Модуль 2. Средства обеспечения охраны труда

Система технической защиты от опасных и вредных факторов

В широком смысле защита человека в процессе труда осуществляется всеми элементами охрана труда как системы. Здесь мы рассмотрим лишь элементы системы технической защиты человека, имея в виду, что конкретные способы и средства защиты подробно рассматриваются в специальных технических дисциплинах.

Говоря о защите личного состава в процессе спасательных работ, будем иметь в виду защиту его как от вредных, так и от опасных факторов производственной среды.

Применению технических средств защиты должна предшествовать оценка опасности производственной среды. Прежде чем защищать человека, следует оценить необходимость защиты вообще, и если таковая необходима, определить степень защиты. Такая оценка осуществляется сравнением реальных параметров обстановки с соответствующими допустимыми значениями, указанными в нормативных документах.

Идеология защиты личного состава в процессе АСДНР, на которой основано построение технической системы защиты, состоит в следующем.

Прежде всего, стараются исключить из производства неблагоприятные факторы и процессы.

Исключение производится путем замены опасных (вредных) процессов, факторов, материалов менее опасными (менее вредными) процессами, однако технологически эквивалентными.

Если исключение неблагоприятных условий производства невозможно, осуществляются попытки нейтрализации вредностей (опасностей) в источниках их возникновения (локализация и нейтрализация проливов ОХВ, очагов пожаров и т. п.).

Наконец если невозможна и нейтрализация вредностей (опасностей), последние будут воздействовать на личный состав. В этом случае защита человека осуществляется применением специальных технических средств и способов, предохраняющих личный состав от неблагоприятного воздействия факторов производственной среды. Эти средства и способы носят название защитных экранов.

Экранами могут быть физические ограждения, такие, как корпуса машин, заключающие в себе движущиеся части, укрытия пылящего оборудования, средства индивидуальной защиты и т.п. Своеобразными экранами могут служить расстояние и время.

Защита человека должна быть организована на основе реализации принципа максимальной защиты, т.е. человек должен быть защищен в максимальной степени. При этом опасные и вредные факторы производственной среды должны быть исключены или сведены к минимуму. Как мы уже отмечали ранее, в этом состоит главный принцип защиты человека в процессе труда.

Различают абсолютную и частичную защиту человека от опасных и вредных факторов.

Абсолютная защита человека заключается в недопущении действия на личный состав как опасных, так и вредных факторов производственной среды. К сожалению в условиях ведения спасательных работ при ликвидации ЧС абсолютная защита человека может быть обеспечена далеко не всегда. Причиной этого является как техническое совершенство существующих способов и средств защиты, так и в ряде случаев экономические ограничения (экономическая целесообразность)

В подобных случаях речь идет о частичной защите человека. Частичная защита человека обусловливает существование риска в процессе работ, то есть возможности (вероятности) получения неблагоприятного воздействия производственной среды.

Для наиболее эффективной реализации принципа максимальной защиты требуется выполнение двух непременных условий: использование достижений науки и техники и использование комплекса средств и способов защиты.

Таким образом система технической защиты включает: нормирование условий труда; исключение неблагоприятных факторов производственной среды; нейтрализацию вредностей и опасностей в источниках их возникновения; установление опасных зон, защиту расстоянием и временем; применение защитных экранов, специальных защитных способов и средств.

Нормирование условий труда. Выше было отмечено, что любой защите должна предшествовать оценка неблагоприятного воздействия производственной среды на человека.

Такая оценка может быть выполнена по отдельным факторам производственной среды, и в таком случае она является элементарной. Оценка может быть выполнена также по совокупности факторов, воздействующих на личный состав при проведении спасательных работ, и в таком случае она является комплексной.

Необходимость комплексной оценки воздействия на человека одновременно нескольких факторов диктуется тем обстоятельством, что совместное воздействие факторов в ряде случаев усиливает неблагоприятные последствия. Кроме этого, при совокупном воздействии на человека нескольких факторов неблагоприятные последствия могут наступить и в тех случаях, когда значение каждого отдельного фактора лежит в допустимых пределах.

Пусть, например, во вдыхаемом воздухе содержится смесь опасных химических веществ с концентрацией С_i и установленной нормативными документами предельно допустимой концентрацией ПДК_i. В этих случаях оценка допустимой степени воздействия должна проводиться, исходя из неравенства

. (1)

В первую очередь это относится к нормированию факторов производственной среды с одинаковым механизмом воздействия на организм человека (химическое, физическое).

Проиллюстрируем очередь на примере одновременного воздействия двух ОХВ – CO и NO_2. По справочнику находим, что предельно допустимая концентрация угарного газа в воздухе равна ПДК _СО =0,0017%, а двуокиси азота =0,00026%.

Используя соотношение (1) определим, соответствует ли допустимому их комплексное воздействие, если известно, что концентрация угарного газа в воздухе С _СО =0,0010%,а двуокиси азота = 0.00025. Из исходных данных очевидно, что содержание приведенных ОХВ в воздухе по каждому в отдельности ниже предельно допустимого. Проведем оценку комплексного воздействия, используя неравенство (1).

Таким образом совместное воздействие указанных ОХВ в данном примере превышает допустимое, хотя содержание каждого из опасных веществ во вдыхаемом воздухе находится в установленных пределах.

Выше мы уже отмечали, что в общем случае некоторый фактор производственной среды в зависимости от своей величины может быть для организма комфортным (жизненно необходимым), неблагоприятным (в том числе стимулирующим), вредным, опасным и смертельно опасным. Критические значения величин этих факторов для указанных степеней воздействия устанавливаются гигиеническими нормативами, которые являются основой системы защиты человека в процессе труда.

Для реализации гигиенических нормативов в каждом конкретном случае устанавливаются технические нормативы. Наиболее явно связь гигиенического и технического нормирования проявляется при прямом техническом обеспечении гигиенических норм. Например, для обеспечения прохождения через человека безопасного электрического тока, устанавливаемого гигиеническими нормами для случая работы с электрооборудованием, применяется электрическая изоляция токоведущих частей, средства защиты (изоляции инструмента, перчаток, обуви, ковриков и т.п.). Толщина изоляционного покрытия зависит от возможного напряжения и вида изолирующего материала и нормируется. Это означает, что применение заданной толщины изоляции заданной величины в данных условиях является обязательным.

Исключение неблагоприятных факторов. Реализация данного комплекса мероприятий характерна для условий ведения спасательных работ, когда факторы ЧС проявляются в меньшей степени. Опасности и вредности в таких случаях обусловлены в основном эксплуатацией технических средств, климатическими и психологическими факторами.

В этих случаях необходимо предварительное изучение применяемых материалов, оборудования, технологических процессов для оценки возможности появления и степени опасности отдельных факторов производственной среды. Например, известны достоинства дизельных машин при ведении спасательных работ. Однако применение их в стесненных условиях может привести к опасному загрязнению воздуха выхлопными газами.

Отметим, что применение принципа недопущения опасных и вредных факторов оказывается не всегда возможным. Например, при замене оборудования с мотоприводом электрическим полностью устраняется влияние на человека выхлопных газов. Однако это не устраняет опасности воспламенения взрывопожароопасной среды, а также приводит к появлению других факторов опасности. В подобных случаях, когда полное устранение опасных (вредных) фактора невозможно, применяют такие технические решения, при которых неблагоприятное действие факторов является минимальным.

Нейтрализация опасностей и вредностей в источниках их возникновения. Если не удается полностью исключить из производства неблагоприятные факторы и явления, рассматривается возможность их нейтрализации (подавления) в источниках возникновения. С точки зрения воздействия на человека такая нейтрализация может быть практически тождественна способу исключения неблагоприятных факторов, особенно если подавление происходит полностью.

Нейтрализация в источнике может осуществляться физическим, химическим и биологическим методом. Соответственно различают физическую, химическую и биологическую нейтрализацию.

Физическая нейтрализация использует для подавления неблагоприятных факторов различного рода физические способы и средства. Примерами могут быть локализация проливов ОХВ путем обвалования грунтом, засыпки зеркала пролива легкими материалами, сорбентами, перекачка ОХВ в резервные емкости, постановка водяных завес на пути распространения паров ОХВ, удаление и захоронение (изоляция) радиоактивных загрязнений и т.п.

Химическая нейтрализация осуществляется путем использования химических веществ и процессов. Характерным примером является использование химических веществ для нейтрализации проливов ОХВ. Основное требование к нейтрализаторам – они должны быть химически активными по отношению к ОХВ, т.е. вступать с ОХВ в быстропротекающую химическую реакцию в условиях пролива с образованием нетоксичных продуктов. Более подробно эти вопросы рассматриваются в курсе радиационной и химической защиты.

Биологическая нейтрализация осуществляется в результате жизнедеятельности живых организмов. Например, в настоящее время разработаны и находят все более широкое применение нейтрализация аварийных проливов нефти и нефтепродуктов с помощью специальных микроорганизмов. В процессе своей жизнедеятельности бактерии поглощают вредную для экосистем нефть с выделением диоксида углерода.

Анализ опасных и вредных факторов при проведении аварийно-спасательных работ показывает, что полная их нейтрализация не всегда возможна. В ряде случаев она и не является необходимой. Например, не является необходимым полное устранение воздействия ионизирующих излучений, полное подавление шумов и вибраций и т.п. Оно может осуществляться лишь до уровня, допускаемого гигиеническими нормами. Напомним, что сами гигиенические нормативы имеют научно обоснованные значения, которые устанавливаются на основе теории приемлемого риска.

Установление опасных зон. Если неблагоприятные факторы нельзя исключить из процесса работ или нейтрализовать в источнике возникновения, они начинают действовать в некоторой области пространства. В этой связи область пространства, в которой действуют неблагоприятные факторы, называется опасной зоной.

Действие неблагоприятного фактора в пределах опасной зоны может быть постоянным (непрерывным в течение достаточно длительного промежутка времени), периодическим или эпизодическим.

Опасные зоны с постоянным действием неблагоприятного фактора характерны для ионизирующих излучений, газов, шума, вибрации и т.п. Например, при аварии на предприятиях ядерного топливного цикла (атомных станциях, радиохимических заводах) вокруг них образуется обширная опасная зона вследствие радиоактивного загрязнения окружающей среды. Вследствие большого периода полураспада (для ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в пределах 30 лет) можно полагать, что опасность в пределах этих зон будет существовать постоянно. Человек, оказавшийся в такой зоне, подвергается действию опасного фактора (в данном случае ионизирующих излучений) в течение всего времени пребывания. Следовательно характерным признаком постоянной опасной зоны является непрерывное и одновременное действие неблагоприятного фактора во всех точках обозначенной области пространства. Постоянство интенсивности действия фактора в пространстве и времени не обязательно. Так в результате аварии на Чернобыльской АЭС ионизирующее излучение действовало постоянно на всей площади опасной зоны. Однако мощность дозы излучения менялась по площади в зависимости от плотности радиоактивных выпадений и времени в соответствии с законом радиоактивного распада. Кроме этого, на интенсивность излучения существенное влияние оказывает распределение радиоактивных веществ по профилю грунта, формируемое из закономерностей миграционных процессов.

Опасные зоны с периодическим действием неблагоприятного фактора более характерны для работы машин и механизмов. Примером может служить опасная зона вокруг работающих средств механизации работ (экскаваторов, бульдозеров, автокранов и др.). Опасность в пределах этой зоны обусловлена перемещением СМИР или их движущихся частей, при котором возможно травмирование личного состава. Так, стрела экскаватора перемещается периодически в соответствии с циклом его работы и в данный момент занимает лишь определенную часть опасной зоны, где и существует реальная опасность. Другие части зоны в данный момент безопасны в части травмирующего воздействия стрелы на человека. Поэтому в опасных зонах с периодическим действием опасность травмирования личного состава в некоторой точке пространства будет зависеть от вероятности попадания человека в эту точку в данный момент времени и от вероятности нахождения в ней стрелы экскаватора.

Рис.3. Схема к определению безопасного расстояния

Опасные зоны с эпизодическим действием неблагоприятного фактора характерны для факторов, сопровождающихся относительно редкими событиями (землетрясения, селевые потоки, лавины, оползни, другие природные процессы). Обычно действие таких факторов является случайным. Проявление опасности в таких зонах может быть аналогично закономерностям постоянных зон (зона оползня) или закономерностям периодических зон (случаи землетрясения, когда опасность проявляется только в периоды, связанные с подземными толчками).

R ₃

Рис. 4. Схема определения безопасного расстояния в зависимости от времени

пребывания при накопительном воздействии неблагоприятного фактора

Расстояние от источника опасности, равное (или чуть большее) ширине опасной зоны, называется безопасным расстоянием. Безопасное расстояние зависит от интенсивности источника опасности, формы опасной зоны и направления.

На рис. 3 изображена граница опасной зоны от источника, расположенного в точке О. Минимальное безопасное расстояние в направлении оси Ох равно L _x, в направлении оси Oy – L _y, в произвольном направлении O _n – L_n. Как видно из рис. 3, в общем случае они различны. В частном случае, когда опасная зона имеет форму круга или шара, с радиусом R, L _x = L _y = L _n = R. С увеличением интенсивности источника размеры опасной зоны, а следовательно и безопасное расстояние, увеличиваются.

При накопительном характере воздействия неблагоприятного фактора (ионизирующее излучение и др.) и переменной интенсивности его действия в пространстве размеры опасной зоны и безопасного расстояния зависят от времени пребывания человека (рис. 4).

На рис. 4 источник неблагоприятного фактора находится в точке О, опасная зона имеет форму круга, а интенсивность действия фактора J убывает с увеличением расстояния от источника. При постоянной интенсивности действия фактора J во времени, при определении размеров опасных зон в рассматриваемом примере справедливо равенство J ₁ R ₁ = J ₂ R ₂ = J ₃ R ₃.

Таким образом, радиус опасной зоны в этом случае является функцией времени пребывания человека в этой зоне R = f (t). Чем больше время пребывания, тем больше размер опасной зоны и, соответственно, больше безопасное расстояние.

Защита расстоянием. С понятием опасной зоны связан другой способ защиты человека – защита расстоянием. Защита расстоянием – это комплекс мер, предупреждающих попадание человека в опасную зону. Комплекс таких мер разнообразен и включает в себя: выделение опасной зоны; труднодоступное расположение опасной зоны; обозначение опасной зоны; ограждение опасной зоны.

При защите путем труднодоступного расположения опасной зоны последняя должна быть расположена таким образом, чтобы исключить непреднамеренное попадание в нее человека. Примером может служить расположение линий электропередач (ЛЭП) на мачтовых опорах достаточной высоты.

Защита путем труднодоступного расположения может быть полной или частичной. В примере с ЛЭП защита является полной. Однако в ряде случаев полностью исключить проникновение человека в опасную зону невозможно. Например, зоны вокруг потенциально опасных объектов экономики (ПОО) являются опасными. Поэтому такие ПОО располагаются на определенном расстоянии от селитебной зоны с таким расчетом, чтобы некоторые постулированные аварии на этих объектах не представляли опасности для населения. Однако это не исключает опасности для работающей смены. Кроме этого, не исключено случайное попадание в опасную зону лиц из населения.

Если труднодоступность зоны не обеспечивается или обеспечивается частично, применяют ее обозначение. Обозначение опасной зоны может выполняться в виде устной информации, предупреждающих знаков и надписей, специальных сигнальных световых или акустических устройств. Обозначение опасной зоны может осуществляться специальными постами.

Ограждением является специальное сооружение, физически препятствующее проникновению человека в опасную зону. По физической природе ограждения бывают: механические (решетки, барьеры и т.п.), аэродинамические (постановка воздушных завес,отсасывание вредных газов и пыли от источников выделения), электрические (ограждение опасных зон неизолированными металлическими проводами под слабым напряжением с целью создания ощутимого электрического тока, отпугивающего человека при прикосновении в случае пересечения границ опасной зоны), электромагнитные (удержание плазмы в магнитном поле), специальные посты охраны.

Большинство ограждений имеют пассивный характер. Они действуют как пассивные препятствия для проникновения человека в опасную зону. В то же время можно привести пример ограждений, которые носят активный характер, например, контрольно-пропускные пункты, контрольно-дозиметрические пункты и т.п.

Ограждение может быть постоянным или временным - в зависимости от характера опасной зоны и других условий. Например, ядерные, радиационные и химические установки, многие другие опасные зоны должны иметь постоянное ограждение, потому что сами зоны постоянны. В то же время ограждения полуразрушенных зданий и сооружений (например, в результате землетрясения), грозящих обрушением, мест проведения аварийно-спасательных работ должны быть временными, поскольку временными являются сами опасные зоны.

Весьма часто постоянные ограждения выполняются как часть конструкции установки, в которой действует опасный фактор. Например, электрические провода имеют постоянную изоляцию, изготовленную в виде неотъемлемой части проводов; многие движущие части СМИР укрыты в корпусе последних. Защитные оболочки ядерных, радиационных и химических установок также являются неотъемлемой конструктивной частью последних.

Ограждения, предусмотренные при конструировании устройства, являются более предпочтительными, поскольку они выполняются более квалифицированно и качественно и поэтому более надежны.

Ограждения могут быть полными, т.е. полностью ограничивать опасную зону, или частичными. Примером полного ограждения является герметичный бокс, выполненный из материалов, препятствующих распространению опасности и снабженный системой удаления вредностей. Он полностью ограждает опасную зону, создаваемую расположенным внутри бокса источником опасности, например, источниками ионизирующих излучений, опасных химических веществ и др. Такие укрытия обычно не являются герметичными. Следует отметить, что задачей ограждений является не только недопущение проникновения человека в опасную зону. На многие из них возлагается также функция ограничения размеров опасной зоны. Например, при испытаниях взрывчатых материалов в лабораторных условиях значительные размеры опасной зоны создают определенные неудобства в проведении исследований. Для ее сокращения испытания проводят в специальных камерах, стенки которых в состоянии выдержать давление взрыва. В результате размеры опасной зоны сокращаются до размеров камеры.

Защитные экраны. Если рассмотренные выше способы не позволяют исключить действие на человека неблагоприятного фактора, или человек по условиям технологии оказывается вынужденным находиться в опасной зоне, возникает задача защиты человека в условиях действия на него вредных или опасных факторов производства. Эта задача решается применением различного рода защитных экранов.

Экраном называется препятствие, затрудняющее распространение вредного или опасного фактора. Если экран используется для защиты человека, он называется защитным.

Экраны во многом подобны ограждениям, особенно если последние служат для ограничения размеров опасных зон. Основное различие между экраном и ограждением заключается в направленности их действия. Действие экрана направлено на человека, экран ограждает человека. Действие ограждения направлено на опасность, оно экранирует опасность. Поэтому можно сказать, что ограждение - это экранирование опасности, а экран - это ограждение человека.

Поскольку экраны и ограждения различаются лишь направленностью их действий, они оказываются во многом подобными друг другу. Например, экраны могут быть механическими (различного рода щиты, навесы и пр.) и аэрогидродинамическими (обдувание и орошения человека при работе в условиях повышенных температур окружающей среды). Экраны могут быть постоянными (кабина водителя самосвала) и временными (защитные очки). Они могут выполняться как часть конструкции установки (та же кабина водителя автосамосвала), могут быть полными (скафандр космонавта) или частичными (навес от прямых солнечных лучей, защитный щиток электросварщика, крепление лаза в завале).

Экранами являются практически все средства индивидуальной защиты. Так, каски экранируют личный состав от травмирования падающими предметами, средства защиты кожи - от воздействия паров и аэрозолей опасных веществ. Для защиты органов дыхания используют респираторы (от аэрозолей вредных веществ), фильтрующие противогазы (от паров и аэрозолей ОХВ), изолирующие противогазы (для комплексной, полной защиты органов дыхания). В настоящее время существуют средства индивидуальной защиты практически от всех опасных и вредных факторов, действующих на спасателей при ведении АСДНР. Более подробно вопросы индивидуальной защиты рассматриваются в курсе радиационной и химической защиты.

Защита временем. Особый вид защиты представляет собой защита временем. Защита временем - это такая система защиты, при которой исключается одновременное присутствие в данном месте пространства человека и действия в этом месте неблагоприятного фактора или, если такое совмещение произошло, действие неблагоприятного фактора ограничивается безопасным временем.

Несовпадение во времени присутствия человека и действия опасного фактора чаще применяется в механических системах. Например, многие электрические аппараты невозможно вскрыть без предварительного снятия напряжения, ограждения опасных зон металлообрабатывающих станков не позволяют проникнуть туда руке человека при работающем станке. Кроме этого, применяются различные виды блокировок.

Несовпадение во времени присутствия человека и действия опасного фактора может быть также обеспечено организационными мероприятиями (установлением специальных режимов работы, графиком технологических процессов и др.).

Ограничение времени действия на человека неблагоприятного фактора обычно используется при факторах, имеющих накопительный характер, то есть действие которых характеризуется некоторой дозой, зависящей от времени экспозиции. Характерным примером является воздействие ионизирующих излучений. Сюда же относятся различного рода тепловые, электромагнитные и другие излучения. Ограничение дозы действия фактора может производиться как самим лицом из личного состава по показаниям соответствующих приборов, так и централизованно подачей сигнала, услышав (увидев) который, личный состав должен покинуть опасную зону. Допустимое время пребывания личного состава в опасных зонах может быть определено при постановке задач на проведение АСДНР на основе нормативно-технических и рекомендательных документов.

При использовании способа защиты ограничением времени действия, следует учитывать последействие неблагоприятного фактора (так называемый пост-эффект). Оно заключается в том, что после выхода из опасной зоны (то есть после прекращения действия неблагоприятного фактора), в организме человека в течение определенного времени сохраняются неблагоприятные изменения, вызванные действием данного фактора. Это относится в первую очередь к воздействию радиоактивных веществ. При нахождении в течение определенного времени человека в зоне радиоактивного загрязнения РВ попадают внутрь человеческого организма через органы дыхания и распределяются по органам и тканям. Очевидно, что при выходе из опасной зоны попавшие внутрь РВ продолжают облучать органы и ткани до полного их удаления из организма. Поскольку суммарный эффект (эффективная доза) складывается из внешнего и внутреннего облучения, этот фактор необходимо учитывать при установлении допустимого времени пребывания в опасных зонах. Сказанное относится и к действиям личного состава в зонах химического заряжения.

Дополнительные способы и средства технической зашиты. К дополнительным средствам технической защиты относятся: освещение рабочего места; предупреждающая контрастная окраска опасных объектов; предупреждающие надписи.

Освещение рабочего места служит для своевременного распознавания опасности. Для этого освещение должно быть достаточным, не слепящим и не контрастным, иметь соответствующую направленность.

Предупреждающая контрастная окраска опасных объектов может помочь личному составу избежать их опасного воздействия. Обычно красным цветом окрашивают опасные объекты, желтым привлекают внимание человека к потенциально опасным объектам или ситуациям. Специальную окраску имеют баллоны со сжатыми газами (в зависимости от вида газа), трубопроводы (в зависимости от транспортируемого вещества) и т.п.

Надписи ориентируют личный состав по действиям в тех или иных условиях производственной среды. Они могут указывать на необходимость соблюдения безопасных приемов работы и способов поведения. Таковыми могут быть: «Не работай без упора» на самосвалах, «Курить запрещено» и др. Они могут обозначать опасные части установок, оборудования и объекта, например, «Камера трансформаторная», «Склад взрывчатых материалов», «Сжатый воздух», указывать направление действия машины, важное для безопасности человека (направление вращения электродвигателя и др.), обозначать значения опасных факторов (величина напряжения, давления и т.п.).

Тема 2.1 Социальные вопросы обеспечения безопасности спасательных работ

Дата добавления: 2014-01-20