Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный агропромышленный комплекс (АПК) представляет собой сложное объединение производственных процессов. Вместе с тем, условия труда в отдельных отраслях сохраняют свои особенности, обусловленные спецификой производственного процесса и далеки от требуемых.
В целом по России только 3,47% объектов сельского хозяйства, находящихся на контроле органов Роспотребнадзора, отвечают санитарно-гигиеническим требованиям. Ежегодно на производстве в АПК травмируется более 35 тыс. человек, около 600 человек гибнет. Профессиональные заболевания у работников сельского хозяйства составили 11,56% (1182 случая) от суммы всех профессиональных заболеваний, зарегистрированных в Российской Федерации. И это практически при отсутствии службы профпатологии в сельской местности.
В целом по России материальный ущерб только от производственного травматизма и профессиональной заболеваемости в организациях АПК составляет более 3,5 млрд. руб., из них в сельском хозяйстве 1,7 млрд. руб., в пищевой промышленности 1,6 млрд. руб., что соответствует недопроизводству продукции сельского хозяйства в размере 0,7%, продукции пищевой промышленности 0,4%.
Создание благоприятных и безопасных условий труда, сохранение нормального функционального состояния человека и его работоспособности неразрывно связано с обеспечением работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ).
Одним из перспективных направлений, в индивидуальной защите работающих является использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной подачей воздуха (дыхательных аппаратов).
Однако, создание данного вида СИЗ осложняется несовершенством теоретических основ их разработки, практики применения, а также необходимостью оценки перспектив развития и использования с учетом назначения, защитных и эксплуатационных свойств, характера технологических процессов, специфики производства и контингента работающих в отраслях АПК.
Диссертационная работа выполнялась в рамках отраслевых научно-технических программ О. Сх. 127, О. Сх. 82 Минсельхоза и Госагропрома СССР, Республиканской (федеральной) целевой научно-технической программы на 1992-1995 гг. «Охрана труда» Министерства сельского хозяйства РФ и РАСХН (Д. 29.28.01.92 Б), госконтрактов 2.3.18/02 и 2.3.21/02 межотраслевой целевой программы Минтруда России (пр.№42, 2002г.), ряда договоров с производственными и научно-исследовательскими организациями.
Цель исследования заключается в теоретическом и методологическом обосновании разработки и применения дыхательных аппаратов для защиты работающих в АПК
Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи:
проведен анализ вредных и опасных производственных факторов агропромышленного производства и их воздействия на работников;
систематизированы конструктивные схемы существующих дыхательных аппаратов, проведены экспериментальные исследования аналогов и определены направления их совершенствования;
разработаны методологические аспекты создания дыхательных аппаратов, на основе моделирования процессов загрязнения воздуха рабочих зон в АПК, математической модели работы дыхательного аппарата, вероятностной оценке его надежности в условиях эксплуатации;
проведены исследования элементной базы и компоновочных схем дыхательного аппарата, полученные результаты реализованы в виде конкретной конструкции;
обоснована схема параметрического типоряда источников воздухоснабжения автономных дыхательных аппаратов для различных условий эксплуатации и на ее основе разработаны, изготовлены и испытаны модификации дыхательных аппаратов и их элементов;
проведены исследования по оценке перспектив использования новых материалов и технологий в блоке фильтрации дыхательных аппаратов;
организован и проведен мониторинг обеспеченности работающих АПК средствами индивидуальной защиты;
обоснован механизм развития и функционирования системы индивидуальной защиты работающих в АПК;
созданы информационно-консалтинговые системы и базы данных по СИЗ для работников АПК на основе новых информационных технологий;
определена социально-экономическая эффективность применения дыхательных аппаратов в АПК.
Объект исследования – средства индивидуальной защиты для работников АПК, процессы их разработки и применения.
Методы исследования. Для решения поставленных задач принят комплекс методов, включающий: анализ и обобщение данных научно-технической литературы и материалов по разработке и эксплуатации средств индивидуальной защиты; мониторинг вредных производственных факторов на рабочих местах работников в АПК и обеспеченности их СИЗ; применение теоретических и экспериментальных методов изучения аэродисперсных систем и аэродинамики газового потока применительно к дыхательным аппаратам; методы оценки защитной и эксплуатационной эффективности СИЗ и их элементов с использованием современного приборного оснащения; математическое моделирование процессов, математическая статистика и теория вероятностей; методы экспертных оценок.
Обоснованность и достоверность научных положений приведенных в диссертации, выводов и рекомендаций базируется на использовании известных теоретических разработок, достоверных математических моделей, обширном экспериментальном материале, полученном автором в результате многолетних исследований, применением стандартных методов статистической обработки результатов с использованием ЭВМ и сходимостью расчетных показателей с экспериментальными данными, положительными результатами эксплуатации образцов дыхательных аппаратов, изготовленных по рекомендациям автора.
Научную новизну исследований составляют:
– методологические основы путей снижения воздействия на работников вредных и опасных производственных факторов агропромышленного производства, систематизации конструктивных схем дыхательных аппаратов;
– методологические аспекты создания дыхательных аппаратов, включающие моделирование процессов загрязнения воздуха рабочих зон в АПК, математическую модель работы аппарата, вероятностную оценку его надежности в условиях эксплуатации;
– теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение адекватных математических алгоритмов, описывающих газодинамические и технологические режимы работы дыхательных аппаратов, в зависимости от их конструктивных особенностей;
– сформулированные предпосылки и структура схемы параметрического типоряда источников воздухоснабжения, позволяющие установить рациональные конструктивно-технологические параметры дыхательных аппаратов и их элементов с учетом конкретных требований защитной и эксплуатационной эффективности;
–экспериментальные исследования опытных модификаций дыхательных аппаратов и новых сорбционно-фильтрующих материалов;
– приоритетные патентно-чистые конструкции нового дыхательного аппарата (а.с.№№ 1251391, 1369045), его узлов и элементов (а.с.№№ 850423, 1152853, 1556674), а также методов их испытаний (пат. №№ 1460632, 2106161, 2158912, 2284505, 2282177);
– методологические основы организации мониторинга и обоснования механизма развития и функционирования системы обеспечения работающих АПК СИЗ;
Практическая значимость. Ее составляют:
– результаты анализа вредных и опасных производственных факторов агропромышленного производства и их воздействия на работников;
– математические модели процессов загрязнения воздуха рабочих зон в АПК и работы дыхательного аппарата;
– опытные модификации образцов дыхательного аппарата и расчет их конструктивных параметров;
– методы и оборудование для исследования эксплуатационных и защитных характеристик дыхательных аппаратов;
– рекомендации по использованию дыхательных аппаратов, регламентирующие безопасное ведение работ;
– результаты мониторинга обеспеченности работающих АПК средствами индивидуальной защиты;
– созданные информационно-консалтинговые системы и базы данных по СИЗ для работников АПК на основе новых информационных технологий.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Анализ вредных и опасных производственных факторов воздействующих на работников АПК и обоснование путей их снижения за счет применения дыхательных аппаратов;
-
Методологические аспекты создания дыхательных аппаратов, включающие моделирование процессов загрязнения воздуха рабочих зон в АПК, математическую модель работы аппарата, вероятностную оценку его надежности в условиях эксплуатации;
-
Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение адекватных математических алгоритмов, описывающих газодинамические и технологические режимы работы дыхательных аппаратов, в зависимости от их конструктивных особенностей;
-
Сформулированные предпосылки и структура схемы параметрического типоряда источников воздухоснабжения, позволяющие установить рациональные конструктивно-технологические параметры дыхательных аппаратов и их элементов с учетом конкретных требований защитной и эксплуатационной эффективности;
-
Экспериментальные исследования опытных модификаций дыхательных аппаратов и новых сорбционно-фильтрующих материалов;
-
Методы и оборудование для исследования эксплуатационных и защитных характеристик дыхательных аппаратов и его элементов;
-
Методологические основы организации и результаты мониторинга, а также обоснование механизма развития и функционирования системы обеспечения, работающих АПК средствами индивидуальной защиты;
-
Информационно-консалтинговые системы и базы данных по СИЗ для работников АПК на основе новых информационных технологий.
Апробация работы. Основные материалы исследований доложены, обсуждены и одобрены на конференциях, симпозиумах, конгрессах, в т.ч.: Минсельхоз СССР и России, ВИМ, ВНИИОиЭТ, ВЦНИИОТ ВЦСПС, МГАУ, РИАМА, Росинформагротех (Москва, 1988–2008); АГАУ(Барнаул, 2007); НЦАОМУ (Днiпропетровськ, 2000,2001); ИЭУП (Казань, 2007); КурганГУ (Курган, 2000); ВНИИОТ, МАНЭБ, СПбГАУ (Санкт-Петербург, 1990-2010); МАНЭБ (Киев, Одесса, Москва, Санкт-Петербург, 2007,2009); МААН, АМН Украины (Киев, 1998), МаГУ (Магнитогорск, 2008); НИИГП (Н-Новгород, 1999, 2004); МСХ Литовской ССР (Вильнюс, 1984); ОНМУ (Одесса, 2008); ВНИИОТ, ОрелГАУ, ОГУ, ОрелГТУ, ОГИЭТ (Орел, 1988-2010); Саратовский ГАУ (Саратов, 2007); ВНИИТБХП (Северодонецк, 1986); ТГСХА (Тверь, 2007); НИИБЖ (Уфа, 2000); УГТУ (Екатеринбург, 1999); Ул ГТУ, УГСХА (Ульяновск, 2008); ЧГАУ (Челябинск, 2007).
Образцы дыхательных аппаратов неоднократно экспонировались на ВВЦ (ВДНХ СССР) и награждены шестью медалями.
В 1998 году работа «Разработка автоматизированной системы определения потребности в средствах индивидуальной защиты для работников агропромышленных предприятий различных форм собственности» награждена 2 премией Минсельхозпрода России за освоение в агропромышленном производстве важнейших научно-технических достижений.
Внедрение. Результаты исследования и отдельные положения диссертационной работы включены в 19 нормативных правовых актов (Правила по охране труда для различных отраслей АПК, утверждены Минсельхозом России, согласованы Минздравсоцразвития России и ЦК профсоюзов работников АПК, зарегистрированы Минюстом России), 22 нормативно-технических документа и Положение об отраслевой системе управления охраной труда в АПК.
Предприятием «Газозащита и комфорт» (г. Орел) серийно выпускаются дыхательные аппараты типа НИВА, конструкция которых базируется на использовании положений диссертационной работы автора.
Модификации дыхательного аппарата внедрены и применяются на ряде предприятий различных регионов страны.
Методология моделирования процессов загрязнения воздуха рабочих зон в АПК внедрена в ЗАО «Экология» г. Орел.
Экспериментальные установки внедрены в практику научных исследований ВНИИОТ (г.Орел) и использовались при разработке новых СИЗ по заданию Минсельхоза России и заказу других организаций.
Инженерно-технические предложения по методам и способам испытания СИЗОД, реализованы в виде испытательных стендов и применяются при производственном контроле выпускаемых защитных комплектов НИВА-2М.
Материалы диссертации преподаются в Орловском государственном университете, других учебных заведениях и включены в учебно-методические пособия.
Публикации. Основные материалы исследования нашли отражение в более 100 печатных работах, в т.ч. 29 в рекомендованных ВАК изданиях, 10 монографиях и учебных пособиях, 15 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.
Научной монографии «Теория и практика разработки и применения дыхательных аппаратов для защиты работающих в АПК» присужден Диплом лауреата конкурса на лучшее инновационное решение в области безопасных условий труда «Здоровье и безопасность 2007» в номинации «Методология в области контроля и обеспечения безопасных условий труда» организованном Минздравсоцразвития России.
Учебное пособие «Охрана и безопасность труда при техническом обслуживании и ремонте автомобилей» награждена в 2008 году Грамотой УМО за 2 место в номинации «Учебное пособие по специальности».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 7 глав, заключения и выводов, списка литературы, включающего 382 наименования. Работа изложена на страницах основного текста, содержит 151 рисунок, 65 таблиц и 3 приложения.
