CC BY
67
Экология и охрана труда
155
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ТРУДА
УДК 614.841.332
В. А. Уварова, А. И. Фомин
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПОЖАРНОЙ И ТОКСИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для предприятий горнодобывающего комплекса, ведущих добычу подземным способом, безопасность производства работ во многом обеспечивается применением новых технологий в области профилактики возникновения эндогенных пожаров, управления вентиляцией, снижения аэродинамического сопротивления выработок, изоляции поверхностей в горных выработках, склонных к самовозгоранию. Эти технологии включают в себя применение различных полимерных материалов и продукции на их основе: полимерные пены и смолы как основа для возведения перемычек и упрочения горного массива, полимерные
сетки для перекрытия кровли, анкерная крепь из полимерных композитов и многие другие изделия.
Переход к использованию современных полимерных материалов взамен традиционных, таких как дерево, бетон, железобетон осуществляется в последние годы растущими темпами, так как эти материалы зарекомендовали себя как высокоэффективные в плане эксплуатации, а также более экономичные в применении.
Проблема внедрения полимерных материалов на опасных производственных объектах (ОПО), какими являются предприятия горнодобывающего комплекса (ГДК), состоит в том, что полимерные
Рис. 1. Блок-схема системы контроля пожарной и токсической безопасности полимерной продукции
156
В. А. Уварова, А. И. Фомин
материалы зачастую весьма пожароопасны, а также обладают способностью выделять в воздух рабочей зоны при применении их в технологических циклах подземной угледобычи ряд вредных и токсичных веществ. Важно не усугубить положение горняков дополнительными опасностями, связанными с использованием этих материалов в замкнутом пространстве горных выработок.
Другой немаловажной проблемой является отставание нормативной базы РФ от нужд потребителей и производителей этой продукции применительно к ОПО и, в частности к предприятиям ГДК. Это отставание вызвано переходным периодом, когда гигиенические сертификаты были отменены, сертификация таких материалов стала добровольной, а Ростехнадзор и Роспотребнадзор России утратили свои запретительные функции в части допуска этих материалов для эксплуатации в горном производстве.
На конференции «Использование безопасных материалов и оборудования. Проблемы контрафактной продукции», прошедшей «03»июня 2014 г. в г. Новокузнецке в рамках XXI международной специализированной выставки «Уголь России и Майнинг» и V международной специализированной выставки «Охрана, безопасность труда и жизнедеятельности» было отмечено, что в настоящее
время значительно увеличился поток некачественной, опасной по пожарным и экологическим свойствам полимерной продукции, а также контрафактного оборудования на угольные шахты и другие горные предприятия [1].
Ряду ведущих производителей полимерной продукции, таких как «ДСИ-Техно», «Шахтост-рой», «Курскрезинотехника», «Кобра-Евразия» «Weber», «Минова», «Сиб.Т», «ЦТС», «Индас РТИ», «СМ3», «Сибхимукрепление», «Сибшах-твентиляция», «Реалпластик и К», «Карбо-ЦаКК», «ОКС», Монтажник Распадской», «Гортех», «Уг-лемаш», «Метакон», «Майнинг-Юнион», а также представителей ведущих угольных компаний Кузбасса, была представлена разработанная ОАО «НЦ ВостНИИ» система контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов, предназначенных для использования на предприятиях ГДК (рис. 1).
Основным звеном этой системы выступает ассоциация производителей и потребителей, которая инициирует процесс добровольной сертификации этой продукции путем испытаний на соответствие требованиям безопасности в аккредитованных испытательных центрах (лабораториях). Сведения о доброкачественной, безопасной продукции передаются в издаваемый этой ассоциацией «Бюл-
<----
Образец
материала
Идентификация
да
Протокол соответствия
I
Классификация по агрегатному состоянию
Классификация по коду ОКП
Определение группы материала
г-
Определение
параметров
контроля
Установление критериев ,—> Испытания
пожаробезопасности
Соответствие
критериям
Да
Сертификат соответствия
Допуск к эксплуатации
Рис. 2. Алгоритм испытаний полимерных материалов на соответствие требованиям безопасности
Экология и охрана труда
157
Рис. 3. Процедура идентификации полимерных материалов
летень соответствия требованиям безопасности Таким образом, взамен запретительных мер на
материалов и изделий, применяемых на горных первый план могут выйти репутационные меры предприятиях». воздействия на предприятия-изготовители поли-
Таблица 1. Классификация продукции по кодам РКП и параметры входного контроля
Группа мате- риала Наименование продукции по ОКП КОД ОКП Вид продукции Параметры входного контроля
1л Ленты конвейерные (транспортерные) 256100 256120 256110 Ленты конвейерные резинотканевые и резинотросовые Горючесть в пламени газовой горелки Способность к распространению пламени по поверхности*
2 Изделия неформовые, резино-технические 254100 254300 253100 Уплотнители резиновые, футеровки Горючесть в пламени газовой горелки
3 Ремни, ткани прорезиненные и изделия из них 256200 256300 256400 256500 256600 Пластины резиновые, ремни приводные плоские, круглые и клиновые, бельтинг, ткани прорезиненные и вулканизированные Горючесть в пламени газовой горелки
4ж Смолы полимеризационные и получаемые поликонденсацией 221100 222100 Температура воспламенения, самовоспламенения
5 ж Пластмассы (материалы и полуфабрикаты) 224100 224200 225100 225200 225700 226000 Эмульсии, дисперсии, клеи, замазки, герметики Температура воспламенения, самовоспламенения.
5т -//- 224300- 234600 225300- 225600 Массы формовочные, пенопласты, пленочные материалы, материалы листовые Температура воспламенения
158
В. А. Уварова, А. И. Фомин
Таблица 1. Классификация продукции по кодам РКП и параметры входного контроля (прл.)
Группа мате- риала Наименование продукции по ОКП КОД ОКП Вид продукции Параметры входного контроля
5л -//- 224700 224800 225800 Материалы профильнопогонажные Трубы и детали трубопроводов Температура воспламенения. Способность к распространению пламени по поверхности*
6 Стеклопластики 229600 229620 229640 Стеклопластики базальтопластики Температура воспламенения
7 Материалы слоистые на основе эпоксидных смол 225630 225631 225632 Углепластики Температура воспламенения
8 Продукция из полимеров прочая 229400 Каучуки синтетические (фторсилоксановые, бутадиеновые, уретановые, изопреновые и др., латексы синтетические) Температура воспламенения
9ж Вещества поверхностноактивные (катионоактивные и анионоактивные) 248100 248200 248300 Смачиватели Температура воспламенения. Температура самовоспламенения
10ж Силикат натрия 592180 Антипироген
11 ж Масла смазочные (нефтяные) 02 5300 Масла и нефтепродукты Температура воспламенения. Температура самовоспламенения
12л Кабели силовые для нестационарной прокладки 35 4000 Кабельная продукция Способность к нераспространению горения. Температура самовоспламенения. Группа горючести
13 Уголь, продукты переработки угля, торф и сланцы горючие 030 000-039 333 Уголь, угольный концентрат Горючесть в пламени газовой горелки
14 Продукция лесозаготовительной и лесопильнодеревообрабатывающей промышленности 53 0000 Долготье рудничное и стойка рудничная из лесоматериалов хвойных пород Группа огнезащитной эффективности. Группа горючести
* - для изделий большой линейной протяженности
мерной продукции.
На этапе проведения испытаний в сертифицированном испытательном центре (лаборатории) необходим научно обоснованный подход ко всем этапам испытаний полимерной продукции: идентификации, классификации, то есть отнесению продукции согласно номенклатуре и коду «ОК 005-93. Общероссийский классификатор продукции» (ОКП) [2] к одной из групп материалов, определение соответствующих этой группе параметров и критериев безопасности, проведение испытаний, сравнение полученных данных с критериями безопасности, и в случае положительных результатов, выдача сертификата безопасности и допуска к эксплуатации на предприятиях ГДК.
На рис.2 показан алгоритм проведения испытаний материалов на соответствие требованиям пожарной и токсической безопасности на уровне испытательной лаборатории.
На начальной стадии проведения испытаний
полимерных материалов важна их идентификация как неотъемлемая составная часть работы по обеспечению пожарной безопасности. Идентификация - отождествление характеристик серийно поставляемого материала (изделия, вещества) и параметров, указанных фирмой-производителем или установленных при исследовании свойств образцов в ходе приемочных (сертификационных) испытаний.
Процедура идентификации полимерных материалов (рис. 3) должна состоять из дополняющих друг друга форм и методов контроля: анализа документов фирмы-поставщика, визуального и органолептического метода и, как завершающий этап, физико-химических методов, использование которых зависит от агрегатного состояния и группы материала. Процедура идентификации завершается оформлением протокола соответствия и приемкой образца на испытания.
Вторым этапом, как для идентификации, так
Экология и охрана труда
159
Таблица 2. Перечень контролируемых параметров пожарной и токсической _________________безопасности по группам продукции_____________
№ п/п Параметры безопасности Группа полимерной продукции
1л 2; 3, 5т, 6; 7; 8; 13; 14 4ж; 5ж;, 9ж; 10ж, 11ж 5л 12л
1 Группа горючести + + + + +
2 Кислородный индекс + + - + +
3 Класс опасности по показателю ТПГ + + + + +
4 Дымообразующая способность + + + + +
5 Удельная масса аэрозолей + + + + +
6 Горючесть в модельной штольне + - - - -
7 Воспламенение при трении на барабане + - - - -
8 Температура:
9 вспышки - - + - —
10 воспламенения - - + - -
11 самовоспламенения + - -
12 тления + + + + +
13 Удельное газовыделение при смешивании, разрушении материала - - + - -
14 Предел распространения пламени + - - + +
15 Предел огнестойкости - - - - +
16 Показатель коррозионной активности продуктов термодеструкции - - - - +
и для последующих испытаний, является этап классификации продукции и отнесение ее к группам материалов. В зависимости от присвоенной группы полимерной продукции определяются параметры физико-химических методов для идентификации, а также параметры контроля и критерии пожарной и токсической безопасности материала (продукции).
В табл. 1 приведена классификация групп продукции, используемой на предприятиях ГДК по коду О КП, и даны параметры входного контроля в соответствии с особенностями каждой группы. Параметры идентификации (входного контроля) выбраны, исходя из агрегатного состояния материала: твердое (т) или жидкое (ж), а также линейной протяженностью изделия (л).
На основе анализа ряда российских нормативных документов, регламентирующих требования к промышленной безопасности полимерной продукции, таких как «Правила безопасности в угольных шахтах» [3], «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»[4], ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» [5], СанПиН 2.2.2948-11 «Гигиенические требования к организациям, осуществляющим деятельность по добыче и переработке угля (горючих сланцев) и организации работ» [6], РД 03-423-01 «Нормы безопасности на конвейерные ленты для опасных производственных объектов и методы испытаний» [7], ГОСТ Р 54772-2011 «Трубы вентиляционные гибкие шахтные и фасонные части к ним. Общие технические требования и методы испытаний» [8]; ГОСТ 31565 - 2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безо-
пасности»^, Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»[10], ОСТ 12.43.244-83 «Материалы и изделия для угольных и сланцевых шахт. Методы определения степени пожарной опасности» [11] и других были определены параметры контроля пожарной и токсической безопасности для полимерных материалов и изделий, применяемых на предприятиях ГДК (табл. 2).
Из таблицы видно, что основными параметрами пожарной и токсической безопасности для полимерной продукции, применяемой на предприятиях ГДК, являются: группа горючести, кислородный индекс, класс опасности по показателю токсичности продуктов горения (ТПГ), дымообразующая способность, определение удельной массы аэрозолей термодеструкции; температура тления. Однако для некоторых групп материалов, таких как конвейерные ленты, кабельная продукция и полимерные изделия большой линейной протяженности существует еще ряд параметров, которые необходимо определять при испытаниях. Это, например, горючесть в модельной штольне, воспламенение при трении на барабане (конвейерные ленты), предел огнестойкости и показатель коррозионной активности (кабельная продукции) и др. Для полимерных смол в составе ампул химического крепления анкеров, смачивающих, связывающих веществ и антипирогенов, то есть, тех материалов, которые применяются в жидком виде и отверждаются уже в технологическом процессе, следует определять температурные параметры: температуру вспышки, воспламенения и самовоспламенения, а также удельное газовыделение при
160
В. А. Уварова, А. И. Фомин
Таблица 3.Критерии допуска материалов по параметрам безопасности
№ п/п Показатель пожароопасности Наименование документа Норматив
1 Группа горючести ГОСТ 12.1.044-89 По п. 4.3 Трудногорючие, горючие трудновоспламеняемые
2 Класс опасности материала по показателю ТПГ ГОСТ 12.1.044-89 По п. 4.20.4.2 Умеренно и малоопасный
3 Кислородный индекс РД 03-423-01 Приложение В не менее 30% об.
4 Горючесть в модельной штольне РД 03-423-01, Приложение Д Длина несгоревшей части образца не менее 30%
5 Горючесть в пламени спиртовой горелки РД 03-423-01 Приложение Г Время горения шести образцов с обкладками -не более 18 с Одного образца с обкладками -5с
6 Воспламеняемость при трении на барабане РД 03-423-01 Приложение Б Лента не должна воспламениться, температура барабана не должна превышать 500 °С
7 Температурные показатели (Твспышки, Т воспламенения, Т самовоспламенения; Т тления) ГОСТ 12.1.044-89 Т вспыш. и Т воспл.- отсутствие, Т само-воспл., Т тления (°С)
8 Дымообразующая способность ГОСТ 12.1.044-89 Умеренная и малая
9 Газовыделение при смешивании, разрушении компонентов материала, мг/м3 ГН 2.2.5.1313-03 ГН 2.2.5.2100-06 Менее ПДК(мг/м3) в воздухе рабочей зоны при пересчете на условную горную выработку
10 Аэрозоли ТПГ ГН 2.2.5.1313-03 Менее ПДК (мг/м3) в воздухе рабочей зоны при пересчете на условную горную выработку
11 Предел распространения горения кабельного изделия ГОСТ 31565 -2012 Табл. 1 ГОСТ 31565-2012
12 Предел огнестойкости кабельного изделия ГОСТ 31565 -2012 Табл. 1 ГОСТ 31565-2012
13 Показатель коррозионной активности продуктов ТД кабельного изделия ГОСТ 31565 -2012 Табл. 1 ГОСТ 31565-2012
14 Нераспространение пламени (трубы стеклопластиковые) ГОСТ 54772-2011 Приложение Г Пламя распространяется по трубе на длину не более 1 м от центра очага, то есть если неповрежденным остается участок трубы длиной не менее 4 м.
смешивании и разрушении компонентов, входящих в их состав.
В табл.З дан перечень показателей безопасности для допуска полимерных материалов к использованию на предприятиях ГДК с указанием регламентирующего документа и указанного в нем норматива безопасности.
Таким образом, методологические основы и современная концепция осуществления контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов и продукции на их основе заключается:
- во-первых, в установлении новых подходов к контролю безопасности полимерной продукции путем сотрудничества и взаимной ответственности за качество, а также взаимовыгодных и взаимоприемлемых отношений между производителем
и потребителем этой продукции. Приоритетом является обеспечение безопасных условий труда для работников предприятий ГДК, классифицирующихся как опасные производственные объекты.
- во-вторых, в выдвижении на первый план репутационных рычагов в совершенствовании качества полимерной продукции. Основным звеном обеспечения ее качества и безопасности станет процедура добровольной сертификации этой продукции, инициатором которой явится Ассоциация производителей и потребителей полимерной продукции. Сведения о доброкачественной, безопасной продукции будут донесены до потребителей и производителей путем издания «Бюллетеня соответствия требованиям безопасности материалов и изделий, применяемых на горных предприятиях».
Экология и охрана труда
161
- в-третьих, в разработке системы контроля пожароопасных и токсических свойств на основе анализа и синтеза требований современных российских нормативных документов, основными пунктами которой будут идентификация, классификация материалов по группам продукции, проведение испытаний на соответствие установленным для этих групп параметрам, а также под-
тверждения качества продукции по критериям безопасности. На основании испытаний сертификата безопасности, выданного специализированным аккредитованным центром, будет осуществляться допуск для использования на предприятия ГДК, в частности, в подземных условиях эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Уварова В.А. Проблемы безопасного использования полимерных материалов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. Сборник научных статей. Под общ. редакцией проф. В.Н. Фрянова. - Изд. Центр СибГИУ.-Новокузнецк.- 2014.-С 394-400.
2. «ОК 005-93. Общероссийский классификатор продукции» (утв. Постановлением Госстандарта России от 30.12.1993 N 301) (дата введения 01.07.1994) (коды 01 0000 - 51 7800) (ред. от 26.09.2013). -Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19 июня 2014г.-Загл. с экрана.
3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах» (утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 19.11.2013 г. N 550) - Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
4. Федеральный закон от 22.07.2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (с изменениями и дополнениями). - Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
5. Государственный стандарт СССР ГОСТ 12.1.044-89 (СТ СЭВ 4831-84, СТ СЭВ 6219-88, МС ИСО 4589, СТ СЭВ 6527-88) «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» (утв. постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 12.12.1989 г. N 3683) (с изменениями и дополнениями).- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
6. СанПиН 2.2.2948-11 «Гигиенические требования к организациям, осуществляющим деятельность по добыче и переработке угля (горючих сланцев) и организации работ», утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 21 июля 2011 г. N 102- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
7. Нормы безопасности на конвейерные ленты для опасных производственных объектов и методы испытаний РД 03-423-01 (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 26.06.2001 г. N 24).- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19 июня 2014г.- Загл. с экрана.
8. ГОСТ Р 54772-2011 «Трубы вентиляционные гибкие шахтные и фасонные части к ним. Общие технические требования и методы испытаний»).- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
9. ГОСТ 31565 - 2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности» (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22.11.2012 г. N 1097-ст).- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014 г.- Загл. с экрана.
10. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 27.04.2003 г.).- Информационно-правовое обеспечение «Гарант», Эксперт-Гарант-Максимум. Версия от 19.06.2014г.- Загл. с экрана.
11. ОСТ 12.43.244-83 «Материалы и изделия для угольных и сланцевых шахт. Методы определения степени пожарной опасности», ВНИИГД, Донецк, 1984 г.-20 с.
Авторы статьи
Уварова Варвара Александровна канд.техн.наук, ведущий науч. сотр. ОАО «НЦ Вост-НИИ E-mail: uvarova.v.a@mail.ru.
Фомин
Анатолий Иосифович доктор техн. наук, профессор каф.аэрологии, охраны труда и природы КУзГТУ, E-mail: aotp2012@yandex.ru
