CC BY
63
прочих равных условиях, в мерзлых массивах будут отмечаться наименьшие напряжения, а в талых, интенсивно трещиноватых породах - наибольшие. Однако напряжения в междуэтажном целике при отработке маломощных жил, даже в наиболее благоприятных геомеханических условиях, велики по значению. Следует уточнить, что в данном исследовании решалась плоская геомеханическая задача, характерная для камер значительной протяженности по простиранию рудных тел. В случае расчетных высоких напряжений, превышающих допустимые, рекомендуется переходить на выемку рудных жил узкими камерами, так называемыми лентами. Междуэтажные целики при выемке лентами будут находиться в объемном напряженном состоянии, которое существенно снижает значения напряжений. При расчетах устойчивости лент, кроме коэффициентов концентрации напряжений и
бокового распора, необходимо учитывать коэффициент перехода от плоской к объемной геомеханической задаче [4].
Разработанную физико-математическую модель расчета устойчивых целиков и обнажений камер рекомендуется использовать для оценки устойчивости конструктивных элементов систем разработки с открытым очистным пространством при отработке крутопадающих маломощных рудных жил. Установленные величины прогнозных напряжений предлагается применять в качестве граничных условий для расчетов параметров подземной геотехнологии крутопадающих жил при освоении месторождений с малоизученным или неизученным геомеханическим состоянием массива горных пород.
Статья поступила 29.10.2014 г.
Библиографический список
1. Сосновская Е.Л., Филонюк В.А., Сосновский Л.И. Геоинформационная модель геомеханического состояния жильных золоторудных месторождений на основе выявления и использования дискретности свойств геологической среды // Вестник ИрГТУ. 2012. № 12. С. 119-122.
2. Сосновская Е.Л., Ясыченко В.Б. Обоснование матрицы природных напряжений массива горных пород жильных
месторождений Сибири и Дальнего Востока // Вестник ИрГТУ. 2011. № 11. С. 74-78.
3. Влох Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра, 1994. 208 с.
4. Неганов В.П., Коваленко В.И, Зайцев Б.М. и др. Технология разработки золоторудных месторождений. М.: Недра, 1995. 336 с.
УДК 613:614
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ РИСКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВИНИЛХЛОРИДА
© С.С. Тимофеева1, Г.М. Бодиенкова2, И.В. Старчукова3
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены основные производители винилхлорида в России, Иркутской области и современное состояние химической промышленности. Идентифицированы вредные и опасные факторы, воздействующие на персонал производства винилхлорида. Рассчитаны профессиональные риски четырьмя методами. Ил. 1. Табл. 1. Библиогр. 12 назв.
Ключевые слова: производство винилхлорида; вредные и опасные производственные факторы; условия труда; профессиональный риск.
PROFESSIONAL RISKS UNDER VINYL CHLORIDE PRODUCTION S.S. Timofeeva, G.M. Bodienkova, I.V. Starchukova
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article considers the main manufacturers of vinyl chloride in Russia, Irkutsk region and describes the present state of the chemical industry. Having identified harmful and hazardous factors affecting the personnel engaged in vinyl chloride production, the authors calculate professional risks by four methods. 1 figure. 1 table. 12 sources.
Key words: production of vinyl chloride; harmful and hazardous production factors; working conditions; occupational risk.
Чимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405106.
Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, tel.: (3952) 405106.
Бодиенкова Галина Михайлова, доктор медицинских наук, профессор кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности.
Bodienkova Galina, Doctor of Medicine, Professor of the Department of Industrial Ecology and Life Safety. 3Старчукова Ирина Владимировна, магистрант. Starchukova Irina, Master's Degree student.
Химическая промышленность - одна из важнейших отраслей промышленности, определяющая научно-технический прогресс в национальной экономике. В то же время эта отрасль промышленности наносит огромный вред окружающей среде. На предприятиях химической промышленности обращается огромное количество опасных химических веществ, большинство из которых являются аварийно химически опасными [1-4].
За последние несколько лет производство винил-хлорида является третьим по значимости направлением, после полиэтилена и окиси этилена, использования этилена как важнейшего химического сырья и составляет 11,9 % его мирового потребления. Мировое производство винилхлорида в 2010 г. составило около 35 млн тонн (36,7 млн тонн в 2008 г.), или 70% всех мировых производственных мощностей (в 2007 г. - 90%, в 2008 г. - 85%). По прогнозным данным компании ИНБ, текущее потребление винилхлорида в период с 2010 по 2015 г. будет расти в размере 4,4% в год и в последующие пять лет, с 2015 по 2020 г., -4,2% в год.
Колоссальным потребителем винилхлорида в мире является Китай: около 30% всего мирового производства; на втором месте - США и Канада, приблизительно 20% (по состоянию на 2008 г.). Наиболее выдающимся производителем винилхлорида в мире (по объему производственных мощностей) являются США: 8,24 млн тонн по данным на 2003 г. (для сравнения - в 1967 г. мощности составляли 1,26 млн тонн, а в 1960 г. - всего 0,67 млн тонн).
В настоящее время существует три основные технологии получения винилхлорида, реализованные в промышленных масштабах:
- каталитическое газофазное гидрохлорирование ацетилена;
- комбинированный метод на основе этилена и ацетилена;
- сбалансированный по хлору метод на основе этилена.
Крупнейшими мировыми компаниями-производителями винилхлорида являются (перечис-
лены в порядке убывания):
• Formosa Plastics (крупнейший производитель в Тайване);
• Dow Chemical (американская химическая компания, вторая в мире по объему продаж);
• Occidental Chemical Corporation (американская нефтяная компания);
• Solvay (бельгийская химическая компания, одна из крупнейших в Европе и мире);
• Georgia Gulf (канадская химическая компания);
• INEOS (крупнейшая в Европе химическая компания);
• Tosoh (крупнейшая японская химическая компания);
• Total Petrochemicals (одна из крупнейших интегрированных международных нефтяных и газовых компаний, является частью компании Переработка-Нефтехимия Americas);
• LG Chemicals (крупнейшая корейская химическая компания);
• Shin - Etsu Chemical (крупнейшая химическая компания Японии).
Доля винилхлорида, произведенного в России, по сравнению с мировой, очень мала, она составляет всего 1,5% от годового глобального выпуска. При этом стоит отметить, что большая часть оборудования российских заводов устарела как морально, так и физически.
В таблице приведен перечень заводов - изготовителей винилхлорида, технология их производства и объем произведенного продукта.
Масштабные аварии на химически опасных объектах являются одними из наиболее опасных технологических катастроф, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей и животных, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям. На территории Восточной Сибири создан мощный комплекс химических предприятий, который представляет собой источник постоянных рисков как для персонала, работающего на предприятии, так и для окружающей среды.
Заводы - изготовители винилхлорида [4]
Наименование Регион Технология производства Производственная мощность, тыс. т/год Произведено в 2008 году, тыс. т/год
ОАО «Саянскхим- г. Саянск, Иркутская СХМЭ 270,0 250,0
пласт» область
ОАО «Каустик» г. Стерлитамак, Республика Башкортостан СХМЭ 165,0 165,0
ОАО «Пласткард» г. Волгоград КМЭА 100,0 96,3
ОАО «Сибур-Нефтехим» г. Дзержинск, Нижегородская область СХМЭ 90,0 78,5
ОАО «НАК Азот» г. Новомосковск, Тульская область КГА 45,0 Нет данных
ВОАО «Химпром» г. Волгоград КГА 27,0 21,7
ООО «Усольехим- г. Усолье-Сибирское, КГА 26,0 < 20,0
пром» Иркутская область
ИТОГО 723,0 620,0-650,0
Персонал цехов по производству винилхлорида подвергается воздействию вредных и опасных производственных факторов.
При выделении в воздух рабочей зоны разнообразных по характеру действия газообразных веществ и пыли, в зависимости от их концентрации и продолжительности воздействия возможно развитие различных изменений в организме работающих. Диапазон этих нарушений достаточно велик - от изменений отдельных показателей гомеостаза до развития острых и хронических интоксикаций и заболеваний. Клинические проявления последних зависят от характера действия мономеров на организм [5-7].
Острая интоксикация винилхлоридом может развиваться при массивном воздействии этого вещества, как правило, в аварийных условиях, когда концентрация его достигает многих тысяч мг/м3. За короткое время, иногда за несколько минут, может развиться глубокое наркотическое состояние, вплоть до смертельного исхода. При воздействии меньших концентраций винилхлорида, но близких к субнаркотическим величинам, у рабочих может развиться преднаркоз-ный синдром. Частые и продолжительные воздействия высоких, субнаркотических концентраций ви-нилхлорида могут привести к формированию уже на протяжении первых лет и даже месяцев склеродермо-подобного синдрома, получившего название «винил-хлоридная болезнь». Как и для системной склеродермии, для нее характерно развитие синдрома Рейно, протекающего с акроспастическими реакциями и ак-роостеолизом концевых фаланг пальцев рук. Кожа пальцев рук уплотняется. Одновременно могут обнаруживаться очаги уплотнения на ладонной поверхности предплечий, а также на лице, шее, груди. В болезненный процесс вовлекаются также и внутренние органы (печень, селезенка, желудочно-кишечный тракт, сердце, легкие, почки). При этом чаще всего и наиболее выраженные изменения обнаруживаются со стороны печени и селезенки. Отмечается их увеличение и болезненность. В ряде случаев формируется гепа-толиенальный синдром. В связи с развитием подкап-сулярного фиброза, фиброза портальной области и воротной вены может развиваться портальная гипер-тензия с последующим расширением вен пищевода и дна желудка. Описаны случаи кровотечений из вари-козно-расширенных вен пищевода. Поражение желудочно-кишечного тракта проявляется его дискинезией. Развиваются пневмосклероз и кардиосклероз. Вовлечение в болезненный процесс почек проявляется микрогематурией и умеренной протеинурией. Со стороны крови наиболее существенной является наклонность к ретикулоцитозу и тромбоцитопении [6].
При винилхлоридной патологии отмечается повышенная частота злокачественных новообразований, исходящих, в частности, из соединительнотканных элементов печени (гемангиосаркома), легких. Имеются указания на повышенную частоту рака желудка, мозга, молочных желез, а также злокачественных заболеваний крови, гемо- и лимфопоэтической системы. При воздействии меньших концентраций винилхлори-да формирование патологии происходит в соответ-
ствии с дозовременными отношениями, присущими виниловым мономерам.
Воздействие винилхлорида в концентрациях, достигающих сотен мг/м3, может явиться причиной появления у рабочих акроспастических реакций уже через 3-5 лет после начала работы. В дальнейшем формируется вегетативно-сенсорная полиневропатия и астеноорганический симптомокомплекс. На отдаленных этапах, через 10-15 лет и более, может формироваться стволовая энцефалопатия. Висцеральная патология чаще проявляется небольшим увеличением печени без значительных нарушений ее функций, постепенным формированием миокардиодистрофии. Изменяется иммунный статус и ряд других патологий [8-10].
В настоящее время существует ряд методик по оценке профессиональных рисков - от сугубо медицинских до общепринятых в охране труда [11, 12].
Нами проведена оценка профессиональных рисков персонала цеха винилхлорида ОАО «Саянскхим-пласт» с применением четырех методик, рекомендуемых в охране труда и основанных на использовании объективных данных - результатов аттестации рабочих мест (балльный метод) и субъективных (метод ИПР), а также методики, разработанной на предприятии.
Под индивидуальным риском понимают вероятность пострадать кому-либо из группы работников от воздействия данных условий труда за год или рабочий стаж. Индивидуальный риск оценивают с учетом реальных факторов риска данного работника [12].
Индивидуальный профессиональный риск (ИПР) работника вычисляется путем умножения суммы взвешенных значений параметров (условий труда, трудового стажа работника во вредных и опасных условиях труда, его возраста и состояния здоровья) на показатели травматизма и заболеваемости на рабочем месте:
ИПР = Пз • Пт • SUM, (1)
где Пз - показатель профессиональной заболеваемости на рабочем месте; Пт - показатель травматизма на рабочем месте,
Пт = Кч • Кт. (2)
Здесь Кч - коэффициент, учитывающий количество случаев травматизма на рабочем месте за истекший год (К = 1,0...1,4); Кт - коэффициент, учитывающий тяжесть последствий травмирования работников на рабочем месте за истекший год.
В настоящее время для оценки степени соответствия состояния условий труда нормативным значениям предложена и используется система специальных баллов (шестибалльная система). При этом баллы имеют следующий смысл:
1 - оптимальные условия труда;
2 - допустимые условия труда;
3 - не вполне благоприятные условия (класс 3.1);
4 - неблагоприятные условия (класс 3.2);
5 - весьма неблагоприятные условия (класс 3.3);
6 - сверхэкстремальные, критические условия (класс 3.4).
Чем выше балл, тем больше условия труда не соответствуют по данному фактору действующим нормам и тем больше опасное и вредное действие данного фактора на организм.
Приняв, что все факторы производственной среды действуют независимо друг от друга, формулу для оценки обобщенного уровня риска РПС можно записать в виде
(3)
Rnc = 1 ■
П" S
Пi-l °п
где п - число учитываемых факторов среды; БПС-уровень безопасности по ¡-му фактору производственной среды, который может быть определен по форму-
ле
s =
(*тах+ 1)-х
(4)
то или иное нарушение требований охраны труда может привести к производственной травме или профессиональному заболеванию. Этот метод очень популярен в Голландии.
Для того чтобы дать оценку профессиональному риску, устанавливается количественная степень этого риска. Степень профессионального риска в данном случае рассчитывается как произведение трех составляющих: воздействия, вероятности и последствия наступления события.
На предприятии имеется стандарт предприятия «Система менеджмента промышленной безопасности и охраны труда, идентификация опасностей, оценка и контроль риска».
На рисунке представлена сравнительная диаграмма результатов оценки профессионального риска основных профессий цеха производства винилхлори-да.
Как видно из приведенных данных, при оценке
л
6;
60
а:: л
30 20 ы :: о
/ // -
/ X *
у ^ /
■ методИПР ■ балльная методика "методика предприятия "метод Файла и Кинни
Сравнительная оценка профессиональных рисков персонала цеха производства винилхлорида
X
Здесь хтах - максимальная балльная оценка, принимаемая в соответствии с методикой НИИ труда хтах = 6; хI - балльная оценка по ¡-му фактору среды, определяемая по классу условий труда.
Величина
$пс = Пи (5)
определяет обобщенный уровень безопасности производственной среды, отнесенный к трудовому стажу.
Одним из положительно зарекомендовавших себя на практике является метод Файна и Кинни, основная идея которого заключается в оценке индивидуальных рисков отдельного работника, определенных как вероятность получения травмы или заболевания в результате воздействия вредного производственного фактора и существующей опасности. С целью определения степени индивидуального риска в каждом конкретном случае осуществляется прогнозирование риска, иными словами, определяется, каким образом
риска одних и тех же профессий разными методами наблюдается значительных разброс. Это обусловлено тем, что каждая методика является уникальной в том плане, что оценивает определенный комплекс параметров производственной среды. Поэтому для получения наиболее точной оценки труда необходимо применять несколько методик.
С использованием комплекса методик анализа риска можно констатировать, что риски для аппаратчика подготовки и отпуска полуфабрикатов, аппаратчика пиролиза, аппаратчика синтеза, аппаратчика газоразделения, аппаратчика перегонки и чистильщика являются высокими, а для всех остальных - низкими. Следовательно, необходима именно ранняя диагностика состояния здоровья работающих на данных рабочих местах и внедрение профилактических мероприятий.
Статья поступила 21.10.2014 г.
Библиографический список
1. Свободная энциклопедия «Википедия» [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki.
2.Свободная энциклопедия «Википедия» [Электронный ресурс]. URLA http: //ru.wikipedia.org/wiki/%D5%E8%EC%E8%F7%E5%F1%EA%E 0%FF_%EF%F0%EE%EC%FB%F8%EB%E5%ED%ED%EE% F1%F2%FC.
3. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Наука, 1985. 386 с.
4. Профессиональный риск. Теория и практика расчета / под ред. А.Г. Хрупачева, А.А. Хадарцева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 330 с.
5. Глущенко В.И. О токсичности винилхлорида в хроническом эксперименте / В.И. Глущенко, В.Н. Фоменко, Г.И. Павленко, И.И. Семилеткина // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1980. № 9. С. 44-46.
6. Калягина П.И. Клиническая характеристика начальных проявлений хронического воздействия винилхлорида // Мед. труда и пром. экология. 2002. № 4. С. 28-32.
7. Лемешевская Е.П., Савченков М.Ф., Бенеманский В.В. Отдаленные последствия комбинированного воздействия
винилхлорида и дихлорэтана (экспериментальное исследование) // Мед. труда и пром. экология. 2001. № 3. С. 9-12.
8. Полетаев А.Б. Новые подходы к раннему выявлению патологических изменений в организме человека: метод. ре-ком. для врачей. М., 2010.
9. Оценка профессионального риска у работников химических производств с учетом экспозиционной токсической нагрузки: метод. реком. / Утв. Научным советом № 45 по медико-экологическим проблемам здоровья работающих. Ангарск, 2012.
10. Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В., Курчевенко С.И. Алексеев Р.Ю. Состояние и динамика нарушений иммуно-реактивности у работников химических производств // Бюллетень ВСНЦ РАМН. 2014. № 1 (95). С. 9-13.
11. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04. М., 2004.
12. Тимофеева С.С., Хамидулина Е.А. Основы теории риска: практикум. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. 175 с.
УДК 621.926.47
ЭМПИРИЧЕСКАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ОТ РАЗМЕРОВ ИХ КУСКОВ ПРИ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ В ПОРШНЕВОМ ПРЕССЕ
А
© П.К. Федотов1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассматривается закономерность изменения прочностных характеристик материала горных пород от размеров -масштабный фактор. Его учет при моделировании напряженно-деформированного состояния (НДС) горной породы позволит точно определять энергозатраты, связанные с процессом их дезинтеграции. Справедливо принять допущение, что в условиях одноосного силового воздействия потенциальная энергия деформации, необходимая для разрушения куска породы с учетом масштабного фактора, вычисляется относительно изменения модуля упругости.
Ил. 6. Табл. 3. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: пресс; метод конечных элементов; дробление; измельчение; дезинтеграция.
EMPIRICAL DEPENDENCE OF TENSILE STRENGTH OF ROCKS ON THEIR SIZES UNDER DISINTEGRATION IN A PISTON PRESS P.K. Fedotov
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article discusses the regularity of changing strength characteristics of rocks depending on their sizes - a scale factor. Consideration of the last when modeling the stress-strain state of rocks will allow accurate determination of the consumption of energy required for rock disintegration. An assumption is admitted that under conditions of uniaxial force action the strain potential energy required for rock breaking with consideration of the scale factor is calculated relative to elastic modulus changes. 6 figures. 3 tables. 6 sources.
Key words: press; finite element method; crushing; grinding; disintegration.
Основным испытанием показателей временного сопротивления горных пород являются экспериментальные исследования [1, 3, 4], полученные в условиях одноосного сжатия образцов правильной формы. Комплекс этих исследований дает возможность иметь
достаточно полную характеристику поведения горной породы при механических воздействиях и оценить степень ее крепости, что имеет большое практическое значение для изучения рудоподготовки. Одним из ключевых параметров этих испытаний, определяемых
1Федотов Павел Константинович, кандидат технических наук, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии, тел.: 89149278978, e-mail: [email protected]
Fedotov Pavel, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Mineral Processing and Engineering Ecology, tel.: 8149278978, e-mail: [email protected]
