CC BY
6
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА В СВЯЗИ С МЕХАНИЗАЦИЕЙ РАБОТ В УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Кандидат медицинских наук Р. В. Борисенкова, доцент И. В. Рощин, кандидат медицинских наук Д. И. Тимохин
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрдсмана Министерства здравоохранения РСФСР
Развитие техники добычи угля -и 'проходки »подземных -выработок прошло несколько этатеов. В послевоенные годы в угольной промышленности широко стали использовать врубовые машины, что во много раз повысило производительность труда и механизировало одну из наиболее тяжелых операций — зарубку угля.
В дальнейшем были созданы угольные и проходческие комбайны, применение которых позволило механизировать весь комплекс, операций, связанных с разрушением и погрузкой — зарубку, отбойку и навалку угля и породы на конвейер. Производительность выемки угля резко возросла; угольный комбайн имеет производительность около 100 т!час (врубовая машина — 30 т/час, отбойный 'молоток — 1 т/час). После внедрения комбайнов остался ручным тяжелый процесс крепления кровли.
В настоящее время начато внедрение новых высокопроизводительных выемочных машин — узкозахватных комплексов и проходческих щитов (М. А. Еркин и А. И. Рабичев, И. Д. Насонов). Опытные испытания проходят новейшие комплексы для безлюдной выемки угля с дистанционным управлением (агрегатом А-2 и А-3).
Применение тех или иных механизмов для проведения основных горных работ ;в .конкретных горногеологических условиях и определяет большую или меньшую степень производственных вредностей — пыле-образования, шума, вибрации, в ряде случаев значительного физического напряжения и опасности травм.
Основным неблагоприятным фактором при ведении разработки угля буровзрывным методом с применением врубовых машин является пыль. Как показывают наши данные (2000 анализов), запыленность воздуха при операциях, связанных с этим методом разработки, достигает значительных величин, если пылеподавление :не применяется (табл. 1).
Наиболее велико количество пыли при работе врубовых машин в условиях Восточного Донбасса (большая крепость углей, сухие выработки, маломощные пласты). Наоборот, в Подмосковном угольном бассейне эти процессы связаны с меньшим пылевыделением из-за незначительной крепости угля и большей его влажности. Как в очистных забоях, так и при проходческих работах пыль, поступающая в воздух, отличается высокой дисперсностью и в большинстве случаев пылинок размером до 2 мк бывает 80—85% и более. Содержание свободной двуокиси кремния в витающей пыли в шахтах Восточного Донбасса при проходческих работах в основном составляло 40%, при очистных — до 8%, в шахтах Подмосковного угольного бассейна соответственно — от 10 до 55%, реже — 3,8% при проходке и 0,8^—9% в угольной пыли.
При работе механизмов отмечается шум, являющийся в основном среднечастотным, интенсивность которого может достигать значительных величин (табл. 2).
В подземных условиях часто происходит совмещение работ во времени, поэтому шум зачастую бывает более интенсивным, чем при работе одного из указанных механизмов. Так, при одновременной работе-
Т а б л и ца1
Сравнительные данные о запыленности воздуха при различных процессах в шахтах (в относительных показателях)1
J гольный бассейн
Процесс Подмосков- Восточный
ный Донецкий
Работа угольного комбай-
на «Донбас»..... 100 —
Работа угольного комбайна
УКТ-1........ — 100
Работа породопогрузочной 25,0
машины....... —
Работа проходческого ком-
байна ПК-2...... 44 —
Зарубка угля врубовой
машиной....... 55 90,0
Отбойка угля пневмати-
ческими молотками . . 20 —
Бурение шпуров по породе — 25,0
Навалка угля лопатами
на конвейер ..... 18 37,0
Таблица 2
Интенсивность шума в подземных выработках при работе ряда механизмов
Наименование механизма, инструмента Интенсивность шума, до
Отбойный пневматический
молоток ОМСП-6 . . • 90—92
Электросверло ..... 80—86
Ручной перфоратор ПА-23 105—110
Врубовая машина .... 95—102
Проходческий комбайн
ПК-2м . . •..... 100—104
Угольный комбайн
«Донбасс»...... 92—94
Породопогрузочная маши- 105—108
на ППМ-3......
1 Запыленность при работе комбайнов для каждого бассейна принята за 100.
породопогрузочной машины и ручных ■перфораторов в забое интенсивность шума достигает 118 дб.
Производственные вибрации при работе отбойных молотков и бурильных инструментов в большинстве случаев превышают допустимые уровни (табл. 3).
Таблица 3
Параметры вибраций при работе бурильных инструментов
Инструмент Частота, гц Амплитуда, мм
Отбойный молоток
ОМСП-6......• 16 2,6
Ручной перфоратор ПР-30 46—48 0,5—0,8
Колонковое сверло КС-50 50 1,5-1,7
Увеличение по объему и весу количеств отбиваемого и перемещаемого угля и породы, совмещение во времени нескольких операций в ряде случаев при работе комбайнов привело к росту интенсивности пылеобразо-вания. Из всех операций наиболее высокая запыленность отмечалась в обоих бассейнах при работе угольных комбайнов. Главными источниками пылеобразования является работа ударно-режущих и погрузочных узлов комбайна. В настоящее время мы не имеем достаточно мощных средств по эффективному пыле-подавлению, особенно при работе комбайнов в антрацитовых шахтах,, где пылеобразование наиболее интенсивное.
Источниками шума являются работающие двигатели, редукторы комбайнов, удары зубков во время отбойки угля, работа конвейеров и т. д. Таковы же источники и производственных вибраций на комбайнах. Вибрации комбайнов различны по частоте, амплитудам и направлениям колебаний. Параметры местных вибраций на комбайне «Донбасс» (рукоятка управления) составляли 2—3 гц с амплитудой 0,8 мм. На других комбайнах при наличии сидения вибрации на сидении составляли 45—48 гц с амплитудой 0,2—0,3 мм.
При невозможности устранения вибрации целесообразно вообще отказаться от сидения. Наблюдения показывают, что при отсутствии
сидения влияние вибраций на рабочих довольно ограниченно, и имеется лишь воздействие местных толчков и сотрясений через ручки управления .комбайном.
Воздействие же 'пыли и шума более постоянно и длительно (как и при работе врубовых машин), что создает опасность возникновения профессиональных заболеваний. В такой же мере, как и при работе врубовых машин, остаются неустраненными опасность получения травм и недостатки в освещении рабочих мест.
Таким образом, внедрение и использование комбайнов в угольной промышленности выдвинуло ряд новых вопросов, главными из которых являются поиски эффективных средств против интенсивного пылеобра-зования. Вопреки общепринятому мнению заболеваемость антракосили-козом среди рабочих комбайновых бригад, а также врубовых машинистов и навалоотбойщиков оказалась выше, чем среди проходчиков (наблюдения К. И. Чумак в Восточном Донбассе).
Содержание двуокиси кремния (свободной и связанной) в пьгли при очистных работах в 5—10 раз ниже, чем при проходческих. Однако запыленность воздуха при очистных работах в несколько раз больше, чем при проходческих. Поэтому содержание двуокиси кремния в единице объема воздуха не было столь различным при этих работах. Кроме того, немалую патогенетическую роль, по-видимому, играют большие массы пыли. Имеющиеся литературные данные (И. А. Кунин, 3. М. Андриевская, 3. К. Беглова, В. А. Раввин, П. А. Эньякова и др.) неполностью освещают вопрос о возможных особенностях течения пневмокониоза у рабочих антрацитовых шахт. В настоящее время большую актуальность приобретает углубленное изучение особенностей пневмокониоза среди рабочих комбайновых бригад.
Изучение влияния шума при очистных (комбайновые бригады) и проходческих (вертикальные стволы) работах (Т. И. Тальянцев1, М. А. Крапоткина) указывает на то, что у подавляющего большинства рабочих, подвергающихся воздействию шума комбайнов и породопо-грузчиков, к концу смены отмечается понижение остроты слуха в среднем на 15—20 дб. Восстановление слуховых порогов у проходчиков (когда интенсивность шума достигает 115—120 дб) затягивается на 60 минут и более. По спектральному составу шум является высокочастотным. В ряде случаев у этих проходчиков снижение слухового порога отмечается и на другой день работы.
При конструировании комбайнов и погрузочных механизмов следует учитывать настоятельную необходимость в технических решениях, снижающих шум и вибрацию работающих машин.
Дальнейшая механизация работ в угольной промышленности идет по пути создания комплексов, рационально сочетающих щитовую крепь с новыми высокопроизводительными комбайнами. Эти комплексы максимально механизируют процессы выемки угля и значительно в большей степени, чем ранее, облегчают работу, шахтера.
Нами было проведено изучение условий труда при работе механизированных комплексов АК-2, Щ-57 и ОМК, а также механизированного проходческого щита ПЩМ-4 при их опытном внедрении на шахтах Подмосковного угольного бассейна2.
Процесс пылеобразования при работе обследованных комплексов не претерпел существенных изменений, и концентрации пыли на рабочих местах без использования орошения остаются такими же, как и при работе комбайнов. При использовании орошения концентрации пыли в воздухе значительно ниже, хотя и в большинстве случаев выше предельно допустимых (табл. 4).
1 Кандидатская диссертация, М., 1957.
2 В работе принимал участие Ю. Д. Жилов.
Таблица 4
Запыленность воздуха на рабочем месте машиниста при работе очистных комплексов
Концентрации, ыг/м'
с орошением без орошения
Наименование комплекса (комбайна) минимальная максимальная средняя минимальная максимальная средняя
Комплекс АК-2 (комбайн К-58).......... Комплекс ОМК (комбайн КУ-60)......... 9,0 8,8 44,4 28,8 24,4 21,3 71,9 51,1 80,0 80,0 76,0 63,0
При работе комплекса Щ-57 (комбайн «Урал-2с») концентрации пыли в воздухе без орошения достигали 22,2 мг/м3. Наибольшая запыленность воздуха отмечается на исходящей струе воздуха, где находятся рабочие лавы; концентрации пыли достигают в среднем следующих величин: при работе КУ-60 — 88,9 мг/м3 (без орошения), при работе «Урал-2с» — 72,8 мг/м3, при работе комбайна К-58 — 34 мг/м3. Недостаточная эффективность системы орошения объясняется или плохим состоянием, или неправильной эксплуатацией ее. Дисперсность пыли, образующейся при работе узкозахватных комбайнов, высока — 80—85% пылевых частиц имеют величину до 2 мк.
Другим неблагоприятным фактором при работе перечисленных комплексов является шум, возникающий при работе двигателей, редукторов, конвейеров и т. д.
Особенно интенсивный шум отмечается при работе комбайна К-58, который превышает допустимый уровень^на 23 дб (табл. 5). При работе режущих органов шум на
Таблица 5 Интенсивность шума при работе комбайнов
именовани е Интенсивность Частотная
комбайна шума, дб характеристика
К-58 105—107 Высокочастотный
«Урал-2 м» 98 >
КУ-60 100 Среднечастотный
2—5 дб менее интенсивен, чем при работе всех механизмов комбайна.
Вибрации при работе названных комплексов возникают главным образом при ударах зубков о забой и отчасти при работе подающей части. Различие горногеологических условий
(неодинаковая крепость углей), работа на различных режимах определяют- появление на рабочем месте машиниста (сиденье, пульте управления) разноамплитудных апериодических колебаний и толчков. Характер и степень воздействия их на машинистов различны на разных комбайнах. Например, на комбайне К-58, на котором сиденье машиниста отсутствует, возможно лишь кратковременное воздействие вибраций на верхние конечности через рукоятку управления. На других же комбайнах машинист постоянно находится на сиденье, что обусловливает воздействие на него общих вибраций (на комбайне «Урал-2м»—с частотой 24 гц и амплитудой 1—1,2 мм, на комбайне КУ-60 — с частотой 25—33 гц и амплитудой 0,04—0,25 мм и одновременным воздействием толчков), а также и местной вибрации через рычаги управления.
Хотя в отношении пылевого и шумо-вибрационного фактора при использовании новых комплексов (в опытных условиях) пока не произошло уменьшения их интенсивности, использование этих машин намного сократило количество рабочих в лаве (до 4 человек вместо
12—15 при работе комбайнов). Число тяжелых ручных операций при работе комплексов значительно уменьшилось. Остались немеханизированными лишь проходка ниш, погашение выработанных штреков, перемещение хвостового конвейера и зачистка нризабойного пространства. В настоящее время проектные институты небезуспешно работают над полной ликвидацией ручных операций.
Наличие постоянной металлической крепи .в комплексах позволяет обеспечивать в щитовых лавах высокие уровни освещенности. Наши исследования показали, что освещенность рабочих мест при этом достигает 40 лк и более. Механизация крепления в большой степени улучшает общесанитарную 'обстановку труда и уменьшает опасность получения травм в щитовых лавах.
При проходке основных горных выработок нашло также применение механизированных проходческих щитов, позволяющих почти полностью механизировать основные производственные операции. Нами произведено изучение санитарных условий труда при опытном использовании агрегата ПЩМ-4 в Мосбассе.
Проходческий механизированный щит ПЩМ-4 позволяет одновременно производить разрушение породы в забое, транспортировку и погрузку ее в вагонетки, а также крепление выработанного пространства железобетонными тюбингами. Все эти процессы, за исключением отдельных подсобных 'Операций, полностью механизированы. Число рабочих, обслуживающих щит, достигает 8—9, что не меньше, чем при комбайновой ¡проходке штреков, однако условия труда здесь значительно более благоприятны. Результаты изучения содержания пыли в воздухе на рабочих местах представлены в табл. 6.
Таблица 6
Концентрации пыли воздуха на рабочих местах проходческого щита
Рабочее место Число проб Концентрации, мг/м'
минимальная максимальная средняя
Машиниста........... 12 0,5 0,8 0,6
Помсщника машиниста...... 16 0,8 18,8 2,7
Крепильщиков.......... 10 0,7 12,0 3.6
Погрузчиков.......... 15 0,6 15,0 1,7
У компрессора......... 10 0,5 2,7 0,6
В штреке.....•...... 13 0,4 4,0 0,7
Таблица 7
Интенсивность выделения шума
Рабочее место
Интенсивность шума, дб
Частотная характеристика
Превышение допустимого уровня, дб
Машиниста . • . . У насосной станции . У погрузки . . .
95—97 95 85
Среднечастотный Высокочастотный Среднечастотный
11 12
Данные, приведенные в табл. 6, показывают, что концентрации пыли в среднем не .превышают предельно допустимых (4 мг/м3 для угольной пыли) и лишь в единичных случаях достигают 15—-18 мг/м3. Учитывая отсутствие орошения на щите, следует признать эти концентрации довольно низкими. Это объясняется в первую очередь значительной обводненностью выработок шахты, где испытывали щит, а также наличием защитного кожуха, отделяющего рабочие места от груди забоя и препятствующего распространению пыли из призабойноло пространства. Дисперсность пыли высока — 70—85% частиц имеют размеры 2—4 мк.
Работа щита сопровождается шумом, источником которого является в основном режущий орган, а также редуктор конвейера и работа насосной станции. Результаты измерения шума представлены в табл. 7.
Производственные вибрации на рабочих местах щита прибором ВР-1 не регистрируются, кроме редких толчков и сотрясений. Условия освещенности на рабочих местах довольно благоприятны — 60—80 лк на рабочем месте машиниста щита и его помощника и 20—40 лк — на других рабочих местах. Значительно уменьшена по оравнению с комбайновой проходкой опасность получения травм, а число трудоемких ручных операций сведено до минимума (подтаскивание тюбингов к блокоукладчику, забивка распорок и т. д.). В работе машиниста и его помощника начинают преобладать элементы умственного труда, требующие напряжения внимания и точной координации движений. Так, для управления щитом ¡машинист пользуется 12 кнопками включения двигателей и 13 рычагами гидродомкратов, а также специальным экраном-дубликатором, указывающим на положение режущего органа в забое. Сложны отдельные моменты (укладка тюбингов) и операции помощника машиниста. В этих условиях появляются большие возможности для автоматизации управления горными механизмами, дистанционного управления и полного выведения рабочих из забоев.
Гигиеническая характеристика новых механизмов при их опытном испытании позволила предъявить к конструкторам обоснованные требования по гигиенической рационализации этих машин. Эти рекомендации должны быть учтены при дальнейшем усовершенствовании этих машин и их серийном выпуске.
Наиболее радикальным решением вопросов оздоровления условий труда шахтеров является внедрение безлюдной выемки угля (с использованием агрегатов А-2 и А-3), которая позволит не только сократить до минимума ручные операции и снизить трудоемкость работ, но и значительно уменьшить число рабочих в лаве и перейти к дистанционному и автоматическому управлению горными механизмами.
ЛИТЕРАТУРА
Еркин М. А., Рабичев А. И. Безопасн. труда, 1960, № 8, стр. 22.— Зингер Е. Е. В кн.: Вопросы гигиены труда и профзаболеваний в ведущих отраслях промышленности. Сталино, 1959, стр. 55. — К р а п о т к и н а М. А. Учен, записки Мо-сковск. научно-исслед. ин-та сан. и гиг., 1960, т. 7, стр. 82. — К у н и н И. А. Тезисы докл. научн. конференции, посвящ. вопросам борьбы с пневмокониозами. Сталино, 1955, стр. 21. — Насонов И. Д. Проведение выработок щитами малых размеров. М., 1959. — Раввин В. А., Эньякова И. А. В кн.: Борьба с силикозом. М., 1953, стр. 291. — Райхлин Н. Т. Гиг. труда и проф. заболевания, 1959, Л"» 4, стр. 48.— Стояновский А. Ф. В кн.: Пневмокониоз. Сталино, 1936, в. 3, стр. 55.
Поступила 6/11Г 1961 г.
CERTAIN ISSUES OF OCCUPATIONAL HYGIENE CONNECTED WITH THE MECHANIZATION OF WORK IN COAL INDUSTRY
R. V. Borisenkova, I. V. Roshchin, D. I. Timokhin
The article specifies hygienic features of such factors, as dust, noise and vibration prevailing during main production processes at various stages of work mechanization, as the drilling and blasting operations with the use of coal-cutters, the employment of combines and complex operations with driving shields. The introduction into coal industry of mechanized driving shield complexes has helped to mechanize both the mining of eoal and excavation of rock, as well as the extremely labour-consuming process of roof timbering. It has made the work easier, improved sanitary conditions attending it and decreased the hazard of accidents. The character of work involved in the control of machinery is gradualy changing and requires intensive mental efforts. The wider use of ma-ehinary provides an ample opportunity for the realization of remote control of main underground processes, thus enabling it to move the miners away from stops.
