4. Безопасность жизнедеяткльности

4. Безопасность жизнедеяткльности

4.1 Условия труда локомотивных бригад на современных тепловозах

Акустический шум и механическая вибрация относятся к распространенным физическим вредным производственным факторам, влияющим на окружающую среду и людей. Измерение параметров этих факторов, их нормирование и контроль приобретают все большее значение: разработаны соответствующие международные и государственные стандарты; разработаны стандарты, устанавливающие технические требования на средства измерения и их поверку; в терминологических стандартах установлены термины и их определения, измеряемые величины, единицы измерения и их обозначения [5].

Требования к шуму и вибрации устанавливают в трех общих технических регламентах (на безопасную эксплуатацию и утилизацию машин и оборудования, на биологическую и экологическую безопасность), в двух специальных (макроотраслевых) технических регламентах, а также в специальных (отраслевых) технических регламентах о безопасности специфических видов деятельности и специфического оборудования.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003 и утвержденным Госсанэпиднадзором России руководством Р 2.2.755-99 повышенные шум, вибрация, инфразвук и ультразвук являются вредными физическими факторами производственной среды, воздействие которых на работающих при определенных условиях может привести к заболеванию или стойкому снижению работоспособности.

В соответствии с этим определением понятие «шум» включает в себя также звуковые колебания инфра- и ультразвуковых частот. На практике же под шумом понимают в основном лишь слышимые звуки. Воздействие фактора на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава, временных характеристик и продолжительности действия [9].

Следует принимать особые меры защиты против появления звуковых колебаний со следующими частотами, потому что совпадение частот приводит к возникновению резонанса:

20-30Гц (резонанс головы),

40-100 Гц (резонанс глаз),

0.5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата),

4-6 Гц (резонанс сердца),

2-4 Гц (резонанс кишечника),

6-8 Гц (резонанс почек),

2-5 Гц (резонанс рук) [5].

Все случаи контакта человека и звука можно поделить на две большие группы. Контакты в пространстве, не ограниченном жесткими стенками и контакты в помещениях, то есть в пространстве, ограниченном жесткими стенками. Таким образом, с точки зрения акустики, это контакты с бегущей волной, и контакты в полости резонатора [6].

Применительно к условиям работы локомотивной бригады, характерен второй случай – нахождение в полости резонатора.

4.1.2 Меры защиты локомотивных бригад от шума.

С физической точки зрения все многообразие помещений может быть сведено к резонаторам двух типов: — резонатору типа Гельмгольца и резонатору типа труба. Даже небольшая, по сравнению с длинной инфразвуковой волны, комната, может служить четвертьволновым резонатором частотой 5,5 Гц.

Таким образом, человек, в силу привычки или служебной необходимости находящийся в той или иной части помещения, будет контактировать с различными физическими компонентами распределенной в пространстве помещения акустической волны. Но, с точки зрения биологии, контакт с разными раздражителями должен вызвать разную ответную реакцию органов и систем.

Данные опытов указывают, что инфразвук, даже невысокой интенсивности, в зависимости от места нахождения подопытного объекта, может быть небезопасен для здоровья и может, в то же самое время, обладать положительным стимулирующим эффектом [6].

Всвязи с невозможностью устранения источников шумов высокой интенсивности, которыми являются дизель-генераторная установка тепловоза и его движущие механизмы, основной мерой защиты локомотивных бригад в процессе работы является звукоизоляция. Для обеспечения эффективного поглощения звука, появляющегося при движении локомотива, кабины обшиваются слоем звукопоглощающего материала по всей поверхности кроме окон. Также, на кабинах тепловозов устанавливается ещё один дополнительный слой звукоизолирующего покрытия на задней стенке кабины для поглощения шума дизеля.

Следует заметить, что на железных дорогах ряда западных стран для дополнительной защиты членов локомотивных бригад используется такое СИЗ как наушники, надевать которые предписано при работе в машинном отделении при работающем дизеле. К сожалению, реалии современной России не позволяют применить подобный подход.

4.1.3 Некоторые меры предосторожности, связанные с возможным инфразвуковым воздействием датчика

Эксперименты с датчиком показали, что хотя устройство имеет рабочий диапазон частот в инфразвуковом спектре (собственная частота колебаний якоря составляет 8,3 Гц), мощность звукового сигнала невелика в сравнении с другими источниками шума на локомотиве (дизель и подвеска). Так как разность интенсивностей шумового воздействия датчика в сравнении с дизелем превышает 10 дБ, воздействие признано незначительным. Более того, поскольку экспериментально частота колебания якоря датчика, равная 8,4 Гц является низшей частотой рабочего диапазона датчика (с увеличением уровня песка частота колебаний возрастает), можно сказать, что на данный момент не выявлено условий, при которых достигается опасная частота в 7 Гц. Следовательно, для защиты локомотивной бригады вполне достаточно стандартной звукоизоляции кабины.

4.2 Прогнозирование последствий аварии с разливом хлора

В настоящий момент, как в России так и за рубежом, надёжное сцепление колеса с рельсом считается одним из критических факторов, обеспечивающих безопасность движения. Причём, правильное функционирование песочной системы позволяет именно увеличить сцепление, если оно упало. Подобное падение сцепление в процессе торможения представляет значительную опасность т.к. связано с непредсказуемым увеличением тормозного пути, которое может повлечь за собой спектр неприятностей от образования ползунов до катастрофы.

В рамках данного исследования, в качестве аварийной ситуации рекомендуется рассмотреть наиболее тяжёлые из вероятных последствий катастрофы на железной дороге – случай повреждения перевозимых ёмкостей с АХОВ, повлекший за собой утечку.

Железнодорожный транспорт является основным видом перевозки АХОВ, По железным дорогам России ежегодно перевозится свыше 500 тыс. тонн хлора. Нормы перевозки опасных грузов регламентируются Правилами перевозок и та­рифов железнодорожного транспорта, а также требованиями Правил ПБХ-93 и инструкций Госгортехнадзора Российской Федерации.

Грузоподъемность железнодорожных цистерн: для хлора — 47,55 и 57 т; аммиака — 30 и 45 т; соляной кислоты — 52 и 59 т; фтора — 20 и 25 т.
По территории крупных химически опасных объектов АХОВ перевозят желез­нодорожными цистернами либо транспортируют по трубопроводам.
Для перекачки сжиженного аммиака имеется единственный магистральный трубопровод Тольятти - Одесса, протяженность которого составляет 2,1 тыс. км.

Повреждение или разрушение специальных хранилищ, цистерн, технологических коммуникаций может привести к выбросу АХОВ в окружающую среду и созданию очага химического поражения. Образовавшееся при этом облако зара­женного воздуха формирует зону заражения, пребывание людей в которой мо­жет представлять угрозу для их жизни и здоровья [7].

4.2.1 Постановка задачи

Допустим, вследствие схода с рельсов цистерны со сжиженным хлором произошёл разлив 57 тонн (наибольшее допустимое количество хлора в одной цистерне) АХОВ. Задача: спрогнозировать возможные последствия (время испарения, эквивалентное количество АХОВ по первичному и вторичному облаку, глубину зоны заражения, возможную и фактическую площади зоны заражения) исходя из следующих допущений:

1. Состояние атмосферы: инверсия.

2. Температура воздуха: +40 ^оС.

3. Предельное время сохранения неизменными метеоусловий: N = 4 ч.

4. Степень разрушения ёмкости: полная.

Поскольку конкретных данных о времени и месте возможного инцидента нет, при выборе дополнительных параметров следует исходить из прогноза наиболее неблагоприятной ситуации.

4.2.2 Прогноз возможных последствий разлива АХОВ

1. Время испарения АХОВ.

Т = (h * d) / (K₂ * K₄ * K₇) ч, [8] где:

h – толщина слоя разлившейся жидкости. h = 0,05,

d – плотность АХОВ кг/м³ d = 1,553,

К₂ – коэффициени физико-химических свойств АХОВ. К₂ = 0,052,

K₄ – коэффициент скорости ветра. K₄ = 1,

K₇ – коэффициент температуры воздуха. K₇ = 1.

Т = (0,05 * 14,553) / (0,052 * 1 * 1) = 1,49 = 1,5 ч.

2. Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку.

Q_Э1 = К₁ * К₃ * К₅ * К¹₇ * Q₀ т, [8] где:

К₁ – коэффициент условий хранения АХОВ. К₁ = 0,18,

К₃ – коэффициент эквивалентной токсичности дозы. К₃ = 1,

К¹₇ – вспомогательный коэффициент. К¹₇ = 1,4.

Q_Э1 = 0,18 * 1 * 1 * 1,4 * 57 = 14,6 т.

3. Эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку.

Q_Э2 = (1 – К₁) * К₂ * К₃ * К₄ * К₅ * К₆ * К₇ * (Q₀ / (h * d)) т, [8] где:

К₂ – вспомогательный коэффициент. К₂ = 0,052,

К₃ – вспомогательный коэффициент. К₃ = 1,

К₄ – вспомогательный коэффициент. К₄ = 1,

К₅ – коэффициент СВУ воздуха. К₅ = 1,

К₆ – коэффициент времени. Т.к. предельное время сохранения неизменными метеоусловий после аварии N = 4 ч > Т = 1,5 ч, принимаем К₆ = Т^0,8 = 1,5^0,8 = 1,4,

К²₇ – вспомогательный коэффициент. К²₇ = 1,

Q₀ – количество утекшего АХОВ. Q₀ = 57 т.

Q_Э2 = (1 – 0,18) * 0,052 * 1 * 1 * 1 * 1,4 * 1 * (57 / (0,05 * 1,553)) = 42,5 т.

4. Глубина зоны заражения.

Глубина зоны заражения определяется путём линейной интерполяции табличных значений глубин:

Г = Г₂ + 0,5 * Г₁ км, где:

Г₁ – глубина зоны зарадения по первичному облаку.

Г₁ = ((Г_мак1 – Г_мин1) / (Q_мак1 – Q_мин1)) * (Q_Э1 – Q_мин1) + Г_мин км, [8] где:

Г_мак1 – наибольшая глубина зоны заражения. Г_мак1 = 29,56 км,

Г_мин1 – наименьшая глубина зоны заражения. Г_мин1 = 19,2 км,

Q_мак1 – наибольшее эквивалентное количество АХОВ. Q_мак1 = 20 т,

Q_мин1 – наименьшее эквивалентное количество АХОВ. Q_мин1 = 10 т.

Г₁ = ((29,56 – 19,2) / (21 - 10)) * (13,6 - 10) + 19,2 = 22,9 = 23 км.

Г₂ – глубина зоны заражения по вторичному облаку.

Г₂ = ((Г_мак2 – Г_мин2) / (Q_мак2 – Q_мин2)) * (Q_Э2 – Q_мин2) + Г_мин2 км, [8] где:

Г_мак2 – наибольшая глубина зоны заражения. Г_мак2 = 52,67 км,

Г_мин2 – наименьшая глубина зоны заражения. Г_мин2 = 38,13 км,

Q_мак2 – наибольшее эквивалентное количество АХОВ. Q_мак2 = 50 т,

Q_мин2 – наименьшее эквивалентное количество АХОВ. Q_мин2 = 30 т.

Г₂ = ((52,67 – 38,13) / (50 – 30)) * (41,5 – 30) + 38,13 = 46,5 км.

Г_п = N * v_п км, где:

v_п – скорость переноса переднего фронта заражённого облака. v_п = 5 км / ч,

Г_п = 4 * 5 = 20 км,

Г = 46,5 + 0,5 * 23 = 58 км. Т.к. Г > Г_п, принимаем Г = Г_п = 20 км.

5. Площадь зоны заражения.

Возможное заражение:

S_в = ((π * Г²) / 360) * φ км², где:

φ – угол охвата. φ = 180^о.

S_в = ((3,14 * 20²) / 360) * 180 = 628 км².

Фактическое заражение:

S_ф = К₈ * Г² * N^0,2 км², где:

К₈ – вспомогательный коэффициент. К₈ = 0,081.

S_ф = 0,081 * 20² * 4^0,2 = 42,7 км².

4.2.3 Выводы касательно возможного разлива АХОВ

В случае разлива 57 т. хлора при сходе с рельсов вагона для перевозки АХОВ:

1. Прогнозируемое время испарения хлора составит 1,5 часа.

2. Эквивалентное количество хлора по первичному облаку составит 14,6 т.

3. Эквивалентное количество хлора по вторичному облаку составит 42,5 т.

4. Расчётная глубина зоны заражения составит 20 км.

5. Площадь зоны заражения составит:

5.1. Возможная площадь 628 км².

5.2. Площадь фактического заражения 42,7 км².

Таким образом, при наихудшем стечении обстоятельств, последствием потери сцепления, схода с рельсов и разрушения ёмкости с хлором станет заражение в течение следующих полутора часов окружающей местности на глубину 20 км. Облако заражённого воздуха распространится по фактичской площади 42,7 км², однако, ввиду непредсказуемости погодных условий, мероприятия по защите населения и имущества следует проводить на площади 628 км² (полукруг радиусом 20 км).

Дата добавления: 2015-08-28