CC BY
629
---------------------------------- © В.С. Квагинидзе, С.Н. Зарипова,
2009
УДК 622:331.4; 622:331.34; 622.8:658.34;
622.867; 622.8:351.823.3
В.С. Квагинидзе, С.Н. Зарипова
ШУМО- И ВИБРОБЕЗОПАСНОСТЬ ГОРНО-ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Шум и вибрация, создаваемые работающими машинами, механизмами и оборудованием, являются вредными производственными факторами. При высокой интенсивности и длительном воздействии шумовая и вибрационная нагрузка оказывают на здоровье производственного персонала неблагоприятное влияние, которое, в своих крайних формах, проявляется в возникновении профессиональных заболеваний.
Ключевые слова: шумобезопасность, вибробезопасность, горно-транс-
портное оборудование.
1ГТ езопасность труда на открытых горных работах зависит, ЛЗ прежде всего, от совершенства применяемых машин и оборудования. Бурное развитие горнодобывающей техники и оборудования, характерное для второй половины XX в, способствовало росту числа источников шума и вибрации при одновременном увеличении их интенсивности.
Шум и вибрация, создаваемые работающими машинами, механизмами и оборудованием, являются вредными производственными факторами. При высокой интенсивности и длительном воздействии шумовая и вибрационная нагрузка оказывают на здоровье производственного персонала неблагоприятное влияние, которое, в своих крайних формах, проявляется в возникновении профессиональных заболеваний [1].
Шум, неблагоприятно воздействуя на организм человека, вызывает психические и физиологические нарушения, снижающие работоспособность и создающие предпосылки для общих и профессиональных заболеваний и производственного травматизма. Установлено, что при очень высокой интенсивности шума (более 90 дБ) рабочие, выполняющие однообразные операции, начинают ошибаться, так как, воздействуя на организм как стресс-фактор, шум вызывает изменение реактивности центральной нервной системы, следствием чего являются расстройства регулируемых функций органов и систем [2].
Возникновение и быстрота развития тугоухости (кохлеарного неврита) зависят от характера и уровня шума, частотного состава, продолжительности ежедневного воздействия и индивидуальной чувствительности [3].
Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Длительное влияние вибрации приводит к стойким патологическим нарушениям в организме работающих. Всесторонний анализ этого патологического процесса послужил основанием для выделения его в качестве самостоятельной нозологической формы профессионального заболевания - вибрационной болезни. Вибрация способствует также возникновению заболеваний опорно-двигательного аппарата.
При воздействии локальной вибрации, передающейся через руки, происходят наиболее распространенные и опасные поражения преимущественно нервно-мышечного и опорно-двигательного аппаратов, прежде всего, рук и плечевого пояса. Одним из наиболее показательных проявлений неблагоприятного действия локальной вибрации является эффект «белых пальцев» (синдром Рейно) [1].
Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы. Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, параметрами воздействующей вибрации. Подробнее всего изучена зависимость характера капиллярного кровообращения от частоты вибрации. Обследования рабочих различных профессиональных групп позволили установить, что способность капилляров к спазму проявляется при вибрации выше 35 Гц [3]. Данные, имеющиеся в литературе, позволяют считать область частот 35-250 Гц наиболее опасной в отношении развития спазма сосудов.
При воздействии общей вибрации, передаваемой через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего работника, возникают различной степени выраженности изменения в центральной и вегетативной нервной системе, сердечно-сосудистой системе, обменных процессах, вестибулярном аппарате, в том числе пояснично-крестцовые и другие формы радикулита, остеохондрозов, люмбаго и т.п.
Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения функционального состояния человека [3]. Ряд авторов рассматривают вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.
Клиника вибрационной болезни при воздействии «транспортной» вибрации менее изучена. Это заболевание отличается отсутствием полного симтомокомплекса и проявляется в виде отдельных симптомов и синдромов, в связи с чем диагностика вибрационной болезни очень трудна.
Основным показателем, определяющим степень вредности условий труда при воздействии шума и вибрации, является величина установленного гигиеническими нормами параметра шума и вибрации (нормируемого параметра) [1]. Гигиенические нормативы для шума на рабочих местах установлены в СН 2.2.4/2.1.8.562, ГОСТ 12.1.003, для вибрации - в СН 2.2.4/2.1.8.566, ГОСТ 12.1.012.
В качестве источников вредного шума и вибрации в горной промышленности рассматриваются такие машины и оборудование, при использовании которых в типовых условиях применения параметры создаваемого ими на рабочих местах шума и вибрации превышают 50% допустимых абсолютных значений, установленных санитарными нормами для соответствующих видов трудовой деятельности и рабочих мест [1].
Реальный технический уровень горно-транспортного оборудования, эксплуатируемого на открытых горных работах Севера, таков, что оно не может рассматриваться как шумо- и вибробезопасное, поэтому инструментальный контроль уровней шума и вибрации осуществляется при работе всей основной и вспомогательной горной техники и оборудования.
Гигиеническая оценка шума и вибрации проводится в кабинах экскаваторов, буровых станков, автосамосвалов, бульдозеров и в цехах по ремонту горно-транспортного оборудования.
Установлено, что в среднем в 27% случаев от общего количества ежегодных замеров наблюдается превышение предельно допустимого уровня (ПДУ) шума, при этом данный Таблица 1
Уровни шума в кабинах горно-транспортного
Марка автосамо- свала Зарегистрированный максимальный уровень шума в кабине, дБ Превы- шение ПДУ, % Марка экскаватора Зарегистрированный максимальный уровень шума в кабине, дБ Пре- вы- шение ПДУ, %
БЕЛАЗ- 75213 118 47,50 ЭКГ-20 109 36,25
БЕЛАЗ- 75214 96 20,00 ЭКГ-15 115 43,75
БЕЛАЗ- 75129 112 40,00 ЭКГ-8И 94 17,50
БЕЛАЗ- 7515 109 36,25 201-М 117 46,25
БЕЛАЗ- 75304 89 11,25 301-М 91 13,75
БЕЛАЗ- 75145 105 31,25 ЭКГ-5А 97 21,25
НЭ-1200 93 16,25 ЭКГ-4,6Б 117 46,25
показатель по бульдозерам составляет 34%, по большегрузным автосамосвалам - 14,2%, по экскаваторам - 11,8%, по буровым установкам - 9,5%, во вспомогательных цехах и участках предприятий доходит до 25%.
При работе на всех горных машинах на работающих воздействуют шум и вибрация различных уровней и спектра. В табл. 1 приведены зарегистрированные данные уровней звуковой мощности горно-транспортного оборудования (случаи значительного превышения ПДУ).
По данным табл. 1 источниками вредного шума можно считать, как автосамосвалы, так и экскаваторы, так как параметры создаваемого ими на рабочих местах шума превышают на 40% и более допустимые абсолютные значения, установленные санитарными нормами.
Изучение условий труда бульдозеристов показало, что уровень шума на рабочих местах составляет 90-120 дБ, на рабочих местах машинистов буровых станков - 89-95 дБ.
Анализ профессиональной заболеваемости работников, обслуживающих горно-транспортное оборудование, показал, что на 1 единицу бульдозерной техники приходится 0,36 случаев выявленных профессиональных заболеваний с нозологией «тугоухость»
или «кохлеарный неврит», на 1 единицу автосамосвалов - 0,30 случаев и на 1 единицу экскаваторной техники - 0,08 случаев.
Курс, взятый на увеличение производственных мощностей предприятий, сопровождающийся, главным образом, техническим перевооружением основных производственных фондов, привел к наращиванию, прежде всего, мощности основных - горных участков. При этом остались без должного внимания вспомогательные подразделения, цехи и участки, особенно, занимающиеся техническим обслуживанием и ремонтом основного горно-транспортного оборудования. В первую очередь, это ремонтно-механические цехи, цехи монтажа-демонтажа, авторемонтные мастерские, которые начали выполнять значительно больший объем работы, характер которых иногда не соответствует назначению цеха (участка), что отрицательно сказывается на условиях труда работников.
Среди подразделений горнодобывающих предприятий Севера трудно назвать цех или участок, в котором не имелись бы рабочие места вспомогательного персонала с повышенным уровнем шума и вибрации. Так, на ремонтных участках шум достигает 95 - 108 дБ. Уровень шума на рабочих местах кузнецов составляет 108 дБ, токарей - 99 дБ, сварщиков - 98 дБ, фрезеровщиков - 96 дБ, автослесарей - 95 дБ.
Для различных производственных процессов в абсолютном большинстве случаев шумовые характеристики имеют общую форму спектров: все они широкополосные с некоторым спадом звуковой энергии в области низких (до 250 Гц) и высоких (выше 4000 Гц) частот с уровнями 85-120 дБ. Вместе с тем, широко распространены и шумы менее интенсивные (60-80 дБ), которые гигиенически значимы при работах, связанных с нервной нагрузкой.
Вибрация, также отрицательно воздействующая на производственный персонал, классифицируется по способу передачи на человека (общая и локальная), по временным характеристикам (постоянная и непостоянная) и по направлению действия (в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат) [1].
Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности - сиденье, пол, пульт управления, ей подвергаются рабочие и водители транспортных средств; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела, передается через руки работающего при контакте органами управления машинами и оборудованием [4].
Установлено, что из общего количества ежегодных замеров уровня вибрации на горно-транспортном оборудовании горнодобывающих предприятий на Севере в среднем в 30% случаев наблюдается превышение ПДУ, при этом превышение допустимого уровня вибрации на бульдозерной технике наблюдается в 43% случаев от общего количества замеров, на буровых установках - в 32% случаев, на автосамосвалах - в 29% случаев и на экскаваторной технике - в 18% случаев.
Вибрация на горных машинах, в основном, имеет низкочастотный характер с высоким уровнем виброскорости в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и зависит от скорости передвижения, типа сиденья и амортизирующей системы, степени изношенности транспорта и покрытия дорог. Спектры вибрации рабочих мест широкополосные, при этом максимум определяется характеристиками машины или выполняемого ею технологического процесса (табл. 2).
Данные табл. 2 не противоречат показателям профессиональной заболеваемости на горнодобывающих предприятиях Севера: на 1 единицу бульдозерной техники приходится 1,73 случаев вибрационной болезни, на 1 единицу буровых установок - 0,92 случая, на 1 единицу автосамосвалов - 0,69 случаев и на 1 единицу экскаваторной техники - 0,63 случая.
Анализ вибрационного воздействия показывает, что на бульдозеристов, машинистов экскаваторов, буровых станков и водителей автосамосвалов обычно оказывает влияние переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макро-паузы. Максимальная энергия по колебательной скорости для транспорта наблюдается в октавах 1-8 Гц, а для транспортно-технологических машин - в октавах - 4-63 Гц.
Для транспортных вибраций наибольшая интенсивность отмечается в вертикальном направлении (по оси 2), а для транспортно-технологических - в горизонтальном направлении (по осям X и Y). Уровни транспортных вибраций значительно выше (до 132 дБ), чем транспортно-технологические, однако суммарное время контакта с вибрацией почти в 2 раза меньше.
Таблица2
Зарегистрированные максимальные уровни вибрации в кабинах горно-транспортного оборудования
Марка ав- I Превышение ПДУ, раз I Марка I Превышение
314
тосамосвала экскаватора, бур. станка, бульдозера ПДУ, раз
Общая вибрация Локальная вибрация Общая вибрация
БелАЗ- 75213 11,4 - порож. 3,3 ЭКГ-20 2,9
БелАЗ- 75214 3,2 - груж., 2,6 - порож. 3,3 ЭКГ-15 2,1
БелАЗ- 75215 18,3 - порож. 15,7 ЭКГ-8И 2,2
БелАЗ- 75216 1,8 - груж. Н.д. 201-М 3,3
БелАЗ- 75405 2,4 - груж. Н.д. 301-М 1,8
БелАЗ- 75199 1,5 - груж., 1,8 - порож. Н.д. СБШ-320 6,3
НЭ-1200 2,6 - порож., 3,2 -груж. 3,3 СБШ-250 2,1
Comatsu 830Е Н.д. 2,3 ДМ-Н 8,4
Dresser 6,3 - груж., 6,5 - порож. Н.д. Д-355 16
Вибрация на рабочих местах водителей большегрузных автосамосвалов представляет собой широкополосные процессы со спектром, охватывающим диапазон частот 1-63 Гц, причем основная энергия вибраций на автосамосвалах сосредоточена в октавах 1-31,5 Гц. Уровни вибрации на автосамосвалах на 4-6 дБ превышают ПДУ, достигая при отдельных режимах в октавах 4 и 8 Гц соответственно 122 и 115 дБ.
Вибрации рабочих мест машинистов и помощников машинистов экскаваторов носят характер апериодических колебаний и имеют широкополосный спектр от 4 до 63 Гц. Во время выполнения технологических операций наиболее высокий уровень виброскорости зарегистрирован на сиденье машиниста во время наполнения ковша и поворота (выше нормы по ГОСТу 12.1.012 - 78 на частоте 4 Гц на 16-18 дБ и 8 Гц на 3-4 дБ). На полу кабины экскаватора вибрация на 3-4 дБ выше нормы. Уровни общей вибрации превышают ПДУ в основном на бульдозерах, буровых станках, автосамосвалах и гусеничных экскаваторах, длительное время работающих без ремонта.
Источниками локальной вибрации в условиях предприятий являются кузнечно-прессовое оборудование, токарные, зубофрезер-
ные, фрезерные, заточные, шлифовальные и полировальные станки. Повышенные уровни локальной вибрации возникают при сверлении, шлифовании, полировании, обрубке, опиливании, зачистке, гибке, правке листовых и маложестких деталей.
Приведенные примеры охватывают не все рабочие места производственного персонала, для которого шум и вибрация являются ведущим неблагоприятным производственным фактором. Они не только демонстрируют широкое распространение шумового и вибрационного фактора на горнодобывающем производстве, но и показывают, какие огромные контингенты рабочих подвергаются его неблагоприятному воздействию.
Специфическими факторами и показателями условий труда рабочих, усугубляющими неблагоприятное действие шума и вибрации, являются: тяжесть и напряженность труда, температурный и влажностный режим работы.
Исследования, проведенные на северных месторождениях, выявили, что из всех рабочих мест с неудовлетво-рительными условиями труда, на 68% вредное воздействие неустранимо в силу сочетания особенностей климата и технологического процесса. Для большинства таких рабочих мест определяющим фактором является микроклимат. На втором месте стоит инфразвук, далее - шум, напряженность и химический фактор [5]. В связи с этим, для рабочих, чья профессиональная деятельность характеризуется повышенной концентрацией вредного воздействия, высокой тяжестью и напряженностью труда, необходимо особо тщательное обеспечение и контроль восстановления нормального функционирования организма.
Объем проводимых на горнодобывающих предприятиях Севера работ по обеспечению условий труда, соответствующих гигиеническим нормам, нельзя считать удовлетворительным. В связи с этим проблема профилактики неблагоприятного действия шума и вибрации на организм человека в условиях открытых горных работ Севера важна и актуальна.
1. Обеспечение шумовой и вибрационной безопасности на предприятиях угольной отрасли, РД 153-12.2-003-99, М., 1999. - 208 с.
2. Лесенко Г.В. Организация безопасности труда на производстве. -2-е изд., перераб. и доп. - К.: Техника, 1989.- 232 с.
3. Суворов Г.А., Шкаринов Л.Н., Денисов Э.И. Гигиеническое нормирование производственных шумов и вибраций. - М.: Медицина, 1984. - 240 с.: ил.
4. Справочная книга по охране труда в машиностроении/ Г.В. Бектобеков, Н.Н. Борисова, В.И. Коротков и др.; Под общ. ред. О.Н. Русака - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1989. - 541с.: ил.
5. Шувалов Ю.В., Михайлова Н.В., Туча Н.А., Бурлаков С.Д. Исследование психофизиологического потенциала горнорабочих при высокой вредности, напряженности и тяжести труда // Приложение «Безопасность»: Сборник научных трудов.- Издательство МГГУ, 2004. - С. 51-5. Н5ГД=1
V.S. Kvaginidze, S.N. Zaripova
NOISE AND VIBRATION SAFETY OF MINING-TRANSPORT EQUIPMENT
Noise and vibration created by working machines, mechanisms and equipment, are harmful production factors. At high intensity and long influence noise and vibrating load make injurious effect on the health of factory personnel which, in the extreme forms, is shown in beginnings of occupational diseases
Key words: noise safety, vibration safety, mining-transport equipment.
— Коротко об авторах -------------------------------------------------
Квагинидзе B.C. - доктор технических наук, профессор ГОУ ДПО «Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов», [email protected],
Зарипова С.Н. - кандидат физико-математических наук, доцент, Технический институт (филиал) ГОУ ВПО Якутского университета им. М.К. Амосова в г. ^рюнгри, [email protected]
