CC BY
35
ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПА СНОСТЬ
УДК 622.8:614.89
РОЛЬ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РАБОТНИКОВ В ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
А.Н. Земсков, М.Ю. Лискова
В системе профилактических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных условий труда и снижение профессиональных заболеваний, в частности, в горнодобывающей промышленности, одно из центральных мест занимают средства индивидуальной защиты.
Показано, что одним из факторов, влияющих на реакцию работников, является состояние производственной атмосферы: пыль, шум, вибрация, плохая освещенность рабочих мест, что приводит к созданию условий, повышающих вероятность совершения человеком неправильных трудовых действий. Рассмотрено и доказано, что главными производственными вредностями в подземных рудниках являются калийная пыль и сероводород.
Ключевые слова: средства индивидуальной защиты, калийный рудник, пыль, условия труда, воздух, горные работы.
В современном мире существуют два класса опасностей, наносящих ущерб здоровью человека: природные и техногенные. Причем последние по многим показателям стали соизмеримы с природными катастрофами.
Неблагоприятные условия труда, профессиональные заболевания и травматизм - дело не одной лишь медицины. Это остро стоящие на повестке дня вопросы - предмет пристального внимания инженерных служб, мерило профессиональной состоятельности руководителей предприятий. Для некоторых руководителей заводов и производственных объединений затраты на обеспечение безопасных условий труда нередко воспринимаются как отвлечение производственных ресурсов, не приводящих к экономической отдаче. Однако это ошибочное мнение.
На отношение человека к работе, на его психологический настрой влияет уверенность в том, что на предприятии ведутся работы по улучше-
нию условий труда. Само чувство боязни вредного влияния техногенных факторов на здоровье может явиться причиной возникновения у отдельных лиц функциональных отклонений (снижения работоспособности, тревожного состояния психики и т.д.).
Последние исследования показали, что от 40 до 95 % травм на производстве происходит в связи с ошибочными или запоздалыми действиями операторов или самих пострадавших. Одним из основных факторов, влияющих на реакцию работников, является состояние производственной атмосферы. Пыль, шум, вибрация, плохая освещённость рабочих мест приводит к снижению работоспособности и созданию условий, повышающих вероятность совершения человеком неправильных трудовых действий [1, 2].
Ряд химических веществ (ацетон, толуол, стирол, формальдегид, дибутилфтолат) влияет на центральную нервную систему, в том числе на слуховые, зрительные и другие центры, что также способствует потере концентрации и совершению неправильных действий.
Токсичные вещества поступают в организм через дыхательные пути, кожный покров и желудочно-кишечный тракт.
Значительная часть газов поступает по дыхательному пути в легкие, площадь которых (в «разложенном» состоянии) составляет около 120 м2. Причем 50... 70 % пыли, поступающей в легкие, оседают там.
Поступление вредностей в организм через желудочно-кишечный тракт опасно тем, что они всасываются в общий кровоток, минуя печень.
Согласно прогнозу авторитетного английского журнала «Бритиш Медикал Джорнал» в ближайшие годы каждый второй житель Земли будет страдать той или иной формой аллергии. Результаты новейших исследований, проведенных японскими учеными, показали, что мужчины гораздо чувствительнее, чем женщины, реагируют на воздействие аллергенов -пыли, лекарств, химических препаратов.
В настоящее время в обеспечении безопасности труда в горнодобывающей промышленности имеет место тенденция перехода от коллективных мер защиты трудящихся к индивидуальным. Такое положение сложилось при ведении открытых горных работ, когда разработчики практически отказались от энергоемкого и неэффективного проветривания всего пространства карьеров и перешли на аэродуширование кабин автотранспортных средств и применение средств индивидуальной защиты органов дыхания.
Ведение горных работ в калийных рудниках сопровождается повышенным пылеобразованием и пылевыделением [3, 4]. Пыль образуется при проходке горных выработок, выемке полезного ископаемого, ведении буровзрывных, погрузо-доставочных и прочих работах.
Содержание пыли в околоствольных дворах калийных рудников составляет 3.40 мг/м3, главных транспортных и панельных штреках -
3...70 мг/м3, местах погрузки и перегрузки горной массы - 30... 1300 мг/м3. При проходке горных выработок комбайнами на рабочем месте машиниста комбайна количество выделяемой пыли составляет 57.400 мг/м3, при бурении шпуров и скважин 20.2000 мг/м3, на рабочих местах машиниста самоходного вагона - 10.700 мг/м3, моториста конвейера - 4.220 мг/м3
[5].
По данным докт. техн. наук М.М. Сметанина концентрация пыли в воздухе рабочих зон очистных забоев 160.2000 мг/м3, проходческих забоев -280.2500 мг/м3, пунктов погрузки и перегрузки руды -300.2150 мг/м3, в воздухоподающих выработках - 13 .100 мг/м3 [6].
Соляная пыль - наиболее распространенный вредный компонент атмосферы горных выработок калийных рудников. Поэтому не случайно наиболее высокие уровни заболеваемости на калийных рудниках получены по болезням, связанным с запыленностью рудничного воздуха. Так у рабочих Первого Соликамского рудника, занятых непосредственно на горных работах: машинистов комбайнов, бурильщиков и т.д., показатель заболеваемости органов дыхания в 1,95 раза выше, чем у трудящихся, пребывание которых в запыленной атмосфере носит эпизодический характер (электрослесари, ремонтники, геологи и т.д.) [7].
Трудопотери закономерно возрастают с повышением запыленности воздуха на рабочих местах. Увеличение средней запыленности воздуха с 44,5 до 86,5 мг/м3 (примерно в 1,9 раза) привело к росту средней продолжительности трудопотерь в 1,4 - 1,5 раза [7].
Распространенность болезней органов дыхания, в частности, хронического бронхита у горнорабочих добычных участков калийных рудников в 2,5 - 5 раз превышает аналогичные показатели у рабочих наземных цехов и существенно возрастает с увеличением производственного стажа, достигая максимума при продолжительности работы в подземных условиях свыше 10 лет [8]. Причиной этого является постоянное присутствие в рудничной атмосфере мелкодисперсной сильвинитовой пыли. Концентрация ее в воздухе рабочей зоны машинистов комбайнов и самоходных вагонов, бурильщиков и транспортировщиков обуславливает значительные расчетные дозы ингалируемой пыли (180.360 мг в смену). Высокая степень корреляции (коэффициент парной корреляции г=0,89) между количеством ингалируемой пыли и показателями распространенности хронического бронхита, и воспалительно-дистрофическими изменениями слизистой верхних дыхательных путей и носоглотки у подземных рабочих различных профессий подтверждает производственную обусловленность данной патологии и решающую роль калийной пыли в ее формировании
[9].
Учитывая, что заболевания органов дыхания могут явиться причиной стойкой утраты трудоспособности и инвалидизации подземных рабочих, необходимо проведение комплекса специальных операций.
Известно, что в воздухе производственной атмосферы рудников и обогатительных фабрик витает пыль размером от долей микрона до нескольких миллиметров [10].
Запыленный воздух, поступающий в органы дыхания человека, проходит через носоглотку (верхний дыхательный тракт), трахеи (средний тракт), бронхи (нижний тракт) и достигает альвеол. В общей сложности через легкие проходит от 5 до 10 тысяч литров воздуха в сутки, биологическая очистка которого происходит в альвеолах.
В верхнем дыхательном тракте задерживаются пылинки размером до 10 мкм, в среднем - 5.10 мкм, нижнем - 1.5 мкм, альвеолах -0,1.1 мкм.
Для защиты органов дыхания трудящихся от аэрозолей (пыли, дыма, тумана) на большинстве горных предприятий используются облегченные респираторы типа «Лепесток». Этот недорогой, довольно удобный респиратор хорошо защищает органы дыхания работающих ряда производств. Однако его повсеместное применение требует оговорки. Известно, что при ингаляционном поступлении аэрозолей в респираторный тракт наибольшую опасность представляют частицы диаметром от 0,1 до 3,0 мкм. Частицы мельче 0,1 мкм и крупнее 3,0 мкм преимущественно задерживаются в носоглотке: первые за счет диффузионного осаждения, вторые - за счет инерционного. Волокнистыми фильтрами ФП, из которых изготавливают респираторы «Лепесток», трудно уловить частицы размером 0,1.2,0 мкм.
Нами совместно с сотрудниками Белорусского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института (канд. мед. наук Г.Е. Косяченко и др.) проведены исследования по определению дисперсного состава пыли на руднике и на обогатительной фабрике Первого Соли-горского рудоуправления ОАО «Беларуськалий» с помощью классического метода имерсионной микроскопии пылевого препарата в проходящем свете с использованием микроскопа МБИ-11.
Получены следующие результаты. В руднике наблюдается заметное изменение дисперсного состава пыли по мере удаления от стволов к забоям. В забое комбайна ЕВ-200/230 содержание мелкой пыли (до 4,8 мкм) составляет 47,0 %, на панельном штреке - 65,6 %, а в 800 м от ствола №3 -77,6 %. Одновременно, но в обратной последовательности, падает содержание крупных фракций пыли.
В цехе грануляции обогатительной фабрики содержание мелких фракций пыли составляет 62 %, на участке сушки - 62,7 %, в главном корпусе на отметке «+25м» - 59,3 %, и на отметке прессов - 60,6 %.
По данным ранее выполненных исследований сотрудниками Бел-горхимпрома при участии А.Н. Земскова в цехе грануляции обогатительной фабрики Второго Солигорского рудоуправления 83,67 % всей пыли
имеет размер до 3 мкм, 9,4 % - от 3 до 5 мкм, 3,87 % - от 5 до 10 мкм и 3,08 более 10 мкм.
Пыль, образующаяся при ведении горных работ в калийных рудниках, содержит большое количество нерастворимого остатка, определяющего ее вредность (табл. 1).
Вредность пыли во многом зависит от химического состава нерастворимого остатка.
В состав нерастворимого остатка входят диоксид кремния (БЮ2), оксиды магния, железа, алюминия и др. Содержание наиболее опасного компонента - БЮ2- в пылевых пробах на сильвинитовых пластах Верхнекамских рудников составляет 0,02.2,73 %, на карналлитовых - 0,6 %. По данным М.М. Сметанина содержание Si02 в пыли Первого Соликамского рудника составляет в среднем 0,6.1,9 вес.%, для Второго Солигорского рудника 0,7.0,8 вес.% [6].
Таблица 1
Вещественный состав калийной пыли
Состав Место отбора проб\ Содержание компонентов, вес %.
КС1 КаС1 MgSO4 MgCl2 СаС12 Н.О SiO2
Второй Солигорский рудник ОАО «Беларуськалий»
II горизонт 24,53 65,75 1,02 0,42 0,31 8,24 0,80
III горизонт 23,43 67,26 1,04 0,48 0,36 7,86 0,68
Первый Соликамский рудник ПАО «Уралкалий»
Красный II 2=95,16 4,83 1,62
АБ 2=93,91 6,09 1,84
В 2=98,82 1,18 0,61
Дисперсный состав пыли, образующейся при ведении горных работ, зависит от технологии отбойки руды, свойств полезного ископаемого и вмещающих пород (табл. 2). Для сравнения в табл. 2 представлены также данные по обогатительной фабрике, которые свидетельствуют, что приблизительно половина всей пыли имеет крупность, наиболее опасную для дыхания (0,5 .2 мкм).
Замена противопылевых респираторов типа «Лепесток» на современные эффективные средства индивидуальной защиты приведет к еще более заметному снижению заболеваний органов дыхания работников калийных предприятий.
Таблица 2
Дисперсный (фракционный состав) пыли в калийных рудниках
ОАО «Беларуськалий»
Фракции, Средний
мкм Фракционный состав, % диаметр
Место частиц,
отбора пробах 1...2 2.3 3.5 5.10 10.20 20.40 40.70 мкм
Рабочее место:
машиниста 46,4 24,9 19,9 6,4 1,2 0,9 - 4,0
комбайна 44,9 25,5 20,6 5,6 1,8 1,1 0,5 4,3
машиниста
самоходного 43,3 26,1 21,3 4,8 2,5 1,3 4,5
вагона
бурильщика 60,2 28,1 8,2 2,9 0,6 - - 3,8
оператора в
цехе грануляции флото-фабрики 54,2 28,5 9,4 3,9 1,9 1,0 0,2 3,8
Помимо соляной пыли, в атмосфере выработок калийных рудников постоянно обнаруживаются:
- серосодержащие газы (сероводород, сернистый газ, меркаптан) -в атмосфере выработок Второго и Третьего Соликамских рудников ПАО «Уралкалий»;
- выхлопные газы, образовавшиеся в результате работы машин с двигателями внутреннего сгорания (угарный газ, бензапирен, альдегиды
др.);
- газы, образовавшиеся в результате ведения буровзрывных ра-бот(угарный газ, окислы серы и азота и др.).
Если состав и уровень концентраций выхлопных газов и газов от БВР типичен и для других горнодобывающих предприятий, то интенсивные выделения серосодержащих газов в атмосферу выработок рудников ПАО «Уралкалий» требуют особого внимания.
В калийных солях Соликамских рудников, кроме сероводорода, обнаружены сернистый газ, сераорганические соединения, в которых атом S находится в любой характерной для него степени окисления: S (-2), Б (+4) и S (+6). Основные сераорганические соединения: меркаптаны (тиоспир-ты), например, метилмеркаптан (СНзБН), тиофенолы и др.
Возможно сероводород, контактируя с влагонасыщенным ионизированным воздухом и адсорбируясь на обнаженных поверхностях пластов, представленных сложными минеральными композициями, превращается в другие газообразные соединения (диметилсульфиды, метилэтилсульфиды и т.д.). Однако, с позиции обеспечения безопасности работ в условиях вы-
деления серосодержащих газов, это не имеет принципиального значения, так как сероводород и наиболее широко представленные помимо него -меркаптаны - оказывают однонаправленное отравляющее воздействие на человека и имеют близкие показатели химической активности. В этой связи, замена в некоторых случаях термина "серосодержащие газы" на "сероводород" вполне допустима.
В процессе исследований нами неоднократно измерялось содержание сероводорода в атмосфере выработок Второго и Третьего Соликамского, Четвертого Березниковского рудников.
Для представления картины распределения газа в пределах приза-бойного пространства выработки на рисунке приведено поле концентраций сероводорода в реальных условиях.
Как следует из рисунка, концентрация сероводорода возле щита комбайна достигала 0,02 об. % (28 ПДК), у пульта управления -0,0033 об. % (4,6 ПДК), на рабочем месте машиниста самоходного вагона -0,005 об. % (7 ПДК).
Поле концентраций сероводорода в призабойной части выработки (Второй Соликамский рудник, 2-я северо-восточная панель, камера 72,
пласт В, 5-6 слои): 1 - душирующий насадок; 2 - корпус комбайна; 3 - рабочее место машиниста комбайна; 4 - перегружатель; I - УШ - сечения, в которых измерялись поля концентраций газа
Таким образом, главными производственными вредностями в подземных рудниках являются калийная пыль и сероводород.
Далее, на основании полученных качественных и количественных показателей производственной среды, осуществляется подбор наиболее подходящих средств индивидуальной защиты органов дыхания [11, 12].
Не вызывает сомнения, что средства индивидуальной защиты горнорабочих калийных рудников являются очень важной составляющей системы обеспечения безопасных условий труда, которая требует своего совершенствования и развития.
Список литературы
1. Левашов С.П. Системы мониторинга безопасности труда и охраны здоровья в РФ и странах ЕС // Безопасность в техносфере. 2013. Т.2. № 1. С.44-52.
2. Комплексная оценка условий труда горнорабочих по вредным факторам шахтной среды / М.З. Иткин, В.В. Суханов, Е.А. Перцевой, И.В. Лобачева // Сб. науч. тр. «Предупреждение травматизма и производственная санитария в шахтах». Макеевка - Донбасс: МакНИИ,1988. С. 16-21.
3. Мельник В.В., Абрамкин Н.И., Виткалов В.Г. Подземная геотехнология. основы технологии сооружения участковых подземных горных выработок: учеб. пособие / под ред. В.В. Мельник. М.: Изд-во МИСиС. 2016. 93 с.
4. Голик А. С., Зубарева В. А. Охрана труда на предприятиях угольной промышленности. М.: Изд-во МГГУ. 2009. 625 с.
5. Справочник по разработке соляных месторождений / Р.С. Пермяков [и др.]. М.: Недра, 1986. 212с.
6. Сметании М.М. Управление динамикой гигроскопичных аэрозо-лейв атмосфере калийных и каменно-соляных рудников: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. СПб., 1996. 44с.
7. Медведев И.И., Красноштейн А.БЕ. Борьба с пылью на калийных рудниках. М.: Недра, 1977. 192с.
8. Клинико-гигиенические аспекты профилактики пылевой патологии у горнорабочих калийных шахт/ А.А. Ашельрод, Г.Е. Косяченко, А. С. Богданович, И.И. Крушевская // Сб. науч. тр. науч.-техн. конф. «Проблемы безопасной разработки калийных месторождений». Солигорск, 11-13 сентября 1990. Минск, С 168-170.
9. Лесневский Р.Ф. Основные вопросы гигиены труда в производстве калийных удобрений из сильвинитовой руды методом флотации: ав-тореф. дис. ... канд. мед. наук. Минск, 1974. 25 с.
10. Schräder R., Achermann G., Grund H. Entwicklung von Methoden zur Bestimmung des Gasgehaltes in Salzen // Bergakademie. 1960. № 10. S.543.
11. Выбор индивидуальных средств защиты органов дыхания для трудящихся, работающих в цехах ПО "Беларуськалий" : отчет о НИР / Бел-горхимпром. Руководитель А.Н. Земсков. Солигорск, 1994. 41 с.
12. Земсков А.Н. Индивидуальные средства защиты работников горно-добывающих предприятий - залог производственной безопасности // Сб. науч. тр. межрегион, науч.-техн. семинара «Технология управления промышленной безопасностью». Пермь, 6-7 июня 2001. Пермь: ПГТУ, С.105-108.
Земсков Александр Николаевич, д-р техн. наук, доц., a.zemskovakanexgroup.ru. Россия, Пермь, Группа «КАНЕКС»,
Лискова Мария Юрьевна, канд. техн. наук, доц., mary.18.02@mail.ru, Россия, Пермь, Пермский национальный исследовательский политехнический университет
THE ROLE OF PERSONAL PROTECTIVE EQUIPMENT OF EMPLOYEES IN ENSURING
SAFE WORKING CONDITIONS
A.N. Zemkov, M. Yu. Liskova
In the system of preventive measures aimed at ensuring safe working conditions and reducing occupational diseases, in particular in the mining industry, one of the central places is occupied by personal protective equipment. The article shows that one of the factors influencing the reaction of workers is the state of the industrial atmosphere: dust, noise, vibration, poor illumination of workplaces, which leads to the creation of conditions that increase the likelihood of a person committing improper labor actions. It is considered and proved that the main industrial hazards in underground mines are potash dust and hydrogen sulfide.
Key words: personal protective equipment, potash mine, dust, working conditions, air, mining operations.
Zemskov Alexander Nikolaevich, doctor of technical sciences, docent, a.zemskov@kanexgroup.ru. Russia, Perm, KANEX Group,
Leskova Maria Yuryevna, candidate of technical sciences, docent mary.18.02@mail.ru, Perm, Russia, Perm National Research Polytechnic University
Reference
1. Levashov S.P. Monitoring systems of occupational safety and health protection in the Russian Federation and EU countries // Safety in the technolsphere. 2013. Vol.2. No. 1. pp.44-52.
2. Comprehensive assessment of the working conditions of miners by harmful factors of the mine environment / M.Z. Itkin, V.V. Sukhanov, E.A. Pertseva, I.V. Lobacheva // Collection of scientific tr. Injury prevention and industrial sanitation in mines: MakNII. Make-yevka - Donbass. 1988. pp. 16-21.
3. Melnik V.V., Abramkin N.I., Vitkalov V.G. Underground geotechnology. fundamentals of technology for the construction of precinct underground mine workings. Study guide / ed. Melnik V.V. Moscow: Publishing House of MISIS. 2016. 93 p.
4. Golik A. S., Zubareva V. A. Labor protection at coal industry enterprises. Moscow: Publishing House of Moscow State University. 2009. 625 p.
5. Handbook on the development of salt deposits / R.S. Permyakov [et al.]. M.: Nedra. 1986. 212s.
6. Smetanii M.M. Control of the dynamics of hygroscopic aerosols in the atmosphere of potash and rock-salt mines: abstract. dis. ... doctor of technical sciences. S-Pb, 1996. 44c.
7. Medvedev I.I., Krasnoshtein A.BE. Dust control at potash mines. M.: Nedra. 1977.
192s.
8. Clinical and hygienic aspects of prevention of dust pathology in potash miners / A.A. Ashelrod, G.E. Kosyachenko, A. S. Bogdanovich, I.I. Krushevskaya // Sb. nauch. tr. nauch.-tech. conf. Problems of safe development of potash deposits. Soligorsk, September IIIS, 1990. Minsk. 1990. From 168-170.
9. Lesnevsky R.F. The main issues of occupational hygiene in the production of potash fertilizers from silvinite ore by flotation: abstract. dis. ... candidate of medical Sciences. Minsk. 1974. 25c.
10. Schrader R., Achermann G., Grund H. Entwicklung von Methoden zur Bestimmung des Gasgehaltes in Salzen // Bergakademie. 1960. No. 10. S.543.
11. Selection of individual respiratory protection equipment for workers working in the workshops of the Belaruskali Software. Research report: Belgorkhimprom, head A.N. Zemskov, Soligorsk. 1994. 41 p.
12. Zemskov A.N. Individual means of protection of workers of mining enterprises -a pledge of industrial safety // Sb. nauch. tr. mezhregion, nauch.tech. the seminar. Industrial safety management technology. Perm, June 6-7, 2001. Perm: PSTU. 2001. pp.105-108.
УДК 53.06, 629.039.58
МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
Н.Н. Морозов, Т.Н. Нурмагомедов
Обеспечение устойчивой работы электронного оборудования в зонах действия ионизирующих излучений высокой интенсивности представляет собой актуальную проблему. Метод защиты оборудования основан на шунтировании цепей питания. Теоретический анализ проблемы показал, что такое шунтирование может осуществляться газовым промежутком, заполненным инертным газом, либо использованием для этих целей импульсных тиратронов. Подобные устройства позволяют в моменты времени действия импульса излучения шунтировать цепи питания электронного оборудования и тем значительно снизить напряжения на полупроводниковых устройствах, сохранить их работоспособность при воздействии мощных импульсов излучения.
Ключевые слова: шунтирование цепей питания, ионизирующее излучение, электропроводность, импульсный тиратрон, мощность дозы, мгновенное излучение, вторичное гамма-излучение, сцинтилляционный датчик, стильбен, информационная система.
