Ядовитые и взрывчатые газы рудничного воздуха

Рудничная аэрология

Рудничная аэрология – наука, изучающая свойства рудничной атмосферы, законы движения рудничного воздуха, перенос газообразных примесей, пыли и тепла в горных выработках и в прилегающем к выработкам массиве горных пород.

Основные разделы:

– рудничная атмосфера;

– рудничная аэродинамика;

– рудничная газовая динамика;

– динамика рудничных аэрозолей

– рудничная термодинамика.

Атмосферный воздух. Состав атмосферного воздуха.

Атмосферный воздух – это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли.

Составные части атмосферного воздуха:

– Азот (N2) 78%;

– Кислород (О2) 21%;

– Аргон 0,9%

– Углекислый газ 0,04%

– Другие газы 0,06%.

Рудничный воздух.

Рудничный воздух – это смесь газов, паров и некоторого количества пыли, заполняющая горные выработки.

Изменения состава рудничного воздуха по сравнению с атмосферным воздухом сводятся к:

– уменьшению содержания кислорода;

– увеличению содержания углекислого газа и азота;

– появлению ядовитых и взрывоопасных газов;

– изменению температуры, влажности и давления.

Рудничный воздух подразделяется на свежий (чистый) и отработанный (загрязнённый).

Свежий воздух – это воздух, в котором содержание вредных и ядовитых газов и пыли не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК).

Отработанный воздух – это воздух, в котором содержание вредных и ядовитых газов и пыли превышает ПДК.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – это такие концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение восьми часов, но не более 41 ч в неделю, за весь рабочий стаж не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и будущих поколений.

Кислород (О₂) – газ без цвета, запаха и вкуса. Удельный вес его относительно воздуха 1,11. Кислород легко соединяется с различными газами, поддерживает горение и дыхание.

Уменьшение содержания кислорода в рудничном воздухе происходит вследствие процессов окисления древесины, сернистых руд и пород, в результате рудничных пожаров, взрывов газов и пыли, дыхания людей.

При понижении содержания кислорода в воздухе до 17% у человека наблюдается одышка и учащенное сердцебиение, при содержании ниже 12% рудничная атмосфера становится смертельно опасной. Согласно правилам безопасности, содержание кислорода в действующих горных выработках должно быть не менее 20%.

Ядовитые и взрывчатые газы рудничного воздуха

Азот (N₂) – газ без цвета, запаха и вкуса; удельный вес относительно воздуха 0,97. Он не поддерживает дыхания и горения.

Источники выделения N₂:

– взрывные работы

– гниение органических веществ;

– выделение из полезного ископаемого и породы.

ПДК

Правилами безопасности не нормируется.

Углекислый газ (СО₂) – бесцветный, со слабокислым вкусом, легко растворим в воде. Удельный вес составляет 1,52.

Источники выделения СО₂:

– взрывные работы;

– выделение из горных пород и рудничных вод;

– окисление пород;

– гниение древесины;

– дыхание людей.

Воздействие на организм человека СО₂

0,1 – 0,2% – стимулирует дыхание, но при дальнейшем увеличении действует отравляюще;

3% – дыхание учащается в два раза;

6% – появляется сильная одышка и слабость;

10% – наступает обморочное состояние;

20 – 25% – возможно смертельное отравление.

ПДК СО₂

0,5% – в действующих забоях;

0,75% – в общей исходящей струе шахты.

Окись углерода (СО) – ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Удельный вес его 0,97.

Источники выделения СО

– рудничные пожары;

– взрывные работа;

– работа ДВС;

– взрывы метана

Взрывчатые свойства СО

При содержании от 13 до 75% образуется взрывчатая смесь. Наибольшая сила взрыва при содержании около 30%. Окись углерода является наиболее частой причиной отравления.

Воздействие на организм человека СО

Три степени отравления окисью углерода:

1) слабое, выражающееся в головной боли, шуме в ушах, головокружении и сердцебиении;

2) сильное, которое выражается вышеуказанными симптомами, а кроме того, потерей способности двигаться и приту­плением сознания;

3) смертельно опасное, сопровождающееся по­терей сознания и судорогами.

ПДК СО

ПБ допускается содержание СО в рудничном воздухе не более 0,0016% по объему. Допуск людей к работе разрешается при концентрации 0,008%, но при условии дальнейшего искусственного проветривания выработки в течение не менее двух часов.

Окислы азота (NO₂ и N₂O₅). Они имеют бурый цвет и хорошо растворяются в воде.

Источники выделения:

– образуются при взрывных работах

Воздействие на организм человека

Окислы азота очень ядовиты и содержание их в рудничном воздухе даже в ничтожных количествах действует раздражающе на слизистую оболочку глаз, носа, рта, а также на бронхи и легкие. Смертельное отравление может наступить при содержании окислов азота 0,025% по объему. Характерной особенностью этих газов является то, что отравление происходит не сразу, а спустя 4 – 30 ч после его вдыхания.

ПДК (NO₂ и N₂O₅)

ПБ допускают содержание в рудничном воздухе окиси азота в пересчете на N₂O₅ не более 0,0001% по объему.

Для уменьшения образования окислов азота на подземных работах рекомендуется применять взрывчатые вещества с нулевым или небольшим отрицательным кислородным балансом, а также орошать водой забой и взорванную горную массу.

Сероводород (H₂S) – бесцветный, сильно ядовитый газ с характерным запахом тухлых яиц и сладковатым вкусом. Удельный вес его 1,19. Сероводород легко растворяется в воде,

Взрывчатые свойства H₂S

Горит на воздухе, а при содержании его в воздухе от 6 до 45% образует взрывчатую смесь.

Воздействие на организм человека H₂S

При незначительной концентрации сероводород сильно раз­дражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, а при со­держании его в воздухе 0,05% происходит опасное отравление. Допустимая концентрация в рудничном воздухе 0,00066% по объему.

Источники выделения H₂S:

– гниение органических веществ,

– выделение из горных пород и минеральных источников,

– разложение водой серного колчедана и др.

Сернистый газ (SO₂) бесцветен, обладает острым вкусом и запахом. Удельный вес его 2,2.

Воздействие на организм человека SO₂

Присутствие этого газа даже в весьма малом количестве вызывает разъедание слизистой оболочки глаз. Концентрация его свыше 0,05% опасна для жизни даже при кратковременном вдыхании.

ПДК SO₂

В рудничном воздухе разрешается присутствие SO₂ в количестве не более 0,0007% по объему.

Источники выделения SO₂

– взрывные работы по серосодержащим породам,

– рудничные пожары,

– выделение из пород вместе с метаном или сероводородом.

Метан (СН₄) является одной из наиболее опасных примесей рудничного воздуха. Выделение его наиболее часто наблюдается в угольных шахтах. Метан — газ без цвета, запаха и вкуса. Удельный его вес 0,554%, поэтому легко скапливается вверху выработки. В воде он растворяется плохо; не ядовит, но дыхания не поддержи­вает. Содержание метана в рудничной атмосфере до 5% безопасно для человека, но при 24% дыхание затрудняется, а при 40—43% наступает смерть.

Наиболее характерным свойством метана является его способ­ность гореть и в смеси с воздухом взрываться. Наиболее опасной в отношении взрываемости является концентрация 5—16%. При концентрации более 16% смесь метана с воздухом перестает быть взрывчатой. Правила безопасности допускают содержание метана взабоях не более 1%, а в общей исходящей v струе не более 0,75%.

Рудничная пыль

Рудничная пыль – это мельчайшие частицы полезного ископаемого и пустой породы, которые длительное время могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе горных выработок.

Рудничная пыль может быть причиной взрывов рудничной атмосферы и ряда профессиональных заболеваний.

Пыль, образующаяся в железорудных шахтах, не взрывается, но может вызвать профессиональные заболевания, называемые пневмокониозами.

Виды пневмокониозов:

– асбетоз (асбестовая пыль),

– силикоз (кремниевая пыль),

– антракоз (угольная пыль).

Источники образования рудничной пыли:

– буровые работы (50 – 85% пыли),

– взрывные работы (40 – 20%),

– доставка руды из забоя и погрузочно-разгрузочные работы (10 – 5%).

Инженерно-технические мероприятия по борьбе с пылью включают:

– эффективное проветривание,

– бурение шпуров и скважин с промывкой водой,

– применение распыленной воды для предупреждения образования и осаждения пыли,

– сухое пылеулавливание.

Породы, содержащие более 10% свободной двуокиси кремния, являются силикозоопасными.

Действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Вследствие такого раздражения возникает небольшой зуд, неприятное ощущение, а при расчесах может появиться покраснение и некоторая припухлость кожного покрова, что свидетельствует о воспалительном процессе.

Пылинки могут проникать в поры потовых и сальных желез, закупоривая их и тем самым затрудняя их функции. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины, сыпи. Попавшие вместе с пылью микробы в закупоренных протоках сальных желез могут развиваться, вызывая гнойничковые заболевания кожи - пиодермии. Закупорка потовых желез пылью в условиях высоких температур способствует уменьшению потоотделения и тем самым затрудняет терморегуляцию.

Некоторые токсические пыли при попадании на кожный покров вызывают его химическое раздражение, выражающееся в появлении зуда, красноты, припухлости, а иногда и язвочек. Чаще всего такими свойствами обладают пыли химических веществ (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция и др.).

При попадании пыли на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей ее раздражающее действие, как механическое, так и химическое, проявляется наиболее ярко. Слизистые оболочки по сравнению с кожным покровом более тонки и нежны, их раздражают все виды пыли, не только химических веществ или с острыми гранями, но и аморфные, волокнистые и др.

Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек - конъюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении.

На органы пищеварения могут оказывать действие лишь некоторые токсические пыли, которые, попав туда даже в относительно небольшом количестве, всасываются и вызывают интоксикацию (отравление). Нетоксические пыли какого-либо заметного неблагоприятного действия на органы пищеварения не оказывают.

Действие пыли на верхние дыхательные пути сводится к их раздражению, а при длительном воздействии - к воспалению. В начальных стадиях оно проявляется в виде першения в горле, кашля, отхаркивания грязной мокротой. Затем появляется сухость слизистых, сокращение отделения мокроты, сухой кашель, хрипота; в некоторых случаях при воздействии пыли химических веществ могут появиться изъязвления слизистой оболочки носа.

Наибольшую опасность представляют токсические пыли при попадании их в более глубокие участки органов дыхания, то есть в легкие, где, задерживаясь на длительный период и имея разветвленную поверхность соприкосновения с тканью легкого (в бронхиолах и альвеолах), они могут быстро всасываться в большом количестве и оказывать раздражающее и обще токсическое действие, вызывая интоксикацию организма.

Нетоксические пыли, задерживаясь в легких длительное время, постепенно вызывают разрастание вокруг каждой пылинки соединительной ткани, которая не способна воспринимать кислород из вдыхаемого воздуха, насыщать им кровь и выделять при выдохе углекислоту, как это делает нормальная легочная ткань. Процесс разрастания соединительной ткани протекает медленно, как правило, годами. Однако при длительном стаже работы в условиях высокой запыленности разросшаяся соединительная ткань постепенно замещает легочную, снижая, таким образом, основную функцию легких - усвоение кислорода и отдачу углекислоты. Длительная недостаточность кислорода приводит к одышке при быстрой ходьбе или работе, ослаблению организма, понижению работоспособности, снижению сопротивляемости организма инфекционным и другим заболеваниям, изменениям функционального состояния других органов и систем. Вследствие воздействия нетоксической пыли на органы дыхания развиваются специфические заболевания – пневмокониозы.

Контроль состояния атмосферы карьеров осуществляется не реже одного раза в квартал и после каждого изменения технологии работ Места отбора проб и их периодичность устанавливаются графиком, утвержденным техническим руководителем организации.

Возобновление технологических работ после производства массовых взрывов разрешается по мере получения сведений от специализированного профессионального аварийно-спасательного формирования о снижении концентрации ядовитых продуктов взрыва в воздухе до установленных санитарных норм, рассеивания пылевого облака, полного восстановления видимости и осмотра мест взрыва ответственным лицом, но не ранее чем через 30 мин после взрыва.

Во всех случаях, когда содержание вредных газов или запыленность воздуха превышают установленные нормы, должны быть приняты меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда.

ПДК и классы опасности пылей, наиболее часто встречающихся в атмосфере карьеров, представлены в табл.

Табл. 1 Пылевые примеси, наиболее часто встречающиеся в атмосфере карьеров

Характеристика пыли	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Пыль, содержащая более 70% свободной SiO2	1	3
Пыль, содержащая более 10% свободной SiO2 и более 10% асбеста	2	3
Пыль гранита	2	3
Асбестовая пыль и пыль смешанная, содержащая более 10% асбеста	2	3
Пыль силикатов (тальк, оливин и др.), содержащая менее 10% свободной SiO2	4	3
Пыль слюды-сырца с примесью свободной SiO2 до 28%	2	3
Пыль слюды (флогопит, мусковит)	4	3
Пыль барита, апатита, фосфорита, цемента, содержащая менее 10% SiO2	6	4
Пыль глин, цемента, минералов и их смесей, не содержащих свободной SiO2	10	4
Пыль угольная и углепородная, содержащая до 10% свободной SiO2	4	3
То же, при содержании от 10 до 70% SiO2	2	3
Пыль угольная, не содержащая свободной SiO2	10	4
Прочие виды минеральной и растительной пыли, не содержащие SiO2 и примесей токсичных веществ	10	4

Рабочим этих шахт предоставляется дополнительный отпуск на 24 рабочих дня, периодический отдых в профилакториях и льготное санаторно-курортное лечение. Лиц с обнаруженными признаками заболевания силикозом переводят на работы, не связанные с запыленной атмосферой.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: