CC BY
7
УДК 6|3.64в:[в31.811.3:622.418
А. А. Шаптала, А. С. Богданович
ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА ГЛУБОКИХ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ И ЕГО ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
Донецкий медицинский институт, Белорусский научно-исследовательский санитарно-
гигиенический институт, Минск
Непрерывно возрастающее производство минеральных калийных удобрений в стране связано с разработкой полезного ископаемого на все более глубоких горизонтах, которые в перспективе могут достигнуть 1200—1500 м (Э. А. Высоцкий и соавт., и др.)-, В настоящее время почти половина калийсодержащих руд добывается на глубине 420—900 м.
Разработка угольных месторождений на аналогичной глубине сопровождается вскрытием породных массивов и угольных пластов, температура которых достигает 33 — —35 °С (А. Ф. Воропаев; М. М. Шемаханов. и др.). Для угольных шахт характерно также наличие воды в горных выработках. Все это определяет высокую температуру (30—33 °С) и относительную влажность (до 98 %) воздуха горных выработок и забоев угольных шахт (А. А. Шаптала).
Для калийных рудников с аналогичной глубиной характерны умеренная температура соляных пород (от 14,0± ± 0,3 до 18,7±0,3°С) их большая теплопрородность (в 17 раз выше угля — Г. Шпакелер; Spackeler), а также отсутствие воды в выработках. В связи с этим судя по данным литературы (А. Н. Щербань; Kappelmeyer), скорость протекания теплообменных процессов между соляными породами и воздухом горных выработок в калийных рудниках в 2,5—3,3 раза больше, чем в угольных шахтах, что обусловливает протяженность тепловыравнивающсй зоны. Эта зона в калийных рудниках Солигорского бассейна на глубине 420, 600 и 785 м, как показали наши исследования. прослеживается соответственно на протяжении 2000, 1500, и 1100 м от воздухоподающего ствола и характеризуется выраженной зависимостью микроклимата от ногодных условий на' поверхности.
В выработках околоствольного двора температура воздуха изменяется в течение года в наиболее широких диапазонах от 10,5±0,20 до 22,2±0,17°С на глубине 420 м, от 12,4±0,18 до 23,6±0,16 °С на глубине 600 м и от 16,7± ±0,28 до 25,6±0,31 °С на глубине 785 м. По мере удаления от ствола температура воздуха зимой повышается, а в летнее время снижается, в связи с чем межсезонные колебания ее становятся все менее выраженными. За пределами теп-ловыравнивающей зоны независимо от сезонов года устанавливается постоянная температура воздуха: 17,8± ±0,05 °С на глубине 420 м, 19,0±0,02 °С на глубин« 600 м и 20,8±0,02 °С на глубине 785 м. Диапазон годовых колебаний температуры воздуха транспортных выработок не превышает 2,3 С.
Благодаря отсутствию обводненных контактов и в связи с этим в горных выработках, высокой гигроскопичности соляных пород влажность воздуха в калийных рудниках невысокая. На степень влажности рудничной атмосферы существенно сказывается также изменения температуры поступающего в рудник воздуха. Повышение температуры рудничного воздуха зимой, как указывает И. И. Медведев, Spackeler и др., ведет к возникновению дефецита насыщения его парами, обусловливает низкую влажность воздуха горных выработок в этот период года: 26,5—64.0 % на глубине 420 м, 21,0—56,0 % на глубине 600 м и 15,5— —31,0 % на глубине 785 м. В летнее же время, когда температура поступающего в рудник воздуха выше, чем горных пород, происходит его охлаждение, которое определяет и более высокую насыщенность воздуха влагой. В связи с этим для теплого периода года характерна более высокая относительная влажность рудничной атмосферы: 65— 85 % на глубине 420 м, 59—76 % на глубине 600 м 51—61 % на глубине 785 м.
Подвижность воздуха в транспортных выработках связана с работой общерудничной вентиляции. В выработках. околоствольного двора скорость движения воздуха наиболее высокая — от 5,4±0,09 до 6,3±0,34м/с. В процессе поступления воздуха по системе выработок и распределения по горным участкам скорость его уменьшается до 2,3±0,11 —1,3±0,03 м/с в главных транспортных штреках и до 0,8±0,05—0,4±0,04 м/с в паиельно-блоковых выработках. На формирование микроклимата в забое наряду с указанными факторами существенное влияние оказывает применяемая технология отработки месторождения, способы добычи руд ч используемые системы прр-ветривания выработок. Так, при камерной выемке руд комплексами типа ПК-8 и ШБМ-2 с нагнетательным проветриванием тупиковых забоев не обеспечивается устойчивого и достаточно полного их воздухообмена. В этих условиях выделение тепла от комбайнов (разогрев электродвигателей достигает 60—72° С — Р. С. Шакиров и Л. Л.Ва-жев) способствует значительному повышению температуры воздуха забоев. На рабочем месте машинистов комбайнов температура воздуха в 90 % случаев н более превышает допустимую 26° С и достигает 44 °С. В зоне дыхания рабочего (в 230 см от почвы) температура воздуха 32,6± ±0,45 °С, на уровне туловища в зоне расположения органов управления 28,5±0,28°С, на площадке для ног 26,4±0,29° С и в 30 см от почвы 24,2±0,28 °С. Относительная влажность атмосферы равна 14—66 %. Подвижность воздушных тепловых потоков изменяется в пределах от 0,2 до 2,6 м/с.
Применение отсасывающего способа проветривания забоя на комплексах ПК-Ю и «Урал-10 КС» обеспечивает значительно лучший воздухообмен. В связи с этим на рабочем месте машиниста комбайна устанавливается температура воздуха 18,0—29,8 °С, относительная влажность его 32,0—75,0 %, подвижность не превышает 0,9 м/с.
При селективной выемке калийных руд длинными очистными забоями—лавами — со сквозным их проветриванием микроклиматические условия на рабочем месте машинистов комбайнов существенно не отличаются от таковых подводящих транспортных выработок.
С целью выяснения гигиенической значимости микроклиматических условии глубоких калийных рудников исследована терморегуляторная функция горнорабочих, занятых машинной выемкой руд.
Исследования показали, что у горнорабочих, занятых обслуживанием комбайновых комплексов типа ПК-8, существенно повышена температура кожных покровов и тела. Температура кожи спины и груди за время работы возрастает в среднем на 0,6—0,8 °С, достигая 33,8±0,18 °С. В то же время температура кожи кисти и лба увеличивается более значительно (в среднем на 1,4—2,2 °С) и составляет соответственно 34,9±0,12 и 35,2±0,11°С. Температура кожи голени за 6-часовую рабочую смену остается без изменений (от 33,5±0,11 до 33,6±0,11 °С). В силу этого температура кожи кисти у горнорабочих становится выше, чем кожи груди и спины, в среднем на 1,1 °С. Согласно данным А. Е. Малышевой, М. С. Горомосо-ва, И. С. Кандрора и соавт. (1974) и др., это может расцениваться как тепловой дискомфорт.
О тепловом дискомфорте обследованной группы горнорабочих можно судить и по температуре кожи кистей, лба,
1 Единые 'правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. М., Недра, 1977.
спины и груди во время работы — она выше характерной, согласно данным литературы (А. А. Каспаров и соавт.; Г. X. Шахбазян, и Ф. М. Шлейфман, и др.). для комфортных условий. Отмеченное согласуется и с тепловым состоянием горнорабочих, которое ими во время работы оценивается преимущественно (в 71,7 % случаев) как «тегло», »жарко» и «очень жарко». По мнению Н. К. Витте, И. С. Кандрора и соавт. (1966) и др., наиболее надежным показателем, адекватным состоянию теплоотдачи с поверхности тела человека, тесно коррелирующим с его тепловыми ощущениями, явлзется средневзвешенная температура кожи. Ее определяли по методу Н. К. Витте и установили ее повышение за время работы на 0,6 °С (с 33,3±0Л0 до 33,9±0,10 °С). Отмеченное изменение средневзвешенной температуры кожи, согласно данным В. И. Кричат» на, И. С. Кандрора и соавт. (1974) и др., указывает на состояние дискомфорта с напряжением терморегуляции.
Температура тела горнорабочих при выемке руды комбайнами типа Г1К-8 к концу смены возрастает с 36,4± ±0,05 до 36,8±0,07—37,0±0,07 "С Такая температура тела характерна и в норме для здорового человека |Е. Б. Бабский и соавт., и др.). Как показывают данные литературы (А. А. Шаптала, Г. X. Шахбазян и Ф. М. Шлейфман, и др.), температура тела может оставаться постоянной и в дискомфортных условиях, что" однако, достигается напряжением терморегуляторной функции организма.
Существенно улучшить микроклиматические условия в тупиковых машинных забоях позволяет применение комбинированного нагнетательно-отсасывающего способа их проветривания. Наиболее радикальное оздоровление условий труда подземных рабочих обеспечивается дистанционным управлением процессам выемки и транспортировки руды.
Таким образом, в условиях глубоких калийных рудников формируется контрастный микроклимат динамического характера в околостволыюм дворе и стабильный в транспортных выработках. Для тупиковых машинных забоев с нагнетательным проветриванием характерен нагревающий микроклимат с перепадом температуры.
Труд горнорабочих в условиях нагревающего микроклимата забоев сопровождается тепловым дискомфортом, существенным повышением температуры кожи и тела, что может расцениваться как выраженное напряжение функции терморегуляции.
Литература. Витте //. К. Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение. Киев. 1956.
Воропаев А. Ф. Теория теплообмена рудничного воздуха и горных пород в глубоких шахтах. М., 1966.
Высоцкий Э. А., Лупинович 10. И., Кислик В. 3. — В кн.: Геология и условия образования месторождений калийных солей. Л., 1972, с. 139—148.
Горомосов M. С. Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование. М., 1963.
Кандрор И. С., Ратнер Е. М. и др. — Гиг. и сан., 1966, № 1, с. 24—30.
Кандрор И. С., Демина Д. М., Ратнер Е. М. Физиологические принципы санитарно-кли.матического районирования территории СССР. М., 1974.
Каспаров А. А., Кленова Е. В., Спиридонова В. С. — В кн.: Руководство к практическим занятиям по гигиене труда. М., 1973, с. 42—68.
Кричаеин В. И. — Гиг. и сан., 1966, № 4, с. 65—70.
Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой. (Радиационное охлаждение). М., 1963.
Медведев И. И. Проветривание калийных рудников. М., 1970.
Физиология человека./Бабский Е. Б., Зубков А. А. и др. М., 1972.
Шакиров Р. С., Важев Л. Л. — Безопасность труда в пром-сти, 1974, № 2, с. 41—42.
Шаптала А. А. Гигиенические основы нормирования искусственного микроклимата глубоких шахт. Авто-реф. дис. докт. Киев, 1967.
Шахбазян Г. X., Шлейфман Ф. М. Гигиена производственного микроклимата: Киев, 1977.
Шемаханов M. М. Основы термодинамики и кондиционирования рудничной атмосферы. М., 1974.
Щербань А. Н. Основы теории и методы тепловых расчетов рудничного воздуха. М., 1953.
Kappelmeyer О. — Kali u. Steinsalz, 1959, Bd 10, S. 317— 323.
Шпакелер Г. Разработка месторождений калийных солей. Л., 1935.
Spackeier G. — In: Lehrbuch des Kali- und Steinsalzbaues. Halle, 1957, S. 403—431.
Поступила 24.02.81
УДК 613.в:в22147 + 57]-17)
А. А. Безродных, Г. Н. Герман, В. Д. Миллер ОЗДОРОВЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА В ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ
' , Объединение «Якуталмаз», Якутский университет
Открытые разработки полезных ископаемых занимают существенное место в своевременной, интенсивно развивающейся добывающей промышленности Крайнего Севера. Методом открытых разработок на территории Северо-Востока Сибири производится добыча алмазной руды, угля, сурьмы и других полезных ископаемых.
Вопросам гигиены труда в условиях открытых карьеров посвящено много работ (Р. В. Борисенкова; А. А. Меньшов; Г. В. Вильчик и соавт.; В. Л. Ромейко, и др.). Вместе с тем своеобразие условий труда при открытых разработках полезных ископаемых в районах Севера и Заполярья освещено в литературе недостаточно полно. Перспективы развития добывающей промышленности на территории Якутии (с разработкой угольных, алмазных и иных месторождений полезных ископаемых) определяют необходимость расширения гигиенических исследований.
Развитие алмазодобывающей йромышленности в Якутии дает возможность обобщить более чем 20-летний опыт санитарно-профилактической работы при открытой добыче руды в глубоких карьерах Севера. Разработка алмазных месторождений Якутии ведется с применением обычных
для карьеров методов выемки, погрузки и транспортировки руды и пустой породы. При этом разработка алмазоносных (кимберлитовых) трубок в Северо-Восточной части Советского Союза характеризуется значительным своеобразием условий труда в связи со сложными горно-геологическими особенностями залегания руд, суровыми климатическими условиями и своеобразным характером эксплуатации горной техники.
Кимберлитовые рудные тела, имеющие трубкообразную форму, располагаются в зоне вечной мерзлоты почти вертикально среди горизонтально- залегающих пород известняков, доломитов, песчаников, алевролитов, мергелей с наличием подмерзлотных, водоносных горизонтов воды, которые по химическому составу и особенностям минерализации относятся к подзоне хлориднонатриевых рассолов с относительно высокой концентрацией сероводорода (260 мг/л), метана (580 мг/л) и других газов. Многолетняя мерзлота имеет мощность до 320 м и более. Постепенно нарастающая глубина карьеров связана с ослаблением естественного воздухообмена в карьерном пространстве; снижается скорость ветра, имеют место внутрикарьерные ин-
