Глава 22

ГИГИЕНА ТРУДА В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

К горнодобывающей промышленности относятся отрасли производства по разведке, добыче и первичной обработке (обогащению) полезных ископаемых. Оенову горнодобывающей промышленности составляют: топливодобывающая (уголь, нефть, газ) и др.; рудодобывающая (железная руда, руды цветных металлов, радиоактивных элементов и др.); промышленность неметаллических полезных ископаемых и строительных материалов (мрамор, известняк, глина и др.); горнохимическая (фосфориты, аппатиты, сера и др.).

Россия располагает огромным потенциалом различных видов сырья и топлива.

По количеству производимой продукции отечественная горнодобывающая промышленность также занимает одно из ведущих мест в мире.

Добыча твердых полезных ископаемых осуществляется двумя способами: подземным и открытым. Способ разработки и технологические приемы выемки ископаемого существенным образом сказываются на условиях труда и определяют их гигиенические особенности.

Работы, которые производят при выемке полезного ископаемого или при подготовке к его выемке, называют горными работами. В результате извлечения горных пород (пустых пород и полезных ископаемых) в земной коре образуются полости, которые называют горными выработками.

Современный этап развития горнодобывающей промышленности характеризуется строительством предприятий большой мощности как при подземной, так и при открытой разработке месторождений, что согласуется с современной потребностью народного хозяйства страны.

ДОБЫЧА УГЛЯ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Директивами XXVII съезда КПСС предусматривается значительный рост добычи угля за счет строительства и реконструкции угольных шахт, карьеров для добычи угля открытым способом а также за счет дальнейшего переоснащения угольной промышленности новой высокопроизводительной горной техникой. Уже в 1990 г. планируется довести уровень добычи угля из комплексно-механизированных забоев до 78 - 80% от всего добываемого подземным способом угля.

Внедрение комплексной механизации в угольной промышленности способствует улучшению условий труда, уменьшению числа физически тяжелых, трудоемких операций, повышению безопасности труда.

В настоящее время в угольной промышленности почти 3/4 угля в шахтах добывается в комплексно-механизированных забоях.

Вместе с тем использование мощной горной техники (без достаточно эффективных профилактических мероприятий) может создавать высокую запыленность на рабочих местах, интенсивный шум и вибрацию. Предупреждение вредного действия этих неблагоприятных факторрв - важнейшая задача санитарного надзора.

Актуальными проблемами являются развитие гидродобычи угля, создание технологии и средств выемки угля без постоянного присутствия людей в забое.

Технология добычи угля

Промышленные месторождения угля залегают пластами между так называемыми пустыми породами.

Пласты располагаются под различными углами к горизонту. Угол, образованный плоскостью пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения. По углу падения различают 3 группы пластов: пологие - с углом падения от 0 до 25°; наклонные - от 25 до 45°; крутые - с углом падения от 45 до 90°.

В зависимости от угла падения пласта избирается способ перемещения полезного ископаемого.

Пласты по мощности (толщина по нормали) делятся на 4 группы: весьма тонкие - мощностью до 0,5 м, тонкие - от 0,5 до 1,3 м, средней мощности от 1,3 до 3,5 м и мощные - от 3,5 м и выше. Мощность пласта и его угол падения определяют способ разработки, степень механизации процесса добычи и, следовательно, непосредственно сказываются на условиях труда.

Совокупность горных выработок (вертикальных, горизонтальных, наклонных) и технических подземных и надземных сооружений, предназначенных для добывания угля подземным способом, именуется шахтой, а при добывании руды - рудником.

Различают следующие группы подземных выработок.

1. Выработки, имеющие непосредственный выход на земную поверхность. К ним относятся: стволы, шурфы, скважины и штольни.

2. Выработки, не имеющие непосредственного выхода на поверхность. К ним относятся: гезенки, квершлаги, штреки, бремсберги.

3. К очистным выработкам относятся забои. Забоем называется место выемки угля или породы.

4. Служебные камеры и околоствольные дворы. К числу служебных камер относятся: насосная и машинная камеры, диспетчерская, камера ожидания, медпункт, электровозное депо, камера для противопожарного поезда и др. Совокупность всех выработок около стволов, предназначенных для обслуживания подземного хозяйства, называется околоствольным (или рудничным) двором.

Все необходимые машины, материалы, оборудование и т. п., необходимые для организации механизированной добычи угля и его транспортировки, поступают через рудничный двор.

Надземные шахтные сооружения включают надствольные здания (копры), здания машинного подъема, бункерной эстакады, компрессорной, электрической подстанции, главных вентиляторов, котельной, административно-бытового комбината и др.

Подземная выработка месторождений угля начинается со вскрытия месторождения. С этой целью по пустым породам проводят так называемые капитальные выработки, обеспечивающие доступ к угольному пласту. После вскрытия месторождения проводят выработки по полезному ископаемому с целью подготовки его к очистной выемке. Эти работы и соответственно выработки носят название подготовительных. Вслед за подготовительными работами приступают к очистным работам, т. е. к выемке угля.

Работы по выемке угля в очистном забое состоят из определенных операций: зарубки, отбойки и навала, транспортировки из очистного пространства, крепления призабойного пространства.

В настоящее время горные машины и механизмы в значительной степени облегчили работу шахтеров и сделали ее во много раз более производительной.

Очистные работы являются одними из главных в горной технологии. К ним относятся: выемка (отбойка) угля, погрузка (навалка) его на конвейер и транспортировка вдоль лавы на штрек, крепление призабойного пространства и управление кровлей.

В нашей стране применяется 4 способа извлечения угля: ручной, буровзрывной, гидравлический и механический.

Ручной способ с использованием отбойных пневматических молотков находит ограниченное применение и сейчас он интенсивно заменяется механическим. Буровзрывной способ применяется для разработки крутых и наклонных мощных пластов с устойчивыми боковыми породами, преимущественно в Кузнецком, Печорском и Кизеловском угольном бассейнах.

Гидравлический способ выемки угля является принципиально новым технологическим направлением в угледобывающей промышленности. В качестве оборудования при гидродобыче применяются гидромониторы и насосы. Применяются следующие способы гидравлической выемки: взрывогидравлический, гидравлический, бурогидравлический. При взрывогидравлическом способе добыча угля осуществляется буровзрывным способом, а смыв горной массы в забое производится струей воды под давлением 25 - 40 атм с последующей гидротранспортировкой ее на поверхность.

При механогидравлической выемке зарубка и отбойка угля производится комбайнами с одновременным смывом угля струей воды под давлением 2 - 6 атм. При гидравлической выемке процессы зарубки, отбойки и смыва осуществляются струей воды под давлением 85 - 90 атм. Перемещение угля и породы к шахтному стволу и доставка его на поверхность производятся гидротранспортом.

Применение гидромеханизации способствует значительному повышению производительности и безопасности труда, однако он еще не получил широкого распространения отчасти из-за того, что его применению препятствуют некоторые горно-геологические и климатические условия.

Механизированный способ извлечения угля является основным при угледобыче. Осуществляется он врубовыми машинами, комбайнами, комплексами и агрегатами с передвижной механизированной крепью.

Врубовые машины механизируют только процесс подрубки угольных пластов для последующей выемки угля буровзрывным способом. Погрузка угля на конвейер производится вручную, поэтому врубовые машины в ограниченном количестве применяются лишь на пластах со сложными горногеологическими условиями, где комбайны и комплексы не могут пока применяться.

Угольные добычные комбайны представляют собой комбинированные горные машины, выполняющие одновременно операции по разрушению полезного ископаемого, его дроблению, а также погрузки на скребковые конвейеры. По ширине рабочего органа различают широкозахватные (свыше 1 м) и узкозахватные (до 1 м) комбайны.

Более половины всего угля добывается с помощью угледобычных механизированных комплексов непрерывного действия, которые состоят из узкозахватного комбайна, гидрофицированной, автоматически передвигающейся крепи, скребкового передвижного конвейера, гидро- и электрооборудования.

Благодаря внедрению этих комплексов удалось механизировать все процессы угледобычи (выемку, погрузку и доставку угля, передвижку -забойного конвейера, крепление и управление кровлей). На шахтах страны применяется несколько типов комплексов, предназначенных для работы в различных горно-геологических условиях («Донбасс» КМ-87Э, КМ-81В, КМ-120, К-1МКС и др.).

Решается задача широкого внедрения освоенных в производстве комплексов повышенного технологического уровня: КМ-103 и КД-80 для тонких пологих пластов; КТМТ, ОКП-70 и УКП для пологих пластов средней мощности; агрегатов АК-3 для крутых пластов.

Для безлюдной выемки угля разработаны машины типа КМД, БУГ.

На тонких крутопадающих пластах успешно применяются щитовые агрегаты.

Кроме того, выемка угля в лавах осуществляется струговыми установками, обеспечивающими полную механизацию всего процесса угледобычи.

Традиционный буровзрывной способ добычи угля в настоящее время все более механизируется, в частности, широко используются машины для механической погрузки разрыхленной массы.

Характеристика условий труда

Основными особенностями труда в угольных шахтах являются неблагоприятные метеорологические условия; возможность загрязнения рудничной атмосферы вредными газами; выделение пыли при всех технологических процессах; отсутствие солнечного света; шум и вибрация, обусловленные выполнением производственных процессов; повышенная опасность травматизма; недостатки, связанные с затруднением водоснабжения и ассенизации.

Микроклимат. Температура воздуха с увеличением глубины подземных выработок вследствие сжатия подаваемого с поверхности воздуха повышается примерно на 1 °С на каждые 100 м глубины. Одновременно на температуру воздуха подземных выработок оказывает влияние температура пород. На глубине 25 - 30 м температура пород круглый год постоянна и соответствует среднегодовой температуре данной местности, которая для южных широт нашей страны колеблется от 7 до 9°С, а для северных - от 3 до 5 °С и ниже. В среднем температура пород повышается на 1 °С на каждые 30 - 35 м глубины. Температура воздуха в шахтах зависит от температуры и количества подаваемого воздуха с поверхности, его влажности и водообильности пластов.

Влияние наружного воздуха, поступающего в шахту, сильнее всего сказывается на состоянии микроклимата на рудничном дворе. В теплый период года здесь температура выше, чем в холодный. По мере поступления воздуха к забоям температура его становится более постоянной и в удаленных от ствола выработках мало зависит от времени года. Согласно данным специальных исследований, на шахтах Донбасса средняя температура воздуха на глубине 96 м зимой составляет 13,8 °С, летом - 14,5 °С. В лавах горизонта 860 м температура рудничного воздуха равняется 30 °С, а при глубине 1000 м и более может достигать 40 °С и выше. Температура воздуха глубоких шахт характеризуется высокой стабильностью в течение рабочего дня.

В шахтах Кузбасса, Караганды, Урала и Подмосковного угольного бассейна, в которых разработки ведутся на небольшой глубине – 70 - 120 м - температура воздуха в забоях составляет летом 12 - 15 °С, а зимой – 7 - 11 °С. В шахтах, расположенных в зонах вечной мерзлоты, температура воздуха может быть еще более низкой и достигать отрицательных значений.

Относительная влажность воздуха в шахтах зависит от водообильности выработок, температуры и влажности подаваемого с поверхности воздуха, температуры пород. Она, как правило, бывает высокой: 80 - 90% на рудничном дворе, а в лавах и забоях достигает 95 - 98%, причем в очистных и подготовительных выработках относительная влажность остается почти постоянной независимо от глубины шахты и сезона года. Скорость движения воздуха в шахтах колеблется в значительных пределах. У ствола, на главном откаточном и вентиляционном штреках, она может составлять 3 - 5 м/с, а в забоях падать до 0,5 м/с и ниже.

Таким образом, в шахтах имеют место своеобразные метеорологические условия, нередко с неблагоприятными сочетаниями составляющих их компонентов: высокая температура, высокая относительная влажность и ограниченная подвижность воздуха; низкая температура, высокая влажность и отрицательная радиация от стенок выработок и т. п. Такие условия способны оказывать неблагоприятное влияние на теплообмен организма работающих.

Состав шахтного воздуха. Атмосферный воздух, поступая в шахту с поверхности земли и проходя по подземным выработкам, изменяет свой состав вследствие перемешивания выделяющихся из горных пород и образующихся при ведении работ газов. Рудничная атмосфера характеризуется повышенным содержанием углекислоты, несколько меньшим содержанием кислорода и может быть загрязнена такими газами, как оксид углерода, окислы азота, метан, сероводород, сернистый газ. Уменьшение содержания кислорода может наблюдаться при накоплении в воздухе углекислого газа, азота и других газов, выделение которых возможно из горных пород, взрывных работах, взрывах газов и пыли и т. д. Согласно «Правилам безопасности», в исходящей струе воздуха должно быть не меньше 20% кислорода.

Углекислота образуется при взрывных работах, окислении угля. Она в 1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому наблюдается ее скопление в нижних горизонтах выработок и различных углублениях. «Правила безопасности» не допускают содержания углекислоты в воздухе действующих выработок выше 0,5%, на исходящей струе вентиляционного воздуха - 1 %.

Сероводород образуется при гниении, неполном сгорании взрывчатых веществ, может выделяться из угольных пластов. Особую опасность представляют старые обводненные выработки, так как при взбалтывании воды может мгновенно выделяться опасное для жизни количество газа.

Сернистый газ может выделяться из пластов и пород, в больших количествах образуется он при взрывах и пожарах.

Оксид углерода в шахтах образуется при взрывных работах, пожарах, взрывах угольной пыли и метана. При взрывных работах шахтная атмосфера загрязняется окислами азота.

Метан (природный газ) встречается главным образом в глубоких шахтах, выделяется из угля и вмещающих пород. Хотя метан практически не ядовит, но накопление его в воздухе представляет большую опасность. Он прежде всего вытесняет кислород из воздуха. Главная же опасность заключается в способности метана гореть и образовывать в смеси с кислородом воздуха взрывчатую смесь. Метан взрывоопасен в концентрациях 4,6 - 16% при наличии открытого пламени. Правилами предусматривается прекращение работ и вывод рабочих на свежую струю при наличии в воздухе метана 2% и выше.

В последние годы на шахтах стали находить применение синтетические полимерные материалы. Они используются для создания средств тепло-, гидро-, газоизоляции подземных выработок, шахтных трубопроводов, теплообменной аппаратуры систем кондиционирования рудничного воздуха и других целей. Предполагается широкое использование высокомолекулярных соединений на основе полиуретана, полистирола, мочевиноформальдегидных, фенолформальдегидных, эпоксидных смол и др. Эти вещества представляют потенциальную токсикологическую опасность при несоблюдении правил предупредительного и текущего санитарного надзора работы с ними.

Известно, что названные вещества обладают местным кожно-резорбтивным действием, во многих случаях их исходные продукты (смолы, пластификаторы, стабилизаторы, наполнители) летучи, полностью не заполимеризовываются и могут выделяться во внешнюю среду. Кроме того, при термическом разложении полимерных материалов (в случае возникновения шахтных пожаров) может образоваться ряд высокотоксичных веществ. Это свидетельствует о необходимости строгого соблюдения санитарных правил при работе с синтетическими материалами.

Пыль является основным неблагоприятным профессиональным фактором в угольных шахтах. Пылеобразование сопровождает все основные процессы угледобычи: зарубку, отбойку и погрузку, транспортировку и др. Степень пылеобразования зависит от горно-геологических условий, крепости угля, водообильности шахт, условий залегания пласта, способа выемки угля и способа его транспортировки. Установлено, что на крепких углях пыли образуется больше, чем на мягких, уровень пылеобразования ниже при добыче влажного угля. Особенно большое количество пыли образуется при работе врубовых машин, проходческих и очистных комбайнов, очистных комплексов. Так, концентрации пыли в зоне работы машинистов комбайнов и машинистов крепи очистных комплексов, при отсутствии средств борьбы с пылью, могут достигать многих сотен миллиграмм (мг) в 1 м³. Уровень запыленности на рабочих местах машинистов зависит в значительной мере от направления вентиляционной струи относительно движения очистного комплекса: по ходу вентиляционной струи (снизу - вверх) или навстречу струе (сверху - вниз).

При движении комбайна по ходу вентиляционной струи запыленность в 1,5 - 2,2 раза выше, чем при движении против вентиляционной струи. При работе комбайнов с типовыми оросительными установками концентрации пыли на рабочих местах уменьшаются в 2,4 - 4 раза, но все же значительно превышают предельно допустимые концентрации. Высокая запыленность наблюдается при взрывных работах. Перемещение угля и породы к погрузочному люку по специальным желобам под действием собственного веса, при работе на пластах с крутым падением, также сопровождается интенсивным пылевыделением (до нескольких тысяч миллиграмм в 1 м³). При различных видах перегрузки угля и породы без их орошения запыленность может достигать сотен миллиграмм в 1 м³. Следует иметь в виду, что с внедрением средств механизации угледобычи на врубовых машинах, комбайнах, очистных комплексах в несколько раз уменьшается число шахтеров, занятых на работах в условиях высокой запыленности воздуха в шахте, а также значительно сокращается время пребывания забойщиков в атмосфере максимальной запыленности. Так, например, при разработке крутопадающих пластов на шахтах. Донбасса молотковым способом было занято в лаве 14 забойщиков, причем каждый занимался отбойкой 55% рабочего времени, а при комбайновом способе число рабочих в -лаве сократилось до 4 человек, при этом в условиях максимальной запыленности работает только машинист комбайна, и то лишь в течение 15% рабочего времени.

Сравнительно низкие уровни запыленности воздуха наблюдаются при подземной гидравлической добыче угля. Наиболее эффективное снижение запыленности рабочих мест достигается при механогидравлической выемке (средневзвешенная запыленность колеблется от 2 до 20 мг/м³), особенно при высоконапорной гидроотбойке. Последний способ обеспечивает повсеместное, устойчивое и эффективное снижение уровней запыленности рабочих мест в концентрациях не выше 1 - 3 мг/м³. Взрывогидравлический способ не обеспечивает достаточного пылеподавления па местах работы забойной группы. Пыль, образующаяся при угледобыче, характеризуется высокой степенью дисперсности: частицы размером.до 5 мк составляют 75% и более всего количества пылинок.

Шум и вибрация сопровождают многие технологические процессы в угольных шахтах. Основными источниками шума в шахтах являются различные машины и механизмы (врубовые машины, комбайны, закладочные машины, вентиляторы, насосы и др.), ручные механизированные инструменты (отбойные молотки, пневматические и электрические перфораторы), подземный транспорт (рельсовый транспорт, конвейеры). Современные! угольные комбайны при рабочей нагрузке генерируют шум интенсивностью 100 - 105 дБА и более. По спектральному составу шум широкополосный с максимумом энергии в диапазоне средних и высоких частот (500 - 2000 Гц).

При работе отбойных молотков шум составляет 90 - 95 дБА с преобладанием частот от 50 до 2300 Гц. Шум от перфоратора может достигать 115 дБА и выше. При работе гидромониторов зарегистрированы уровни шума свыше 125 дБА. Таким образом, шум шахтных механизмов превышает предельно допустимые уровни для производственных шумов на 10 - 20 дБА и более.

Источниками вибрации при угледобыче являются пневматические отбойные молотки, электрические и пневматические перфораторы, гидромониторы. Перечисленные механизмы генерируют так называемую местную вибрацию, передающуюся главным образом на руки работающих. Их параметры, как правило, значительно превышают допустимые санитарными нормами уровни вибрационной скорости в широком диапазоне частот. Работа с отбойными молотками связана с действием отдачи - обратного удара, частота этих ударов соответствует основной скорости колебания инструментов (25 - 30 Гц), амплитуда отдачи зависит от силы нажима (чем больше сила нажима, тем меньше амплитуда отдачи). Именно с действием отдачи инструментов связаны поражения опорно-двигательного аппарата у шахтеров. Работа на угольных комбайнах, рудничном рельсовом транспорте связана с воздействием общих вибраций низких и средних частот. Их параметры нередко превышают допустимые уровни. На электровозах наблюдаются сложнокомпонентные колебания, преимущественно с частотами 4,5 - 6 Гц, амплитуда 0,7 - 1 мм. Максимальные же величины колебаний достигают 3,25 мм при частоте около 15 Гц. Наиболее выражена горизонтальная компонента колебаний.

Заболеваемость рабочих

Заболеваемость шахтеров с временной утратой трудоспособности находится па среднем уровне по сравнению с заболеваемостью рабочих других отраслей промышленности. У подземной группы рабочих отмечается, как правило, более высокий уровень заболеваемости, чем у наземной группы рабочих тех же шахт. При сравнении заболеваемости шахтеров отдельных угольных бассейнов можно отметить значительное отличие как в общем уровне заболеваемости, так и в ее характере; здесь в известной степени сказывается специфика санитарно-гигиенических условий труда и быта, которые определяются многими факторами (климатогеографической зоной размещения шахт, их глубиной и протяженностью, состоянием вентиляции, водоснабжения, способом выемки полезного ископаемого, качеством медицинского обслуживания и др.).

У шахтеров, в первую очередь работающих в очистных и подготовительных забоях, очень велик уровень производственного травматизма. За последние годы показатели травматизма шахтеров неуклонно снижаются в связи с механизацией угледобычи и более тщательным соблюдением правил техники безопасности.

Из нозологических форм наибольший удельный вес (до 25 - 30%) занимают грипп, катар верхних дыхательных путей, ангина и др., так называемые простудные заболевания. Их появлению способствуют охлаждение тела, промокание одежды и обуви. Одно из первых мест в общей заболеваемости шахтеров занимают гнойничковые заболевания кожи, что связано с загрязнением кожи пылью, использованием грязной спецодежды, микротравматизмом кожных покровов, употреблением для мытья неочищенной шахтной воды.

Сравнительно велико среди шахтеров количество острых желудочно-кишечных заболеваний и гельминтозов, что связано с отсутствием в ряде шахт правильно организованной подземной ассенизации и очистки горных выработок, неудовлетворительным питьевым водоснабжением, приемом пищи непосредственно на месте работы и неправильным режимом питания.

Среди рабочих гидрошахт отмечены высокие показатели заболеваемости по таким нозологическим формам, как заболевания периферической нервной системы и ревматизм. Уровень остальных нозологических форм в общей структуре заболеваемости шахтеров мало отличается от показателей заболеваемости рабочих других отраслей промышленности. Условия труда в шахтах могут явиться причиной профессиональных заболеваний шахтеров.

Ведущими формами профессиональных заболеваний являются силикоз, антракоз и пылевые бронхиты, вибрационная болезнь, болезни опорно-двигательного аппарата, невриты слуховых нервов и бурситы. Как свидетельствуют данные НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР [Воронцова Е. И., 1984], в результате внедрения оздоровительных мероприятий социального, инженерно-технического и лечебно-профилактического характера уровень профессиональных заболеваний органов дыхания неуклонно снижается. Так, за период с 1975 по 1980 г. показатель заболеваемости пневмокониозом в угольной промышленности снизился более чем на половину. Формы пневмокониозов зависят от характера угля, в частности от его крепости и зольности, процентного содержания двуокиси кремния в угле и породах, а также от стажа работы в шахтах и работы по углю или породе и степени запыленности воздуха. Преобладающим видом пневмокониоза у шахтеров является антракосиликоз I стадии. Он зарегистрирован у рабочих со стажем подземной работы 15 - 20 лет. Все большее значение в профессиональной патологии шахтеров приобретают хронические пылевые бронхиты. Помимо производственной пыли, факторами, предрасполагающими к развитию хронических пылевых бронхитов, являются охлаждающий микроклимат, загрязнение рудничной атмосферы раздражающими газами, частые острые респираторные заболевания, курение.

Вибрационная болезнь занимает второе место после пневмокониоза среди профессиональных заболеваний шахтеров. Она может встречаться у шахтеров, занятых постоянной работой с отбойными и бурильными молотками. Усугубляющими вредное действие вибрации моментами являются мышечное перенапряжение, вынужденная рабочая поза, охлаждение рук и всего организма, которое может наблюдаться в водообильных шахтах, особенно с низкими температурами воздуха и разрабатываемого грунта.

Среди шахтеров, длительно работающих в условиях интенсивного шума (100 дБ и выше), зарегистрированы случаи невритов слуховых нервов и другие симптомы шумовой патологии.

Из профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата у шахтеров ведущее место принадлежит бурситам.

Бурситы чаще наблюдаются у рабочих, занятых на разработке маломощных пластов как результат давления на недостаточно защищенные суставы при работе на коленях, иногда с упором на локти и т. п. Бурситы часто носят рецидивирующий характер и вызывают длительную утрату трудоспособности.

Анкилостомоз - гельминтозы, вызываемые анкилостомидами, в шахтах нашей страны встречается очень редко. Для развития паразита наиболее благоприятные условия наблюдаются в глубоких шахтах: отсутствие дневного света, высокая влажность и оптимальная температура 20 - 25 °С. На подобных шахтах необходим тщательный медицинский предварительный осмотр рабочих на выявление глистных инвазий и строгая система лечебных и профилактических мер в случае обнаружения.

Оздоровительные мероприятия

Радикальным решением вопроса охраны и гигиены труда являются способы выемки угля выемочными механизмами с дистанционным управлением, при этом управление происходит непосредственно со штреков. Такой способ выемки уже применяется на ряде отечественных шахт, но широкое внедрение подобных способов - дело будущего.

Большое значение в оздоровлении условий труда шахтеров имеет механизация основных процессов угледобычи. Благодаря механизации не только повышается производительность труда, но существенно сокращается число тяжелых физических работ, что является одним из эффективных средств профилактики ряда заболеваний (радикулитов, бурситов и др.). Однако механизация подземных работ при классических способах угледобычи требует усиления мер борьбы с пылью, шумом и вибрацией. Наряду с механизацией производственных процессов должны предусматриваться мероприятия по оздоровлению общесанитарных условий труда, и в частности осушение горных выработок и их хорошее освещение.

Осушение шахт производится путем устройства специальных скважин или фильтров в кровле или почве и посредством водоотлива. Для сбора шахтных вод по штрекам и квершлагам устраиваются сточные бетонированные или обшитые досками канавы с уклоном к стволу шахты, где вода собирается в специальные углубления - зумпфы, откуда мощными насосами подается на поверхность. Капежи по штрекам устраняются устройствами водозащитных полков у кровли из листового железа. Обязательно также устройство приспособления для защиты рабочих от капежа (щиты, козырьки, водоулавители) в стволе шахты на около-ствольном дворе, а также клетях, служащих для спуска и подъема людей. В водообильных шахтах на мокрых работах необходимо применять спецодежду и головные уборы из водонепроницаеммой ткани и резиновые сапоги. Для предупреждения утомления и простудных заболеваний предусматривается перевозка людей в крытых и оборудованных сидениями вагончиках при расстоянии от ствола шахты до места работы 1 км и более.

Борьба с пылью. В настоящее время при классических способах угледобычи характерной особенностью борьбы с пылью в СССР является проведение комплекса обеспыливающих мероприятий. Современный профилактический комплекс основан на использовании гидрообеспыливания, сухого пылеподавления и интенсивного проветривания. Мокрые способы борьбы с пылью составляют основу комплекса, они включают предварительное увлажнение угольного массива, орошение, промывку шпуров при бурении, гидрозабойку шпуров, распыление воды в мешках взрывом и др. Повышение пылеподавления при использовании воды достигается введением смачивающих добавок.

Предварительное увлажнение угольного массива является средством предупреждения пылеобразования при всех способах выемки угля и проходке. Наиболее прогрессивным и эффективным способом увлажнения угольного пласта является нагнетание воды через длинные скважины параллельно плоскости забоя. Увлажнение считается качественным, если влажность угля повысилась по всему объему на 1,5 - 3%. Эффективность пылеподавления путем предварительного увлажнения угольного массива с оптимальными параметрами достигает 60 - 70%.

При отклонении от заданных условий эффективность пылеподавления снижается до 30 - 35%.

Для связывания осевшей пыли используются специальные смачиватели, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и солевые растворы. Применение ПАВ, предназначенных для борьбы с пылью, может быть допущено при условии их токсиколого-гигиенической оценки.

Вода подается непосредственно в место разрушения угля равномерно по всему фронту разрушения с дополнительным осаждением пыли, перешедшей во взвешенное состояние. При работе проходческих комбайнов рекомендуется орошение сочетать с одновременным отсасыванием запыленного воздуха и очисткой его в фильтрах при непрерывном деятельном проветривании забоя.

Высокий противопылевой эффект достигается при использовании проходческих и выемочных комбайнов, разрушающих массив гидравлическим способом - тонкими струями воды высокого давления или гидромеханическим способом.

В местах перегрузки с конвейера на конвейер и на погрузочных штреках оросительные устройства должны быть сблокированными с движением груженого конвейера. Эффективным средством пылеподавления (до 90 – 99 %) является промывка при бурении шпуров. Вода при этом подается по каналу бура к забою шпура.

Для борьбы с пылью в подземных выработках используется вентиляция. Оптимальные по пылевому фактору скорости движения воздуха в лавах и камерах - 1,4 - 1,8 м/сек, в подготовительных выработках - 0,4 - 0,7 м/с. Обеспечивающее проветривание тупиковых выработок осуществляется нагнетанием свежего воздуха или отсасыванием запыленного воздуха. Наиболее эффективным с гигиенической точки зрения является нагнетание, так как при этом способе не происходит запыления воздуха по пути его следования к забою. Очистные забои желательно проветривать каждый в отдельности обособленной струей. Согласно действующим санитарным нормам, воздух, поступающий в шахту для проветривания, не должен содержать пыли в количестве более 30% от соответствующей ПДК. Однако возможности вентиляции как средства борьбы с пылью ограничены. При малом объеме подаваемого с поверхности воздуха процесс разбавления пылевого облака и вынос пыли из забоя происходит медленно. При увеличении же объема подаваемого воздуха наряду с ростом эффекта разбавления и удаления пыли ухудшается процесс седиментации аэрозолей и повышается сдувание осевшей пыли.

Сухое пылеулавливание применяется в местах, где невозможно применить гидрообеспыливание и где вентиляцией и мокрыми способами невозможно добиться достаточно эффективного снижения запыленности воздуха. Оно применяется при работе проходческих и добычных комбайнов, при бурении скважин и других операциях.

Наиболее эффективное и устойчивое снижение запыленности воздуха достигается, как показывают современные гигиенические исследования, при применении комплекса средств. Кроме того, подземные рабочие должны обеспечиваться противопылевыми респираторами.

Исследования по борьбе с пылью в шахтах ведутся широким фронтом. Наряду с перечисленными способами проходят испытания ультразвуковые, электростатические и другие способы пылеосаждения.

Особо остро стоит проблема борьбы с пылью в шахтах Севера, Северо-Востока и районов, прилегающих к Байкало-Амурской магистрали, где применение традиционных средств борьбы с пылью затруднено специфическими горногеологическими и суровыми климатическими условиями. Отечественной наукой и практикой разработана система мер пылеподавления при добыче угля в условиях многолетней мерзлоты. Для орошения используются солевые (СаСl, КСl) растворы совместно со смачивателями (поверхностно-активными веществами типа ДБ, сикантол БТ-7 и др.). При механизированной выемке угля в условиях отрицательных температур орошение понижает запыленность воздуха в 10 - 15 раз.

В условиях вечной мерзлоты предварительное увлажнение массива угля дает положительные результаты при использовании рассолов или морской воды.

Снижению запыленности при выемке угольных пластов с высокой льдистостью способствует тепловое регулирование рудничной атмосферы в комплексе с локализацией источника пылеобразования, отсосом и пылеулавливанием.

В условиях отрицательных температур могут быть использованы респираторы «Лепесток-5» и «Астра-2».

Мероприятия по ограничению шума и вибрации должны предусматриваться в соответствии с действующими санитарными нормами и правилами. Согласно «Санитарным правилам по содержанию шахт угольной и сланцевой промышленности», при строительстве шахт, их реконструкции должны предусматриваться мероприятия по ослаблению шумов на шахтной поверхности и при эксплуатации горного оборудования. При проектировании объектов, в которых будет установлено оборудование, генерирующее при работе интенсивный шум (например, компрессоры, шахтные вентиляторы и т. п.), необходимо соблюдать разрывы, ориентацию между ними и административно-бытовыми помещениями. Помещения, в которых работают агрегаты, генерирующие интенсивный шум, должны иметь ограждающие конструкции со звукоизоляцией. Для предупреждения распространения структурного шума и вибрации в соседние помещения или на рабочие места по конструкциям здания или сооружения сильно шумящие и вибрирующие установки (компрессоры, насосы, мощные электродвигатели) должны устанавливаться на фундаменты или специальные амортизаторы. Все оборудование, генерирующее шум и вибрацию, должно быть паспортизовано. Снижение интенсивности шума на рабочих местах достигается: оборудованием звукопоглощающих кожухов на редукторах и других источниках шума, где это возможно; устройством звукоизолированных кабин во всех помещениях с интенсивным шумом при длительном пребывании в них людей (например, в турбокомпрессорах, помещениях шахтных вентиляторов и т. п.); применением дистанционных методов управления высокошумными агрегатами; проведением своевременного и качественного ремонта оборудования. Вентиляторы местного проветривания должны иметь глушители шума. Рабочие, занятые на работах, связанных с интенсивным шумом, должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты (антифонами, заглушками).

В целях предупреждения вредного действия вибрации должны проводиться следующие мероприятия: к эксплуатации должны допускаться только исправные вибрационные инструменты и механизмы, работающие в паспортном режиме; пневматические перфораторы, колонковые электросверла должны быть оборудованы виброгасящими приспособлениями (виброгасящие каретки КВ-1, KBС-1 и др.). Использование названных инструментов без средств виброгашения запрещается. Следует соблюдать время контакта с вибрацией, от ручных механизированных инструментов оно не должно превышать 2/3 длительности рабочей смены. Рекомендуется устраивать регламентированные перерывы. Категорически недопустимы сверхурочные работы шахтеров виброопасных профессий. Для ограничения общих толчкообразных вибраций пассажирского шахтного транспорта и кабин локомотивов рельсовые пути, особенно на стыках, должны поддерживаться в исправном состоянии. Все рабочие, имеющие контакт с виброинструментами, должны быть обеспечены специальными рукавицами из виброгасящих материалов.

Проветривание подземных выработок. Предупреждение вредного действия на работающих шахтных, взрывных газов и частично пыли и создание нормальных микроклиматических условий в шахтах достигается за счет рационально организованной вентиляции. В соответствии с «Санитарными правилами по содержанию шахт угольной и сланцевой промышленности» воздух в действующих подземных выработках не должен содержать вредные газы и пыль в концентрациях, превышающих предельно допустимые уровни, приведенные в табл. 21.

Необходимым условием вентиляции подземных выработок является наличие двух шахтных стволов. Один из них служит для подачи в шахту свежего воздуха, другой - для удаления воздуха, загрязненного вредными примесями. За счет разности температур воздуха на поверхности и в шахте происходит естественное проветривание. Однако оно недостаточно, особенно в глубоких шахтах, и не поддается управлению, поэтому применение только естественного проветривания недопустимо и обязательным является искусственное проветривание. Оно осуществляется с помощью мощных вентиляторов, работающих на электрической энергии. Вентиляторы устанавливаются на поверхности в специальных помещениях. Согласно требованиям правил безопасности, шахтные вентиляторы должны быть реверсивными, т. е. работать как на всасывание, так и нагнетание. Забор воздуха для проветривания подземных выработок должен производиться в наименее загрязненной зоне с наветренной стороны по отношению к возможным источникам загрязнения атмосферного воздуха (породные отвалы, наружные бункеры, котельни, коксохимзаводы и др.). В случае невозможности по местным условиям обеспечить забор воздуха из незагрязненной зоны подаваемый в шахту воздух должен быть предварительно очищен от вредных примесей в соответствии с санитарными нормами проектирования.

Таблица 21. Требования к составу воздуха в подземных выработках

Наименование вещества	Химическая формула	Предельно допустимый уровень, мг/мЗ
I. Газы
1. Оксиды азота	В пересчете на N2O5	5
2. Оксид углерода	СО	30
3. Сернистый ангидрид	so2	10
4. Сероводород	SH2	10
II. Аэрозоли
5. Пыль породная и угольно-породная, содержащая свободную SiO2 в количестве:
а) более 70%;	-	1
б) 10 - 70%;	-	2
в) менее 10%	-	4
6. Пыль угольная		10

В зависимости от расположения вентиляционного ствола различают центральное и диагональное проветривание. Центральное проветривание устраивается таким образом, что приток наружного воздуха осуществляется через главный ствол, а вытяжка через вентиляционный, причем оба ствола располагаются в центре шахтного поля. Приточный воздух по главным вентиляционным штрекам проходит в забои и, проветрив их, уходит на параллельно идущие откаточные штреки и далее подается в ствол. При диагональном проветривании вентиляционные стволы располагаются у границы шахтного поля, через один из стволов происходит всасывание свежего воздуха, через другой - удаление использованного. При диагональном проветривании нет обратного движения воздуха к центру шахтного поля. Оно в отношении качества проветривания имеет преимущества. Схема движения вентиляционной струи следующая: подающий ствол, квершлаг, штрек, очистные забои, вентиляционный штрек, вентиляционный квершлаг, вентиляционный ствол. Направление струи воздуха по подземным выработкам и скорость его движения регулируются сечением выработок, постановкой дверей, перемычек и т. д. Расчет вентиляции подземных выработок производится на основании учета газовыделений. Для негазовых шахт (без выделения метана) расчет количества потребляемого воздуха ведется по углекислоте. Ее содержание в выработках, в которых могут находиться люди, должно быть не более 0,5% и в исходящей струе - не более 1%. Шахты, в которых обнаруживается метан, относятся к газоопасным. Расчет потребляемого воздухообмена в них ведется таким образом, чтобы концентрация метана в исходящей струе не превышала 0,75%.

Содержание кислорода в воздухе выработок, где находятся люди, должно быть не ниже 20%. Особенно серьезные требования предъявляют к проветриванию забоев после взрывных работ. Входить в забой разрешается после тщательного проветривания.

При устройстве вентиляции шахт должны учитываться и метеорологические условия. Температура воздуха в горных выработках гидрошахт и шахт обычной глубины не должна превышать 25 °С. Скорость движения воздуха должна быть не менее 1 м/с при температуре 20 - 21 °С, не менее 1,5 м/с при температуре 22 - 30 °С и не менее 2 м/с при температуре 23 - 25 °С.

Температура воздуха на рабочих местах в подземных выработках, глубоких шахтах в зависимости от его влажности, скорости движения допускается в пределах 17 - 26 °С. В шахтах с искусственным охлаждением воздуха регламентируются колебания температуры воздуха (температурные перепады) на пути движения рабочих с поверхности к рабочим местам. Подвижность воздуха более 4 м/с на рабочих местах не допускается. Скорость вентиляционной струи в местах движения рабочих не должна превышать более 8 м/с.

В целях предупреждения профессиональных отравлений и профессиональных заболеваний шахтеров при применении полимерных материалов следует соблюдать систему профилактических мероприятий. Прежде всего для осуществления любых работ могут применяться полимерные материалы, прошедшие токсиколого-гигиеническую оценку и допущенные к использованию органами санитарного надзора. Изготовление полимерных покрытий из отдельных составляющих их компонентов должны выполняться специальными лицами, обученными безопасным приемам и правилам работы с химическими вредными веществами. Процессы нанесения изоляционных покрытий должны быть механизированными, с дистанционным управлением. Нанесение вручную кистью или с помощью пульверизаторов разрешается при выполнении только периодических, малых по объему или аварийных работ. При этом должна быть исключена возможность попадания аэрозолей и паров исходных продуктов в зону дыхания. В местах производства работ в момент и после их завершения необходимо осуществлять проветривание, обеспечивающее разбавление вредных веществ в воздухе до предельно допустимых уровней. Рабочие должны быть снабжены необходимой спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты. Для защиты кожных покровов от вредного воздействия смол и других вредных компонентов рекомендуется применять защитные пасты или мази, например пасту ПМ-1, мазь Селисского и др.

Следует строго соблюдать правила хранения всех исходных компонентов полимерных материалов, что в условиях подземных выработок имеет особое значение.

Освещение горных выработок. Работа шахтеров постоянно проводится при отсутствии естественного освещения. В подземных выработках применяется стационарная и переносная система освещения. Стационарная система освещения осуществляется с помощью электрических ламп накаливания и люминесцентных ламп. Они применяются главным образом на околоствольных дворах, в подземных мастерских и гаражах, депо, складах, медпунктах, на главных откаточных и вентиляционных штреках, квершлагах, в людских ходках. Улучшение условий освещения в выработках достигается путем их побелки, т. е. при этом увеличивается коэффициент отражения поверхности. Использование электрического освещения возможно при условии применения взрывобезопасной арматуры.

Переносное освещение осуществляется переносными лампами. В настоящее время применяются в основном аккумуляторные и частично безопасные бензиновые лампы. Электрические светильники различают ручные и головные. Переносные светильники создают неравномерные и крайне низкие уровни освещенности. Согласно правилам безопасности, спуск в шахту, передвижение по выработкам и производство каких-либо работ под землей без защищенной переносной лампы запрещается. Наибольшие уровни освещенности до 15,5 лк дают аккумуляторные головные лампы.

Питьевое водоснабжение и ассенизация в условиях подземных работ играют основную роль в предупреждении острых желудочно-кишечных заболеваний и гельминтозов.

Качество воды для хозяйственно-питьевых нужд должно соответствовать ГОСТу «Вода питьевая. Нормы качества». На каждой шахте организуется питьевая станция, которая размещается по ходу движения рабочих в шахту. Все подземные рабочие при спуске в шахту должны быть снабжены флягами для питьевой воды, емкостью 0,75 л. К местам работы в забоях с высокой температурой должны подаваться вода и напитки в термоизолированных сосудах. Горнорабочие глубоких шахт должны снабжаться специальными напитками, такими как чай, витаминизированный чай с добавкой сахара и др.

Ассенизация в подземных выработках осуществляется путем устройства стационарных или передвижных уборных. Ассенизационные вагонетки из подземных уборных должны регулярно, но не реже двух раз в неделю, выдаваться на поверхность, где на сливном пункте их опорожняют, промывают и дезинфицируют.

Большое значение для здоровья шахтеров и профилактики их заболеваемости имеет санитарно-бытовое обслуживание рабочих. Санитарно-бытовые помещения обычно устраивают в одном комплексе с административными помещениями. Они располагаются вблизи надшахтного здания и соединены с ним утепленным переходом. Планируются санитарно-бытовые помещения по типу санпропускника с гардеробными, оборудованными для раздельного хранения домашней и производственной одежды и сушилками для мокрой спецодежды. Предусматриваются помещения для обеспыливания спецодежды, устройства для очистки и мойки спецобуви, прачечная, дезкамера, питьевая камера. Душевые устраиваются из расчета 1 душ на 5 - 6 человек, занятых в наиболее многочисленной смене. При душевых на пути следования в чистую раздевалку рекомендуется устраивать фотарии для облучения шахтеров ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами. Облучение является лечебно-профилактическим мероприятием. Отбор рабочих для облучения производит врач, а процесс облучения происходит под наблюдением медицинской сестры по строгой схеме в отношении частоты и длительности. В современных шахтах в составе санпропускника наряду с фотарием проектируются ингалятории массового пользования для ингаляции щелочными растворами с целью профилактики заболеваний верхних дыхательных путей. Индивидуальные ингалятории могут устраиваться при здравпунктах.

Медико-санитарное обслуживание шахтеров осуществляется медико-санитарными частями, здравпунктами и другими медицинскими учреждениями. На шахтах с числом рабочих более 800 предусматривается подземный здравпункт. Рабочие угольных шахт подлежат предварительным медицинским осмотрам в соответствии с приказом МЗ СССР.

ДОБЫЧА РУДЫ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Рудой называют природное минеральное сырье, содержащее какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях, при которых целесообразно их извлечение. Термин «руда» иногда применяют и к некоторым неметаллическим полезным ископаемым.

Предприятие для подземной добычи руды носит название рудника. По совокупности горных выработок, наземных и подземных технических сооружений рудник аналогичен шахте. Однако существенное отличие в технологии выемки руды в сравнении с выемкой угля определяют гигиенические особенности условий труда работающих в руднике, и поэтому они рассматриваются самостоятельно.

Технология добычи руды

Вследствие большой крепости руды выемку ее производят почти исключительно с помощью буровых и взрывных работ. Удельный вес горных выработок с применением буровзрывных работ составляет 80 - 90%. Основные производственные процессы при проходке и выемке слагаются из бурения, отпалки (взрывание), погрузки, транспортировки, сортировки и выгрузки породы и руды. В соответствии с выполняемой операцией существует профессиональная специализация подземных рабочих. К рабочим подземных профессий рудников относятся: бурильщики (проходчики), взрывники (запальщики), крепильщики, откатчики и др.

Буровые работы при проведении горных выработок являются одним из трудоемких процессов проходческого цикла. Трудоемкость буровых работ составляет в среднем 35 - 50% всех прямых затрат труда, а в отдельных случаях - до 70%.

Бурение шнуров производят бурильными машинами ударно-поворотного, вращательно-ударного и вращательного действия. При ударно-поворотном бурении применяют ручные телескопные и колонковые пневматические бурильные молотки, так называемые перфораторы.

Масса применяемых инструментов колеблется от 12 до 30 кг, частота ударов в минуту составляет 1700 - 2000.

Работа перфораторами требует больших физических усилий, особенно при вертикальном бурении нисходящих выработок. В условиях горизонтальных и наклонных выработок применяются пневмоподдержки, которые осуществляют подачу бурильного молотка на забой, а также воспринимают его отдачу. Бурение с пневмоподдержкой облегчает труд бурильщика. Существует метод, бурения с податчика, при этом ручной перфоратор устанавливается на пневматическом податчике, который осуществляет подачу перфоратора к забою. Этот метод с гигиенической точки зрения наиболее прогрессивный, так как уменьшает физическое напряжение бурильщика и снижает время контакта с вибрацией. Однако ввиду малой маневренности системы применение этого метода ограничено. Колонковые перфораторы имеют вес 40 - 60 кг и более. Они предназначены для бурения горизонтальных и наклонных шпуров по породам высокой крепости. Перфоратор крепится к специальной колонке. Для облегчения перемещения перфораторов в пределах забоя они монтируются на специальных буровых каретках. Телескопные перфораторы предназначены для бурения шпуров в кровле забоя. Вес перфоратора 38 - 40 кг. Он устанавливается на специальном настиле, подача осуществляется специальным телескопическим податчиком. Бурильщик при этом подвергается действию локальной и общей вибрации, а так как бурение вертикально вверх производится с промывкой шпуров для пылеподавления, происходит значительное промокание одежды бурильщика.

Наиболее совершенными буровыми агрегатами, заменяющими ручные, колонковые и телескопные перфораторы, являются самоходные буровые каретки на гусеничном ходу типа СБУ-2, СБУ-3, СБУ-4 и др., оснащенные дистанционным управлением и полностью исключающие неблагоприятное воздействие вибрации на рабочих. Самоходные буровые каретки используются в составе комплекса самоходной техники. Наряду с буровыми каретками в состав комплекса входят самоходные вагоны, экскаваторы, бульдозеры и вспомогательное оборудование. По мнению специалистов, 80 - 85% добычи руды может быть переведено на самоходное оборудование, что наряду с ростом производительности труда ведет к радикальному улучшению условий труда и техники безопасности.

При вращателыю-ударном бурении применяют бурильные машины с частотой 4000 ударов в 1 мин. К машинам вращательного действия относятся электросверла. Для бурения в мягких породах применяются ручные сверла. В крепких породах шпуры и скважины бурят электросверлами массой 105 - 120 кг, установленными на колонки, манипуляторы или буровые тележки.

Электрическое бурение с гигиенической точки зрения предпочтительнее пневматического, так как при нем наблюдается меньше пылеобразования, значительно ниже уровни шума и вибрации.

Шпуры бурят диаметром от 30 до 60 мм и длиной от 0,5 до 3,5 м; скважины - от 50 до 130 мм и длиной от 10 до 50 м. Для бурения скважин применяют специальные бурильные станки. Скважинный способ находит широкое применение в рудной промышленности при очистных работах.

В пробуренные шпуры или скважины взрывники помещают взрывчатое вещество. Для облегчения подачи взрывчатого вещества в скважины применяют пневмозарядники.

После взрыва и отпала руды (породы) забой проветривают обычно с помощью вентиляторов и приступают к очистке призабойного пространства от горной массы.

Горную массу (руду или породу) грузят в вагонетки и по откаточному штреку или по рудоспуску транспортируют и выдают на поверхность. Погрузочные работы и транспортировка составляют значительный объем подземных работ. Погрузка производится с помощью специальных механизмов - погрузочных лопат, частично вручную. По окончании уборки горной массы и по мере углубления выработки производят крепления выработанного пространства и осуществляют другие вспомогательные работы.

Характеристика условий труда

Метеорологические условия в рудниках (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха) определяются главным образом климатическим поясом, глубиной выработки, условиями вентиляции.

В связи с тем что большинство рудников имеют меньшую глубину, чем угольные шахты, температура воздуха в них соответственно более низкая и даже в летний период ее значения колеблются от 5 до 18 °С. В табл. 22 приводятся данные о состоянии температуры и относительной влажности воздуха в подземных выработках некоторых рудников нашей страны.

Таблица 22. Температура воздуха в шахтах на некоторых рудниках

Рудник	Температура воздуха, ºС)		Относительная влажность (в процентах)
	зимой	летом
Тырны-Ауз (Северный Кавказ)	3	9	84-93
Джезгазган (Казахская ССР)	8	11	85-90
Ниттис-Кумужье (Мончегорск)	2	5	85-94
Расвумчорр (Кировск)	4	7	86-96
Миргалимсай (Кентау)	14	18	84-94

На рудничном дворе и прилегающих к нему штреках происходит значительное колебание температуры, в концевых забоях она характеризуется стабильностью. Скорость движения воздуха в подземных выработках неодинакова на различных участках. На рудничном дворе и откаточных штреках она может достигать 5 - 6 м/с и более, а в глухих забоях падать до 0,1 - 0,3 м/с. Относительная влажность в подземных выработках, как видно из приведенных в табл. 22 данных, весьма высокая, она определяется главным образом водообильностью выработок и в известной степени зависит от температуры и влажности поступающего вентиляционного воздуха. В рудниках нередко наблюдаются неблагоприятные сочетания параметров микроклимата, способные отрицательно сказываться на теплообмене организма, приводить к его переохлаждению.

Из газов, загрязняющих рудничную атмосферу, наибольшее гигиеническое значение имеют оксиды азота и оксид углерода. Эти газы образуются при взрывах и могут создавать опасность отравлений в плохо вентилируемых выработках. Проведение работ в горных выработках без проветривания сразу после отпалки запрещено. Из природных газов рудничная атмосфера может загрязняться метаном и сероводородом. Метан выделяется из рудных месторождений, залегающих в непосредственной близости от осадочных пород или месторождений нефти. Сероводород выделяется из серного колчедана, залежей гипса и других ископаемых.

Производственная пыль. Основным неблагоприятным профессиональным фактором при добыче полезных ископаемых является пыль. Ее источниками служат буровзрывные работы, погрузочно-разгрузочные работы, транспортировка горной массы. Рудничная пыль высокодисперсная, частицы диаметром до 5 мк составляют при бурении 90% и более, при взрывных работах - до 99% и при погрузке - до 90 %. По составу пыль смешанная, в нее входят частицы руды и пустой породы. Силикозоопасность пыли определяется содержанием в ней свободного диоксида кремния. Большая запыленность наблюдается при сухом бурении пневматическими перфораторами. Концентрация пыли при бурении сухих твердых руд может достигать сотен миллиграммов на 1 м³. Особенно резко увеличивается запыленность при продувке шпуров. Однако эта производственная операция является кратковременной и выполняется в конце смены. При бурении с помощью электросверла пылеобразование значительно меньше, чем при бурении пневматическими перфораторами. Наибольшее пылеобразование происходит при взрывных работах. Концентрация пыли в глухих, плохо проветриваемых забоях непосредственно после взрыва достигает сотен и тысяч миллиграммов на 1 м³. Однако высокий уровень запыленности наблюдается сравнительно короткий период времени и через 30 - 60 мин падает во много раз. Интенсивное пылеобразование в подземных выработках наблюдается и при погрузочно-разгрузочных работах. Наиболее высокая запыленность наблюдается при погрузке сухой горной породы машинами.

Использование машин и механизмов при выполнении горных работ приводит к образованию интенсивного шума. При подземных разработках источником шума является работа перфораторов, самоходных буровых установок, скреперных лебедок погрузочных машин, вагонных опрокидов и других механизмов. Наиболее интенсивный шум наблюдается при работе различных типов перфораторов, его интенсивность достигает 114 - 127 дБА, максимум звуковой энергии приходится на область высоких частот 1000 - 8000 Гц. Погрузочные машины генерируют средне- и высокочастотный шум интенсивностью до 105 дБА.

Основными источниками вибрации в горнорудной промышленности являются перфораторы. Параметры виброскорости инструментов (без виброгашения) значительно превышают допустимые уровни в широком диапазоне частот (от 16 до 2000 Гц), особенно на октавной полосе 31 Гц, соответствующей основным частотам колебаний перфораторов. Характер и интенсивность вибрации перфораторов зависит от давления воздуха в сети, осевого нажима, крепости породы, технического состояния инструмента. Время контакта бурильщика с вибрирующим перфоратором составляет 23 - 25% рабочего времени. Однако ввиду исключительно интенсивной вибрации, а также неблагоприятных сопутствующих факторов (охлаждение рук, физического перенапряжения) у бурильщиков может развиться вибрационная болезнь.

Особенности условий труда в рудниках существенным образом сказываются на состоянии здоровья подземной группы работающих.

Заболеваемость рабочих

Заболеваемость рабочих горнорудной промышленности с вре­менной утратой трудоспособности за последние годы системати­чески снижается в первую очередь за счет снижения травматиз­ма, пневмокониозов, желудочно-кишечных заболеваний и др., что обусловлено улучшением условий труда, лечебно-профилактиче­ского обслуживания и материально-бытовых условий. По сравне­нию с другими отраслями промышленности характерным для горнорудного производства являются высокие показатели заболевае­мости с временной утратой трудоспособности в связи с травмами и болезнями периферической нервной системы, относительно вы­сокие уровни отмечаются по гнойничковым заболеваниям кожного покрова, желудочно-кишечным заболеваниям, а также по такому инфекционному заболеванию, как ангина. Возникновению заболеваний периферической нервной системы способствуют работы с тяжелым ручным инструментом, вызывающим вибрацию, вынужденное положение тела, нервно-мышечное перенапряжение, общее и местное переохлаждение организма, связанное с промоканием одежды, температурными перепадами и т. п. Частота кожных заболеваний связана с тем, что грубая прорезиненная одежда вызывает в местах трения нарушение целостности эпидермиса, возможна частая микротравматизация кожи, что при инфицировании дает заболевания кожного покрова. Возникновению острых желудочно-кишечных заболеваний (гастритов, гастроэнтероколи-тов), связанных с банальной инфекцией, способствует затруднение ассенизации горных выработок, не всегда достаточно хорошая организация питьевого водоснабжения и питания. Причинами производственного травматизма являются нарушения правил крепления, загроможденность путей, забоев и откаточных штреков, нарушение правил пользования подземным транспортом, низкий уровень освещенности, эксплуатация неисправных механизмов и инструментов.

Еще встречающимся профессиональным заболеванием горняков является пневмокониоз. Чаще других пневмокониозом болеют бурильщики, взрывники, крепильщики, откатчики, уборщики породы. За последние годы на рудниках нашей страны наблюдается снижение заболеваемости пневмокониозом, что объясняется внедрением комплекса противопылевых мероприятий. При этом произошли не только количественные изменения в заболеваемости силикозом, но изменилось и клиническое течение заболеваний. С 1960 г. силикоз II и III стадии на рудниках не диагностируется. Выявляются главным образом начальные стадии заболевания. Большинство заболеваний пневмокониозами регистрируется при стаже 12 – 15 лет. Чаще всего наблюдается диффузно-склеротическая форма пневмокониоза.

Характерным профессиональным заболеванием горняков являются пылевые бронхиты, поэтому борьба с пылеобразованием в горнорудной промышленности продолжает оставаться одной из важнейших проблем.

К профессиональным заболеваниям рабочих горнорудной промышленности относится также вибрационная болезнь бурильщиков, занятых бурением шпуров пневматическими перфораторами. Неблагоприятное воздействие вибрации на бурильщиков усугубляется общим охлаждением или локальным действием низких температур, физическим перенапряжением. Для клиники вибрационной болезни бурильщиков характерны нервно-сосудистые изменения в дистальных отделах рук, поражения мышечной системы, связочного и костно-суставного аппарата и другие явления. В связи с тем, что бурильщики в некоторых случаях подвергаются не только местному, но и выраженному общему действию вибрации (особенно при вертикальном бурении), возможны наряду с локальными поражениями верхних конечностей и проявления вибрационной болезни, характерные для действия общей вибрации.

У бурильщиков с большим стажем работы в профессии могут развиваться профессиональные кохлеарные невриты.

Оздоровительные мероприятия

Радикальным путем улучшения условий труда на рудниках является широкое внедрение самоходного оборудования, составляющего основу комплексной механизации добычи руды.

Для снижения запыленности воздуха необходимо применение-комплекса противопылевых мероприятий на всех этапах добычи полезного ископаемого. При перфораторном бурении эффективным способом борьбы с пылью является применение промывки шпуров водой. Специальным правительственным постановлением и правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых этот способ пылеподавления является обязательным в России для всех подземных горных выработок. Для предотвращения забуривания шпуров «всухую» и обеспечения подачи воды в шпур в требуемом количестве разработаны автоблокировочные конструкции к ручным перфораторам.

Существуют 2 способа мокрого бурения: с осевой и боковой промывкой. При бурении с осевой промывкой вода проходит через специальный канал в молотке и буровой штанге. При бурении с боковой промывкой вода, минуя молоток, по специальной муфте подается непосредственно к буру. Специалисты отдают предпочтение бурению с боковой промывкой, так как при ней меньше повышается влажность в горных выработках, улучшается смачиваемость пыли и, следовательно, эффективность пылеподавления. Эффективность пылеподавления при бурении с промывкой возрастает при применении смачивателей или смачивающих добавок. Бурение шпуров и скважин с промывкой в сочетании с оптимальным проветриванием надежно обеспечивает снижение содержания пыли в рудничном воздухе до допустимых концентраций. Вместе с тем не всегда горно-геологические и климатические условия позволяют применять воду для борьбы с пылью (низкая отрицательная температура воздуха и горных пород, возможность выщелачивания полезных ископаемых, недостаток воды и т. п.) В этих случаях рекомендуется применять сухое пылеулавливание, обладающее в гигиеническом отношении рядом преимуществ. Она позволяет улавливать в первую очередь мельчайшие частицы пыли, которые плохо подавляются при мокром бурении и, кроме того, не требует применения большого количества воды и, следовательно, предупреждает промокание одежды и обуви рабочих в нежелательное в забоях повышение влажности воздуха. Принципиальная схема любого пылеулавливания включает: приспособление для улавливания пыли, пневмопроводы для транспортировки пыли и пылеочистное устройство. Различают пылеулавливатели, предусматривающие отвод образующейся при бурении пыли от устья шпура и от его забоя. У нас в стране разработана и испытана групповая схема сухого пылеулавливания, заключающаяся в том, что буровая мелочь и пыль отсасываются вакуумным насосом от забоя шпура сразу от нескольких перфораторов и транспортируются по трубопроводу в отработанную тупиковую горную выработку (коллектор), перекрытую высокогерметичной перемычкой. Выработка служит пылеосадочной камерой, в которой осаждаются крупные и мелкие частицы пыли. Мельчайшие неосевшие пылинки улавливаются специальным фильтром, установленным перед вакуумным насосом. Очищенный воздух поступает в рудничную атмосферу. Промышленные испытания показали надежность и высокую гигиеническую эффективность этого способа борьбы с пылью.

Рис. 36. Схема гидрозабойки шпуров, а - внешняя гидрозабойка; б - внутренняя гидрозабойка; 1 - взрывчатое вещество; 2 - глиняная забойка; 3 - ампула с водой.

При взрывных работах с целью борьбы с пылью успешно применена гидрозабойка шпуров. Различают внутреннюю и внешнюю гидрозабойку (рис. 36). Сущность внутренней гидрозабойки состоит в том, что при заряжении шпура вслед за зарядом взрывчатого вещества вставляют ампулу с водой (или раствором смачивателя), а затем шпур замазывается глиняной забойкой. Применение внутренней гидрозабойки позволяет снизить запыленность воздуха в забоях в 3—10 раз, при этом быстро нейтрализуются оксиды азота. При внешней гидрозабойке ампула с водой ставится после глинянной пробки.

Выполненные в нашей стране в последние годы специальные исследования позволяют рекомендовать гидрозабойку шпуров (при малых расходах жидкости - 1,5 л на 1 т) как способ борьбы с пылью при ведении взрывных работ в условиях отрицательных температур, в шахтах Севера и Северо-Востока РФ. При этом происходит значительное (до 80%) снижение запыленности. Внешняя гидрозабойка может производиться и с помощью наполненных водой или пылесмачивающим раствором мешков ёмкостью 25 - 30 л. Мешки подвешиваются к кровле или раскладываются перед забоем и при их взрыве зарядом, расположенным внутри мешка, происходит диспергирование воды. Орошение и туманообразование производится непосредственно перед взрывом с помощью туманообразователей. Во время взрыва вследствие повышения температуры воздуха происходит конденсация тумана на частицах пыли и ее осаждение, при этом также нейтрализуются образовавшиеся при взрыве газы. С целью подавления газопылевого облака после взрыва производят его орошение. При погрузочно-разгрузочных и транспортных операциях в рудниках простым и эффективным средством борьбы с пылью также является орошение с увлажнением всех источников пылеобразования с помощью стационарных и переносных оросителей различных конструкций. Устойчивое снижение пыли в действующих забоях достигается сочетанием орошения с оптимальным проветриванием выработок. Проветривание горных выработок после взрывания осуществляется вентиляторами местного проветривания. При этом применяют 3 способа проветривания: нагнетательный, всасывающий и комбинированный. Вентиляция создается по одной из схем (рис. 37). Вентилятор устанавливается в выработке со свежей струей. Продолжительность активного проветривания не превышает 15 - 20 мин.

Рис. 37. Схемы проветривания участков, а, в - возвратно-точная схема; б, г - прямоточная схема.

 

С целью профилактики вибрационной болезни бурильщиков ручные перфораторы должны везде, где это возможно по технологии, заменяться на станки глубокого бурения и самоходное буровое оборудование с автоматическим управлением (тип СБУ-2, СБУ-3, СБКНС и др.). Для уменьшения вредного действия вибрации на организм бурильщиков применяют различные виброгасящие устройства к перфораторам (виброгасящие каретки, виброгасящие рукоятки). Виброгасящие каретки (KB, KP и др.) предназначены для защиты рук рабочего от вибрации перфоратора при бурении горизонтальных и наклонных шпуров. Они представляют собой пружинные амортизаторы. Виброгасящие каретки значительно снижают вибрацию на всех частотах. Однако каретки увеличивают вес перфоратора на 4 - 5 кг, что является их существенным гигиеническим недостатком. Для телескопных перфораторов применяют виброгасящие рукоятки с полыми резиновыми кольцами и специальные амортизаторы для снижения общей вибрации настилов. Бурильщики должны быть обеспечены непромокаемыми маслостойкими рукавицами (краги) с виброгасящей съемной прокладкой, а также индивидуальным средством защиты от шума (антифонами, вкладышами). Важнейшим организационным мероприятием по профилактике вибрационной болезни бурильщиков является внедрение на рудниках рационального режима труда с ограничением времени контакта рабочего с вибрирующим инструментом.

Одним из наиболее эффективных путей решения этого вопроса является создание комплексных бригад со взаимозаменяемостью профессий. В результате такой организации труда, позволившей ограничить время занятости рабочего на бурении до 100 смен в году, на ряде рудников страны удалось практически добиться предупреждения новых случаев вибрационной болезни среди бурилыциков.

Освещение горных выработок, общие принципы рудничной вентиляции, водоснабжение шахт и рудников, их осушение, ассенизация, устройство бытовых помещений, организация медицинского обслуживания горняков не отличаются от изложенного в разделе «Гигиена труда в угольной промышленности».

ДОБЫЧА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

Открытые горные работы применяются при добыче металлических руд, углей, нерудных полезных ископаемых.

Открытым способом разработки месторождений достигаются более совершенная механизация работ, повышение производительности труда и снижение себестоимости продукции.

Открытый способ добычи полезных ископаемых имеет бесспорные гигиенические преимущества. Он является радикальным путем профилактики основных, профессиональных заболеваний горняков - пневмокониозов и вибрационной болезни; при этом способе добычи создаются также более безопасные условия труда, в результате чего травматизм при работе в карьерах значительно ниже, чем на шахтах.

В РФ в настоящее время с помощью открытого способа разработки полезных ископаемых добывается свыше 4/5 железной руды и горно-химического сырья, около 2/3 руд цветных металлов, почти весь объем неметаллических полезных ископаемых и строительных горных пород, более 1/3 угля, причем в ближайшей перспективе намечено довести удельный вес добычи угля открытым способом до 56 - 60% за счет ускоренного освоения Кузнецкого, Экибазстузского, Канско-Ачинского и других угольных бассейнов Сибири и Дальнего Востока.

Открытые разработки в рудной промышленности принято называть карьерами, в угольной - разрезами, при добыче камня - каменоломнями. Чаще всего ко всем видам открытых разработок применяется термин карьер.

Карьер представляет собой котлован, боковые поверхности которого разделены на горизонтальные слои-уступы (рис. 38). Боковые поверхности, ограничивающие карьер, называются бортами, В современных карьерах высота уступов достигает 10 - 15 м. Оборудование в карьерах размещено на горизонтальных площадках, которые обеспечивают устойчивость бортам и служат для передвижения транспорта.

Рис. 38. Общий вид карьера.

Глубина карьера определяется глубиной залегания полезного ископаемого и мощностью пласта. В нашей стране глубина многих карьеров более 100 м. Так, в железорудной промышленности средняя глубина карьеров составляет 200 м. Глубина отдельных карьеров достигает 320 м (Сарбайский, Соколовский). Проектная глубина ряда карьеров 700 - 800 м.

Технология разработки открытых месторождений

Производственные процессы при открытой разработке месторождений состоят из ряда этапов: подготовки поверхности, горно-капитальных, вскрышных и добычных работ.

Подготовка поверхности заключается в вырубке леса, отводе рек, ручьев за пределы карьерного поля, осушении болот, переноске дорог.

Горнокапитальные работы включают строительство различных траншей, предназначенных для транспортного доступа от поверхности земли к месторождению и созданию первоначального фронта его разработки.

Вскрышные работы (удаление грунтовых пород) предназначены для обеспечения доступа к полезному ископаемому.

Добычные работы производятся с целью извлечения полезного ископаемого.

При разработке крепких (скальных) пород и руд технологический процесс включает следующие основные операции: 1) буровзрывные работы для отбойки и рыхления горной массы; 2) выемку и погрузку на транспортные средства; 3) транспортировку; 4) дробление негабарита; 5) работы по строительству и содержанию дорог; 6) ремонтные работы.

При разработке мягких пород отбойка и погрузка осуществляются методом экскавации, без предварительной отбойки и рыхления пород.

Современные открытые разработки - высокомеханизированные предприятия, на них применяются крупногабаритные высокопроизводительные машины, работающие на высоких скоростях, при условии комплексной механизации.

Рис. 39. Шагающий экскаватор.

При взрывных работах наиболее распространен метод глубоких скважин различного диаметра и глубины, в которые закладывают заряды взрывчатого вещества (амонита, игданита и др.) от нескольких десятков килограмм до десятка (иногда сотен) тонн.

В крепких породах производится бурение скважин преимущественно станками ударно-вращательного бурения (при добыче железной руды около 93% взрываемой массы бурят марошечными станками); реже используются станки канатно-вращательного бурения; на малокрепких породах применяют станки вращательного бурения. Для бурения весьма крепких кварцсодержащих пород внедряются станки термического бурения. Механизмы бурильных станков смонтированы на самоходных платформах.

Выемка, погрузка породы или полезного ископаемого, а также перемещение породы в отвалы производится с помощью экскаваторов одноковшовых и многочерпаковых; по способу перемещения они делятся на гусеничные, шагающие (рис. 39), железнодорожные; по конструкции рабочего механизма - на механическую лопату, обратную лопату, драглайн (канатно-ковшовый экскаватор) и грейферный экскаватор. При вскрышных работах по бестранспортной системе разработок применяют роторные экскаваторы. Управление эскаватором осуществляется с помощью рычагов управления из кабины машиниста.

В настоящее время используется оборудование большой единичной мощности, например драглайны ЭШ-40/85, ЭШ-65/100 и ЭШ-100/125 с вместимостью ковша 40, 65 и 100 м³. Отечественное машиностроение осваивает новое поколение добычных роторных экскаваторов для угольных разрезов производительностью 1600, 3150, 5250 м³/ч.

Рис. 40. Гидромонитор.

Транспортировка горной массы осуществляется в основном с помощью железнодорожного, автомобильного транспорта, реже применяется конвейерный, воздушно-канатный и канатный транспорт.

На железнодорожном транспорте в качестве локомотивов используются электро- и тепловозы. В качестве автомобильного транспорта используют внедорожные автосамосвалы большой грузоподъемности (семейства Белаз, КРАЗ и др.). Средняя грузоподъемность самосвалов составляет к настоящему времени около 60 т, а единичная грузоподъемность в 2 - 3 раза выше.

В практике открытых горных работ применяют гидравлический и гидромеханический способы производства.

При гидравлическом способе производства все основные операции - отбойка горной массы, ее транспортировка - осуществляются за счет энергии воды. В качестве оборудования применяются гидромониторные установки с напором от 2,5 до 20 атм (рис. 40) и землесосные снаряды.

При гидромеханическом способе легкоразмываемые породы разрабатывают гидромониторами, трудноразмываемые - гидромониторами с предварительным их рыхлением скреперами или бульдозерами. Транспортировка горной массы осуществляется земснарядами.

К специальным способам относится разработка подводных залежей полезных ископаемых с помощью плавучих драг, земснарядов и др.

Характеристика условий труда

Метеорологические условия при открытых горных работах оп­ределяются особенностями климато-географического района, на­ходятся в прямой зависимости от времени года, суточной периоди­ки и конкретных погодных условий.

В нашей стране добыча полезных ископаемых открытым спо­собом проводится в разнообразных климатических зонах: на юге, в средней полосе, на Урале, в Сибири, на Крайнем Севере. Соот­ветственно в летний период на карьерах юга Украины и других южных зон температура воздуха может повышаться до 30 - 35 ºС, а на карьерах Казахстана и Средней Азии - до 40 - 45 °С и выше. В зимнее время, особенно на карьерах Урала, Сибири, темпера­тура воздуха может понижаться до -30 - 40 °С. Чрезвычайно суров климат на рудниках Заполярья с резкими перепадами температур и высокими скоростями движения воздуха.

Несмотря на то что работы в карьерах проводятся под открытым небом, можно говорить о микроклимате на рабочих мес­тах. С углублением карьеров на каждые 100 м температура воз­духа повышается на 1 - 1,5° С и выше вследствие адиабатиче­ского нагревания, инсоляции и повышения температуры горных пород.

В вечерние, ночные и утренние часы в результате инверсий температура воздуха в карьерах бывает ниже на 1 - 2°С, чем на поверхности. Инверсионные токи воздуха приводят к образованию тумана.

Движение воздуха в глубоких карьерах происходит по сложной аэродинамической схеме с низкой эффективностью проветривания, резким снижением скорости. Относительная влажность воз­духа в карьерах по сравнению с таковой на поверхности подвер­жена незначительным колебаниям, ее градиент в течение суток меняется в пределах 5 - 10%.

В летний период в районах с континентальным климатом, и особенно в южных районах страны, могут создаваться крайне неблагоприятные микроклиматические условия, характеризующие­ся сочетанием повышенной температуры воздуха, инсоляции, вторичного излучения и низких скоростей движения воздуха.

Следует иметь в виду, что в кабинах горных машин без надлежащей теплоизоляции за счет инсоляции и работающих двигателей температура на 10 - 15 °С может превышать наружную.

Работа в таких условиях сопряжена с крайним перенапряжением терморегуляции, избыточными влагопотерями, возможными перегревами.

В зимний и переходные периоды года метеорологические условия на открытых горных работах характеризуются низкими температурами воздуха, нередко в сочетании с сильным ветром и атмосферными осадками. Чрезмерно низкие температуры с сильным ветром в северных и северо-восточных районах страны могут создавать крайне тяжелые климатические условия, затрудняющие работу на открытом воздухе.

Без надлежащих мер защиты возможны обморожения, переохлаждения работающих.

При оценке метеорологических условий следует иметь в виду, что определенные профессиональные группы всю смену или большую часть ее находятся на открытом воздухе - это машинисты буровых станков и их помощники, дорожные рабочие, бурильщики негабарита, взрывники, слесари и электрослесари, подсобные рабочие. Другая часть рабочих, обслуживающих горные машины - машинисты экскаваторов, буровых станков, автосамосвалов, бульдозеров - находятся во время работы в кабинах и защищены от действия наружных метеорологических условий. Микроклимат в кабинах горных машин во многом зависит от их благоустройства. При недостаточной термоизоляции зимой происходит значительное охлаждение рабочих помещений кабин, температура воздуха в них может понижаться до отрицательных значений. В летний период в жаркую солнечную погоду температура воздуха в кабине машиниста превышает наружную на 5 - 10 °С и более.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает горную технику с герметичными кабинами, надежной теплоизоляцией и достаточным отоплением, обеспечивающую удовлетворительный микроклимат на рабочих местах даже в условиях Крайнего Севера.

Пылевой фактор. При открытом способе добычи полезных ис­копаемых все основные процессы сопровождаются выделением пыли. Интенсивность пылевыделения зависит от характера тех­нологического процесса, крепости и влажности горных пород, спо­соба транспортировки и состояния автодорог, ориентировки отно­сительно розы ветров.

Основные источники пылевыделений - бурение скважин и шпуров станками вращательного действия, перфораторное бурение, процессы экскавации, транспортировка автотранспортом, работа скреперов, бульдозеров. Определенное значение для загрязнения воздуха карьера пылью имеют взрывные работы, сдувание пыли с бортов карьера, внешних отвалов.

При перфораторном бурении пыль загрязняет окружающую атмосферу в момент продувки шпуров сжатым воздухом. При бурении станками вращательного действия источниками пылеобразования являются разрушение горной массы и процесс замены буровой штанги. При экскавации, транспортировке и разгрузке запыленность воздуха в большей степени зависит от времени года: снижается при выпадении интенсивных осадков осенью и при таянии снега весной, резко возрастает в летнее время. Много пыли может выделяться на карьерных дорогах при интенсивном движении мощных автосамосвалов. Эта пыль не только проникает в кабину водителя, но и распространяется по всему карьеру. Интенсивность пылеобразования на дорогах зависит от их состояния, вида покрытий, увлажнения. Дополнительным источником пылеобразования на дорогах являются ветры, сдувающие осевшую пыль. Этот фактор приобретает большое значение не только в летний период, но и зимой при отсутствии снежного покрова.

Концентрация пыли колеблется в очень широких пределах - от единиц до сотен миллиграммов на 1 м³. Особенностью пылевого фактора на карьерах является крайнее непостоянство уровней. Концентрация пыли на рабочих местах после прекращения того или иного процесса, вызывающего интенсивное пылеобразование, через 2 - 10 мип, как правило, снижается до величин постоянной запыленности всего карьера (обычно от 0,3 до 2 мг/м³) (рис. 41). В карьерах, расположенных в пустынных районах с засушливым жарким климатом, в летне-осенний период запыленность общей атмосферы достигает более высоких уровней – 6 - 8 мг/м³, а в кабинах машинистов экскаваторов запыленность в указанное время года может составлять от 10 - 15 до 30 мг/м³. Содержание пыли на отдельных рабочих местах в карьерах в значительной степени зависит от направления и скорости движения ветра.

Рис. 41. Динамика содержания пыли в воздухе кабины машиниста экскаватора.

Пыль в карьерах имеет, как правило, высокодисперсный состав. Как показывают специальные исследования, основное количество пылинок (свыше 90%) имеет размер менее 5 мкм. Содержание крупнодисперсной пыли размером более 10 мкм незначительно - 0,5 - 2,5%. Лишь при перфораторном бурении и в кабинах самосвалов частицы пыли свыше 10 мкм составляют от 4,5 до 21,5%.

По составу пыль на карьерах может быть преимущественно породной, рудной или угольной, а также соответствующей добываемому горнохимическому сырью. Работающие в карьерах подвергаются воздействию смешанной пыли, чрезвычайно разнообразной по минералологическому составу. Содержание свободного диоксида кремния колеблется в значительных пределах - от 1 до 50% и более.

В состав пыли при добыче полиметаллических руд могут входить такие элементы, как оксиды железа, алюминия, кальция, магния, соединения меди, цинка и др.

По физико-химическим свойствам при бурении, взрывах, экскавации и погрузке пыль относится к свежеобразованной аэрозоли дезинтеграции; на автодорогах, при сдувании с бортов, отвалов она представляет собой старую (осевшую) аэрозоль.

Вредные газы. Основными источниками выделения вредных газов являются взрывные работы, работа автотранспорта, тепловозов, скреперов, бульдозеров, самовозгорание полезных ископаемых, процессы их окисления, естественное выделение газов из разрабатываемых месторождений, а также поступление в карьер загрязненного воздуха от расположенных вблизи обогатительных фабрик.

Атмосфера карьеров загрязняется оксидом углерода, оксидами азота, акролеином, формальдегидом, кроме того, могут встречаться сернистый газ, сероводород, метан, радон, торон.

Источниками оксида углерода являются работа двигателей машин и пожары. Оксиды азота образуются главным образом в процессе взрывных работ, а также поступают в воздух в составе выхлопных газов дизельных автомашин и другой техники.

Наряду с оксидами азота выхлопные газы содержат в своем составе формальдегид и акролеин. Сернистый газ скапливается на нижних горизонтах карьеров при разработке медно-колчедановых руд, бурых углей, особенно на участках, ранее подвергавшихся пожарам. Сероводород в атмосферу карьера поступает из межпластовых вод.

При добыче урановых и ториевых руд может происходить выделение радона и торона из скоплений в трещинах пород и межпластовых вод.

Углекислый газ в значительных концентрациях может скапливаться в углублениях на нижних горизонтах карьеров, уменьшая процентное содержание кислорода.

В результате инверсий и образования тумана могут иметь место опасные загрязнения атмосферы карьеров газами и дымом. Известны случаи значительного скопления выхлопных газов в атмосфере глубоких карьеров вследствие затруднения естественного проветривания при продолжительном штиле и инверсиях, что служило причиной вынужденного прекращения работ. Концентрация вредных газов при этом в десятки раз превышала предельно допустимую.

Внутрикарьерные инверсии зависят от климатических условий данной географической зоны, времени года, суток и особенно - от глубины карьера. В глубоких карьерах (300 м и более) инверсии на нижних уровнях карьерной атмосферы - довольно частое явление.

Взрывные работы являются источником массивного, но кратковременного загрязнения воздуха вредными газами. Уже через 15 - 20 мин как на месте взрыва, так и по ходу пылегазового облака концентрация оксидов углерода и азота бывает значительно ниже предельно допустимых величин. В связи с этим, если массовые взрывы проводятся между сменами, как в выходные дни, атмосфера карьера к началу смены практически не загрязнена взрывными газами. Однако вследствие неполноты взрывчатого разложения в отбитой горной породе происходят вторичные химические реакции, сопровождающиеся интенсивным выделением ядовитых веществ. Они адсорбируются пылью, кусками взорванной горной породы и заполняют пустоты и трещины. Непосредственно во время экскавации из отбитой горной массы могут выделяться оксиды азота и оксид углерода в опасных концентрациях. Во избежание отравления экскаваторщиков необходима принудительная дегазация блоков воздушно-водяной струей.

При гигиенической оценке атмосферы карьеров необходимо учитывать комбинацию вредных газов, в частности выхлопных газов автомобилей.

Проблема борьбы с вредными газами на открытых горных разработках уже сегодня является одной из актуальных гигиенических проблем. При дальнейшем углублении карьеров и использовании все более мощного автомобильного транспорта разработка и осуществление мероприятий по борьбе с газами будет являться одной из важнейших задач по созданию безопасных условий труда.

Шум и вибрация. Работа горных машин, применяемых при открытой добыче полезных ископаемых - эскаваторов, бульдозеров, буровых станков и ручных буровых инструментов, транспортных машин, - сопровождается в той или иной степени шумом и вибрацией. Их характеристики зависят от типа машин, цикла работы, степени изношенности механизмов, твердости горной массы, благоустройства кабины.

Шум современных гусеничных экскаваторов превышает допустимые величины на 10 - 15 дБ. Наибольшие уровни отмечаются в машинном отделении.

Несколько ниже уровни шума в кабинах машинистов шагающих экскаваторов. Близок к допустимым величинам шум роторных экскаваторов, работающих на угольных разрезах.

На буровых станках различных типов уровень шума в кабине машиниста и на рабочей площадке колеблется от 93 до 105 дБ при средне- и высокочастотном спектральном составе. Шум в кабинах автосамосвалов несколько превышает нормируемые параметры.

Все перечисленные выше горные машины являются источниками апериодической, непостоянной, средне- и низкочастотной вибрации.

Наиболее высокие уровни вибрации, как и шума, отмечаются на гусеничных экскаваторах. На шагающих экскаваторах вибрация, как правило, не превышает нормативных величин. Из бурильного оборудования наиболее выражена общая вибрация на станках шарошечного бурения: она превышает допустимые уровни для рабочих мест.

На автосамосвалах уровни общей вибрации зависят от типа машин, их состояния, состояния дорог, скорости движения, загруженности. Максимальные величины вибрации наблюдаются в диапазоне частот 1 - 4 Гц. При неблагоприятных условиях ее уровни могут превышать допустимые.

Кроме собственно вибрации, работа большинства горных машин сопровождается толчками - апериодическими смещениями различной амплитуды и «жесткости» (время нарастания толчка до его максимального значения).

На машиниста землеройных машин и водителя тяжелых автосамосвалов одномоментно действует высокочастотная локальная, вибрация через рычаги управления, рулевое колесо и общая вибрация рабочего места (кресла, рабочей площадки), толчки.

Заболеваемость рабочих

Заболеваемость с временной утратой трудоспособности рабочих различных карьеров неодинакова. Отмечается зависимость ее уровней от климатогеографических условий. Общий уровень заболеваемости (по числу случаев и дней нетрудоспособности на 100 работающих) рабочих карьеров больше, чем у рабочих обо­гатительных фабрик тех же рудоуправлений.

В структуре заболеваемости рабочих карьеров наибольший удельный вес занимают грипп и так называемые простудные за­болевания, в первую очередь респираторные заболевания, ангины, что может быть объяснено неблагоприятными микроклиматиче­скими условиями. Высок уровень заболеваний периферической нервной системы, и прежде всего пояснично-крестцовых радикулитов. По-видимому, на развитие невритов и радикулитов оказывают влияние (наряду с неблагоприятными микроклиматическими условиями) вынужденная рабочая поза, действие вибрации и толчков. Значительное место занимают желудочно-кишечные заболевания - как острые, так и хронические.

Уровень остальных нозологических форм в общей структуре заболеваемости рабочих карьеров мало отличается от показателей заболеваемости рабочих других отраслей промышленности.

У рабочих, занятых на открытых горных работах, зарегистрированы случаи профессиональных заболеваний (вибрационная болезнь, пневмокониоз).

В картине вибрационной болезни преобладает симптоматика, развивающаяся под влиянием общей вибрации. Эта форма вибрационной болезни обнаруживается у машинистов экскаваторов, реже у машинистов бурильных установок.

Описаны случаи вибрационной болезни у водителей автосамосвалов МЗ-525 с локальной симптоматикой (ангиоспастическим синдромом, невротическими и трофическими нарушениями) на правой руке, что обусловлено вибрацией рычага переключения скоростей.

Среди бурильщиков негабарита, работающих с ручными перфораторами, также возможна вибрационная болезнь, связанная с действием локальной вибрации.

Среди рабочих карьеров со стажем от 10 до 27 лет были выявлены случаи пневмокониоза I стадии интерстициальной формы.

Патология у этой группы горнорабочих характеризуется медленным развитием и сравнительно доброкачественным течением. Одним из существенных моментов, объясняющих доброкачественное течение пневмокопиоза и возникновение этого заболевания лишь при большом стаже работы, является непостоянное (интермиттирующее) действие пылевого фактора на карьерах.

ОЗДОРОВИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Оздоровительные мероприятия на открытых горных работах должны носить комплексный характер и быть направленными на профилактику вредного действия всех неблагоприятных факторов производственной среды.

Суровые климатические условия па большей части РФ, где ведутся открытые горные работы, стремление использовать горную технику беспрерывно в течение года с максимальной отдачей выдвигают на первый план проблему обеспечения надлежащих условий труда.

Радикальным средством предупреждения отрицательного действия неблагоприятных микроклиматических условий является наиболее полная механизация работ с размещением рабочих мест в специальных помещениях и кабинах горных машин. В целях улучшения условий труда горняков, занятых на открытых горных работах, необходимо в зимний период времени своевременно обеспечивать рабочих спецодеждой и обувью с хорошими теплозащитными свойствами. Рекомендуется оборудовать помещения для обогрева и приема горячей пищи в непосредственной близости от места работы, а также организовать при бытовых помещениях сушильные шкафы. Необходимы термоизоляция и отопление кабин горных машин.

С целью предупреждения обморожений и простудных заболеваний рабочих карьеров (при очень низких температурах и сочетании низких температур с ветром в условиях Крайнего Севера, Северо-Востока и других районов страны с суровым зимним климатом) предусматриваются дополнительные перерывы в работе, сокращение рабочего дня или прекращение работ.

Правильное определение нерабочих и сокращенных дней и дней с перерывами на обогревание имеет большое практическое значение. Местная санитарная служба должна активно участвовать в разработке постановлений о режимах труда.

Для рабочих карьеров, занятых работой на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях, обязательно устройство специальных помещений для обогрева и укрытия во время дождей. Температура в стационарных помещениях для обогрева должна быть не менее 20 ºС, в условиях Заполярья - 24 °С. В северных районах всем рабочим карьеров зимой должны выдаваться термосы или фляги с теплоизоляцией, предохраняющей жидкости от замерзания, заполненные кипятком или чаем.

В летнее время, в условиях жаркого климата, необходимо иметь защитные приспособления от избыточной инсоляции. Кондиционирование воздуха кабин горных машин - рациональное средство для улучшения условий труда. Необходима организация рационального питьевого режима работающих: они должны снабжаться подсоленной газированной водой.

В южных районах при стационарных помещениях должны быть оборудованы душевые установки с естественным подогревом воды для использования их в теплое время года. В летнее время должны быть оборудованы дополнительно передвижные места отдыха под тентами, расположенные не далее 100 м от рабочих мест. Для защиты от солнечной радиации в карьерах, расположенных на юге РФ, разработаны навесы с крышей из легких тканей и синтетических материалов, затеняющие рабочие места на большой площади. Испытание таких навесов дало хорошие результаты.

Устройство и оборудование других санитарно-бытовых помещений должно отвечать требованиям СНиП «Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. Нормы проектирования». В состав бытовых помещений должны входить: гардеробы для уличной и домашней одежды, помещения для сушки и обеспыливания рабочей одежды, душевые, уборные, прачечная, мастерские по ремонту спецодежды и спецобуви, помещение для чистки и мойки обуви, питьевая и кипятильная станция для питьевой воды, помещение для питьевых фляг, респираторная, помещения для личной гигиены женщин, здравпункт.

Мероприятия по борьбе с пылью проводятся в нескольких направлениях: применение средств предупреждения пылеобразования, снижение его интенсивности и удаление пыли путем естественного или искусственного проветривания. При бурении предупреждение избыточного выделения пыли достигается использованием метода сухого пылеулавливания с полной или частичной очисткой воздуха от пыли, а также применением мокрого бурения. При экскавации эффективным средством борьбы с выделением пыли является орошение забоев водой. Предупреждение интенсивного пылеобразования в карьерах осуществляется также путем применения покрытий автодорог бетонными или железобетонными плитами, увлажнением дорог водой или солевыми растворами. С целью укрепления поверхности дорог производится их обработка гранулированным хлористым кальцием, водно-асфальтовой эмульсией, сульфатом магния и другими реагентами.

Борьба с пылью от внешних источников предусматривает озеленение территории (посев трав, посадка кустарников, деревьев); устройство водоемов и оросительных каналов; рациональное взаимное положение карьеров с учетом розы ветров. Удаление пыли из карьеров осуществляется путем организации рациональной вентиляции карьеров. Наиболее эффективным является естественное проветривание за счет силы ветра и разности температур.

При проектировании следует стремиться к тому, чтобы углы наклона бортов карьеров были пологими, следует учитывать направление господствующих ветров. Лучшему проветриванию способствует равномерная отработка уступов.

Кабины горных машин и механизмов, а также транспортных средств должны быть надежно защищены от пыли и иметь вентиляционные устройства, оборудованные воздухоочистительными установками. Оптимальным способом оборудования кабин является применение кондиционирования воздуха с системой очистки последнего от пыли. В отдельных случаях необходимо использовать индивидуальные средства защиты (респираторы).

Запыленность воздуха на рабочих местах не должна превышать предельно допустимых концентраций (см. ниже).

Характеристика пыли	Предельно допустимая концентрация, мг/м3
Пыль, содержащая более 70% свободной SiO2	1
Пыль, содержащая от 10 до 70% свободной SiO2	2
Асбестовая пыль и пыль смешанная, содержащая более 10% асбеста	2
Пыль талька, слюды флагонита и мусковита	4
Пыль апатита, фосфорита, содержащая менее 10% свободной SiO2	6
Пыль глин, минералов и их смесей, не содержащих свободной SiO2	6
Пыль угольная и угольнопородная, содержащая более 10% свободной SiO2	2
Пыль угольная, содержащая от 2 до 10% свободной SiO2	4
Пыль угольная, содержащая свободной SiO2 менее 2%	10

Хороший эффект получен при использовании каталитических нейтрализаторов.

Снижение газовыделений в карьерах осуществляется путем предупреждения самовозгорания полезных ископаемых, предотвращения притока и скопления межпластовых вод, содержащих вредные газы. Перспективным средством снижения загазованности воздуха карьеров является электрификация карьерного транспорта.

Снижение концентраций выхлопных газов достигается с помощью устройств для очистки выхлопных газов. Большое значение имеет содержание двигателей в исправном состоянии.

В случае скопления вредных газов (при инверсиях) в опасных концентрациях работы в карьерах следует приостановить. Существенному снижению загазованности карьеров послужит предусмотренное отраслевыми планами экономического и социального развития расширение применения электрифицированного железнодорожного транспорта на глубоких горизонтах карьеров.

Комплекс мероприятий по уменьшению шума и вибрации горного оборудования можно разделить на организационные и технические. К числу организационных мероприятий относятся: установление специальных правил эксплуатации оборудования, не соответствующего по параметрам шума и вибрации гигиеническим требованиям; контроль уровня шума и вибрации на рабочих местах; выбор рационального режима труда; рациональное размещение оборудования; сокращение времени контакта рабочих с шумом и вибрацией путем создания бригад с взаимозаменяемыми профессиями и др.

Технические мероприятия по снижению шума и вибрации должны проводить, как правило, предприятия-изготовители горной техники и в порядке исключения - ее потребители. Среди технических мероприятий различают активный (под которым понимают все методы снижения шума в источнике возникновения) и пассивный способ, включающий все строительно-акустические методы уменьшения шума возле источника, на пути его распространения от источника к рабочему месту и на самом рабочем месте.

Технические меры по снижению вибрации на горном оборудовании сводятся к борьбе с самовозбуждающимися колебаниями, снижению вибрации в источнике возникновения, виброизоляции и виброгашению.

В настоящее время имеется большое число конструкций кресел для машинистов с различными типами амортизаторов.

Места частого пребывания рабочих в машинном отделении должны иметь коврики или настилы из виброгасящего материала. Оптимальным в гигиеническом отношении является дистанционное управление машинами и оборудованием с созданием благоустроенных мест управления.

Уменьшению вибрации и сотрясений автотранспорта способствуют качественные покрытия дорог. Система медицинских мер профилактики вредного действия шума и вибрации изложена в соответствующих разделах учебника.

Медико-санитарное обслуживание на карьерах осуществляется в зависимости от количества работающих в соответствии с действующим санитарным законодательством и приказами министра здравоохранения.

Все рабочие, поступающие на открытые горные работы, должны проходить предварительный и периодический медицинский осмотры в соответствии с приказом министра здравоохранения №90 и №83.