Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский государственный

инженерно-экономический университет"

Кафедра современного естествознания и экологии

Контрольная работа по дисциплине

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Санкт-Петербург 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Вопрос 1. Условия деятельности и факторы их определяющие

Вопрос 2. Способы и средства защиты от вибрации

Вопрос 3. Взрывчатые вещества и смеси; их разновидности. Тротиловый эквивалент мощности взрыва. Поражающие факторы взрыва и их параметры. Взрывоопасные объекты и технологии. Особенности взрывов топливовоздушных смесей

Задача. Спустя какое время после аварии на АЭС можно начать работы по ликвидации ее последствий, если: мощность дозы (уровень радиации) на зараженной местности через 1 час после аварии составила 40 мЗв/ч; время, необходимое для проведения работ – 2 часа; допустимая доза облучения ликвидаторов – бульдозеристов и водителей автогрейдеров – 10 мЗв

Список литературы

Дерево отказов

Вопрос 1. Условия деятельности и факторы их определяющие

Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие её максимальной эффективности. Всякая деятельность (бездеятельность) потенциально опасна.

Факторы, определяющие условия деятельности, подразделяются:

в зависимости от характера воздействия:

• активные - проявляющиеся благодаря заключенной в них энергии (ионизирующие излучения, вибрация и т.п.);

• активно-пассивные - проявляющиеся благодаря энергии, заключенной в самом человеке (примером могут служить опасности скользких поверхностей, работы на высоте, острых углов и плохо обработанных поверхностей оборудования и т.п.);

• пассивные - проявляющиеся опосредствованно, как например, усталостное разрушение материалов, образование накипи в сосудах и трубах, коррозия и т.п..

в зависимости от энергии, которой обладают факторы:

• физические (движущие машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, разрушающиеся конструкции; повышенная запыленность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов, шум, электромагнитные излучения промышленных и радиочастот, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, лазерное излучение, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные температура, влажность воздуха, повышенная скорость движения воздуха, электрический ток, статическое электричество и т.п.);

• химические (химические вещества, присутствующие в воздухе, воде, почве, продуктах питания);

• биологические (болезнетворные микроорганизмы, вирусы, грибы хищники, паразиты);

• психофизиологические (стресс, монотонность, утомление, сонливость, алкогольное опьянение и т.п.).

Опасный фактор – фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или резкому ухудшению здоровья. Вредный фактор – фактор, воздействие которого в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Перечень реально действующих негативных факторов значителен и насчитывает более 100 видов.

Вредные факторы: запыленность и загазованность воздуха; шум; вибрации; электромагнитные поля; ионизирующие излучения; повышенные и пониженные атмосферные параметры( температура, влажность, подвижность воздуха, давление); недостаточное и неправильное освещение; монотонность деятельности; тяжелый физический труд; токсичные вещества; загрязненные вода и продукты питания и др.

Опасные факторы: огонь, ударная волна, горячие и переохлажденные поверхности; электрический ток; транспортные средства и подвижные части машин; отравляющие вещества; острые и падающие предметы; лазерное излучение; острое ионизирующее облучение и др.

Негативные факторы в быту: воздух, загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭЦ, промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих устройств; вода с избыточным содержанием вредных примесей; недоброкачественная пища; шум; инфразвук; вибрации; электромагнитные поля от синтетических материалов, бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, ЛЭП; медикаменты при избыточном и неправильном их применении; алкоголь; табачный дым; бактерии; естественный фон и другие факторы. Опасные и вредные факторы, обусловленные деятельностью человека и продуктами его труда, называются антропогенными.

В целом можно сказать, что уровни воздействия негативных факторов вне производственной среды в среднем на 50% ниже, однако для ряда факторов уровни воздействия на производстве и в быту оказываются соизмеримыми. В частности, статистика случаев поражения электрическим током в промышленно развитых странах свидетельствует о том, что число смертельных электротравм на производстве и в быту примерно одинаково, а в ряде случаев электротравматизм в быту оказывается выше.

Вопрос 2. Способы и средства защиты от вибрации

Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил

При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния - расслабленное или напряженное - и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Резонансные частоты. Для человека резонанс наступает: в положении сидя при частоте 4 - 6 Гц, для головы - 20 - 30 Гц, для глазных яблок - 60 - 90 Гц.

При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин - вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.

При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:

1. Общую - передается через опорные поверхности на тело человека в положении сидя или стоя.

2. Локальную - передается через руки.

Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний. Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует ГОСТ 26568-85.

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты.

Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, - мягких покрытий (резина, пенопласт, мастика) и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

В качестве вибропоглощающих покрытий обычно используют мастики № 579, 580, типа БД-17 и простейшие конструкции (слои рубероида, проклеенные битумом или синтетическим клеем).

Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Во время перерывов следует выполнять специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также самомассаж конечностей.

Если вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего с этой машиной ограничивают.

Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.

Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия.

Однако вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека и способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.

Вопрос 3. Взрывчатые вещества и смеси; их разновидности. Тротиловый эквивалент мощности взрыва. Поражающие факторы взрыва и их параметры. Взрывоопасные объекты и технологии. Особенности взрывов топливовоздушных смесей

К числу взрывчатых веществ относят:

• Пылевоздушные смеси. Образуются в процессе переработки каких либо продуктов, веществ растительного, животного происхождения имеющих минимальное содержание влаги в единице массы этого вещества не соответствующее норме.

• Газо-воздушные смеси. Это взрывоопасные соединения кислорода и водорода, ацетилена и кислорода.

• Химические взрывчатые вещества. (метательные, инициирующие, бризантные).

Инициирующие и бризантные взрывчатые вещества были открыты в кон.18 – нач.19 вв. Это сложные химические соединения способные при взрывчатом их соединении производить большую механическую работу.

Общие параметры для всех бризантных и инициирующих веществ: плотность вещества, масса, скорость взрывного превращения, образуемая при превращении температура, плотность газов.

Эти и другие вещества характеризуются их реакцией на внешнее воздействие: реакция на механическое воздействие, электрический импульс, химически активные вещества.

Более чувствительны к внешнему воздействию инициирующие вещества (нитроглицерин, селитра). Бризантные вещества слабо реагируют на внешнее воздействие, гигроскопичны. Они создают более высокие температуры, мощные плотно сжатые газы, скорость превращения у них выше чем у инициирующих веществ, т.к. сильнее межмолекулярные связи.

Инициирующие вещества служат источником образования ударной волны, проходящей по бризантному веществу. Скорость прохождения ее в сотни раз превышает скорость звука.

Мощность взрыва принято измерять тротиловым эквивалентом, т.е. количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при данном взрыве. Тротиловый эквивалент выражается в тоннах, килотоннах и мегатоннах. Мощности условно подразделяют на: сверхмалые (мощностью до 1 кт); малые (1 - 10 кт); средние (10 - 100 кт); крупные (100 кт - 1 Мт) и сверхкрупные (мощностью свыше 1 Мт).

Основные поражающие факторы взрыва:

Ударная волна. Основная характеристика ударной волны — это избыточное давление взрыва. Т.к. распространение ударной волны сопровождается движением воздушных масс, то динамическое воздействие, под которым оказываются вертикальные конструкции, носит название давление скоростного напора. Помимо давления скоростного напора, на наземные конструкции действует давление отражения (основная причина нарушения жестких конструкций). Степень возможных разрушений подземных сооружений оцениваются избыточным давлением на поверхность земли. Особенности воздействия ударной волны: относительно большая продолжительность действия (несколько секунд); разряжение, следующее вслед за областью сжатия (способность затекать в здания). Травмы при ударной волне делятся на легкие (при избыточном давлении взрыва 20-40 кПа), средние и тяжелые (от 50 кПа и выше).

Световое излучение.

Проникающая радиация. Проникающая радиация - это потоки излучения и нейтронов при ядерном взрыве. Происходит радиактивное заражение (приземное заражение атмосферного слоя воздуха, воды). Зараженность воздуха и воды оценивается активностью радионуклидов. По мере воздействия на людей радиация изменяет свойство материала (пластик превращается в твердое вещество). Форма следа радиактивного облака - эллипс. Через один час после взрыва в местности, которая подверглась взрыву, мощность экспоненциальной дозы равняется 100 Р/ч, через 8 часов она снижается в 10 раз.

Электромагнитный импульс. Электромагнитный импульс - это поражающий фактор, который воздействует на электронную и электрическую аппаратуру. Это связано тем, что в результате ядерного взрыва появляется электромагнитный импульс, который охватывает весь диапазон частот электрических колебаний, в т.ч. диапазон связи, радиолокации и электроснабжения. Для защиты от электромагнитных импульсов используют экранирование линий электроснабжения.

Очаг поражения взрывом – это территории, которые подвергаются воздействию взрыва. В пределах очага поражения имеет место полное, сильное, частичное и слабое разрушения. За пределами очага поражения возникают пожары и незначительные разрушения. Характер разрушений, объем спасательных работ, условия их выполнения в очаге поражения зависят от давления ударной волны, расстояния от центра взрыва, рельефа местности, метеоусловий, расположения населенных пунктов. Зона разрушений подразделяется на сильную, среднюю (завалы), слабую. Зона пожаров подразделяется на сплошные пожары, пожары в завалах, отдельные пожары.

К категории взрывоопасных объектов относят:

• предприятия,

• ВПК,

• объекты экономики, на которых осуществляются взрывные работы (шахты, рудники, разрезы и т.д.),

• элеваторные установки,

• объекты по переработке птичьего пера.

При авариях на взрывоопасных объектах складывается угроза жизни и здоровью людей, появляются условия к возникновению пожаров.

К взрывоопасным технологиям относят:

• Производство нитратов целлюлозы и нитроэфиров

• Производство пироксилиновых порохов и изделий из них

• Производство дымных порохов и изделий из них

• Производство балиститных и сферических порохов, балиститного ракетного твердого топлива и зарядов из них

• Производство смесевого ракетного твердого топлива и зарядов на его основе

• Производство газогенераторов

• Производство инициирующих взрывчатых веществ и составов на их основе

• Производство пиротехнических составов и изделий из них

• Производство бризантных взрывчатых веществ и изделий на их основе

• Производство средств инициирования

• Сборка и снаряжение боеприпасов и ракет

• Испытания всех видов боеприпасов и ракет

• Сборка и снаряжение взрывателей

• Утилизация боеприпасов

• Утилизация жидкостных и твердотопливных двигателей ракет всех классов

• Уничтожение бракованной взрывоопасной продукции и отходов производства

• Производство промышленных взрывчатых веществ и изделий на их основе

• Хранение взрывоопасной продукции (в том числе компонентов жидкого ракетного топлива)

Топливовоздушные смеси – это смеси углеводородов, паров нефтепродуктов, а также сахарной, древесной, мучной и прочей пыли с воздухом. Взрывы топливовоздушных смесей относятся к взрывному горению. Характерной особенностью такого взрыва является скорость горения порядка нескольких сотен м/с. Отличие взрывного горения от детонации состоит в скорости разложения - у взрывного горения она на порядок ниже.

Задача. Спустя какое время после аварии на АЭС можно начать работы по ликвидации ее последствий, если: мощность дозы (уровень радиации) на зараженной местности через 1 час после аварии составила 40 мЗв/ч; время, необходимое для проведения работ – 2 часа; допустимая доза облучения ликвидаторов – бульдозеристов и водителей автогрейдеров – 10 мЗв

Решение

Доза облучения D (Зв, мЗв, мкЗв) персонала (населения) при аварии на АЭС рассчитывается по формуле:

где Р_ср – средняя мощность дозы (уровень радиации) за время облучения, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч;

Dt – время облучения, ч = 2 ч

К_осл – коэффициент ослабления дозы облучения средствами защиты (табл. 2) = 4

D = 10 мЗв

1 шаг

Доза облучения D (Зв, мЗв, мкЗв) персонала (населения) при аварии на АЭС рассчитывается по формуле:

где Р_ср – средняя мощность дозы (уровень радиации) за время облучения, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч;

Dt – время облучения, ч

К_осл – коэффициент ослабления дозы облучения средствами защиты (табл. 2) = 4

В нашем случае:

D = 10 мЗв, Dt= 2 ч, К_осл= 4

10	=	Рср*	2
		4

Рср*	2	=	10*4	=	40

Рср*	=	40/2	=	20

Т.е. работы по ликвидации ее последствий можно начать, когда средняя мощность дозы (уровень радиации) за время облучения будет 20 мЗв/ч.

2 шаг

Средняя мощность дозы (уровни радиации) Р_ср (Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч) рассчитывается по формулам:

,

где Р₁ – мощность дозы (уровень радиации) через 1 час после аварии на АЭС, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч;

t_ср – время, прошедшее от момента аварии на АЭС до момента середины облучения, соответственно, ч.

Соотношение между t_н, t_ср, t_к выражается следующим образом:

,

где Dt – время облучения, ч.

В нашем случае:

Р₁ = 40 мЗв/ч, Dt = 2, Р_ср = 20 мЗв/ч

Тогда

tср

=

tн

+

Dt/2

=

tн

+

1

,

20	=	40
		Ö	tн	+	1

Ö

tн

+

1

=

40/20

Ö

tн

+

1

=

2

tн

+

1

=

4

tн

=

4

-1

=

3

Ответ: через 3 часа после аварии.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 1 / Белов С.В., Морозова Л.Л., Сивков В.П. и др. - М.: ВАСОТ, 1992.

2. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2 / Белов С.В., Белов П.Г., Козьяков А.Ф. и др. - М.: ВАСОТ. 1993.

3. Андреев С.А., Ефремова О.С. Охрана труда от "А" до "Я", М.: 2006 г.

4. Безопасность жизнедеятельности: Тексты лекций / Сост.: А.И. Павлов. - М.: МИЭМП, 2003.

Дерево отказов