Системы защиты человека от опасных и вредных факторов

Глава 6. Защита человека от опасных и вредных факторов

 

 

Системы защиты человека от опасных и вредных факторов.

Рассмотренные источники опасности, изменения их параметров свидетельствуют о том, что человек в производственной деятельности подвергается реальной опасности. Естественно формулируется задача: найти методы и средства защиты человека от опасных и вредных факторов производственной деятельности.

Для решения этой задачи рассмотрим систему ”человек – техника - среда” (рис 6.1).

 

Рис. 6.1

 

Безопасное состояние человека на рабочем месте или в технологическом процессе определяется:

,

, (6.1) где: - функция, определяющая невыход воздействия опасного и вредного факторов техники и природы за допустимые для человека пределы.

Если функция определяет защиту от факторов и техники, и внешней среды:

, (6.2)

Этим самым определяется предотвращение, недопущение воздействия на человека опасных и вредных факторов и производственной деятельности, и среды.

Таким образом, под защитой будем понимать технические, организационно-технические и организационные средства и мероприятия, предотвращающие, не допускающие воздействия на человека опасных и вредных факторов, превышающих свои допустимые значения.

Поскольку защита должна обеспечить воздействие опасных или вредных факторов не выше допустимых значений, ее можно определить как средства и мероприятия, снижающие значения параметров до допустимых значений.

, (6.3)

где: , , - допустимые значения показателей безопасности технологического процесса, рабочего места, источника опасности,

> 0.

Следовательно, защита оценивается безразмерной величиной – степенью снижения опасности.

Формулой (6.1) с подставлением (6.2) описываем следующую ситуацию:

 

 

Zc

 

 

Рис. 6.2.

 

Здесь Z_C – системная защита, обеспечивающая защиту человека от техники и внешней среды. Примером Z_C может служить автоматическая окрасочная камера, где человек находится в здании, но вне камеры, цех автоматизированной сварки корпусов автомобиля, когда роботы сваривают корпус, а операторы находятся вне цеха. Здесь защитой являются стены камеры, цеха, которыми изолирован человек от производственного процесса. Как и всякое техническое устройство, защита изменяет свои характеристики во времени постепенно и внезапно.

, (6.4)

где: - плотность распределения случайного изменения характеристик защиты,

- плотность распределения времени наступления случайного события,

- закономерное изменение характеристик системной защиты вследствие старения или износа.

 

Учитывая, что случайная величина времени наступления события подчинена экспоненциальному закону, а случайная величина изменения характеристик защиты – нормальному, то получим:

. (6.5)

 

Тогда

. (6.6)

 

Z_C(t) – функция старения или износа системы защиты

, (6.7)

где: μ – коэффициент старения или износа, то полностью определяются изменения характеристик защиты.

Исходя из функции (6.6) ясно, что время между 2-мя отказами защиты не должно совпадать со временем возникновения отказов техники или проявлением природных явлений > , а минимальное возможное значение случайной величины изменения характеристик защиты U_Zmin , было бы желательно превышать максимально возможную величину изменения параметра источника опасности

> . (6.8)

Тогда

Известно, что такая системная защита чрезвычайно дорога, вследствие чего встречается нечасто.

Чаще встречаются случаи, когда защищают человека от природы и техники отдельно.

Схема защиты от техники представлена на рис. 6.3.

 

 

ZT

 

Рис. 6.3

 

В этом случае модель защиты описывается следующим образом:

. (6.9)

 

Такая система защиты свойственна производству на открытом воздухе, при котором все рабочее место защищено, т.е. изолировано от человека. Это – дистанционно управляемые процессы. Однако здесь человек подвергается опасности от природной среды.

Схема защиты может быть следующей.

 

ZЕ

 

 

Рис.6.4

 

Модель такой защиты следующая:

. (6.10)

 

Эта система характерна для всей деятельности в помещениях офисного характера, в которой нет необходимости в специальных мерах защиты от техники, а помещения защищают от факторов природы. Вместе с тем защита от опасных факторов техники остается в виде организационных мер. Систем защиты, обеспечивающих защиту всего рабочего места, очень немного. Это дорогое удовольствие – защитить все рабочее место. Поэтому более распространена защита от отдельных источников опасности.

ZbN

Zb1

ZЕ

 

Рис. 6.5.

 

Модель системы защиты этого типа будет иметь вид.

. (6.11)

 

При этом понятно, что Z₂ может относиться как к защите путем приведения в 0 , так и к защите от Δb_e. Аналогично может быть организована защита Z_e от факторов влияния среды и от свойств человека .

Близким по этому смыслу может быть система защиты от факторов внешней среды.

ZbN

ZE1

ZЕД

Zb1

 

 

Рис.6.6

 

 

, (6.12)

 

где: Z_E1, …., Z_EД – защита человека от факторов внешней среды от 1 до Д,

Z_ES – защита человека от факторов внешней среды, обусловленных свойствами человека,

Z_ET – защита человека от факторов внешней среды, обусловленных влиянием техники на среду.

Однако самым распространенным на сегодня является вариант системы защиты по параметрам источников опасности:

 

ZρN

ZτE1

Zφ1

ZτE1

ZφE1

 

 

Рис.6.7.

 

Тогда

(6.13)

 

Оценка безопасности человека с такой системой защиты производится путем подстановки (6.13) в (6.12)