Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ
МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПЕРАТОРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ 13
1.1. Современное состояние безопасности средств механизации
АПК 13
1.2. Анализ существующих конструкций средств защиты от захвата
карданными валами 22
-
Анализ средств механизации и режимов транспортно-технологических процессов в промышленном птицеводстве на соответствие требованиям безопасности 28
-
Оценка и анализ безопасности труда при производстве прессованных травяных кормов. 34
-
Современные методы оценки и прогноза безопасности
технологических систем АПК 42
Выводы 57
Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ТРАВМООПАСНОСТИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА 58
2.1. Вероятностно-статистическое представление динамики
травматизма 60
2.2. Модель функционирования технологических систем 67
2.3. Оценка условий труда операторов сельскохозяйственной
техники 71
2.4. Методы получения вероятностно-статистических характеристик
изменения параметра безопасности операторов сельскохозяйственной
техники 85
Выводы 100
Глава 3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ
ОПТИМАЛЬНЫХ И ДОПУСКАЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ БЕЗОПАС
НОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ АПК 102
3.1. Методы экспериментального определения параметров процессов
функционирования изучаемых технологических систем 102
-
Методы установления значимых факторов, определяющих безопасность технологического процесса 109
-
Методы экспериментальной оценки эффективности защиты
работающих в опасных условиях 111
3.3.1. Методика определения запыленности на рабочих местах
операторов АВМ-1,5 АЖ и ОПК-2,0 115
3.4. Методики отбора проб травяной резки и определение содержания
минеральных примесей 118
3.5. Методы и средства реализации оптимальных параметров
безопасности труда и их контроля 122
Выводы 124
Глава 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА И
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУДООХРАННОИ ДЕЯТЕЛЬ
НОСТИ 125
4.1. Концепция прогнозирования уровня травматизма 125
4.2. Система трудоохранных допусков для сельскохозяйственной
техники 129
-
Предпосылки для динамического синтеза методов и технических средств безопасности труда на основе вероятностных моделей механизированных процессов 133
-
Обоснование оптимальных и допускаемых значений параметров управления безопасностью труда операторов сельскохозяйственной техники 139
4.5. Оценка эффективности деятельности по обеспечению безопасности
труда операторов сельскохозяйственной техники 159
4.6. Предпосылки организации системы мониторинга безопасности
механизированных процессов сельскохозяйственного производства. 166
Выводы 169
Глава 5. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МИНИМИЗАЦИИ
ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ТРАВМИРОВАНИЯ ОПЕРАТО
РОВ СХТ 171
5.1. Обоснование и оценка эффективности методов и средств
минимизации потенциальной опасности травмирования операторов
картофелеуборочного агрегата МТЗ-82 + ККУ-2 А 171
-
Расчетная модель агрегата, получение и анализ статистических характеристик его функционирования 171
-
Анализ частотных характеристик безопасности технологического процесса агрегата и динамический синтез средств их оптимизации..Л 78
5.1.3. Оценка эффективности защиты временем операторов
картофелеуборочных агрегатов при работе в опасных зонах карданных
валов 189
5.2. Обоснование и оценка эффективности методов и средств
минимизации потенциальной опасности травмирования операторов
промышленного птицеводства 194
-
Обоснование метода оценки и путей минимизации условий опасности при обслуживании клеточных батарей КБУ -3 194
-
Обоснование схемы и расчет устройства для аварийного отключения привода механизма кормораздачи — пометоудаления клеточной батареи КБУ - 3 ....199
5.2.3. Модель функционирования механизма кормораздачи -
пометоудаления клеточной батареи КБУ- 3 204
5.2.4. Расчетная модель механизма кормораздачи - пометоудаления,
получение и анализ статистических характеристик его
функционирования 212
-
Оптимизация условий функционирования механизма кормораздачи - пометоудаления клеточной батареи 219
-
Оценка эффективности защиты временем операторов промышленного птицеводства при обслуживании клеточных
батарей 221
Выводы 225
Глава 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА
ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ В
ОПАСНЫХ УСЛОВИЯХ 227
6.1. Защита операторов картофелеуборочных агрегатов от захвата
карданными валами 227
6.1.1. Общие методические принципы количественной оценки
зависимости вероятности захвата карданными валами от уровня
потенциальной опасности Ґ. 227
6.1.2. Обоснование схем и расчет параметров системы «карданный вал
- защитный кожух» 230
6.1.3. Статистическая оценка эффективности предохранительного
устройства карданного вала 243
6.2. Повышение безопасности операторов плавучих механизированных
комплексов по заготовке травяных кормов в поймах рек
совершенствованием санитарно - гигиенических параметров условий
труда 246
6.2.1. Миграция и баланс примесей при производстве брикетированных
и гранулированных кормов в поймах рек 248
6.2.2. Обоснование и расчет устройства для отделения примесей от
сухой травяной резки 251
-
Обоснование схемы настройки устройства 265
-
Результаты экспериментальных исследований и их анализ 268
-
Результаты факторного эксперимента по оценке эффективности снижения запыленности 273
6.2.6. Определение рациональных параметров настройки
устройства 275
Выводы 278
Глава 7. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 280
ТА. Технико-экономическая эффективность повышения безопасности операторов промышленного птицеводства при
обслуживании клеточных батарей 280
7.2. Технико-экономическая эффективность повышения безопасности
труда операторов картофелеуборочных агрегатов 282
7.3 Технико-экономическая эффективность улучшения условий труда
операторов технологического оборудования при пойменном
кормопроизводстве 284
Выводы 289
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 290
ЛИТЕРАТУРА 293
ПРИЛОЖЕНИЯ 317
Введение к работе
Первоочередным направлением совершенствования деятельности по безопасности труда в сельскохозяйственном производстве Российской Федерации должно стать повышение безопасности при эксплуатации средств механизации, поскольку 70...80 % несчастных случаев в сельском хозяйстве приходится на механизированные технологические процессы. Сложившаяся тупиковая ситуация, когда уровень производственного травматизма не снижается, а в отдельных случаях даже увеличивается, обязывает совершенствовать известные и изыскивать новые, более эффективные методы и средства безопасности труда на основе глубокого изучения закономерностей технологических, энергетических, трудоохранных и естественно-производственных процессов. При этом возникает необходимость учета внутренних структур процессов, их динамики, что, в свою очередь, требует более подробного и углубленного математического описания процессов, учета и расчета факторов, определяющих безопасность труда при функционировании агротехнологических систем.
Сельскохозяйственные производственные объекты представляют собой сложные динамические системы со случайной структурой большинства входных воздействий. Выходные переменные, к которым относятся и показатели безопасности труда, являются, как правило, случайными процессами и полями, что недостаточно учитывается в современной методологии управления безопасностью труда.
Вызывают научный и практический интерес работы Е.Я. Улицкого, Б.А Иткина, В.А. Андроса /98... 100/, B.C. Шкрабака, Г.Н. Копылова, А.В. Ковалева, СИ. Бондаря, П.Ф. Вайткуса /101... 105/,
А.И. Якобса, А.В. Луковникова /106/, Н.В. Киндера /107, 108/, О.В. Чепульской /110/, В. Соболева, А. Вайсмана /111/ Г.П. Вермова, B.C. Рубина, Р.Л Вейцмана, Ф.К. Красуцкого /58/, К.З. Ушакова, В.И. Сафонского /59/, А.Т. Топалкароева, А.И. Ещенко, М.Н. Грушидзе, А.Л. Решетюка, В.П. Коптикова /60,..64, 112/, В.И. Козлова /53/, И.К. Супакова /66/, Г.П. Орлова /65/ и других авторов, в которых методология решения проблемы снижения травматизма состоит в согласовании параметров средств защиты работающих с энергетическими возможностями машин на основе применения методов статистической динамики применительно к различным технологическим системам агропромышленного комплекса (АПК). По результатам такого согласования создано семейство новых, патентоспособных технических систем и средств обеспечения безопасности труда при технологических забиваниях машин, использование которых позволило снизить травмоопасность средств механизации в 2 и более раза. Вместе с тем практика исследований, проектирования и экспертизы средств обеспечения безопасности труда складывалась эмпирически и этот опыт с научных позиций пока не обобщен. При этом сложилась проблемная ситуация, заключающаяся в отсутствии соответствия эксплуатационных параметров сельскохозяйственной техники и применяемых на них средств защиты работающих. Поэтому проблема повышения безопасности операторов сельскохозяйственной техники при технологических отказах, не имеет научного и практического решения.
Научная гипотеза данной проблемы состоит в том, что повышение безопасности операторов сельскохозяйственной техники базируется на систематизации методов и средств, полученных идентификацией вероятностных моделей функционирования технологических процессов. В этом случае методология обеспечения безопасности, а также - управления ею, основывается на анализе частотных характеристик технологических процессов и их динамическом синтезе по критериям безопасности. Полученные таким образом параметры технологических процессов являются научно-обоснованным исходным материалом для разработки методов и средств повышения безопасности операторов СХТ.
Целью исследования является разработка методов и технических средств повышения безопасности работы операторов при технологических отказах сельскохозяйственной техники.
Задачи исследования:
Провести анализ современного состояния безопасности сельскохозяйственной техники;
Обосновать модель механизма формирования опасности, позволяющую учитывать различные ситуации и эффективность средств защиты работающих;
Разработать классификацию средств обеспечения безопасности (СОБ) на основе анализа существующих и перспективных технических решений, обеспечивающих эксплуатационную безопасность СХТ;
4. Обосновать требования к моделированию опасности при технологических отказах сельскохозяйственных машин;
Установить закономерности формирования активной безопасности, при технологических отказах, позволяющие оценивать эффективность существующих и разрабатываемых средств ее обеспечения;
Разработать принципы и рабочие методики оценки эффективности СОБ различных типов, провести экспериментально — производственную проверку теоретических положений;
7. Дать технико-экономическую оценку предлагаемых технических решений.
Объект исследования - технологические процессы выполняемые сельскохозяйственной техникой и их параметры безопасности при устранении технологических отказов.
Предмет исследования — закономерности, тенденции, зависимости, факторы, влияющие на формирование производственных опасностей в процессе эксплуатации сельскохозяйственной техники.
Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проводились с применением методов теории вероятностей и математической статистики, теории случайных процессов. Использовалась теория многомерных систем управления и экстремального планирования экспериментов.
Научную новизну исследований составляют: методология оценки и прогнозирования безопасности труда операторов сельскохозяйственной техники; модель формирования опасностей в процессе эксплуатации сельскохозяйственной техники; модели и алгоритмы управления безопасностью труда операторов сельскохозяйственной техники; система трудоохранных допусков на условия функционирования сельскохозяйственной техники; методы и технические средства обеспечения безопасности труда операторов сельскохозяйственной техники;
Практическая значимость работы. Разработанные научно-обоснованные нормативы безопасности труда используются в производстве уборочной техники, модернизации поточно-технологических линий промышленного птицеводства и агрегатов по приготовлению витаминных травяных кормов.
Материалы исследований приняты Красноярским центром стандартизации, метрологии и сертификации для использования при совершенствовании методологии сертификации эксплуатационной безопасности сельскохозяйственной техники.
Методика и технические средства повышения безопасности труда операторов СХТ применяются в сельскохозяйственном производстве Красноярского края и Брянской области, а также при выпуске сельскохозяйственной техники заводами изготовителями.
На защиту выносятся: вероятностная модель управления безопасностью функционирования сельскохозяйственных технологических систем; система трудоохранных допусков на условия функционирования сельскохозяйственной техники; модель прогнозирования травматизма и оценки эффективности трудоохранной деятельности; методы и технические средства повышения эффективности защиты операторов базовой сельскохозяйственной техники; методы и средства повышения эксплуатационной надежности технических средств защиты работающих.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и одобрены на научных и научно-практических конференциях в Санкт-Петербургском ГАУ (1991 ...1994гг.), Красноярском ГАУ (1991...2003гг.), на межвузовской конференции по охране труда в АПК Литовской СХА (1990 г.), Всероссийской научной конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций» (1997г.) г. Красноярск, Международной научно-практической конференции профессорско- преподавательского состава, посвященной 50-летию образования Красноярского государственного аграрного университета (2003г.).
Публикации. Основное содержание диссертации нашло отражение в 44 публикациях, в т.ч. монографии: 1) Чепелев Н.И. Техническое обеспе- чение безопасности карданных валов картофелеуборочных машин. Монография, Депон. в НИИТЭИ Агропром, №140 ВС- 95.-151 с. 2) Чепелев Н.И. Безопасность механизированных процессов птицеводства (сертификация: техническое обеспечение). Монография, Депон. в НИИТЭИ Агропром. №141 ВС- 95,-143 с, 3) Чепелев Н.И. Безопасность пойменного кормопроизводства. Монография, Депон. в НИИТЭИ Агропром. №142 ВС-95.-145 с. 4) Чепелев Н.И. Безопасность технологических процессов АПК: Монография. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. - 280 с, 2 авторских свидетельства и учебное пособие «Прогнозирование и оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера».
Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, семи разделов, выводов и рекомендаций, списка литературы из 242 наименований. Работа изложена на 374 страницах машинописного текста, включает 68 рисунков, 45 таблиц и приложения на 58 страницах.
Исследования по теме диссертации проводились с 1990-2004гг., и выполнены в соответствии с планами научно-исследовательской работы Красноярского ГАУ, Санкт-Петербургского ГАУ, Брянской СХА и Федеральной целевой научно-технической программой «Охрана труда» (№ 29280293 Б от 08.01.93).
