Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям  

На правах рукописи

Ань Лэй

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМИРУЕМЫХ УСЛОВИЙ И ОХРАНЫ

ТРУДА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КУКУРУЗЫ

(НА ПРИМЕРЕ ПРОВИНЦИИ ХЭНАНЬ КНР)

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасли АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт - Петербург-Пушкин

2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Научный руководитель: ЗДНТ РФ, доктор технических наук, профессор

  Шкрабак Владимир Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кафедры

вычислительной техники и информационного обеспечения АПК  ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Огнев Олег Геннадьевич

кандидат технических наук, доцент кафедры

экономики природопользования и сервиса экосистем

ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики

  Григорьева Мария Васильевна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Великолукская государственная сельскохозяйственная академия

  Защита диссертации состоится 30 марта 2012 года в 13 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 220.060.65 при ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет по адресу: 196601, Санкт-Петербург-Пушкин, Академический проспект, д.23, аудитория 2-529, факс(812)465-05-05, e-mail: uchsekr@spbgau.ru

  С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке  Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 28 февраля 2012 года

и размещен на сайте Минобрнауки РФ

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук,

профессор Салова Тамара Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В ряде провинций Китая, включая Хэнань, кукуруза - основная зерновая и силосная культура. Ее производство в провинции осуществляется на площади 2,54 млн. гектар; там занята большая численность населения. Производство сопровождается перегревами кукурузоводов и тепловыми ударами, составляющими в последнее десятилетие от 28 до 37 случаев ежегодно, в числе которых по 3-4 случая смертельных; от 11 до 17 человек ежегодно погибают в результате травмирования карданными валами машин. Несмотря на это, эффективных мер профилактики травм до сих пор не разработано. В связи с изложенным профилактика травм кукурузоводов провинции Хэнань является актуальной задачей.

Работа выполнялась в рамках целевой комплексной программы ГКНТ О - 048 и научно-технической программы СПбГАУ по теме № 9.6 Исследование условий и охраны труда работников АПК и обоснование путей динамичного снижения и ликвидации производственного травматизма.

Цель работы - обоснование нормируемых условий и охраны труда при производстве кукурузы на примере провинции Хэнан ь Китайской Народной Республики (КНР).

Объект исследований - кукурузоводство в провинции Хэнань Китайской Народной Республики, уровень травматизма, профессиональных заболеваний и их профилактика.

Предмет исследований - условия и охрана труда кукурузоводов провинции Хэнань Китайской народной республики.

Основу методики исследований составляли анализ существующего положения с уровнем состояния условий и охраны труда при производстве кукурузы в провинции Хэнань КНР, нормативно-правовой базой их, динамики развития травмирующих и защитных факторов и их прогноз на перспективу, разработка путей профилактики травматизма и профессиональных заболеваний.

Научную новизну исследований составляют: предложенная система человек - растение - среда, ее теоретический анализ и оценка роли и влияния на травматизм и заболеваемость работников; теоретический анализ температурных воздействий на кукурузоводов, положений по запыленности и загазованности рабочих зон; модели прогноза тепловых ударов кукурузоводов и путей их предупреждения; аналитическая оценка вредных производственных факторов и учет их при обосновании методов и средств защиты кукурузоводов.

Практическую значимость имеют: результаты исследований условий и охраны труда кукурузоводов провинции Хэнань КНР; результаты прогноза тепловых ударов кукурузоводов провинции Хэнань и обоснованные на их базе пути профилактики последних; предложенные новые инженерно-технические средства предотвращения травматизма; результаты экспериментальных исследований опасностей на основных технологических операций по производству кукурузы в условиях провинции Хэнань и опасных действий операторов при посеве, культивации и уборке кукурузы; результаты экспериментальных полевых исследований автономного устройства по предотвращению тепловых ударов кукурузоводов и лабораторных испытаний устройства по предотвращению травмирования карданными валами.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты диссертационных исследований используются в научно-исследовательской работе Всероссийского научно-исследовательского института социального развития села ФГОУ ВПО ОреГАУ, в учебном процессе кафедры безопасности технологических процессов и производств ФГОУ ВПО СПбГАУ, в практике работы ПК Шушары, в практике работы Нантинского аграрного университета КНР.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и одобрены на конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО СПбГАУ (2009-2011 гг.), на Международной научно-практической конференции Экология. Риск. Безопасность (20-21.10.2010 г.) в Курганском государственном университете; на научной конференции молодых ученых по проблеме научного обеспечения развития АПК в условиях реформирования (СПбГАУ, 2010 г.).

Публикации. По теме исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 в изданиях по перечню ВАК России. В их числе положительное решение по заявке на изобретение и заявка на изобретение.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Предложенная система человек - растение - машина - среда и оценка влияния ее составляющих на травматизм и заболеваемость кукурузоводов провинции Хэнань КНР;
2. Модели анализа и прогноза травматизма кукурузоводов и путей его профилактики и результаты их экспериментальных исследований;
3. Результаты исследований по оценке вредных и опасных производственных факторов и их учет при обосновании методов и средств защиты кукурузоводов провинции;
4. Результаты экспериментальных исследований опасности на основных технологических операциях производства кукурузы и опасных действий операторов при посеве, культивации и уборке кукурузы;
5. Предложенные новые инженерно-технические средства предупреждения травматизма и результаты их экспериментальных исследований.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 157 наименований, содержит 206 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков, 6 таблиц, 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель, изложена научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе Состояние вопроса. Цель и задачи исследований дана характеристика проблемы, рассмотрены: взаимосвязь и взаимовлияние биологических особенностей кукурузы с условиями и охраной труда кукурузоводов в условиях провинции Хэнань; характеристика, уровень, причины травматизма, аварий и профессиональных заболеваний работников провинции при производстве кукурузы и их последствия; организационно-техническая, нормативно-правовая база и законодательное обеспечение производственной безопасности и безопасного использования сельскохозяйственной техники в КНР; тяжесть травматизма и профессиональный стандарт идентификации инвалидности; критический анализ выполненных исследований и результаты патентных исследований по проблеме. В итоге установлено, что условия и охрана труда кукурузоводов далеки от нормируемых и требуют усовершенствования.

Отмечается влияние температурных особенностей производства кукурузы и низкого уровня механизации работ на условия и охрану труда кукурузоводов. Имеет место большое число отравлений пестицидами. При использовании техники в производстве кукурузы только за апрель - сентябрь 2009 г. число травм в провинции составило 194; кроме того имело место повреждение карданными валами (43), незащищенными цепными (12), ременными (10) и шестеренчатыми (8) передачами, травмы при опрокидывании тракторов (29), вывихи конечностей (176), падение с агрегатов (33), растяжение связок (67). Прямые экономические ущербы и финансовые компенсации жертвам ежегодно превышают 10 млрд. юаней.

Основными причинами указанного является низкий уровень организационного и инженерно-технического обеспечения безопасности. Поэтому поставленная цель исследований предполагает решение следующих задач:

1. Анализ условий и охраны труда при производстве кукурузы в условиях провинции Хэнань КНР;
2. Теоретическое обоснование и анализ системы человек - растение - машина - среда и ее влияние на безопасность труда;
3. Исследование и оценка микроклимата провинции Хэнань на различных стадиях производства кукурузы и его влияние на условия и охрану труда кукурузоводов;
4. Обоснование методики прогнозирования и прогнозирование травматизма и путей его профилактики при производстве кукурузы;
5. Обоснование организационных инженерно-технических мероприятий по профилактике травматизма при производстве кукурузы и их экспериментальные исследования;
6. Формирование выводов и рекомендаций по результатам исследований.

В главе 2 Теоретическое обоснование путей обеспечения нормируемых условий и охраны труда при производстве кукурузы приводятся результаты теоретического анализа системы человек - растение - машина - среда (ЧРМС) и ее влияния на безопасность, анализа и оценки вредных производственных факторов и учета их при обосновании методов и средств защиты кукурузоводов, теоретического анализа положений по запыленности и загазованности, температурным воздействиям, а также основные положения методики прогноза травматизма и путей его профилактики.

Несоответствие условий и охраны труда кукурузоводов нормативам связано с наличием в системе ЧРМС (рис. 1) регулируемых операторами О и нерегулируемых ими параметров (окружающая среда). Роль оператора в этой ситуации может быть позитивной П, негативной Н и нейтральной Нm.

Составляющие этой роли приведены в подрисуночной подписи к рис. 1.

Рис. 1. Схема воздействия оператора О на среду человек Ц растение Ц машина Ц среда; воздействия позитивные П, негативные Н, нейтральные Нm.

Составляющие позитивных воздействий: Т Ц технологии, Пр Ц приемы, Рр.о Ц режим рабочего времени и времени отдыха, Ср Ц срок выполнения работы, Упр Ц уровень профессионализма, квалификации и дисциплинированности, Пз Ц применение методов и средств защиты, Пр Ц рациональное поведение с учетом основных составляющих системы, Из Ц состояние здоровья исполнителя, Др - другие факторы. Составляющие негативных Н воздействий оператора, не соответствующие нормативным требованиям к технологиям Тн, приемам реализации технологий Пр.н, режиму рабочего времени и времени отдыха Рр.о.н, срокам выполнения работ Ср.н, уровню профессионализма и дисциплинированности Упр.н, применению методов и средств защиты Пз.н, рациональному поведению Пр.н, состоянию здоровья Из.н, другим негативным факторам Др.н. Составляющие нейтральности Нm: Нmc Ц непредвиденные чрезвычайные ситуации, Нm.к Ц природные катаклизмы, Рч.ф - человеческий фактор, Дн Ц другие обстоятельства непредвиденного характера.

Поскольку любые действия оператора (П, Н, Нт) проявляются постоянно, то состояние системы Ч-М-Р-С есть функция трех названных обстоятельств, т.е.

(Ч-М-Р-С)о=f1(П, Н, Нт). (1)

В свою очередь:

П=f1'(Т, Пр, Рр.о, Ср, Упр, Пз, Пр, Из, Др); (2)

Н=f1''(Тн, Прн, Рр.он, Срн, Упрн, Пзн, Прн, Изн, Дрн); (3)

Нт=f1'''(Дн, Нтк, Нтс, Нчф). (4)

Принято, что воздействия П, Н, Нт оператора О равновозможны.

Говоря о позитивных воздействиях растений Пв.р. на систему Ч - Р - М - С, отметим (рис. 2, где представлены составляющие воздействий от растений Р позитивные Пв.р., негативные Рн=>Нпр, нейтральные Рн.т.=>Нт.р.), что по аналогии с вышеизложенным имеем (расшифровка параметров приведена в подрисуночной подписи к рис. 2):

Рис. 2. Схема влияния растений Р на систему человек Ц растение Ц машина Ц среда (Ч Ц Р Ц М Ц С); воздействия позитивные Р=>Пв.р, негативные Рн=>Нпр,, нейтральные Рн.т=>Нт.р. Составляющие позитивных воздействий: Пп.п. Ц продовольственное обеспечение; Пп.с. Ц сырьевое обеспечение; Пц.з - целенаправленная занятость населения; Пд.р. Ц другие факторы. Целесообразные условно негативные (или затратные) воздействия (последствия): Нm Ц тяжелый крестьянский труд; Но.m Ц затраты на орудия труда; Нэ.к. Ц энергетические компоненты; Нр.о. Ц затраты на ремонтную и обслуживающую базы; Нп.у. Ц последствия ненормируемых условий труда при культивации растений, ведущие к травмам и профессиональным заболеваниям; Нm.п. Ц отравления пестицидами, ожеги борщевиком; Нв.п. Ц возможность пожаров; Нв.б - возможность биологических воздействий; Ндр.п. Ц другие последствия. Составляющие нейтральности: Нm.а. Ц агротехнические, Нm.х. Ц агрохимические, Нm.б. Ц биологические, Нm.э.- экологические, Нm.ан. Ц антропогенные и Нm.др. - последствия культивации растений с нейтральными последствиями другого характера.

Тогда: (Ч - М - Р - С)р=f2(Пв.р, Нн.р, Нтр); (5)

Где Пвр, Нпр, Нтр в свою очередь являются функциями:

Пвр=f2'(Ппп, Ппс, Пцз, Пдр); (6)

Ннр=f2''(Нт, Нот, Нэк, Нро, Нну, Нтп, Нвп, Нвб, Ндр); (7)

Нтр=f2'''(Нта, Нтх, Нтб, Нтэ, Нт.ам, Нт.др). (8)

Аналогичный анализ проведен по влиянию машины на систему Ч - Р - М - С и параметров среды (природной Сп, производственной Спр, психологического микроклимата Спр.м). Он позволил уяснить многофункциональную зависимость позитивных, негативных и нейтральных воздействий источника на систему Ч - Р - М - С.

Следствием этого является необходимость упрощения многофункциональных зависимостей для решения конкретных задач, однако при этом необходимо учитывать последствия в части приемлемой погрешности.

Обоснование средств защиты кукурузоводов базировалось на  анализе  и

оценке вредных производственных факторов, в частности запыленности воздуха и его температуры в жаркий период времени, поскольку этапы производства кукурузы совпадают с периодами максимальных температур и солнечной радиации, что существенно усложняет работы в полевых условиях, сопровождая их рядом неблагоприятных условий. Эти обстоятельства учитывались при обосновании средств защиты работающих.

Анализируя положения по запыленности и загазованности рабочих мест при производстве кукурузы, отметим, что расстояние е от наземного источника пыли до границ санитарно-защитной (безопасной) зоны определяем как:

e=(АМ*t/ПДК)1/3, где

М - источник пыли фиксированной мощности; А=0,11 - коэффициент в функции температурной стратификации атмосферы; t - время диффузии.

Учитывая использование пестицидов в практике работы кукурузоводов провинции Хэнань, представляет интерес для охраны труда скорость их испарения q, определяемая по известной зависимости

q=4,39*S(5,83+4,1V)РнМо0,5/10-12, где

S - площадь испарения;V - скорость ветра; Мо - молекулярная масса вещества; Рн - упругость паров.

Продолжительность испарения tи при известном количестве Qп испаряемого пестицида будет: tи= Qп/q; определена также площадь зоны загрязнения.

В зоне загрязнения пестицидами участка кукурузного поля есть зоны, где имеет место превышение значений разовой предельно-допустимой концентрации ПДКп.д. Упрощенная зона загрязнения характерна для мест выхода пестицидов и средств распыла и схематично, как известно, напоминает факел распыла воды или топлива (см. рис. 3).

Рис. 3. Упрощенная схема зоны загрязнения пестицидами участка кукурузного поля.

Боковые границы распространения загрязнения условно определяются прямыми ОD и OD', расположенными под углом к боковым границам зоны распыла. Вычисляют с учетом координаты на оси направления ветра Хmax, где имеет место максимум концентрации вредностей. Величину определяют из зависимости:

QiG(xmax*cos; xmax*sin; 1,65;t)109=ПДКм.р., где

- единственный неизвестный параметр;

Qi - количество поступающего в воздух пестицида;

G(xmax*cos; xmax*sin; 1,65;t) - функция для определения поля концентрации вредностей при опрыскивании;

1,65м - высота над поверхностью земли, в которой наблюдается первоочередное воздействие на кукурузовода.

При симметричности концентрации вредностей относительно оси направления ветра зона загрязнения упрощенно описывается тремя параметрами: углом загрязнения =2, определяющим боковые границы зоны, координатами задней хА и передней хЬ границ. На основе этих параметров строят зону загрязнения (рис. 3). Площадь ее определяют как разность площадей большого радиуса хЬ и малого хА секторов, т.е. S= (хЬ2-хА2). Зона загрязнения имеет вид эллипса, вытянутого вдоль оси направления ветра.

При работе на кукурузном поле нескольких опыливающих или опрыскивающих агрегатов при непрофессиональной их эксплуатации происходит перекрытие не только зон превышения ПДК, но и зон повышенного фона. При этом зоны с нормальным значением концентрации накладываются друг на друга, давая в сумме превышение ПДК. Расширение зон загрязнения способствует повышению вероятности работы кукурузоводов в ненормируемых условиях и по запыленности при технологических операциях.

Исследованиями запыленности установлено, что наибольшая запыленность имеет место на пахоте, посеве, бороновании и культивации кукурузы; при работе зерноуборочных комбайнов пыль содержит около 85% органических частиц (60-80% их меньше 1мкм.), а концентрация пыли доходит до 200 мг/м.

Анализировались температурные воздействия на кукурузоводов в связи с тем, что имеют место перенапряжения терморегуляторных функций. При этом учитывался тепловой баланс, в том числе и работающих в закрытом пространстве - кабинах. В основе анализа допущение об изменении температуры То(t) вне кабины и внутри нее Т(t) во времени по гармонике, что недалеко от истины, т.е.

То(t)=Тср+Аsin(kot+o), где

А - коэффициент отражения теплового потока;

ko - параметр, определяемый по зависимости ko=/12;

o - сдвиг по фазе изменяющихся температур наружи и внутри кабины.

С учетом выравнивания температур за счет теплопроводности стенок и конвекции в соответствии с законом Фурье, проводя ряд преобразований после дифференцирования по времени температуры и вводя ряд обозначений, получим, пренебрегая членом Cl-t, квазистанционарное решение вида:

Т=Тср+А/(kо2+2)0,5sin[ko(t-tзап)+о].

Анализ показывает, что колебание температуры внутри кабины пропорцио-

нально множителю f()=/(kо2+2)0,5, а фазовый сдвиг колебаний, т.е. tзап=ko-1arctg ko/. Для суточного режима (24 ч) имеем: f()=[(/12)2+2]-0,5 и tзап()=12/*arctg*/(12).Для конкретных условий тракторного агрегата и температурных условий имеем:f()=0.79; tзап=2,53.

В результате изучения имеющего место постоянного теплообмена между кукурузоводом и средой, влияющего на состояние работников, предложена схема этого процесса, позволяющая на основе известных зависимостей определить плотность qr теплового потока за счет лучистого теплообмена qr=(Тs4-Tr4)Ar, теплообмена теплопроводностью qт=(Ti-Tr) и конвекцией qk=(Ts-Tr). Здесь Ts и Tr - соответственно средняя температура поверхности и окружающей среды, Ti - температура оператора.

При испарении теплообменом плотность теплового потока qc=с(Tsc-Tr), где с - коэффициент испарения; Tsc - температура влажной кожи (при давлении насыщенного пара).

Имеющий место постоянный теплообмен между человеком и средой при высокой температуре последней приводит к перегревам и тепловым ударам. Для исключения этого необходима разработка автономных средств с обеспечением приемлемых или нормируемых условий труда кукурузоводов.

В целях обоснования путей профилактики тепловых ударов кукурузоводов осуществлялось прогнозирование их на перспективу. Последнее осуществлялось по методологии СПбГАУ, уточненной применительно к рассматриваемому вопросу и условиям производства кукурузы в провинции Хэнань КНР. В основе методики прогноза на 5-ти летний период линейная модель, соответствующая реалиям провинции. На этой основе получены модели прогнозирования, вид которых и результаты исследований приведены дальше.

В третьей главе программа и методики исследований. Экспериментальные установки изложены общая программа и методика исследований, частные программы и методики вопросов, рассматриваемых в диссертации, представлена материально-техническая база исследований кукурузоводов провинции Хэнань, используемая контрольно-измерительная аппаратура, допустимые погрешности измерений и испытаний, методика обработки экспериментальных данных.

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований. Ими в системе ЧРМС установлено, что все этапы выращивания, уборки и переработки урожая кукурузы сопровождаются ненормируемыми условиями труда и опасностью. На условия и охрану труда существенно влияют климатические условия и особенно температура. Так ее значение доходит до 34-400С, а количество осадков колеблется от 300 до 600 мм. в год с максимумами в июле - сентябре и январе - феврале. Посев кукурузы частично механизирован (около 38%); значительная часть посевных работ выполняется вручную и с использованием животной тяговой силы (равно как и при подготовке почвы). Не обеспечены нормируемые условия труда при внесении калийных, фосфорных и азотных удобрений, а также применений гербицидов (Грид Плюс, Дуал, Пентитран). Уборка на зерно частично механизирована (на 50%), однако комбайны имеют ряд незащищенных травмоопасных зон (открытые цепные, ременные и шестеренчатые передачи, карданные валы). Сжатые сроки уборки способствуют повышению уровня напряженности труда на 25-30%, дополнительной усталости и травмированию (на 18-21%).

Экспериментально исследовались условия труда операторов по запыленности на различных операциях при работе на тракторных агрегатах с тракторами МТЗ - 80, 82, с тракторами без кабин. Запыленность на кукурузоуборочных агрегатах исследовалась на зерноуборочных комбайнах и кормоуборочных комбайнах. Результатами этих экспериментальных исследований установлено, что при выполнении технологических операций машинно-тракторными агрегатами на рабочих местах операторов имел место следующий уровень запыленности (см. таблицу 1).

Таблица 1 - Динамика запыленности воздуха на рабочих местах операторов при выполнении технологических операций по производству кукурузы в провинции Хэнань КНР с апреля по октябрь 2010 г.

№ п/п	Технологическая операция	Уровень запыленности Уз, мг/м3 по месяцам
		апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
1	Пахота на зяб	-	-	-	-	-	-	2,2
2	Весенняя вспашка	4,3	-	-	-	-	-	-
3	Боронование зяби	24,5	-	-	-	-	-	-
4	Боронование перед посевом	-	35,5	-	-	-	-	-
5	Посев кукурузы	6,0	8,0	-	-	-	-	-
6	Первая культивация кукурузы	-	17,0	19,0	-	-	-	-
7	Вторая культивация кукурузы	-	-	23,0	23,0	-	-	-
8	Уборка кукурузы на силос	-	-	-	-	-	2,5	2,3
9	Уборка кукурузы на зерно	-	-	-	-	-	3,8	3,0
10	Уборка кукурузы с отделением початков	-	-	-	-	-	3,7	3,2
11	Транспортные работы	2,5	2,9	3,1	3,4	4,8	4,0	3,0

Уровень запыленности - одна из важных причин профзаболеваний кукурузоводов.

При выполнении вспашки, боронования, междурядной обработки запыленность в кабине тракториста превышает норму в 10-12 раз; в 6 из 10 обследованных агрегатов отсутствовали емкости питьевой воды и аптечки. На комбинированных агрегатах в 1,5-2 раза возрастает опасность травмирования, на столько

же ухудшаются условия труда и возрастает напряженность.

Изучение опасных ситуаций проводилось на посевных агрегатах, культивацион-

ных и уборочных кукурузы на зерно и силос. Установлено, что за 24 часа наблюдений опасные действия Од на посеве совершались 12 раз (удельный показатель Пу на 1 ч. работы 0,5); за 20 часов наблюдений на культивации Од совершались 11 раз (Пу=0,5). Аналогичные исследования проводились на уборке на зерно самоходным прицепным комбайном и на силос (кормоуборочный комбайн); при этом за 24 часа наблюдений Од совершались соответственно 121, 129 и 116 раз.(Пу соответственно равен 5,04; 5,37 и 4,83). Следовательно, Пу уборочных агрегатов в 10 раз больше посевного и культивационного, а значит возможность травмирования там выше в 2,5-3 раза.

В соответствии с этим предложена схема этапов реализации безопасных и безвредных технологий производства кукурузы, включающая основные этапы технологии производства, проектно-изыскательские работы по обоснованию и разработке безопасных и безвредных технологий производства и методов и средств их реализации.

Исследованиями причин и уровня травматизма и заболеваний кукурузоводов провинции установлено, что 39,5% приходится на человеческий фактор, 32% - на неисправность техники, отсутствие и ненадежность блокировок безопасности и других средств защиты, несовершенство конструкции техники и слабый учет требований безопасности в реализованных технологиях, 28,5% - на организационные причины (более 30% работающих не проходили профподготовки, из них 14% особенности производства кукурузы познали на производстве, мерам безопасности не обучены или обучены недостаточно 45% кукурузоводов, 8% не проходили вводный, 4,5% - инструктаж на рабочем месте). Нарушение периодичности инструктажей составляет 67%. Отклонение санитарно-гигиенических условий от нормативных по температурным, влажностным и скоростным параметрам воздуха в полевых условиях в течение работы составляет 98%, а в помещениях - 48-56%. В итоге имеют место и профзаболевания; в 2010 г. имело место 2 профзаболевания на 10 тыс. работающих.

Высокотравмирующим элементом машин являются карданные валы - в 90% контакта - летальные исходы, в 5-7% - тяжелые с инвалидным исходом; число летальных травм за последнее 10-летие ежегодно составляло 17-11. Осредненно за последние три года КЧ=5,85; КТ=22,5; КЛ=0,03.

Характерны перегревы организма и тепловые удары (в 2010 г. всего их было 66; в результате чего 4 человека погибли); число пострадавших П за последнее десятилетие ежегодно составляло от 37 до 28 случаев. На этой основе выполнен анализ П и прогноз их на перспективу для кукурузоводов.

В основе прогноза - линейная модель, поскольку по годам фактическое число Чп меняется практически линейно. Следовательно, прогнозная модель имеет вид:

П=mп =ai+b,

где П - динамика числа пострадавших от тепловых ударов;

а и b - коэффициенты линейной регрессии;

i - разность между годом анализа и исходным годом.

Прогнозируемые значения на 2011-2012 гг. П лежат в зоне между Пmax и

Пmin. В результате теоретического анализа получены следующие модели, к примеру, для 2011 г. (первого года прогноза):

П1= ai+b=-0,9*16+41,954,51=27,554,51;

П1max=ai+b+=27,55+4,51=32,06;

П1min= ai+b-=27,55-4,51=23.

Результаты анализа и прогноза представлены на рис. 4.

Рис. 4. Анализ и краткосрочный прогноз числа пострадавших кукурузоводов от тепловых ударов в провинции Хэнань.

В соответствии с изложенным в целях профилактики тепловых ударов кукурузоводов разрабо

тана на патентном уровне тепло- отражательная каска с воздушным охлаждением  для  предупреждения перегревов и тепловых ударов, схема которой представлена на рис. 5.

Рис.5. Теплоотражательная каска с воздушным охлаждением.

1 Ц цилиндр; 2 Ц поролон; 3 Ц обычайка конусная; 4 - распределительное устройство; 5 Ц верхний конус; 6, 7 Ц отверстия; 8 Ц вентилятор; 9 Ц стержень; 10 Ц втулка; 11 Ц крепление вентилятора; 12 Ц реостат; 13 Ц выключатель; 14 Ц аккумулятор; 15 Ц голова оператора; 16 Ц строя воздуха; h Ц высота конуса.

Результаты экспериментальных исследований теплоотражательной каски по исключению тепловых ударов и перегревов представлены на рис. 6.

Рис. 6. Экспериментальная динамика понижения температуры верхней части тела.

Рис 7. Предохранительное устройство карданного вала: 1 Ц ведущая часть карданного вала; 2 Ц ведомая часть карданного вала; 3 Ц втулка; 4 Ц кольцо

стопорное; 5 Ц втулка шлицевая; 6 Ц подшипник; 7

Ц кольцо стопорное; 8 Ц пружины; 9 Ц корпус; 10 Ц

кожух  ведомой  части  вала;  11 Ц кожух ведомой

части вала; 12 Ц кольцо внешнее; 13 Ц втулка ограничительная; 14, 17, 18 Ц кольца стопорные; 15 Ц труба; 16 Ц втулка-кольцо; 19 Ц труба внешняя; 20 Ц паз; 21 Ц болт.

Как видно, снижение температуры поверхности головы и лица в теплоотрожательной каске достигает 2-3,50С.

В целях исключения травмирования карданными валами предложено предохранительное  устройство карданного вала  (заявка  №  2011116386/11  на

изобретение), представленное на рис. 7.

Устройство выполнено так, что позволяет осуществлять его только оператору с использованием инструмента, исключая возможность непрофессиональных вмешательств (регулировок, разборки-сборки, обслуживания и др.).

В главе 5 Внедрение результатов исследований и их технико-экономическая эффективность приведены результаты внедрения теоретического анализа системы человек - растение - машина - среда и ее влияние на безопасность, включая температурные и пылевые воздействия на кукурузоводов, основные положения методики и модели прогноза перегревов и тепловых ударов работников, устройств по предотвращению тепловых ударов и блокировок травмирования карданными валами. Основные положения диссертации используются в НИР Всероссийского НИИ социального развития села ФГОУ ВПО Орел ГАУ,в НИР и учебном процессе Нантинского аграрного университета КНР, в учебном процессе СПбГАУ, в практике работы ПК Шушары.

Внедрение разработок обеспечивает годовой эффект 2240 руб. на одного кукурузовода; имеет место социальный эффект.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Важность кукурузы как зерновой культуры в КНР, большие объемы ее производства, большая численность занятого при ее производстве населения, маломеханизированный труд и высокотемпературные климатические условия, приводящие к травмам, перегревам организма и тепловым ударам, вынуждают к совершенствованию условий и охраны труда при ее производстве.

Организационно-правовой базой улучшения условий и охраны труда являются введенные в стране Закон о производственной безопасности, Положение об управлении безопасностью с.-х. техники и надзора за этим, Профессиональный стандарт идентификации инвалидности в зависимости от тяжести травм и профзаболеваний.

2. Исследованиями опасностей и причин травматизма и профзаболеваний кукурузоводов установлено, что технологические операции и машины высокотравмоопасны, с вынужденными опасными действиями операторов частотой от 0,5 до 5,37 за час работы.

Доля ручного труда составляет около 68% при температуре воздуха в отдельные периоды 34-420С. Изложенное является основной причиной травматизма и профзаболеваний, уровень которых по травмам с летальным исходом составляет на 100 тыс. работающих 6 чел., с временной утратой трудоспособности - 12 чел., а по профзаболеваниям - 11 чел.

3. Предложенная система человек - растение - машина - среда на основе ее теоретического анализа и влияния ее составляющих на безопасность, оценки вредных производственных факторов по температурным параметрам и запыленности рабочей зоны, позволила осуществить обоснование путей обеспечения безопасных условий и охраны труда при производстве кукурузы по основным травмирующим факторам с учетом того, что в основных фазах развития и обработки кукурузных плантаций (июнь - август) температура воздуха в течение 18-26% указанного периода превышает нормируемые допустимые значения в 1,25-1,43 раза, достигая значений 35-400С, а запыленность - в 2-5 раз (при механизированной обработке) и загазованность применяемыми препаратами - в 3-7 раза.
4. Обоснованные модели прогноза травматизма и путей его профилактики позволяют оперативно определять его показатели и своевременно принимать управляющие воздействия, обеспечивая снижение травматизма и профзаболеваний на 12-15% и социальный эффект.
5. Выполненное на основе предложенных моделей прогнозирование травматизма по поражающему параметру тепловые удары позволило получить прогнозные значения числа тепловых ударов кукурузоводов провинции Хэнань на период до 2015 г и граничные зоны этого параметра. Экспериментальная проверка предложенных моделей показала, что расхождение фактических значений с прогнозируемыми составляет 3,5%.
6. Экспериментальные исследования обоснованных организационных и инженерно-технических решений по профилактике травматизма и профзаболеваний кукурузоводов провинции Хэнань способствуют снижению травматизма и профессиональных заболеваний на ближайшие 3-4 года на 14-17%, а в перспективе до 22-26% в сравнении с существующим положением.
7. Экспериментальные исследования предложенных на патентном уровне инженерно-технических решений по предотвращению перегревов организма работающих и тепловых ударов (автономная теплоотражательная каска с воздушным охлаждением) обеспечивает снижение температуры воздуха в зоне головы на 1,5-3,50С, позволяя продлить работу в жаркое время на 1,5-2 часа, а также исключить травмирование карданными валами кукурузоводов за счет предложенной блокировки карданного вала.

Технико-экономическая эффективность предложенных решений осредненно составляет 2240 руб. в год на оператора.

В качестве рекомендаций являются правомерными предложения по:

- широкому использованию в практике работы кукурузоводов предло-

женных моделей прогноза травматизма и путей его профилактики;

- оснащению кукурузоводов, работающих в жарких условиях, автономными теплоотражательными касками с воздушным охлаждением;

- оснащению средств механизации с карданными приводами устройствами блокировки карданных валов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ань Лэй. Анализ условий и охраны труда при производстве кукурузы (на примере провинции Хэнань КНР)./В. В. Шкрабак, Ань Лэй.// Известия СПбГАУ, 2010, 3 18, с. 278-283.
2. Ань Лэй. Теоретический анализ системы человек - растение - машина - среда и ее влияние на безопасность./ Р. В. Шкрабак, Ань Лэй.// Вестник Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова. Саратов, 2011, № 9, с. 41-46.
3. Теплоотражательная каска с воздушным охлаждением. Положительное решение от 26.08.2011 г. по заявке на изобретение № 2010142966/12(061764) от 21.10.2011 г./ Р. В. Шкрабак, Ань Лэй, Лукуса Кашама, Е. И. Овчинникова и др.
4. Устройство блокировки карданного вала. Заявка на изобретение № 2011116386/11(024325) от 11.04.2011 г./ Р. В. Шкрабак, Э. В. Пьядичев, Д. А. Егоров, Ань Лэй, Е. И. Овчинникова и др.
5. Ань Лэй. Характерные особенности условий и охраны труда работников при производстве кукурузы в условиях КНР. Сб. науч. тр. СПбГАУ Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. С. П. 2011 г, с. 401-403.
6. Ань Лэй. Профилактика травматизма профессиональным отбором кадров./ Р. В. Шкрабак, В. А. Сердитов, Ань Лэй.// Экология. Риск. Безопасность. Материалы международной научно-практической конференции 20-21 октября 2010.в Курганском государственном университете. Курган, 2010 г. т 1, с. 166-167.
7. Ань Лэй. Предотвращение травматизма совершенствованием подготовки кадров по охране труда./ В. А. Сердитов, Ань Лэй.// Экология. Риск. Безопасность. Материалы международной научно-практической конференции 20-21 октября 2010 в Курганском государственном университете. Курган, 2010 г. т 1, с. 160-161.

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям