Глава 1. Система «человек – техника - среда»
В.А. Трефилов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
КУРС ЛЕКЦИЙ
Гг. Пермь, 2005
УДК 614.8.084
ББК.68.9
Рецензенты:
Горный институт Уральского отделения РАН,
доктор технических наук, профессор Шумихин А.Г.
В.А. Трефилов. Теоретические основы безопасности человека. Курс лекций. Пермь, 2005.
Курс лекций первой части дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» предназначен для понимания студентами причин возникновения и развития опасностей производственной деятельности и методов защиты человека от опасных и вредных факторов.
Материал курса будет полезен также аспирантам и исследователям проблем безопасности человека.
Издательство Пермского государственного технического университета.
Пермь, 2005 г.
ВВЕДЕНИЕ
Слово «Безопасность» кажется известным всем. Безопасность, как отсутствие опасности, родители внушают детям, в школе изучают предмет «Основы безопасности жизнедеятельности», но от этого травм и смертей больше меньше не становится. Многие тысячи детей погибают и получают травмы в играх, в быту, в детских садах и в школе. Многие тысячи людей трудового возраста гибнут или получают травмы на улицах, в автомобилях, дома, на отдыхе, в процессе трудовой деятельности. Практически все они так или иначе предупреждены об опасностях, но почему-то искренне считают, что с ними-то уж точно ничего не произойдет. Однако все как раз и происходит. Причиной тому – человек. Это человек проектирует и производит технические устройства, которые недостаточно безопасны, это человек организует технологические процессы, в которых недостаточно учтены требования безопасности, это человек эксплуатирует технику и не соблюдает правила безопасности. Все это, конечно, разные люди, но люди.
Любой человек живет в мире опасностей. Ступени лестницы, открытые окна, электрические бытовые приборы, газовое оборудование на кухне – все это окружает большинство людей с детства. Велосипед, мотоцикл, автомобиль, общественный транспорт – все эти предметы окружают нас в течение всей жизни. Разнообразное оборудование сопровождает человека в его трудовой деятельности со своими, только ему свойственными, опасностями. Каким же образом человеку избежать воздействия этих опасностей?
«Безопасность жизнедеятельности» как учебная и дисциплина служит как раз тому, чтобы изучить закономерности возникновения, развития и предотвращения опасностей, а также практическую реализацию предотвращения опасностей.
«Охрана труда», «Пожарная и промышленная безопасность» как отрасли науки устанавливают закономерности возникновения, развития и предотвращения опасностей, а также разрабатывают практические меры по предотвращению опасностей.
К настоящему времени человечество накопило огромный материал по защите человека от опасностей, который с большим или меньшим успехом применяется на практике.
Описательный материал на заре современного человечества содержит характеристики наводнений, землетрясений, извержений вулканов, засух, эпидемий и поведение людей, сумевших спастись в этих условиях. Летописи, религиозные трактаты, другие литературные источники позволяют выделить те меры, которые помогают предотвратить болезни и гибель людей во время стихийных бедствий.
В последнее тысячелетие, в связи с развитием современной науки появились экспериментальные подтверждение подтверждения тем или иным опасностям – гибель Римана от молнии, отравление людей химическими веществами, травмы рабочих на дерево– и металлообрабатывающих станках, на ткацких станках, профессиональные заболевания шахтеров, ожоги людей, работающих с паровыми машинами, взрывы паровых котлов и др. Все это накапливалось практикой, кровью и человеческими жертвами, инвалидностью и т.п. К сожалению, другого пути у человечества не было, ибо открытие нового неизбежно является началом похода в неизвестность. Первые работы с радиоактивным радием производились тоже голыми руками, без всякой защиты. Ее необходимость выяснилась много позднее, когда не один десяток человек были больны лучевой болезнью.
Накопление фактов всегда подвигало ученых, анализировавших эти факты, устанавливать закономерности появления и развития опасности, а также находить пути их предотвращения, защиты от них. Это академики М.В. Ломоносов и А.А. Скочинский – работы по горной безопасности. Н.Н. Семенов – теория взрыва газовых смесей и ценных цепных реакций. Гл.-корр. АН В.В. Болдин – работы по теории колебаний, упругости, методы прогнозирования безопасности и риска, профессора В.Е. Манойлов и П.А. Долин – работы по электробезопасности и методам и средствам защиты от электрического тока и многие другие.
Всевозможные индивидуальные и коллективные средства защиты позволяют выполнять технологические операции в условиях значительных опасностей, сохраняя жизнь работающих. Очень много сделано для предотвращения профессиональных заболеваний и снижения результатов их последствий. Однако научного подхода к обоснованию мер защиты человека от оборудования на стадиях разработки, испытаний и эксплуатации на сегодня нет.
Изначально на производстве система охраны труда оценивалась статистическими показателями – коэффициентом частоты травм Кч – количеством травм на 1000 работающих на предприятии, как правило, за 1 год, коэффициентом тяжести Кт, определяемом как число дней трудопотерь на 1 травму.
Все эти показатели апостериорно апостериорно говорят только о результатах организаторской и исполнительской деятельности, но ни коим образом не о защите человека от опасностей.
Когда стало очевидно, что такая оценка безопасности непродуктивна, было предложено использовать подход, аналогичной аналогичный надежности. Действительно, как и в надежности, травма – событие случайное. Человек – элемент системы «человек - техника». Травма человека – это отказ элемента. Поэтому многим показалось весьма привлекательным, что можно говорить о безопасности с вероятностью, например, равной 0,95. Забывается маленькая деталь: во-первых, нельзя провести испытания до отказа с участием человека, а во-вторых, цифра 0,95 показывает, что в 5 случаях из 100 человек должен получить травму или погибнуть. Много ли найдется людей, желающих работать с оборудованием, на котором в течение 3-х месяцев должно погибнуть 5 человек?
Сегодня наибольшее распространение получает «рисковый» подход, основное содержание которого состоит в оценке риска получить травму или погибнуть. Отринув надежностный подход, теория остается в рамках вероятностной оценки события травмы или гибели человека с уже указанными недостатками. Самый главный из них – нет возможности задать количественные требования к безопасности оборудования, рабочего места, технологического процесса так, чтобы корректными методами можно было проверить их выполнение на стадии проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации.
Учебная дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» - синтетическая прикладная дисциплина, базирующаяся на общих физических законах, на знаниях математики, физики, химии, биологии, медицины, экологии, метеорологии, геологии, геофизики, вулканологии, сейсмологии и других дисциплин. Знания механики, сопротивления материалов, теории устойчивости, электротехники, гидродинамики, акустики, теории колебаний, теории электромагнитного поля, теории горения и взрыва и других прикладных дисциплин позволяет оценить действие на организм человека опасных и вредных факторов и разработать методы и средства защиты от них человека.
Вместе с использованием достижений других наук, «Безопасность жизнедеятельности» имеет свой объект и свой предмет изучения. Объектом изучения «Безопасности жизнедеятельности» является система «человек-техника-среда», а предметом изучения – закономерности возникновения, развития опасностей и методы и средства защиты человека от действия опасных и вредных факторов.
Отсюда следует, что необходимо находить закономерности появления, развития опасностей и защиту от них в простых, непонятных и измеримых физических параметрах опасностей, их изменений, превращений, взаимовлияний.
Для такого рассмотрения необходимо ввести некоторые основные понятия.
Под безопасностью будем понимать, по В.И.Далю, отсутствие опасности для человека.
Однако человек не бывает в абстрактном пространстве. Он всегда связан с техникой и природной средой, т.е. находится в системе «человек – техника - среда» (ЧТС). Поэтому необходимо сформулировать понятие «безопасность техники» как свойство технических устройств не допускать, предотвращать воздействия на человека, которые бы привели к ухудшению состояния здоровья, травме или гибели.
Безопасность среды – это свойство природной среды не допускать воздействий опасных и вредных факторов на человека, приводящих к ухудшению состояния здоровья, травме или гибели.
Безопасность технологического процесса – свойство технологического процесса не допускать, предотвращать опасные и вредные воздействия на людей.
Опасный фактор – такой фактор, воздействие которого на человека может привести к травме или гибели.
Вредный фактор – это фактор, воздействие которого может привести к заболеванию и снижению работоспособности.
Меры безопасности – все виды правовых, организационно-методических мероприятий и деятельность специалистов, направленных на обеспечение безопасности работающих.
Техника безопасности – система технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных факторов.
Норма Нормы безопасности – принятые ограничения, регламентирующие предельно допустимые величины опасных и вредных факторов, средств защиты, периодичность их испытаний и других величин.
Правила безопасности – обязательные предписания, определяющие безопасные способы и приемы работы, правильное применение средств защиты.
Средства защиты – средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных или вредных факторов.
В связи с особенностями воздействия на человека различных по физической или химической природе опасных и вредных факторов принято рассматривать и частные составляющие безопасности – электробезопасность, пожаробезопасность, радиационную безопасность, взрывобезопасность, и другие. Они отражают свойство технических устройств или технологических процессов предотвращать, не допускать воздействия электрического тока, возгорания, радиации, взрыва и других источников опасности.
Источник опасности - материальный объект, явление или процесс, обладающий энергией, способной при определенных условиях воздействовать на человека и привести к травме, гибели или ухудшению его здоровья.
Безопасное состояние – состояние техники и среды, опасные факторы которых не проявляют своих свойств и не могут воздействовать на человека, не могут травмировать его или ухудшить состояние его здоровья или снизить его работоспособность.
Опасное состояние – такое состояние техники и среды, опасные факторы которых могут проявить (но еще не проявили) свои свойства и привести к травме, гибели, заболеванию или ухудшению работоспособности.
Происшествие – это состояние, при котором опасные факторы проявили свои опасные свойства и привели к травме, гибели, заболеванию человека.
Охрана труда – система законодательных актов и социально-экологических, санитарно-гигиенических, организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе трудовой деятельности.
Глава 1. Система «человек – техника - среда».