Научная статья на тему 'Методологические основы системы контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов'

Методологические основы системы контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
247
66
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ / ПРЕДПРИЯТИЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА / ИСПЫТАНИЯ / СИСТЕМА КОНТРОЛЯ / ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ / ТОКСИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ / СИСТЕМА ДОБРОВОЛЬНОЙ СЕРТИФИКАЦИИ / POLYMER MATERIALS / COAL MINING INDUSTRY / TESTS / CONTROL SYSTEM / FIRE SAFETY / TOXIC SAFETY / VOLUNTARY CERTIFICATION SYSTEM

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Уварова Варвара Александровна, Фомин Анатолий Иосифович

Изложены основные принципы разработки и создания системы контроля пожарной и токсической безопасности при применении полимерных материалов на горных предприятиях. Обосновано взаимодействие в этом процессе законодательных, контролирующих органов, а также Ассоциации предприятий-изготовителей и потребителей полимерной продукции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Уварова Варвара Александровна, Фомин Анатолий Иосифович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A methodological basis for fire and toxic safety control system of polymer materials

This article presents basic principles of fire and toxic safety control system developing when polymer materials are used in coal mining industry. The interaction of legislative and regulating authorities and also of "Polymer Materials Manufacturers and Consumers Association" is covered.

Текст научной работы на тему «Методологические основы системы контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов»

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).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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: [email protected].

Фомин

Анатолий Иосифович доктор техн. наук, профессор каф.аэрологии, охраны труда и природы КУзГТУ, E-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.