Основные производственные вредности при добыче угля и меры оздоровления

Условия труда при добыче угля в основном определяются следующими факторами: пыль, токсичные газы, неблагоприятные метеорологические условия, неудовлетворительное освещение, вибрация, шум.

Газовый состав рудничной атмосферы

Наиболее распространенными в подземных выработках газами, представляющими практический интерес для санитарного врача, являются: метан (СН₄), углекислый газ (CO₂), кислород (O₂), окись углерода (CO), окислы азота, сероводород (H₂S). В соответствии с правилами по технике безопасности * шахты разделяются на газовые и негазовые. К газовым относятся те шахты, в которых происходит выделение метана. Шахты, в которых за сутки выделяется 5 м³ метана на тонну суточной добычи, относятся по газовости к I категории, при выделении 5—10 м³ метана — ко II категории, 10—15 м³ — к III категории, больше 15 м³ метана — к сверхкатегорийным.

Метан возникает в процессе образования угля. Он содержится в пласте угля, причем распределяется примерно равномерно в массе пласта или накапливается в образовавшихся в пласте угля полостях. В угле метан находится под давлением 2—3 атм и, естественно, при разработке пласта вследствие разности давления выделяется в атмосферу выработок.

С гигиенической точки зрения метан не представляет особой опасности: в сравнительно больших концентрациях он является слабым наркотиком. Однако при значительном его скоплении в забое возможно вытеснение кислорода и тем самым создание условий для возникновения асфиксии у работающих. Основная опасность выделения метана, особенно внезапных выбросов, заключается в его способности образовывать с кислородом смесь, которая при наличии источников огня взрывается. Нижний предел взрываемости метана в смеси с воздухом — 5,5%, высший предел —13,5%; наиболее сильный взрыв происходит при концентрации метана 9,5%.

Источниками нагревания гремучей смеси в подземных выработках могут служить курение в шахте, открывание бензиновых ламп, неисправность предохранительных ламп, неправильная отпалка шпуров, рудничные пожары, искры электрические или вызванные ударом двух твердых тел (например, при работе горных механизмов).

Согласно правилам по технике безопасности, при ведении горных работ допускается содержание метана в воздухе не более 1% в исходящей из участка струе и не более 0,75% в общей исходящей струе. При содержании метана в количестве 2% и более рабочих из забоя удаляют.

Для предупреждения взрыва метана применяются следующие меры: 1) предупреждение образования гремучей смеси в основном путем эффективного проветривания выработок; 2) предотвращения взрыва метана устранением открытого огня в подземных выработках (зажигание спичек, курение, неисправные бензиновые лампы, открытые искрящие электромоторы и др.).

Для предупреждения удушения вследствие вытеснения кислорода используются индивидуальные меры защиты — кислородные аппараты, которые применяют горноспасатели при выполнении аварийных работ. Текущий контроль за выделением метана осуществляется при помощи специальных приборов шахтных интерферометров и по высоте пламени бензиновой безопасной лампы, а систематический — химическими лабораториями.

Углекислый газ в подземных выработках может представить опасность в том случае, если он накапливается за счет уменьшения содержания кислорода. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в подземных выработках, согласно правилам безопасности — 0,5%. Если для газовых шахт основным показателем загрязнения воздуха является метан, то для шахт без выделения метана таким показателем служит углекислый газ.

Углекислый газ, как и метан, возникает и процессе образования угля и содержится в пласте; аналогичны и причины его выделения.

Около 80—90% углекислого газа, попадающего в атмосферу выработок, выделяется из угля; на остальные источники, в частности на процесс окисления, приходится не более 10—20%.

Кислород в атмосфере подземных выработок, согласно правилам безопасности, должен составлять не менее 20%. Количество кислорода в подземных выработках нужно всегда рассматривать в связи с содержанием углекислого газа; наблюдаются различные соотношения этих газов. Если процентное содержание кислорода уменьшилось, то на столько же процентов увеличилось содержание углекислого газа за счет окисления угля.

Если уменьшение кислорода незначительно, а увеличение углекислого газа повышено, нужно думать, что углекислый газ поступает из других источников, в основном из угля. Возможно значительное снижение количества кислорода при низком содержании углекислого газа, что говорит о сорбции кислорода углем, причем без окисления его.

Окись углерода образуется в шахте в основном при взрывных работах и в редких случаях при подземных пожарах. Опасность отравления при взрывных работах возможна после взрыва, когда работу начинают в недостаточно проветренном забое и особенно во время разработки породы, когда освобождаются накопившиеся между ее кусками газы.

Образование окиси углерода при взрывных работах зависит от ряда причин: состава взрывчатого вещества, способа взрывания, детонатора и др. Значительную роль играет кислородный баланс взрывчатого вещества; чем он выше, тем меньше образуется окиси углерода. С этой точки зрения следует предпочитать взрывчатые вещества с высоким содержанием селитры и поэтому богатые кислородом.

Принципиально вопрос о полном оздоровлении условий труда в связи со взрывными работами может быть решен путем применения жидких газов (углекислоты и воздуха). Однако эти рациональные предложения по соображениям экономическим еще не могут быть реализованы. Весьма эффективным мероприятием по борьбе со взрывными газами является рациональное проветривание забоев после отпалки шпуров и во время разборки породы. Время прихода рабочих в забой после отпалки шпуров необходимо установить в зависимости от концентрации в воздухе взрывных газов.

Окислы азота образуются одновременно с окисью углерода при взрывных работах. Причиной образования их является несовершенная детонация взрывчатого вещества. Особенно много образуется окислов азота в случае применения взрывчатого вещества, содержащего большой процент аммиачной селитры. В условиях подземных выработок для снижения концентраций окислов азота проводятся те же мероприятия, что и для удаления окиси углерода.

Причины образования сероводорода в подземных выработках неизвестны. Обычно выделения этого газа носят гнездный характер. Пока единственной мерой борьбы с повышенным содержанием сероводорода в подземных выработках является хорошее проветривание их.

На открытых работах по добыче угля могут иметь значение взрывные газы в случаях применения буровзрывного способа добычи или газы, в основном окись углерода и сернистый газ, выделяющиеся из очагов самовозгорания угля. Особенно много газов может выделяться из старых, неликвидированных очагов самовозгорания угля. Исследования показали, что концентрация окиси углерода увеличивается с углублением карьера. Так, в Коркинском карьере на глубине 260 м концентрация окиси углерода в 2—3 раза больше, чем на глубине 115 м. Кроме того, источником газовыделений на открытых горных работах могут быть автотранспорт, бульдозеры, скреперы и др. При их работе может выделяться окись углерода, акролеин и др.

* «Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах» (1964).