CC BY
185
ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 622.8
АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ТРУДА ГОРНОРАБОЧИХ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО НОРМАЛИЗАЦИИ ПЫЛЕВОГО И ГАЗОВОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ ШАХТ И РУДНИКОВ
А.Н. Земсков, М.Ю. Лискова, Е.В. Смирнова
Рассмотрено влияние неблагоприятных факторов в руднике на организм человека и на его безопасность. Научно-технический прогресс на горных предприятиях, внедрение новых видов высокопроизводительных машин и механизмов, к сожалению, сопровождается и негативными явлениями с позиции охраны труда и производственной безопасности. Причины высокого травматизма горняков следует искать в специфике горных предприятий: необходимости работать в стесненных условиях подземных горных выработок, без солнечного света, при резком изменении микроклимата с момента спуска в шахту за счет перепадов температуры и давления.
Ключевые слова: рудник, безопасность, условия труда, травматизм, неблагоприятные факторы, пыль.
Научно-технический прогресс на горных предприятиях, внедрение новых видов высокопроизводительных машин и механизмов, к сожалению, сопровождаются и негативными явлениями с позиции охраны труда и производственной безопасности: высокой запыленностью и загазованностью рудничной атмосферы, опасностью травмирования падающими кусками пород, повышенной психологической нагрузкой при управлении энергетически мощной горной техники.
По данным агентства ДПА (Германия) 145 из 1000 горняков ежегодно вовремя работы получают травмы, в то время как в среднем среди работников промышленных предприятий только 38 из 1000 человек получают повреждения, вызывающие временную нетрудоспособность. По данным английских психологов, даже по числу стрессов, сопровождаемых сердечными приступами, рядом других заболеваний и по количеству разводов, горняки опережают представителей других профессий (табл. 1).
Как следует из табл. 1, даже представители таких «нервных» профессий как полицейские и водители автобусов имеют более низкую степень стрессовой нагрузки, чем шахтеры.
Интенсификация работ в шахтах и рудниках, работа в стесненных и неблагоприятных условиях производственной среды ведут к росту ряда заболеваний. Так, в советское время, кандидатом медицинских наук В.Г. Мишиным было проанализировано число заболеваний горнорабочих ише-мической болезнью сердца на угольных шахтах Украины по трем группам: систематически не выполняющих план, выполняющих план и регулярно план перевыполняющих. Оказалось, что число заболеваний на шахтах двух первых групп практически не отличалось друг от друга, в то время как на шахтах с высокой интенсивностью труда горнорабочих, оно было выше в 2-3 раза [2].
Таблица 1
Степень стрессовой нагрузки по условной 10-балльной шкале _для представителей различных профессий [1]_
Профессия Степень стрессовой нагрузки, баллы
Шахтеры 8,3
Полицейские 7,7
Строители 7,5
Журналисты 7,5
Политические и общественные деятели 7,0
Врачи 6,8
Водители автобусов 5,4
Сотрудники библиотек и музеев 2,8
Важнейшие показатели жизнедеятельности человека, такие как острота зрения, слуха, пульс, температура тела, обмен веществ, умственная деятельность изменяется в течение суток, месяца, года - находятся в определенной зависимости от метеорологических и гелиофизических факторов.
Одним из таких важных влияющих факторов является солнечная активность. В результате вспышек на Солнце возникают интенсивные геомагнитные возмущения. Организм человека как радиоприемник настроен на слабые магнитные поля и реагирует на их колебания путем изменения состава крови: она становится гуще и медленнее течет. Кроме того ухудшается снабжение крови кислородом и питательными веществами.
При максимуме солнечной активности на 30 % снижаются защитные свойства крови и бактериологические характеристики желудочного сока. Ученые из Института биофизики клетки РАН установили, что при повышении солнечной активности увеличивается общее количество лим-
фоцитов - клеток, отвечающих за иммунитет, однако их способность вырабатывать антитела, которые подавляют инфекции, заметно уменьшается.
Группа французских врачей в результате многолетних исследований пришла к выводу, что 84 % внезапных смертей (инфаркты, смертельные случаи на производстве, дорожно-транспортные происшествия) совпадают с появлением на Солнце пятен, то есть с солнечной активностью.
Патологоанатом из Томска, профессор В.П. Десятов установил, что на второй день после вспышек на Солнце, когда Земли достигает так называемое корпускулярное излучение, - в четыре раза возрастает число автомобильных катастроф. Этот показатель удивительно точно совпадает с данными ученых из Германии, которые выявили, что на второй день после солнечных вспышек у водителей в 4 раза замедляется реакция на внешние раздражители по сравнению со спокойными днями.
Неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда на рабочих местах горняков способствует увеличению числа несчастных случаев. Так сильный шум на рабочих местах препятствует своевременному обнаружению предупредительных звуковых признаков обрушений пород кровли и внезапных выбросов породы угля и газов. Высокая запыленность при-забойного пространства горных выработок вынуждает машинистов проходческих комбайнов покидать свои рабочие места, защищенные от обрушений породы специальными козырьками, и заходить в опасные зоны у щита комбайна для отслеживания положения комбайна относительно мощности разрабатываемого пласта.
Пыль, помимо своего непосредственного влияния на человека, является и переносчиком адсорбирующихся на ней газов. Вредные газообразные составляющие рудничного воздуха ведут к отравлениям горнорабочих и появлению дискомфортных условий труда.
В соответствии с иерархией вредности физических и химических факторов производственной среды угольных шахт пыль занимает ведущее положение среди прочих факторов (табл. 2).
Таблица 2
Весомости вредных физических и химических факторов [3]
Наименование фактора Весомость, %
Запыленность воздуха 27
Микроклимат 22
Вредные химические факторы 18
Шум 17
Вибрация 13
Освещенность 8
Анализируя данные табл. 2, следует отметить, что, несмотря на «привычность» пылевого фактора, он был и остается наиболее распростра-
ненным неблагоприятным фактором производственной среды, что предполагает серьезные требования к коллективным и индивидуальным средствам защиты органов дыхания горняков.
50-70 % пыли поступает через дыхательные пути в легкие, площадь которых (в «разложенном» состоянии) составляет около 120 м , и оседает там. Наибольшую опасность для человека представляет пыль крупностью 0,5-2 мкм. Пылинки указанных размеров не задерживаются в носоглотке, напрямую попадая в бронхи и легкие и растворяясь в биологической среде организма, образуют ядовитые соединения, нарушая жизненно важные функции его отдельных органов и способствует развитию профессиональных заболеваний [4]. Причем более 80 % заболеваний и отравлений составляют хронические формы, связанные с систематическим поступлением в организм токсичных веществ в небольших количествах.
Токсичные газообразные вещества поступают в организм помимо дыхательных путей через кожный покров и желудочно-кишечный тракт. Поступление вредностей в организм через желудочно-кишечный тракт опасно тем, что они всасываются в общий кровоток, минуя печень.
Как показали наши исследования, пыль, взметываемая при движении автотранспорта по транспортным выработкам, по своему токсическому воздействию гораздо опаснее пыли в добычных забоях. Результаты анализов химического состава пыли на Втором Солигорском руднике ПО «Беларуськалий» показали, что вблизи стволов, где происходит многократное «перелопачивание» пыли, содержание нерастворимого остатка достигает 24,94 %. Причем, содержание в нерастворимом остатке наиболее вредных компонентов - тяжелых металлов и диоксида кремния - достигает 62,8-75,0 % или 11,3-19,6 % от общего веса проб пыли.
Заболевания органов дыхания занимают первое место среди профзаболеваний в калийной, угольной и других отраслях горнодобывающей промышленности.
Одним из эффективных средств борьбы с пылью в выработках калийных рудников является поливка почвы выработок. Изменение содержания пыли в выработке от влажности пыли на почве представлено на рис.1.
Согласно данным на рис. 1 имеет место четырехкратное снижение запыленности воздуха при повышении влажности пыли на почве выработок с 1 до 4 %. Однако, эффективность орошения почвы выработок водой по времени - невелика, так как почва выработок плохо очищена от соляной мелочи, а глубина проникновения воды в нее не превышает 2 см. Поэтому уже через 1,5-2 часа после поливки выработок водой содержание пыли достигает своего начального уровня.
Для более эффективного связывания пыли нами предложено введение химических добавок в воду, используемую для поливки. Были испытаны самые доступные на руднике добавки:
- отходы нефтепродуктов с концентрацией 0,8 об.%;
- 5%-ный раствор хлорида натрия;
- 5%-ный раствор хлорида натрия с добавкой поверхностно-активного вещества (ПАВ-оксанол ОС-18), с концентрацией 1 об.%.
250 200 150 и юо 50 0 С
4 ►
ч ♦
К. 4 ► ♦
♦ ♦ _____♦ __♦
♦
>1 2 3 4 5 \Л/п;%
Рис.1. Зависимость запыленности воздуха от влажности
пыли на почве
Испытания эффективности различных растворов были проверены в главном юго-восточном транспортном штреке Третьего горизонта Первого Солигорского рудника ПО «Беларуськалий» (табл. 3).
Основываясь на результатах замеров можно сделать следующие выводы:
- при поливке почвы выработки обычной водой уже через 1,5-2 часа содержание пыли достигло своего начального уровня;
- при использовании химических добавок, эффект пылеподавления во всех случаях сказывался и через 24 часа;
- эффект от подавления пыли водой с добавками составляет 65,788,1 %, т.е. даже в худшем случаепылесодержание в выработках увеличивается за сутки только на треть, по сравнению с таковым сразу после поливки.
Таблица 3
Результаты замеров запыленности воздуха при поливке почвы
транспортного штрека различными растворами
Раствор для поливки 3 Содержание пыли, мг/м Эффективность, %
Время после поливки, час
фон 0 1 2 3 24
Обычная вода 41,6 14,2 8,0 45,7 53,4 58,3 -
Окончание табл. 3
Раствор для поливки Содержание пыли, мг/м3 Эффективность, %
Время после поливки, час
фон 0 1 2 3 24
Раствор с отходами нефтепродуктов 58,3 9,2 16,3 16,5 16,8 20,0 65,7
Раствор КаС1 493.3 38,0 25,5 42,5 45,0 69,2 86,0
Раствор КаС1 и ПАВ 179,3 9,5 11,1 13,0 14,2 21,5 88,1
Примечание. Разный начальный фон содержания пыли в атмосфере выработки обусловлен различной интенсивностью движения автотранспорта.
Таким образом, эффективность внесения даже самых доступных химических добавок в воду для поливки выработок - доказана.
Потеря рабочего времени из-за профессиональных заболеваний, например, в Англии вызывают потерю 2-3 % национального валового продукта. 13,7 % всех работающих (каждый седьмой) имеют заболевания органов дыхания, из них 6,1 % составляют бронхиты, 3,1 % - другие респираторные заболевания, 3,4 % - астма.
Зачастую коллективные меры защиты от неблагоприятного влияния пыли (проветривание выработок, увлажнение воздуха и др.) не обеспечивают нормализацию пылевого и газового состава рудничной атмосферы, что вынуждает пользоваться средствами индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), в частности, пыле-газозащитными респираторами [6].
Среди прочих факторов, влияющих на состояние людей, следует отметить влияние, как теплового фактора, так и охлаждающего микроклимата.
Среди калийных рудников бывшего СССР наибольшую глубину имеют калийные рудники Беларуси (1000 м и более от дневной поверхности на Третьем горизонте Четвертого Солигорского рудника). В связи с этим возникли проблемы по обеспечению нормальных санитарно-гигиенических условий труда по фактору «температура воздуха» на рабочих местах машинистов горнодобычных комбайнов.
Важность решения данного вопроса определяется не только с позиции безопасности труда, но и экономическими интересами. Например, для угольных шахт установлено, что с каждым градусом прироста температуры выше допустимой (26 оС) производительность труда снижается от 2 до 10 %.
Для выявления зависимости производительности труда горнорабочих на проходческих комбайнах ПК-8 от температуры горных пород на различной глубине была произведена соответствующая выборка данных
Данные по изменению среднесуточной производительности труда горнорабочих по горизонтам и рудникам ПО «Беларуськалий» приведены на рис. 2.
На уменьшение производительности труда горнорабочих с глубиной ведения горных работ влияют и другие факторы - снижение устойчивости выработок и увеличение времени на их крепление, рост сопротивляемости пород резанию рабочими органами комбайнов, но влияние температуры воздуха в рабочих забоях - один из главных факторов снижения производительности труда.
Р, т/сут
140
130 120 110 100 90 80 70 60
\ РУ-1
РУ-2
II горизонт
— РУ-2
О
ру-зЧ
РУ-4^ О ору-3
РУ-1 III горизонт ^ч*
- РУ-4 о
260
11,9
360
460
560
660
760
13,3
14,7
16,1
17,6
19,0
I
860 Н, м
20,4 ТП,°С
Рис. 2. Изменение производительности труда горнорабочих с увеличением глубины ведения горных работ и температуры пород (РУ - рудоуправления)
Ученые подсчитали, что отдача от затрат на нормализацию температурных условий в угольных шахтах Донбасса в 2-3 раза выше, чем от других трудоохранных затрат.
Сотрудниками Белорусского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института во главе с Г.И. Косяченко установлено, что при повышении температуры воздуха до 34-37 оС в выработках калийных рудников ПО «Беларуськалий» наблюдается напряжение терморегулятор-ной функции организма, существенное изменение водно-солевого и С-витаминного обменов. Выполнение работы в условиях высоких температур приводит к потере за смену до 3200 г. жидкости при обычных 1600 г., т.е. в 2 раза.
Высокая температура воздуха в рудниках и шахтах ведет к снижению внимания горняков, большей утомляемости и, как следствие, к росту производственного травматизма.
Другая крайность - работа в условиях отрицательных температур, что характерно для условий горнодобывающих предприятий Севера. С понижением температуры воздуха увеличивается энергетическая стоимость работ, так как возникают дополнительные энергозатраты на преодоление сопротивления громоздкой теплой спецодежды, а также ухудшение условий труда обусловлено техническими причинами осложнения эксплуатации машин и механизмов в таких условиях. Работами А.Ф. Галкина и Р.Г. Хусаиновой установлена связь энергетических затрат при работе в карьерах зоны вечной мерзлоты с уровнем производственного травматизма [8].
Причины высокого травматизма горняков следует искать в специфике горных предприятий: необходимости работать в стесненных условиях подземных горных выработок, без солнечного света, при резком изменении микроклимата с момента спуска в шахту за счет перепадов температуры и давления.
При спуске в шахту по вертикальным стволам интенсивность изменения давления окружающего воздуха может достигать 133,3 Па/с. Помимо чисто механического перемещения с дневной поверхности на значительную глубину добычных горизонтов, когда каждый горняк испытывает перепад давления в несколько сотен или даже тысяч Па, он находится на протяжении всего рабочего дня в условиях повышенного давления. Столь же резкие перепады внешнего воздействия испытывают представители горных профессий и по температурному фактору. В зимнее время горнорабочий одевается в спецодежду в теплой раздевалке, где температура обычно составляет 20-25 оС при влажности 80-90 %. По пути к стволу, при отсутствии крытого перехода, он попадает в наружную среду с температурой 10-15 оС, а то и 20-30 оС ниже нуля и при влажности воздуха 50-60 %. Затем, следуя через шлюзовое устройство, горняк попадает в надшахтное здание и далее в клеть ствола, где уже снова плюсовая температура. За 3,55,0 мин. горнорабочий опускается на глубину 1 км, где температура воздуха возрастает на 15-20 оС.
Анализ данных показывает, что горняки, по меньшей мере, одну четверть своей жизни проводят в условиях, которые по степени своего вредного влияния в несколько десятков раз превышают допустимые уровни безопасности для человеческого организма.
Колебания атмосферного давления, температуры воздуха и влажности вызывают изменения в потребности организма в кислороде, а от содержания кислорода зависит содержание белков в плазме крови и, в конечном итоге, самочувствие человека. Недостаток кислорода замедляет реакцию горнорабочих на предупредительные признаки приближающейся опасности, например,-газодинамических явлений.
Интересные данные были получены канд.мед.наук Н.П. Гетьманом и А.Н. Земсковым при оценке уровня профзаболеваемости для работников ПО «Беларуськалия» и других предприятий г. Солигорска Минской области. Число профзаболеваний работников калийного предприятия оказалось
не намного выше, чем на других предприятиях. Однако среди людей, вышедших на пенсию именно с «Беларуськалий», отмечается в 2 раза больше больных, обращающихся за медицинской помощью, по сравнению с пенсионерами с других предприятий. По-видимому, постоянное наличие газообразных и пылевых вредностей в производственной атмосфере калийных рудников и обогатительных фабрик создает предпосылки для последующего ухудшения здоровья. И если во время непосредственной работы на калийном предприятии горняки и обогатители, имея высокую заработную плату, могли себе позволить полноценное лечение и хороший отдых в санаториях и профилакториях, то после выхода на пенсию ситуация изменилась в худшую сторону.
В этой связи крайне важен правильный профессиональный отбор горняков. Известно, что травматизм среди рабочих психофизиологические качества которых не соответствуют избранной профессии, на 40-50% выше, чем у тех, у которых такое соответствие.
Учеными Пермского политехнического института в восьмидесятых годах прошлого столетия были проведены научно-исследовательские работы высвечивающие вопросы анализа и профилактики травматизма с позиции науки о жертве (виктимологии). Анализировались формы и методы профилактики виктимогенной обстановки на рабочих местах горнорабочих ПО «Уралкалий» (Пермская область, г.Березники). Оказалось, что травматизм в шахтерских бригадах, руководимых людьми склонными к риску и лихачеству на 50-60 % выше, чем в бригадах, с более уравновешенными руководителями низшего звена. Кроме того, было выявлено, что если инструктаж по технике безопасности приурочивать к периодам наиболее опасным по травматизму для рабочих конкретной профессии (например, для монтажников - осенью и весной), то травматизм снижается на 20-25 %.
По данным Е.В. Глебовой и др. [9], при анализе профпригодности по физиологическим и психологическим показателям установлено, что удельный вес профессионально непригодных работников по основным шахтным профессиям составляет 5-10 %.
Анализ условий труда горнорабочих показывает необходимость изучения и выявления новых мер по снижению профессиональных рисков, по улучшению условий труда за счёт создания и внедрения эффективных средств борьбы с пылью, шумом и другими факторами, а также изучение влияния трудовых процессов различной интенсивности на организм при длительном их воздействии с корректировкой требований к профотбору.
Список литературы
1. Не зря шахтеры бастуют //Европейское время. Минск, 1993. №10.
2. Мишин В.Г. Интенсификация процесса угледобычи и состояние здоровья горнорабочих // Труды республ.науч.-техн.конф. «Интенсифика-
ция подземной добычи угля и улучшение использования горной техники. Киев, 1982.
3. Комплексная оценка условий труда горнорабочих по вредным факторам шахтной среды / М.З. Иткин, В.В. Суханов, Е.А. Перцевой, И.В. Лобачева // Предупреждение травматизма и производственная санитария в шахтах: сб. науч. трудов МакНИИ. Макеевка - Донбасс. 1988. С. 16-21.
4. Панов Г.Б. Охрана труда при разработке нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра, 1982. 246 с.
5. Техническая справка о результатах замеров величин пылеобразо-вания в выработках главных направлений Второго рудника ПО «Беларусь-калий» / А.Н. Земсков [и др.]// Солигорск: Белорусский филиал ВНИИГ, 1989. 12 с.
6. Земсков А.Н. Методология подбора СИЗОД для работников промышленных предприятий // Новые технологии технического регулирования и системного управления ПБ и ОТ на корпоративном уровне: материалы 4-го межрегион. науч.-практ. семинара. Пермь: ПГТУ, 2003. С 101-104.
7. Земсков А.Н., Моисеев В. А., Кучеров В.Ф. Изучение теплового режима выработок III калийного горизонта рудника РУ-4 ПО «Беларуська-лий» и пути снижения температуры на рабочих местах // Аэрология калийных рудников: материалы регион. семинара, г. Кунгур, июнь 1989 г. Свердловск: УрО АН СССР, 1989. С. 75-78.
8. Галкин А.Ф., Хусаинова Р.С. Влияние температурного фактора на травматизм горнорабочих // Справочник специалиста по охране труда. М.: ЗАО «МЦФЭР», 2012, №8. С. 34-39.
9. Профессиональный отбор операторов по добыче нефти/ Е.В. Гле-бова, А.В. Кручинин, М.В. Иванов, А.В. Князева // Безопасность труда в промышленности, 2005. №2. С. 36-38.
Земсков Александр Николаевич, д-р техн. наук, [email protected], Россия, Пермь, ООО «Шахтспецпроект»,
Лискова Мария Юрьевна, канд. техн. наук, доц. [email protected], Россия, Пермь, Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
Смирнова Елена Владимировна, асп., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE ANALYSIS OF WORKING CONDITIONS OF MINERS AND MEASURES DUST AND GAS COMPOSITION OF THE ATMOSPHEREMINES
A. N. Zemskov, M. Yu. Liskova, E.V. Smirnova
Scientific and technical progress in mining enterprises, the introduction of new types of high performance machines and mechanisms, unfortunately, accompanied by negative phenomena from the position of occupational health and safety. The reasons for the high injury of miners to be found in specificity of mining enterprises: the need to work in straitened conditions of underground mine workings, without sunlight, the sudden change of climate
since the descent into the mine due to changes in temperature and pressure. In this paper, the influence of adverse factors in the mine on the human body and its safety.
Key words: mine safety, working conditions, injuries, adverse factors, dust.
Zemskov Alexander Nicolaevich, Doctor of Science, [email protected], Russia, Perm, OOO "Shakhtspetsstroy",
Liskova Maria Yurevna, Candidate of Science, Docent, [email protected], Russia, Perm, Perm National Research Polytechnic University
Smirnova Elena Vladimirovna, Postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
Reference
1. Ne zrja shahtery bastujut //Evropejskoe vremja. №10. Minsk, 1993.
2. Mishin V.G. Intensifikacija processa ugledobychi i sostojanie zdorov'ja gor-norabochih // Trudy respubl.nauch.-tehn.konf. «Intensifika-cija podzemnoj dobychi uglja i uluchshenie ispol'zovanija gornoj tehniki. Kiev, 1982.
3. Kompleksnaja ocenka uslovij truda gornorabochih po vrednym faktoram shahtnoj sredy / M.Z. Itkin, V.V. Suhanov, E.A. Percevoj, I.V. Lobacheva // Preduprezhdenie travma-tizma i proizvodstvennaja sanitarija v shahtah: sb. nauch. trudov MakNII. Makeevka - Donbass. 1988. S. 16-21.
4. Panov G.B. Ohrana truda pri razrabotke neftjanyh i gazovyh me-storozhdenij. M.: Nedra, 1982. 246 s.
5. Tehnicheskaja spravka o rezul'tatah zamerov velichin pyleobrazo-vanija v vyrabotkah glavnyh napravlenij Vtorogo rudnika PO «Belarus'-kalij» / A.N. Zemskov [i dr.]// Soligorsk: Belorusskij filial VNIIG, 1989. 12 s.
6. Zemskov A.N. Metodologija podbora SIZOD dlja rabotnikov pro-myshlennyh predprijatij // Novye tehnologii tehnicheskogo regulirovanija i sistemnogo upravlenija PB i OT na korporativnom urovne: materialy 4-go mezhregion. nauch.-prakt. seminara. Perm': PGTU, 2003. S 101-104.
7. Zemskov A.N., Moiseev V.A., Kucherov V.F. Izuchenie teplovogo rezhima vyrabotok III kalijnogo gorizonta rudnika RU-4 PO «Belarus'ka-lij» i puti snizhenija tempera-tury na rabochih mestah // Ajerologija kalij-nyh rudnikov: materialy region.seminara, g. Kun-gur, ijun' 1989 g. Sverd-lovsk: UrO AN SSSR, 1989. S. 75-78.
8. Galkin A.F., Husainova R.S. Vlijanie temperaturnogo faktora na travmatizm gornorabochih // Spravochnik specialista po ohrane truda. M.: ZAO «MCFJeR», 2012, №8. S. 34-39.
9. Professional'nyj otbor operatorov po dobyche nefti/ E.V. Gle-bova, A.V. Kruchinin, M.V. Ivanov, A.V. Knjazeva // Bezopasnost' truda v promyshlennosti, 2005. №2. S. 36-38.
