VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Интенсивное развитие угольной промышленности приводит к ухудшению здоровья трудоспособного населения страны. Защита горнорабочих от пылевых выбросов промышленных предприятий является одной из сложнейших задач современной науке об охране труда.

По оценкам МОТ, ежегодно промышленная пыль уносит примерно 100 тысяч жизней, а в запыленной атмосфере антракоз развивается в среднем за 10 лет, однако, в некоторых случаях болезнь наступает в течение 6 месяцев. [1].

Негативное воздействие суровых природно-климатических условий, характерных для карьеров криолитозоны, является одной из основных причин производственной заболеваемости. В условиях низких отрицательных температур увеличиваются энергетические затраты работника, изменяются физико-механические характеристики пород, а соответственно и пылевая нагрузка носит нестационарный характер.

В настоящее время в ряде стран осуществлен переход на нормирование содержания в воздушной среде частиц пыли с размерами не более 2,5 мкм или 10 мкм. Наиболее вредными являются частицы крупностью менее 10 мкм, которые задерживаются верхними дыхательными путями, и частицы крупностью 0,5-5 мкм, которые проникают в легкие и задерживаются там [1]. Еще проф. Е.А.Видгорчик подтвердил эмпирически, что тонкая пыль (0,5 мкм и ниже) задерживается в легких до 57-90%. В Российской Федерации нормирование запыленности воздушной среды осуществляется без учета дисперсного состава пыли.

Основным направлением снижения уровня запыленности атмосферы карьеров является его пылеподавление. Для снижения интенсивности пылевыделения с открытых поверхностей применяют орошение водой с химически активными веществами, закреплением битумной эмульсией и латексом, озеленением нерабочих площадей и гидропосевом [1]. Большинство из них обладает высокой эффективностью в летний период, в зимний наоборот - обстановка меняется в отрицательную сторону: климат района предопределяет интенсивность и степень загрязнения атмосферы пылью, дальность и направление распространения пылевых частиц. Наибольшая запыленность наблюдается в период с декабря по февраль при переработке «вымороженных» (т.е. дегидрированных), углей, подвергшихся воздействию температур в диапазоне от -25 до -50 ⁰С [2].

Разработана новая методика оценки эффективности зимнего пылеподавления в карьерах, позволяющая количественно оценить необходимый уровень пылеподавления для минимизации риска возникновения профессиональных заболеваний, обусловленных негативным действием пыли на организм горнорабочих. Основная идея методики заключается в том, что тяжесть работы в зимний период в отличие от летнего возрастает, т.е. одна и та же работа требует разных энергетических затрат. Помимо этого, при увеличении энергозатрат повышается частота дыхания, что ведет к увеличению количества пыли, оседающей в легких, а это, в свою очередь, повышает риск профессиональной заболеваемости в 1,5 раза.

Методика оценки состоит в следующем. Введем коэффициент эффективности k_эф (формула 1), показывающий отношение количества пыли, поглощаемой работником в зимний период к летнему.

(1)

где n_З – количество пыли, поглощенной работником в зимний период, мг/смену; n_{Л —} количество пыли, поглощенной работников в летний период, мг/смену.

При этом каждое количество пыли, поступающей в организм, определяется как произведение концентрации пыли, вдыхаемой работником в течении смены на объем воздуха, вдыхаемый работником (формула 2 и 3).

Для летнего периода:

(2)

где - концентрация мелкодисперсной пыли, вдыхаемой работником в течение смены, мг/м³*смену,

- объем воздуха, вдыхаемого работником в течение смены, м³

Для зимнего периода:

(3)

где - концентрация мелкодисперсной пыли, вдыхаемой работником в течение смены, мг/м³*смену,

- объем воздуха, вдыхаемого работником в течение смены, м³

Параметры и являются функцией температуры воздуха и пород, т. е. объем вдыхаемого воздуха зависит от изменения энергозатрат рабочего при выполнении однотипных работ в зимний период (формула 4), а концентрация мелкодисперсной пыли зависит от трех функций, это: изменение степени пылеподавления в зимний период по сравнению с летним, изменение концентрации мелкодисперсной пыли с понижением температуры и изменение объема вдыхаемого воздуха в зимний период по сравнению с летним (формула 5).

(4)

где - изменение энергозатрат рабочего при выполнении однотипных работ в зимний период, Дж/с

(5)

Подставляя полученные выражения (2)-(5) в уравнение (1) найдем:

(6)

или (7)

Приравняв , т. е. количество пыли, поступающей в организм в зимний период не должно превышать аналогичный показатель в летний, можно определить необходимый уровень совершенствования процессов зимнего пылеподавления для различных процессов горного производства в зимний период (формула 8).

(8)

Таким образом, определив экспериментальным путем искомые функции можно сформулировать требования к новым способам и средствам пылеподавления в зависимости от температуры воздуха в зимний период.

Представленная методика позволяет количественно оценить вредную для легких рабочих пыль и наглядно показать влияние таких факторов, как изменение энергозатрат от скорости дыхания и зависимость циклов промерзания-оттаивания на образование мелкодисперсной фракции. Использование новой методики оценки труда по пылевому фактору, учитывающей климатические условия, позволит выявить слабые звенья в системе обеспечения промышленной безопасности, разработать эффективные меры для борьбы с пылью, опасной для вдыхания и минимизировать риск профессионально-обусловленных заболеваний легких.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бульбашев А.П., Шувалов Ю.В., «Борьба с пылью на карьерах по добыче строительных материалов».- Санкт-Петербург: Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ). - 2006.- с. 208.

2. Романченко С.Б., Руденко Ю.Ф., Костеренко В.Н., «Пылевая динамика в угольных шахтах» - М.:Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011.- с. 256.

Код для цитирования: Скопировать