Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственн

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

11.79 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 352 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

2ϕ

∆b

;

2ρ

∆b

;

2τ

∆b

Ζ3ϕ ∆b3 ;

Ζ3ρ ∆b3 ;

м3τ ∆b3

(1.34)

∆b

;

∆b

;

∆b

nϕ

nρ

nτ

Матрицы вида (1.34) строятся для всех источников опасности и, аналогично (1.33), строится диагональная блочная матрица.

(1.34)	0
		(1.35)
		(1.35)
0
0	(...)

Если все элементы в матрице (1.35) равны нулю, то система защиты не допускает изменений других источников опасности и обеспечивает безопасность человека.

Если в матрице (1.33) все элементы равны или меньше нуля, то защита предусматривает предупреждения взаимовлияния источников опасности, и функции 4–6 выполняются. Если хотя бы один элемент положителен, то система защиты работающих допускает опасное влияние опасных факторов друг на друга.

Аналогично проводится проверка защиты от влияния собственных свойств человека. Строится матрица

Ζs1

Ζs2

Ζsp

Ζs1

Ζs2

Ζsp

∂ϕ (t)
1		;
∂s	ч
1
∂ϕ	(t)
1		;
	ч
∂s2

∂ϕ1 (t) ;∂sчp

		∂ϕ2 (t)		;
		∂sч		;
		∂sч
		1
		∂ϕ2 (t)
				;
		ч		;
		ч
		∂s2

∂ϕ2 (t) ;∂sчp

Ζs1

Ζs2

Ζsp

Ζs1

Ζs2

Ζsp

∂ρ (t)
1		;
∂s	ч
1
∂ρ	(t)
1		;
	ч
∂s2

∂ρ1 (t) ;∂sчp

		∂ρ2 (t)		;
		∂sч		;
		∂sч
		1
		∂ρ2 (t)
				;
		ч		;
		ч
		∂s2

∂ρ2 (t) ;∂sчp

и так далее по всем источникам опасности.

Ζs1

Ζs2

Ζsp

Ζs1

Ζs2

Ζsp

	∂τ (t)
	1
	∂sч
	1
	∂τ (t)
	1
	ч
	∂s2
	∂τ (t)
	∂τ (t)
	1
	∂sч
	p
	∂τ2 (t)
	∂sч
	∂sч
	1
	∂τ2 (t)

	ч
	∂s2
	∂τ2 (t)
	∂τ2 (t)
	∂sч
	∂sч
	p

(1.36)

(1.37)

Диагональная блочная матрица размером n n, которая отражает свойства защиты от влияния собственных свойств человека, аналогична (1.33) и также должна иметь нулевые или отрицательные элементы. Присутствие хотя бы одного положительного элемента говорит о недостаточности защиты от свойств человека.

Аналогично проверяются условия защиты от изменений свойств человека. Строится матрица

∆S ч

;

∆S ч;

∆S

∆S ч;

∆S ч

(1.38)

ΖnS

чϕ ∆S

;

ΖnS чρ ∆S

;

ΖnS чτ ∆S

Равенство нулю элементов матрицы показывает, что защита от изменений свойств человека обеспечивает безопасность на рабочем месте.

Таким образом проверяется выполнение функций 7–9.

Таким же образом строится модель защиты от параметров внешней среды. Строится матрица защиты от параметров среды:

Ζe1

Ζe2

Ζeβ

	∂ϕ1(t)	;
	∂ϕ1(t)	;
	∂e
	1
	∂ϕ1(t)	;
	∂ϕ1(t)	;
	∂e
	2
∂ϕ (t)
	1	;
	∂eβ
	∂eβ

Ζe1

Ζe2

Ζeβ

	∂ρ1(t)	;
	∂ρ1(t)	;
	∂e
	1
	∂ρ1(t)	;
	∂ρ1(t)	;
	∂e
	2
∂ρ (t)
	1	;
	∂eβ
	∂eβ

Ζe1

Ζe2

Ζeβ

	∂τ1(t)
	∂τ1(t)
	∂e
	1
	∂τ1(t)


	∂e2			(1.39)
	∂e2			(1.39)

	∂τ (t)
	1
	∂eβ
	∂eβ

По этой же схеме строятся матрицы для остальных источников опасности. Эти матрицы становятся блоками диагональной блочной матрицы вида (1.33) для проверки защиты от влияния параметров внешней среды. Все элементы должны быть отрицательными или нулевыми.

Для проверки выполнения условий защиты от изменений параметров природной среды составляется матрица

Ζeϕ ∆e1 ;				Ζeρ ∆e1 ;			Ζeτ		∆e1
		1			1			1
Ζeϕ2 ∆e2 ;				Ζeρ2		∆e2 ;	Ζeτ2		∆e2	(1.40)
										(1.40)
	Ζ		∆e ;	Ζ		∆e ;	Ζ		∆e
	Ζ	eϕn	∆e ;	Ζ	eρn	∆e ;	Ζ	eτn	∆e
		eϕn	n		eρn	n		eτn	n

Равенство нулю элементов матрицы (1.40) показывает, что защита от изменений параметров природы обеспечивает безопасность человека. В случае, если элементы матрицы ненулевые, то защита не в полной мере обеспечивает безопасность. Таким образом проверяется выполнение функций 10–12.

1.3.МОДЕЛИ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Втехнологическом процессе необходимо определить защиту рабочих мест

изащиту при перемещениях между рабочими местами. Защита на рабочих местах описана в подразд. 1.2. Особенность защиты при переходах состоит в том, что необходимо обеспечить защиту в динамике движения оборудования или человека. Однако общий подход остается прежним. Вначале смоделируем защиту собственно от различных источников опасности:

			∂ϕ		(t)	S
Ζ				1		S
		S1	∂S j−1, j				j−1, j
			∂S j−1, j
			∂ϕ		(t)
			∂ϕ	2	(t)
ΖS2				2		S j−1, j
ΖS2			∂S j−1, j			S j−1, j
			∂S j−1, j
					(t)
			∂ϕn		(t)
	Ζ	Sn				S	j−1, j
	Ζ					S
			∂S j−1, j
			∂S j−1, j

∂

∂ρ

(t)

− ϕ

;

j−1, j

∂S j−1, j

∂

∂ρ2

(t)

− ϕ

;

j−1, j

∂S

j−1, j

∂

∂ρn (t)

− ϕ

;

j−1, j

∂S

j−1, j

	∂					∂τ (t)
− ρ	1		;	Ζ	S1		1
− ρ			;	Ζ
						∂S j−1, j
						∂S j−1, j
		∂				∂τ2 (t)
− ρ			;	Ζ
− ρ			;	Ζ		∂S
		2			S2	∂S	j−1, j
							j−1, j
		∂				∂τn (t)
− ρ			;	Ζ
− ρ			;	Ζ		∂S
		n			Sn	∂S	j−1, j
							j−1, j

S j−1, j

	− τ∂
	− τ∂
	1


	∂
	− τ2		(1.41)
	− τ2		(1.41)


	− τ2
	− τ2
	n

Матрица (1.41) показывает выполнение функций 13–15. Если элементы матрицы не положительны, можно утверждать, что защита обеспечивает безопасность человека от источников опасности при переходах.

Для оценки взаимовлияния источников опасности при переходах от одного рабочего места к другому (функции защиты 16–18) важно добиться, чтобы защита обеспечивала отсутствие опасного влияния, т. е. если коэффициенты влияния больше нуля, то защита приводит их к нулю.

Для этого построим блочно-диагональную матрицу, блоками которого будет матрицы следующего вида:

∂2ϕ (t)

∂2ρ (t)

∂2 τ (t)

;

S l1

∂S j−1, j ∂b2

S l1

∂S j−1, j ∂b2

∂2ϕ

(t)

∂2ρ

(t)

∂2 τ

(t)

;

(1.42)

ΖS l2

∂S

j−1, j

∂b

ΖS l2

∂S

j−1, j

∂b

ΖS l2

∂S

j−1, j

∂b

∂2ϕ (t)

∂2ρ (t)

∂2 τ (t)

;

S ln

∂S j−1, j ∂bn

S ln

∂S j−1, ∂bn

∂S j−1, j ∂bn

Блочно-диагональная матрица по всем источникам опасности будет иметь вид (1.33). При неположительных элементах можно утверждать, что система защиты обеспечивает безопасность человека при передвижении между рабочими местами при взаимовлиянии различных источников опасности.

Для оценки защиты при перемещении от собственных свойств человека (функции 19–21) построим аналогичную блочно-диагональную матрицу, блоками которого будут матрицы вида:

∂2ϕ (t)

;

S s1

∂S

j−1,

∂sч

∂2ϕ1 (t)

;

S s2

∂S j−1, j ∂s2

∂2ϕ (t)

;

S sρ

∂S

j−1,

∂sч

∂2ρ

(t)

∂2τ

(t)

;

S s1

∂S

j−1, j

∂sч

S s1

∂S

j−1, j

∂sч

∂2ρ1

(t)

∂2τ1

(t)

;

(1.43)

S s2

∂S j−1, j

S s2

∂S j−1, j

∂s2

∂2ρ

(t)

∂2τ

(t)

;

S sρ

∂S

j−1, j

∂s

S sρ

∂S

j−1, j

∂sч

При неположительных элементах блочно-диагональной матрицы, блоками которой являются матрицы вида (1.43), по всем свойствам человека можно утверждать, что система защиты обеспечивает безопасность при переходах между рабочими местами от собственных свойств человека.

Наконец, очень важной является защита при переходах от факторов внешней среды (функции 22–24). Для ее оценок строится блочно-диагональная матрица, блоками которой будут матрицы вида:

Ζ		∂2ϕ (t)
		1		;
	S e1
		∂S j−1, j ∂e1
		∂2ϕ (t)

		1			;
ΖS e2
		∂S j−1, j ∂e2
		∂2ϕ (t)
Ζ
		1	;
	S eβ
		∂S j−1, ∂eβ

∂2ρ

(t)

∂2τ (t)

;

S e1

∂S

j−1, j

∂e

S e1

∂S

j−1, j

∂e

∂2ρ

(t)

∂2τ

(t)

;

(1.44)

ΖS e2

∂S j−1, j

ΖS e2

∂e2

∂S j−1, j ∂e2

(t)

∂2τ (t)

∂2ρ

;

S eβ

∂S j−1, j ∂eβ

Общий вид блочно-диагональной матрицы по всем источникам опасности соответствует матрице (1.33). При неположительных членах матрицы можно утверждать, что защита от факторов природной среды при переходах между рабочими местами обеспечения.

Таким образом, модели системы защиты позволяют на этапе проектирования оценить степень безопасности технологического процесса.

1.4. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЗАЩИТЫ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Технические средства защиты подвержены влиянию разнообразных случайных и неслучайных явлений, поэтому их свойства необходимо рассматривать как функцию случайных событий, старения, износа:

dZ (UΖ ,t) =

∂Ζ

dUΖ

+ ∂Ζ

(1.45)

∂UΖ

∂t

где

∂Ζ

– плотность распределения случайной величины изменения параметров

∂UΖ

защиты;

dUΖ

– плотность распределения времени поступления события U2;

∂Ζ

– скорость старения и износа средств защиты.

∂t

∂Ζ

Учитывая, что, как правило,

подчинена нормальному закону, то

∂UΖ

∂Ζ

−(U 2 −M (U 2 ))2

2π e

2σ

(1.46)

∂UZ

σZ

Время наступления события отказа подчинено, как правило, экспоненциаль-

ному закону, поэтому

dUZ

= λZ e−λt .

(1.47)

Во многих источниках старение и износ описывают показательной функцией, например:

y = a0 eb t ,

(1.48)

где b – скорость старения и износа. Учитывая (1.46)–(1.48), получим

Ζ(t)=		c		−(U 2	−M (U 2 ))2	−λ2t
			e		2σ22		bt
						+ a0e		.	(1.49)
	σ	2π

Основное оборудование, являющееся источниками опасностей, также имеет случайные функции изменения параметров источников опасностей:

ϕ(U1	,t)=	C			−(U1 −M (U1 ))2		−λϕ t
						2σϕ2	−λϕ t	bϕ t
				e		2σϕ2	+ aϕ e	bϕ t
		1							,	(1.50)
		σϕ	2π						,	(1.50)
		σϕ	2π
ρ(U2	,t) =	C2				−(U2 −M (U2 ))2	−λρt	bρt
		C2		e		2σρ2	+ aρ e	bρt	,	(1.51)
		σρ	2π	e			+ aρ e		,	(1.51)
		σρ	2π
										15

τ(U3	,t) =		C1		−(U3 −M (U3 ))2	−λτt
τ(U3	,t) =	στ	C1	e	2στ2	−λτt	+ aτ ebτ t .	(1.52)
		στ	2π

Для выполнения своих функций изменения характеристик системы защиты должны случаться реже, т. е. λΖ ≤ λϕ,λρ,λτ , а случайное изменение характеристик

UZ меньше, чем U1, U2, U3. Следовательно, случайное распределение UZ должно иметь M Ζ , τΖ меньше, чем M (U1 ), M (U2 ), M (U3 ), σϕ, σρ, στ .

Проверка сходимости распределений по вариациям проводится следующим образом:

∞	(dU1 −dUZ );
∫			(1.53)
−∞
∞	(dU2	− dZ );
∫			(1.54)
−∞
∞	(dU3	− dUZ ).
∫			(1.55)

−∞

Уравнение (1.53) в нашем случае будет иметь вид

Cϕ		−(U1	−M (U1 ))2	−λϕt		СΖ			−(U Ζ −M (U Ζ ))2	−λΖ t
			2σϕ2						2σ2Ζ
	e				−			e		= A1 .	(1.56)
σϕ 2π						σΖ	2π

Если величина A1 положительна, то следует вывод о том, что функции не схо-

дятся, и, следовательно, характеристики защиты обеспечивают безопасность при возникновении случайных событий – отказов или неисправностей по мощности источника опасности. Уравнение (1.52) будет иметь вид

Cρ		−(U 2	−M (U 2 ))2	−λρt		СΖ			−(U Ζ −M (U Ζ ))2	−λΖ t
			2σρ2						2σ2Ζ
	e				−			e		= A2 .	(1.57)
σρ 2π						σΖ	2π

При положительном A2 характеристики защиты обеспечивают безопасность

при случайных событиях по расстоянию опасного воздействия. Уравнение (1.55) принимает следующий вид:

− U

−M U

−(U

−M (U

))2

Cτ

(

3 ))

−λτt

СΖ

−λΖ t

2σ2Ζ

2στ2

−

= A3 .

(1.58)

στ 2π

σΖ

2π

При положительном A3 характеристики защиты обеспечивают безопасность

человека при случайных событиях отказа оборудования и системы защиты по времени опасного воздействия.

	Таким образом, модели систем защиты рабочего места и технологического
	процесса определяют требования к характеристикам защиты Zφ, Zρ, Zτ, Zl, Zs, Ze, Zlφ,
	Zlρ, Zlτ, Zsφ, Zsρ, Zsτ, Zeφ, Zeρ, Zeτ, Zs, Zsl, Zss, Zse как по абсолютно величине [уравнения
	(1.30)–(1.44)], так и с учетом возможных случайных событий [уравнения (1.56)–
	(1.58)].
	1.5. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ЗАЩИТЫ
	Обоснование требований к системе защиты – сложная технико-экономическая
	задача. С одной стороны, очевидна необходимость создания таких систем защиты,
	которые бы защищали работающих с высокой эффективностью и не допускали ги-
	бели, травм и заболеваний. С другой стороны, так же очевидно, что создание таких
	систем защиты, во-первых, требует значительных средств, во-вторых, усложняет
	конструкцию оборудования и уменьшает его надежность. Поэтому будем исходить
	из того, что существует зависимость показателя безопасности и затрат на систему
	защиты:
	Вр.м = µ1(GZ ),	(1.59)
	Вт.п = µ2 (GZ ).	(1.59)
	Вт.п = µ2 (GZ ).
	В то же время существует зависимость между страховыми выплатами ϑ и
	затратами на систему защиты:
	ϑ = ν(GZ ).	(1.60)
	Совместное решение уравнений (1.59) и (1.60) позволяет найти вариант защи-
	ты, удовлетворяющий и безопасности, и затратам (рис. 1.1).
	Рис. 1.1. Качественные зависимости показателей безопасности Вр.м и Вт.п и штрафных санкций ϑ
	от вложенных средств в систему защиты GZ

Ясно, что оптимальное решение находится на пересечении кривых (1.59) и (1.60). Однако здесь можно решить и другие задачи. Так, задача недопущения

увеличения коэффициента страховых выплат, т. е. ϑ, решается в проектировании этого допустимого уровня на кривую Вр.м = 1(GZ ), а оттуда – на необходимые за-

траты GZ. Другая задача, возникающая в ограниченных средствах на защиту GZ∂ ,

позволяет говорить об уровне безопасности рабочего места или технологического процесса, а также о возможной величине страховых выплат.

ГЛАВА 2

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА В ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

2.1.СОДЕРЖАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА

ВПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Анализ функций систем защиты и математических моделей систем защиты позволяет подойти к рассмотрению методов их реализации.

Определим, что реализация систем защиты может быть выполнена техниче-

скими средствами, т. е. приборами и устройствами, организационно-техническими,

где решение принимает человек, а реализация решения – тоже человек, но с помощью технических или иных средств (например, наложение переносного заземления), и организационными (например, обучение, отбор, инструктаж).

Исходя из этих определений рассмотрим, каким образом могут быть реализованы функции защиты. Функции 1, 2, 4, 5 могут быть реализованы техническими средствами, а функции 3 и 6 – как техническими, так и организационными средствами (например, ограничением времени прибывания работающих на рабочем месте). Функции 7, 8, 9, связанные со свойствами человека, реализуются, в первую очередь, организационными средствами, но необходимы также и технические средства («защита от дурака»). Функции 10, 11 осуществляются техническими средствами, а функция 12 – как техническими, так и организационными средствами. Аналогично возможна реализация функций защиты в технологическом процессе. Функции 13, 14, 16, 17 реализуются техническими средствами, а функции 15, 18 – как техническими, так и организационными средствами. Функции 19, 20, 21 реализуются организационными и техническими средствами, функция 22 – техническими средствами.

Функция защиты, связанная с предотвращением случайных изменений параметров, выполняется по решению человека, но с помощью технических средств. Это – организационно-техническая защита в виде профилактического обслуживания оборудования рабочего места или технологического процесса. К организаци- онно-техническому виду защиты следует отнести и вывешивание знаков безопасности, так как они вывешиваются по решению человека.

Анализ моделей защиты (1.3) – (1.26) позволяет сделать следующие выводы: А. Если защита реализуется в виде выполнения одной функции, то такую за-

щиту можно определить как одиночную (Zφ, Zρ, Zτ и т. д.).

Б. Если защита реализует несколько функций одновременно (Zφρ, Zφτ Zρτ, Zlφρ,

Zlφτ, Zlρτ, Zsφρ, Zsφτ, Zsρτ, Zeφρ, Zeφτ, Zeρτ и т. д.), то такую защиту можно определить как комбинированную. Комбинированной может быть и защита от нескольких источни-

ков опасности (Zφ1φ2, Zρ1ρ2, Zτ1τ2 и т. д.).

В. Если защита реализует все возможные на данном рабочем месте или в технологическом процессе функции, то такую защиту определим как комплексную. Такая защита возможна в автоматизированном процессе, когда человек-оператор отделен от технологического процесса и управляет им дистанционно.

Таким образом, методы защиты могут классифицироваться по степени выполнения функции:

•одиночный метод;

•комбинированный метод;

•комплексный метод.

Реализация указанных методов защиты зависит от назначения, состава, содержания оборудования рабочего места или технологического процесса, от конкретных условий размещения, от природных и климатических условий и еще от множества других факторов. Весьма существенно реализация методов защиты зависит и от экономических факторов, а также от понимания владельца предприятия, организации роли и значения защиты человека от опасных и вредных производственных факторов.

2.2. СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ

Выбор тех или иных методов защиты обусловлен балансом между необходимостью их использования и возможностью их реализации. При этом необходимость практически всегда определена, а возможность всегда ограничена либо техническими, либо экономическими причинами. Однако выбор между необходимостью и возможностью существует, и задача разработчика – принять обоснованное решение.

К важнейшим из организационных методов относятся все те, что обеспечивают необходимые собственные свойства человека:

•профессиональный отбор на рабочее место;

•профессиональное обучение.

Профессиональный отбор проводится на основании профессиограмм рабочих мест и технологических процессов. В профессиограммах указывается, какими психофизиологическими качествами должен обладать работающий: вниманием, памятью, скоростью реакции, силой, выносливостью, переключением внимания, моторными действиями и т. д.

Исходя из перечня необходимых качеств, составляются тесты для профессионального отбора на конкретную должность, что позволяет избежать травм и гибели людей в процессе их профессиональной деятельности.

Профессиональное обучение ставит перед собой задачу добиться правильного с точки зрения технологии и безопасности выполнения операций на конкретном рабочем месте или в конкретном технологическом процессе. Эта задача решается путем теоретического и практического обучения с тем, чтобы на рабочем месте вероятность своевременного и безошибочного выполнения операций была максимально близка к единице.

Вероятность своевременного и безошибочного выполнения работы оценивается следующим образом:

		N − n		ош	τпр − τнс
Р	с.б	=				,	(2.1)

			N		τпр

<<< < Предыдущая 12 / 352 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
15.11.20223.42 Mб17Методы вычислительной математики..pdf
#
15.11.20225.46 Mб39Методы и инструменты поиска инновационных решений..pdf
#
15.11.20221.38 Mб7Методы и механизмы инноваций и предпринимательства..pdf
#
15.11.20222.42 Mб1Методы и модели в экономике Часть 1..pdf
#
15.11.202214.5 Mб7Методы и средства диагностики несущей способности изделий из компози..pdf
#
15.11.202211.79 Mб23Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственн..pdf
#
15.11.202211.71 Mб17Методы и средства управления бизнес-проектами..pdf
#
15.11.20225.2 Mб32Методы идентификации систем..pdf
#
15.11.2022238.47 Кб5Методы лингвистического анализа..pdf
#
15.11.202210.92 Mб39Методы обеспечения надежности изделий машиностроения..pdf
#
15.11.202213.27 Mб39Методы оптимизации эксперимента в химической технологии..pdf