Введение к работе
Актуальность работы. Одними из основных овощных культур открытого грунта в хозяйствах Северо-Запада РФ являются столовые корнеплоды (морковь, свекла). Условия труда при их возделывании далеки от требуемых, а затраты труда при ручной уборке составляют от 700 до 1200 чел.ч/га. Использование современного комплекса машин для уборки и послеуборочной доработки корнеплодов позволяют улучшить условия труда и снизить его затраты в 24 раза. В настоящее время, в связи с высоким содержанием почвенной пыли в воздухе при доработке корнеплодов в овощехранилищах хозяйства обеспокоены необходимостью создания нормальных условий и охраны труда работников, а также снижением затрат на возделывание и доработку столовых корнеплодов.
Содержание почвы в ворохе корнеплодов может достигать 25 %, из которого в воздух поднимается почвенная пыль, превышающая ПДК в 2 и более раза. Физико-механические свойства почвы, поступающей вместе с корнеплодами на линии доработки, как источник пылевыделения, практически не изучены. Поэтому тема диссертации, направленная на улучшение условий и безопасность труда при доработке столовых корнеплодов, имеет высокую актуальность.
Степень разработанности. Работа выполнена в рамках комплексной программы ГКНТ ОЦ 048 и научно-технической программы СПбГАУ по темам № 9.6 и № 5.3 «Исследование условий и охраны труда работников АПК и обоснование путей динамичного снижения и ликвидации производственного травматизма», является законченной научной работой, содержащей обоснованные решения.
Цель исследования заключается в улучшении условий и охраны труда при доработке столовых корнеплодов в овощехранилище путем разработки и внедрения установки для снижения запыленности воздуха в рабочей зоне до нормируемых пределов посредством гидроподавления пыли.
Задачи исследования:
- провести дальнейшие исследования по выявлению различных факторов,
влияющих на формирование пылеобразования, а также выяснить, какие методы и
способы целесообразно предложить для снижения запыленности воздуха при
доработке корнеплодов;
- продолжить теоретические исследования, направленные на снижение
запыленности воздуха при доработке столовых корнеплодов;
обосновать пути нормализации условий труда при доработке корнеплодов;
разработать программу и методику экспериментальных исследований;
- разработать и внедрить установку для пылеподавления, основанную на
подавлении пыли путем распыления мелкодисперсных капель воды;
- провести исследования в лабораторных и производственных условиях по
определению влияния различных факторов на снижение содержания
мелкодисперсных частиц почвы (пыли) в воздухе до нормативного уровня при
доработке корнеплодов;
- определить экономическую эффективность от внедрения установки для гидроподавления почвенной пыли на линиях доработки корнеплодов и сформулировать заключение по результатам выполненной работы. Научную новизну диссертации составляют:
- трудоохранная система «человек – технологическая - агробиологическая
машинная – природная среда» с анализом влияния ее составляющих на условия и
охрану труда при возделывании и доработке столовых корнеплодов;
модель влияния различных факторов при доработке столовых корнеплодов на запыленность воздуха рабочей зоны и условия и охрану труда при этом;
технология улучшения условий и охраны труда методом гидроподавления почвенной пыли в рабочей зоне линии доработки корнеплодов, применяя которую запыленность воздуха снижается до уровня ПДК и ниже;
инженерно-технические решения, защищенные патентами (устройство для пылеподавления, грузозахватное устройство), обеспечивающие улучшение условий и охрану труда при возделывании и послеуборочной доработке корнеплодов.
Теоретическую и практическую значимость работы представляют:
- программное и информационное обеспечение для прогнозирования
запыленности воздуха в рабочей зоне при доработке корнеплодов в зависимости от
природно-климатических условий при их уборке и меры снижения запыленности до
нормативных пределов;
- запатентованное устройство для пылеподавления (патент № 145704 РФ
МПК А01В25/00);
- запатентованное грузозахватное устройство для бытовых вагончиков
(патент № 158615 РФ МПК В66С1/00 Грузозахватное устройство;
- улучшенные условия и охрана труда при доработке столовых корнеплодов
путем снижения запыленности воздуха в рабочей зоне.
Методология и методы исследований.
Исследования проводились с применением теории случайных процессов, вероятности и математической статистики. Использовано многофакторное планирование эксперимента, корреляционно-регрессионный анализ. Теоретические исследования и обработка экспериментальных данных осуществлялись с использованием ЭВМ. В качестве объекта исследования приняты условия и охрана труда при механизированной уборке и доработке корнеплодов на предмет обеспечения безвредности и безопасности работ, трудозатрат, запыленности и влажности воздуха производственных помещений.
Основные положения, выносимые на защиту:
- система «человек – технологическая - агробиологическая – машинная –
природная среда», оценка ее составляющих по параметрам охраны труда;
- результаты исследования влияния различных факторов на санитарно-
гигиенические условия и затраты труда работников при механизированной уборке и
послеуборочной доработке корнеплодов в условиях Северо-Запада РФ;
- результаты исследования влияния запыленности воздуха рабочей зоны на
состояние здоровья работающих на линиях доработки овощной продукции;
результаты исследования содержания почвы в ворохе корнеплодов, поступающих от уборочных машин на линии доработки, в зависимости от конструктивных особенностей машин и условий их работы;
результаты исследования влияния на запыленность воздуха физико-механических и аэродинамических свойств почвы;
- результаты теоретических и экспериментальных исследований по
улучшению условий и охраны труда путем снижения запыленности воздуха в
рабочей зоне линии доработки корнеплодов до значений ПДК методом
гидроподавления почвенной пыли с применением запатентованного устройства,
основные технико-экономические показатели и рекомендации по использованию
(патент № 145704 РФ МПК А01В25/00 Устройство для пылеподавления. /
С.В. Данилова, В.С. Шкрабак, М.С. Овчаренко, А.А. Попов; ФГБОУ ВПО СПбГАУ.
№ 2014121854/13; заявл. 29.05.2014; опубл. 27.09.2014. Бюл. № 27);
- инженерно-техническое решение для улучшения условий и охраны труда в
условиях Северо-Запада РФ (патент № 158615 РФ МПК В66С1/00 Грузозахватное
устройство. / С.В. Данилова, В.С. Шкрабак, М.С. Овчаренко, А.А. Попов, Е.А.
Солодухин; ФГБОУ ВПО СПбГАУ. № 2015114817/11; заявл. 20.04.2015; опубл.
20.01.2016. Бюл. № 2.)
Степень достоверности основных положений диссертационной работы
подтверждается использованием современных апробированных методик
исследований, методов обработки экспериментальных данных с использованием компьютерной техники, апробацией результатов экспериментальных исследований в производственных условиях.
Апробация результатов исследования.
Результаты исследования внедрены в ПК «Шушары» Тосненского района Ленинградской области.
Основные положения диссертационной работы используются: в учебном процессе кафедры «Безопасность технологических процессов и производств» ФГБОУ ВО СПбГАУ; в учебно-научном процессе кафедры «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология» ФГБОУ ВО Брянский ГАУ, в учебном процессе ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА.
Основные материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и
одобрены на научных международных конференциях профессорско-
преподавательского состава и аспирантов в СПбГАУ: 2014 г. - «Научное обеспечение инновационного развития АПК»; 2015 г. - «АПК России: прошлое, настоящее, будущее»; 2016 г. - «Научное обеспечение развития АПК в условиях импортозамещения»; 2017 г. – «Научное обеспечение развития сельского хозяйства и снижение технологических рисков в продовольственной сфере».
Публикации.
Основные положения диссертационной работы отражены в 14 публикациях, 8 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, 6 статей – в материалах научных конференций, 2-х патентах и автореферате.
Структура работы. Сформулированные задачи исследования обусловили структуру диссертационной работы, состоящей из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 170 источников, в том числе 5 на иностранном языке. Работа изложена на 240 страницах машинописного текста, в том числе 223 станицы основного текста, содержит 66 рисунков, 36 таблиц и 9 приложений.