CC BY
8
«УГРОЗЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕЛЬСКОГО НАСЕЛЕНИЯ»
УДК 331.464
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТРАВМООПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ БАРАБАННОГО
ТИПА НА ПРИМЕРЕ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
С.А. Родимцев, доктор технических наук Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина
А.В. Пыталев, кандидат технических наук Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина
Работа выполнялась в рамках тематического плана-задания на выполнение ФГБОУ ВО Орловским ГАУ НИР по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета в 2018 году (регистрационный №AAAA-A18-118081690013-4, от 16.08.2018г.).
Аннотация.Глобальное и региональное изменение климата обусловливают дальнейшее развитие сельскохозяйственных технологий возделывания культур, на основе орошения. В связи с интенсификацией мелиоративных работ, активизированы разработки и внедрение в производство новых отечественных, а также ввод в эксплуатацию оросительных систем и оборудования иностранного производства. Актуальными становятся вопросы обеспечения технической безопасности при реализации новых технологий, вновь вводимого оборудования, организация мероприятий по улучшению условий труда работников, занятых в мелиорации. В статье демонстрируются статистические данные по числу травмированных, при эксплуатации сельскохозяйственных тракторов по травматическим ситуациям; числу несчастных случаев по травматическим ситуациям на колесных тракторах общего назначения; распределению видов наездов по элементам видов работ. На основании использования базы данных по травматизму, на примере Орловской области, определены наиболее часто встречающиеся виды травматических ситуаций, возникающих при эксплуатации дождевальных систем барабанного типа. Приведена статистика эксплуатируемых в Орловской области дождевальных машин и оборудования. Описаны технологические операции, выполняемые работниками, при эксплуатации данных систем в хозяйствах области. Установлено, что основная масса травм происходит при агрегатировании, сцепке, расцепке, перемещении на рабочем месте, связанном с основной работой и приходится на составление машинно-тракторных агрегатов «трактор-прицепная машина». Сделан вывод о возможности роста производственного травматизма по ситуации «наезд», при использование тракторов в производственных процессах орошения сельскохозяйственных культур с дождевальными машинами барабанного типа без ТСУ для безопасной сцепки, а также росту производственного травматизма по травматической ситуации «опрокидывание», связанной с нарушением требований нормативной и эксплуатационной документации, при транспортировке дождевальных машин барабанного типа.
Ключевые слова: дождевальные машины, орошение, потенциальная травмоопасность, травматические ситуации, наезды, опрокидывание, тягово-сцепное устройство, гидрокрюк, буксирное устройство, прицепная вилка, обзорность
THE POTENTIAL TRAUMA OF INDUSTRIAL PROCESSES, IRRIGATION OF AGRICULTURAL CROPS SPRINKLER DRUM-TYPE MACHINES ON THE EXAMPLE OF THE OREL REGION
S. A. Rodimtsev, doctor of technical sciences Orel State Agrarian University present name N.V. Parakhin
А.У. Pytalev, candidate of technical sciences Orel State Agrarian University present name N.V. Parakhin
Abstract. Global and regional climate change is responsible for the further development of agricultural cultivation technologies, based on irrigation. In connection with the intensification of land reclamation works, the development and introduction of new domestic ones into production, as well as the commissioning of irrigation systems and equipment of foreign production, were intensified. Issues of ensuring technical safety in the implementation of new technologies, newly introduced equipment, the organization of measures to improve the working conditions of workers involved in land reclamation are becoming topical. The article demonstrates statistical data on the number of injured in the operation of agricultural tractors in traumatic situations; the number of accidents in traumatic situations on general purpose wheeled tractors; the distribution of types of raids on the elements of the types of work. Based on the use of the
injury database, using the example of the Oryol Region, the most common types of traumatic situations arising from the operation of drum-type sprinkling systems are identified. The statistics of sprinkling machines and equipment used in the Oryol region is given. The technological operations performed by employees during the operation of these systems in the farms of the region are described. It has been established that the majority of injuries occur during aggregation, coupling, uncoupling, and movement at the workplace associated with the main work and account for the preparation of the tractor-trailer machine. The conclusion is made about the possibility of increasing occupational injuries in the "hitting" situation, using tractors in crop irrigation production processes with drum-type sprinkler machines without a towing hitch for a safe coupling, as well as an increase in occupational injuries due to a traumatic tipping situation and operational documentation when transporting drum-type sprinkling machines.
Key words: sprinkling machines, irrigation, potential injury risk, traumatic situations, attacks, overturning, trailer coupling, hydraulic hook, towing device, trailer fork, visibility
В Российской Федерации около 70% угодий располагается в недостаточно увлажненных и засушливых районах [1]. Орошение земель позволяет значительно увеличить урожайность сельскохозяйственных культур на орошаемых участках, по сравнению с неорошаемыми (табл. 1) [2]. С другой стороны, развитие сельскохозяйственных технологий орошения, разработка и ввод в эксплуатацию более совершенных машин и оборудования должно осуществляться при условии обеспечения безопасности и требуемых условий труда работников отрасли.
Учитывая тенденции изменений глобального и регионального климата. Орловская область также идет по пути внедрения технологий орошения в хозяйствах АПК. Следовательно, задача обеспечения безопасности оросительных систем здесь также является актуальной.
Таблица 1 - Урожайность сельскохозяйственных культур при орошении*
Сельскохозяйственная культура Урожайность c орошением, т/га Урожайность безорошением, т/га Прирост урожайности, т/га
Перец сладкий рассадный 66,8 33,7 +33,1
Морковь 70,0 40,2 +29,8
Картофель ранний 76,1 24,4 +51,7
Кукуруза сахарная 17,4 8,2 +9,2
Лук репчатый 52,6 4,3 +48,3
Арбуз 44,9 16,3 +28,6
Арахис 2,6 0,7 +1,9
Соя 4,1 1,6 +2,5
Свекла сахарная 115,4 35,2 +80,2
*По данным [2]
В последнее десятилетие в Российской Федерации началось внедрение в производство дождевальных машин барабанного типа. В Орловской области шлангово-барабанные дождеватели используются с 2014 года. В настоящее время в Орловской области парк дождевальной техники составляют машины иностранного производства шлангово-барабанного типа RM, PioggiaCamevali, Idrofoglia (Италия), как правило, агрегатируемые с колесными тракторами общего назначения, а также широкозахватные машины кругового действия RKD (Испания), Valley и T-L Irrigation (США) (табл. 2).
Таблица 2. Парк дождевальных машин Орловской области
Тип установки, модификация Страна-производитель Количество единиц
Широкозахватные многоопорные
Valley США 11
T-L Irrigation США 2
RKD Испания 4
Шлангово-барабанные
RM Италия 11
PioggiaCarnevali Италия 2
Idrofoglia Италия 3
Всего 33
Как показывает статистика [3, 4], использование в технологиях орошения тракторов общего назначения МТЗ, Беларусь и их аналогов отягощается высоким потенциальным уровнем опасностей по таким
50
травматическим ситуациям, как «наезды», «самонаезды» и «опрокидывания». В большинстве случаев наезды связаны с проведением сцепки и расцепки тракторов с машиной, вследствие недостаточной обзорности и несовершенства тягово-сцепных устройств (ТСУ). Опрокидывания происходят в результате нарушения требований нормативной и эксплуатационной документации, при агрегатировании тракторов с машинами.
Опыт работы в области охраны труда при оценке травмоопасности техники и технологий указывает на тот факт, что недоучет травматических ситуаций, имевших место в других технологических процессах и недостаточная проработка нормативных требований охраны труда после внедрения в производство новых машин и технологий в некоторых случаях приводит к росту производственного травматизма. По результатам анализа травматизма разработчики машин и технологий разрабатывают средства безопасности, которые в основном встраиваются в технологические узлы и не учитывают взаимного влияния элементов системы «человек-машина-среда» вовлеченных в процесс производства. При выполнении производственных процессов к каждому элементу системы предъявляются определенные, специфические требования (к машине -технические и агротехнические, к работнику - профессиональные, к производственной среде, организаторам производства - организационные) оказывающие влияние друг на друга и, как следствие этого, на практике имеет место непредсказуемое изменение безопасности системы в целом. Недоучет этих факторов приводит к тому, что технические решения не приносят желаемого результата.
Безопасность системы в целом может быть обеспечена лишь в случае соответствия требований безопасности каждого ее элемента. Только при этом условии, биотехническая система сможет выполнять свои функции и при этом не будут возникать отказы, приводящие к производственным травмам и профессиональным заболеваниям работника, выполняющего функцию оператора этой системы.
Технологические процессы в сельскохозяйственном производстве имеют высокий потенциальный уровень опасностей, которые при определенных состояниях элементов человеко-машинной системы приводят к отказам в виде травм и заболеваемости работников.
Изучение процесса полива сельскохозяйственных культур дождевальными машинами барабанного типа на предмет травмоопасности показало вероятность риска травмирования работников (тракториста-машиниста и оператора дождевальных машин), вследствие использования при выполнении технологического процесса тракторов МТЗ-80/82 и их аналогов, задействованных в хозяйствах Орловской области.
При выполнении технологических операций тракторист-машинист на колесном тракторе общего назначения осуществляет:
- транспортировку дождевальных машин барабанного типа и насосных станций по внутрихозяйственным (полевым) дорогам и дорогам общего назначения с наступлением сезона полива от мест хранения к местам полива по окончании сезона полива обратно;
- транспортировку дождевальных машин барабанного типа и насосных станций по внутрихозяйственным (полевым) дорогам с одного орошаемого участка на другой;
- транспортировку дождевальных машин барабанного типа с позиции на позицию в процессе полива;
- транспортировку дождевателя (дождевальной пушки или консоли) от дождевальной машины на край орошаемого участка после смены позиции;
- помощь оператору дождевальной машины при устранении неисправностей.
При эксплуатации тракторов около 36% от всех травм с летальным исходом в АПК России приходиться на долю трактористов-машинистов, причем около 90% от этих травм, занимают травмы по травматическим ситуациям:
-наезды;
-опрокидывания;
-захваты рабочими органами машин;
-столкновения.
В таблице 3 представлены результаты анализа и обработки 5132 материалов специального расследования несчастных случаев с летальным исходом при эксплуатации сельскохозяйственных тракторов (на основе электронного банка данных по травматизму лаборатории анализа и прогноза травматизма ВНИИОТ [3]) которые привели к негативным последствиям, а также распределение числа травмированных при эксплуатации тракторов по травматическим ситуациям [2, 5].
Таблица 3 - Распределение числа травмированных при эксплуатации сельскохозяйственных тракторов по травматическим ситуациям (по данным с 1995 года)_
Всего несчастных случаев, шт. Травматические ситуации
Столкновения Опрокидывания Наезды Захваты
5132 71 (1,4%) 1986 (38,7%) 2414 (47%) 661 (12,9%)
Данные таблицы 3 показывают, что наибольшее количество травм приходиться на долю наездов 47%, на долю опрокидывания тракторов приходится 38,7%, на захваты - 12,9% и на столкновения -1,4%. Трактора
МТЗ-80/82 среди всех марок тракторов занимают первое место по общему числу травмированных по рассматриваемым травматическим ситуациям, на их долю приходится 1203 (23,4%) несчастных случаев.
В таблице 4 приведено распределение числа несчастных случаев по травматическим ситуациям на тракторах МТЗ-80/82, используемых при выполнении работ по поливу сельскохозяйственных культур дождевальными машинами барабанного типа в хозяйствах Орловской области.
Таблица 4 - Распределение числа несчастных случаев по травматическим ситуациям на тракторах МТЗ-80/82
Марки тракторов Всего Столкновения Опрокидывания Наезды Захваты
МТЗ-80 924 29 326 323 246
МТЗ-82 279 7 97 99 76
Итого 1203 36 (2,9%) 423 ( 35,1%) 422 (35%) 322 (26,7%)
Из таблицы 4 видно, что на долю тракторов МТЗ-80/82 из общего числа несчастных случаев приходится 1203 (23,4%) несчастных случая от общего числа обработанных материалов расследования несчастных случаев. Причем распределение несчастных случаев по травматическим ситуациям среди тракторов МТЗ 80/82 расходится с общим распределением наездов и опрокидываний. На долю последних приходится свыше 70% несчастных случаев, а распределение между ними практически равное; возросло также число захватов до 26,7%.
Процессы транспортировки дождевальных машин и насосных станций к местам полива и обратно, от одного орошаемого участка к другому, с позиции на позицию, а также дождевателя от дождевальной машины на край орошаемого участка сопряжены с процессом агрегатирования, который является одним из самых травмоопасных по ситуации «наезд» при эксплуатации тракторов МТЗ 80/82.
Среди видов наездов наиболее травмоопасными являются элементы видов работ «агрегатирование», «сцепка», «расцепка», «перемещение на рабочем месте, связанное с основной работой», причем основная доля наездов приходится на наезды на пешехода или работника. Также среди наездов велика доля самонаездов, связанная с запуском тракторов при включении основного двигателя пусковым двигателем при включенной передаче коробки перемены передач с неисправной системой блокировки запуска двигателя (табл. 5).
Таблица 5 - Распределение видов наездов по элементам видов работ
Элементы видов работ Виды наездов
Всего Наезд на препятст вие без опрокид ывания Наезд на препятст вие с опрокид ыванием Наезд на пешехода или работника Наезд на другие машины без опрокид ывания Наезд на другие машины с опрокид ыванием Самонаезд Прочие виды наезда Вид наезда не установ лен
Агрегатирование, сцепка, расцепка 231 0 1 189 2 1 2 36 0
Перемещение на рабочем месте, связанное с основной работой 232 1 0 189 0 1 4 37 0
Пуск (запуск) машины на холостом ходу (в т.ч. с включенной передачей) 136 0 0 5 0 0 129 2 0
Включение основного двигателя после запуска пускового двигателя 614 1 0 17 0 0 585 11 0
Итого 2184 33 20 1075 13 2 771 267 2
Основная масса травм происходит при агрегатировании, сцепке, расцепке, перемещении на рабочем месте, связанном с основной работой и приходится на составление машинно-тракторных агрегатов «трактор -прицепная машина». При составлении машинно-тракторного агрегата (далее - МТА) тракторист-машинист не может в одиночку выполнить данную операцию и вынужден привлекать вспомогательных работников, так как прицепная вилка ТСУ находится в не просматриваемой зоне (рис. 1).
Рисунок 1 - Элемент ТСУ (прицепная вилка), находящийся в поле зрения оператора при проведении сцепки
Вспомогательный работник, который одновременно находится в не просматриваемой зоне и зоне движения трактора, поддерживает и совмещает сницу прицепной машины с вилкой ТСУ трактора при составлении агрегата. При совершении ошибки трактористом-машинистом, который находится в неудобной позе повернув туловище и голову практически на 180° (например, срыв ноги с педали муфты сцепления или тормоза) попадает под гусеницу или колесо движущегося трактора (рис. 2).
Рисунок 2 - Поза оператора МТА при проведении сцепки трактора с прицепными машинами
Вероятность совершения трактористом-машинистом ошибки при проведении полива возрастает вследствие того, что из-за повышенной влажности почвы в местах работы подошва обуви тракториста-машиниста становится скользкой и возможность срыва ноги с педали муфты сцепления или тормоза возрастает.
Самонаезды напрямую связаны с запуском основного двигателя тракторов при включенной передаче коробки перемены передач с неисправной блокировкой запуска двигателя (92,6%). Остальные самонаезды приходятся на самопроизвольное движение МТА при выполнении регулировок рабочих органов. Выявление основных причин самонаездовприведены в работах [6; 7].
Второй причиной несчастных случаев при эксплуатации тракторов типа МТЗ 80/82 является опрокидывание тракторов при выполнении транспортных работ в агрегате с прицепами и полуприцепами (см. табл. 4). Опрокидывания происходят вследствие нарушения требований нормативной и эксплуатационной документации при агрегатировании прицепных и полуприцепных машин с тракторами [8; 9].
Нормативным документом [8] для агрегатирования с тракторами прицепов, полуприцепов, прицепных машин и орудий предусмотрены три типа ТСУ:
- гидрокрюк для полуприцепов и полуприцепных сельскохозяйственных машин;
- буксирное устройство для тракторных прицепов;
- прицепная вилка для прицепных сельскохозяйственных машин (рис. 3).
Рисунок 3 - Типы ТСУ для прицепов, полуприцепов, прицепных машин и орудий: а) гидрокрюк; б) буксирное
устройство; в) прицепная вилка
Трактора МТЗ 80/82 комплектуются данными типами ТСУ, позволяющими агрегатировать соответствующий класс прицепов, полуприцепов и прицепных машин и орудий. Результаты выборочного обследования ряда хозяйств области показали, что трактористы-машинисты с целью снижения времени на переоборудование тракторов под соответствующий класс прицепов и прицепных машин, используют в основном прицепную вилку.
Эксплуатационная документация [9] на трактора МТЗ 80/82 и их аналоги предусматривает агрегатирование прицепов и полуприцепов не оборудованных тормозами масса которых не превышает половины массы трактора. Эксплуатационная масса тракторов МТЗ 80/82 без балласта составляет 3700 кг - для МТЗ-80 и 3900 кг - для МТЗ-82.
На рис. 4 представлен общий вид передвижной насосной станции и дождевальной машины барабанного типа которые представляют собой одноосный прицеп с пневматической ходовой частью.
б
Рисунок 4 - Общий вид передвижной насосной станции (а) и дождевальной машины барабанного типа (б)
фирмы Р^^аСаглеуаИ
а
в
Учитывая вышеизложенное, агрегатирование передвижных насосных станций и дождевальных машин барабанного типа, как отечественного, так и иностранного производства, должно производится при помощи гидрокрюка, а их масса не должна превышать половину массы тягового колесного трактора.
Следует отметить, что гидрокрюк жестко крепиться к остову трактора, а точка сцепки максимально приближена к корпусу. Данное обстоятельство способствует тому, что при транспортировке полуприцепа толкающее воздействие направлено вдоль оси трактора и снижает вероятность складывания агрегата при движении на уклонах. При агрегатировании полуприцепов и прицепов при помощи прицепной вилки вероятность складывания агрегата значительно возрастает вследствие того, что точка сцепки находится на расстоянии 0,55м и более от остова трактора в продольном направлении, в зависимости от регулировки продольных тяг ТСУ. Кроме того, агрегатирование полуприцепов и прицепов при помощи прицепной вилки способствует возникновению опрокидывающего момента из-за перемещения элементов ТСУ в поперечном направлении. Это перемещение может достигать нескольких десятков сантиметров, в зависимости от
регулировки, вылета продольных тяг, износа отверстий в поперечине и прицепной вилке, износа шкворня и пальцев и др.
Таким образом, агрегатирование насосных станций и дождевальных машин барабанного типа, при их широком внедрении, с колесными тракторами общего назначения может привести к росту производственного травматизма по травматической ситуации «опрокидывание», в результате складывания агрегата при движении на уклонах и крутых поворотах.
Выводы:
1. Использование колесных тракторов общего назначения типа МТЗ 80/82, Беларусь и др. в производственных процессах орошения сельскохозяйственных культур дождевальными машинами барабанного типа при их широком внедрении, без разработки ТСУ для безопасной сцепки, будет способствовать росту производственного травматизма по ситуации «наезд».
2. Нарушение требований нормативной и эксплуатационной документации при транспортировке насосных станций и дождевальных машин барабанного типа при их широком внедрении может привести к росту производственного травматизма по травматической ситуации «опрокидывание», в результате складывания агрегата при движении на уклонах и крутых поворотах.
Литература
1. Кузнецова Е.И., Закабунина Е.Н., Снипич Ю.Ф. Орошаемое земледелие: учеб. Пособие. - М.: ФГБОУ ВПО РГАЗУ, 2012. - 117 с.
2. Студенникова Н.С., Пыталев А.В., Пантюхин А.И., Кузнецов А.Л, Небытов В.Г., Тимохин О.В. Условия труда в АПК-фактор риска травматизма и заболеваемости технические решения и профилактика: Монография. - Орел. ООО ПФ «Картуш» 2017 г. - 352 с.
3. База данных «Травматизм со смертельным и тяжелым исходом в АПК Российской Федерации», зарегистрирована в Реестре баз данных ФИПС РФ 10 июня 2011 года, № 2011620431.
4. Студенникова Н.С. Виды и причины травмирования с тяжелыми последствиями трактористов машинистов в сельском // Вестник сельского развития и социальной политики, №1(17), 2018, С.66 -70.
5. Пыталев А.В. Снижение производственного травматизма в сельскохозяйственном производстве при эксплуатации машинно-тракторных агрегатов путем совершенствования обзорности / диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Орел: ФГНУ ВНИИОТ, 2004 -143 с.
6. Пантюхин А.И., Хуснутдинов И.А.,Пыталев А.В., ШкрабакР.В., БашкировС.А., Пыталев А.В. Обеспечение безопасности при запуске двигателя внутреннего сгорания энергетического средства // Состояние и профилактика травматизма и пожаров. Сборник научных трудов в АПК С.-Пб. 2003. С. 84-90.
7. Пантюхин А.И.,ПыталевА.В., Хуснутдинов И.А. Обеспечение безопасности при пуске двигателя трактора // Безопасность жизнедеятельности. № 4. 2003. С. 31-33.
8. ГОСТ 3484 Тракторы сельскохозяйственные. Тягово-сцепные устройства.
9. Тракторы «БЕЛАРУСЬ» МТЗ-80, МТЗ-82 и их модификации. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. - Минск, 1990. - 176 с.
