CC BY
21
W 622 44 А.А. Тупицына
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ ФАКТОРОМ
Описано влияние изменяющихся параметров рудничной атмосферы на горнорабочих. Приведена оценка различных факторов на организм человека в привязке к микроклиматическим параметрам. Показано влияние самочувствия рабочих на возникновение аварий связанных с человеческим фактором. Ключевые слова: проветривание, горное предприятия, человеческий фактор, безопасность.
При добыче угля основным мероприятием по обеспечению безопасности ведения горных работ и по соблюдению санитарных норм является вентиляция. Правильно организованное проветривание обеспечивает необходимый температурный режим, снижает риск отравления ядовитыми газами, и снижает риск возникновения взрывов метана, а также делает условия труда комфортными. Доказано [1, 2], если условия труда становятся тяжелыми, то резко возрастает влияние человеческого фактора на создание опасных ситуаций. Горнорабочий теряет бдительность, у него снижается концентрация внимания, появляется усталость.
При ведении горных работ, человек находится под воздействием определенных микролиматических условий. К параметрам микроклимата, оказывающим непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность, относятся температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха, давление. Несмотря на изменения параметров микроклимата, температура тела человека остается постоянной (36,6 °С), это достигается благодаря терморегуляции. В случае неудовлетворительных микроклиматических условий в организме человека для поддержания постоянной температуры
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 5. С. 418-424. © 2017. А.А. Тупицына.
тела начинают происходить различные процессы, направленные на регулирование теплообразования и теплоотдачи.
Характерной особенностью микроклимата подземных выработок являются резкие колебания отдельных его параметров, в особенности температуры воздуха и его скорости, на участках подземных выработок. Самая низкая температура воздуха наблюдается, как правило, у ствола шахты, а самая высокая — в очистных забоях. По мере удаления от ствола шахты температура воздуха повышается, а скорость движения воздуха значительно падает.
Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.
Относительная влажность воздуха в шахтах зависит от водо-обильности выработок и температуры. Низкий уровень влажности может привести к обезвоживанию организма. При сухом воздухе в первую очередь страдают слизистые оболочки, контактирующие с открытым воздухом, они покрываются микротрещинами и пересыхают, организм человека становится уязвим к бактериям и вирусам. Тем не менее, сухой воздух позволяет легче переносить низкие и высокие температуры. При высокой влажности нарушается отдача тепла с поверхности кожи, и организм может перегреться. Первые признаки избыточного тепла: ощущение духоты и тяжести, ухудшение самочувствия, пониженная работоспособность. Постоянное пребывание человека в помещениях с высокой влажностью приводит к снижению сопротивляемости организма к инфекционным и простудным заболеваниям. Особенно сильно реагируют на высокую влажность больные гипертонической болезнью, люди с различными сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Действующие Правила безопасности [3] регламентируют только максимальную и минимальную допустимую температуру воздуха в горных выработках. Скорость движения воздуха никак не согласуется с допустимыми санитарно-гигиеническими нормами. Ее величина определяется по двум факторам — снижение запыленности и недопущение загазирования горных выработок. Влажность воздуха не регламентируется вовсе. Ранее Правилами безопасности [4] влажность учитывалась с учетом температуры.
В соответствии с зарубежными стандартами [5, 6] зона комфортных условий труда весьма незначительна (рисунок). И не попадает в зону российских норм. А в условиях угольных шахт,
с учетом высоких скоростей движения воздуха (в очистном забое до 4 м/с в подготовительных забоях до 6 м/с) условия труда вообще становятся невыносимыми.
Влияние параметров микроклимата на организм человека необходимо рассматривать в их совокупности, так как переносимость человеком температуры, зависит от влажности и скорости воздуха.
В зависимости от степени влажности воздуха по-разному ощущается действие температуры. Так, высокая температура воздуха в сочетании с низкой его влажностью переносится человеком значительно легче, чем при высокой влажности. Длительное воздействие высокой температуры при повышенной влажности может привести к гипертермии, или накоплению теплоты и перегреву организма, а пониженные показатели температуры, при повышенной влажности воздуха, могут быть причиной гипотермии, или переохлаждения.
Скорость воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. Понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи, что может привести к переохлаждению организма.
Для нормальной и высокопроизводительной работы в производственных помещениях необходимо, чтобы микроклиматические условия находились в определенных соотношениях.
Методика определения зоны теплового комфорта шахтного микроклимата [7], позволяет оценить насколько существующие климатические условия, соответствуют зоне теплового комфорта, а также выбрать оптимальные тепловые параметры шахтного микроклимата, которые зависят от физической нагрузки горнорабочих. Исходя из этого, выбирают параметры микроклимата на период выполнения работ различной тяжести или отдыха на рабочем либо в специально отведенном месте. Для оценки условий труда по данной методике необходимо учитывать температуру пород, температуру воздуха, скорость воздуха, энергетические затраты труда и отдыха, коэффициент теплоотдачи одежды рабочего.
Последние исследования, проведенные в нашем университете [8], показывают, что различное негативное влияние на здоровье горнорабочих оказывает резко изменяющееся давление. В глубоких шахтах при спуске давление может увеличиваться на 100 мм рт.ст. за несколько минут. Резкие скачки давления
наблюдаются также в шлюзах, через которые горнорабочие могут в смену проходить несколько раз.
Незначительные перепады давления обычно не отражаются на самочувствии человека. Они уравновешиваются внутренним давлением организма. Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и его снижения (декомпрессии) до нормального. Во время компрессии, организм не успевает выравнивать давление внутренних органов, при быстром повышении давления до больших величин возможно и повреждение барабанной перепонки с последующим ослаблением, а иногда и полной потерей слуха. Аналогичные явления могут наблюдаться и при декомпрессии. Если переход от нормального атмосферного давления к повышенному и обратно происходит недостаточно медленно, могут развиться различные патологические явления.
Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.
Нормальное снабжение организма человека кислородом является одной из важных составляющих для создания комфорт-
жомфо рт: Д о о «9 я шком стимы по Сак шажно г значе шя
4 ПиН
\ /
\ ь 1 \ N 0 птимал ьные
\ Ком фортн 3 начени СанП] я по 1Н
\ 1 \ \
\ щ 1 \
\Пс каеще К01 [фо ртно / /
Диск омфорп г: слиш ком су ко
16 18 20 22 24 26 28 Температура окружающей среды, °С
Сводная схема нормативных значений параметров микроклимата (температуры и влажности)
ных условий труда. Нормальное снабжение организма человека кислородом зависит от парциального давления этого газа во вдыхаемом воздухе и происходит лучше всего при давлении 160 мм рт.ст. (что при атмосферном давлении 760 мм рт.ст. соответствует его содержанию в воздухе около 21%). Снижение содержания кислорода до 17% наступает сильная одышка и сердцебиение, до 12% — ощущается сильное стеснение дыхания и может произойти обморочное состояние, при 9% наступает смерть вследствие кислородного голодания. Уменьшение содержания кислорода может наблюдаться при накоплении в воздухе углекислого газа, азота и других газов. Также количество кислорода необходимое горнорабочему зависит от его физической нагрузки. Количество кислорода, необходимого горнорабочему, зависит от его состояния: во время отдыха — не менее 0,25 л/мин, а при работе или движении — от 1 до 3,5 л/мин.
При ведении добычи полезных ископаемых выделяются различные вредные и опасные газы, уменьшается содержание кислорода. Источники выделения газов укрупнено можно разделить на природные и техногенные. К первым относятся выделения газов из разрабатываемого массива и вмещающих пород, процессы гниения и разложения, дыхание горнорабочих, гидролиз горных пород, эндогенные пожары. Ко вторым — газы, образующиеся при ведении буровзрывных работ, при работе дизельного (бензинового) оборудования, экзогенные пожары. При этом происходит уменьшение кислорода из-за его вытеснения другими газами и поглощении при выше перечисленных процессах как природных, так и техногенных.
Для создания благоприятных и безопасных условий труда горнорабочих, необходимо обеспечивать химическую безопасность, которая включает мероприятия, направленные на исключение или максимальное снижение опасного и вредного воздействия химических факторов на организм человека. К химическим факторам относятся вредные вещества: пары, газы, жидкости, аэрозоли, пыль, соединения, смеси, которые при контакте с организмом человека могут вызывать химические ожоги, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Поэтому устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) различных вредных веществ.
Вентиляция позволяет обеспечить контроль состояния воздуха, не допускать превышения предельно допустимых концентраций
(ПДК) вредных химических веществ и обеспечивать комфортные условия труда и тем самым снизить вероятность возникновения несчастных случаев, связанных с человеческим фактором.
В заключении следует отметить, что анализ совокупного влияния параметров рудничной атмосферы на горнорабочих в нашей стране не ведется. При этом условия работы шахтеров становиться все более сложными и опасными. В течение смены горнорабочие подвергаются воздействию различных микроклиматических параметров, что необходимо учитывать при анализе влияния параметров микроклимата на горнорабочих.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Форсюк А. А., Кобылкин С. С. Человеческий фактор и безопасность производства // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — ОВ 12 Безопасность. — С. 156—160.
2. Форсюк А. А., Кобылкин С. С. Влияние личностного фактора на создание опасных ситуаций. Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — ОВ 12 Безопасность. — С. 351—353.
3. Правила безопасности в угольных шахтах. Серия 05. Вып. 40. — М.: изд. ЗАО «НТЦ ПБ», 2015. - 200 с.
4. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. — М.: Недра, 1974. — 512 с.
5. DIN 1946: Raumlufttechmk, Teile 1 bis 7
6. Бекер А. Система вентиляции. — М.: Техносфера, Евроклимат, 2005. — 232 с.
7. Галкин А. Ф., Скуба В. Н., Шувалов Ю. В. Методика определения зоны теплового комфорта шахтного микроклимата // Вентиляция шахт и рудников: межвузовский сборник. — 1981. — вып. 8. — С. 43—46.
8. Кобылкин С. С. Влияние перепадов давления при проветривании на состояние здоровья работающего персонала. Безопасность труда в промышленности. — М.: Изд-во ЗАО НТЦ ПБ, 2015. — С. 49—52. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРE
Тупицына Анастасия Алексеевна — студент, e-mail: [email protected], МГИ НИТУ «МИСиС».
UDC 622.44
Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 5, pp. 418-424. A.A. Tupitsyna
EFFECT OF MINE VENTILATION PARAMETERS ON ACCIDENTS DUE TO HUMAN FACTOR
Influence of varied ventilation parameters on mine personnel is described. Various effects on a human body are evaluated with regard to micro-climate. It is shown how health of mine personnel is related with the accidents due to human factor. Key words: ventilation, mines, human factor, safety.
AUTHOR
Tupitsyna A.A., Student, e-mail: [email protected], Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia.
REFERENCES
1. Forsyuk A. A., Kobylkin S. S. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2009. Special edition 12 Bezopasnost', pp. 156—160.
2. Forsyuk A. A., Kobylkin S. S. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2009. Special edition 12 Bezopasnost', pp. 351—353.
3. Pravila bezopasnosti v ugol'nykh shakhtakh. Seriya 05. Vyp. 40 (Safety regulations for coal mines. Series 05. Vol. 40), Moscow, izd. ZAO «NTTs issledovaniy problem promysh-lennoy bezopasnosti», 2015, 200 p.
4. Pravila bezopasnosti v ugol'nykh i slantsevykh shakhtakh (Safety regulations for coal and shale mines), Moscow, Nedra, 1974, 512 p.
5. DIN 1946: Raumlufttechmk, Teile 1 bis 7.
6. Beker A. Sistema ventilyatsii (Ventilation system), Moscow, Tekhnosfera, Evrokli-mat, 2005, 232 p.
7. Galkin A. F., Skuba V. N., Shuvalov Yu. V. Ventilyatsiya shakht i rudnikov: mezhvu-zovskiy sbornik. 1981, issue 8, pp. 43—46.
8. Kobylkin S. S. Vliyanie perepadov davleniya pri provetrivanii na sostoyanie zdorov'ya rabotayushchego personala. Bezopasnost' truda v promyshlennosti (Influence of ventilation pressure difference on mine personnel health. Labor safety in industry), Moscow, Izd-vo ZAO NTTs PB, 2015, pp. 49-52.
ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ (СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК)
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ В УСЛОЖНЯЮЩИХСЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Козлов Валерий Владимирович1 — кандидат технических наук, доцент, Агафонов Валерий Владимирович1 — доктор технических наук, профессор, 1 НИТУ «МИСиС», e-mail: msmu-prpm@ yandex.ru.
Изложены общие положения и основные процедуры обоснования малооперационных технологий отработки ограниченных запасов участков выемочных полей сложной пространственной формы и характеризующихся сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями. Данная технология угледобычи может быть реализована в настоящих условиях функционирования угольной отрасли только на основе использования технологических схем агрегатов механического действия, гидромониторных и механогидравлических агрегатов, а также выемки угля в «тяжелых средах».
Ключевые слова: угольная шахта, технологическая схема, малооперационные технологии, механогидравлические агрегаты, тяжелые среды.
TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY SEWAGE WORKS IN COMPLICATED GEOLOGICAL CONDITION
Kozlov V.V.1., Agafonov V.V.1,1 National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia, e-mail: msmu-prpm@ yandex.ru.
Set out General provisions and basic justification procedure maloperation technology mining limited reserves, sites of excavation fields of complex spatial forms and is characterized by a complex geological and mining conditions. The technology of coal mining can be realized in real conditions of functioning of the coal industry only through the use of technological schemes of the mechanical operation, jetting and mekhanokhimicheskii units, and coal mining in «difficult environments».
Key words: coal mine flow diagram, maloperation technology, mekhanokhimicheskii units, heavy medium.
