CC BY
227
УДК 628.511
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПЫЛЬ
Occupational Dust
Титенок А.В., д-р техн. наук, профессор, Амелин А.В., Каценко Е.Н., магистранты
TitenokA.V., AmelinA.V., KatsenkoE.N.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Пыль - это мелкие твёрдые частицы органического или минерального происхождения менее 0,1 мм. Взрывы производственной пыли происходят в ограниченном пространстве. Это случается на мукомольном производстве, на зерновых элеваторах, при обращении с красителями, серой, сахаром, другими пищевыми продуктами, производстве пластмасс, лекарственных препаратов и др. Часто взрыв происходит по дефлаграционному механизму. Переход к детонации возможен за счет турбулизации процесса горения в облаке пылевоздуш-ных смесей. Пыль, отложенная на поверхности, горит как твердое вещество, а горение пыли, находящейся во взвешенном состоянии происходит в виде взрыва. Пыль взрывается легче, чем метановоздушная смесь. Данная работа направлена на повышение безопасности труда, при работе с мелкодисперсными материалами. Для этого предполагается применить техническое средство, необходимое для уменьшения количества пыли, попадающей в рабочую среду производства. Следует оценить уровень пожарной безопасности опасных производственных объектов, работающих в условиях запыленности, учесть свойства пыли и ее влияние на организм человека, а также динамику факторов при взрыве пыли, дать рекомендации.
Abstract. Dust is small solid particles of organic or mineral origin less than 0.1 mm. Industrial dust explosions occur in a confined space. This happens in the milling industry, grain elevators, when handling dyes, sulfur, sugar, other food products, the production of plastics, medicines, etc. Often the explosion occurs by deflagration mechanism. Transition to detonation is possible due to the turbulence of the combustion process in the cloud dust-air mixtures. Dust, pending on the surface, burning like a solid substance, and the burning dust found in suspension is in the form of an explosion. Dust explodes more easily than a methane-air mixture. This work is aimed at improving labour safety when working with fine materials. In this regard it is assumed to apply a technical means necessary to reduce the amount of dust entering the working environment ofproduction. It is necessary to assess the level offire safety of hazardous production facilities operating in dusty conditions, take into account the properties of dust and its impact on the human body, as well as the dynamics offactors in the event of a dust explosion, and make recommendations.
Ключевые слова: производственная пыль, свойства, пожарная опасность, взрыв, расчет параметров взрыва, технические рекомендации.
Keywords: industrial dust, properties, fire hazard, explosion, calculation of explosion parameters, technical recommendations.
Пожарная опасность пыли. Пыль может находиться в осевшем и во взвешенном состоянии. Осевшая пыль называется аэрогелем (пыль-гель). Пыль, находящаяся во взвешенном в воздухе состоянии, называется аэрозолем (пыль-взвесь). Аэрогели и аэровзвеси являются гетерогенными системами. Горение аэрогелей протекает аналогично горению твердых веществ. Поэтому аэровзвеси более пожаро-взрывоопасны, чем аэрогели. Из свойств аэровзвесей наиболее важными являются: дисперсность; химическая активность; адсорбционная способность; склонность к электризации.
С увеличением степени дисперсности повышается химическая активность пыли, ее адсорбционная способность, склонность к электризации, понижается температура самовоспламенения и величина нижнего концентрационного предела воспламенения.
Химическая активность пыли определяется природой вещества, из которого она образована (качественный и количественный состав и строение молекул вещества), и в большой
степени зависит от ее дисперсности. С увеличением дисперсности возрастает химическая активность пыли. Адсорбцией называется поглощение паров и газов поверхностью вещества. Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция протекает за счет сил межмолекулярного взаимодействия (сил Ван-дер-Ваальса). Физическая адсорбция протекает самопроизвольно, и адсорбируемые пары и газы стремятся полностью занять всю поверхность каждой пылинки. Физическая и химическая адсорбция сопровождается выделением тепла. Поэтому пыли в состоянии геля могут самонагреваться и самовозгораться. Отмечены случаи самовозгорания газовой сажи при хранении се в бункерах и мешках, уложенных в штабели. Адсорбированные на поверхности пылинки, молекулы паров и газов повышают устойчивость аэровзвеси, увеличивают возможность окисления, ускоряют подготовку пыли к горению. Адсорбция пылью ионов из воздуха способствует ее электризации. Но если пыль адсорбирует негорючие газы (N2, СО2), ее пожарная опасность уменьшается, понижается склонность пыли к самовозгоранию, повышается температура самовоспламенения, снижается склонность пыли к взрыву. Это явление находит практическое применение на объектах народного хозяйства. Электризацией называется способность пыли приобретать заряды статического электричества: при трении, при дроблении и измельчении твердого вещества.
Эффективным методом борьбы с накапливанием зарядов статического электричества является повышение относительной влажности воздуха. При влажности воздуха 70% электризация пыли опасности уже не представляет, однако во многих случаях такую влажность в условиях производства поддерживать невозможно, так как она может оказывать вредное воздействие на качество материала. Основным и обычно эффективным мероприятием обеспечения безопасности в этих случаях может быть тщательное заземление и соединение всех металлических частей устройства как неподвижных, так и движущихся.
Пожарная опасность аэрогелей характеризуется: температурой воспламенения; температурой самовоспламенения; температурой самонагревания, которая определяет склонность пыли к самовозгоранию.
В основе нормативной классификации производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной безопасности лежат сравнительные данные, определяющие вероятность возникновения пожара или взрыва в зависимости от свойства и состояния веществ и материалов, обращающихся в производстве. Пожарно-профилактические мероприятия направлены на снижение запыленности помещений и аппаратуры, ограничение количества горючих материалов, сосредоточенных в конструкциях станков и транспортных приспособлений, а также на предотвращение распространения пожара. Для уменьшения запыленности помещений герметизацию оборудования сочетают с устройством аспирационных систем.
Расчет параметров взрыва пылей и пылевоздушных смесей. На примере предприятия по производству муки производительностью 120 т в сутки. При образовании пылевоз-душных смесей возможность взрыва определяется нижним концентрационным пределом взрываемости (НКПВ) с, (кг/м): с — 800/Qv, ге Qv- теплота взрыва, кДж/кг.
При производстве муки, примерная доля потерь продукции в процессе прохождения всех стадий производства равна 0,05% от общей массы. Отсюда следует, что за сутки накапливается: М = 120000кг х 0,05% = 60 кг пыли. Массу пыли в тротиловом эквиваленте ф определяют по формуле (кг): ^' = 7хМха = 0,1 * 60 * 3.72 = 22.32 кг, где Z - коэффициент участия пыли во взрыве в воздухе ^ = 0,02... 0,1); М- масса пыли, кг; а - тротиловый
16.8*103
эквивалент - a = Qv/QТНТ — 52*ю3 = 3./2, где @ТНТ- теплота сгорания ТНТ,
кДж/кг(@ТНТ= 4,52х103кДж/кг).
При взрыве в помещении избыточное давление (кПа) рассчитывают по формуле:
лп _ _ 1.01*16.8*103*101*0.5 _ г п
д.гп —- —-— ь.о/ кна
а У*р*Т0*#н 1500*1.2*28*3
где М - масса пыли, кг; Qv - теплота сгорания пыли, Дж/кг; Ро - начальное давление в помещении, кПа(Ро=101 кПа); 2 - коэффициент участия пыли во взрыве в помещении(2 = 0,5);
3 3 3
V - объем помещения, м ; р - плотность воздуха до взрыва; кг/м (р = 1,2...1,25 кг/м ); С - теплоёмкость воздуха, кДж/кгК(С =1,01кДж/кгК); Т0 - начальная температура в помещении, С; Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность оборудования, помеще-ния(Кн=3).
Радиус зон разрушения (полных, сильных, средних, слабых) при взрыве ПВС определяют из выражения: Я = ,- , м: для зоны полных разрушений - 14 м; сильных разрушений 19,6 м; средних разрушений - 25,1 м; слабых разрушений 41,3 м.
где К-константа разрушений (для зоны полных разрушений К1 =4,7; для сильных - К2 = 6,4; для средних - К3= 8,2; для слабых - К4=13,5); масса пыли в тротиловом эквиваленте.
Критическая масса пылиМкр,при которой возможен взрыв, определяется по формуле:
М^р = С * V = 0,0476 * 1500 = 71.43 кг,
3 3
где С - НКПВ, кг/м ; ^объем помещения, м .
Время накопления взрывоопасного количества пыли (дней)
¿взр = Мкр/Мсут = = 1.2 дней
71.43 ~60~
где Мсут - количество пыли, которое накапливается за сутки, кг. Радиус разброса продуктов взрыва Я определяется по формуле:
Я =
\
3
2л:
N
3 * 1500
= 8.95м
После разрушения здания, резервуара образуется воздушная ударная волна и поле осколков. Энергия взрыва в помещении равна (Дж): Е = £уд.в + £'оск , где Еуд.в - энергия, идущая на образование ударной волны,Еудв= 0,6 Е; Еоск - энергия, идущая на разлет осколков,Еоск=0,4 Е. Дальность разлета осколков в безвоздушном пространстве можно определить по формуле: £тах = = 1344 = 13.71 м, где У^ - начальная скорость полета
9.8
осколков, ^ - гравитационная постоянная.
у02 = (22 * р * М * &,)/М0 =
2*0.5*0.4*60000*16.8*103 3000000
= 134.4м/с
где 2 -коэффициент участия пыли во взрыве в помещении^ = 0,5); в - доля энергии на разлет осколков(в = 0,4); М- масса горючего вещества, г; QV - теплота взрыва, Дж/кг; Мо - суммарная масса осколков, равная массе резервуара, здания, кг.
Исходя из расчетов изложенных выше, можно с уверенностью судить о необходимости введения дополнительного оборудования для предотвращения взрывов, поскольку даже предприятию средних объемов производства, требуется всего 1,2 дня, для накопления взры-
3
3
воопасного количества пыли, и взрыв такого количества приведет к сильным разрушениям в радиусе 20 м.
Характеристика новизны. Назначение: для уборки просыпи ленточного кинвейера при перемещении мелкокодисперсных пылящих материалов.
Предлагаемое техническое решение по сравнению с аналогами обладает новыми признаками. Оно содержит герметичный корпус, снабженный звездочками и валом, на которых смонтированы цепи с ковшами, которые охватывают концевую часть конвейера, обеспечивая одновременно экологически чистый подбор просыпи из зоны окончания днища конвейера и зоны переворота ленты и возврат собранной ковшами просыпи на грузонесущую ветвь и далее к месту назначения.
На рисунке 1 изображен вид концевой части сбоку, на рисунке 2 - сечение устройства и расположение звездочек и цепи с ковшами. Устройство для уборки просыпи состоит из привода 1 с установленными на валу 2 и осях 3 звездочками 4,5 и 6, цепного конвейера с ковшами 8, смонтированного на звездочках 4 и 5, расположенных по углам герметичного кожуха 9, содержащего фланец 10, дно 11 и стенки 12, на которых оседает материал 13 и налипает транспортером 15 с фланцем 16, ведомым барабаном 17 и лентой 18.
Рисунок 1 - Схема устройства, фронтальный вид
Рисунок 2 - Схема устройства в сечении 65
Устройство работает для уборки просыпи следующим образом. При работе ленточного транспортера 15 часть материала 13, налипшая на ленту, осыпается с нее в месте переворота ленты 18 на барабане 17 и часть материала 14 в виде пыли во взвешенном состоянии от мест перегрузки перемещается и оседает на дно 11 и налипает на стенки 12. Кроме того, часть материала нижней ветвью "затаскивается" по днищу герметичного конвейера и осыпается в начале натяжной секции. Ковш 8 цепного конвейера 7, установленного на звездочках 4 и 5, перемещается под действием привода 1 по периметру кожуха 9, захватывает на днище просыпь материала 13 и, скользя по стенкам 12 кожуха 9 и очищая с них материал 14, поднимается в верхнее положение, где высыпает захваченный материал на грузонесущую ветвь ленты 18. Крепление звездочек 5 и 6 на осях 3 позволяет производить ремонт или их замену без демонтажа кожуха 9. Очистка материала 14 со стенок 12, позволяющая избежать сводо-образования и постепенного накопления материала, способствует улучшению окружающей среды и здоровья обслуживающего персонала, так как в случае ремонта ленточного транспортера 15 кожух 7 разъединяется по фланцам 10 и 16 и перемещается в сторону, обеспечивая тем самым свободный подход к их узлам. В собранном же виде локализованный участок пылевыделения в предложенном виде гарантирует экологически чистую обстановку.
Анализ условий труда при работе с мелкодисперсными материалами. Пыль характеризуется совокупностью свойств, определяющих поведение ее в воздухе, перемещение и действие на организм человека. В зависимости от состава пыль может оказывать на организм фиброгенное, раздражающее, токсическое, аллергическое действие. Пыль некоторых веществ и материалов (стекловолокна, слюды, и др.) оказывает раздражающее действие на верхние дыхательные пути, слизистую оболочку глаз и кожи. Пыль токсичных веществ (свинца, хрома, бериллия и др.), попадая через легкие в организм человека, оказывает характерное для них токсическое действие в зависимости от их физико-химических свойств. Фиб-рогенным называют такое действие пыли, при котором в легких происходит разрастание соединительной ткани, разрушающее нормальное строение и функции органа. Очень высокой фиброгенной активностью обладает диоксид кремния или кремнезем. После кислорода кремний является наиболее распространенным элементом на земле.
Растворимость пыли, зависящая от ее химического состава, может иметь как положительное, так и отрицательное гигиеническое значение. Если пыль не токсична, как, например, сахарная, то хорошая растворяемость такой пыли - благоприятный фактор, который способствует быстрому удалению ее из легких. В случае токсичной пыли (никеля, берил-лия)хорошая растворимость сказывается отрицательно, так как в этом случае токсичные вещества попадают в кровь и приводят к быстрому развитию отравления. Нерастворимая, в частности, волокнистая пыль надолго задерживается слизистой оболочкой дыхательных путей, нередко приводя к патологическому состоянию.
Дисперсность пыли имеет большое гигиеническое значение, так как от размера пылевых частиц зависит длительность пребывания пыли в воздухе и характер воздействия на органы дыхания. В легкие при вдыхании проникает пыль размером от 0,2 до 5 мкм. Более крупные пылинки задерживаются слизистой оболочкой верхних дыхательных путей, а более мелкие - выдыхаются. От величины частиц зависит степень фиброгенного действия пыли. С повышением дисперсности степень биологической агрессивности пыли увеличивается до определенного предела, а затем уменьшается. Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли дезинтеграции с размером пылинок от 1.. .2 до 5 мкм и аэрозоли конденсации с частицами менее 0,3 .0,4 мкм.
Взрывоопасность пыли является важнейшим свойством некоторых пылей. Пылевые частицы, сорбируя кислород воздуха, становятся легко воспламеняющимися при наличии источников зажигания. Известны взрывы каменноугольной, сахарной и мучной пыли. Способностью взрываться и воспламеняться при наличии источника зажигания обладают также крахмал, сажевая, алюминиевая, цинковая и некоторые другие виды пылей.
Для различных пылей взрывоопасная концентрация вещества неодинакова. Для пыли крахмальной, алюминиевой и серной минимальной взрывоопасной концентрацией является 7
г/м3 воздуха, для сахарной - 10,3 г/м3. Кроме того значительные концентрации пыли в воздухе снижают видимость вследствие поглощения светового потока плотными частицами и рассеяния света. Форма пылинок влияет на устойчивость аэрозоля в воздухе и поведение в организме. Форма пылевых частиц, образующихся в производственных условиях, может быть различной: сферической, плоской, волокнистой, оскольчатой, игольчатой и др.
При образовании аэрозолей конденсации пылинки большей частью имеют округлую форму, а в составе аэрозолей дезинтеграции - неправильную многоугольную форму. Частицы сферической формы быстрее выпадают из воздуха, но и легче проникают в легочную ткань. Пылевые частицы слюды, имеющие пластинчатую форму, могут длительно витать в воздухе, даже если размер их равен 50 мкм и более. Нитевидные частицы асбеста, хлопка, пеньки и др. практически не оседают из воздуха, даже если длина их превышает сотни и тысячи микрон. Пылинки стекловолокна, асбеста и др., имеющие острые края, попадая на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и кожу, могут оказывать травмирующее и раздражающее действие.
Электрозаряженность пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля и его биологическую активность. В момент образования пыли (бурение, дробление, измельчение твердых веществ) большинство частиц (85 - 95%) приобретает электрический заряд обоих знаков - положительный и отрицательный. Часть пыли заряжается за счет адсорбции ионов из воздуха, а также в результате трения частиц в пылевом потоке. Величина наведенных зарядов различна и зависит от размеров, условий образования и массы частиц. Наличие разноименно заряженных частиц пыли приводит к укрупнению и выпадению частиц пыли из воздуха. Установлено, что пылинки, несущие электрический заряд, несколько дольше задерживаются в организме. Аэрозоли дезинтеграции имеют большую величину заряда, чем аэрозоли конденсации. Адсорбционные свойства пыли находятся в зависимости от дисперсности и суммарной поверхности. Чем меньше раздроблено вещество, тем больше его суммарная поверхность и адсорбционная активность.
Действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Вследствие такого раздражения возникает небольшой зуд, неприятное ощущение, а при расчесах может появиться покраснение и некоторая припухлость кожного покрова, что свидетельствует о воспалительном процессе.
Пылинки могут проникать в поры потовых и сальных желез, закупоривая их и тем самым затрудняя их функции. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины, сыпи. Попавшие вместе с пылью микробы в закупоренных протоках сальных желез могут развиваться, вызывая гнойничковые заболевания кожи пиодермию. Закупорка потовых желез пылью в условиях горячего цеха способствует уменьшению потоотделения и тем самым затрудняет терморегуляцию.
Некоторые токсические пыли при попадании на кожный покров вызывают его химическое раздражение, выражающееся в появлении зуда, красноты, припухлости, а иногда и язвочек. Чаще всего такими свойствами обладают пыли химических веществ (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция и др.).
При попадании пыли на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей ее раздражающее действие, как механическое, так и химическое, проявляется наиболее ярко. Слизистые оболочки по сравнению с кожным покровом более тонки и нежны, их раздражают все виды пыли, не только химических веществ или с острыми гранями, но и аморфные, волокнистые и др. Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек - конъюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении.
На органы пищеварения могут оказывать действие лишь некоторые токсические пыли, которые, попав туда даже в относительно небольшом количестве, всасываются и вызывают интоксикацию (отравление). Нетоксические пыли какого-либо заметного неблагоприятного действия на органы пищеварения не оказывают.
Действие пыли на верхние дыхательные пути сводится к их раздражению, а при длительном воздействии - к воспалению. В начальных стадиях оно проявляется в виде першения
в горле, кашля. Затем появляется сухость слизистых, сухой кашель, хрипота, в некоторых случаях при воздействии пыли химических веществ могут появиться изъязвления слизистой оболочки носа. Наибольшую опасность представляют токсические пыли при попадании их в более глубокие участки органов дыхания, то есть в легкие, где, задерживаясь на длительный период и имея разветвленную поверхность соприкосновения с тканью легкого (в бронхиолах и альвеолах), они могут быстро всасываться в большом количестве и оказывать раздражающее и обще токсическое действие, вызывая интоксикацию организма.
Нетоксичные пыли, задерживаясь в легких длительное время, постепенно вызывают разрастание вокруг каждой пылинки соединительной ткани, которая не способна воспринимать кислород из вдыхаемого воздуха, насыщать им кровь и выделять при выдохе углекислоту, как это делает нормальная легочная ткань. Процесс разрастания соединительной ткани протекает медленно, как правило, годами. Однако при длительном стаже работы в условиях высокой запыленности разросшаяся соединительная ткань постепенно замещает легочную, снижая, таким образом, основную функцию легких - усвоение кислорода и отдачу углекислоты. Длительная недостаточность кислорода приводит к одышке при быстрой ходьбе или работе, ослаблению организма, понижению работоспособности, снижению сопротивляемости организма инфекционным и другим заболеваниям, изменениям функционального состояния других органов и систем.
Профессиональные заболевания под действием пыли относятся к числу наиболее тяжелых и распространенных во всем мире профессиональных заболеваний. Основными пылевыми профессиональными заболеваниями являются пневмокониоз, хронический бронхит и заболевания верхних дыхательных путей. Пневмокониоз (легочный пылевой фиброз) - хроническое профессиональное заболевание легких, характеризующееся развитием фиброзных изменений в результате длительного ингаляционного воздействия фиброгенных производственных аэрозолей. Во всех случаях развития пневмокониозов степень выраженности фиброзного процесса зависит от строения и состава действующей пыли.
Пневмокониозы подразделяются на следующие виды:
• силикоз, обусловленный вдыханием кварцевой пыли, содержащей свободный диоксид кремния - 8Ю2. Действие кварцесодержащей пыли на организм связано с добычей полезных ископаемых, поскольку около 60% всех горных пород состоит из кремнезема;
• силикатоз, возникающий от вдыхания пыли силикатов - солей кремневой кислоты. Разновидности силикатоза: асбестоз (от асбестовой пыли), цементоз (от цементной пыли), талькоз (от пыли талька) и т.д.;
• карбокониоз, обусловленный воздействием углеродосодержащих видов пыли - каменного угля, кокса, сажи, графита;
• металлокониоз, возникающий от воздействия пыли металлов и их оксидов: железа, алюминия и др.;
• пневмокониозы от смешанной пыли: со значительным - более 10% содержанием свободного диоксида кремния; не имеющей в составе свободного диоксида кремния или с содержанием его до 10%;
• пневмокониоз от органической пыли: растительного (от пыли хлопка), животного и синтетического происхождения (пыль пластмасс).
Силикоз - наиболее частая форма пневмокониоза. Развивается обычно у работающих в условиях высокой запыленности, нередко при выполнении тяжелого физического труда при стаже 5 лет и более. Силикоз известен как профессиональное заболевание горняков. Силикоз сопровождается нарушением функции дыхания (одышка, кашель, боль в груди), развитием хронического бронхита, изменением обменных процессов, нарушением деятельности центральной и вегетативной нервной системы. Наиболее частое осложнение - туберкулез. Характерным для силикоза является его прогрессирование даже после прекращения контакта с пылью.
Оценка степени воздействия пыли на организм человека. Класс условий труда и степень вредности при профессиональном контакте с аэрозолями преимущественно фибро-генного действия (АПФД) определяют исходя из фактических величин среднесменных кон-
центраций АПФД и кратности превышения среднесменных ПДК в соответствии с Руководство Р 2.2.2006-05. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны определяются в соответствии с Гигиеническими нормативами ГН 2.2.5.131303. Основным показателем оценки степени воздействия аэрозолями преимущественно фиб-рогенного действия (АПФД) на органы дыхания работника является пылевая нагрузка. В случае превышения среднесменной ПДК фиброгенной пыли расчет пылевой нагрузки обязателен. Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работника - это реальная или прогностическая величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую работник вдыхает за весь период фактического (или предполагаемого) профессионального контакта с пылью. Пылевая нагрузка на органы дыхания рассчитывается исходя из фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящего от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью: ПН = где К - фактическая
среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/ м3; N - число рабочих смен, отработанных в календарном году в условиях воздействия АПФД; Т - количество лет контакта с АПФД; Q - объем легочной вентиляции за смену, м3.
Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки (КПН), под которой понимают пылевую нагрузку, сформировавшуюся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором. При соответствии фактической ПН контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу и подтверждают безопасность продолжения работы в тех же условиях. При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать принцип защиты временем.
Мероприятия по борьбе с пылью. Борьба с пылью на производстве и профилактика заболеваний, развивающихся от воздействия аэрозолей, осуществляется комплексом санитарно-гигиенических, технологических, организационных и медико-биологических мероприятий. Гигиеническое нормирование. Основой проведения мероприятий по борьбе с пылью является гигиеническое нормирование содержания аэрозолей в воздухе рабочей зоны. Так, для аэрозолей, способных вызвать выраженный пневмокониоз, ПДК не превышает 1...2 мг/м3; для аэрозолей, оказывающих фиброгенное действие средней выраженности, - 4.6 мг/м3, для аэрозолей с незначительной фиброгенностью - 8.10 мг/м3. Уровень допустимого содержания пыли с выраженным токсическим действием для большинства веществ значительно меньше 1 мг/м . В настоящее время установлены ПДК более чем для 100 видов пыли, оказывающих фиброгенное действие.
Технологические мероприятия. В борьбе с образованием и распространением пыли наиболее эффективны технологические мероприятия. К ним относятся:
• внедрение непрерывной технологии производства, при которой отсутствуют ручные операции;
• автоматизация и механизация процессов, сопровождающихся выделением пыли;
• рационализация технологического процесса, обработка пылящих материалов во влажном состоянии, например, внедрение мокрого бурения в горнорудной и угольной промышленности (бурение с промывкой канала водой);
• дистанционное управление;
• герметизация и изоляция пылящего оборудования, работа такого оборудования под вакуумом;
• устройство местных вентиляционных отсосов, вытяжной или приточно-вытяжной вентиляции. Удаление пыли происходит непосредственно от мест пылеобразования. Перед выбросом в атмосферу запыленный воздух очищается с помощью пылеуловителей различной конструкции.
Например, частыми видами работ, при которых наблюдается интенсивное загрязнение воздуха пылью, являются транспортировка, погрузка, разгрузка и затаривание сухих, пылящих материалов. Улучшение условий труда при этих процессах достигается переходом на закрытые способы транспортировки и механизацию отдельных операций. Пневмотранспорт,
т.е. перемещение материалов по трубам с помощью сжатого воздуха, герметичность оборудования для погрузочно-разгрузочных операций, современные машинные методы расфасовки и упаковки готовой продукции - все это широко применяется во многих производствах и дает хороший гигиенический эффект.
Организационные мероприятия. Для горных рабочих предусмотрены: сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск, выход на пенсию по возрасту в 50 лет. Используется защита временем при работе в условиях повышенной запыленности. В соответствии с российским трудовым законодательством на работы в подземных условиях не допускаются лица моложе 20 лет, так как пневмокониозы в молодом возрасте развиваются раньше и протекают тяжелее. Обязательным является проведение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров. Противопоказаниями к приему на работу, связанную с воздействием пыли, являются все формы туберкулеза, хронические заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, глаз, кожи.
Средства индивидуальной защиты - респираторы, специальные шлемы и скафандры с подачей в них чистого воздуха применяются в тех случаях, когда не удается снизить запыленность воздуха в рабочей зоне до допустимых пределов более радикальными технологическими мероприятиями. К индивидуальным средствам защиты от пыли относятся также защитные очки, специальная противопылевая одежда, защитные пасты и мази.
Медико-биологические мероприятия направлены на повышение сопротивляемости организма человека и ускорение выведения из него пыли. Сопротивляемость развитию пылевого поражения повышается при ультрафиолетовом облучении в фотариях, применении щелочных ингаляций и специального питания.
Перед выбросом в атмосферу воздух очищают от пыли с помощью различных пы-леочистительных устройств. В зависимости от содержания пыли в воздухе, ее дисперсного состава и целесообразности возврата в производство различают три степени очистки: грубую, среднюю и тонкую. Для этих целей применяют:
• устройства для грубой очистки воздуха от пыли (размерами более 100 мкм) - пы-леосадительные камеры, циклоны, промыватели и др.;
• устройства для средней очистки воздуха от пыли (размерами от 10 до 100 мкм) -батарейные циклоны, пенные аппараты, скрубберы Вентури и др.;
• устройства для тонкой очистки воздуха от пыли (размерами менее 10 мкм) - тканевые рукавные и рамочные пылеуловители, электрофильтры и др.
В данной работе приведены сухие способы очистки воздуха от пыли с помощью циклона и тканевого рукавного фильтра.
Циклон представляет собой аппарат, в котором пыль улавливается за счет инерционной сепарации. Запыленный воздух тангенциально поступает через входной патрубок в верхнюю цилиндрическую часть циклона и, вращаясь, опускается в коническую часть, а затем выбрасывается через выхлопную трубу. При этом в верхней части происходит непрерывное изменение направления движения воздушно-пылевого потока, а скорость частиц, движущихся в нем, не совпадает со скоростью движения воздуха. Центробежные силы, возникающие в циклоне, отбрасывают частицы пыли к стенкам, и они оседают в пылесборнике под действием сил тяжести.
Эффективность очистки воздуха в циклоне зависит от дисперсного состава пыли, массы отдельных пылевых частиц, скорости движения воздуха во входном патрубке, конструкции и размеров циклона.
Тканевые фильтры относятся к пылеулавливающим устройствам контактного действия. При пропускании запыленного воздуха через ткань, пыль, содержащаяся в воздухе, задерживается в порах фильтрующего материала и на слое пыли, накапливающемся на его поверхности. По форме фильтрующей поверхности фильтры изготавливают в виде рамки (рамочные) или рукава (рукавные). В качестве фильтрующего материала применяют хлопчатобумажные ткани, фильтр-сукно, капрон, шерсть, лавсан, стеклоткань, ткань ФПП и др. Нормальная работа фильтров возможна только при периодической их регенерации.
Основными показателями работы пылеулавливающих средств являются: производительность по воздуху (пропускная способность), аэродинамическое сопротивление аппарата,
общая и пофракционная эффективность пылеулавливания. Эффективность средств очистки
с —с
воздуха при отсутствии подсоса воздуха извне в процентах: п = ——— * 100%, где Свх и
£"вх
Свых- концентрация пыли в воздухе до и после очистки (на входе в пылеуловитель и на выходе из него), мг/м . Определение эффективности при многоступенчатой очистке воздуха от
пыли производится по формуле: Побщ.=1- (1- П1)(1- Лг) (1-Пз>..... (1- Пп), где г|1, П2,- - ., Пп -
эффективность очистки воздуха соответственно в 1-м, 2-м, п-м устройствах пылеулавливания (в нашем случае п = 2). Определение классов условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД), пылей, содержащих природные и искусственные волокна, и пылевых нагрузок на органы дыхания работников. Класс условий труда и степень вредности при профессиональном контакте с АПФД определяют исходя из фактических величин среднесменных концентраций АПФД и кратности превышения среднесменных ПДК.
Основным показателем оценки степени воздействия АПФД на органы дыхания работников является пылевая нагрузка. В случае превышения среднесменной ПДК фиброгенной пыли расчет пылевой нагрузки обязателен. Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работника - это реальная или прогностическая величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую работник вдыхает за весь период фактического (или предполагаемого) профессионального контакта с пылью. Пылевая нагрузка на органы дыхания работника (или группы работников, если они выполняют аналогичную работу в одинаковых условиях) рассчитывается исходя из фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящего от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью: ПН = С*N*T*Q, мг, где С- фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м ; N - число рабочих смен, отработанных в календарном году в условиях воздействия АПФД; Т - количество лет контакта с АПФД; Q - объем легочной вентиляции за смену, м3. Рекомендуется использовать следующие усредненные величины объемов легочной вентиляции, которые зависят от уровня энергозатрат и, соответственно, категорий работ согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»: для работ категории 1а и 1б объем легочной вентиляции за
3 3 3
смену 4 м ; для работ категории Па и Пб - 7 м ; для работ категории III - 10 м .
Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки (КПН), под которой понимают пылевую нагрузку, сформировавшуюся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором: КПН = ПДКсс * N * Т * Q, мг, где ПДКсс - среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3. Зона дыхания - пространство радиусом 0,5 м от лица работающего. При соответствии фактической пылевой нагрузки контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу и подтверждают безопасность продолжения работы в тех же условиях. Кратность превышения контрольных пылевых нагрузок указывает на класс вредности условий труда по данному фактору. При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать принцип «защиты временем». Для расчета допустимого стажа работы в условиях запыленности необходимо сопоставление фактических и контрольных уровней пылевой нагрузки. В случае превышения КПН рассчитывают стаж работы, при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. Тогда допустимый стаж работы в данных условиях (Т1)определяется по формуле: Т = ^^^, лет.
Заключение. Анализ имеющейся информации показал, что взрыво- пожароопасность мелкодисперсных материалов достаточно высока, и следует более внимательно относится к пожарной опасности производства, так как следуя выводам расчетной части, достаточно нескольких дней для скопления минимальной концентрации пыли ожидая ее взрыва.
Необходимо иметь подробные правила обеспечения пожарной безопасности на производстве содержащие инструкции по предотвращению пожарной ситуации, а так же предписывающие каждому работнику, ответственному за пожарную безопасность, выполнять определенные действия.
Необходимо соблюдать все меры для предупреждения возникновения пожара, но не смотря на это, практика показывает что даже в таком случае пожар может возникнуть и нанести большой ущерб предприятию. Предложена новизна для предотвращения просыпи на ленточном конвейере, что предупреждает опасность взрыва скопившееся пыли.
Даны примеры расчетов параметров взрыва пылевоздушных смесей
Библиографический список
1. Руководство Р 2.2.2006-05 по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда.
2. Глебова Е.В. Производственная санитария и гигиена труда: учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 2007. 382 с.
3. Акатьев В.А. Основы взрывопожаробезопасности: учеб. пособие. М.: МГТУ им. А Н. Косыгина, 2004. 384 с.
4. Собурь С.В. Пожарная безопасность предприятия: курс пожарно-технического минимума: учебно-справочное пособие. М.: ПожКнига, 2017. 480 с.
5. Корольченко А.Я. Процессы горения и взрыва. М.: Пожнаука, 2007. 266 с.
References
1. Rukovodstvo R 2.2.2006-05 po gigienicheskoy otsenke faktorov rabochey sredy i tru-dovogo protsessa. Kriterii i klassifikatsiya usloviy truda.
2. Glebova E.V. Proizvodstvennaya sanitariya i gigiena truda: ucheb. posobie dlya vuzov. M.: Vyssh. shk., 2007. 382 s.
3. Akatev V.A. Osnovy vzryvopozharobezopasnosti: ucheb. posobie. M.: MGTU im. A.N. Ko-sygina, 2004. 384 s.
4. Sobur S.V. Pozharnaya bezopasnost predpriyatiya: kurs pozharno-tehnicheskogo mini-muma: uchebno-spravochnoe posobie. M.: PozhKniga, 2017. 480 c.
5. Korolchenko A.Ya. Protsessy goreniya i vzryva. M.: Pozhnauka, 2007. 266 s.
УДК 664.662
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПОТРЕБЛЕНИЯ СТУДЕНТАМИ АГРАРНЫХ ВУЗОВ
ОВОЩЕЙ В ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ
On Peculiarities of Vegetables Consumption in Food Diets of Agrarian University Students
Гапонова В.Е, канд. с.-х. наук, доцент, Слезко Е.И., канд. биол. наук, доцент
Gaponova V.E., Slezko E.I.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. В соответствии с многочисленными исследованиями установлено, что овощи высоко ценятся за значительное содержание в них клетчатки, витаминов, минеральных и биологически активных веществ. Ученые обнаружили тесную связь между уровнем здоровья и богатым овощами рационом. Доказано, что группы населения, потребляющие эти продукты в больших количествах, меньше рискуют заболеть раком, диабетом, болезнями желудочно-кишечного тракта. Например, они богаты прежде всего витаминами С (аскорбиновая кислота) и А. Так, в организм этот витамин поступает в основном за счет повседневно употреб-
