ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Актуальность исследования обусловлена высокой аварийностью и тяжестью последствий на предприятиях синтеза, хранения и утилизации энергонасыщенных веществ и материалов, таких как: взрывчатых веществ, пиротехнических составов, ракетных топлив, компонентов твёрдого топлива. Даже незначительное отклонение от регламента может инициировать цепную реакцию с летальным исходом для сотрудников, разрушением инфраструктуры и загрязнением окружающей среды. Немаловажным фактором является и темп развития энергонасыщенной промышленности, что напрямую связано с угрозами конфликтов стран между собой.

Цель работы – собрать, систематизировать и проанализировать основные принципы обеспечения безопасности на объектах производства ЭНВ с учетом специфики их физико-химических свойств (чувствительность к статическому электричеству, трению, удару и термическая нестабильность).

Задачи:

• Подготовить обзор литературы, касающейся особенностей условий и характерных вредных производственныъ факторов, влияющих на появление и развитие заболеваний у сотрудников энергонасыщенной промышленности.
• Провести анализ об условиях труда на предприятиях энергонасыщенной промышленности.
• Оценить способы и принципы обеспечения безопасности условий труда на предприятиях энергонасыщенной промышленности.

Общие сведения о энергонасыщенных веществах и материалах

Энергонасыщенные вещества и материалы – это вещества, способные при внешнем воздействии быстро разлагаться или вступать в реакцию, выделяя большое количество энергии в виде тепла, света и газов [1]. Существуют три основных вида взрывчатого превращения, которыми сопровождаются ЭНМ:

Термическое разложение — сравнительно медленный процесс распада вещества, характеризующийся тем, что все разлагающееся вещество находится при одной и той же температуре [2].

Горение – самораспространяющийся процесс экзотермического химического превращения вещества, происходящий в сравнительно узкой зоне (фронте) пламени, которая перемещается по веществу от слоя к слою [3].

Взрыв – самораспространяющийся процесс экзотермического химического превращения вещества, сопровождающийся резким скачком давления и высокой скоростью распространения процесса (километры в секунду) [4].

Классификация энергонасыщенных веществ и материалов

ЭНМ подразделяются на четыре больших класса: взрывчатые вещества, пороха, ракетные топлива и пиротехнические составы.

Взрывчатые вещества – индивидуальные вещества или их смеси, способные при определенных условиях к очень быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества теплоты и образованием газов.

Пороха и ракетные топлива – энергетические конденсированные твердые системы, способные к устойчивому закономерному горению в бескислородной среде с выделением тепла и газообразных продуктов.

Пиротехнический состав (ПТС) – механическая смесь дисперсных компонентов: неорганического окислителя и металлического горючего с добавками органического вещества – цементатора [5].

Анализ опасных факторов и обеспечение безопасности при производстве энергонасыщенных материалов и веществ

Ущерб от взрывов и пожаров в потенциально опасных производствах энергонасыщенных веществ и материалов растет во всех индустриально развитых странах, что обусловлено расширением масштабов производства и, как следствие этого, накоплением в одном месте большого количества ЭВ. Разряд статического электричества способен вызвать воспламенение самих составов, их пылей, а также компонентов за счет совокупного воздействия теплового и механического (ударная волна) импульсов, сопровождающих электрический разряд в воздухе [6]. В зависимости от конкретного предприятия могут быть выбраны определённые способы защиты от статического электричества, однако, наиболее распространенным методом защиты является заземление. При необходимости может быть использован метод повышения влажности, считается, что при влажности окружающей среды 70% и более, на материале скапливается достаточное количество влаги, чтобы исключить накопление опасных зарядов.

Также следует отметить такой опасный производственный фактор на энергонасыщенном производстве, как запыленность воздуха или его загрязнённость токсичными веществами. Могут быть использованы как средства индивидуальной защиты, так и коллективной, зависеть это будет от производственного объекта и материалов, которые на нём производятся, в качестве средств индивидуальной защиты – респираторы, а коллективной – системы вентиляции, которые в свою очередь могут быть отточными, приточными или комбинированными.

Еще одним вредным фактором на производстве является шум – беспрорядочные колебания различной физической природы, негативно влияющие на здоровье человека. Что касается общих принципов и способов защиты от шума – это использования защитных кожухов на отдельных особо шумных элементах производства, экранирование. В случае, если технически невозможно снизить шум определенного аппарата (например, ввиду его технически сложной конструкции, размера или других параметров), то могут быть использованы СИЗ.

Помимо вышеперечисленных стандартных, проверенных временем принципов и способов защиты могут быть использованы и относительно новые, но уже стремительно развивающиеся. Развитие информационных технологий за последние несколько лет открывает новые возможности для более глубокого изучения сложных процессов с использованием компьютерного математического моделирования, поэтому перспективным способом решения таких задач является использование универсальных вычислительных нейронных сетей (ИНС), обладающих широчайшими возможностями моделирования данных систем [7].

Ключевые области применения информационных технологий и искусственного интеллекта на предприятиях по производству энергонасыщенных материалов могут быть следующими:

• Проектирование и моделирование: 3D-моделирование компонентов, симуляция физико-химических процессов (например, детонации, горения), прогнозирование свойств и поведения материалов до их создания. Вычислительная химия: Моделирование молекулярной структуры, реакции синтеза, расчет энергетического выхода.
• Автоматизация и управление производством: Контроль и управление дозированием, смешиванием, формованием, сушкой, снижение влияния человеческого фактора. Сбор данных в реальном времени о температуре, давлении, влажности, вибрации для точного контроля качества и безопасности.
• Анализ данных и оптимизация: Анализ огромных массивов данных для выявления скрытых закономерностей, оптимизации рецептур, прогнозирования сроков годности и безопасности. Виртуальные копии реальных производственных линий для тестирования новых режимов и обучения операторов.
• Безопасность и контроль: Непрерывный контроль критических параметров, раннее предупреждение об отклонениях, предотвращение аварий и взрывов. Видеоаналитика, автоматическое распознавание нарушений в зонах повышенной опасности.

Преимущество использования информационных технологий и нейросетей в частности заключается отсутствии необходимости участия человека в опасных и вредных производственных процессах, тем самым, обеспечивая безопасность как самого производства, путём высокоточного анализа и моделирования всевозможных ситуаций, так и безопасность сотрудников.

Заключение

В ходе проведения работы был собран и проанализирован материал на тему энергонасыщенных веществ и материалов, изучены основные принципы, способы обеспечения безопасности на предприятиях по производству энергонасыщенных веществ и материалов, а также изучены и проанализированы новые, развивающиеся методы обеспечения безопасности, связанные с развитием информационных технологий, которые в дальнейшем потенциально могут помочь человечеству либо полностью автоматизировать технологические процессы, либо свести участие человека в них к минимуму, что положительно отразится на здравоохранении и продолжительности жизни. Проанализированные в этой работе данные послужат основой для дальнейшей работы, новых исследований и, возможно, новых предложенных способов обеспечения безопасности.