Нормируемых условий и охраны труда при производстве кукурузы (на примере провинции хэнань кнр)

На правах рукописи

Ань Лэй

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМИРУЕМЫХ УСЛОВИЙ И ОХРАНЫ

ТРУДА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КУКУРУЗЫ

(НА ПРИМЕРЕ ПРОВИНЦИИ ХЭНАНЬ КНР)

Специальность 05.26.01 – Охрана труда (отрасли АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт – Петербург-Пушкин

2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграр ный университет»

Научный руководитель: ЗДНТ РФ, доктор технических наук, профессор Шкрабак Владимир Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кафедры вычислительной техники и информационного обеспе чения АПК ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Огнев Олег Геннадьевич кандидат технических наук, доцент кафедры экономики природопользования и сервиса экосистем ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государствен ный университет сервиса и экономики»

Григорьева Мария Васильевна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Великолукская государственная сельско хозяйственная академия»

Защита диссертации состоится 30 марта 2012 года в 13 часов 00 минут на за седании диссертационного совета Д 220.060.05 при ФГБОУ ВПО «Санкт Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, Санкт-Петербург-Пушкин, Академический проспект, д.23, аудитория 2-529, факс(812)465-05-05, e-mail: [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Санкт Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 28 февраля 2012 года и размещен на сайте Минобрнауки РФ

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор Салова Тамара Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В ряде провинций Китая, включая Хэнань, кукуруза – ос новная зерновая и силосная культура. Ее производство в провинции осуществля ется на площади 2,54 млн. гектар;

там занята большая численность населения.

Производство сопровождается перегревами кукурузоводов и тепловыми ударами, составляющими в последнее десятилетие от 28 до 37 случаев ежегодно, в числе которых по 3-4 случая смертельных;

от 11 до 17 человек ежегодно погибают в ре зультате травмирования карданными валами машин. Несмотря на это, эффектив ных мер профилактики травм до сих пор не разработано. В связи с изложенным профилактика травм кукурузоводов провинции Хэнань является актуальной зада чей.

Работа выполнялась в рамках целевой комплексной программы ГКНТ ОЦ 048 и научно-технической программы СПбГАУ по теме № 9.6 «Исследование условий и охраны труда работников АПК и обоснование путей динамичного сни жения и ликвидации производственного травматизма».

Цель работы – обоснование нормируемых условий и охраны труда при про изводстве кукурузы на примере провинции Хэнань Китайской Народной Респуб лики (КНР).

Объект исследований – кукурузоводство в провинции Хэнань Китайской Народной Республики, уровень травматизма, профессиональных заболеваний и их профилактика.

Предмет исследований – условия и охрана труда кукурузоводов провинции Хэнань Китайской народной республики.

Основу методики исследований составляли анализ существующего поло жения с уровнем состояния условий и охраны труда при производстве кукурузы в провинции Хэнань КНР, нормативно-правовой базой их, динамики развития травмирующих и защитных факторов и их прогноз на перспективу, разработка путей профилактики травматизма и профессиональных заболеваний.

Научную новизну исследований составляют: предложенная система «чело век – растение – среда», ее теоретический анализ и оценка роли и влияния на травматизм и заболеваемость работников;

теоретический анализ температурных воздействий на кукурузоводов, положений по запыленности и загазованности ра бочих зон;

модели прогноза тепловых ударов кукурузоводов и путей их преду преждения;

аналитическая оценка вредных производственных факторов и учет их при обосновании методов и средств защиты кукурузоводов.

Практическую значимость имеют: результаты исследований условий и охраны труда кукурузоводов провинции Хэнань КНР;

результаты прогноза тепло вых ударов кукурузоводов провинции Хэнань и обоснованные на их базе пути профилактики последних;

предложенные новые инженерно-технические средства предотвращения травматизма;

результаты экспериментальных исследований опасностей на основных технологических операций по производству кукурузы в условиях провинции Хэнань и опасных действий операторов при посеве, культи вации и уборке кукурузы;

результаты экспериментальных полевых исследований автономного устройства по предотвращению тепловых ударов кукурузоводов и лабораторных испытаний устройства по предотвращению травмирования кардан ными валами.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты диссерта ционных исследований используются в научно-исследовательской работе Всерос сийского научно-исследовательского института социального развития села ФГОУ ВПО «ОрелГАУ», в учебном процессе кафедры безопасности технологических процессов и производств ФГОУ ВПО СПбГАУ, в практике работы ПК «Шуша ры», в практике работы Нантинского аграрного университета КНР.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докла дывались, обсуждались и одобрены на конференциях профессорско преподавательского состава ФГОУ ВПО СПбГАУ (2009-2011 гг.), на Междуна родной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность» (20 21.10.2010 г.) в Курганском государственном университете;

на научной конфе ренции молодых ученых по проблеме научного обеспечения развития АПК в условиях реформирования (СПбГАУ, 2010 г.).

Публикации. По теме исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 в изданиях по перечню ВАК России. В их числе положительное решение по заявке на изобретение и заявка на изобретение.

На защиту выносятся следующие основные положения:

Предложенная система «человек – растение – машина – среда» и 1.

оценка влияния ее составляющих на травматизм и заболеваемость кукурузоводов провинции Хэнань КНР;

Модели анализа и прогноза травматизма кукурузоводов и путей его 2.

профилактики и результаты их экспериментальных исследований;

Результаты исследований по оценке вредных и опасных производ 3.

ственных факторов и их учет при обосновании методов и средств защиты кукуру зоводов провинции;

Результаты экспериментальных исследований опасности на основных 4.

технологических операциях производства кукурузы и опасных действий операто ров при посеве, культивации и уборке кукурузы;

Предложенные новые инженерно-технические средства предупрежде 5.

ния травматизма и результаты их экспериментальных исследований.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 157 наименований, содержит 206 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков, 6 таблиц, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель, изложена научная новизна, практическая значимость работы и основные по ложения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» дана характеристика проблемы, рассмотрены: взаимосвязь и взаимовлияние биологи ческих особенностей кукурузы с условиями и охраной труда кукурузоводов в условиях провинции Хэнань;

характеристика, уровень, причины травматизма, аварий и профессиональных заболеваний работников провинции при производ стве кукурузы и их последствия;

организационно-техническая, нормативно правовая база и законодательное обеспечение производственной безопасности и безопасного использования сельскохозяйственной техники в КНР;

тяжесть трав матизма и профессиональный стандарт идентификации инвалидности;

критиче ский анализ выполненных исследований и результаты патентных исследований по проблеме. В итоге установлено, что условия и охрана труда кукурузоводов да леки от нормируемых и требуют усовершенствования.

Отмечается влияние температурных особенностей производства кукурузы и низкого уровня механизации работ на условия и охрану труда кукурузоводов.

Имеет место большое число отравлений пестицидами. При использовании техни ки в производстве кукурузы только за апрель – сентябрь 2009 г. число травм в провинции составило 194;

кроме того имело место повреждение карданными ва лами (43), незащищенными цепными (12), ременными (10) и шестеренчатыми (8) передачами, травмы при опрокидывании тракторов (29), вывихи конечностей (176), падение с агрегатов (33), растяжение связок (67). Прямые экономические ущербы и финансовые компенсации жертвам ежегодно превышают 10 млрд. юа ней.

Основными причинами указанного является низкий уровень организацион ного и инженерно-технического обеспечения безопасности. Поэтому поставлен ная цель исследований предполагает решение следующих задач:

Анализ условий и охраны труда при производстве кукурузы в услови 1.

ях провинции Хэнань КНР;

Теоретическое обоснование и анализ системы «человек – растение – 2.

машина – среда» и ее влияние на безопасность труда;

Исследование и оценка микроклимата провинции Хэнань на различ 3.

ных стадиях производства кукурузы и его влияние на условия и охрану труда ку курузоводов;

Обоснование методики прогнозирования и прогнозирование травма 4.

тизма и путей его профилактики при производстве кукурузы;

Обоснование организационных инженерно-технических мероприятий 5.

по профилактике травматизма при производстве кукурузы и их эксперименталь ные исследования;

Формирование выводов и рекомендаций по результатам исследова 6.

ний.

В главе 2 «Теоретическое обоснование путей обеспечения нормируемых условий и охраны труда при производстве кукурузы» приводятся результаты теоретического анализа системы «человек – растение – машина – среда» (ЧРМС) и ее влияния на безопасность, анализа и оценки вредных производственных фак торов и учета их при обосновании методов и средств защиты кукурузоводов, тео ретического анализа положений по запыленности и загазованности, температур ным воздействиям, а также основные положения методики прогноза травматизма и путей его профилактики.

Несоответствие условий и охраны труда кукурузоводов нормативам связано с наличием в системе ЧРМС (рис. 1) регулируемых операторами О и нерегулиру емых ими параметров (окружающая среда). Роль оператора в этой ситуации мо жет быть позитивной П, негативной Н и нейтральной Нm.

Составляющие этой роли приведены в подрисуночной подписи к рис. 1.

Рис. 1. Схема воздействия оператора О на среду «человек – растение – машина – среда»;

воздействия позитивные П, негативные Н, нейтральные Нm.

Составляющие позитивных воздействий: Т – технологии, Пр – приемы, Рр.о – режим рабочего времени и времени отдыха, Ср – срок выполнения работы, Упр – уровень профессионализма, квалификации и дисципли нированности, Пз – применение методов и средств защиты, Пр – рациональное поведение с учетом основных составляющих системы, Из – состояние здоровья исполнителя, Др - другие факторы. Составляющие нега тивных Н воздействий оператора, не соответствующие нормативным требованиям к технологиям Тн, при емам реализации технологий Пр.н, режиму рабочего времени и времени отдыха Р р.о.н, срокам выполнения ра бот Ср.н, уровню профессионализма и дисциплинированности У пр.н, применению методов и средств защиты Пз.н, рациональному поведению Пр.н, состоянию здоровья Из.н, другим негативным факторам Др.н. Составля ющие нейтральности Нm: Нmc – непредвиденные чрезвычайные ситуации, Нm.к – природные катаклизмы, Рч.ф человеческий фактор, Дн – другие обстоятельства непредвиденного характера.

Поскольку любые действия оператора (П, Н, Нт) проявляются постоянно, то состояние системы «Ч-М-Р-С» есть функция трех названных обстоятельств, т.е.

(Ч-М-Р-С)о=f1(П, Н, Нт). (1) В свою очередь:

П=f1'(Т, Пр, Рр.о, Ср, Упр, Пз, Пр, Из, Др);

(2) Н=f1''(Тн, Прн, Рр.он, Срн, Упрн, Пзн, Прн, Изн, Дрн);

(3) Нт=f1'''(Дн, Нтк, Нтс, Нчф). (4) Принято, что воздействия П, Н, Нт оператора О равновозможны.

Говоря о позитивных воздействиях растений Пв.р. на систему Ч – Р – М – С, отметим (рис. 2, где представлены составляющие воздействий от растений Р по зитивные Пв.р., негативные Рн=Нпр, нейтральные Рн.т.=Нт.р.), что по аналогии с вышеизложенным имеем (расшифровка параметров приведена в подрисуночной подписи к рис. 2):

Рис. 2. Схема влияния растений Р на систему «человек – растение – машина – среда («Ч – Р – М – С»)»;

воздействия позитивные Р=Пв.р, негативные Рн=Нпр,, нейтральные Рн.т=Нт.р. Составляющие пози тивных воздействий: Пп.п. – продовольственное обеспечение;

Пп.с. – сырьевое обеспечение;

Пц.з - целенаправ ленная занятость населения;

Пд.р. – другие факторы. Целесообразные условно негативные (или затратные) воздействия (последствия): Нm – тяжелый крестьянский труд;

Но.m – затраты на орудия труда;

Нэ.к. – энер гетические компоненты;

Нр.о. – затраты на ремонтную и обслуживающую базы;

Н п.у. – последствия ненор мируемых условий труда при культивации растений, ведущие к травмам и профессиональным заболеваниям;

Нm.п. – отравления пестицидами, ожеги борщевиком;

Нв.п. – возможность пожаров;

Нв.б - возможность биоло гических воздействий;

Ндр.п. – другие последствия. Составляющие нейтральности: Н m.а. – агротехнические, Нm.х. – агрохимические, Нm.б. – биологические, Нm.э.- экологические, Нm.ан. – антропогенные и Нm.др. - последствия культивации растений с нейтральными последствиями другого характера.

Тогда: (Ч – М – Р – С)р=f2(Пв.р, Нн.р, Нтр);

(5) Где Пвр, Нпр, Нтр в свою очередь являются функциями:

Пвр=f2'(Ппп, Ппс, Пцз, Пдр);

(6) Ннр=f2''(Нт, Нот, Нэк, Нро, Нну, Нтп, Нвп, Нвб, Ндр);

(7) Нтр=f2'''(Нта, Нтх, Нтб, Нтэ, Нт.ам, Нт.др). (8) Аналогичный анализ проведен по влиянию машины на систему Ч – Р – М – С и параметров среды (природной Сп, производственной Спр, психологического микроклимата Спр.м). Он позволил уяснить многофункциональную зависимость позитивных, негативных и нейтральных воздействий источника на систему Ч – Р – М – С.

Следствием этого является необходимость упрощения многофункциональ ных зависимостей для решения конкретных задач, однако при этом необходимо учитывать последствия в части приемлемой погрешности.

Обоснование средств защиты кукурузоводов базировалось на анализе и оценке вредных производственных факторов, в частности запыленности воздуха и его температуры в жаркий период времени, поскольку этапы производства куку рузы совпадают с периодами максимальных температур и солнечной радиации, что существенно усложняет работы в полевых условиях, сопровождая их рядом неблагоприятных условий. Эти обстоятельства учитывались при обосновании средств защиты работающих.

Анализируя положения по запыленности и загазованности рабочих мест при производстве кукурузы, отметим, что расстояние е от наземного источника пыли до границ санитарно-защитной (безопасной) зоны определяем как:

e=(АМ*t/ПДК)1/3, где М – источник пыли фиксированной мощности;

А=0,11 – коэффициент в функции температурной стратификации атмосферы;

t – время диффузии.

Учитывая использование пестицидов в практике работы кукурузоводов провинции Хэнань, представляет интерес для охраны труда скорость их испаре ния q, определяемая по известной зависимости q=4,39*S(5,83+4,1V)РнМо0,5/10-12, где S – площадь испарения;

V – скорость ветра;

Мо – молекулярная масса веще ства;

Рн – упругость паров.

Продолжительность испарения tи при известном количестве Qп испаряемого пестицида будет: tи= Qп/q;

определена также площадь зоны загрязнения.

В зоне загрязнения пестицидами участка кукурузного поля есть зоны, где имеет место превышение значений разовой предельно-допустимой концентрации ПДКп.д. Упрощенная зона загрязнения характерна для мест выхода пестицидов и средств распыла и схематично, как известно, напоминает факел распыла воды или топлива (см. рис. 3).

Рис. 3. Упрощенная схема зоны загрязнения пестицидами участка кукурузного поля.

Боковые границы распространения загрязнения условно определяются пря мыми ОD и OD', расположенными под углом к боковым границам зоны распы ла. Вычисляют с учетом координаты на оси направления ветра Хmax, где имеет место максимум концентрации вредностей. Величину определяют из зависимо сти:

QiG(xmax*cos;

xmax*sin;

1,65;

t)109=ПДКм.р., где – единственный неизвестный параметр;

Qi – количество поступающего в воздух пестицида;

G(xmax*cos;

xmax*sin;

1,65;

t) – функция для определения поля концентра ции вредностей при опрыскивании;

1,65м – высота над поверхностью земли, в которой наблюдается первооче редное воздействие на кукурузовода.

При симметричности концентрации вредностей относительно оси направ ления ветра зона загрязнения упрощенно описывается тремя параметрами: углом загрязнения =2, определяющим боковые границы зоны, координатами задней хА и передней хЬ границ. На основе этих параметров строят зону загрязнения (рис.

3). Площадь ее определяют как разность площадей большого радиуса х Ь и малого хА секторов, т.е. S= (хЬ2-хА2). Зона загрязнения имеет вид эллипса, вытянутого вдоль оси направления ветра.

При работе на кукурузном поле нескольких опыливающих или опрыскива ющих агрегатов при непрофессиональной их эксплуатации происходит перекры тие не только зон превышения ПДК, но и зон повышенного фона. При этом зоны с нормальным значением концентрации накладываются друг на друга, давая в сумме превышение ПДК. Расширение зон загрязнения способствует повышению вероятности работы кукурузоводов в ненормируемых условиях и по запыленно сти при технологических операциях.

Исследованиями запыленности установлено, что наибольшая запыленность имеет место на пахоте, посеве, бороновании и культивации кукурузы;

при работе зерноуборочных комбайнов пыль содержит около 85% органических частиц (60 80% их меньше 1мкм.), а концентрация пыли доходит до 200 мг/м.

Анализировались температурные воздействия на кукурузоводов в связи с тем, что имеют место перенапряжения терморегуляторных функций. При этом учитывался тепловой баланс, в том числе и работающих в закрытом пространстве – кабинах. В основе анализа допущение об изменении температуры То(t) вне ка бины и внутри нее Т(t) во времени по гармонике, что недалеко от истины, т.е.

То(t)=Тср+Аsin(kot+o), где А – коэффициент отражения теплового потока;

ko – параметр, определяемый по зависимости ko=/12;

o – сдвиг по фазе изменяющихся температур наружи и внутри кабины.

С учетом выравнивания температур за счет теплопроводности стенок и кон векции в соответствии с законом Фурье, проводя ряд преобразований после диф ференцирования по времени температуры и вводя ряд обозначений, получим, пренебрегая членом Cl-t, квазистанционарное решение вида:

Т=Тср+А/(kо2+2)0,5sin[ko(t-tзап)+о].

Анализ показывает, что колебание температуры внутри кабины пропорцио нально множителю f()=/(kо2+2)0,5, а фазовый сдвиг колебаний, т.е. tзап=ko-1arctg ko/. Для суточного режима (24 ч) имеем: f()=[(/12)2+2]-0,5 и tзап()=12/*arctg*/(12).Для конкретных условий тракторного агрегата и темпе ратурных условий имеем:f()=0.79;

tзап=2,53.

В результате изучения имеющего место постоянного теплообмена между кукурузоводом и средой, влияющего на состояние работников, предложена схема этого процесса, позволяющая на основе известных зависимостей определить плотность qr теплового потока за счет лучистого теплообмена qr=(Тs4-Tr4)Ar, теп лообмена теплопроводностью qт=(Ti-Tr) и конвекцией qk=(Ts-Tr). Здесь Ts и Tr соответственно средняя температура поверхности и окружающей среды, Ti – тем пература оператора.

При испарении теплообменом плотность теплового потока qc=с(Tsc-Tr), где с – коэффициент испарения;

Tsc – температура влажной кожи (при давлении насыщенного пара).

Имеющий место постоянный теплообмен между человеком и средой при высокой температуре последней приводит к перегревам и тепловым ударам. Для исключения этого необходима разработка автономных средств с обеспечением приемлемых или нормируемых условий труда кукурузоводов.

В целях обоснования путей профилактики тепловых ударов кукурузоводов осуществлялось прогнозирование их на перспективу. Последнее осуществлялось по методологии СПбГАУ, уточненной применительно к рассматриваемому во просу и условиям производства кукурузы в провинции Хэнань КНР. В основе ме тодики прогноза на 5-ти летний период линейная модель, соответствующая реа лиям провинции. На этой основе получены модели прогнозирования, вид которых и результаты исследований приведены дальше.

В третьей главе «программа и методики исследований. Эксперимен тальные установки» изложены общая программа и методика исследований, частные программы и методики вопросов, рассматриваемых в диссертации, пред ставлена материально-техническая база исследований кукурузоводов провинции Хэнань, используемая контрольно-измерительная аппаратура, допустимые по грешности измерений и испытаний, методика обработки экспериментальных дан ных.

Четвертая глава содержит «результаты экспериментальных исследова ний». Ими в системе ЧРМС установлено, что все этапы выращивания, уборки и переработки урожая кукурузы сопровождаются ненормируемыми условиями тру да и опасностью. На условия и охрану труда существенно влияют климатические условия и особенно температура. Так ее значение доходит до 34-400С, а количе ство осадков колеблется от 300 до 600 мм. в год с максимумами в июле – сентябре и январе – феврале. Посев кукурузы частично механизирован (около 38%);

значи тельная часть посевных работ выполняется вручную и с использованием живот ной тяговой силы (равно как и при подготовке почвы). Не обеспечены нормируе мые условия труда при внесении калийных, фосфорных и азотных удобрений, а также применений гербицидов (Грид Плюс, Дуал, Пентитран). Уборка на зерно частично механизирована (на 50%), однако комбайны имеют ряд незащищенных травмоопасных зон (открытые цепные, ременные и шестеренчатые передачи, кар данные валы). Сжатые сроки уборки способствуют повышению уровня напря женности труда на 25-30%, дополнительной усталости и травмированию (на 18 21%).

Экспериментально исследовались условия труда операторов по запыленно сти на различных операциях при работе на тракторных агрегатах с тракторами МТЗ – 80, 82, с тракторами без кабин. Запыленность на кукурузоуборочных агре гатах исследовалась на зерноуборочных комбайнах и кормоуборочных комбай нах. Результатами этих экспериментальных исследований установлено, что при выполнении технологических операций машинно-тракторными агрегатами на ра бочих местах операторов имел место следующий уровень запыленности (см. таб лицу 1).

Таблица 1 – Динамика запыленности воздуха на рабочих местах операторов при выполнении технологических операций по производству кукурузы в провин ции Хэнань КНР с апреля по октябрь 2010 г.

Уровень запыленности Уз, мг/м3 по месяцам № Технологическая п/п операция апрель май июнь июль август сентябрь октябрь Пахота на зяб 1 - - - - - - 2, Весенняя 2 4,3 - - - - - вспашка 3 Боронование зя- 24,5 - - - - - би 4 Боронование пе- - 35,5 - - - - ред посевом 5 Посев кукурузы 6,0 8,0 - - - - 6 Первая культи- - 17,0 19,0 - - - вация кукурузы 7 Вторая культи- - - 23,0 23,0 - - вация кукурузы 8 Уборка кукуру- - - - - - 2,5 2, зы на силос 9 Уборка кукуру- - - - - - 3,8 3, зы на зерно 10 Уборка кукуру- - - - - - 3,7 3, зы с отделением початков 11 Транспортные 2,5 2,9 3,1 3,4 4,8 4,0 3, работы Уровень запыленности – одна из важных причин профзаболеваний кукуру зоводов.

При выполнении вспашки, боронования, междурядной обработки запылен ность в кабине тракториста превышает норму в 10-12 раз;

в 6 из 10 обследован ных агрегатов отсутствовали емкости питьевой воды и аптечки. На комбиниро ванных агрегатах в 1,5-2 раза возрастает опасность травмирования, на столько же ухудшаются условия труда и возрастает напряженность.

Изучение опасных ситуаций проводилось на посевных агрегатах, культивацион ных и уборочных кукурузы на зерно и силос. Установлено, что за 24 часа наблю дений опасные действия Од на посеве совершались 12 раз (удельный показатель Пу на 1 ч. работы 0,5);

за 20 часов наблюдений на культивации О д совершались раз (Пу=0,5). Аналогичные исследования проводились на уборке на зерно само ходным прицепным комбайном и на силос (кормоуборочный комбайн);

при этом за 24 часа наблюдений Од совершались соответственно 121, 129 и 116 раз.(Пу со ответственно равен 5,04;

5,37 и 4,83). Следовательно, Пу уборочных агрегатов в раз больше посевного и культивационного, а значит возможность травмирования там выше в 2,5-3 раза.

В соответствии с этим предложена схема этапов реализации безопасных и безвредных технологий производства кукурузы, включающая основные этапы технологии производства, проектно-изыскательские работы по обоснованию и разработке безопасных и безвредных технологий производства и методов и средств их реализации.

Исследованиями причин и уровня травматизма и заболеваний кукурузово дов провинции установлено, что 39,5% приходится на человеческий фактор, 32% на неисправность техники, отсутствие и ненадежность блокировок безопасности и других средств защиты, несовершенство конструкции техники и слабый учет тре бований безопасности в реализованных технологиях, 28,5% - на организационные причины (более 30% работающих не проходили профподготовки, из них 14% особенности производства кукурузы познали на производстве, мерам безопасно сти не обучены или обучены недостаточно 45% кукурузоводов, 8% не проходили вводный, 4,5% - инструктаж на рабочем месте). Нарушение периодичности ин структажей составляет 67%. Отклонение санитарно-гигиенических условий от нормативных по температурным, влажностным и скоростным параметрам воздуха в полевых условиях в течение работы составляет 98%, а в помещениях – 48-56%.

В итоге имеют место и профзаболевания;

в 2010 г. имело место 2 профзаболева ния на 10 тыс. работающих.

Высокотравмирующим элементом машин являются карданные валы – в 90% контакта – летальные исходы, в 5-7% - тяжелые с инвалидным исходом;

число ле тальных травм за последнее 10-летие ежегодно составляло 17-11. Осредненно за последние три года КЧ=5,85;

КТ=22,5;

КЛ=0,03.

Характерны перегревы организма и тепловые удары (в 2010 г. всего их было 66;

в результате чего 4 человека погибли);

число пострадавших П за последнее десятилетие ежегодно составляло от 37 до 28 случаев. На этой основе выполнен анализ П и прогноз их на перспективу для кукурузоводов.

В основе прогноза – линейная модель, поскольку по годам фактическое число Чп меняется практически линейно. Следовательно, прогнозная модель име ет вид:

П=mп ±=ai+b±, где П – динамика числа пострадавших от тепловых ударов;

а и b - коэффициенты линейной регрессии;

i – разность между годом анализа и исходным годом.

Прогнозируемые значения на 2011-2012 гг. П лежат в зоне между Пmax и Пmin. В результате теоретического анализа получены следующие модели, к при меру, для 2011 г. (первого года прогноза):

П1= ai+b±=-0,9*16+41,95±4,51=27,55±4,51;

П1max=ai+b+=27,55+4,51=32,06;

П1min= ai+b-=27,55-4,51=23.

Результаты анализа и прогноза представлены на рис. 4.

Рис. 4. Анализ и кратко срочный прогноз числа по страдавших кукурузоводов от тепловых ударов в про винции Хэнань.

В соответствии с изложенным в целях профилактики теп ловых ударов куку рузоводов разрабо тана на патентном уровне тепло- отражательная каска с воздушным охлаждением для предупреждения перегревов и тепловых ударов, схема которой представлена на рис. 5.

Рис.5. Теплоотражательная каска с воздушным охлаждением.

1 – цилиндр;

2 – поролон;

3 – обычайка конусная;

4 распределительное устройство;

5 – верхний конус;

6, 7 – отверстия;

8 – вентилятор;

9 – стержень;

10 – втулка;

11 – крепление вентилятора;

12 – реостат;

13 – выклю чатель;

14 – аккумулятор;

15 – голова оператора;

16 – строя воздуха;

h – высота конуса.

Результаты экспериментальных ис следований теплоотражательной каски по исключению тепловых ударов и перегре вов представлены на рис. 6.

Рис 7. Предохранительное устройство карданного вала: 1 – ведущая часть карданного вала;

2 – ведо мая часть карданного вала;

3 – втулка;

4 – кольцо стопорное;

5 – втулка шлицевая;

6 – подшипник;

– кольцо стопорное;

8 – пружины;

9 – корпус;

10 – кожух ведомой части вала;

11 – кожух ведомой части вала;

12 – кольцо внешнее;

13 – втулка ограничительная;

14, 17, 18 – кольца стопорные;

Рис. 6. Экспериментальная динамика понижения 15 – труба;

16 – втулка-кольцо;

19 – труба внеш температуры верхней части тела. няя;

20 – паз;

21 – болт.

Как видно, снижение температуры поверхности головы и лица в теплоотро жательной каске достигает 2-3,50С.

В целях исключения травмирования карданными валами предложено предохранительное устройство карданного вала (заявка № 2011116386/11 на изобретение), представленное на рис. 7.

Устройство выполнено так, что позволяет осуществлять его только опера тору с использованием инструмента, исключая возможность непрофессиональных вмешательств (регулировок, разборки-сборки, обслуживания и др.).

В главе 5 «Внедрение результатов исследований и их технико экономическая эффективность» приведены результаты внедрения теоретиче ского анализа системы «человек – растение – машина – среда» и ее влияние на безопасность, включая температурные и пылевые воздействия на кукурузоводов, основные положения методики и модели прогноза перегревов и тепловых ударов работников, устройств по предотвращению тепловых ударов и блокировок трав мирования карданными валами. Основные положения диссертации используются в НИР Всероссийского НИИ социального развития села ФГОУ ВПО «Орел ГАУ»,в НИР и учебном процессе Нантинского аграрного университета КНР, в учебном процессе СПбГАУ, в практике работы ПК «Шушары».

Внедрение разработок обеспечивает годовой эффект 2240 руб. на одного кукурузовода;

имеет место социальный эффект.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

Важность кукурузы как зерновой культуры в КНР, большие объемы ее 1.

производства, большая численность занятого при ее производстве населения, ма ломеханизированный труд и высокотемпературные климатические условия, при водящие к травмам, перегревам организма и тепловым ударам, вынуждают к со вершенствованию условий и охраны труда при ее производстве.

Организационно-правовой базой улучшения условий и охраны труда явля ются введенные в стране Закон о производственной безопасности, Положение об управлении безопасностью с.-х. техники и надзора за этим, Профессиональный стандарт идентификации инвалидности в зависимости от тяжести травм и профзаболеваний.

Исследованиями опасностей и причин травматизма и профзаболева 2.

ний кукурузоводов установлено, что технологические операции и машины высо котравмоопасны, с вынужденными опасными действиями операторов частотой от 0,5 до 5,37 за час работы.

Доля ручного труда составляет около 68% при температуре воздуха в от дельные периоды 34-420С. Изложенное является основной причиной травматизма и профзаболеваний, уровень которых по травмам с летальным исходом составляет на 100 тыс. работающих 6 чел., с временной утратой трудоспособности – 12 чел., а по профзаболеваниям – 11 чел.

Предложенная система «человек – растение – машина – среда» на ос 3.

нове ее теоретического анализа и влияния ее составляющих на безопасность, оценки вредных производственных факторов по температурным параметрам и за пыленности рабочей зоны, позволила осуществить обоснование путей обеспече ния безопасных условий и охраны труда при производстве кукурузы по основным травмирующим факторам с учетом того, что в основных фазах развития и обра ботки кукурузных плантаций (июнь – август) температура воздуха в течение 18 26% указанного периода превышает нормируемые допустимые значения в 1,25 1,43 раза, достигая значений 35-400С, а запыленность – в 2-5 раз (при механизиро ванной обработке) и загазованность применяемыми препаратами – в 3-7 раза.

Обоснованные модели прогноза травматизма и путей его профилакти 4.

ки позволяют оперативно определять его показатели и своевременно принимать управляющие воздействия, обеспечивая снижение травматизма и профзаболева ний на 12-15% и социальный эффект.

Выполненное на основе предложенных моделей прогнозирование 5.

травматизма по поражающему параметру «тепловые удары» позволило получить прогнозные значения числа тепловых ударов кукурузоводов провинции Хэнань на период до 2015 г и граничные зоны этого параметра. Экспериментальная провер ка предложенных моделей показала, что расхождение фактических значений с прогнозируемыми составляет ±3,5%.

Экспериментальные исследования обоснованных организационных и 6.

инженерно-технических решений по профилактике травматизма и профзаболева ний кукурузоводов провинции Хэнань способствуют снижению травматизма и профессиональных заболеваний на ближайшие 3-4 года на 14-17%, а в перспекти ве до 22-26% в сравнении с существующим положением.

Экспериментальные исследования предложенных на патентном 7.

уровне инженерно-технических решений по предотвращению перегревов орга низма работающих и тепловых ударов (автономная теплоотражательная каска с воздушным охлаждением) обеспечивает снижение температуры воздуха в зоне головы на 1,5-3,50С, позволяя продлить работу в жаркое время на 1,5-2 часа, а также исключить травмирование карданными валами кукурузоводов за счет пред ложенной блокировки карданного вала.

Технико-экономическая эффективность предложенных решений осредненно составляет 2240 руб. в год на оператора.

В качестве рекомендаций являются правомерными предложения по:

- широкому использованию в практике работы кукурузоводов предло женных моделей прогноза травматизма и путей его профилактики;

- оснащению кукурузоводов, работающих в жарких условиях, автономными теплоотражательными касками с воздушным охлаждением;

- оснащению средств механизации с карданными приводами устройствами блокировки карданных валов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Ань Лэй. Анализ условий и охраны труда при производстве кукурузы 1.

(на примере провинции Хэнань КНР)./В. В. Шкрабак, Ань Лэй.// Известия СПбГАУ, 2010, 3 18, с. 278-283.

Ань Лэй. Теоретический анализ системы «человек – растение – маши 2.

на – среда» и ее влияние на безопасность./ Р. В. Шкрабак, Ань Лэй.// Вестник Са ратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова. Саратов, 2011, № 9, с. 41-46.

Теплоотражательная каска с воздушным охлаждением. Положитель 3.

ное решение от 26.08.2011 г. по заявке на изобретение № 2010142966/12(061764) от 21.10.2011 г./ Р. В. Шкрабак, Ань Лэй, Лукуса Кашама, Е. И. Овчинникова и др.

Устройство блокировки карданного вала. Заявка на изобретение № 4.

2011116386/11(024325) от 11.04.2011 г./ Р. В. Шкрабак, Э. В. Пьядичев, Д. А. Его ров, Ань Лэй, Е. И. Овчинникова и др.

Ань Лэй. Характерные особенности условий и охраны труда работни 5.

ков при производстве кукурузы в условиях КНР. Сб. науч. тр. СПбГАУ «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования». С. П. 2011 г, с. 401-403.

Ань Лэй. Профилактика травматизма профессиональным отбором 6.

кадров./ Р. В. Шкрабак, В. А. Сердитов, Ань Лэй.// Экология. Риск. Безопасность.

Материалы международной научно-практической конференции 20-21 октября 2010.в Курганском государственном университете. Курган, 2010 г. т 1, с. 166-167.

Ань Лэй. Предотвращение травматизма совершенствованием подго 7.

товки кадров по охране труда./ В. А. Сердитов, Ань Лэй.// Экология. Риск. Без опасность. Материалы международной научно-практической конференции 20- октября 2010 в Курганском государственном университете. Курган, 2010 г. т 1, с.

160-161.