвольное падение грузовой платформы самосвальной техники.
-
Результаты экспериментальный исследований по определению времени реакции оператора на принятие правильного решения в зависимости от его возраста в начале и конце рабочей смены.
-
Инженерно-технические устройства, предотвращающие самопроизвольное опускание грузовой платформы самосвальной техники.
-
Инженерно-техническое устройство, предотвращающее засыпание оператора за рулем транспортного средства.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в 2002 – 2007 годах, на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых Северо-Западного Федерального округа (Санкт – Петербург, 2003 г.), на международной конференции «Проблемы безопасности жизнедеятельности в агросфере и пути их решения» (Санкт-Петербург, 2007 г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 печатных статьях, включая статью в центральном журнале, входящем в перечень изданий ВАК РФ и двух бюллетенях патентов на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 196 страницах и содержит введение, пять глав, общие выводы и рекомендации, а также библиографический список из 123 наименований и 4 приложений. Работа включает 39 таблиц и 103 рисунка.
