БЕЗОПАСНОСТЬ

Оригинальная статья

УДК 622.867.324:620.1.05:331.46 © В.С. Бабков, В.Н. Костеренко, С.Б. Путин, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 11-2020 /1136/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-11-29-35

Название

Применение новейшего имитатора внешнего дыхания человека для повышения безопасности промышленного персонала

Авторы

Бабков В.С., старший эксперт ООО «Второе Дыхание», 392030, г. Тамбов, Россия, e-mail: babkov@zavkomepc.com

Костеренко В.Н., канд. физ.-мат. наук, начальник управления противоаварийной устойчивости, ГО и ЧС АО «СУЭК», 115054, г. Москва, Россия, e-mail: KosterenkoVN@suek.ru

Путин С.Б., доктор экон. наук, канд. техн. наук, Почетный химик РФ, Лауреат государственной премии и премии Правительства РФ в области науки и техники, директор по развитию ООО «Второе Дыхание», 392030, г. Тамбов, Россия, e-mail: putins@mail.ru

Аннотация

Безопасность человека при работе в потенциально опасных областях напрямую зависит от средств индивидуальной защиты и способов их применения. В данной работе рассмотрено использование новейшего имитатора внешнего дыхания человека «ОКСИ-РОБОТ» для решения задач повышения безопасности промышленного персонала при использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания – изолирующих дыхательных аппаратов (самоспасателей). Представлены особенности и отличия имитатора «ОКСИ-РОБОТ» от аналогов, а также определены области его возможного использования, дан пример проверки достаточности ресурса шахтного самоспасателя при прохождении проектируемого маршрута эвакуации без привлечения испытателя.

Ключевые слова

Имитатор внешнего дыхания, искусственные легкие, легочная вентиляция, глубина дыхания, частота дыхания, маршрут эвакуации, изолирующий дыхательный аппарат, самоспасатель, breathing machine.

Список литературы

1. Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования: учебное пособие / С.В. Гудков, С.И. Дворецкий, С.Б. Путин, В.П. Таров. М.: Машиностроение, 2008. 188 с.

2. Talaśka Z. The construction of a breathing simulator for research of the diving breathing apparatus in compliance with the pn-en 250:2014 standard // Scientific journal of polish naval academy. 2016. Vol. 3. P. 121-130. DOI: 10.5604/0860889X.1224754.

3. Breathing simulator of workers for respirator performance test / Hisashi Yuasa, Mikio Kumita, Takeshi Honda, Kazushi Kimura, Kosuke Nozaki, Hitoshi Emi // Industrial Health. 2015. Vol. 53. P. 124–131.

4. Paštěka R., Forjan M. Actively Breathing Mechanical Lung Simulator Development and Preliminary Measurements // IFMBE Proceedings. 2018. Vol. 65. P. 750-752. DOI: 10.1007/978-981-10-5122-7_188.

5. Heili-Frades S., Peces-Barba G., Rodriguez-Nieto M.J. Design of a lung simulator for teaching lung mechanics in mechanical ventilation // Arch Bronconeumol. 2007. Vol. 43(12). P. 674-679. DOI: 10.1157/13112966.

6. Диденко Н.С. Регенеративные респираторы для горноспасательных работ. М.: Недра, 1990. 160 с.

7. Pašteka R., Forjan M., Drauschke A. Comparison mathematical and controlled mechanical lung simulation in active breathing and ventilated state // IFAC Papers OnLine. 2018. Vol. 51-6. P. 42–47.

8. Calay R.K., Kurujareon J., Holdo A.E. Numerical simulation of respiratory flow patterns within human lung // Respiratory Physiology & Neuro-biology. 2002. Vol. 130(2). P. 201–221. DOI: 10.1016/S0034-5687(01)00337-1.

9. Heand Z., Zhao Y. Modeling in respiratory movement using LabVIEW and Simulink, modeling, programming and simulations using LabVIEW Software / InTech. 2011.

10. Heinz Ahlers. Loss of Start-Up Oxygen in CSE SR-100 Self-Contained Self-Rescuers, NIOSH Respirator User Notice. 26 April 2012. [Electronic resource]. URL: www.cdc.gov/niosh/npptl/usernotices/notices/notice04262012.html (дата обращения: 15.10.2020).

11. Christopher Coffey, David Murray, Frank Palya. Personal Protective Equipment Conformity Assessment Studies and Evaluations Point-of-Use Assessment for Self-Contained Self-Rescuers Randomly Sampled from Mining Districts: First Phase Sample Period: May 2009 to July 2010 / National Institute for Occupational Safety and Health National Personal Protective Technology Laboratory. [Electronic resource]. URL: www.cdc.gov/niosh/npptl/pdfs/PPEC-SCSR-Mining-FirstPhase-508.pdf (дата обращения: 15.10.2020).

Иллюстрации

Рис 1. Имитатор внешнего дыхания человека «ОКСИ-РОБОТ»

Рис. 2. Пример интерфейса «ОКСИ-РОБОТ» при проведении испытания ИДА

Рис. 3. Макет головы человека с системой автоматической терморегуляции выдоха

Рис. 4. Интерполяционная кривая легочной вентиляции при моделировании движения человека по маршруту шахты

Рис. 5. Испытание ШСС-Т на имитаторе внешнего дыхания «ОКСИ-РОБОТ» при моделировании движения человека по маршруту шахты

Рис. 6. Сопротивление дыханию

Рис. 7. Концентрация кислорода

Рис. 8. Концентрация СО2

Рис. 9. Температура на вдохе из самоспасателя

Для цитирования

Бабков В.С., Костеренко В.Н., Путин С.Б. Применение новейшего имитатора внешнего дыхания человека для повышения безопасности промышленного персонала // Уголь. 2020. № 11. С. 29-35. DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-11-29-35.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 10.08.2020

Одобрена рецензентами: 22.09.2020

Принята к публикации: 09.10.2020

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Применение новейшего имитатора внешнего дыхания человека для повышения безопасности промышленного персонала», авторы: Бабков В.С., Костеренко В.Н., Путин С.Б.

Рецензент

Скворцов С.А., канд. техн. наук, доцент, генеральный директор ООО «Инновационные технологии и продукты».

В представленной статье рассматривается применение новейшего имитатора внешнего дыхания человека «ОКСИ-РОБОТ» (ИВД), который полностью повторяет дыхание человека и его метаболизм, поглощает кислород и выделяет диоксид углерода. Использование ИВД в области развития и совершенствования методов и средств индивидуальной защиты органов дыхания человека (СИЗОД) позволяет уйти от ограничений и проблем, которые возникают при привлечении испытателей – добровольцев для проверки параметров СИЗОД. Применение такого оборудования полностью исключает испытателей – добровольцев из процесса проверок при разработке, модернизации и производстве СИЗОД, что существенно снижает риск нанесения вреда здоровью людей и расширяет исследовательские возможности. Представленный ИВД обеспечивает исследователю и разработчику повторяемость эксперимента, исключение из эксперимента и испытания влияния индивидуальных параметров человека, возможность проверки СИЗОД при крайних, «экстремальных» нагрузках.

Приведенные в статье примеры прикладного использования ИВД усиливают актуальность представленного материала, демонстрирует возможность применения ИВД не только для проверки параметров СИЗОД, но и для повторения дыхания конкретного человека при выполнении заданной работы. Такая возможность позволяет оценивать и проектировать маршруты эвакуации, различные виды работ и нагрузок, с учетом ресурсов используемых при этом СИЗОД. Внедрение ИВД в научно-производственную сферу позволит получить эффективный и информативный инструмент для совершенствования СИЗОД, что в свою очередь приведет к повышению безопасности людей, которые их используют.

Статья, безусловно, имеет важное прикладное значение, материал изложен доступно и сопровожден информативными иллюстрациями. Все разделы статьи логически взаимосвязаны, а положения статьи подтверждены авторитетными источниками и ссылками на научные исследования. Хотя стоит отметить, что во всем мире разработка и использование такого инструментария определяет конкурентные преимущества разработчиков и производителей СИЗОД, поэтому количество публикаций в данной предметной области мало. Материал статьи будет крайне интересен исследователям, разработчикам, производителям и пользователям СИЗОД, он актуален и имеет высокую практическую значимость.

Статья «Применение новейшего имитатора внешнего дыхания человека для повышения безопасности промышленного персонала» рекомендуется к публикации в журнале «Уголь».