Средства коллективной защиты

ЛЕКЦИЯ 5, 6

Средства защиты

В процессе эволюции у человека развилась система защиты от опасного влияния различных факторов внешней среды.

Естественные средства защиты человека, выработанные за годы его эволюции, представляют собой совершенные системы самозащиты. В основе защиты лежит нервная система человека, которая подразделяется на центральную и периферическую. По нервным волокнам передаются сигналы (нервные импульсы) от интерцепторов, реагирующих на холод, тепло, боль и др. Скорость передачи сигналов примерно 120 м/с (аналог кабеля с распределенными параметрами).

В центральной нервной системе происходит распознавание нервных импульсов и выработка приказов для исполнительных органов. Эта деятельность нервной системы называется рефлекторной (безусловной и условной). Она спасает человека в пределах параметров, не превышающих возможности человека. Всякое воздействие, превышающее по интенсивности предел, вызывает боль и нарушение деятельности сигнализатора. Минимальную величину нервного импульса принято называть нижним абсолютным порогом чувствительности, максимальную – верхний.

В многообразии рефлекторной деятельности мозга имеются врожденные безусловные рефлексы, которые передаются по наследству, и условные рефлексы, которые формируются на основе жизненного опыта, то есть воспитываются в человеке (гибкая связь сигналов во времени). Условные рефлексы формируются на основе условных сигналов и предупреждают об опасности. Условный сигнал, не получающий подтверждения, постепенно ослабевает и исчезает совсем. Звук, цвет, свет - условные сигналы, широко используемые в охране человека.

Она защищает от проникновения в организм вредных микробов, своевременно предупреждает о наличии различных видов опасностей и вредностей.

Защита от патогенных микроорганизмов осуществляется кожей, слизистыми оболочками (они обладают бактерицидными свойствами). Если микробы проникают внутрь организма, то в борьбу вступают лейкоциты - специальные белые кровяные тельца.

Кожа человека защищает кровь от проникновения в неё химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, защищает от воздействия электрического тока, (электрическое сопротивление может быть более 100 кОм). На коже имеются 500 тыс. (неравномерно) рецепторов. Они обладают временем адаптации 2-20 с, благодаря чему, мы не ощущаем постоянного прикосновения одежды. На 1 см² кожи имеется до 100 специальных анализаторов холода и тепла (30 тыс. для тепла и 250 тыс. - для холода).

Значительная роль в этом принадлежит органам чувств.

Зрение – важнейший анализатор, позволяющий почти мгновенно получить представление о величине, форме предмета, его цвете и расположении в пространстве, движении и потенциальной опасности. Естественной защитой глаз являются веки и слезная жидкость. От действия на ресницы веки мгновенно закрываются, закрывая глаза от сильного света и механических повреждений. Однако на естественную защиту глаз не всегда можно положиться. Частые повреждения роговицы запыленным воздухом, различными частицами и химическими веществами приводит к помутнению роговицы, потере ее чувствительности и даже к образованию бельма. Поэтому используют СИЗ.

У некоторых людей наблюдается отклонение от нормального зрительного восприятия: цветная слепота, полная потеря восприятия цвета, когда все предметы воспринимаются как серые; дальтонизм – потеря воспринимать красный и зеленый цвета, а иногда желтый и фиолетовый; куриная слепота – заболевание, при котором с наступлением темноты человек полностью теряет способность видеть, а при ярком освещении видит нормально; зрительная иллюзия (обман зрения), которая приводит к неправильной оценке размера равновеликих, но разноцветных предметов, искаженному восприятию геометрических фигур, неправильной оценке частоты вращения деталей при стробоскопическом эффекте.

Зрение – сложный биологический процесс, обеспечивающий человеку 80% информации. Специальными анализаторами свет преобразуется в электрический импульс, который по нерву передается в мозг. Зрительный анализатор обладает наибольшей величиной адаптации. При темной адаптации чувствительность достигает некоторого оптимального уровня через 40-50 мин, световая адаптация, т.е. понижение чувствительности, длится 8-10 мин. Глаз остро реагирует на яркость света.

Острота зрения - минимальный угол, под которым две точки видны как отдельные, она зависит от освещённости, формы объекта и др. С увеличением освещённости острота зрения растёт.

Наибольшая видимость соответствует жёлтому свету (днём), а ночью (в сумерках) - зелёно-голубому.

Ощущение от светового сигнала сохраняется определенное время (инерция зрения), ~ 0,1-0,3 с. При действии прерывистого раздражителя возникает ощущение мелькания, которое при определенной частоте сливается в ровный немигающий свет (критическая частота мельканий). Инерция зрения обуславливает стробоскопический эффект.

Различают также поле зрения: в горизонтальном направлении 120 — 160°, по вертикали 55 - 60° вверх, 65 - 72° вниз. Особое значение для безопасности (охраны) глаза человека имеют брови, ресницы, веки, слёзы.

Слух - свойство человеческого уха воспринимать звуковые колебания в диапазоне частот 20 - 20000 Гц. Он обладает бинауральным эффектом вследствие того, что звук доходит до правого и левого уха в разное время, в результате чего человек ориентируется в нахождении источника звука. Способность человека слышать различные звуки позволяет своевременно обнаружить появление в работающей машине посторонних звуков – предшественников различных поломок и аварий.

Обоняние обусловлено обонятельными клетками в слизистой оболочке носовых раковин (более 60 млн. на площади ~ 5см). Органы обоняния могут обнаружить присутствие ядовитого вещества в таких количествах, какие не регистрируют даже химический и спектральный анализы. На сигналы обоняния о присутствии в воздухе вредных веществ (эфира, хлороформа, нашатырного спирта) организм отвечает рефлекторным замедлением дыхания и его кратковременной остановкой. Безвредные вещества такой реакции не вызывают. При длительном воздействии на органы обоняния одних и тех же веществ восприятие ослабляется. Так, при длительном контакте с вредными веществами (лаками, красками) рабочие перестают чувствовать присутствие ядовитых газов.

 

Вкус воспринимается анализаторами, расположенными в слизистой оболочке языка, ощущением четырех компонентов: сладкого, солёного, кислого, горького. Все остальные вкусовые ощущения - комбинации из этих компонентов. Вкусовые ощущения предупреждают о риске отравления, поэтому крайне опасно, когда они ослабляются (например, у пьяных людей). Она позволяет своевременно выявить присутствие в воде и пище некоторых вредных веществ. При изменении атмосферного давления вкусовая чувствительность нарушается.

 

Осязание чаще всего предупреждает об опасности, связанная с характером поверхности тел, их температурой, шероховатостью, присутствием электрического заряда. Осуществляется осязание с помощью кожного покрова. Кожа препятствует проникновению в кровь различных химических веществ, предупреждает отравление организма. Роговой слой и кислая среда на поверхности кожи является барьером на пути микробов. Частично кожа защищает организм и от тепловых воздействий, механических повреждений. Она является составной частью системы терморегуляции.

Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность механических стимулов (прикосновение, давление). Наиболее чувствительны дистальные части тела (около 500 тыс. точек). На кончиках пальцев рук предел ощущения 3 г/мм², на тыльной стороне пальцев 5 г/мм, на тыльной стороне кисти 12 г/мм, на животе 26 г/мм, на пятке 250 г/мм². Временной порог тактильной чувствительности около 0,1 с. Характерная особенность - быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для разных участков тела равно 2 - 20 с.

 

Вестибулярный аппарат - система, обеспечивающая сохранение равновесия тела. Его анализаторы расположены в жидкости внутреннего уха и мозга. Смещение жидкости под действием инерционных сил раздражает анализаторы, вырабатывается электрический импульс, поступающий в центральную нервную систему. При нарушении функционирования вестибулярного аппарата появляются тошнота, головокружение, человек перестает ориентироваться в пространстве. Люди с нарушением вестибулярного аппарата, нырнув в воду, не могут определить положение тела и в связи с этим нередко гибнут. Они плохо себя чувствуют и на высоте.

 

Вибрационная чувствительность по своей природе не имеет установленных анализаторов. Диапазон ощущений высок: от 1 до 10 000 Гц. Наибольшая чувствительность приходится на 200 - 250 Гц. Пороги виброчувствительности различны для различных участков тела. Наиболее чувствительны дистальные (максимально удаленные от центральной оси тела) участки тела, например, кисти рук.

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией.

Болевая чувствительность возникает в любом анализаторе. Обнаружены свободные нервные окончания в эпителиальном слое кожи, которые являются специальными рецепторами боли. Между тактильными и болевыми рецепторами существуют противоречивые отношения. Наименьшая плотность болевых рецепторов приходится на те участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецепторами, и наоборот. Болевые рецепторы вызывают оборонительные рефлексы, рефлекс удаления от раздражителя. Ощущение боли мобилизует организм на борьбу за самосохранение, перестраивается работа всех систем организма и повышается его активность. Порог боли чувствительности кончиков пальцев 300 г/мм. Латентный период около 370 мс. Критическая частота слияния дискретных болевых раздражителей 3 Гц. В области боли основной психофизиологический закон не действует.

Органическая чувствительность осуществляется рецепторами внутри организма. На основе взаимодействия анализаторов формируются функциональные системы, на работу которых влияют внешние факторы (климат, электромагнитные поля и пр.).

Двигательный анализатор контролирует силу сокращения мышц человека в широких пределах. Номинальная сила кисти руки человека 450 – 650 Н.

Для безопасности человека важно его общее функциональное состояние (ФС), которое представляет собой комплекс различных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают его деятельность. Отмечается несколько фаз работоспособности:

• Фаза мобилизации — рефлекторно повышает тонус центральной нервной системы, обеспечивается собранность, обдумывание.

• Первичная реакция - небольшое снижение функционального состояния (несколько минут).

• Гиперкомпенсация - приспособление к наиболее экономному режиму.

• Фаза компенсации - оптимальный режим всех систем, максимальная эффективность.

• Фаза субкомпенсации — высокий уровень ФС несколько снижается, обнаруживается начало утомления.

 

• Фаза декомпенсации — быстро ухудшается ФС.

• Фаза срыва - происходит расстройство регулирующих органов.

 

Общие требования безопасности труда заключается в создании условий, предохраняющих работающих от опасных и вредных воздействий окружающей среды.

Чтобы оградить человека от опасности получения механической травмы следует:

- обеспечить недоступность опасных объектов для человека;

- применять защитные устройства;

- использовать СИЗ.

 

Средства коллективной защиты

Средства защиты работающих – это средства, применение которых предотвращает или уменьшает воздействие на работающих опасных или вредных производственных факторов.

Коллективные средства – это средства защиты, конструктивно или функционально связанные с производственным оборудованием, производственным помещением.

Средства коллективной защиты осуществляются на стадии конструирования оборудования и проектирования производств предприятий.

При выборе конкретного способа защиты учитывают тип работы, размер и форму заготовки, метод обработки, расположение рабочего места, производственные требования.

К средствам коллективной защиты относятся:

1. Защитные устройства должны:

§ - предотвращать контакт частей тела человека или его одежды с опасными движущими механизмами и деталями машины;

§ - обеспечивать безопасность: рабочие не должны иметь возможность снять или обойти защитное устройство;

§ - закрывать зону обработки и рабочего от падающих предметов;

§ - не создавать новых опасностей: конструкция самого защитного устройства должна быть безупречна с точки зрения безопасности;

§ - не создавать помех: должна быть полная функциональная совместимость с оборудованием и технологической оснасткой.

2. Оградительные устройства. Предназначены для предотвращения случайного попадания человека в опасную зону.Они устраиваются для изоляции движущихся частей машин, станков и механизмов, мест вылета отлетающих частиц обрабатываемого материала, опасных по напряжению токоведущих частей оборудования, зон высоких температур и вредных излучений.

Оградительные устройства могут быть:

а) стационарными. Они являются постоянной частью оборудования и не зависят от движущихся частей, выполняя свою функцию. Должны быть простой конструкции, прочными и выдерживать любой возможный удар и иметь долгий срок службы.

б) передвижными. Регулирующие защитные устройства используются при работе с заготовками, размеры которых колеблются от малых до достаточно больших. Саморегулирующие устройства открываются только при выполнении определенных технологических операций и переходов: загрузка материала, снятие детали после обработки.

в) переносными. Используются при ремонтных и наладочных работах.

Они могут быть в виде кожухов, дверец, козырьков, барьеров, экранов. Изготавливают их из пластмасс, металла, дерева, могут быть сплошными и сетчатыми.

В основу создания оградительных устройств обычно заложен серьезный инженерный расчет.

 

3. Предохранительные (блокирующие) устройства. Предназначены для автоматического отключения машин при отклонениях от нормального режима или попадания человека в опасную зону.

Служат для предупреждения аварий и поломок отдельных частей оборудования и связанных с этим опасностей травмирования рабочих. Предохранительные устройстваавтоматически срабатывают, отключая оборудование или его узел при выходе какого-либо из указанных параметров за пределы допустимых величин.

Предохранительные устройства подразделяются на:

а) устройства обнаружения присутствия останавливают оборудование или прерывают рабочий цикл или операцию, если человек находится в пределах опасной зоны. По принципу действия устройства могут быть:

- фотоэлектрические (оптические). Использует систему световых источников и органов управления, которые могут прервать рабочий цикл машин в случае пересечения светового потока, падающего на фотоэлемент устройства. Опасную зону ограждают световыми лучами. Пересечение человеком светового луча вызывает изменение фототока и приводит в действие механизмы защиты или отключения установки. Используются в турникетах. Эти устройства используются только на оборудовании и машинах, которые можно остановить до того, как рабочий достигнет опасной зоны.

- электромагнитные (радиочастотные). Использует радиолуч, который является частью цепи управления. Когда емкостное поле нарушено, оборудование останавливается или не включается. Такие устройства можно использовать только в тех случаях, когда остановку оборудования можно произвести до попадания рабочего или частей его тела в рабочую зону. В конструкциях таких станков и машин должны быть предусмотрены надежные средства остановки.

- электромеханические устройства. Имеют пробный или контактный стержень, опускающийся на заранее установленное расстояние, с которого оператор начинает рабочий цикл машины. Если для его полного опускания на установленное расстояние есть какое-либо препятствие, цепь управления не начинает рабочий цикл.

- радиационные устройства. Основаны на применении радиоактивных изотопов. Ионизирующие излучения, направленные от источника, улавливаются измерительно-командным устройством, управляющим работой реле. При пересечении опасной зоны измерительно-командное устройство подает сигнал не реле, которое разрывает электрический контакт и отключает оборудование. Действие изотопов рассчитано на работу в течение десятков лет, и для них не требуется специального обслуживания

- механические,

- пневматические,

- ультразвуковые.

б) оттягивающие устройства. Являются одной из разновидностей механической блокировки, в них используется серия проводов, прикрепленных к рукам, запястьям и предплечьям рабочего. Применяются в машинах ударного действия. Когда начинается рабочий переход, механическое устройство обеспечивает устранение рук рабочего из зоны операции.

По способу восстановления работоспособности выключенной цепи предохранительные устройства подразделяются на три группы:

- системы с автоматическим восстановлением цепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму, например фрикционная муфта;

- системы с ручным восстановлением цепи органом управления, например механизм падающего червяка;

- системы с восстановлением цепи путем замены на новую части предохранительного устройства, являющейся специально предусмотренным слабым звеном, например плавкие предохранители, срезающиеся штифты.

 

4. Устройства аварийного отключения. К ним относятся:

- органы ручного аварийного выключения, штанги, чувствительные к изменению давления. При нажатии на них (если рабочий падает, теряет равновесие или затягивает в опасную зону) машина выключается;

- устройства аварийного отключения с отключающим стержнем. Работают от нажатия рукой. Провода или кабели располагаются по периметру или вблизи опасной зоны. Чтобы отключить машину рабочий должен дотянуться рукой до провода.

5. Сигнализация об опасности. Сигнализация является средством предупреждения работающих о наступающей опасности. К сигнализирующим устройствам относятся светоцветовые и звуковые сигналы, знаковая сигнализация и различные указатели - уровня жидкости, давления, температуры. Эффективность действия сигнализирующих устройств в значительной степени зависит от внимания и обучения самих работающих.

Кроме сигнальных цветов широко применяют различные опознавательные надписи. Видом информативной сигнализации являются также различного рода схемы, указатели, надписи. Последние поясняют назначение отдельных элементов машин либо указывают допустимые величины нагрузок. Как правило, надписи наносят непосредственно на корпуса машин, оборудования, тару или на табло, расположенное в зоне обслуживания. Например, надписи «Перевозка людей запрещена» наносят на борта транспортных средств, «Огнеопасно» - на тару с легковоспламеняющимися веществами и т.д.

Знаки безопасности подразделяют на 4 группы:

1) запрещающие - запрещают выполнять определенные действия (круг красного с белым полем внутри, белой по контуру знака каймой и символическим изображение черного цвета на внутреннем белом поле, перечеркнутым наклонной полосой красного цвета под углом 45° слева сверху направо вниз);

2) предупреждающие - предупреждают о возможной опасности (равносторонний треугольник со скругленными углами желтого цвета, обращенный вершиной вверх, с каймой черного цвета и символическим изображением черного цвета);

3) предписывающие - предписывают выполнять определенные действия (квадрат зеленого цвета с белой каймой по контуру и белым полем квадратной формы внутри его, на котором нанесены символическое изображение или поясняющая надпись черного цвета). Например, требования пожарной безопасности и для указания путей эвакуации;

4) указательные - указывают месторасположение различных объектов, устройств (синий прямоугольник, окантованный белой каймой по контуру, с белым полем квадратной формы внутри, на котором нанесены символическое изображение или поясняющая надпись черного цвета, за исключением символов и поясняющих надписей пожарной безопасности, которые выполняются красным цветом).

Вид знаков строго регламентирован государственным стандартом. Эти знаки отличаются друг от друга цветом и формой (см. рис.1).

 

В местах, зонах, пребывание в которых связано с возможной опасностью для работающих, а также на производственном оборудовании, являющемся источником опасности, установка знаков безопасности обязательна. Знаки, установленные на воротах и входных дверях, распространяют свое действие на все помещение, а у въезда на объект - на весь объект. Знаки, используемые в темное время, освещают. Кроме знаков применяют также плакаты безопасности запрещающие, предупреждающие, предписывающие и указательные, устанавливаемые в местах временных работ, а также в других случаях.

6. Световая сигнализация. Сигнальные цвета, знаки и плакаты безопасности применяют для предупреждения работающих о возможной опасности, предписания или разрешения определенных действий.

В качестве сигнальных цветов применяют красный, желтый, зеленый и синий цвета.

На автоматизированных линиях красные сигнальные лампы устанавливают на машинах и оборудовании, которые не контролируются обслуживающим персоналом; зеленые - на временно не работающем оборудовании.

Красный цвет - запрещающий, сигнализирует о необходимости немедленного вмешательства, указывает устройство, работа которого представляет опасность. Его применяют для запрещающих знаков, отключающих устройств машин и механизмов, в том числе аварийных, внутренних поверхностей крышек (дверец) шкафов с открытыми токоведущими элементами электрооборудования (если вся машина красного цвета, то указанные поверхности должны быть желтыми); сигнальных ламп, извещающих о нарушении технологического процесса или условий безопасности, пожарной техники, оборудования и др.

Желтый цвет - предупреждающий, указывает на приближение одного из параметров к предельным, представляющим опасность значениям для работающего. Его применяют для предупреждающих знаков, обозначения элементов строительных конструкций (низких балок, выступов, малозаметных ступеней, кромок, погрузочных платформ, люков и т.п.), открытых движущихся частей оборудования, кромок оградительных устройств, которые не полностью закрывают движущиеся элементы оборудования; постоянных и временных ограждений, устанавливаемых на границах опасных зон; ограждений лестниц, балконов и пр.

Предупреждающую окраску в виде чередующихся наклонных под углом 45...60° черных и желтых полос шириной 30...200 мм применяют для обозначения низких балок, колонн, выступов, малозаметных ступеней, сужений подъездов, элементов внутрицехового транспорта, подъемно-транспортного оборудования, кабин, бамперов, боковых поверхностей электрокранов, кранов, обойм грузовых крюков и др.

Синий цвет - сигнализирующий, используется для технической информации о работе оборудования и т.п. Его применяют для предписывающих знаков и в ряде других случаев.

Зеленый цвет - извещает о нормальном режиме работы; его применяют для обозначения эвакуационных выходов, сигнальных ламп, извещающих о нормальной работе машин, и для указательного знака.

Сигнальные цвета широко применяются для опознавания раз­личных веществ и материалов, аппаратуры, органов управления и т.п. Так, трубопровод с водой при необходимости окрашивают в зеленый цвет, паром - красный, воздухом - синий, горючим газом - желтый, горючей жидкостью - коричневый и т.д. Баллоны со сжатым или сжиженным аммиаком имеют желтый, с воздухом - черный, с кислородом - голубой, с ацетиленом - белый цвет и т.д. Коробки промышленных противогазов для защиты от паров органических веществ окрашивают в коричневый цвет, от кислых газов - в желтый, от оксида углерода - в красный и т.д. Сигнальную (оранжевую) спецодежду используют дорожные рабочие.

7. Тормозные устройства обеспечивают возможность быстрой остановки всего производственного оборудования или отдельных его элементов. Тормоза могут быть ручные (ножные), полуавтоматические и автоматические.

Ручные приводятся в действие оператором оборудования. Автоматические при превышении скорости движения механизмов машин или выхода за допустимые пределы иных параметров оборудования срабатывают без участия оператора.

8. Устройства дистанционного управления. Они позволяют вывести человека из опасной зоны и облегчить его труд. Подразделяются: по конструктивному исполнению – на стационарные и передвижные; по принципу действия – на механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Особенно большое значение дистанционное управление как средство безопасности имеет при производстве и использовании взрывчатых, токсических, легковоспламеняющихся веществ и при обработке радиоактивных материалов. Большое значение имеет применение дистанционного управления запорной и регулирующей арматурой, когда она расположена в труднодоступных, огнеопасных и других зонах, в которых длительное пребывание обслуживающего персонала недопустимо.

 

7. Предупредительные барьеры. Они служат в качестве напоминания рабочему, что он приближается к опасной зоне. Это минимально допустимые расстояния между объектами, из которых один или оба представляют потенциальную опасность, могущую легко проявиться при меньших расстояниях между ними. Относятся: экраны – служат для защиты от летящих частиц, стружки, масел, вылетающих из зоны обработки.

 

8. Вентиляция, кондиционирование воздуха.

По способу организации воздухообмена вентиляция может быть:

§ Общеобменная вентиляция. Смена воздуха происходит во всем объеме помещения, наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению;

§ Местная вентиляция. Предназначена для отсосов вредных выделений (пары, газы, пыль, избыточное тепло) в местах их образования и удаления из помещения;

§ Комбинированная система. Предусматривает одновременную работу местной и общеобменной вентиляции.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает:

§ естественной (воздух перемещается под влиянием естественных факторов: теплового напора или действия ветра);

§ механической (воздух перемещается с помощью вентиляторов).

 

В зависимости от назначения вентиляции – подача (приток) воздуха в помещение или удаление (вытяжка) его из помещения, вентиляцию называют приточной и вытяжной.

Во всех помещениях должна быть предусмотрена естественная вентиляция, которая может иметь неорганизованный и организованный характер. При неорганизованной вентиляции воздух подается и удаляется из помещения через неплотности и поры наружных ограждений зданий, через форточки, окна. Естественная вентиляция считается организованной, если направления воздушных потоков и воздухообмен регулируются с помощью специальных устройств. Систему организованного естественного воздухообмена называют аэрацией.

Обычные системы вентиляции не способны поддерживать сразу все параметры воздуха в пределах, обеспечивающих комфортные условия и поэтому используется кондиционирование. Происходи увлажнение или сушка воздуха, нагревание или охлаждение и очистка от пыли.