2.3.4. Захист від шуму, вібрації, ультразвуку та інфразвуку

Шум – це будь-який небажаний (як правило, неприємний) звук чи комбінація звуків, що змінюються у часі, викликаючи у людини неприємні суб’єктивні відчуття, стомлюваність і погіршення стану здоров’я.

За часовим перебігом шум може бути постійним і непостійним, а за спектром звукових частот – широкополосним і тональним. Непостійний шум може бути з перервами, коливатися в часі за інтенсивністю, в тому числі бути імпульсним.

Шум – є не чим іншим, як звуковими коливаннями у повітряному середовищі, які викликають звуковий тиск. Звуковий тиск вимірюється в Паскалях. Найслабкіший звук, який здатне сприймати людське вухо з нормальним слухом відповідає звуковому тиску в 2 х 10^-5 Па. Найвищий показник звукового тиску, який може сприймати людина без больових відчуттів перевищує мінімальний поріг сприйняття звуку в 10¹³ разів і називається больовим порогом.

Інтенсивність звуку прийнято оцінювати відношенням створюваного звукового тиску до мінімального звукового тиску, який є порогом сприйняття звуку. Відношення звукового тиску в діапазоні порогу сприйняття обчислюють через його рівень в логарифмічних одиницях – децибелах (дБ). Нуль децибел відповідає звуковому мінімальному пороговому значенню тиску, тобто 2 х 10^-5 Па. Використання логарифмічної шкали дозволяє весь діапазон звукового тиску визначити шкалою від 0 до 130 дБ. У відповідності до логарифмічної побудови шкали шум у 50 дБ у два рази перевищує шум у 40 дБ і т.п.

Виробничий шум містить звуки різних частот. Органи слуху людини здатні сприймати звуки частоти коливань повітря від 16 до 20000 Гц. Для гігієнічної характеристики шуму в практиці всю частотну шкалу поділяють на окремі частотні інтервали, які назвали – октавами. Октава – це полоса частот, у якій верхня частотна межа у два рази перевищує нижню. Весь звуковий діапазон частот поділяється на одинадцять октавних полос: 16; 32; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц.

Ступінь несприятливого впливу шуму на організм людини залежить від рівня звукового тиску, звукових частот, часу і тривалості дії та індивідуальних особливостей людини. Звуки низьких і високих частот здаються тихішими від звуків середніх частот.

У випадку відсутності на стінах приміщень звукопоглинаючих матеріалів (штор, килимів тощо) звук буде гучнішим внаслідок багатократного відбиття, що збільшує шум на декілька децибел. Таке явище називають реверберацією, відлунням.

Шкала шумів

Децибел, дБ	Характеристика	Джерела звуку
0	Нічего не чутно
5	Майже не чутно
10	Майже не чутно	тихий шелест листя
15	Ледь чутно	шелест листя
20	Ледь чутно	шепіт людини (на відстані 1 метр).
25	Тихо	шепіт людини (до 1м)
30	Тихо	шепот, тиканье настенных часов.
35	Досить чутно	приглушенный разговор
40	Досить чутно	звичайна мова
45	Досить чутно	нормальна розмова
50	Добре чутно	діалог, негучне звучання радіоприймача
55	Досить гучно	норма для офісів
60	Шумно	норма для офісів
65	Шумно	гучна розмова
70	Шумно	гучні розмови
75	Шумно	крики, гучний сміх
80	Дуже шумно	крики, автомашина з глушником
85	Дуже шумно	гучний крик, мотоцикл з глушником
90	Дуже шумно	гучні крики, вантажний залізничний вагон
95	Дуже шумно	вагон метро (всередині вагону)
100	Незвично шумно	оркестр, грім, максимальна гучність плеєра
105	Незвично шумно	в літаку
110	Надзвичайно шумно	Гелікоптер
115	Надзвичайно шумно	піскоструменевий аппарат
120	Майже переносимо	відбійний молоток
125	Майже непереносимо
130	Больовий порог	Літак на старті
135	Контузія
140	Контузія	звук реактивного злітаючого літака
145	Контузія	старт ракети
150	Контузія, травми
155	Контузія, травми
160	Шок, травми	Ударна хвиля від зверхзвукового літака
При рівнях звуку вище 160 децибел – можливий разрив барабанных перепонок і легень, а вище 200 – смерть

Довготривала інтенсивна дія шуму на людину проявляється зниженням слуху, а в окремих випадках обумовлює його втрату. Шум шкідливо діє на нервову і серцево-судинну систему, робить людину дратівливою, викликає болі в голові, шум у вухах, порушує сон, погіршує пам’ять.

Не геологорозвідувальних роботах шумом супроводжуються процеси буріння свердловин, проходження гірничих виробіток, робота відбійних молотків і перфораторів, різноманітні ремонтні роботи, відбір, подрібнення і обробка зразків гірських порід, робота вентиляційних систем тощо.

Заходи по зменшенню шуму проводяться в наступних напрямках:

• зміна технології та зменшення шумності обладнання та устаткування;

• звукова ізоляція джерел утворення шуму і окремих його вузлів;

• монтаж матеріалів з високим рівнем поглинання шуму;

• використання дистанційного управління робочими машинами і механізмами у виробничих процесах;

• організація систематичного медичного контролю за станом здоров’я працюючих у зоні шуму;

• використання засобів індивідуального захисту.

Найбільш сприятливим із перерахованих заходів є зменшення шумності обладнання, машин і механізмів за рахунок заміни шумоутворюючих металічних вузлів на менш шумні, виготовлені із пластмас або інших замінників. Дуже поширеним є монтаж звукоізолюючих загороджень, наклеювання спеціальних шумопоглинаючих пористих прокладок, використання екранів, спеціальних кабін.

Для боротьби з аеродинамічним шумом в компресорах, двигунах через вихлопи відпрацьованих газів застосовуються різні види глушників. Найпростішим активним глушником є труба, внутрішня частина якої обклеєна волоком. Така труба приєднується до вихлопного отвору джерела шуму. В реактивних глушниках затихання шуму забезпечується монтуванням до труби розширювальних камер.

Часто наслідком підвищення шуму є знос і несправність деталей механізмів. Їх треба своєчасно ремонтувати або замінювати.

Якщо не можна зменшити рівень шуму до рівня допустимих величин застосуванням загальнотехнічних заходів, перерахованих вище, використовуються засоби індивідуального захисту: спеціальні вкладки у вуха, навушники, шлеми, або використовують звичайну вату.

Для контролю рівня звукового тиску і вимірювання шуму використовується прилад шумовимірювач. В такому приладі звук, який сприймається мікрофоном, перетворюється в електричні сигнали (коливання відповідних частот і амплітуди). Ці сигнали проходять певні процеси перетворень і реєструються. На підставі зареєстрованих показників шуму робляться висновки щодо відповідності рівня шуму встановленим нормам. Норми (нормативи) встановлюються в залежності від виду виконуваної роботи і нервово-емоційної напруженості праці.

Вібрація представляє собою фізичне явище у формі механічних коливальних рухів, які безпосередньо діють на тіло людини чи окремі його органи.

Внаслідок механізації багатьох видів робіт і використанні пневматичних та електричних інструментів, в основі дії яких є вібрація, збільшилася кількість працівників, які хворіють на вібраційну хворобу після тривалого періоду відповідної трудової діяльності.

В залежності від форми дії на тіло людини виділяють загальну і локальну вібрацію. Загальна вібрація трясе все тіло, а локальна – викликає коливання окремих його частин. А в окремих випадках на організм людини одночасно може діяти, як загальна, так локальна вібрація.

Ступінь несприятливої дії вібрації на організм людини визначається кількістю вібраційної енергії, яка йому передається. Кількість енергії залежить від частоти і амплітуди коливань вібрації. Найбільш небезпечними є коливання частотою 16 – 250 Гц. При вимірюванні вібрацій визначають енергію коливальних рухів у відносних величинах в межах октав з середньо-геометричними частотами 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500 Гц і вище. Вібрація у межах частот від 16 до 32 Гц є низькочастотною, з більшими частотами – високочастотною.

Вібраційна хвороба може бути спричинена дією як загальної, так і місцевої (локальної) вібрації. Внаслідок дії загальної вібрації на центральну нервову систему можуть порушуватися фізіологічні функції організму, які проявляються у формі головної болі, поганого сну, зниження працездатності, порушень діяльності серцево-судинної системи. Локальна вібрація обумовлює спазми судин і порушення кровопостачання кінцівок, негативно діє на нервові закінчення, кістки та м’язи. При досить тривалій дії вібрації порушується діяльність центральної нервової системи.

Від загальної вібрації можуть страждати водії транспортних засобів, особливо трактористи, машиністи бурових установок. Від місцевої вібрації страждають працівники, зайняті на різноманітних роботах з відбійними молотками, на бурінні шпурів ручними перфораторами, клепальники, а також робітники дробильних і шліфувальних установок і ті, що займаються відбором проб ручним механічним інструментом.

Охорона праці при роботі з використанням вібраційних установок, машин і приладів передбачає:

• зміни в технології робіт, загородження вібруючого обладнання;

• монтаж віброізоляційних, вібропоглинаючих, амортизаціних матеріалів на вібруючі конструкції;

• автоматизація виробничих процесів з використанням дистанційного управління і контролю роботи устаткування і обладнання;

• оптимізація режиму праці і відпочинку;

• застосування індивідуальних заходів захисту;

• систематичне проведення лікувально-профілактичних заходів тощо .

Наприклад, при проходженні горизонтальних гірничорозвідувальних виробіток заміна ручних перфораторів колонковими зменшує ризик віброзахворювань. Застосування розпірних колонок дозволяє уникати прямого контакту прохідника з інструментом, а значить виключається дія вібрації на нього.

При бурінні шпурів ручними перфораторами застосовуються віброзгашуючі пристрої.

На колонковому бурінні свердловин машиністи бурових установок працюють в умовах загальної вібрації. Ступінь вібрації можна зменшити при точному дотриманні правил монтажу обладнання і, зокрема бурового снаряду, дотриманні прямої осі бурильної колони, виборі оптимальних режимів буріння. Вібрацію можна зменшити завдяки застосуванню антивібраційних консистентних мастил і спеціальних антивібраційних емульсій (рідин).

Застосування амортизаторів, втулок, прокладок, усунення резонансних явищ зменшує частоту та амплітуду вібраційних коливань.

Застосування спеціальних резинових килимків також зменшує рівень загальної вібрації. А використання віброзахисних рукавиць та взуття зменшує рівень як загальної так і місцевої вібрації.

Ультразвук – механічні коливання пружного середовища частотами вище 20 кГц. Він характеризується також тиском та інтенсивністю. Поширюючись у різних середовищах ультразвукові коливання поглинаються тим швидше, чим вища їх частота. Водою, металом та іншими пружними матеріалами ультразвук мало поглинається і тому поширюється на великі відстані. При поглинанні ж ультразвуку відбувається розігрів середовища його поширення.

Організм людини, вловлюючи ультразвукові сигнали, безпосередньо їх не відчуває, але фізико-гігієнічні наслідки їх дії проявляються аналогічно шуму. При перевищенні гранично допустимих рівнів можуть статися функціональні зміни нервової і судинної системи людини в місцях контакту (вегетативні поліневрити, м’язова слабкість пальців, кісті рук, передпліччя тощо). Ультразвукові коливання також негативно діють на слуховий і вестибулярний апарат, больову чутливість і процеси терморегуляції організму.

Безпечний рівень ультразвукових коливань регламентується відповідними нормами, встановленими для промислових ультразвукових установок. В зонах контакту рук або інших частин тіла з робочими органами таких установок рівень звукового тиску не повинен перевищувати 110 дБ.

Для зменшення шкідливої дії ультразвуку використовують спеціальні звукоізолюючі екрани, звукопоглинаючі кожухи, загороджувальні щити, або розміщують їх в окремих приміщеннях з використанням дистанційного управління. Застосовуються також засоби індивідуального захисту: віброізолюючі рукоятки, захисні рукавиці.

В геологічній галузі ультразвук використовується при дефектоскопії бурильних, обсадних труб, іншого обладнання, а також при вивченні верхнього шару землі методами інженерної геології.

Інфразвук – механічні коливання пружного середовища нижче частоти 16 Гц, тобто має природу, однакову зі звуком. Велика довжина хвилі і мала частота коливань обумовлюють низьку ступінь затухання хвиль у повітрі. У виробничих умовах інфразвук утворюється підчас роботи компресорів, автомашин, бурових установок, які працюють від двигунів внутрішнього згоряння, вентиляторів, інших великогабаритних механізмів, при роботі яких утворюються звичайні шуми.

Поширюючись у повітрі і діючи на весь організм людини низькочастотні коливання, які не відчуваються людиною, викликають слабкість, зниження працездатності, головні болі, порушення сну, роздратування і зниження імунітету. Дуже часто людина навіть не усвідомлює причину недомагання через те, що не може уявити причину, яку вона не відчуває, адже сприйняття звуку починається з 20 Гц.

Захист від інфразвуку аналогічний захисту від шуму та ультразвуку. Важливо не тільки підбирати робочий персонал із числа здорових осіб, але й організовувати періодичні профілактичні медичні огляди і оздоровлення працівників.