김형석 이석원 정원제 류보혁 한국산업안전보건공단산업안전보건연구원 (2009. 7. 21. 접수 / 2009. 11. 13. 채택 ) A Study on the Preventive Measures against Fall Injuries in Manufacturing Industry Focusing on the Portable Ladders Hyungseok Kim Seokwon Lee Wonjae Jung Bohyuk Ryu Occupational Safety and Health Research Institute, KOSHA (Received July 21, 2009 / Accepted November 13, 2009) Abstract : The injuries as a result of fall accidents is the one of the most common kind of injuries in Korea, especially fall from height is the top most common kind for fatal injuries. Futhermore, the number of fall injuries in manufacturing industry has been steadily increasing from 2000 to 2007. In 2007 the number of fall fatal injuries increased 10.6 % in comparison with the number in 2006. These numbers are 6~17 times higher than those for foreign countries such as the U.K and the USA. So, it is needed to make a study to reduce these numbers for manufacturing industry. To get the goals, we did research as followings. First, this study analyzed statistics by industry, by fall height, by common agent and so on to gain an insight into real aspect of fall injuries. It showed that ladder is the commonly cited agent for manufacturing industry, and 3 risky activities ; the ladder work, the load/unload work, and the maintenance work. Secondly, this study made a survey of manufacturing workers for their understandings of the most 3 risky activities. It showed that tendency to work easily and difficulty of applying measures due to inherent working conditions are main reasons for workers not to implement the preventive measures against the fall accidents. Thirdly, this study tested the slip characteristics of ladder base and lungs. The tests were done based on ANSI standard and KS. In addition to the standard condition, this study performed slip tests in wet and sandy conditions and compared the results with the those of standard condition. It showed that friction coefficient is standard condition > wet condition > sandy condition, and the friction coefficient of ladder for sandy condition is measured to be reduced by 63.9% compared with that for standard condition. Finally, this study developed safety work models for using of portable ladders in consideration of the safety standards of foreign countries such as the U.K, the USA, and the Australia. Key Words : fall injuries in manufacturing industry, portable ladder, slip test, safety work model 1. 서론 * 국내산업현장에서발생한산업재해중추락재해는협착 전도재해와더불어재해다발상위 3 대유형에포함되고있으며, 사망재해의경우에는매년가장높은점유율을차지하고있다. 특히, 건설업의추락은그위험성이널리알려져우선적으로조치가이루어지는반면, 제조업에서의추락은사다리사용, 지붕작업등고소작업으로인한추락위험성이상존함에도이러한위험요인이간과된상태로수행되는경우가많아추락재해의위험성이가 To whom correspondence should be addressed. kjk9116@kosha.net 중되고있는실정이다. 구체적으로 00~ 07 년도의제조업추락재해를분석해보면재해자는지속적으로완만한증가추세를보이고있는데, 특히 07 년도의경우에는추락에의한사망자가대폭증가 ( 10.6 %) 한것으로나타났으며, 이러한우리나라의제조업종근로자추락사망률은미국, 영국등선진외국과비교할때 6~ 17 배나높은수치이다 1-5). 따라서, 이연구에서는업무상재해로요양결정승인된 2007 년도제조업종추락재해를대상으로발생원인을심층적으로분석하고자하였으며, 재해원인분석을통해도출된추락유발 3 대위험작업의근로자설문조사를실시하여현장의문제점을파 136
악하고자하였다. 그리고, 추락다발기인물인이동식사다리의미끄러짐시험과선진외국안전기준등을토대로이동식사다리의사용에대한안전모델을제시함으로써제조업추락재해예방을위한기초자료제공과사다리작업의안전성확보방안을제시하고자하였다. 2.1. 개요 2. 제조업추락재해원인분석 제조업종에서의추락재해자는 Fig. 1 에서와같이 00~ 07 년까지완만한증가추세를보이고있다 1). 특히, 07 년도는총 2,523 명이발생하여전년대비 107 명감소하였지만, 추락에의한사망자는대폭증가 ( 7 명, 10.6 %) 한것으로나타났으며, 06 년도우리나라의제조업근로자백만명당추락사망자수 ( 제조업추락사망백만인율 = 제조업추락사망자수 / 제조업근로자수 10 6 ) 는 21.8 명으로미국, 영국등선진외국과비교시 Table 1 에서와같이 6~17 배높은것으로나타났다 2-5). 2.2. 세부원인분석 2.2.1. 기인물, 작업내용, 추락높이별기인물별로는 Table 2 와같이사다리에의한추락재해가전체의 23 % 를차지하여가장높았고, 다음으로건축물 / 구조물, 기계설비순으로나타났다. Table 2. Fall injuries by original cause material 구분계사다리건축물 / 기계작업운반 / 인양 / 적재물구조물설비발판탑승설비 부상 2,450 572 286 254 241 200 176 사망 73 8 11 7 7 8 9 구분차량개구부고정로프 지붕간이받침대 계단기타 부상 164 93 59 53 48 44 260 사망 2 4 1 4 1-11 작업내용별로는사다리등을이용한이동, 기계설비의설치 수리 점검작업, 상 하차작업을포함한하역 적재작업순으로발생하여이러한 3 대위험작업이전체의 48.1% 를점유하였고, 추락높이는 3m 미만의낮은높이에서전체의 78.3% 가발생하였다. 2.2.2. 근속기간, 연령, 외국인근로자국적별전체추락재해의 51%( 추락사망 : 42.5%) 가 Table 3 에서와같이근속기간 6 개월미만근로자에게서집중적으로발생하였으며, 연령별로는생산활동이가장왕성한 40 대에서전체의 36% 가발생하였다. 제조업추락재해중외국인근로자가차지하는비중은전체의 4.3% 로아직까지는미약하나, 향후우리나라제조업인력의외국인근로자의존도가높아질것으로예상되어, 이들의추락재해또한급격히증가할것으로예측된다. 2.2.3. 장해등급, 요양기간별제조업추락재해에서사망으로연결되는비율은 2.9% 로비교적높지않은편이나추락부상자중장해가수반된경우는 12.8% 로높아부상자의재해로인한후유증은큰것으로나타났다. 또한, 요양기간도 29~90 일이전체의 67.4% 를점유하였으며, 사망자를포함한요양기간 3 개월이상의중상자는 22.6% 를차지하였다. Fig. 1. Number of injuries by fall accidents in korea from 2000 to 2007. Table 1. Comparison of the rates of fatalities by fall accidents in manufacturing industry between the Korea and foreign countries 구분 영국 미국 한국 제조업추락사망자수 ( 명 ) 4 60 66 제조업추락사망백만인율 1.3 3.6 21.8 상대비교 ( 영국기준 ) 1.0 2.8 16.8 Table 3. Fall injuries by years of employment 구분 6 월미만 6 월 ~ 1 년미만 1 년 ~ 2 년미만 2 년 ~ 3 년미만 3 년 ~ 4 년미만 부상 1,256 242 273 119 91 사망 31 4 8 7 2 구분 4 년 ~ 5 년미만 5 년 ~ 10 년미만 10 년 ~ 20 년미만 20 년이상 분류불능 부상 78 189 141 58 3 사망 1 7 7 6 - 한국안전학회지, 제 24 권제 6 호, 2009 년 137
김형석, 이석원, 정원제, 류보혁 Table 4. Fall injuries by ladders 구분 계 본체미끄러짐 본체전복 본체파손 승하강시미끄러짐 부상 572 126 63 24 113 사망 8 - - 1 2 구분 승하강시헛디딤 승하강시흔들림 작업시미끄러짐 작업시흔들림 기타 부상 51 3 83 54 55 사망 1 - - - 4 2.2.4. 사다리추락재해심층분석사다리추락재해의직접원인으로는 Table 4 와같이사다리본체의미끄러짐 (21.7%), 사다리승하강시사다리의발판등에서미끄러짐 (19.8%), 사다리위에서작업시미끄러짐 (14.3%) 등 3 대유형에서전체의 55.9% 가발생하였다. 중업종별로는기계기구제조업, 비금속 / 금속제품제조업, 선박건조수리업등 3 대업종에서전체의 50.7% 가발생하였고, 업종별근로자 10,000 명당추락재해자는비금속 / 금속제품제조업종이 5.2 명으로가장높았다. 3. 추락유발 3 대위험작업에대한근로자설문조사 2007 년도재해원인분석을통해도출된 1 기계설비설치 수리 점검작업, 2 하역 적재작업, 3 사다리사용작업등추락유발 3 대위험작업에대해근로자설문조사를실시하였다. 설문조사는추락재해자발생점유율이높은상위 5 대중업종 ( 비금속 / 금속제품제조업, 기계기구제조업, 선박건조수리업, 화학제품제조업, 기타제조업 ) 을중심으로추락유발 3 대위험작업수행가능성이높은기계설비운전자, 시설 / 공무담당자, 가공 / 조립작업자를주요대상으로방문조사를실시하였으며, 총 83 개사업장, 175 명이설문에응답하였다. 하기위함 이 45.1% 로가장높았다. 3.2. 하역 적재작업 총설문응답자 175 명중하역 적재작업을수행한다고응답한자는 153 명이었으며, 수행횟수는일 1~4 회가 33.3% 로가장많았다. 하역 적재작업중가장많이이루어지는형태의고소작업종류는차량등에서의물품하역 적재작업 (32.6%), 생산현장내물품하역 적재작업 (24.0%), 창고내물품하역 적재작업 (20.6%) 순으로나타났다. 고소작업시해당작업위치로의접근방법은도구사용없이직접오름 37.5%, 사다리사용 26.4%, 지게차등하역운반기계활용 15.3% 등이었고, 고소작업시추락예방조치실시는 하지않는다 는응답이 59.4% 로그이유로는 작업특성상조치가어려움 이 31.7% 로가장높았다. 3.3. 사다리를이용한이동및작업 총설문응답자 175 명중사다리를사용한다고응답한자는 170 명이었으며, 사다리사용빈도는월 1 회이상이 27.1%, 주로사용하는사다리종류는계단식알루미늄사다리 ( 이동식 A 형알루미늄사다리 ) 가 67.1% 로가장높았다. 사다리사용용도는 Fig. 2 와같이다른높이의위치로이동하기위한경우가 29.4%, 사다리위에서의작업수행을위한경우가 70.6% 이었다. 사업장에서사다리와관련된사고를직 간접적으로경험했는지에대한질문에는 42.9% 가 있다 라고응답하였으며, 사다리사용전안전조치이행정도에대한질문에는충분하거나대체적으로안전조치를취한다는응답이 50.6% 이었으나, 일상적 3.1. 기계설비설치 수리 점검작업 총설문응답자 175 명중기계설비설치 수리 점검작업을수행한다고응답한자는 164 명이었으며, 수행횟수는주 1~3 회가 30.5% 로가장많았다. 고소작업시해당작업위치로의접근방법은사다리사용 38.7%, 도구사용없이직접기계본체를오름 25.2%, 지게차의포크활용 18.4% 등이었고, 고소작업시추락예방조치실시는 하지않는다. 는응답이 62.5% 로그이유로는 작업을빠르고쉽게 Fig. 2. Use of ladder in manufacturing industry. 138 Journal of the KOSOS, Vol. 24, No. 6, 2009
Fig. 3. Cause of fall accidents in the use of ladder. Fig. 4. Test of step ladder(ansi). 인작업이라안전조치를거의취하지않는다는응답도 20.6% 로비교적높게나타났다. 또한, 사다리를이용한이동및작업시추락사고가발생하는이유에대해복수로응답을받은결과 Fig. 3 과같이 사다리위에서의무리한작업수행 이 21.2%, 사다리발판이좁고미끄러움 이 20.9%, 사다리가쉽게넘어지거나미끄러짐 이 17.6% 인것으로나타났다. 4. 이동식사다리미끄러짐특성시험 시험대상은국내주요이동식사다리생산업체인 6 개생산자별로계단식사다리의경우 4 단, 5 단, 7 단의 3 종류를, 기대는사다리의경우 5 M 의 1 종류를시험대상으로하였다. 사다리본체의미끄러짐시험은 ANSI 및 KS 규정을준용하였고, 사다리발판은바닥미끄러짐측정장비인 English XL 을이용하였으며, 표준상태, 비표준상태 ( 토분, 습분 ) 에따라각각시험하여결과값을비교하였다. 4.1. 시험방법 4.1.1. ANSI 규격계단식사다리는건조상태의코팅되지않은비닐마루위에서, Fig. 4 와같이상부에 90.7kg 의하중을 2 번째발판에수직으로인가하고 15.9kg 의수평하중을시험바닥 1inch 높이의사다리기둥바깥방향으로인가하여이때 1/4inch 를초과하는움직임여부를확인하는방법으로시험하였다 6). 기대는사다리는 Fig. 5 와같이 plywood 재질의합판을 320 fine wet/dry 사포로연마하여상부벽과바닥부분을구성하고 90.7kg 의하중을 3 번째발판의중앙에수직으로인가한후 22.7kg 의수평하중 Fig. 5. Test of leaning ladder(ansi). 을시험바닥 1inch 높이의사다리기둥바깥방향으로인가하여이때 1/4inch 를초과하는움직임여부를확인하는방법으로시험하였다 6). 4.1.2. KS 규격계단식사다리는두께 2mm 의스테인레스강판상부에서, Fig. 6 과같이양발판부를고정하고상부에 20kg 의수직하중을가한상태에서수평하중을점차인가하여미끄러지기시작할때의힘 (F) 을측정하는방법으로표준상태 ( 건조 ), 비표준상태 ( 토분, 습분 ) 에서각각시험하여결과값을비교하였다 7). 이때마찰계수는미끄러지기시작할때의힘 (F) 을아래 (1) 번수식에대입하여얻었다. 여기에서,µ : 마찰계수 F : 미끄러지기시작할때힘의평균값 (N) W : 몸체, 추, 연결봉및로프의총질량 (kg) (1) 한국안전학회지, 제 24 권제 6 호, 2009 년 139
김형석, 이석원, 정원제, 류보혁 기대는사다리의경우우선사다리기둥하단부의미끄럼방지용모서리기구를절단하여낸후이모서리기구를두께 5mm 의금속제덧대기판에고정하였다. 그리고 Fig. 7 과같이이를두께 2mm 의스테인레스강판상부에위치시킨다음덧대기판위에 15kg 의수직하중을가한상태로수평하중을점차인가하여미끄러지기시작할때의힘 (F) 을측정하는방법으로표준상태 ( 건조 ), 비표준상태 ( 토분, 습분 ) 에서각각시험하여결과값을비교하였다 7). 이때마찰계수는미끄러지기시작할때의힘 (F) 을아래 (2) 번수식에대입하여얻었다. 여기에서,µ : 마찰계수 F : 미끄러지기시작할때힘의평균값 (N) W : 추, 모서리기구및덧대기판의총무게 (kg) (2) Fig. 8. English XL. 4.1.3. 사다리발판의미끄러짐사다리발판의미끄러짐시험은현재국내 외기준으로규정된시험방법이없어이연구에서는 Fig. 8 과같이바닥미끄러짐측정장비인 English XL 을이용하여표준상태 ( 건조 ), 비표준상태 ( 토분, 습분 ) 에서사다리발판의마찰계수를측정하여결과값을비교하였다 8). English XL 은미끄럼판에수평 수직력을동시에충돌시켜인간의보행충돌을유사하게모사한장치로서, 막대의경사각을미끄러짐이발생하는순간까지증가시켜이때의기울기를확인하는방법으로마찰계수를측정한다. Fig. 6. Test of step ladder(ks). 4.2. 시험결과 4.2.1 본체미끄러짐시험 ANSI-ASC A14.2-2007( 금속제이동식사다리안전요건 ) 규격에따른국내사다리의미끄러짐시험결과표준상태에서모두적합한시험결과를얻었다. KS G 3701 2004( 알루미늄합금제사다리 ) 규격에따른국내사다리의표준상태 ( 건조 ) 및비표준상태 ( 습분, 토분 ) 에서의시험결과는다음과같다. Fig. 7. Test of leaning ladder(ks). 1) 4 단계단식사다리의경우 Fig. 9 와같이습분상태에서는표준상태와비교하여 23.4~41% 의마찰계수감소를보였으며, 토분상태에서는 54~63.9% 의감소율을나타내었다. 2) 5 단계단식사다리의경우습분상태에서는표준상태와비교하여 4.4~39.6% 의마찰계수감소를보였으며, 토분상태에서는 47.2~61.1% 의감소율을나타내었다. 3) 7 단계단식사다리의경우습분상태에서는표준상태와비교하여 22.9~40% 의마찰계수감소를보였으며, 토분상태에서는 42~53.1% 의감소율을나타내었다. 140 Journal of the KOSOS, Vol. 24, No. 6, 2009
3) 이동식사다리위에서의무리한작업수행등몸균형상실로인한추락 4) 이동식사다리본체또는부속품의파손에의한추락 Fig. 9. Comparison of the results of slip test for ladder base between the normal state and the abnormal state by KS (4 step ladder). 4) 기대는사다리의경우습분상태에서는표준상태와비교하여 6.6~23.4% 의마찰계수감소를보였으며, 토분상태에서는 19~32% 의감소율을나타내었다. 4.2.2. 사다리발판시험기대는사다리의발판을분리한후 English XL 을이용하여발판미끄러짐시험을실시한결과, Fig. 10 과같이습분상태에서는표준상태대비 7.1~ 30% 의마찰계수감소를보였으며, 토분상태에서는표준상태대비 31.4~62% 의감소율을나타내었다. 5. 이동식사다리사용의안전모델 2007 년도제조업종추락재해의직접원인분석, 현장에서의이동식사다리사용자의안전조치이행실태등을토대로주요추락요인을정리하면다음과같다. 1) 이동식사다리승 하강또는작업시작업발판에서의미끄러짐에의한추락 2) 이동식사다리본체의안정도저하 ( 사다리상 하부의미끄러짐, 사다리상부의들림, 사다리의뒤틀림 ) 에의한추락 Fig. 10. Comparison of the results of slip test for ladder lungs between the normal state and the abnormal state (leaning ladder). Fig. 11. Safety work model for using of portable ladders. 한국안전학회지, 제 24 권제 6 호, 2009 년 141
김형석, 이석원, 정원제, 류보혁 우리나라의경우산업안전보건법에서는산업안전기준에관한규칙제 446 조에서이동식사다리의구조에대한안전기준을제시하고있으나대부분의표현들이구체적이지않아자의적판단에의존할우려가매우높으며, 실제산업현장에서이동식사다리를이용한작업이불가피할경우가많음에도이에대한안전기준이제시되고있지않다. 여기에서는영국의 Work At Height Regulation 2005, 미국의 OSHA CFR-1926 등선진외국의안전기준등을고려하여이동식사다리사용시추락위험을저감할수있는안전모델을 Fig. 11 과같이제시하였다. 또한, Fig. 11 의 6. 사다리를적정하게사용하는가? 와관련하여이동식사다리의사용단계에서준수하여야할안전지침을정리하면다음과같다. o 제조사의최대적재하중을초과하지않는다. o 상하부끝단을고정하는등사다리의미끄러짐방지조치를한다. o 사다리승 하강전에사다리가움직이지않도록한다. o 오일등미끄러짐의위험이없는상태에서사용한다. o 사용자가사다리위에올라가있는상태에서사다리를움직이거나이동시키지않는다. o 사다리를등진채로승 하강하지않는다. o 균형을상실할수있는물체를갖고승 하강하지않는다. o 사다리길이가 6m 를초과하지않도록한다. o 기대는사다리는상부바닥면으로이동시상부바닥면위로 60cm 이상돌출시킨다. o 기대는사다리설치경사는 75 도로한다. o 계단식사다리는잠금장치를확실히사용한다. o 사다리상부 2 개발판에서는작업하지않는다. o 작업자의무게중심이사다리기둥사이에위치하도록한다. o 동시에 2 명이상의사람이사다리를승 하강하지않는다. o 사다리에항상 3 점이상접촉시킨다. o 사다리를이용한고소작업은 2 인 1 조로수행하며, 안전모와안전대를착용한다. 6. 결론 이연구에서는제조업추락재해원인을심층분 석하고이를토대로추락유발 3 대위험작업에대한근로자설문조사를실시하였다. 또한, 추락다발기인물인이동식사다리에대한미끄러짐특성시험과추락위험을저감할수있는안전모델제시를통해제조업에서의추락재해예방을위한기초자료확보와실용적제안을하고자하였으며, 다음과같은결론을얻을수있었다. 1) 2007 년도제조업추락재해분석결과, 기인물별로는사다리에의한추락재해가 23% 를차지하여가장높았고, 작업내용별로는사다리등을이용한이동, 기계설비의설치 수리 점검작업, 하역 적재작업순으로발생하였다. 그리고사다리추락재해의직접원인으로는사다리본체의미끄러짐, 사다리승 하강시미끄러짐, 사다리작업시미끄러짐등 3 대유형에집중되었다. 2) 추락유발 3 대위험작업에대한근로자설문조사결과, 작업을빠르고쉽게하기위함, 작업특성상조치가어려움 등이추락예방조치를하지않는주된이유였으며, 사다리사용시에도일상적인작업이라기본적안전조치를취하지않는다는응답또한비교적높게나타났다. 3) KS 규격에따른사다리본체미끄러짐시험과 English XL 을이용한사다리발판마찰계수측정결과마찰계수크기는표준상태 ( 건조 ) > 비표준상태 ( 습분 ) > 비표준상태 ( 토분 ) 로토분의경우건조시와비교할때최대 63.9% 의감소율을나타내었으며이를통해사다리승하강또는작업시작업자의신발과발판사이의토분제거가매우중요함을알수있었다. 4) 실제산업현장에서는이동식사다리위에서의작업이불가피할경우가있음에도우리나라산업안전보건법에서는이에대한명확한기준이제시되고있지않은데비해영국의 HSE, 미국의 OSHA 등선진외국에서는세부적인안전기준을제시하고있어우리나라도이동식사다리를이용하여작업할수있는최소한의기준과사용시준수하여야할세부적인안전기준을제시함으로써적극적인추락예방조치를선도하여야할필요성이있다고사료된다. 참고문헌 1) 산업재해현황통계자료 ( 00~ 07), 노동부 2) HSC, Statistics of workplace fatalities and injuries 142 Journal of the KOSOS, Vol. 24, No. 6, 2009
Falls from a height in 2006. 3) HSC, Statistics of Fatal Injuries 2006/2007. 4) United States Department of labor, National census of fatal occupational injuries in 2006. 5) U.S Department of labor, U.S. Bureau of Labor Statistics, 2008. 6) ANSI-ASC A14.2-2007, American National Standard for Ladders-Portable Metal-Safety Requirement, 2007. 7) KS G 3701, 알루미늄합금제사다리, 2004 8) 신운철등 7 명, KOSHA-STAT(KOHSA-Slip & Trip Assessment Tool) 연구, 산업안전보건연구원, 2007. 한국안전학회지, 제 24 권제 6 호, 2009 년 143