Обеспечение безопасности условий труда

Тема № 1. Оценка и оптимизация условий труда

Задача № 1.1

В процессе аттестации постоянного рабочего места в производственном помещении получены значения следующих факторов:

— температура воздуха — t_в, C;

— освещенность в системе искусственного освещения — E, лк;

— концентрация вредного вещества (ВВ) — С, мг/м³;

— уровень шума — L, дБ.

Установить класс условий труда по каждому фактору. Сделать вывод об аттестации рабочего места. Предложить план мероприятий по оздоровлению условий труда.

Исходные данные:

Решение:

1) ГОСТ 12.1.005−88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Для категории тяжести работ 2б и холодного периода года t=15−21C, t_р=15C соответствует норме. Следовательно, рабочее место сварщика в помещении цеха, аттестовано со 2 допустимым классом условий труда.

2) СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение»

Для разряда зрительных работ 5а и общей системы освещения нормируемое значение освещенности Е_м=200 лк, Е=200 лк, что соответствует норме. Следовательно, рабочее место сварщика в помещении цеха, аттестовано со 2 допустимым классом условий труда.

3) ГОСТ 12.1.005−88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

ПДКск=5 мг/м³

С= 15 мг/м³, что превышает норму в три раза. Следовательно, рабочее место сварщика в помещении цеха, условно аттестовано с классом условий труда 3.1.

План мероприятий по улучшению условий труда:

— под источником вредного вещества установить местную систему вентиляции в виде вытяжного зонта;

— использовать средства индивидуальной защиты.

4) ГОСТ 12.1.005−88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

ПДУ=80 дБ, L=LПДУ=85дБ-80дБ =5 дБ.

По шумовому фактору рабочее место сварщика в помещении цеха, условно аттестовано с классом условий труда 3.1

План мероприятий по улучшению условий труда:

— использовать звукопоглощающие материалы для отделки стен и пола цеха;

— использовать средства индивидуальной защиты.

В целом, помещение условно аттестовано с классом условий труда 3.1.

«Вредный третьей степени».

Тема № 2. Оздоровление воздушной производственной среды

Задача № 2.1

В производственном помещении установлено тепловыделяющее технологическое оборудование, а на рабочем месте ведутся работы с выбросом вредных веществ в воздушную среду. Определить потребный расход воздуха общеобменной механической вытяжной вентиляции и кратность воздухообмена, обеспечивающей допустимые условия труда на рабочем месте. Период года — теплый. Категория тяжести работ — тяжелая. В помещении местные отсосы отсутствуют. Во всех вариантах принять теплоемкость воздуха, равную С=1,005кДж/(кгC), плотность при температуре 15C составляет ₊₁₅ =1,202кг/м³, температурный градиент плотности воздуха по высоте равный = (-0,004)кг/(м³C). Объем помещения — V, м³/ч. Тепловыделения от оборудования — Q_изб, кДж/ч. Градиент температуры по высоте помещения —, C/м. Высота расположения над полом помещения вытяжного вентиляционного проема — Н, м. Температура воздуха вне помещения — t_н, C. Температура воздуха, измеренная на верхней границе рабочей зоны — t_р.з, C. Вид вредного вещества — ВВ (код: 1 — оксид углерода, 2 — ацетон, 3 — спирт метиловый, 4 — бензин, 5 — керосин). Расход вредного вещества в воздух помещения — m, г/с. Вредное вещество в воздухе вне помещения отсутствует.

Исходные данные:

Решение:

1) расчет по теплоизбыткам:

=4000кДж/ч/(1,005кДж/(кгC)*1,157кг/м³*(26,25C-22C)) =809,42 м³/ч

=1,202кг/м³+(-0,004 кг/(м³C))(26,25C-15)=1,157кг/м³

=28C+0,7C/м (4,5м-2м)=26,25C

2) расчет по наличию вредных веществ:

=(0,004г/с*1000*3600)/(100мг/м³ -0мг/м³)=144м³/ч

=(809,4157 м³/ч)/145м³=5,6ч ПППр Потребный расход воздуха общеобменной механической вытяжной вентиляции составил 809,42 м³/ч, а кратность воздухообмена равна 5,6ч.

Задача № 2.2

Определить расход воздуха, удаляемого из помещения в теплый период года, через открытые фрамуги, расположенные на расстоянии 1 м от потолочного перекрытия, если температура на верхней границе рабочей зоны равна 26C, тепловой напор вытяжки составляет 80% общего теплового напора в помещении k=0,8. Коэффициент местного сопротивления воздушного потока для установленных фрамуг равен =0,6. Градиент температуры воздуха по высоте помещения `авен t =0,9C/м. Плотность воздуха при температуре 15C составляет ₊₁₅=1,202 кг/м³. Температурный градиент плотности воздуха =(-0,004)кг/(м³C). F — общая площадь фрамуг, м². Н — высота помещения, м. Температура воздуха вне помещения — t_н, C.

Исходные данные:

Решение:

=

=

=8351м³/ч

=1,202кг/м³+((-0,004)кг/(м³C)*(27,8C-15C))=

=1,1508кг/м³

=26C+0,9C/м*(4,0м-2,0м)=27,8C

=1,202кг/м³+((-0,004)кг/(м³C)*(19C;

15C))=1,186кг/м³

Расход воздуха, удаляемого из помещения в теплый период год, через открытые фрамуги составляет 8351 м³/ч

Задача № 2.3

В производственном помещении площадью S, м и высотой Н, м установлено N единиц однотипного технологического оборудования. Работы связаны с выбросом вредных веществ ВВ (код: 1 — оксид углерода, 2 — ацетон, 3 — спирт метиловый, 4 — бензин, 5 — керосин), в воздух рабочей зоны с расходом m, г/с. Определить потребный расход приточного воздуха и потребный расход воздуха общеобменной механической вытяжной вентиляции помещения для теплого периода при условии, что с целью удаления ВВ каждое технологическое оборудование оснащено местным отсосом, выполненным в виде вытяжного зонта, открытого с трех сторон. Зонт установлен над источником ВВ на высоте h. Источник ВВ представлен условно объектом прямоугольного сечения шириной В и длиной L. Скорость воздуха в приемном сечении зонта — V, м/с. Все местные отсосы подсоединены к вытяжной системе, отдельной от общеобменной. Учесть, что помещение оборудовано естественной вентиляцией, обеспечивающей кратность воздухообмена 0,3 ч^-1. Вредное вещество в воздухе вне помещения отсутствует. Сделать вывод о возможности устройства такой вентиляции помещения по критерию кратности воздухообмена. Кратность воздухообмена для заданного помещения должна находиться в пределах (от 2,0 до 4,0) ч^-1.

Исходные данные:

Решение:

=144м³/ч +23 409м³/ч +40,5 м³/ч =23 593,5 м³/ч

=(0,004г/с*1000*3600)/(100мг/м³ -0мг/м³)=144м³/ч

=3600*1,445м*0,9 м/с=4681,8 м³/ч

=(0,25м+0,8*1,3м)(0,6м+0,4*1,3м)=1,445 м

=4681,8 м³/ч *5шт.=23 409м³/ч

=0,3ч^-1*30м²*4,5м=40,5 м³/ч

==174,7 ч Потребляемый расход приточного воздуха равен 23 593,5 м³/ч. Устройство такой вентиляции помещения по критерию кратности воздухообмена невозможно, так как кратность воздухообмена равна 174,7 ч, а для заданного помещения она должна находиться в пределах от 2,4 до 4,0 ч.

Тема № 3. Освещение производственных помещений

Задача № 3.1

Рассчитать методом коэффициента использования светового потока осветительную установку, обеспечивающую общее равномерное освещение рабочей поверхности с освещенностью — Е, лк, для производственного помещения с размерами: ширина — В, длина — L, высота — Н, и коэффициентами отражения потолка —, стен —, пола —. Работы выполняются в позе «сидя». Применяемые светильники: тип ЛСП 01−2×40 (а — без перфорации и решетки, б — с перфорацией без решетки, в — без перфорации с решеткой, г — с перфорацией и решеткой). Светильники подвешены на расстоянии 0,3 м от потолка. Во всех вариантах принять разряд зрительных работ-IV.

Исходные данные:

Решение:

=(300лк*10м*14м*1,5*1,16)/(1*0,53)=47 764,705лм

=(10м*14м)/(2,7м*(10м+14м))=2,16

=3м-0,3м=2,7 м

=3,8м-0,8м=3м

=47 764,705лм/м /(2600лм*2шт)9шт Световой поток осветительной установки, обеспечивающей общее равномерное освещение рабочей поверхности равен 47 764,705лм. Число светильников в установке 9 штук.

Задача № 3.2

В производственном помещении 6×6 м имеется осветительная установка из четырех светильников, установленных по углам квадрата со стороной 3 м (в плане) и расстоянием до стен 1,5 м. Высота подвеса светильника над полом помещения — h_c, м. Рассчитать точечным методом освещенность на рабочем месте, расположенном в центре помещения. Работы производятся «сидя». Если в светильниках типа (код по вариантам: а — светильник для административных помещений типа «Шар» с лампой накаливания; б — светильник типа НСП с куполообразным отражателем без рассеивателя; в — светильник для производственных помещений рассеянного света с лампой накаливания) установлены лампы типа (код по вариантам: 1 — Г мощностью 500 Вт; 2 — Г мощностью 750 Вт; 3 — Б мощностью 300 Вт; 4 — Г мощностью 200 Вт; 5 — Б мощностью 200 Вт) и напряжением питания 220 В.

Освещенностью от естественного освещения пренебречь. Коэффициент запаса К_з=1,3.

Решение:

Ф=2920лм Е_i=4лк

=4шт*4лк=16лк

=(2920лм*1,1*16лк)/(1000*1,3)=39,5лк Освещенность от естественного освещения пренебречь. Коэффициент запаса К_з=1,3.

Задача № 3.3

Рассчитать методом удельной мощности осветительную установку, обеспечивающую общее равномерное освещение рабочей поверхности с освещенностью — Е, лк, для производственного помещения с размерами: ширина — В, длина — L, высота — Н, и коэффициентами отражения потолка, стен —, пола —. Работы выполняются в позе «сидя». Применяемые светильники: тип ЛСП 01−2×40 (а — без перфорации и решетки, б — с перфорацией без решетки, в — без перфорации с решеткой, г — с перфорацией и решеткой). Светильники подвешены на расстоянии 0,3 м от потолка. Коэффициент неравномерности освещения = 1,16.

Исходные данные:

Решение:

=(15,2Вт/м²*10м*16м)/(2шт*40Вт)=30шт

=3м-0,3м=2,7 м

=3,8м-0,8м=3м

=4,8Вт/м²*3,165=15,2 Вт/м²

==3*1*1,055=3,165

Число светильников осветительной установки, обеспечивающей общее равномерное освещение рабочей поверхности, при расчете методом удельной мощности, равно 30 штук.

Задача № 3.4

Рассчитать методом светящейся линии для производственного помещения с размерами: ширина — В, длина — L, высота — Н, осветительную установку, обеспечивающее общее равномерное освещение пола с освещенностью — Е. Применяемые светильники: тип — ЛСП 01 — 2×40. Светильники подвешены на расстоянии 0,3 м от потолка. Коэффициент запаса принять равным 1,3.

Исходные данные:

Решение:

=4,0м-0,3м=3,7 м

=1,5*3,7м=5,55 м

=0,4*5,55=2,22 м

=(1772,7 лм/м*16м/(2600лм*2шт)=6шт.

=6шт*3=18шт

=(1000*300лк*1,3*3,7м)/(1,1*740лк)=1 443 000лк*м/8

14лк=

1772,7лм/м

Число светильников, рассчитанных методом светящейся линии для производственного помещения. Обеспечивающих общее равномерное освещение пола, равно 18.

Задача № 3.5

Естественная освещенность участка предприятия, измеренная с помощью люксметра на четырех рабочих местах составила Е₁, Е₂, Е₃, Е₄ при наружном освещении Е_нар. Рабочие места находятся на расстоянии 1 м, 2 м, 3 м и 4 м от окна. Определить коэффициент естественной освещенности (КЕО) на каждом рабочем месте и построить график распределения КЕО по глубине помещения.

Исходные данные:

Решение:

=(105 лк/7000лк)*100%=1,50%

=(75 лк/7000лк)*100%=1,07%

=(50 лк/7000лк)*100%=0,71%

=(40 лк/7000лк)*100%=0,57%

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) на 1 рабочем месте равен 1,50%, на 2−0,7%, на 3−0,71% и на 4−0,57%. График распределения КЕО по глубине помещения выглядит следующим образом:

Тема № 4. Пожарная безопасность

Задача № 4.1

Определить категорию пожарной опасности здания площадью 2000 м², если в нем имеется одно помещение площадью S категории А, а остальные с площадями в пропорции х/у относятся к категориям Б и Д.

Исходные данные:

Решение:

=*100%=3%<5%

Следовательно, здание не относится к категории А.

1940 м²= S+5S_Б;

S_Б=323м²

==19,15%>5%

Следовательно, здание S=2000м² относится к категории взрывопожарной опасности Б.

Задача № 4.2

Рассчитать категорию пожарной опасности деревообрабатывающего участка площадью S, на котором одновременно находится в обработке сосновая древесина массой Q и древесноволокнистые плиты массой Р.

Исходные данные:

Решение:

Q₁=13,86мДж/кг

Q₂=17,2мДж/кг

=172,4мДж/м²

Деревообрабатывающий станок относится к категории В4 пожарной опасности.

Задача № 4.3

Определить категорию взрывопожарной опасности производственного помещения площадью S и высотой Н, где для работы применяется ацетон. На основании анализа аварии, в результате которой пролитый на пол ацетон массой m испаряется в течение 3600с.

При решении задачи принять коэффициент участия во взрыве неиспарившейся части ацетона 0,25, а коэффициент, учитывающий негерметичность помещения, равный 4.

Оборудование, установленное в помещении занимает 15% его объема. В момент аварии температура воздуха в помещении составляла 27C.

Коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, принять 2,1. Давление насыщенных паров ацетона 30,7кПа.

Исходные данные:

Решение:

=(900кПа;

101кПа)*((123,7кг*0,25*100)/(177,65м*

2,354кг/ м*4,27%*4))=346кПа

=900кПа

=101кПа

=0,491кг/м*c*7 м*3600c=123,7кг

=10^-6*30,7кПа*2,1*=0,491кг/м*c

M=12*3+6*1+16=58г/моль

F=7м²

=0,85*55м²*3,8м=177,65 м

=58г/моль/(22,413 м³/кмоль*(1+0,367*27C))=2,

354кг/ м

V₀=22,413 м³/кмоль

=

=100/(1+4,48*5)=100/23,4=4,27%

Так как температура вспышки < 28С и P=346кПа>5кПа, то производственное помещение S 55 м относится к категории, А взрывопожарной опасности.

Тема № 5. Производственный шум

Задача № 5.1

В производственном помещении установлено два одинаковых источника шума на расстоянии r, м, друг от друга. Рабочее место расположено посередине между ними. Рассчитать уровень шума на рабочем месте при одном и двух источниках шума, если источник шума находится на уровне рабочей поверхности.

Исходные данные:

Решение:

S===

L=L₀+10lgN

S=3,14*(24²м/2)=3,14*288м=904,3 м²

L₁=95дБ+10lg (1*1)/3,14*288м)=95 дБ+10lg0,11 058=95дБ-30дБ=65дБ Уровень шума при одном источнике шума, если источник шума находится на уровне рабочей поверхности составит 65 дБ.

L₂=L₀+10lg2=95дБ+3дБ=98дБ Уровень шума при двух источниках шума, если источник шума находится на уровне рабочей поверхности составит 98 дБ.

3адача № 5.2

Определите суммарный уровень шума от станков. Уровни звукового давления для среднегеометрической частоты октавных полос 63−8000 Гц и число станков указаны в таблице. По результатам расчета постройте спектрограмму, в которой покажите кривые, характеризующие спектр звукового давления, полученный по расчету, и спектры, допустимые по ГОСТ 12.1.003−76. Допустимые уровни звукового давления по ГОСТ 12.1.003−76 представлены в таблице.

Исходные данные:

Допустимые уровни звукового давления по ГОСТ 12.1.003−76

Решение:

L=L₀+10lgN

L₆₃=L₀+10lg30=91дБ+10lg30=91+10*1,5=106дБ

L₁₂₅=L₀+10lg30=90дБ+10lg30=90+10*1,5=105дБ

L₂₅₀=L₀+10lg30=93дБ+10lg30=93+10*1,5=108дБ

L₅₀₀=L₀+10lg30=97дБ+10lg30=97+10*1,5=112дБ

L₁₀₀₀=L₀+10lg30=94дБ+10lg30=94+10*1,5=109дБ

L₂₀₀₀=L₀+10lg30=92дБ+10lg30=92+10*1,5=107дБ

L₄₀₀₀=L₀+10lg30=91дБ+10lg30=91+10*1,5=106дБ

L₈₀₀₀=L₀+10lg30=81дБ+10lg30=81+10*1,5=96дБ Суммарный уровень шума от 30 станков равен 849дБ.

Задача № 5.3

В производственном помещении установлено два одинаковых источника шума на расстоянии r, м друг от друга. Рабочее место расположено посередине. Источник шума находится в пространстве. Уровень звуковой мощности источника шума L₀, дБ. Шум распространяется равномерно по всем направлениям. Установите класс условий труда по уровню шума на рабочем месте в зоне прямого звука при работающем одном источнике шума, если известно, что для этого рабочего места ПДУ=60дБ. Рассчитайте звукоизоляцию корпуса источника шума по методу масс на октавной частоте f, Гц, если известно, что материал корпуса имеет плотность, кг/м^З, толщина стенок корпуса h, мм. Во всех вариантах принять размер источника шума l_max=0,3 м.

Исходные данные:

Решение:

L=98дБ+10lg ((1*1)/1962,5 м²)=98дБ+10lg0,5 095=98дБ-33дБ=65дБ

=12,5м/0,3м=41,7>2, следовательно =1

S===

S=3,14*25²м=1962,5 м²

=65дБ-60дБ =5дБ

=20lg (25,5кг/м*2000Гц)-47,5=94,2−47,5=46,7

=1700кг/м^З*0,015м*1м²=25,5кг/м²

Класс условий труда данного производственного помещения 3.1 «Вредной первой степени».

Задача № 5.4

В двух соседних помещениях производственного здания, разделенных глухой перегородкой площадью S, находятся металлообрабатывающий участок и бухгалтерия. На участке установлен металлорежущий станок. Имеется рабочее место слесаря, отдаленное от станка на расстояние r. Станок имеет уровень шума L₀. Источник шума станка считать расположенным в пространстве. Акустическая постоянная помещения участка — В. Рассчитать возможный уровень шума на рабочем месте слесаря в зоне прямого и отраженного звука при работающем станке.

Исходные данные:

Решение:

L=L+10lg ()=99дБ+10lg (+)=99дБ-8,2дБ=90,8дБ

S==4*3,14*9=1017,4 м

=1

Ф=1

==0,7 т. е =0,6

Возможный уровень шума на рабочем месте слесаря в зоне прямого и отраженного звука при работающем станке равен 90,8дБ.,

Тема № 6. Защита от электрического тока и средства электробезопасности

Задача № 6

Определить сопротивление выносного защитного заземления при допустимом сопротивлении заземляющего устройства R_д = 4 Ом, в котором вертикальные заземлители, имеющие длину 2 м, выполнены из стальных труб (код — 1) диаметром 100 мм или стального уголка (код — 2) с шириной полки 100 мм и соединены между собой стальной полосой размерами 40×4 мм на сварке. Заземляющее устройство заглублено на 1 м в грунт-суглинок с удельным сопротивление. Вертикальные заземлители забиты в грунт на расстоянии S друг от друга. Коэффициент использования вертикальных заземлителей в формуле для определения сопротивления защитного заземления принять равным 0,9 при двух, 0,85 при трех, 0,83 при четырех, 0,82 при пяти и более заземлителях.

Исходные данные:

Решение:

R==(5 Ом*24 Ом)/(5 Ом+24 Ом)=120 Ом/29 Ом=4,13 Ом

R= =9,15Ом/(2шт*0,9)=5Ом

R=*(ln0,5ln)=*(ln+0,5ln

)=

5,573 Ом*(1,386+0,256)=9,15 Ом

t = h+0,004v+l =1м+0,004м+½*2м=2,004 м

R=* ln=*ln=4,0 Ом*6=24 Ом

l=1,1*S*(n-1)=1,1*2,5м*(2−1)=2,75 м Сопротивление выносного защитного заземления равно 4,13 Ом, что выше допустимого сопротивления заземляющего устройства R