CC BY
99
----------------------------------- © А.Ф. Г алкин, Н.С. Заболоцкая,
2009
УДК 622.8
А. Ф. Галкин, Н. С. Заболоцкая
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ ТРАВМООПАСНОСТИ РАБОЧИХ ПРОФЕССИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА
Приведен комплекс исследований который позволяет рекомендовать мероприятия по снижению травматизма на горных предприятиях Севера.
Ключевые слова: карьеры, безопасность ведения горных работ, травматизм, снижение травматизма.
ри работе на карьерах Крайнего Севера температурный
.К ж. фактор является одним из наиболее значимых параметров, влияющих не только на комфортность, но и на безопасность условий труда. Известно, что температурный фактор оказывает прямое влияние на энергоемкость рабочих операций [1, 2, 3] и производственно-обусловленные простудные заболевания горняков [4, 5, 6]. Выполненный нами анализ для Айхальского ГОКа АК «Алроса» выявил, что такой важный показатель безопасности ведения горных работ как количество происшедших несчастных случаев в течение года, также связан с температурным фактором (табл. 1).
Из табл. 1 видно, что с понижением температуры воздуха случаи травматизма учащаются. Для разработки информативного количественного показателя данной зависимости и последующего анализа разделим год на четыре характерных сезона и проанализируем изменение количества несчастных случаев по временам года (табл. 2).
Сделаем допущение и примем количество несчастных случаев, происшедших в летний период как условно допустимое значение для данного предприятия. Это обусловлено тем, что в летний период условия труда наиболее оптимальные для работы: энергозатраты рабочих в это время года соответствуют нормативным, определяются только тяжестью труда и практически не зависят от температуры.
Введем коэффициент Кн, который показывает, на сколько количество несчастных случаев в рассматриваемый период
Таблицаї
Средняя температура по месяцам и количество несчастных случаев
Месяц года Температура , °С Количество несчастных случаев
Июль 26 5
Август 23 7
Сентябрь 10 8
Октябрь -4 9
Ноябрь -23 10
Декабрь -37 13
Январь -35 13
Февраль -30 11
Март -11 11
Апрель 0 11
Май 12 9
Июнь 21 7
Таблица.2
Зависимость изменения количества случаев травматизма от времени года
Время года Среднее значение температуры, С Количество несчастных случаев
Зима -34 37
Весна +1 32
Лето +23 18
Осень -17 29
(сезон года) превышает условно допустимое значение (летний период).
Кн = Н/Ыд, (1)
где N0 - количество несчастных случаев в заданный период года;
N - условно допустимое количество несчастных случаев (летний
период).
В табл. 3 приведены значения коэффициента Кн для различных периодов года.
Как видно из таблицы, коэффициент Кн весной выше, чем осенью, хотя средняя температура воздуха весной выше. Это можно объяснить тем, что после зимы, когда напряженность и энергоем-
кость труда максимальные, накапливается усталость, снижается внимательность и, соответственно, увеличивается
Таблица 3
Превышения несчастных случаев в различные периоды года над условно допустимым значением
Время года Среднее значение температуры, С Количество несчастных случаев Превышение допустимого значения
Лето +23 18 1
Осень -17 29 1,6
Зима -34 37 2,1
Весна +1 32 1,8
вероятность травматизма. В осенний же период, после летних отпусков, работники лучше переносят нагрузки, связанные с увеличением энергоемкости трудового процесса.
Следует отметить, что мы условно связали рассматриваемые периоды для анализа травматизма с периодами года. В принципе, градация может быть и другая. Например, по температурному фактору, или по степени превышения энергоёмкости трудовых операций над нормативными значениями при комфортной температуре воздуха. То есть, такой температуре, которая обеспечивает оптимальный уровень физиологических функций организма, в том числе и терморегуляторных, при субъективном ощущении комфорта
[7].
В данном случае мы априори считаем летний период комфортным.
Из табл. 3 следует, что в холодное время года (холодный период со среднесуточной температурой воздуха менее +100С) практически в два раза учащаются случаи травматизма.
Для более правильной и полной формальной оценки влияния теплового фактора на травмоопасность трудового процесса целесообразно использовать не абсолютные значения температуры, а относительные. В частности, ввести показатель, характеризующий превышение (отклонение) сезонного показателя температуры от комфортного, за который условно примем температуру в летний период - Къ.. Численное значение этого показателя может быть определено по формуле:
К =( ъ - ъ, )/ ъ, , (2)
где - температура воздуха, 0С; Ъь - базовая (комфортная) температура воздуха, в данном случае температура воздуха летом, С.
Используя данные табл. 3 по формуле (2) находим значения коэффициента К для различных периодов года. Значение данного коэффициента для летнего периода принимаем равным единице.
К (З)= (-34-23)/23=2,5; К (В)= (1-23)/23=0,96;
К (О)= (-17-23)/23=1,7
Как видим, данный температурный коэффициент в весенний период, существенно ниже, чем в осенний период года. То есть, более наглядно характеризует влияние теплового фактора на уровень сезонного травматизма горнорабочих.
Для окончательной оценки влияния температурного фактора на травматизм горнорабочих целесообразно ввести интегральный показатель, то есть объединить два коэффициента. В этом случае, его информативность будет выше. Назовем его коэффициент сезонного травматизма, который показывает, что с понижением температуры изменяется и травмоопасность. Интегральный коэффициент может быть представлен в виде произведения Кт = К ■ К, (3)
Определим его значение для каждого времени года: Кт(Л)=1-1=1,0; Кт(О)=1,7-1,6=2,72;
Кт(З)=2,5-2,1=5,25; Кт(В)=0,96-1,8=1,72.
Для наглядности значения всех коэффициентов представлены в виде диаграммы (рис. 1), из которой видно, что существует общая закономерность изменения травмоопасности от теплового фактора. Этот факт, по нашему мнению, в обязательном порядке необходимо учитывать при разработке практических рекомендаций по снижению уровня травматизма на горных предприятиях Севера.
Анализ несчастных случаев на Айхальском ГОКе показал, что большинство несчастных случаев произошли с работниками профессий, категории которых характеризуются по тяжести труда как «тяжелые» и «очень тяжелые». Эти формы труда характеризуются также высокой напряженностью труда и требует больших энергетических затрат. Результаты анализа показывают, что большинство несчастных случаев произошли в холодное время года. Это говорит о том, что действие вредных и опасных факторов, которые явились причинами происшедших случаев травматизма, усиливалось действием температурного фактора.
Рис. 1. Диаграмма изменения коэффициента сезонного травматизма
Так, зимой произошло 37 несчастных случая против 18 случаев, которые произошли летом. Это можно объяснить тем, что при работе в условиях низких отрицательных температур трудоемкость работ намного выше, чем при нормальных условиях, так как возникают дополнительные затрата энергии. Прежде всего из-за повышенной теплоотдачи горнорабочих, а также дополнительных затрат энергии, идущей на преодоление сопротивления громоздкой теплой одежды. Кроме того, необходимо учитывать общие технические причины, вызванные осложнением эксплуатации горных машин и механизмов при низких отрицательных температурах.
Энергетическая стоимость работы может быть выражена следующей формулой[1]:
Эр Ы = 167,6-1,1541в, Вт , (4)
где % - температура воздуха, 0С.
Формула для определения процентного изменения энергетической стоимости работы в зависимости от температуры имеет вид:
Рэ = (1- Эр Об)/ Эр Св>100%, (5)
где Эр(/В) - энергозатраты, идущие на выполнение данного вида
работы при нормативной температуре воздуха, кДж/с.
Таблица 4
Категория тру- Легкий Умеренный Тяжелый Очень
да тяжелый
Расход энергии, кДж/с До 0.21 0.21-0.315 0.315-0.418 >0.418
Данную формулу удобно представить в следующем виде. Пусть нормативная температура воздуха будет 19 0С. Тогда, используя формулы (4) и (5), получим следующий безразмерный параметр:
Рэ*Ы = 1,15 - 7,9-10"3 tв ^ (6)
С помощью параметра Рэ (tВ) легко установить связь между изменением энергетической стоимости работ и температурой:
Эр Ы = Эр ^В> Рэ*Ы, кДж/с (7)
Например, можно определить изменение расхода энергии по категориям труда в зависимости от температуры. А, затем, увязать энергоемкость труда с количеством несчастных случаев для рассматриваемой профессии. Например, в 2000 году произошло 9 несчастных случаев, из которых 3 произошли с электрослесарями в разное время года. Для сравнения рассмотрим этот пример. Общепринятые нормы расхода энергии при категорировании условий труда приведены в табл. 4.
Физиологическая характеристика категорий труда Допустим, что при нормальной температуре воздуха энергозатраты у электрослесаря равны среднему значению, характеризующему категорию профессионального труда, т.е. 0,366 кДж/с.
Из табл. 5 следует, что при понижении температуры изменяется и категория труда по энергозатратам. Уже начиная с температуры воздуха -40С категория труда изменяется и соответствует более тяжелой, что в настоящий период при нормировании производственных процессов никак не учитывается.
Существует зависимость, позволяющая определить длительность необходимого отдыха, при различной энергетической стоимости работ [8, 1]:
' раб
= (— - !)■ 280
(8)
где тотд - длительность необходимого отдыха, с; т раб ность выполнения работы, с.
Таблица 5
длитель-
№ № Профессия работника Месяц года, когда произошел несчастный случай Температура 0/ч воздуха, С (Нормативные энергозатраты)/ (Расчетные энергозатраты) кДж/с
1. Электрослесарь -1 Август 23 (0,366)/(0,354)
2. Электрослесарь -2 Октябрь -4 (0,366)/(0,418)
3. Электрослесарь -3 Декабрь -37 (0,366)/(0,520)
Из формулы следует, что для уменьшения суммарных энергозатрат и снижения напряженности труда, учитывая зависимость энергозатрат от температуры, целесообразно в холодное время года ввести совершенно отличающиеся, чем в теплое, длительности регламентированных перерывов. Или сократить длительность рабочей смены.
Например, определим данный коэффициент «К» для работ, относящихся к категории тяжелых, которые являются самыми распространенными в условиях карьера «Юбилейный». Для начала вычислим значение «К» при нормативной температуре воздуха и определим его как предельно допустимое. За комфортную нормативную температуру воздуха возьмем среднелетнюю температуру, при которой отмечалось наименьшее количество несчастных случаев. Результаты расчетов дают следующие значения коэффициента: К(Л) _ 0,26; К(О) _ 0,68; К(З) _ 0,86; К(В) _ 0,50.
Количество несчастных случаев, которые будут происходить при отношении длительности необходимого отдыха к длительности времени на выполнение работы К<0,26, можно определить как допустимое. Так как, согласно основной аксиоме безопасности жизнедеятельности, любая деятельность потенциально опасна, и нельзя достичь абсолютной безопасности. Поскольку коэффициент был вычислен при нормальных по тепловому фактору условиях труда, то будем считать, что на количество несчастных случаев, которые произошли в этот период года, температурный фактор не повлиял. На диаграмме (рис. 4) представлено изменение коэффициента «К» по сезонам года.
На рис. 2 отчетливо видно, что если принять значение К_0,26 как условно нормативную величину, то возникает область превышения допустимых значений.
1 0,8 0,6 0,4
0,2 0
лето(+23) осень (-17) зима (-34) весна (+1)
Рис. 2. Диаграмма изменения коэффициента «К» по сезонам года
Рис. 3. Зависимость несчастных случаев от сезона года
Для сравнения построим диаграмму зависимости количества несчастных случаев по сезонам года.
На рис. 3. отображена зависимость количества несчастных случаев от сезона года с учетом допустимого риска травматизма. На диаграмме видно, что существует область, превышающая допустимый риск, которая подлежит коррекции. Очевидно, что если скорректировать значение коэффициента «К», путем регулирования отношения времени отдыха ко времени выполнения работы, то соответственно уменьшится и верхняя область на рис.2.,т.е. уменьшится количество несчастных случаев.
Если ввести вышеописанный коэффициент в анализ несчастных случаев, то коэффициент несчастных случаев будет также за-
висеть и от фактической энергетической стоимости работы. Следовательно, работодатель будет заинтересован не только в уменьшении количества несчастных случаев, но и в улучшении условий труда, уменьшении энергозатрат работников путем регулирования количества времени труд а и отдыха, что, в свою очередь, приведет к снижению случаев травматизма. Таким образом, на основании анализа фактических данных и теоретических исследований показано, что частота травматизм зависит от энергетической стоимости работ, а энергозатраты горнорабочих, в свою очередь, зависят от температуры окружающего воздуха и их можно регулировать путем изменения нормативного времени труда и отдыха. Следовательно, для повышения безопасности работ необходимо нормировать время труда и отдыха для различных профессий в зависимости не только от типа выполняемой работы, но и от температурного режима в котором выполняется данная работа.
Результаты выполненных комплексных исследований, позволяют рекомендовать следующие мероприятия по снижению травматизма на горных предприятиях Севера, в частности на карьерах АК «Алроса».
1. Нормирование рабочих операций должно проводиться не только по профессиям, но и с учетом климатической зоны расположения горного предприятия.
2. Инструментальные измерения параметров трудового процесса, которые зависят от температуры воздуха, необходимо проводить для характерных сезонных изменений климата в месте расположения горного предприятия.
3. В протоколе измерения тяжести и напряженности труда необходимо все параметры рассчитывать с учетом зависимости энергозатрат от температуры.
4. В карте аттестации рабочих мест по условиям труда, в строке 120 «Рекомендуемые режимы труда и отдыха», регламентированные перерывы необходимо рассчитывать с учетом температурного фактора отдельно для каждого сезона года.
5. В статье 210 Трудового кодекса РФ указано, что, одной из основных направлений государственной политики в области охраны труда является обеспечение приоритета сохранения жизни и здоровья работников. В связи с этим в Коллективном договоре и в Правилах внутреннего трудового распорядка необходимо внести дополнения, касающиеся изменения продолжительности труда и
отдыха в зависимости от климатической зоны расположения горного предприятия.
-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Галкин А.Ф. Тепловой режим подземных сооружений Севера. - Новосибирск: Наука. Сибирская изд. фирма РАН, 2000. - 304 с.
2. Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода.- М.: изд-во иностр. лит., 1957. - 333 с.
3. Кандрор И.С. Очерки по физиологии и гигиене человека на Крайнем Севере. - М., 1968. - 279 с.
4. Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики. - М., Недра, 1968. - 256 с.
5. Петровская И.В. Микроклимат подземных выработок в условиях Крайнего Севера. - Сб. научн. тр. Моск. НИИ гигиены, 1972, вып. 20. - С. 36-38.
6. Довиденко Г.П. О простудной заболеваемости на шахтах комбината "Ал-данслюда". - В кн.: Повышение эффективности горн. пром-ти Якутии. - Новосибирск: Наука, 1974. - С. 4-55.
7. Губернский Ю.Д., Кореневская Е.И. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых и общественных зданий. - М., 1978.- 192 с.
8. 10. Тот М., Шимон К., Фаллер Г. Вопросы экономики горных предприятий. - М., 1968,- 119 с. шиз
Galkin A.F., Zabolotskaja N.S.
POWER CRITERION OF ESTIMATION OF WORKING PROFESSION INJURY RATE WHEN DEVELOPING DEPOSITS OF THE NORTH.
In the work the complex of researches which allow to recommend actions for traumatism lowering at mining enterprises of the North is resulted.
Key words: Open-cast mines, safety of conducting mountain works, a traumatism, traumatism decrease.
— Коротко об авторах -----------------------------------
Галкин А.Ф. - кандидат технических наук, доцент Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета), ст. научный сотрудник,
Заболоцкая Н.С. - аспирантка Якутского государственного университета им. М.К.Аммосова.
