5.1 Пил - як джерело небезпеки
Найбільше пилоутворення в сучасних вугільних шахтах має місце при роботі виїмкових і прохідницьких комбайнів. Недотримання при цьому технології виїмки вугілля і проведення виробок і вимог протипилових заходів призводить до того, що в атмосферу виробок надходить значна кількість пилу. У міру підвищення вироб-водительности вугільних і прохідницьких комбайнів і глибини розробок зростає інтенсив-ність пиловідкладення. Без застосування засобів знепилювання запиленість повітря у вибоях в сотні, а іноді і в тисячі разів перевищує гранично допустиму концентрацію (ГДК).
Так, при роботі вугільних комбайнів барабанного і шнекового типу утворюється від 1 до 5 кг пилу на 1 т вугілля, що видобувається. В результаті цього при середній продуктивності кому -байна 100 кг / с запиленість повітря в лаві без застосування засобів знепилювання може досягати 5-8 г / м 3 і більше, що майже в тисячу разів перевищує ГДК, але практично вовсех випадках менш нижньої межі вибуховості пилу .
Таких же величин досягає запиленість повітря і в забоях підготовчих виробок-ток, що проводяться по вугіллю. Особливо висока запиленість утворюється в зоні роботи викон-Передачі органів прохідницьких комбайнів фрезерного типу. Так, без зрошення в 0,5 м від фрези концентрація пилу в повітрі досягає 4,6-12,3. а в окремих забоях 19,8-25,8 г / м 3.
При останньої концентрації можуть статися займання пилу і її вибух.
Інтенсивне утворення пилу спостерігається при навантаженні гірської маси на конвеєр, на Пересипу і перевантажити, під час пересування секцій механізованого кріплення.
Дрібний пил (аерозоль) з розмірами частинок менше 50 мк переноситься вентиляційним потоком по гірських виробках на значні відстані. Більші фракції пилу скупчуються на грунті виробок в безпосередній близькості від джерел пилеобразо- вання. Пил, що осів пил (аерогель) вибухонебезпечна.
Вугільний пил, як і інші органічні пилу, вибухонебезпечна. Завжди вибухові пилу вугілля, що містять 42 мг і більше метану на 1 г сухої і беззольной маси або містять понад 15% летючих горючих речовин. Нижня межа вибуховості для найнебезпечнішою пилу вугілля марки Д дорівнює 17-18 г / м 3. а для марок Т і ПА - 300 г / м 3. Для відкладеного пилу нижня межа вибуховості приблизно в 2,5 рази вище, ніж для зваженої. Тому при відкладеннях вугільного пилу в кількості більше 30 г на 1 м 2 вироблення стає вибухо-воопасной.
При певних умовах - достатній вміст у вугіллі летючих речовин. визна-лённой крупності пилинок і її концентрації - вугільний пил у завислому стані вибухає від джерела тепла і підтримує вибух метано-повітряної суміші.
При змісті летючих речовин до 15% вугільний пил відноситься до слабовзривчатой, при їх більшому вмісті - до небезпечної по вибуховості.
Вибуховість вугільного пилу підвищує наявність метану в атмосфері гірничих виробок. При концентрації метану 2% нижня межа вибуховості пилу знижується до 3-40 г / м 3. Встановлено, що в 96% випадків джерелом займання пилу були спалах метану.
В процесі вибуху бере участь вугільний пил певної крупності від 0,01 до 1,0 мм в діаметрі. Найбільш вибухонебезпечна пил з розміром частинок 10-75 мк. Вибух вугільного пилу як і метану супроводжується прямим і зворотним ударами. При прямому (першому) ударі в виробленні утворюється дуже висока температура і відбувається підняття у зважений стан значної кількості осілого пилу за рахунок струсу виработ-ки. Так як в зоні вибуху температура висока, а перейшла у зважений стан пил є додатковим матеріалом вибуху, то відбувається вторинний (зворотний удар), руйнівна сила якої в багато разів вище первинного удару. Таким чином, вторинний удар і завершує руйнівну роботу вибуху в гірських виробках.
Для виникнення вибуху пилу (як і метану) потрібно джерело займання. Таки-ми джерелами можуть бути: полум'я від вибуху ВВ; нагріті предмети і поверхні; відкритому-тое полум'я; електричні іскри і іскри механічного походження (іскри від тертя по піриту, піщаниках і металевих поверхонь, іскри при ударах і т.п.).
Аналіз відбулися за останні роки аварій показує, що більше 80% всіх випадків відбувається в підготовчих і тільки 10-20% в очисних виробках
Слід зазначити, що вибухи, в яких бере участь вугільний пил, за своїми розмірами і наслідків значно перевищують вибухи метану, про що свідчать наведені нижче приклади.
Приклад 1. На шахті "Пионерка" ПО "Ленінскуголь" при збійки конвеєрного штреку з північним колійним ухилом відбулося закорочування вентиляційного струменя, в результаті чого витрата повітря в монтажній камері №6 зменшився з 240 до 10 м 3 / хв, аконцентрація метану зросла з 0 , 4 до 4-6%. Незважаючи на це, на ділянці велися роботи по проходці виробок протягом 2-х днів. Через відсутність зрошення на комбайнах і не-виконання заходів з прибирання та зв'язування відклався вугільного пилу вироблення ділянки на всьому протязі перебували в пиловибухонебезпечного стані. Джерелом вос-пламененія метано-повітряної суміші послужило іскріння в електричному кабелі, повреж-дённом обрушилися в камері породами покрівлі і металевими верхняками. Економ -ческій збиток від цієї аварії перевищив збиток від всіх інших вибухів метано-повітряної суміші, в яких не брала участь вугільний пил.
Приклад 3.Вследствіе порушення вимог безпечного ведення робіт в 1985 р при вибухових роботах в забоях підготовчих виробок сталися вибухи метану і вугільного пилу в шахті №1 шахтоуправління "Новогродівське" ПО "Селідоввугілля" та в шахті ім. Г. Димитрова ПО "Красноармійськвугілля". У першому випадку зона руйнування виробок-ток склала 635, у другому - 1090 м.
Приклад 4.Взрив газу і вугільного пилу в конвеєрному штреку і фланговом ухилі загальної дли-ної 580 м шахти "Байдаевская" ПО "Южкузбассуголь" стався внаслідок іскрообра -зованія при короткому замиканні в гнучкому кабелі і підвищеної концентрації метану в за-бою через нестійкого провітрювання.
Приклад 5. На шахті "Карагайлінская" ПО "Кіселёвскуголь" стався вибух газу і вугілля-ний пилу в забої розрізного штреку внаслідок іскроутворення від тертя виконавець-ного органу прохідницького комбайна про тверді породні включення і подачі в забій НЕ-достатньої кількості повітря для розведення виділяється метану. В результаті вибуху зруйновано 630 м гірничих виробок.
З наведених прикладів випливає, що у всіх випадках при відмінності вихідних причин займання пилогазової суміші загальним є невиконання вимог щодо зниження пиловідкладення в гірських виробках і заходів щодо своєчасної прибирання відклала-ся вугільного пилу по мережі гірничих виробок. Бере участь під час вибуху газу пил, особливо небезпечна для работющіх в шахті, оскільки продукти вибуху містять велику кількість оксиду вуглецю, що викликає отруєння і загибель людей навіть на значних расстоя -ніях від місця вибуху.
5.2 Пил - як джерело шкідливості і причин захворювань гірників
Надходить в атмосферу вибоїв пил погіршує санітарно-гігієнічні умови праці-да, створює небезпеку захворювання органів дихання шахтарів, викликаючи воспалеіе слизової оболонки, пилові бронхіти - легеневі захворювання. Тривале перебування людини в запилених атмосфері і вдихання разом з повітрям пилу призводить до одного з найбільш важких професійних легеневих захворювань гірників - пневмоконіоз. В зави-ності від складу гірських порід і корисних копалин розрізняють силікоз, викликаний вдиханням пилу, що містить вільний діоксид кремнію SiO2. антракоз - вугільної. сидероз -железорудной. азбестоз -асбестовой пилу і др.Сілікоз - найбільш важка форма пневмокониозов, що викликає глибокі функціональні порушення і зміни найважливіших органів і систем життєдіяльності людини: легеневої, серцево-судинної, нервової, травлення.
Запиленість у вугільних шахтах неоднакова і багато в чому залежить від гірничо-геологічних ких умов, мікроструктури вугілля, його фортеці, вологості, умов залягання пласта, а також від способу виїмки вугілля і застосовуваних механізмів. Багато трудові процеси (дроблення вугільного і породного масиву, вибухові роботи, транспортування вугілля) опору-тися значним пилоутворенням. Гірники піддаються впливу вугільної (на виїмці вугілля) і породної (при прохідницьких роботах) пилу, концентрації якої в багато разів перевищують гранично допустимі рівні.
Пил вугільних шахт змішана і при розробці вугільних пластів в ній практично завжди присутня домішка діоксиду кремнію (SiO2) в межах 2-10% і більш. Незважаючи на постійне вдосконалення технологічних процесів і обладнання, сприяю щих оздоровлення умов праці, залишається невирішеним повністю запиленість повітряної вироб-вальних середовища. У зв'язку з цим зберігається реальна небезпека вонікновенія у працюю-чих пилової патології бронхолегеневої апарату. Пилові захворювання (особливо силікоз) розвивається протягом 2-15 років і небезпечно необоротністю процесу. Прогресуюче тече ня пилового бронхіту, часті і рано розвиваються ускладнення нерідко призводять біль-них до інвалідності в самий працездатний період життя.
Таким чином, небезпека захворювання визначається пиловий навантаженням. яка перед -ставляет собою інтенсивність впливу пилу на органи дихання. Пилова навантаження визна-виділяється кількістю пилу, вдихається людиною в одиницю часу, і залежить від комплек- са основних характеристик рудничної пилу (концентрації, речового та дисперсного складу), від часу перебування в запилених атмосфері і інтенсивності вентиляції ліг-ких людини.
Пилова навантаження за зміну, місяць, роки роботи сприяє нагромадженню пилу в легенях, маса якої може досягти "критичної", властивої хворим пневмоконіоз. Уста-новлено, що в легенях померлих від пневмоконіозу (стаж роботи 10-15 років) в середньому знаходиться 20-30 г пилу. Кількість зважувати в атмосфері забою пилу пропорції -онально кількості вугілля, що видобувається, і з огляду на зростаючу інтенсивність виїмки, завдання вимірювання запиленості та пов'язаної з нею пилової навантаження, набуває актуаль -ве значення. Актуальність полягає в проблемі зниження пилової навантаження на органи дихання шахтарів, яка має два аспекти: контроль величини пилової навантаження і захист органів дихання від пилу.
Ні час знаходження в запилених атмосфері працюють, ні інтенсивність праці для даної технології ми можемо змінити бути не можуть, тому залишається тільки один шлях для зниження пилової навантаження - зменшення концентрації вдихуваного пилового аерозолю.
(ХБ), який становить майже 90%.
Несприятливі метеорологічні умови, зокрема переохолодження організму, розглядаються як досить часта причина, що сприяє розвитку ХБ.
Інтенсивне забруднення атмосфери різними полютантами надає дратував -щее дію на слизову оболонку бронхів і багато в чому визначає повсюдне зростання за-болеваемості ХБ.
Основним доказом професійного характеру ураження бронхів у робо-чих пилових виробництв може служити підвищена їх захворюваність ХБ в порівнянні з рештою населення. Пил є однією з виробничих шкідливостей в підприєм-вающей, металургійної, машинобудівної промисловості, сільському господарстві та інших галузях народного господарства. Тому, з огляду на перераховані вище фактори рис-ка, слід зазначити, що у робітників перерахованих професій (а у гірників тим більше) існує найбільша вірогідність захворювань на хронічний бронхіт.
Крім дихальних шляхів, пил впливає на шкіру і очі. Проникаючи в шкіру пил може вести себе індиферентності або викликати запальні явища, що виражаються в припухлості, почервоніння і хворобливості шкіри. При закупорці сальних залоз може виникнути папульозна висипка. Дія пилу на очі викликає захворювання очей кон'юнктивітом.
Правилами безпеки (п.8.2.3) встановлені гранично допустимі концентрації пи-ли на робочих місцях, дотримання яких виключає небезпеку захворювань незалежно від часу вдихання (мг / м 3):
Таблиця 4.5 - Гранично допустимі концентрації (ГДК) пилу вугільних шахт
Якісна характеристика пилу