CC BY
29
Профессиональные риски, патология органов дыхания горнорабочих, обслуживающих самоходные машины с дизельным приводом
А.Г. Чеботарёв, д.м.н., главный научный сотрудник ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда» И.Ю. Гибадулина, к.м.н., врач-профпатолог высшей категории, заведующая клинико-экспертной работой клиники ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда»_
Инновационные процессы в горнодобывающей промышленности, характеризующиеся внедрением высокопроизводительных машин и механизмов, должны обеспечить рост производительности труда, снижение численности работающих, занятых во вредных условиях труда. Интенсификации горных работ способ -ствует широкое использование самоходного оборудования с дизельным приводом (ДП) как при открытой, так и подземной добыче полезных ископаемых.
П
' рименение при добыче мощных машин и механизмов, свя-, занное с повышением скоростей разрушения горного массива, ростом энерговооружённости труда, изменяет сложившиеся формы и условия труда работающих. Изменение существующих производственных факторов приводит к тому, что в дополнение к пылевому фактору в воздух рабочей зоны поступают токсические газообразные вещества, которые могут обусловить изменения характера профессиональной лёгочной патологии у горнорабочих. Это ставит перед специалистами в области медицины труда задачу по изучению характеристик рудничного аэрозоля, его физико-химических свойств, а также оценки воздействия многокомпонентной пылегазовой смеси на состояние здоровья горнорабочих, особенно при длительном стаже работы по обслуживанию самоходных дизельных машин.
Гигиеническая оценка пылевого и газового факторов на рудниках, использующих самоходное оборудование с ДП, была проведена на рудниках Казахстана - Жезказган (ЖГМК) и Ачисай (АчПМК), на вольфрамо-молибденовом руднике «Молибден» (ТВМК). С учётом горно-геологических особенностей этих предприятий высокопроизводительное оборудование с ДП в подземных выработках может применяться при выполнении всего цикла горных работ или ограничено на отдельных участках. При этом следует учитывать, что двигатели самоходных машин могут работать как постоянно (погрузочно-доставочные машины (ПДМ), автосамосвалы), так и периодически, поскольку отдельные машины имеют ДП только ходовой части (буровые каретки, самоходные краны, полки и др.). Поэтому режим работы двигателей, взаимное расположение машин в проходческих и очистных забоях, их плотность размещения в выработке необходимо обязательно учитывать при проведении гигиенических исследований, поскольку эти факторы существенно влияют на загрязнение воздуха рабочих зон.
При выполнении основных операций с использованием машин с ДП были отобраны пробы воздуха на содержание рудничного аэрозоля, а также оценки его физико-химичес-
Содержание рудничного аэрозоля в воздухе рабочих мест самоходных машин с ДП
Технологический процесс Содержание рудничного аэрозоля по предприятиям*, мг/м3
ЖГМК ТВМК АчПМК
Бурение 2,5-16,3 9,3 ± 0,5 1,5-5,5 3,6 ± 0,1 2,5-31,0 11,5 ± 1,0
Погрузка руды машинами с ДП 1,5-34,5 6,7 ± 1,7 0,6-24,5 10,5 ± 1,3 2,3-6,7 3,6 ± 0,4
Транспортировка руды: -ПДМ с ДП 3,1-21,4 10,5 ± 0,7 0,3-34,2 10,4 ± 2,1 1,3-7,8 3,9 ± 0,6
- автосамосвалом МоАЗ 1,6-15,5 5,6 ± 0,4 2,4-20,7 10,4 ± 1,5 1,3-7,0 3,6 ± 1,2
пределы колебаний разовых концентраций, под чертой - среднесменные концентрации (ССК)
ких характеристик. Концентрации аэрозоля в воздухе рабочих зон представлены в таблице.
Как видно из представленных материалов, величины разовых концентраций пыли колеблются в широких пределах и, в зависимости от характера выполняемой операции, содержание пыли на рабочих местах различное. При выполнении буровых работ диапазон колебаний концентраций наиболее выражен. При очистке забоев самоходными машинами от взорванной массы, осуществляемой в течение 48-113 минут за цикл, содержание пыли на рабочих местах отличается в зависимости от используемых видов машин и определяется в первую очередь плотностью размещения самоходного оборудования на добычном участке, одновременным выполнением нескольких производственных операций с помощью машин с ДП и скоплением оборудования на небольших участках. Сосредоточение отдельных операций на отрабатываемом участке панели, разнонаправленность воздушных потоков приводит к «перетеканию веществ», загрязняющих воздух рабочих зон. Наиболее высокие концентрации рудничного аэрозоля определялись при транспортировке руды и погрузки её в автосамосвалы при одновременной работе 2-3 машин, когда движения машин не полностью увязаны со схемами вентиляции, а также при неэффективном проветривании призабойных пространств.
При проведении исследований на этих рудниках особое внимание было уделено изучению физико-химических характеристик рудничного аэрозоля, так как при отборе проб воздуха на фильтрах из ткани ФПП-15 осаждались все вита-
ющие частицы. Установлено, что дисперсная фаза рудничного аэрозоля приобрела смешанную природу и представлена минеральными и органическими составляющими [1]. Содержание минеральных частиц, образующихся при дроблении и измельчении горных пород, в пробах колебалось от 62,8 до 95,1%. Органические составляющие рудничного аэрозоля представлены в основном частицами сажи (2,3-16,3%) и диспергированного смазочного масла (2,6-21,3%). Количество сажи составляло от 6,3 до 13% от массы всех витающих частиц в воздухе. Они обладают большой удельной поверхностью и являются источником интенсивной сорбции химических веществ на своей поверхности. На витающей пыли сорбируются углеводороды С2 - С7 (28%) и значительное количество газообразных компонентов выхлопа, представленных оксидом и диоксидом углерода, оксидами азота [2]. В осевшей пыли были обнаружены преимущественно сорбированные парафиновые углеводороды С4 - С17, алкилбензолы и алкилпарафины. Изменяется не только вещественный состав дисперсной фазы аэрозоля, как ранее характеризовалось рудничной пылью витающих минеральных частиц разрушенных горных пород, но и дисперсные характеристики витающих частиц, их морфология и агрегатное состояние.
Таким образом, применение оборудования с ДП изменяет основные физико-химические свойства рудничного аэрозоля, который состоит из частиц минерального и органического происхождения. До 40% витающих частиц на рабочих местах в дисперсной фазе аэрозоля могут составлять органические вещества, в т.ч. частицы сажи (твёрдый продукт выхлопа дизелей). Использование самоходных машин с ДП ведёт к изменению сложившихся традиционных форм профессиональных рисков на органы дыхания горнорабочих фиброгенной рудничной пыли.
Рудничная атмосфера также загрязняется компонентами выхлопных газов (оксиды азота, СО, акролеин, формальдегид, 3,4-бенз(а)пирен и др.), содержание которых может колебаться в широких пределах. Наиболее высокие концентрации N0^ превышающие ПДК в 3-8 раз, в воздухе рабочих зон определялись при значительной интенсивности погру-зочно-транспортных работ (интервал между погрузками составлял от 3 до 10 минут), а также при работе машин в тупиковых, слабо проветриваемых забоях. В связи со сложностью в условиях подземных выработок и мобильностью машин, отбор проб воздуха на отдельные составляющие оксидов азота в практической работе производится по суммарному их содержанию.
Количество альдегидов, летучих углеводородов С5 -С9 в воздухе рабочих мест было незначительным и лишь при интенсивной работе машин в отдельных пробах содержание акролеина, формальдегида в 2-3 раза превышало ПДК. Однако даже при низких концентрациях эти соединения обладают общетоксическим, раздражающим и аллергическим действием.
С гигиенической точки зрения потенциальную опасность для горнорабочих в числе компонентов выхлопных газов имеют полициклические ароматические углеводороды и, в первую очередь, 3,4-бенз(а)пирен, обладающий выраженной канцерогенной активностью. Результаты анализа воздуха рабочих зон основного и вспомогательного персонала, а также в соскобах с поверхности горных выработок (кровля, стены), смётах с оборудования на обследованных предприятиях показали, что 3,4-бенз(а)пирен был обнаружен во всех пробах в концентрации от 0,07 до 5,3 мкг/м3 [3]. Как средние, так и максимальные значения концентрации углеводородов в воздухе рабочих мест превышали ПДК. Следует отметить, что полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и, в первую
очередь, 3,4-бенз(а)пирен присутствуют как на рабочих местах водителей ПДМ и автосамосвалов, так и на рабочих местах лиц, не занятых обслуживанием самоходного оборудования. Попадая в вентиляционные потоки, 3,4-бенз(а)пирен загрязняет воздух рабочих зон всего работающего персонала. В соскобах со стен, кровли выработок, где осаждаются нагретые продукты выхлопа, также обнаружено присутствие ПАУ, что может способствовать при проветривании выработок вторичного их поступления в воздух рабочих зон. Полученные материалы обусловливают введения на этих предприятиях обязательного периодического контроля на содержание в воздухе 3,4-бенз(а)пирена, а также проведение специальных исследований по выявлению онкопатологии среди горнорабочих этих предприятий.
Высокие темпы добычи полезных ископаемых, применение мощного горнодобывающего оборудования изменяют профессиональные риски у горнорабочих не только за счёт повышенного выделения в рудничную атмосферу пыли, продуктов выхлопа самоходных дизельных машин, но и генерации шума и вибрации. Так, на рудниках при использовании самосвальных автопоездов с ДП спектры вибрации на рабочих местах водителей имели низкочастотный характер с максимумом в октавах 1-4 Гц и спадом 3-6 дБ/октаву к высоким частотам, достигая уровней предела добровольной переносимости по данным Международного стандарта ИСО ИС-2631 [4]. Уровни шума на рабочих местах составляли 92-102 дБА, превышающие санитарные нормы на частотах 180-2000 Гц в среднем на 14 дБ.
К числу неблагоприятных производственных факторов в комплексе современных условий труда следует отнести микроклиматические параметры. Формирование и особенности микроклиматических условий в выработках характеризуются различными климато-географическими и горно-геологическими условиями, но с применением самоходных машин параметры микроклимата на рабочем месте водителя зависят также от места расположения кабины и удалённости от двигателей. При управлении ряда погрузочно-доста-вочных машин, автосамосвалов температура воздуха на рабочих местах доходит до 32-38°С, а поверхности корпуса машины у сидения водителя рядом с двигателем интенсивно нагреваются и требуют термоизоляции.
Таким образом, условия труда на высокомеханизированных рудниках характеризуются рядом особенностей. Рудничный аэрозоль представляет собой сложный многокомпонентный фактор, обладающий фиброгенными, токсическими и раздражающими свойствами, имеет свои физико-химические характеристики. Применение самоходного оборудования с ДП приводят к формированию неблагоприятного пылегазового комплекса, который вместе с другими производственными факторами определяет потенциальную опасность условий труда горнорабочих и риск развития у них профессиональных заболеваний органов дыхания.
Для изучения особенностей развития профессиональных заболеваний бронхо-лёгочного аппарата у горнорабочих высокомеханизированных рудников были проведены комплексные исследования стажированных рабочих обследованных предприятий, особое внимание было обращено на лиц, обслуживающих длительное время самоходное оборудование и подвергающихся воздействию пылегазовых смесей. При медицинских осмотрах более 1000 человек в условиях производства, среди горнорабочих довольно часто регистрировался бронхит [5]. На рудниках Жезказгана он составлял 14,9 случая на 100 осмотренных, у значительной части больных (86% случаев) сопровождающийся нарушением функции
Россия, г. Воронеж
Тел./факс: +7(473) 200-77-91 Тел. моб.: +7(910) 284-78-78
[email protected] [email protected]
ОфИ1:1'Л1Ы'1,::' дилер комлани : лУПУЙС Рудгормаш-Воронеж» J < Казанькомпроссормаш» ■ Гч'.гкомлроосормаш»
Буровые станки типа СБШ с электрическим и дизельным приводом; - Оборудование для обезвоживания. Вакуум-фильтры ДОО и КДФ;
Грохоты инерционные и самобалансные; - Вагоны шахтные самоходные для калийных и угольных шахт;
Сепараторы магнитные и электромагнитные; Питатели дисковые и качающиеся; - Компрессорные установки для буровых станков.
шмая цемюёал тьсклшпыиш с тфош ёш г/тгш.н /
продажа ■ доставка 1 шеф-монтаж ■ сервис 1 запасные части ■ гарантия 1
внешнего дыхания (ФВД). У машинистов ПДМ этот вид патологии наблюдался чаще и составлял 22,1 случая на 100 осмотренных данной профгруппы. На предприятиях Ачисая, где меньше выполняется подземных работ с помощью самоходного оборудования и они используются на отдельных участках, хронический бронхит выявлялся реже (5,5 случая на 100 осмотренных рабочих), но 33% случаев бронхита было зарегистрировано у лиц, обслуживающих самоходную технику с ДП. При осмотре среди горнорабочих рудника «Молибден» хронический бронхит составлял 15,6 случая на 100 осмотренных. При этом явления бронхита в 78% случаях сопровождались изменениями показателей ФВД.
При анализе результатов обследований рабочих обращает на себя внимание высокая частота заболеваний ЛОР-органов. Наиболее часто эти заболевания регистрировались среди водителей самоходных машин, подвергающихся воздействию не только минеральной пыли, но и компонентов выхлопных газов.
Для уточнения характера выявленных изменений со стороны органов дыхания и изучения особенностей клинического течения профессиональных заболеваний бронхолёгоч-ной системы 97 горнорабочих с признаками патологии органов дыхания были обследованы в клинике Института. Помимо комплексного клинико-рентгено-функционального исследования, больным проведено бронхофиброскопичес-кое исследование с биопсией слизистой оболочки бронхов и трансбронхиальной биопсией альвеолярной области лёгких. Более 70% обследованных имели контакт с пылегазо-вой смесью в течение 10 и более лет. Остальные работали до внедрения оборудования с ДП, имели длительный стаж работы и подвергались повышенным концентрациям рудничного аэрозоля. Установлено, что среди обследованных у 47,4% выявлены признаки профессионального бронхита (ПБ), 19,5% - пневмокониоза (ПЗ), 6,2% - подозрение на пневмокониоз. Из 46 больных ПБ в 23 случаях была I стадия заболевания или легко выраженный бронхит, у 47,8% - II стадия или умеренно выраженный бронхит и у одного больного (2,2%) - III стадия - бронхит с тяжёлым течением.
Наиболее выраженные стадии ПБ наблюдались у проходчиков и ГРОЗ. У водителей ПДМ и автосамосвалов выявились лишь признаки ПБ 1 стадии, что, по-видимому, связано с незначительным сроком работы на самоходных машинах с ДП (5-8 лет). У двух рабочих стаж работы до появления первых признаков ПБ составлял 5 лет.
С точки зрения оценки возможного неблагоприятного влияния пылегазовых смесей на организм работающих особый интерес представляют результаты клинических и морфологических исследований лиц с начальными проявлениями ПБ (I стадия). Именно эти лица начинали работать с момента внедрения самоходного оборудования и имеют практически «чистый» стаж работы в условиях воздействия многокомпонентного рудничного аэрозоля. Заболевание у них, проявляющееся малопродуктивным кашлем и нестойкими явлениями бронхита, не сопровождалось существенными нарушениями дыхательной функции и характеризовалось, как правило, быстрым (через 5-10 дней от начала лечения) исчезновением физикальных проявлений бронхита [6]. В ряде случаев больные жаловались на периодически возникающие приступы затруднительного дыхания, заболевание у них со-
провождалось снижением отдельных показателей ФВД, которые на фоне лечения нормализовались. У этих больных начальные стадии ПБ проявлялись астматическим компонентом.
У больных ПБ II стадии жалобы на кашель сухой или с мокротой и на одышку были более выражены. Более чем у половины больных с этой стадией заболевания отмечались периодические приступы затруднённого дыхания, наступление которых все больные связывали с воздействием пылегазовых смесей при работе в шахте. Приступы удушья у больных наиболее часто развивались при посещении тех горизонтов, где применялись самоходные дизельные машины. У двух больных было выявлено осложнение ПБ бронхиальной астмой. При иммунологическом исследовании крови у них выявлялась сенсибилизация как клеточного, так и гуморального типа к металлам-аллергенам, входящим в состав разрабатываемых руд [7], а также к формальдегиду - как одному из летучих аллергенных компонентов выхлопа. У больных с умеренно выраженным ПБ (II стадия) в 71% случаев отмечались выраженные (II-III стадии) отклонения дыхательной функции по смешанному и обструктив-ному типу вентиляционных нарушений.
Клинически у больных с умеренно выраженным ПБ преобладали обструктивный и астматический варианты течения заболевания с поливалентной и гиперергической сенсибилизацией к комплексу химических и токсических компонентов промышленного аэрозоля, в сочетании с функциональным дефицитом Т- и В-систем иммунитета. Это обусловливает частые острые респираторные заболевания в анамнезе у больных и склонность к частым обострениям и про-грессированию заболевания. Особенности развития и клинических проявлений хронического бронхита у обследованных горнорабочих позволяют установить его токсико-пы-левую природу.
При эндоскопическом и гистологическом исследовании биоптатов бронхов обнаружены явления выраженного ка-тарально-атрофического эндобронхита в сочетании с попил-ломатозом и васкулитом стенки бронхов [8].
Среди 19 больных ПЗ лишь у трёх человек оказалось его неосложнённая форма, у 9 больных он сочетался с хроническим бронхитом, у 1 - с хронической обструктивной болезнью лёгких (ХОБЛ), у 6 - с туберкулёзом лёгких. ПЗ развивался как у проходчиков, ГРОЗ и у рабочих прочих профессий, которые ранее работали проходчиками, имеющих длительный преимущественный контакт с кварцсодержащей пылью. Стаж работы до развития заболевания у этих лиц был более 15 лет.
Наблюдаемая у больных ПЗ высокая частота (94%) и выраженность (II-III стадии у 64,6%) нарушений дыхательной функции обусловлена клиническим течением заболевания, которое часто сочеталось с хроническим бронхитом, ХОБЛ и туберкулёзом лёгких. Столь частые осложнения ПЗ обусловлены, по-видимому, снижением иммунитета.
Таким образом, особенностью развития профессиональных заболеваний лёгких у подземных горнорабочих в условиях воздействия пылегазовой смеси является токсико-пы-левое поражение бронхов. Бронхолёгочная патология развивается при сравнительно коротком стаже работы (5-8 лет) и характеризуется преимущественно астматическим вариантом течения и хроническим обструктивным типом нару-
шения дыхательной функции. Развитию астматического варианта способствовало и цитотоксическое действие высоко-фиброгенной кварцсодержащей пыли.
Выявленные характерные особенности развития и течения заболеваний бронхолёгочного аппарата обусловлены формированием у больных своеобразного вида хронического воспаления в бронхах и лёгких, как ответной реакции различных структур органов дыхания на компоненты сложного комплекса вдыхаемого аэрозоля токсико-раздражаю-щего и фиброгенного действия. Лёгочная патология у горнорабочих при воздействии повышенных концентраций кварцсодержащей полиметаллической пыли и продуктов неполного сгорания дизельного топлива имеет хроническое течение и сопровождается формированием бронхопневмо-склеротических изменений в основном в нижних и средних отделах. Пневмокониоз развился у горнорабочих при стаже работы от 5 до 14 лет. Это были неосложнённые формы пнев-мокониоза, которые характеризовались относительно скудной клинической симптоматикой и сохранностью функции внешнего дыхания. Клинико-функциональные проявления нарастали по мере прогрессирования пневмокониоза, формирования эмфиземы лёгких и присоединения инфекции.
Выводы:
1. Применение при подземной добыче руд самоходного оборудования с ДП привело к изменению физико-химических свойств рудничного аэрозоля и загрязнению воздуха рабочих зон комплексом вредных веществ. Дисперсная фаза аэрозоля содержит минеральные и органические частицы сажи, на поверхности которых сорбируются компоненты отработанных газов дизельных двигателей.
2. Изменение физико-химических свойств аэрозоля, общее загрязнение рудничной атмосферы определило характер и особенности течения профессиональных заболеваний лёгких токсико-пылевой природы, что позволяет рассматривать их как полиэтиологичные заболевания.
3. Профессиональные заболевания лёгких в условиях воздействия пылегазовой смеси, обладающей фиброгенным, токсическим, раздражающим, аллергенным и канцерогенным действием, характеризуются токсико-пылевым поражением бронхов, преимущественно с астматическим вариантом течения и хроническим обструктивным типом нарушения дыхательной функции, развивающимся в относительно короткие сроки (через 5-8 лет от начала работы).
Список использованных источников:_
1. Чеботарёв А.Г. Гигиеническая оценка пылегазового фактора на высокомеханизированных полиметаллургических рудных и россыпных шахтах // Сб. «Борьба с пылью на производстве - основа профилактики профзаболеваний органов дыхания». - М., НИИ ГТ и ПЗ АМН СССР, -1986. - С. 71-89.
2. Чеботарёв А.Г., Горячев Н.С., Беликов А.В. и др. //Гигиена труда и профпатология, - М. - 1987.
- № 7. - С. 20-23.
3. Чеботарёв А.Г. и др. Загрязнение воздушной среды рудников, использующих самоходную технику с дизельными двигателями, полициклическими углеводородами // Гигиена труда и профзаболевания. - 1989. - № 10. - С. 34-36.
4. Нурбаев С.К. Физиолого-гигиеническая оценка вибрации рабочих мест водителей самоходных автопоездов // Проблемы гигиены труда при добыче полезных ископаемых: сб. научных трудов СОАН СССР. - Новосибирск, 1974. - С. 86-87.
5. Чеботарёв А.Г. Профилактика профессиональных заболеваний органов дыхания при интенсивных методах ведения работ на рудных и россыпных шахтах // Автореферат дисс. на соискание учёной степени доктора мед. наук. - М., -1990, - 42 с.
6. Чеботарёв А.Г., Гибадулина И.Ю. Характеристика рудничного аэрозоля и профессиональная лёгочная патология у рабочих высокомеханизированных шахт//Медицина труда и пром. экология. - 2009. - № 7. - С. 7-12.
7. Дуева Л.А., Милишникова В.В., Павлова Т.А. Иммунный статус и особенности сенсибилизации к молибдену, вольфраму, висмуту, бериллию у горнорабочих, подвергающихся воздействию пылегазовых смесей //Профессионапльные аллергозы. - М.: НИИ ГТ и ПЗ АМН СССР, -1987.
- Вып. 31. - С. 88-92.
8. Гибадулина И.Ю., Лощилов Ю.А. // Сб. докладов Российск. научн. конф. с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифактор..альной патологии». - Курск, 2008, -Т. 1. - С. 115-118.
igbbjiyz
KTR Kupplungstechnik GmbH Лучшее для горного дела. W
Компания KTR - ведущий мировой производитель приводных элементов, тормозных систем, ограничителей и измерителей момента, гидравлических компонентов и систем охлаждения. 50-летний опыт работы с горнодобывающей отраслью позволяет нам с уверенностью гарантировать высочайшую надёжность и эффективность нашей продукции.
Присоединяйтесь к лидерам, выбирайте KTR.
щ
* HL
V inH
ООО «КТР Приводная техника» 6й Верхний переулок, д.12, лит. А, офис 229 (БЦ Интеркрос) 194292 Санкт-Петербург, Россия. тел.:+7 (812) 383 51 20 факс: +7 (812) 383 51 25. Ждём Ваши запросы на [email protected]
