Оценка опасности и вредности

Оценка опасности и вредности

Производственных процессов на предприятиях

Железнодорожного транспорта

Методические указания для практических и самостоятельных работ по курсу

«Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей и форм

обучения

Составители: Трошкина О.А.

Володин П.М.

Самара 2004

УДК 658.382.3

Оценка опасности и вредности производственных процессов на предприятиях

ж.д. транспорта: Методические указания для практических и самостоятельных

работ по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специ-

альностей и форм обучения. -Самара: СамГАПС, 2004. -16с.

Утверждено на заседании кафедры БЖД 15 января 2004 г. протокол № 5.

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии.

В работе изложены основные понятия потенциальной опасности и вредности

производственных процессов на предприятиях железнодорожного транспорта,

приведена методика количественной и экономической оценки.

Составители: Ольга Александровна Трошкина

Пётр Михайлович Володин

Рецензенты: зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности и охраны ок-

ружающей среды» Самарской государственной архитектурно-

строительной академии, д.м.н., профессор Айзенштадт В.С.;

зав. кафедрой «Электрический железнодорожный транспорт»

СамГАПС, к.т.н., доцент Силаев В.А.

Редактор: И.А. Шимина

Подписано в печать 9.02.2004. Формат 60х90 1/16.

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п.л.1.

Тираж 400 экз. Заказ № 18.

© Самарская государственная академия путей сообщения,2004

Введение

Производственные процессы по мере развития и обновления не становятся

менее опасными и вредными. Практика показывает, что потенциальная опас-

ность и вредность производства постепенно растет, набирает силу, что вызывает

необходимость совершенствовать систему безопасности, чтобы успешно проти-

востоять всевозрастающей опасности.

Однако, несмотря на накопленный большой арсенал средств защиты, методы

проектирования систем защиты еще не достаточно разработаны, чтобы можно

было создавать системы безопасности адекватные опасности и вредности про-

изводственных процессов, а тем более системы с гарантированным уровнем

безопасности. Исследования по совершенствованию методов проектирования

интенсивно ведутся отечественными и зарубежными учеными.

Для создания высоконадежных систем безопасности на предприятии должно

быть запроектировано три самостоятельных их элемента, которые в комплексе

призваны решать любые проблемы безопасности производственных процессов:

- система защиты производственного процесса от опасных и вредных факторов

с требуемой (или оптимальной) надежностью выполнения функций безопас-

ности;

- система профилактического обслуживания защиты, обеспечивающая поддер-

жание надежности функционирования ее на требуемом (или оптимальном)

уровне;

- специализированная служба по управлению системой безопасности и обеспе-

чению требуемой (или оптимальной) надежности ее функционирования.

-

Все производственные процессы необходимо рассматривать как потенциаль-

но опасные и вредные и разработать методы их объективной количественной и

качественной оценки.

Под потенциальной опасностью и вредностью производственных процессов

следует понимать наличие опасных и вредных производственных факторов, воз-

действие которых на человека может привести к производственной травме и

профессиональному заболеванию.

Потенциальная опасность и вредность производственных процессов позво-

ляют оценить экономические потери предприятия, которые могут иметь место,

если бы не было системы защиты.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение количественной и экономической оценки опасно-

сти и вредности производственных процессов.

Порядок выполнения работы

1. Изучение теоретического материала (ответы на контрольные вопросы).

2. Решение трех задач по вариантам.

3. Выводы в целом по работе.

Общие положения

В настоящее время особо остро проявляются проблемы обеспечения безо-

пасности человека непосредственно на предприятиях, где зоны формирования

различных опасных и вредных факторов практически пронизывают всю произ-

водственную среду, в которой осуществляется трудовая деятельность персона-

ла.

Вредный фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к

ухудшению самочувствия или заболеванию.

Опасный (травмирующий) фактор – негативное воздействие на человека,

которое приводит к травме или летальному исходу.

В то же время проблемы обеспечения безопасности рабочих на современном

предприятии можно условно разделить на проблемы, характерные для любого

объекта хозяйственной деятельности, и проблемы, связанные со спецификой

технологических процессов, организации производства и дислокации предпри-

ятий.

Характерной особенностью современного производства является применение

на одном предприятии, в цехе, а часто и на производственном участке самых

разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-

химической структуре, реализуемых на современном высокопроизводительном

оборудовании с использованием широкой номенклатуры технологических мате-

риалов. При этом современному производству свойственна также быстрая смена

технологий, обновление оборудования, внедрение новых процессов и материа-

лов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последст-

вий их применения.

На большинстве предприятий широко применяют высокотоксичные, легковос-

пламеняющиеся вещества, существуют различного рода излучения, технологи-

ческие процессы сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации,

ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата,

большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряже-

ния, запыленности и загазованности.

В то же время на многих предприятиях используются высокомеханизированное

и автоматическое оборудование, оснащенное электронно-вычислительной тех-

никой, поточно-механизированные линии, роботы и манипуляторы с программ-

ным управлением и другие современные станки и оборудование. В связи с этим

увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуа-

ций, степень риска возникновения профессионального заболевания, существен-

ного воздействия условий труда на состояние здоровья работающих.

Сложность технологических процессов, высокие требования к точности техно-

логических режимов в значительной мере исключают возможность непосредст-

венного воздействия на технологические процессы для повышения безопасно-

сти, т.е. исключается «борьба в источнике». Поэтому создаются новые техноло-

гии, а также устройства, снижающие вредное влияние технологических процес-

сов на обслуживающий персонал, на создание эффективных организационных и

управленческих воздействий. Важная задача заключается в том, чтобы сформи-

ровать у работающих понимание источников возникновения конкретной опасно-

сти, а также устойчивые знания методов и средств ее минимизации.

Опасность – это негативное свойство живой и неживой материи, способное

причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным цен-

ностям. Источником опасности может быть все живое и неживое, и подвергаться

опасности также может все живое и неживое. Опасности не обладают избира-

тельным свойством, при своем возникновении они негативно воздействуют на

всю окружающую их материальную среду. Источниками опасностей являются

естественные процессы и явления, техногенная среда и действия людей. Опас-

ности реализуются в виде энергии, вещества и информации, они существуют в

пространстве и во времени. Человек непрерывно воздействует на среду обита-

ния своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами,

выбросами различных производств и т.п.), генерируя в среде обитания антропо-

генные опасности. Чем выше преобразующая деятельность человека, тем выше

уровень и число антропогенных опасностей – вредных и опасных (травмирую-

щих) факторов, отрицательно воздействующих на человека и окружающую сре-

ду.

Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или биологиче-

ски активные компоненты, а также характеристики, несоответствующие условиям

жизнедеятельности человека. По природе происхождения опасности подраз-

деляются на природные, техногенные, антропогенные, экологические, смешан-

ные. Согласно официальному стандарту опасности делятся на физические, хи-

мические, биологические, психофизиологические.

По времени проявления отрицательных последствий опасности делятся на

импульсивные и кумулятивные. По локализации: связанные с литосферой, гид-

росферой, атмосферой, космосом. По вызываемым последствиям: утомление,

заболевания, травмы, аварии, пожары, летальные исходы и т.д. По приносимому

ущербу: социальный, технический, экологический и т.д. Сферы проявления опас-

ностей: бытовая, спортивная, дорожно-транспортная, производственная, военная

и др. По характеру воздействия на человека опасности можно разделить на ак-

тивные и пассивные. К пассивным относятся опасности, активизирующиеся за

счет энергии, носителем которой является сам человек. Это – острые (колющие

и режущие) неподвижные элементы; неровности поверхности, по которой пере-

мещается человек; уклоны, подъемы; незначительное трение между соприка-

сающимися поверхностями и др.

Различают априорные признаки (предвестники) опасности и апостериорные

(следы) признаки опасностей.

Номенклатура опасностей. Номенклатура – перечень названий, терминов,

систематизированных по определенному признаку. При выполнении конкретных

исследований составляется номенклатура опасностей для отдельных объектов

(производств, цехов, рабочих мест, процессов, профессий и т.п.).

Квантификация опасностей. Квантификация – это введение количественных

характеристик для оценки сложных, качественно определяемых понятий. Приме-

няются численные, балльные и другие приемы квантификации. Наиболее рас-

пространенной оценкой опасности является риск.

Идентификация опасностей. Опасности носят потенциальный, т.е. скрытый

характер. Под идентификацией понимается процесс обнаружения и установле-

ния количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необ-

ходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных меро-

приятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности. В процессе иден-

тификации выявляются номенклатура опасностей, вероятность их проявления,

пространственная локализация (координаты), возможный ущерб и др. парамет-

ры, необходимые для решения конкретной задачи.

Причины и последствия. Условия, при которых реализуются потенциальные

опасности, называются причинами. Причины характеризуют совокупность об-

стоятельств, благодаря которым опасности проявляются и вызывают те или

иные нежелательные последствия, ущерб. Формы ущерба или нежелательные

последствия разнообразны: травмы различной тяжести, заболевания, опреде-

ляемые современными методами, урон окружающей среде и др.

Опасность, причины, последствия являются основными характеристиками

таких событий, как несчастный случай, чрезвычайная ситуация, пожар и т.д.

Триада «опасность – причины – нежелательные последствия» - это логический

процесс развития, реализующий потенциальную опасность в реальный ущерб

(последствие). Как правило, этот процесс, включает несколько причин, т.е. явля-

ется многопричинным. Одна и та же опасность может реализоваться в нежела-

тельное событие через разные причины. В основе профилактики несчастных

случаев по существу лежит поиск причин. Приведем несколько примеров.

Опасность Причина Нежелательное

последствие

Яд Ошибка провизора Отравление

Электроток Короткое замыкание Ожог

Жажда Посадка самолета в

пустыне

Обезвоживание орга-

низма

Алкоголь Употребление чрез-

мерного количества

Смерть

Аксиома о потенциальной опасности деятельности. Любая деятельность

потенциально опасна. Ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсо-

лютной безопасности.

Безопасность – это состояние деятельности, при которой с определенной ве-

роятностью исключено проявление опасностей. БЖД – это научная дисциплина,

изучающая опасности и защиту от них, при этом решаются следующие задачи:

- идентификация и описание зон воздействия опасностей техносферы и от-

дельных ее элементов (предприятия, машины, приборы и т.п.);

- разработка и реализация наиболее эффективных систем и методов защиты от

опасностей;

- формирование систем контроля опасностей и управления состоянием безо-

пасности техносферы;

- разработка и реализация мер по ликвидации последствий проявления опасно-

стей;

- организация обучения населения основам безопасности и подготовка специа-

листов по безопасности жизнедеятельности.

Основными направлениями практической деятельности в области безопасно-

сти жизнедеятельности являются профилактика причин и предупреждение усло-

вий возникновения опасных ситуаций. Анализ реальных ситуаций, событий и

фактов позволяет сформулировать аксиомы науки о БЖД в техносфере:

- техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества,

энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения;

- источниками техногенных опасностей являются элементы техносферы;

- техногенные опасности действуют в пространстве и во времени;

- техногенные опасности оказывают негативное воздействие на человека, при-

родную среду и элементы техносферы одновременно;

- техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приводят к травмам, мате-

риальным потерям и к деградации природной среды;

- защита от техногенных опасностей достигается совершенствованием источни-

ков опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объ-

ектом ____0 защиты, применением защитных мер;

- компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них – необхо-

димое условие достижения безопасности жизнедеятельности.

Мир техногенных опасностей вполне познаваем и у человека есть достаточно

средств и способов защиты от техногенных опасностей. Воздействие вредных

техногенных факторов может быть устранено человеком полностью; воздействие

техногенных травмоопасных факторов – ограничено допустимым риском за счет

совершенствования источников опасностей и применения защитных средств.

Объектом анализа опасностей является система «человек – машина –

окружающая среда», в которую объединены технические объекты, люди и окру-

жающая среда, взаимодействующие друг с другом. Самым простым является ло-

кальное взаимодействие, которое осуществляется при контакте человека с тех-

никой в домашних условиях, на работе, во время движения, а также взаимодей-

ствие между отдельными промышленными предприятиями. Анализ опасностей

делает их предсказуемыми и, следовательно, их можно предотвратить соответ-

ствующими мерами.

Анализ опасностей выполняется качественно и количественно и заканчивается

планированием предупредительных мероприятий.

Анализ опасностей позволяет определить источники опасностей, последова-

тельность развития событий, величину риска, величину последствий, пути пре-

дотвращения, смягчения последствий и т.д.

Качественные методы анализа опасностей включают: предварительный ана-

лиз опасностей, анализ последствий отказов, анализ опасностей с помощью

«дерева причин», анализ опасностей с помощью «дерева последствий», анализ

опасностей методом потенциальных отклонений, анализ ошибок персонала, при-

чинно-следственный анализ.

Последовательность изучения опасностей:

- предварительный анализ опасности;

- выявление источников опасности;

- определение части системы, которые могут вызывать эти опасности;

- введение ограничения на анализ, т.е. исключение опасностей, которые не бу-

дут изучаться;

- выявление последовательности опасных ситуаций, построение «дерева собы-

тий и опасностей»;

- анализ последствий.

Водственных процессов

Использование понятия «потенциальная опасность и вредность производст-

венных процессов» в инженерных расчетах по охране труда предполагает нали-

чие ее количественной оценки.

Так как потенциальная опасность и вредность есть, не что иное, как вероятная

мера возможности двух событий (травмы и профессиональные заболевания), то

их количественную оценку целесообразно определять через вероятность.

Производственных процессов

Вероятность действия i -го опасного фактора может быть определена по

формуле:

p,

i

o

oi i P = P P (1)

где о

i P вероятность наличия i -го опасного фактора; p −

i P вероятность нахожде-

ния работающего в зоне действия i -го опасного фактора.

Вероятность наличия опасного фактора и вероятность нахождения рабо-

тающего в зоне его действия определяются по формулам:

cм

o

o i

i T

P = t и

cм

p

p i

i T

P = t, (2)

где о

i t и p

i t – время действия i -го опасного фактора и время нахождения рабо-

тающего в зоне действия i -го опасного фактора за время рабочей смены. см T

Подставив формулу (2) в формулу (1) получим вероятность действия на рабо-

тающих i -го опасного фактора:

1 ().

p

i

o

i

см

oi t t

T

P = (3)

При наличии 2,3,…… n опасных факторов вероятность их действия определя-

ется по формулам

() (1) (1).

.............................................

(3) (2) (2);

(2);

3 3

1 2 1 2

= + − − −

= + −

= + −

P n P P n P P n

P P P P P

P P P P P

o o o o

o o o o o

o o o o o

n n

(4)

На рис. 1 (см. приложение) приведена зависимость вероятностей действия на

работающих n опасных факторов.

Зная вероятности действия опасных факторов на работающих, можно опре-

делить опасность производственного процесса в целом:

..., 0 1 01 2 02 0

N

p N P N P N P n

oN

o o

nn

+ + +

= (5)

где o o o

n N, N,... N 1 2 – количество работающих, подвергающихся действию 1, 2 …, n

факторов; n P P P 01 02 0,,..., – вероятность действия на работающих 1, 2, …, n факторов;

N – общая численность работающих.

о о о

но n N = N + N + N +...+ N 1 2, (6)

где но N – количество работающих, не подвергающихся действию опасных факто-

ров.

Производственных процессов

Вероятность действия j -го вредного фактора может быть определена по

формуле:

nc

j

p

j

b

b j P P P P j

=, (7)

где b

j P – вероятность наличия в рабочей зоне i -го вредного вещества;

p

j P - вероятность нахождения человека в зоне действия j -го вредного фактора;

пс −

j Р поражающая способность j -го вредного вещества.

Вероятность наличия в рабочей зоне j -го вредного вещества:

см

bj

b

j T

t

P =, (8)

где b

j t – время действия j -го вредного вещества в течение рабочей смены.

Вероятность нахождения человека в зоне действия j -го вредного фактора:

см

p

p j

j T

t

P =, (9)

где p

j t - время нахождения человека в зоне действия вредного фактора в течение

рабочей смены.

Поражающая способность j -го вредного вещества:

j

nc j

j D

d

Р =, (10)

где j d – фактическое содержание j -го вредного вещества; j D – предельное со-

держание j -го вредного вещества. Предельное содержание – это такое количе-

ство вредного вещества, при котором работающие подлежат немедленной эва-

куации из опасной зоны.

Подставив в формулу (7) значения пс

j

р

j

b

j P, P, P, получим:

j см

p

j

bj

bj D T

t t d

Р =. (11)

Вероятность вредного воздействия m вредных факторов определяется по

формуле:

Π=

= − −

m

j

bm bj P P

1 (1). (12)

На рис. 2. (см. приложение) приведена зависимость возможности воздейст-

вия на человека k вредных факторов.

Зная вероятность действия вредных факторов на работающих, можно оп-

ределить вредность производственного процесса в целом:

,

... 1 1 2 2

N

N P N P N P

P bm

b

b

b

b

b

b

nn

m

+ + +

= (13)

где b b b

m N, N,... N 1 2 – количество работающих в зоне действия 1,2, …, m вредных фак-

торов;

N – общая численность работающих:

b b b

нb m N = N + N + N +...+ N 1 2, (14)

где нb N - количество работающих, не подвергающихся действию вредных факто-

ров.

Самостоятельная работа

Исходные данные для решения задач студентами заочного обучения прини-

маются по последней цифре учебного шифра, вариант студентам дневного обу-

чения задается преподавателем.

Задача 1.

Дать количественную оценку потенциальной опасности производственного

процесса, имеющего технологические переходы в зоне действия кинетической

энергии (автодорога и подъездной железнодорожный путь). Время нахождения

работающих в зоне действия кинетической энергии: автодороги t p 1 (ч); подъезд-

ного пути p

2 t (ч). Количество переходов одним работающим: автодороги 1 M, же-

лезнодорожного пути 2 M. Интенсивность движения: автомашин 1

η (1/ч), желез-

нодорожных составов 2

η (1/ч). Продолжительность рабочей смены см T (ч). Общее

количество работающих N (чел), из них N o 1 и No 2 выполняют опасные операции.

Варианты

Исход-

ные дан-

ные

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

t1

p,

(ч)

6*

10-3

6.5*

10-3

5.5*

10-3

6*

10-3

6.5*

10-3

7*

10-3

6*

10-3

5*

10-3

6.5*

10-3

5.5*

10-3

t2

p,

(ч)

3*

10-8

3.5*

10-8

2.5*

10-8

3.5*

10-8

3.5*

10-8

4*

10-8

2.5*

10-8

3*

10-8

4*

10-8

3*

10-8

M1 10 15 12 15 10 8 11 13 14 10

M2 25 30 27 25 30 6 20 22 23 20

η 1, (1/ ч) 4 5 6 4 5 6 3 5 6 4

η 2, (1/ ч) 2 3 4 3 2 5 3 4 2 2

Tсм, (ч) 8 6 8 6 8 6 8 6 8 6

N, (чел) 120 100 110 120 100 110 120 90 125 120

Nо

(чел)

42 40 45 40 30 50 45 30 55 44

Nо

(чел)

50 30 25 60 40 30 35 40 50 60

Задача 2.

Дать количественную оценку потенциальной вредности производственного

процесса, при котором в воздух рабочей зоны выделяются бензол, углерода ок-

сид и аэрозоль алюминия. Продолжительность рабочей смены см Т (ч). Время

действия вредного фактора b

j t (ч). Время нахождения человека в зоне действия

вредности в течение рабочей смены p

j t (ч). Фактическое содержание j –го вред-

ного вещества j d (мг/м3). Предельное содержание j -го вредного вещества

j D (мг/м3). Количество работающих в зоне действия вредных факторов j N (чел).

Количество работающих, не подвергающихся действию вредных факторов

нb N (чел). Общая численность работающих N (чел).

Исходные Варианты

Данные 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

t b

1 бен-

зол, (ч)

2,0 1,5 2,5 1,2 3,0 1,7 1,9 2,0 2,2 2,4

t b

2 уг-

лерода оксид, (ч)

3,0 1,0 2,0 1,5 2,5 3,0 1,4 2,0 1,8 1,3

t b 3

аэрозоль алюми-

ния,

(ч)

3,8

3,6

3,4

3,2

3,5

3,3

3,7

4,0

3,1

t p 1

бензол, (ч)

1,5 1,5 2,0 1,2 2,0 1,7 1,5 1,0 1,8 2,4

t p 2

углерода оксид,

(ч)

2,5 0,5 1,5 1,5 2,0 3,0 1,0 2,0 0,8 0,9

t p 3

аэрозоль алюми-

ния, (ч)

1 d

бензол, (мг/м3)

10 9 18 15 10 15 10 8 12 15

2 d

углерода оксид,

(мг/м3)

3 d

аэрозоль алюми-

ния, (мг/м3)

1 D

бензол, (мг/м3)

15 10 20 16 11 19 17 12 14 18

2 D

углерода оксид,

(мг/м3)

3 D

аэрозоль алюми-

ния, (мг/м3)

1 N

бензол, (чел.)

20 10 20 10 30 20 15 40 10 15

2 N

углерода оксид,

(чел)

3 N

аэрозоль алюми-

ния, (чел)

нb N, (чел) 50 30 40 60 30 40 55 30 70 70

Задача 3.

Дать экономическую оценку потенциальной опасности и вредности производст-

венных процессов. Потери от действия на работающих i -го опасного фактора

oi C. Потери от действия на работающих j -го вредного фактора bj C. Время «жиз-

ни» производственного процесса Т (лет).

Исходные Варианты

данные 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

o 1 С автодо-

рога,

(руб)

o 2 С

ж.д., (руб)

60 70 80 50 65 75 80 85 60 70

b 1 C

бензол, (руб)

70 60 50 80 75 65 60 55 60 70

b 2 C уг-

лерода ок-

сид, (руб)

b 3 C

аэрозоль

алюминия,

(руб)

Т (лет) 10 12 15 14 17 16 20 18 25 15

Библиографический список

1. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/ С.В. Белов и др.- М.:

Высш. шк.,1999.-448 с.

2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и

производств (Охрана труда): Учеб. пособие для вузов /П.П. Кукин и др.- М.:

Высш. шк., 1999.-318 с.

Приложение

Наименование

вещества

ПДК, мг/м3

Агрегатное

состояние

Класс опас-

ности

Действие на

организм че-

ловека

Бензол + 15/5 П 2 К

Углерода ок-

сид

20 П 4 О

Аэрозоль

алюминий

2 А 3 Ф

Примечания.

1. + - требуется специальная защита кожи и глаз.

2. Значение ПДК через черту означает, что в числителе дана максимальная ве-

личина, в знаменателе среднесменная ПДК.

3. П – пары и (или) газы.

4. А – аэрозоль.

5. К – канцерогены.

6. Ф – аэрозоли фиброгенного действия (на верхние дыхательные пути и легкие).

7. О – вещество с остронаправленным механизмом действия, требующее авто-

матического контроля за его содержанием в воздухе.

P (n) o Р (m) b

j j d / D

1,0 t o ч

i = 3 1,0

1,0

0,8

0,8 t o ч

i = 2 0,8

0,6

0,6 0,6 0,4

t p ч

i = 1 0,3

0,4 0,4

0,2

0,2 0,2 0,1

0 0

1 2 3 4 5 6 n 1 2 3 4 5 6 m

Рис 1. Зависимость o P (n) действия n-го Рис 2. Зависимость b P (m) от m-го числа

числа опасных факторов при p

i t = const вредных факторов и bj

j j d / D (t и p

j t - const)__

Оценка опасности и вредности