close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Обеспечение электромагнитной безопасности операторов производственных процессов в горной отрасли

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
СЕДОВ Павел Сергеевич
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПЕРАТОРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ В ГОРНОЙ ОТРАСЛИ
Специальность 05.26.01 - Охрана труда
(в горной промышленности)
Авторе ферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт-Петербург - 2016
Работа выполнена в федеральном государственном
бюджетном
образовательном
учреждении
высшего
профессионального образования Национальном минеральносырьевом университете «Горный».
Научный руководитель –
доктор ветеринарных наук, доцент
Черкай Злата Николаевна
Официальные оппоненты:
Русак Олег Николаевич
доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный лесотехнический университет
имени С.М. Кирова», кафедра Безопасности жизнедеятельности,
заведующий кафедрой
Закирова Альфия Резавановна
кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Уральский
государственный университет путей сообщения», заведующая
Учебным центром охраны труда и безопасности
Ведущая организация – Федеральное бюджетное учреждение
науки «Северо-Западный научный центр гигиены и
общественного здоровья».
Защита диссертации состоится 23 июня 2016 г. в
12 ч 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.09
при
Национальном
минерально-сырьевом
университете
«Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-линия, д. 2,
ауд. 1171а.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
Национального минерально-сырьевого университета «Горный»
и на сайте www.spmi.ru.
Автореферат разослан 22 апреля 2016 г.
УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ
диссертационного совета
ФОМИН
Сергей Игоревич
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В настоящее время интенсификация
производства в горной промышленности привела к увеличению
мощности оборудования и используемой техники, что создаёт более
высокую электромагнитную нагрузку на персонал в рабочей зоне,
внося свой вклад в повышение вредности производственной
деятельности, наряду с такими факторами, как недостаточная
освещённость, шум и вибрация. Воздействие электромагнитных полей
(ЭМП) – источника физических процессов, определяющих условия
труда персонала, является неизбежным при эксплуатации
электротехнического оборудования.
Впервые эмпирические законы электрических и магнитных
явлений обобщил Дж.К.Максвелл, ставший основоположником
теории ЭМП. Большой вклад в изучении влияния электромагнитных
полей на человека внесли отечественные исследователи
С.М.Аполлонский, Т.В.Каляда, Ю.Д.Думанский, М.Л.Рудаков,
М.Г.Шандала, Ю.Г.Григорьев, С.В.Плетнёв, а также зарубежные
ученые Дж.Х.Бернхардт, Дж.М.Р.Дельгадо, Дж.Лиал. В их научных
трудах приведены данные о физической природе, биологическом
действии, санитарно-гигиеническом нормировании ЭМП. В горной
отрасли проблемой воздействия электромагнитных излучений
занимался К.З.Ушаков.
Однако, в выполненных до настоящего времени
исследованиях, недостаточно изученными являются вопросы,
связанные
с
безопасностью
труда
при
воздействии
электромагнитных полей низких частот на диспетчеров и
операторов
производственных
процессов
в
горной
промышленности.
На операторов производственных процессов в горной
промышленности воздействуют электромагнитные поля (ЭМП)
промышленной частоты 50 Гц, персональных компьютеров (ПЭВМ),
средств радиосвязи, а также постоянные магнитные поля, что
создаёт высокую электромагнитную нагрузку на отдельных рабочих
местах (класс условий труда по электромагнитному фактору 3.1-3.2).
3
Сочетание электромагнитной нагрузки с другими вредными
факторами производственной среды способствует повышению общего
класса вредности условий труда на рабочих местах, а также снижению
работоспособности и повышению утомляемости работников.
В связи с этим, разработка методов и средств обеспечения
электромагнитной безопасности производственной среды по
электромагнитному фактору представляет актуальную научнопрактическую задачу.
Цель работы. Обеспечение безопасных условий труда
операторов и диспетчеров пультов управления производственными
процессами на основе снижения воздействия электромагнитного
поля до нормативных значений.
Идея работы. Снижение воздействия электромагнитных
полей достигается за счет предварительного определения мест с
максимальной напряженностью ЭМП и последующей установкой
сетчатых экранов из стали с ячейкой 10 мм для ее направленного
уменьшения.
Основные задачи исследований:
1. Проанализировать отечественный и зарубежный опыт
нормирования ЭМП и защиты рабочих мест от их вредного
воздействия.
2. Изучить особенности распределения низкочастотных
ЭМП от нескольких источников на рабочих местах операторов и
диспетчеров пультов управления производственными процессами.
3. Провести гигиеническую оценку условий труда по
электромагнитному фактору на рабочих местах операторов пультов
управления: дробильно-сортировочным комплексом, проходческим
щитом; диспетчеров технологических процессов.
4. Разработать
рекомендации
по
обеспечению
электромагнитной безопасности на рабочих местах.
Методы исследований. При решении поставленных задач
был использован комплексный подход, включающий теоретические,
экспериментальные и статистические методы исследования. Расчёты
4
и математическое моделирование проводились в программных
средах MathCad, Statistica и Excel.
Научная новизна:
- установлена зависимость распределения низкочастотных
электромагнитных полей на рабочих местах операторов пультов
управления: дробильно-сортировочным комплексом, проходческим
щитом, а также главных диспетчеров: обогатительной фабрики и
разреза от параметров оборудования и его взаимного расположения.
- определено соотношение между геометрическими размерами
ячейки экрана 10х10 мм из стали и плотностью магнитного потока,
обеспечивающее снижение уровней воздействия напряжённостей
электрического и магнитного полей до нормативного значения.
Основные защищаемые положения:
1. При проведении специальной оценки условий труда
диспетчеров и операторов производственных процессов на объектах
горной промышленности следует принимать во внимание результаты
измерения напряженности ЭМП в пределах рабочих зон на низких
частотах 10-400 Гц.
2. Определению класса условий труда на рабочих местах для
диспетчеров и операторов производственных процессов по фактору
ЭМП должно предшествовать установление мест с максимальной
напряженностью магнитного поля, определяемых комбинированным
воздействием рассматриваемых источников.
3. При несоответствии санитарно-гигиеническим нормам
условий труда по электромагнитному фактору, эффективная защита
операторов производственных процессов обеспечивается при
использовании сетчатых экранов из стали с размером ячейки
10х10 мм.
Практическая значимость работы:
1. Разработаны
параметры
защитных
экранов
от
низкочастотных ЭМП для конкретных рабочих мест, позволяющие
снизить уровень электромагнитной нагрузки на операторов пультов
управления: дробильно-сортировочным комплексом, проходческим
щитом; диспетчеров технологических процессов.
5
2. Разработаны рекомендации по улучшению санитарногигиенических условий труда по электромагнитному фактору для
операторов производственных процессов предприятий АО «СУЭККузбасс» и ООО «СТИС».
3. Полученные
результаты
вошли
в
основную
образовательную
программу
дисциплины
«Безопасность
жизнедеятельности».
Достоверность и обоснованность научных положений
подтверждается
значительным
объемом
аналитических
и
лабораторных
исследований,
применением
современных
поверенных средств измерений, использованием стандартных и
отраслевых методик, современных методов анализа и обработки
экспериментальных данных, положительными результатами
практической апробации полученных результатов в условиях
производства.
Апробация работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы докладывались и обсуждались на
международных научно-практических конференциях и форумах:
международном форуме-конкурсе студентов и молодых ученых
«Проблемы недропользования» (Национальный минеральносырьевой университет «Горный», г.Санкт-Петербург, 2012-2013 гг.),
XLXII международной научно-практической конференции (AGH, г.
Краков, Польша, 2012 г.); II международной научно-практической
конференции
«Промышленная
безопасность
предприятий
минерально-сырьевого комплекса в XXI веке», международной
научно-практической конференции «Горное дело в XXI веке:
технологии, наука, образование» (Национальный минеральносырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, 2014-2016
гг.); и др.
Реализация результатов работы. Полученные результаты
рекомендованы для обеспечения электромагнитной безопасности на
рабочих
местах операторов
производственных
процессов
АО «СУЭК-Кузбасс» и ООО «СТИС».
6
Научные и практические результаты диссертационной
работы используются при чтении лекций и проведении
лабораторных и практических занятий по дисциплинам:
«Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело»,
«Безопасность жизнедеятельности», «Промышленная санитария и
гигиена» и др.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и
задач исследования, обобщении и анализе данных по
электромагнитной нагрузке в условиях современного горного
производства, проведении 7500 замеров уровней электромагнитных
полей на рабочих местах в производственных условиях, выявлении
превышения ПДУ, обосновании направлений и методов решения
поставленных задач, разработке экранирующего устройства и
рекомендаций по его использованию, проведении лабораторных и
производственных экспериментов, обработке и интерпретации
полученных результатов, формулировании основных научных
положений и выводов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научных
работы, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК
Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из
введения, 4 глав, заключения и библиографического списка. Работа
изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 31
таблицу и 41 рисунок. Библиография включает 140 наименований.
Автор выражает благодарность профессору З.Н. Черкай за
научное руководство работой, заведующему кафедрой безопасности
производств Г.И. Коршунову за ценные научные консультации, а
также всему коллективу кафедры безопасности производств Горного
университета за практические советы при выполнении и
обсуждении работы.
7
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во
введении
обоснована
актуальность
работы,
сформулированы цель, основная идея и научные положения,
выносимые на защиту, отмечена научная значимость и практическая
ценность работы.
В первой главе диссертационной работы на основе анализа
литературы и статистических данных дана характеристика
источников ЭМП в подземных сооружениях и на предприятиях
горной промышленности, рассмотрено влияние электромагнитных
полей на здоровье работников, приведён сравнительный анализ
отечественного и зарубежного гигиенического нормирования ЭМП,
рассмотрены способы и средства обеспечения электромагнитной
безопасности на рабочих местах.
Во второй главе приведены физические характеристики
воздействующих ЭМП, методика и алгоритм комплексного
исследования электромагнитных полей на производственных
площадках АО «СУЭК-Кузбасс», ООО «СТИС».
В третьей главе приведены результаты комплексных
исследований электромагнитных полей в производственных
условиях и дана оценка их воздействия на рабочих местах
операторов пультов управления: проходческим щитом, клетьевой
подъёмной установкой и дробильно-сортировочным комплексом;
главных диспетчеров обогатительной фабрики и разреза.
В четвертой главе представлены результаты расчёта
параметров защитного экрана из стальной сетки и дана оценка
эффективности экранирования в производственных условиях.
В заключении сформулированы основные научные и
практические выводы по работе.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. При проведении специальной оценки условий труда
диспетчеров и операторов производственных процессов на
объектах горной промышленности следует принимать во
внимание результаты измерения напряженности ЭМП в пределах
рабочих зон на низких частотах 10-400 Гц.
8
В горной промышленности непрерывно расширяется
использование энергетических и информационных систем и
устройств с электронными и электротехническими элементами.
Действия последних сопряжены с образованием в окружающем
пространстве электромагнитных полей различных интенсивностей,
пространственных конфигураций и закономерностей изменения во
времени.
Основными
источниками
электромагнитных
полей
промышленной
частоты
являются
различные
типы
электрооборудования переменного тока частоты 50 Гц: подстанции,
электроинструмент, электропроводка, станки и конвейерные линии,
осветительная сеть, электротранспорт и т.п.
С учетом низкой частоты воздействующих ЭМП, анализ их
воздействия на обслуживающий персонал, находящийся в "ближней
зоне" излучения, можно проводить раздельно по электрической и
магнитной составляющим.
Электрические поля промышленной частоты, за счет
металлических кожухов оборудования, у большинства источников не
превышают предельно-допустимых уровней. Магнитные поля от
пультов управления, в условиях стеснённых пространств горных
выработок и производственных помещений, до настоящего времени
недостаточно
изучены.
Расчетное
прогнозирование
их
напряженностей на рабочих местах вызывает существенные
трудности как при создании адекватных математических моделей
(при использовании аналитических методов), так и при
использовании численных методов расчета.
Компьютеризация и автоматизация горного производства
идет быстрыми темпами. ПЭВМ и пульты управления с
видеодисплейными терминалами (ВДТ) создают на рабочих местах
пользователей электромагнитные поля широкого спектра частот и
интенсивностей, нередко превышающие предельно допустимые
уровни, установленные СанПиНом 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические
требования к персональным электронно-вычислительным машинам и
организация работы» (Рисунок 1).
9
15
Н, дБ
10
5
0
10
100
1000
f, Гц 10000
400000
Рисунок 1– Спектральная характеристика излучения пульта управления,
оснащённого дисплеем, в диапазоне 10 Гц–400 кГц
Таким
образом,
наряду
с
другими
вредными
производственными факторами физической природы, ЭМП
определяют условия труда работников на производстве.
Согласно данным Роспотребнадзора России, на долю
рабочих мест промышленных предприятий, не отвечающих
санитарно-гигиеническим требованиям по электромагнитному
фактору, приходится около 7% (Рисунок 2).
30
20
25,5
25,4 24,0
6,2
10
16,6
16,3
15,4
24,6
8,5
7,0 7,6
16,7
14,8
7,1 6,6
0
шум
2012 г.
вибрация
ЭМП
2013 г.
микроклимат
2014 г.
освещенность
Рисунок 2 – Процентное соотношение рабочих мест промышленных предприятий,
не отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям по физическим факторам, %
В горной промышленности на долю рабочих мест, не
соответствующих требованиям гигиенических норм (класс условий
труда 3.1-3.2) по электромагнитному фактору приходится 8,8%
(Рисунок 3).
10
Шум
21.3%
Прочее
2.8%
Микроклимат
29.1%
Вибрация
5.0%
ЭМП
8.8%
Освещённость
33.0%
Рисунок 3 – Доля рабочих мест операторов производственных процессов в горной
промышленности, не соответствующих санитарным требованиям
Анализируя условия труда на рабочих местах операторов
пультов
управления
(проходческим
щитом,
дробильносортировочным комплексом и клетьевой подъемной установкой) и
диспетчеров производственных процессов (на разрезе и
обогатительной фабрике), полученные результаты фактических
измерений уровней напряжённости ЭМП сравнивали с
официальными данными карт аттестации рабочих мест (АРМ) и
специальной оценки условий труда (СОУТ).
На основании проведённого анализа установили, что
проблема электромагнитной безопасности для объектов горной
промышленности является актуальной и требует более детального
изучения.
2. Определению класса условий труда на рабочих местах
для диспетчеров и операторов производственных процессов по
фактору ЭМП должно предшествовать установление мест с
максимальной напряженностью магнитного поля, определяемых
комбинированным воздействием рассматриваемых источников.
На
объектах
горной
промышленности
были
проанализированы условия труда на рабочих местах в 3
организациях и произведено 7500 замеров напряженности
электрического и магнитного полей. Согласно нормативным
11
документам измерения проводились на рабочих местах, на высотах
1,5; 1,0 и 0,5 м от поверхности пола.
Все измерения ЭМП осуществляли на фоне полей
промышленной частоты (50 Гц) от блоков питания, подводящих
кабелей и распределительных щитов. При экспериментальных
измерениях, отстроиться от фона промышленной частоты можно,
применяя частотную селекцию сигналов, однако, в случае с
видеодисплейными терминалами , частотное разделение «полезного»
и фонового ЭМП невозможно. В соответствии с требованиями, как
международных стандартов, так и стандартов Российской Федерации,
управляющие устройства на основе ПЭВМ рассматриваются в
совокупности с их кабелями питания и цепями коммутации. При
селекции измерительный прибор не может отделить их от полей
внешнего фона частоты 50 Гц.
В результате установили, что превышение санитарногигиенических норм по электромагнитному фактору имеет место на
рабочих местах двух категорий:
- операторов пультовых (рабочее место оснащено пультом
управления с одним или несколькими ВДТ);
- диспетчеров производственного процесса (управляют
протекающими на предприятии процессами с помощью ПЭВМ).
Характерные рабочие места с превышением ПДУ по ЭМП
представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Характерные рабочие места с превышением ПДУ в диапазоне частот 52000 Гц
Кратность превышения ПДУ, разы
Рабочее место
Плотность
Напряжённость
магнитного потока
электрического поля
Главный диспетчер разреза
4,1
Оператор дробильно4,6
сортировочного комплекса
Главный диспетчер обогатительной
3,7
2,7
фабрики
Оператор клетьевой подъёмной
2,5
1,9
установки
Оператор проходческого щита
7,8
2,0
12
Оценку условий труда на рабочих местах диспетчеров и
операторов производственных процессов на объектах горной
промышленности проводили с учётом пространственного
распределения ЭМП от пультов управления и силовых частей.
Для рассматриваемых рабочих зон анализ поля проводили
раздельно по электрической и магнитной составляющей, с учетом
расположения работника в зоне индукции.
Для обеспечения объективной оценки электромагнитной
обстановки на рабочих местах в производственных условиях
использовали результаты практических измерений, с учётом
специфики размещения оборудования, ограниченности пространства
рабочей зоны и создаваемой суперпозиции полей.
На основании экспериментальных данных были построены
зависимости распределения электромагнитных полей во всех
плоскостях от излучающего оборудования, на разных высотах для
каждого рабочего места.
В таблицах 2, 3 представлены результаты измерений
значений напряжённости электрического поля и плотности
магнитного потока на высоте 1 метра от пола (приборы ИМП-05/1,
ИЭП-05; диапазон частот 5 Гц – 2 кГц), на примере рабочих мест
главного диспетчера обогатительной фабрики и оператора клетьевой
подъёмной установки.
Как видно из данных таблицы 2, в условиях обычного
рабочего положения диспетчера обогатительной фабрики за
мониторами, значения напряженности электрического поля в
диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц на рабочем месте составляли от 62,8 до
66,5 В/м, превышая ПДУ (25 В/м) в 2,7 раза (Рисунок 8). Значение
плотности магнитного потока, на расстоянии 1 м от источника
излучения, достигало 315 нТл, что в 1,3 раза превышало ПДУ, а около
силовой части – 908 нТл, что в 3,7 раза превышало ПДУ, что
соответствовало классу условий труда 3.1 по электромагнитному
фактору (Рисунки 4, 6).
13
Таблица 2 – Результаты измерений на рабочем месте главного диспетчера
обогатительной фабрики
Расстояние от диспетчера, м
Расстояние от
источника, м
1,5
1
0,5
0*
0,5
1
1,5
Значение напряженности электрического поля, В/м
0,5
63,1
63,1
63,1
62,9
62,8
62,9
62,9
0,75
63,8
63,8
63,8
63,7
63,8
63,7
63,8
1
64,7
64,7
64,8
64,8
64,5
64,7
64,6
1,25
65,7
65,4
65,4
65,5
65,3
65,4
65,5
1,5
66,5
66,3
66,3
66,4
66,2
66,3
66,3
Значение плотности магнитного потока, нТл
0,5
268
277
277
274
271
252
254
0,75
259
251
257
262
276
280
281
1
232
241
315
269
292
302
312
1,25
654
585
525
599
635
585
668
1,5
790
786
770
766
813
897
908
* расположение диспетчера
Таблица 3 – Результаты измерений на рабочем месте оператора клетьевой
подъёмной установки
Расстояние от оператора, м
Расстояние от
источника, м
1,5
1
0,5
0*
0,5
1
1,5
Значение напряженности электрического поля, В/м
0,5
33,2
33,2
33,2
33,0
32,9
33,0
33,0
0,75
33,9
33,9
33,9
33,8
33,9
33,8
33,9
1
34,8
34,8
34,9
34,9
34,6
34,8
34,7
1,25
35,8
35,5
35,5
35,6
35,4
35,5
35,6
1,5
36,6
36,4
36,4
36,5
36,3
36,4
36,4
Значение плотности магнитного потока, нТл
0,5
296
301
305
304
303
292
286
0,75
295
302
312
319
334
351
349
1
284
301
315
330
359
415
431
1,25
484
519
561
586
554
651
724
1,5
659
712
774
815
817
956
1013
* расположение оператора
Как видно из данных, представленных в таблице 3, в
условиях обычного рабочего положения оператора клетьевой
подъёмной
установки,
средние
значения
напряженности
электрического
поля,
в
диапазоне
частот
5 Гц – 2 кГц,
увеличивались по мере удаления от пульта: 0,5 м – 33,0 В/м; 0,75 м –
14
33,8 В/м; 1 м – 34,9 В/м; 1,25 м – 35,6 В/м; 1,5 м – 36,5 В/м,
превышая ПДУ на 32-46%. Средние значения напряженности
электрического поля в диапазоне частот 2 – 400 кГц достигали 8,28,3 В/м, что превышало ПДУ в 3 раза. Средние значения плотности
магнитного потока составляли на расстоянии от пульта: 0,5 м – 304
нТл; 0,75 м – 319 нТл; 1 м – 330 нТл; 1,25 м – 586 нТл; 1,5 м – 815
нТл, превышая ПДУ в 2-3 раза. Значение плотности магнитного
потока около силовой части достигало 1000 нТл, что в 4 раза
превышало ПДУ и определяло класс условий труда, как 3.1 по
электромагнитному фактору.
Для условий горного производства определение в каждом
конкретном случае напряженности магнитного поля по
приведенным
формулам
требует
большого
объема
вычислительной работы и трудозатрат. Предлагаемый подход
состоит в возможности построения эмпирических соотношений,
позволяющих оценивать уровень магнитного поля на рабочем
месте с требуемой точностью.
В результате аппроксимации экспериментальных данных
по всем рабочим местам были получены полиномы,
описывающие изменение плотности магнитного потока, в
зависимости от удалённости от пультов управления. Установили,
что наиболее точно распределение плотности магнитного потока
в заданном диапазоне значений (0,5-1,5 метра) описывает график
полинома 3 степени B = -187,8d3 + 174,9d2 - 65,16d + 628,6 (нТл),
с корреляционным соотношением 0,99 при статистической
достоверности соответствующей вероятности 0,95, где d –
расстояние от источника. Экспериментально доказано, что данное
уравнение можно использовать для всех аналогичных рабочих
мест.
Таким образом, для объективной оценки электромагнитной
нагрузки на диспетчеров и операторов производственных процессов
при определении класса условий труда на рабочих местах,
необходимо учитывать комбинированное влияние ЭМП от разных
источников.
15
3. При несоответствии санитарно-гигиеническим нормам
условий труда по электромагнитному фактору, эффективная
защита операторов производственных процессов обеспечивается
при использовании сетчатых экранов из стали с размером
ячейки 10х10 мм.
Экранирование является одним из эффективных средств
коллективной защиты от ЭМП. Электромагнитные экраны могут
изготавливаться из металлических листов и проволочных сеток. Во
всех случаях базовым требованием к ним является высокая
электрическая проводимость, а для экранирования магнитных полей
– высокая магнитная проницаемость.
Известно, что максимальным защитным эффектом обладает
сплошной экран. Однако, преимуществами проволочных сеток
перед цельнолистовыми экранами являются: снижение массогабаритных параметров, улучшение теплообмена экранированной
камеры с внешней средой, возможность визуального наблюдения за
индикаторами установок.
В связи с этим, в целях обеспечения электромагнитной
безопасности на рабочих местах методом подбора, было решено
использовать экран, размерами 2х1,5 м, из сварной сетки,
образованной из стальных проволок, диаметром 0,1 мм с шагом
10 мм, относительной магнитной проницаемостью μ = 150 и
удельным сопротивлением 1,5∙10-7 Ом∙м. Экран устанавливали на
расстоянии 0,2 м от источника (силовой части).
При оценке эффективности защитного экрана установили,
что требуемая эффективность экранирующего устройства, по
расчётным формулам должна составлять не менее 18 дБ (по
максимально
выявленному
превышению).
При
заданных
параметрах, эффективность экрана, расположенного в зоне
индукции (ближней зоне) составила 20 дБ.
В таблицах 4, 5 представлены результаты измерений
значений напряжённости электрического поля и плотности
магнитного потока, на высоте 1 метра от пола, после экранирования
рабочих мест главного диспетчера обогатительной фабрики и
оператора клетьевой подъёмной установки.
16
После экранирования, значения напряженности электрического
поля на рабочем месте главного диспетчера обогатительной фабрики
составляло 19,3-21,5 В/м (Рисунок 9), а плотности магнитного потока –
77-221 нТл, обеспечивая снижение электромагнитной нагрузки в 3 раза
(Таблица 4, рисунки 5, 7). Это повлияло на изменение класса условий
труда с 3.1 на 2 по электромагнитному фактору.
Таблица 4 – Результаты измерений на рабочем месте главного диспетчера
обогатительной фабрики после экранирования
Расстояние от диспетчера, м
Расстояние от
источника, м
1,5
1
0,5
0*
0,5
1
1,5
Значение напряженности электрического поля, В/м
0,5
19,7
19,7
19,7
19,7
19,6
19,7
19,7
0,75
19,3
19,3
19,3
19,3
19,3
19,3
19,3
1
19,6
19,6
19,6
19,6
19,5
19,6
19,6
1,25
20,5
20,4
20,4
20,5
20,4
20,4
20,5
1,5
21,5
21,4
21,4
21,4
21,4
21,4
21,4
Значение плотности магнитного потока, нТл
0,5
179
185
185
183
181
168
169
0,75
104
100
103
105
110
112
112
1
77
80
105
90
97
101
104
1,25
136
122
109
125
132
122
139
1,5
193
192
188
187
198
219
221
* расположение диспетчера
Таблица 5 – Результаты измерений на рабочем месте оператора клетьевой
подъёмной установки после экранирования
Расстояние от оператора, м
Расстояние от
источника, м
1,5
1
0,5
0*
0,5
1
1,5
Значение напряженности электрического поля, В/м
0,5
10,4
10,4
10,4
10,3
10,3
10,3
10,3
0,75
10,3
10,3
10,3
10,2
10,3
10,2
10,3
1
10,5
10,5
10,6
10,6
10,5
10,5
10,5
1,25
11,2
11,1
11,1
11,1
11,1
11,1
11,1
1,5
11,8
11,7
11,7
11,8
11,7
11,7
11,7
Значение плотности магнитного потока, нТл
0,5
299
303
306
307
301
296
280
0,75
243
259
271
261
249
251
241
1
212
214
226
225
215
220
225
1,25
234
228
235
243
234
241
249
1,5
263
259
274
295
316
311
302
* расположение оператора
17
Экранирование ЭМП на рабочем месте оператора клетьевой
подъемной установки обеспечивало допустимый класс условий труда
по электромагнитному фактору, за счёт снижения электромагнитной
нагрузки в 3 раза. Так, значения напряжённости электрического
поля были в пределах 10,2-11,8 В/м, а плотности магнитного потока
– 212-316 нТл, в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц (Таблица 5). Среднее
значение напряжённости электрического поля в диапазоне частот 2 –
400 кГц при применении экрана также снижалось и составляло
2,3 В/м (Рисунок 10).
Таким образом, применение предложенного экрана
позволило обеспечить снижение на одну ступень класса условий
труда по электромагнитному фактору.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты, выводы и рекомендации сводятся к
следующему:
1. Установлено превышение ПДУ ЭМП на рабочих местах
операторов
пультов
управления:
дробильно-сортировочным
комплексом, проходческим щитом; диспетчеров технологических
процессов (класс условий труда 3.1-3.2).
2. Установлено, что при нерациональном размещении ВДТ и
ПЭВМ в пультовых и диспетчерских, формирующееся ЭМП
характеризуются суперпозицией полей частоты 50 Гц с увеличением
электромагнитной нагрузки на персонал в 3-4 раза.
3. Установлено, что плотность магнитного потока в рабочих
зонах диспетчеров и операторов может быть оценена по
полиномиальному соотношению (R² = 0,85-0,94).
4. Электромагнитное поле, создаваемое современными
пультами управления, в которые интегрированы ВДТ, имеет
сложный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 400
кГц. При этом, оценка ЭМП в зоне индукции проводится по
электрической (Е) и магнитной (Н) составляющим раздельно.
5. Установлено, что основным вредным фактором
производственной среды на рабочих местах операторов пультов
управления: дробильно-сортировочным комплексом, проходческим
18
щитом; диспетчеров технологических процессов является магнитное
поле, в диапазоне частот 5-2000 Гц, значение плотности магнитного
потока которого в 2-8 раз превышает ПДУ.
6. Обосновано, что применение сетчатого экрана 2,0х1,5 м,
изготовленного из стальной проволоки диаметром 0,1 мм, с шагом
сетки – 10 мм, на расстоянии 20 см от излучающего устройства
(силовой части) позволяет снизить на рабочих местах значение
плотности магнитного потока в 2-4 раза, напряжённости
электрического поля в 3-3,5 раза, что обеспечивает соблюдение ПДУ
или снижение степени вредности класса условий труда с 3.2 на 3.1
на отдельных рабочих местах.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
-в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России
1. Седов П.С. Анализ рабочих мест предприятий по добыче
каменного угля Восточного Донбасса по электромагнитному
фактору / П.С. Седов // Горный информационно-аналитический
бюллетень (научно-технический журнал). – 2015. – № 11
(специальный выпуск 60-1). – С. 231-236.
2. Черкай З.Н. Исследование и оценка электромагнитной
обстановки на рабочем месте оператора проходческого комплекса /
З.Н. Черкай, П.С. Седов, С.А. Пальцев // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал) – 2015. – №
11 (специальный выпуск 60-1). – С. 256-261.
3. Черкай
З.Н.
Проект
решения
по
снижению
электромагнитной нагрузки на персонал ОАО «Мордовцемент» /
З.Н. Черкай, С.В. Ковшов, П.С. Седов // Записки Горного института.
– 2014. – Т. 207. – С. 138-141.
-в других изданиях:
4. Cherkay Z.N. Draft resolution for reducing electromagnetic
load on staff of a mining and processing company / Cherkay Z.N.,
Kovshov S.V., Sedov P.S. // Life Science Journal. – 2014. – P. 63-69.
19
Рисунок 4 – Карта распределения магнитного поля на рабочем мете главного диспетчера
обогатительной фабрики
Рисунок 5 – Карта распределения магнитного поля на рабочем месте главного диспетчера
обогатительной фабрики после экранирования
Рисунок 6 – Поверхность распределения магнитного поля на рабочем мете главного диспетчера
обогатительной фабрики
Рисунок 7 – Поверхность распределения магнитного поля на рабочем мете главного диспетчера
обогатительной фабрики после экранирования
Рисунок 8 – Поверхность распределения напряженности электрического поля на рабочем месте
главного диспетчера обогатительной фабрики
Рисунок 9 – Поверхность распределения напряженности электрического поля на рабочем месте
главного диспетчера обогатительной фабрики после экранирования
Рисунок 10 – Поверхность распределения напряженности электрического поля в диапазоне
2 – 400 кГц на рабочем месте оператора клетьевой подъёмной установки
Рисунок 11 – Проведение измерений уровня напряжённости электрического поля в рабочей зоне
оператора клетьевой подъёмной установки
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
9
Размер файла
1 301 Кб
Теги
процессов, отрасли, обеспечение, производственной, безопасности, оператора, горной, электромагнитная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа