Трефилов В. (ред.) Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов

Подождите немного. Документ загружается.

Мероприятия предупредительные направлены на недопущение перехода

системы «человек-техника-среда» из безопасного состояния в состояние опас-

ной ситуации.

Защитные мероприятия реализуются в ситуации, когда система уже нахо-

дится в опасном состоянии и направлены на недопущение попадания системы в

состояние происшествия и на перевод системы в безопасное состояние. К таким

относятся, в том числе, средства индивидуальной защиты.

Средства индивидуальной защиты от пыли на практике заключаются в

использовании респираторов, масок, спецодежды, спецобуви и средств защиты

рук.

9.3 Средства коллективной защиты от мощности

источника опасности

Рассмотрим наиболее распространенное средство коллективной защиты

от пыли, позволяющее снизить мощность источника опасности – противопыле-

вые вентиляционные системы – аспирацию.

Назначение аспирационных систем – обеспечить вытяжку из помещения

запыленного воздуха и приток в помещение воздуха чистого.

Основным показателем, характеризующим эффективность работы аспи-

рационной системы, является объем воздуха, который эта вентиляционная сис-

тема в состоянии подать в помещение (удалить из помещения).

Необходимое количество воздуха, подаваемого в помещение для сниже-

ния в нем вредных веществ до нормы (в том числе пыли), может быть опреде-

лено из следующего выражения.

вытвытпрпр

qLqLG

, (9.1)

где G – выделяющиеся в помещении вредные вещества (мг/ч),

пр

, L

выт

– требуемые количества приточного и вытяжного воздуха соот-

ветственно (м

/ч),

пр

, q

выт

– концентрации вредного вещества в приточном и вытяжном воз-

духе соответственно (мг/м

Учитывая что L

пр

≈L

выт

и обозначая их за L, получим следующее соотно-

шение.

првыт

−

. (9.2)

Концентрация пыли в воздухе производственного помещения (q

выт

) с уче-

том вида пыли определяет мощность источника опасности и должна удовлетво-

рять следующему выражению

ПДКqq

допвыт

≤ ,

где ПДК – предельно допустимая концентрация пыли в воздухе произ-

водственного помещения, соотнесенная к виду пыли (мг/м

Следует отметить, что для эффективной системы аспирации необходимо

соблюдение еще одного условия

ПДКq

пр

3,0≤ . (9.3)

168

Примеры ПДК для различных видов пыли приведены в таблице 9.2.

Таблица 9.2

Предельно допустимые концентрации некоторых видов пыли

Вид пыли

ПДК

(мг/м

)

Алюминий и его сплавы (в перерасчете на алюминий) 2

Аминопласты (пресс-порошки) 6

Известняк 6

Кремния диоксид кристаллический при содержании в пыли более 70%

(кварцид, динас и др.)

Кремния диоксид кристаллический при содержании в пыли 10-70%

(гранит, шамот, углепородная пыль и др.)

Силикатсодержащие пыли, силикаты, алкмосиликаты (цемент, оливин,

апатит, глина)

Синтетические моющие средства 5

Углерода пыли:

ископаемые угли и углепородные пыли с содержанием своболного ди-

оксида кремния

до 5% 10

5-10% 4

Рассмотрим различные аспирационные системы, как средство защиты от

пыли в производственном помещении.

Напомним, основной характеристикой вентиляционных систем является

объем перемещаемого ими воздуха.

Классификация видов вентиляционных систем представлена в таблице

9.3.

Таблица 9.3

Классификация видов вентиляционных систем

Вентиляционная система

Естественная Искусственная (механическая)

Неоргани-

зованная

Организованная

(аэрация)

Приточная Вытяжная Приточно-

вытяжная

Бесканаль-

ная

Канальная Местная Обще-

обменная

Местная Обще-

обменная

Местная Обще-

обменная

Естественные вентиляционные системы, как средства защиты от пыли,

являются низкоэффективными, поскольку не в состоянии обеспечить требуе-

мый напор воздуха.

При искусственной вентиляции воздух перемещается осевыми или цен-

тробежными (радиальными) вентиляторами.

Осевые вентиляторы применяют, когда требуется значительная произво-

дительность (L), то есть необходимо, чтобы вентиляция в больших объемах

обеспечивала воздухообмен.

169

Здесь речь идет о больших концентрациях веществ (в том числе пыли),

которые оказывают вредное воздействие, и только с течением времени могут

оказать воздействие опасное.

Центробежные вентиляторы используют, когда необходимо обеспечить

высокое давление (p), то есть нагнетать (или удалять) пусть малые объемы воз-

духа, но с большой скоростью. Здесь речь идет о малых концентрациях опас-

ных веществ.

Виды вентиляторов представлены на рисунке 9.1.

Рис. 9.1. Осевой (а) и центробежный вентилятор (б): 1 – корпус, 2- крыль-

чатка, 3 – электродвигатель, 4 – станина, 5 – цилиндр с лопастями.

Вентилятор характеризуется следующими параметрами:

− производительность, L (м

/ч);

− развиваемое давление, p (Па).

Электродвигатель вентилятора характеризуется следующими параметра-

ми:

− электрическая мощность, N (кВт);

− коэффициент полезного действия,

При расчете искусственных вентиляционных систем особое внимание

уделяют выбору вентилятора, поскольку он определяет ведущие характеристи-

ки эффективной работы системы искусственной вентиляции.

Для подбора вентилятора необходимо знать не только объем перемещае-

мого воздуха (L), но и имеющиеся сопротивления в вентиляционной сети, по-

скольку они определяют необходимое давление, которое должен развивать вен-

тилятор (p). С целью определения давления, которое предстоит преодолевать

воздуху на каждом i-том участке вентиляционной сети, расчетные сопротивле-

ния вычисляют по следующей формуле:

170

VELRp

iiiii

+= , (9.4)

где R

– удельные потери давления на трение на i-том участке сети,

– длина i-того участка сети,

– сумма коэффициентов местных потерь на i-том участке сети,

– скорость движения воздуха на i-том участке сети,

Y – плотность воздуха.

Величины R

определяют по справочникам в зависимости от диаметра

воздуховода и скорости движения воздуха по нему, E

определяют по справоч-

никам в зависимости от типа местного сопротивления, L

, V

определяют при

помощи соответствующих измерений (реже – вычисляют).

Расчетные сопротивления отдельных участков сети суммируют, опреде-

ляя требуемую мощность вентилятора. При этом создается 10% запас на не-

предвиденное сопротивление. Таким образом, результирующее давление, раз-

виваемое вентилятором должно быть удовлетворять следующему неравенству:

∑

≥

1,1 , (9.5)

где n – количество рассматриваемых участков вентиляционной сети.

При выборе вентилятора по его производительности (L) также делают

10% запас.

Вентилятор снабжается электродвигателем, мощность которого (кВт) оп-

ределяется по следующей формуле:

6,3

−

рпв

ηη

, (9.6)

где L

– результирующая производительность вентилятора,

– КПД вентилятора,

рп

– КПД ременной передачи.

Конкретная марка вентилятора и электродвигателя определяется по спра-

вочникам с учетом всех рассчитанных характеристик.

Искусственные вентиляционные системы по области действия бывают

местными и общеобменными.

Местные имеют привязку к конкретным рабочим местам, общеобменные

обеспечивают вентиляцию в целых помещениях.

По направлению движения воздуха относительно помещения вентиляци-

онные системы бывают приточными (рис. 9.2,а), вытяжными (рис. 9.2,б) и при-

точно-вытяжными (рис. 9.3).

Приточные обеспечивают приток свежего воздуха, вытяжные – удаление

воздуха запыленного (в общем случае – загрязненного), приточно-вытяжные –

обеспечивают полную циркуляцию воздуха.

171

Рис. 9.2. Приточная (а) и вытяжная (б) общеобменные вентиляционные систе-

мы: 1 – воздухоприемник для забора чистого воздуха; 2 – воздуховод; 3 –

фильтр для очистки воздуха от пыли; 4 – калорифер; 5 – вентилятор; 6 – возду-

хораспределительное устройство (насадка); 7 – вытяжная труба для удаления

воздуха; 8 – устройство для очистки удаляемого воздуха; 9 – воздухозаборные

отверстия для удаляемого воздуха.

В приточной общеобменной вентиляционной системе в общем случае на-

ружный воздух всасывается (1), очищается (3), нагревается (4) и распределяется

по помещению (6).

В частных случаях фильтр для очистки воздуха и калорифер могут отсут-

ствовать.

В вытяжной общеобменной вентиляционной системе в общем случае воз-

дух производственного помещения всасывается (9), очищается (8) и удаляется

из помещения (7).

В частных случаях фильтр для очистки удаляемого воздуха может отсут-

ствовать.

172

Рис. 9.3. Приточно-вытяжная общеобменная вентиляционная система:

1 – клапан для регулирования количества свежего, вторично рециркулирован-

ного и выбрасываемого воздуха; 2 – воздуховод для системы рециркуляции; 3 –

помещение, обслуживаемое приточно-вытяжной вентиляцией.

С помощью клапанов (1) регулируется объем воздуха подаваемого в по-

мещение, удаляемого из него и воздуха циркулирующего в помещении по воз-

духоводу (2). Воздухораспределительные и воздухозаборные отверстия должны

располагаться по отношению к рабочим местам и источникам пыли таким обра-

зом, чтобы оптимально обеспечить циркулирование свежего и запыленного

воздуха в защищаемом помещении.

При проектировании вентиляционной системы необходимо определять

площадь выходного сечения воздуховода (F) и диаметр воздуховода (d).

Площадь воздуховода зависит от допустимой скорости движения воздуха

в воздуховоде (V) и объема вентилируемого воздуха (L). Они связаны следую-

щим соотношением.

VFL 3600= . (9.7)

Диаметр воздуховода (d) определяют по справочникам исходя из площа-

ди выходного сечения (F).

Рассмотрим местные вентиляционные системы, как средство защиты от

пыли.

Как средство защиты от пыли местные вентиляционные системы реализу-

ются в виде вытяжных шкафов, вытяжных зонтов, отсосов у станков. Первые

два вида могут работать на естественной и искусственной вентиляции.

Вытяжные шкафы с естественной вытяжкой, как средство защиты от пы-

ли не эффективны.

Рассмотрим вытяжной шкаф с искусственной вытяжкой (рис. 9.4).

173

Рис. 9.4. Схема вытяжного шкафа: 1 – уровень нулевых давлений; 2 – эпюра

распределения давлений в рабочем отверстии.

Необходимая высота (H) вытяжной трубы (м) вычисляется по следующей

формуле.

выхвх

02,0

82,0

−

, (9.8)

где

вх+вых

– сумма всех сопротивлений прямой трубы на пути движения воз-

духа,

d – диаметр трубы (м),

h – высота открытого проема шкафа (м),

F – площадь открытого (рабочего) проема шкафа (м

В трубе настоящего вытяжного шкафа расположен вентилятор, создаю-

щий динамическое давление воздуха и искусственно вытягивающий воздух за-

грязненный вредными веществами (в том числе, пылью).

Объем воздуха удаляемый вытяжным шкафом с искусственной вычисля-

ется по формуле (9.7), где V – средняя скорость всасывания в сечениях откры-

того проема (м/с).

Вытяжные зонты применяют, когда движение воздуха в помещении не-

значительно.

При искусственной вентиляции расход воздуха, удаляемого зонтом вы-

числяется по формуле (9.7).

174

Рис. 9.5. Схема вытяжного зонта: D – диаметр вытяжного воздуховода; h(з) –

высота развертки вытяжного зонта; h(б) – высота борта; H – расстояние от пола

до вытяжного зонта; h – расстояние от источника пыли до вытяжного зонта;

h(и) высота источника пыли; a и b – габариты источника пыли; A и B – габари-

ты вытяжного зонта.

В частном случае, объемный расход воздуха L, удаляемого от заточных,

шлифовальных и обдирочных станков, вычисляют в зависимости от диаметра

круга станка d

кр

(мм). При этом обычно для простоты руководствуются сле-

дующей таблицей.

Таблица 9.4

Зависимость объема воздуха, удаляемого от станка от диаметра круга

Диаметр круга Объем удаляемого воздуха

<250 мм L=2d

∈(250 мм; 600 мм]

L=1,8d

кр

>600 мм L=1,6d

Для удаления пыли от различных станков применяют пылеприемные уст-

ройства в виде защитно-обеспыливающих кожухов, воронок и т.п.

Расход воздуха, удаляемого воронкой, определяют по следующей фор-

муле.

3600

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

lVL

, (9.9)

где V

– начальная скорость вытяжного факела (м/с), равная скорости транс-

портирования пыли в воздуховоде, принимается для тяжелой наждачной пыли

14-16 м/с, для легкой минеральной – 10-12 м/с,

175

l – рабочая длина вытяжного факела (м),

k – коэффициент, зависящий от формы и соотношения сторон воронки:

для круглого отверстия k=7,7, для прямоугольного с соотношением сторон от

1:1 до 1:3 принимается k=9,1,

– необходимая конечная скорость вытяжного факела у круга, принима-

ется равной 2 м/с.

Замена пылящих материалов непылящими ограничивает формирование

пыли в рабочем помещении. Герметизация помещений и пылящих материалов,

применение защитно-обеспыливающих кожухов ограничивает распределение

пыли (рис 9.6).

Рис. 9.6.Транспортировка пылящегося материала

в защитно-обеспыливающем кожухе

Увлажнение пылящих материалов увеличивает массу пыли и сцепление

между ее частицами, ограничивая распространение и облегчая удаление. Сис-

тематическая влажная уборка обеспечивает увлажнение и удаление пыли.

Все это приводит к снижению концентрации пыли в воздухе рабочего по-

мещения, снижая мощность данного источника опасности.

9.4 Средства коллективной защиты от пыли по расстоянию

до источника и времени воздействия

Защита от пыли по времени и расстоянию обеспечивается рациональной

организацией труда и отдыха работающих, которая должна учитывать, как рас-

пределение рабочего времени, так и распределение рабочих мест.

Первым требованием, которое должно выполняться для обеспечения за-

щиты от пыли по расстоянию и времени, является систематический контроль

уровня запыленности производственного помещения. Контроль осуществляют

лаборатории центров санэпиднадзора и заводские санитарно-химические лабо-

ратории. По результатам проводимого контроля принимается решение об атте-

стации рабочих мест.

Ответственность за поддержание допустимых условий труда возложена

на администрацию предприятия.

Организация рационального режима труда, включая размещение рабочих

мест, препятствующее работе вблизи источника пыли, рациональное размеще-

176

ние защитного оборудования – все это эффективный и дешевый способ защиты

работников от вредного пылевого воздействия.

Рис. 9.7. Пример упрощенной схемы размещения рабочих мест, источников

пыли и приточно-вытяжной вентиляции: 1 – рабочее место; 2 – источник пыли;

3 – приточная вентиляция; 4 – вытяжная вентиляция; 5 – фильтр.

Отметим, что для удаления человека на безопасное расстояние от источ-

ника пыли можно применять перегородки и ограждения.

Для оценки возможности продолжения работы при конкретных условиях

труда и допустимого стажа работы в этих условиях необходимо сопоставление

фактических (ПН) и контрольных уровней пылевой нагрузки (КПН). В случае,

когда фактическое значение ниже допустимого, подтверждается возможность

продолжения работы. В противном случае необходимо вычислить допустимый

стаж работы в данных условиях (Т).

QNK

КПН

∗∗

, (9.10)

где КПН

– контрольная пылевая нагрузка за 25 лет в условиях соблюдения

предельно допустимых концентраций,

К – фактическая среднесменная концентрация пыли,

N – количество смен в календарном году,

Q – объем легочной вентиляции за смену.

При этом величина К определяется по формуле среднеарифметической

взвешенной за все периоды работы.

∑

, (9.11)

где K

– фактические среднемесячные концентрации пыли за отдельный i-

тый период работы,

– i-тый период работы, когда концентрации были постоянны.

177