Мониторинг условий труда водителей большегрузных карьерных автосамосвалов

brief description

Министерство науки и образования, молодежи и спорта Украины
Государственный ВУЗ «Национальный горный университет»

На правах рукописи

Марченко Вячеслав Владимирович

УДК 622.8:622.271.3

МОНИТОРИНГ УСЛОВИЙ труда водителей
большегрузных карьерных автосамосвалов

Специальность 05.26.01 «Охрана труда»

Диссертация на соискание ученой
степени кандидата технических наук

Научный руководитель
доктор технических наук,
профессор Зберовский А.В.

Днепропетровск - 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 4
РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 10
1.1. Анализ вредных и опасных производственных факторов при работе водителей большегрузных карьерных автосамосвалов. 10
1.2. Обзор исследований по оценке санитарно-гигиенических условий и безопасности труда водителей карьерных большегрузных автосамосвалов. 19
1.3. Современные способы и средства мониторинга безопасности труда водителей 23
1.4. Цель, задачи и методы исследований. 27
РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫНОСА ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ВЗОРВАННОЙ ГОРНОЙ МАССЫ В АТМОСФЕРУ РАБОЧИХ ПЛОЩАДОК КАРЬЕРА 29
2.1. Исследование поглощения вредных газов порами отбитой руды и их выноса 29
2.2. Разработка математической модели выделения вредных газов из взорванной горной массы.. 36
2.3. Прогноз газовыделений из взорванной горной массы.. 47
2.4. Оценка характера выноса токсичных газов из взорванной горной массы 50
Выводы.. 54
РАЗДЕЛ 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВРЕДНЫХ И ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ ВЛИЯЮЩИХ НА УСЛОВИЯ ТРУДА ВОДИТЕЛЕЙ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ.. 56
3.1. Анализ газодинамических процессов в воздухе рабочей зоны взорванных блоков при экскавации и погрузке горной массы.. 56
3.2. Экспериментальные исследования скоростных режимов движения большегрузных карьерных автосамосвалов по условиям их безопасной эксплуатации. 61
3.2.1. Методика экспериментальных исследований. 61
3.2.2. Исследование скоростных режимов движения большегрузных автосамосвалов 65
3.2.3. Исследования влияния скоростных режимов на психоэмоциональное состояние водителей большегрузных карьерных автосамосвалов. 71
Выводы.. 78
РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА УСЛОВИЙ ТРУДА ВОДИТЕЛЕЙ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ.. 79
4.1. Принципы создания системы мониторинга условий труда водителей. 79
4.2. Требования к СМУТ. 80
4.3. Обоснование параметров контроля системы мониторинга условий труда 92
4.4. Разработка автоматизированной системы условий труда водителей. 94
4.4.1. Структура автоматизированной системы мониторинга условий труда водителей. 94
4.4.2. Обмен информацией между подсистемами СМУТ. 97
4.4.2.1. Обоснование необходимой частоты опроса. 99
4.4.2.2. Выбор и обоснование аппаратного интерфейса канала связи. 99
4.4.2.3. Выбор способа организации протокола обмена в канале связи. 103
4.4.2.4. Защита информации на этапе передачи по каналу связи. 104
4.4.3. Управляющие алгоритмы подсистем СМУТ. 106
4.5. Внедрение СМУТ на горном производстве «Вольногорского ГМК». 110
4.6. Разработка способов и средств нормализации состава воздуха рабочей зоны по пылевому фактору. 114
Выводы.. 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..

bibliography

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой на основе впервые установленных закономерностей выделения вредных примесей из взорванной горной массы и формирования опасной среды, связанной с основными технологическими процессами, решена актуальная научно-техническая задача обоснования способов и средств мониторинга параметров охраны труда водителей большегрузных автосамосвалов, которые обеспечивают нормальное состояние условий труда на рабочих местах и высокий уровень безопасности ведения горно-транспортных работ на карьерах.
Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:
1. Выполнен анализ условий и безопасности труда при эксплуатации транспортных систем с большегрузными автосамосвалами. Выявлено, что основными недостатками в системе безопасности водителей карьерного транспорта являются отсутствие постоянного контроля за параметрами рабочей среды карьера, в которой происходят негативные явления (выделение пыли и газов), оказывающие влияние на ее санитарно-гигиеническое состояние, а также процессы влияющие на уровень безопасности труда водителя при выполнении транспортных работ.
2. Предложена математическая модель описания процесса выделения токсичных газов после массового взрыва из обрушенной горной массы, отличающаяся тем, что содержит параметр, характеризующий интенсивность перехода токсичного газа из связанного в свободное состояние, что позволяет учитывать скорость протекания процесса и адекватно описать процесс газовыделения. На основании разработанной модели получено аналитическое выражение для расчета коэффициента диффузии при истечении вредного газа из взорванной горной массы с учетом ее фракционного состава.
3. Установлена закономерность изменения концентрации токсичных газов при выходе их из обрушенного пространства с учетом взаимодействия смеси газов с обрушенным слоем руды и фильтрационного потока воздуха с токсичными газами, насыщающих поровое пространство отбитой руды.
4. Установлено, что в результате аэрогазодинамических процессов протекающих в обрушенных пространствах, при определенных обстоятельствах, могут возникать условия способствующие появлению «всплесков» концентраций токсичных газов при выходе их из взорванной горной массы в атмосферу рабочих площадок карьера.
5. Произведена оценка влияния скорости движения на эмоциональную напряженность водителя и определена функция распределения вероятностей пребывания водителя в состоянии эмоциональной напряженности a также в состоянии информационной перегрузки в условиях транспортирования горной массы.
6. Дано обоснование параметров устройств для нормализации санитарно-гигиенических условий труда водителей в кабинах большегрузных автосамосвалов.
7. Впервые разработана система мониторинга охраны труда водителей большегрузных автосамосвалов, позволяющая улучшить санитарно-гигиенические условия труда на рабочих местах, повысить уровень безопасности работы водителей и организовать работу, связанную с погрузкой и транспортированием горной массы, на более высоком технологическом уровне.
Использование результатов диссертационной работы в практике организации транспортных операций в карьере и мониторинга параметров охраны труда позволяет существенным образом повысить уровень безопасности горно-транспортных работ и улучшить санитарно-гигиенические условия труда на рабочих местах водителей большегрузных автосамосвалов.
Предложенные способы и средства оперативного контроля безопасности труда водителей карьерных большегрузных автосамосвалов могут быть использованы также в практике других карьеров.

1. Авдулов П.В. Решение задачи оптимального оперативного управления шахтой с помощью ЭВМ методами динамического программирования / Авдулов П.В., Крулькевич М.И. // Процессы и управление при подземной разработке полезных ископаемых - М., 1968. - С. 28-36.
2. Акоф Р. Основы исследования операций / Акоф Р., Сасиени М. - М.: Наука, 1975. - 432 с.
3. Амоша А.И. Экономическое обоснование мероприятий по охране труда / Амоша А.И. - Киев : Наукова думка, 1979. - 203 с.
4. Андреев, А.В. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых разработок / А.В. Андреев, В.А. Дьяков, Е.Е. Шешко. - М.: Недра, 1975.-464 с.
5. Астахов А.С. Линейное программирование в горном деле / АстаховА.С. - М.: Недра,- 1964. - 144 с.

14. Браун Д.Б. Анализ и разработка систем обеспечения техники безопасности / Браун Д.Б. - М.: Машиностроение, 1979. - 359 с.

16. Бэррэр Р. Диффузия в твердых телах /Бэррэр Р.М.: ИЛ,1948.256 c.

24. Вентцель Е.С. Исследование операций / Вентцель Е.С. - М.: Сов. Радио, 1972. - 552 с.

26. Гасило Ю.А. Дослідження умов праці працівників конверторних цехів / Гасило Ю.А., Крюковська О.А. // Veda a vznik 2008/2009 : Маtеrialy ІV Mezinarodni vedecko-prakticka konference (27.12.2008г.- 05.01.2009): Dil 8 : Economicke vedy. Pravni vedy / Praha: Publishing House Education and Sience” s.r.o. - 2009. - С. 23-27.
Охорона праці в галузі (для спеціальності «Технологія та устаткуванні зварювання»): Навчальний посібник / Гасило Ю.А., Крюковська О. А., Толок А.О., Левчук К.О. — Дніпродзержинськ:ДДТУ, 2012. — 271 с.
28. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / Гмурман В.Е. - М.: Высшая школа, 1927 - 479 с.

30. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок: учебник для вузов / В.А. Дьяков. - М.: Недра, 1986. - 344 с.

Т.И. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. М.:2006г. - с.29-32.

36. Зберовский А.В. Исследование скоростных режимов движения большегрузных автосамосвалов при разных уклонах карьерных дорог в условиях Вольногорского ГМК / Зберовский А.В., Марченко В.В., Русак И.С. // Геотехнічна механіка, сб. научн. трудов 2009. - 82 выпуск - С. 183-190.
37. Зберовский А.В. Разработка программного комплекса для исследования скоростей движения большегрузных автосамосвалов при различных уклонах карьерных дорог в условиях Вольногорского ГМК /Зберовский А.В., Марченко В.В. // Матеріали першої науково-технічної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених НГУ «Наукова весна - 2010». - м. Дніпропетровськ, НГУ, 20 травня 2010 р.

- Дніпропетровськ: рвк нгУ. - 2004. - № 1. С. 79 - 81.

44. Крюковська О. А. Аналіз виробничого травматизму в металургійній галузі / Крюковська О. А., Гасило Ю. А. // Якість технологій та освіти: збірник наукових праць. Х.: УІПА, 2011. Вип.2. С. 95100.
45. Крюковська О.А. Cтан виробничого гравматизму в металургійній галузі / Крюковська О.А., Гасило Ю.А., Полетаєв В.П. // Сборник тезисов I Международной научно-практической конференции: «Охрана труда: образование, наука, практика» (15-19 сентября 2011г., г.Судак, АР Крым, Украина) Харьков: УИПА, 2011. - С. 24.

Ю.А. М.: Госэнергоиздат, 1963. 535 с.
51. Малышев Ю.Н. Фундаментально прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов / Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н., АйруниА.Т. М.: Изд-во Акад. Горных наук, 2000. 519 с.
52. Марченко В.В. Анализ газодинамических процессов в воздухе рабочей зоны карьера при экскавации и погрузке горной массы в автосамосвалы / Марченко В.В. // Материалы IX конференции молодых ученых «Геотехнические проблемы разработки месторождений». - г.Днепропетровск, ИГТМ им. Н.С. Полякова, 17 ноября 2011.
53. Марченко В.В. Выбор технологии реализации обмена данными системы контроля безопасности труда водителей карьерных большегрузных автосамосвалов / Марченко В.В. // Збірник наукових праць НГУ - 2008р. - № 31. C. 258-261.
54. Марченко В.В. Дослідження процесу виносу шкідливих домішок з підірваної гірської маси в атмосферу робочих площадок кар'єру / МарченкоВ.В., Лебедєв Я.Я., Кривцун Г.П. // Збiрник наукових праць НГУ 2010. - №35 т.2. С. 240-246.
55. Марченко В.В. Особенности влияния скорости движения на психоэмоциональное состояния водителей большегрузных карьерных автосамосвалов в условиях Вольногорского ГМК / Марченко В.В., Русак И.С. // Збірник наукових праць НГУ 2010. - №34 т.2 - С. 234 241.

58. Меняйло Н. Профилактика профессиональных заболеваний органов дыхания горнорабочих / Меняйло Н., Зингер Ф., Винарик Э. // ЦНИЭИуголь. - М., 1986.- С. 25-30.

М.: Недра. 1969. - Вып. 2. С. 60-71.
Н.З. М.: Недра, 1975. 256 с..

63. Новожилов М.Г. Открытые горные работы / Новожилов М.Г. - М.: Недра, 1965. - 553 с.
64. Нормы технологического проектирования предприятий промышленности строительных материалов/ Л.- Гипронинеруд, 1968.
65. О методике определения экономической эффективности внедрения ГИС-технологий на горно-металлургических предприятиях: Тези. докл. ІІІ научн.-практич. конф. «Проблемы геоинформатики при комплексном освоении недр» / Баранов Ю.Д., Зберовский А.В., Мельников А.Н. Днепропетровск: РИК НГАУ, 2001. С. 29 34.

68. Поисковая система Компьюлента / Электронный ресурс : cпособ доступа:http://www.compulenta.rU/2003/5/21/39562 от 22.05.2003 г.

72. Разработка автоматизированной системы мониторинга охраны труда водителей карьерных автосамосвалов / Зберовский А.В., Марченко В.В., Бас К.М., Таран И.А. // Збірник наукових праць НГУ 2009. - № 33 том 2. С. 133-140.
73. Разработка информационной подсистемы мониторинга работы горного производства Вольногорского ГМК / Зберовский А.В., Собко Б.Е., Козакевич О.П., Баранов Ю.Д., Лысенко В.Г., Марченко В.В. // Збірник наукових праць НГУ 2007.- № 28. C. 56 62.

79. Руководство по борьбе с пылью. - 2-е издан. перераб. и доп.- М.: Недра, 1979. - 319 с.

81. Сайт ЗАО "Транснетсервис" / Электронный ресурс : способ доступа:http://www.tns.ru
82. Сайт ГИС-Ассоциации / Электронный ресурс : способ доступа:http://www.gisa.ru

102. Шевченко В.Г. Анализ биомеханических характеристик машиниста комбайна в комплексно-механизированной лаве / Шевченко В.Г., Кияшко Ю.И. // Уголь Украины. 2009. № 3. С. 30-34.
103. Шевченко В.Г. Анализ и прогноз развития средств механизированной выемки угля с учетом биомеханических и психофизических параметров горнорабочих / Шевченко В.Г., Кияшко Ю.И. // Наукові праці ДонНТУ: серія Гірничо-електромеханічна. Донецьк, 2010. Вип. 20 - С. 108-125.
104. Шевченко В.Г. К количественной оценке пределов биомеханических и психофизических возможностей горнорабочих в высоконагруженных лавах / Шевченко В.Г., Кияшко Ю.И. // Сб. научн. тр. МакНИИ «Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах» Макеевка, 2010 Вип. 1.- С. 101-115.
105. Шевченко В.Г. Математическое моделирование хода предупреждения аварийных ситуаций с учетом особенностей психофизиологии горнорабочих и их руководителя / Шевченко В.Г., Кияшко Ю.И., Мухин П.Е. // Геотехническая механика: Межвед.сб.научн. тр./ ИГТМ НАН Украины.Днепропетровск, 2011.-Вып.95.- С.108-125

109. Юдіна С.А. Стан та перспективи забезпечення безпеки підприємницької діяльності та підготовки фахівців у галузі техногенної безпеки в контексті болонського процесу / Юдіна С.А., Юд1н С.В., Крюковська О.А., Кравець О.М., Гасило Ю.А. // Збірник наукових праць Дніпродзержинського державного технічного університет): (технічні науки). Тематичний випуск «Сучасні проблеми технології неорганічних речовин». - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2008. - с.139-144.