Практическая работа 9 ОПАСНЫЕ ЗОНЫ

Цель работы: приобрести навыки определения и расчёта опасных зон при работе грузоподъёмных машин.

Теоретическая часть

Под опасными зонами понимают зоны, отличающиеся повышенным риском для здоровья и жизни людей, в которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные факторы, связанные или не связанные с характером выполняемых работ.

Среди опасных зон особое место занимают зоны постоянно действующих опасностей. К ним относятся территории возле неизолированных токоведущих частей установок, вблизи неограждённых перепадов высот от 1,3 м и выше, зоны, характеризующиеся превышением ПДК загрязняющих веществ в воздухе,

втом числе взрывоопасные зоны.

Кзонам потенциально опасных производственных факторов принято относить территории вблизи строящихся объектов, этажи или ярусы, над которыми происходит монтаж или демонтаж оборудования или конструкций, зоны перемещения машин и оборудования, а также перемещения грузов кранами.

В зависимости от взаимного расположения объекта защиты (человека) и опасной зоны на производстве выделяют четыре принципиальных схемы взаимодействия ОЗ-Ч (рис. 5).

Первый вариант характеризует безопасную ситуацию на производстве, при которой работа персонала осуществляется в дистанционной форме. Примером может служить работа оператора АСУ, профессиональная деятельность которого тесно связана с контролем, слежением и управлением производственными процессами при помощи компьютерной техники и системы удаленных датчиков.

Рис. 5. Варианты взаимного расположения человека и опасной зоны на производстве

57

Второй вариант наблюдается при выполнении персоналом краткосрочных или временных работ по обслуживанию, наладке или ремонту оборудования, в результате чего объект защиты на короткий период оказывается в зоне действия опасных факторов.

Самым распространённым в условиях производства является третий вариант взаимного расположения опасной зоны и объекта защиты. В этом случае персонал осуществляет свою деятельность непосредственно в опасной зоне, используя средства индивидуальной защиты. Данный вариант характерен, например, для металлургов, находящихся в непосредственной близости от печей, электромонтеров, работающих с электросетями и т.д.

Четвёртый вариант получил название условно-безопасной ситуации, которая возникает при авариях или в условиях ликвидации их последствий. В этом случае спасатель (объект защиты) работает в условиях высокого уровня опасности в течение непродолжительного периода времени. При этом он защищён от неблагоприятного воздействия опасных факторов изолирующими средствами индивидуальной защиты, а длительность его пребывания в опасной зоне определяется свойствами СИЗ.

Среди наиболее опасных зон можно выделить зоны, связанные со строительной деятельностью. Работа кранов по подъёму и перемещению грузов, экскаваторов представляет наибольшую угрозу жизни и здоровью людей.

К основным опасностям, возникающим при подъёме и перемещении грузов кранами, можно отнести:

1)отрыв и падение башни крана;

2)износ или неверный выбор стрелового каната;

3)перегрузка стрелы;

4)неправильная установка крана вблизи котлована;

5)брак строп и др.

Таким образом, причинами возникновения аварийных ситуаций на строительных площадках могут являться:

1)неверный подбор и привязка кранов;

2)неправильное определение границ опасной зоны работ;

3)нарушение техники безопасности при нахождении в опасных зонах;

4)отсутствие или недостаточность разработки мероприятий по ограничению нахождения в опасных зонах;

5)нарушение правил установки кранов вблизи ЛЭП и выемок;

6)нарушение правил проведения погрузочно-разгрузочных работ и т.д. В целях сохранения здоровья персонала, работающего на строительной

площадке, а также проходящих вблизи стройки людей, проводится расчёт гра-

58

ниц опасных зон с последующим установлением ограждений и иных средств защиты. Расчёт границ опасной зоны проводят в соответствии с методикой, изложенной в РД-11-06–2007 « Методические рекомендации о порядке разработки проектов производства работ грузоподъёмными машинами и технологических карт погрузочно-разгрузочных работ». Рассмотрим более подробно определение границ опасной зоны при подъёме грузов башенным краном и при привязке грузоподъёмных машин вблизи берм котлована.

1. Определение границ опасной зоны при работе башенного крана.

При работе грузоподъёмных машин выделяют три вида зон:

−зона обслуживания крана;

−опасная зона, возникающая при перемещении грузов;

−опасная зона, возникающая в результате перемещения движущихся частей грузоподъёмных машин.

Граница зоны обслуживания определяется максимальным вылетом R между крайними стоянками крана на рельсовом пути.

Граница опасной зоны, возникающей при перемещении грузов, включает

всебя зону обслуживания, половину наружного наименьшего габарита перемещаемого груза с прибавлением наибольшего габаритного размера груза и минимального расстояния при его падении, определяющегося по табл. 29.

Граница опасной зоны, возникающей при перемещении подвижных частей грузоподъёмных машин, устанавливается на расстоянии не менее 5 м от максимального положения движущихся частей.

Схематично расположение границ опасных зон при работе башенного крана показано на рис. 6.

29. Минимальное расстояние отлета груза при его падении [7]

59

2. Определение границ опасной зоны при размещении вблизи бермы котлована.

Под бермой понимается горизонтальная площадка на откосах земляных сооружений для придания устойчивости и улучшения условий эксплуатации. На рисунке 7 схематично представлено расположение грузоподъёмной машины вблизи бермы.

Граница опасной зоны вблизи выемок с откосами, разрабатываемых без механических креплений, связана с выходом следа поверхности скольжения от возможной призмы обрушения грунта на берму. Приближение грузоподъёмных машин к неукреплённым откосам котлованов и других выемок при ненасыпном грунте определяется расстоянием по горизонтали от основания откоса котлована согласно табл. 30. В случае если глубина выемки более 5 м, то расстояние от основания её откоса до опорных конструкций крана определяется расчётным путём с обязательным укреплением.

Так же при определении границ опасной зоны учитывают вид грунта, на котором ведутся работы, и крутизну откосов. Значения крутизны откосов принимается по табл. 31. При напластовании различных видов грунта в месте уста-

Рис. 7. Расположение грузоподъёмных машин вблизи бермы:

1 – дно выемки; 2 – откос выемки; 3 – берма; h – глубина выемки, м; α – крутизна откосов; L – минимальное расстояние от основания выемки до опор, м

30. Минимальные расстояния по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины [7]

61

31. Крутизна откосов выемки в зависимости от глубины [7]

новки грузоподъёмных машин крутизну откосов определяют по наименее устойчивому виду от обрушения откоса.

Для определения границ опасной зоны в случае, когда берма свободна от нагрузки, воспользуемся формулой

Для определения границ опасной зоны в случае наличия нагрузки на берме воспользуемся данными табл. 30.

Методические рекомендации по выполнению работы

1.Изучите теоретическую часть.

2.Согласно варианту определите границы опасной зоны при работе крана по перемещению компактных грузов и грузов высокой парусности.

3.Согласно варианту определите границы опасной зоны при размещении крана вблизи бермы.

4.Предложите 3 – 5 защитных мероприятий при нахождении человека

вопасной зоне.

5.Оформите отчёт.

Варианты заданий к практической работе 8

Задача 1. Требуется оценить возможную опасную зону при работе крана на вылете R, при подъёме компактного груза и груза высокой парусности на высоту hгр, угловая скорость вращения стрелы ω. Минимальные и максимальные габариты груза lгрmin и lгрmax .

62

Задача 2. Требуется определить положение границы опасной зоны на берме выемки глубиной h без нагрузки на берму и под нагрузкой.

Вопросы для самоконтроля

1.Опишите варианты расположения человека относительно опасной зоны. Приведите примеры.

2.Перечислите основные опасности, характерные для строительных площадок.

3.Что такое опасная зона? Для чего необходимо рассчитывать её размеры?

4.Какие зоны выделяют при работе грузоподъёмных машин? В чём заключается их особенность?

5.Какие факторы необходимо учитывать при расчёте опасной зоны для грузоподъёмных машин, расположенных вблизи бермы?

63

Практическая работа 10 РАСЧЁТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ КОМПЛЕКТА

СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

Цель работы: ознакомиться с методикой расчёта спецодежды для защиты от пониженных температур; получить навыки определения теплоизоляции спецодежды.

Теоретическая часть

Одним из вредных для здоровья человека факторов является пониженная температура окружающей среды. Под пониженной температурой следует по-

нимать такое сочетание физических факторов окружающей среды (температура воздуха, влажность воздуха, скорость ветра), которое способно вызвать переох-

лаждение организма человека и от которого требуется применение средств ин-

дивидуальной защиты (СИЗ), в том числе спецодежды.

Опасность низких температур для человека заключается в проявлении неблагоприятных изменений в организме, таких как общее переохлаждение

(гипотермия) и обморожение.

Под переохлаждением следует понимать такое состояние организма, при котором температура внутренних органов снижается до 35 ° С. Различают три

стадии гипотермии:

− первая стадия – лёгкая – происходит снижение температуры тела до

35…33 ° С, при этом наблюдается слабость, усталость, сонливость, пульс за-

медляется, а артериальное давление повышается;

− вторая стадия – средней тяжести – характеризуется снижением арте-

риального давления, замедлением сердцебиения, угнетением дыхательной ак-

тивности, снижением температуры до 32…29 ° С;

− третья стадия – тяжелая – гипотермия развивается при снижении тем-

пературы тела ниже 29 ° С, что может привести к гибели человека. Обморожение – локальное поражение тканей в результате воздействия

низких температур, при котором возможно развитие омертвления глубоких слоёв кожи. Чаще всего возникает при длительном нахождении человека на от-

крытом воздухе при температуре ниже –10 ° С. Выделяют четыре степени обмо-

рожения:

− первая степень – на месте, подвергшемся воздействию низких темпе-

ратур, ощущается жжение и покалывание;

64

−вторая степень – характерная черта появления пузырей, наполненных прозрачной жидкостью;

−третья стадия – образовавшиеся пузыри наполнены кровянистым содержимым, при этом место поражения становится нечувствительным к раздражителям;

−четвёртая степень – проявляется в виде отёка, пузыри могут отсутст-

вовать.

Для защиты работников от низких температур, чья трудовая деятельность ведётся непосредственно в неотапливаемых помещениях или на открытых пространствах, применяют специальную одежду (спецодежду). В качестве спецодежды могут использоваться брюки и куртка, комбинезоны, головные уборы.

Основные требования к комплектам для защиты от воздействия пониженных температур, в том числе к их теплоизоляционным свойствам, приведены в ГОСТ 12.4.303–2016 « Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от пониженных температур. Технические требования».

Теплоизоляция комплекта СИЗ – параметр теплозащитных свойств СИЗ, который характеризует интенсивность прохождения теплового потока от поверхности тела человека в окружающую среду.

В зависимости от климатического пояса (региона) [8] эксплуатации спецодежду делят на четыре класса защиты:

1-й класс защиты применяется для спецодежды, используемой в I–II климатических поясах (регионы IV – III);

2-й класс защиты – III климатический пояс (регион II);

3-й класс защиты применяют для IV климатического пояса (регион IБ); 4-й класс защиты – « особый» климатический пояс (регион IA).

Расчёт теплоизоляции комплекта СИЗ (Iк, м2·°С/Вт) проводят при двух условиях: сохранения теплового комфорта и при допущении охлаждения человека:

щей среды, ° С; qп – средневзвешенное значение теплового потока для условий теплового комфорта или охлаждения, Вт/м2.

Расчёт средневзвешенной температуры кожи также проводится для теп-

65

где qм – общие энергозатраты, Вт/м2; W – эффективная мощность работы (принимаем равной 0); qк.дых – теплопотери конвекцией при дыхании, Вт/м2; qисп.дых – теплопотери при испарении влаги при дыхании, Вт/м2; qисп.к – теплопотери при испарении влаги с поверхности тела, Вт/м2; qт.с – изменение теплосодержания

ворганизме, Вт/м2.

Вслучае использования для изготовления комплекта СИЗ паропроницаемых материалов значение qп (в интервале температур до –10 ° С) можно оценить по формуле

Для того чтобы определить теплопотери конвекцией при дыхании, воспользуемся формулой

где Твыд – температура выдыхаемого воздуха, ° С, определяемая по формуле

Tвыд = 29 + 0,2Tв .

Теплопотери при испарении влаги при дыхании рассчитываются по фор-

муле

где Рвыд и Рв – давление насыщенного водяного пара при Твыд и давление водяного пара в атмосфере соответственно, кПа (прил. В).

Для определения qисп.к используют формулу

где w – доля увлажнённого участка тела, участвующего в теплообмене испарением (принимается равной 0,06 в условиях некоторого охлаждения или рассчитывается как 0,001qм в условиях теплового комфорта); Рнас.к – давление насыщенного пара при температуре кожи, кПа; Rсум – суммарное сопротивление одежды пару, м2·кПа/Вт.

В случае использования паропроницаемых материалов для изготовления спецодежды qисп.к можно рассчитать по формуле

66

где S – площадь поверхности тела человека, м2 (в среднем составляет 1,8 м2). Если при определении теплоизоляционных свойств комплекта СИЗ необ-

ходима регламентация времени пребывания человека в условиях пониженных температур, то рассчитанная величина qп может быть увеличена в соответствии с допускаемой степенью охлаждения человека и продолжительностью его пребывания на холоде:

где qп.к – тепловой поток при условии сохранения теплового комфорта, Вт/м2; Д – величина дефицита тепла, Вт·ч/м (принимается равной 52 Вт·ч/м); t – время пребывания человека на холоде, ч.

После расчёта величины теплоизоляции для условий теплового комфорта и охлаждения необходимо учесть влияние ветра и процесс выполнения физической работы, так как в этом случае теплоизоляция комплекта снижается. Для этого вводится поправка снижения теплоизоляции C (%), определяющаяся по формуле

где В – воздухопроницаемость внешнего слоя одежды, измеренная при перепаде давления 49 Па, дм3/(м2·c); V – средняя скорость ветра, м/с.

Тогда скорректированное значение теплоизоляции комплекта определяется по формуле

Полученные в результате расчёта величины теплоизоляции в дальнейшем могут использоваться при изготовлении комплектов для различных климатических поясов (регионов) в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТе [8].

Методические рекомендации по выполнению работы

1.Изучите методику расчёта теплоизоляции комплекта СИЗ.

2.Используя формулу для расчёта температуры выдыхаемого воздуха (Твыд) и формулу (43), определите теплопотери при дыхании путём конвекции

qк.дых.

3. Рассчитайте теплопотери при испарении влаги при дыхании qисп.дых по формуле (44).

67

4.Для оценки теплопотерь при испарении влаги с кожи qисп.к воспользуйтесь формулой (46).

5.Рассчитайте по формулам (41), (42) величину qп. Обратите внимание, что расчёт по формуле (42) проводится только в случае, когда температура воздуха не ниже –10 ° С.

6.По формулам (39), (40) определите значения температуры кожи для условий «комфорт» и «прохладно».

7.Используя полученное в п. 5 значение qп и значения Tк, определите теплоизоляцию комплекта СИЗ по формуле (38) для условий «комфорт» и «прохладно».

8.Рассчитайте скорректированное значение теплоизоляции комплекта с учётом воздействия ветра и выполняемой физической работы по формулам (48), (49). Обратите внимание, что расчёты также ведутся для условий «комфорт» и «прохладно».

9.Оформите отчёт.

Варианты заданий к практической работе 10

Определите величину qп применительно к человеку, выполняющему физическую работу с энерготратами qм, Вт/м2, при температуре воздуха Тв, ° С. При расчёте необходимо учесть материал, используемый для изготовления

комплекта, паропроницаемый и величину qт.с = 0.

Определите теплоизоляцию комплекта СИЗ для условий сохранения теплового комфорта и небольшого охлаждения с учётом поправки снижения теплоизоляции.

68

Вопросы для самоконтроля

1. В чём заключается опасность высоких и низких температур для чело-

века?

2.Назовите основные способы защиты человека, работающего в условиях низких температур.

3.Что такое теплоизоляция комплекта СИЗ? Перечислите элементы одежды, входящие в комплект СИЗ, предназначенный для работы в условиях низких температур?

4.Опишите методику расчёта теплоизоляции комплекта СИЗ.

69