Угольная пыль. Физиологические механизмы повреждающего действия на организм

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Химические и физические свойства угольной пыли 3

2. Опасное влияние добычи угля в Кемеровской области 6

3. Физиологические механизмы повреждающие органы 8

4. Профессиональные заболевания добытчиков угля 13

5. Санитарно-гигиенические нормы при добычи угля 20

6. Средства и способы защиты от вредного фактора на производстве 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

Список  литературы 27

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Бурное развитие угольной промышленности на Донбассе и других областях Российской Федерации, внедрение новой техники и технологии в производстве требуют от рабочих, инженерно-технических работников более четких знаний, тщательного соблюдения правил гигиены труда и норм здорового образа жизни.

Воздействию пылей подвергаются шахтеры, метростроевцы, каменщики, рабочие цементных, кирпичных, плиточных, мукомольных, сахарных заводов, дорожные рабочие, формовщики, литейщики, текстильщики, работники кондитерских производств. Попадая в дыхательные пути, частицы пыли вызывают воспаление ткани легочных пузырьков, которое приводит к развитию в них соединительной ткани. Бронхо-легочные заболевания профессиональной этиологии продолжают оставаться важнейшей проблемой медицины по размеру наносимого социального ущерба, что связано в первую очередь с недостаточной изученностью механизмов действия фиброгенной пыли смешанного состава, а также действия сочетанных факторов газов, аэрозолей и др. [1].

Угольная пыль оценивается  с двух точек зрения: санитарно-гигиенической и техники безопасности. Санитарно-гигиеническое значение угольной пыли определяется теми изменениями, которые она вызывает в органах дыхания. Основное место среди них занимает пневмокониоз. Важнейшая роль в защите организма от вредного воздействия факторов производственной среды принадлежит неспецифической защите, её базальному основному звену, а именно, фагоцитозу, осуществляемому альвеолярными макрофагами легких и нейтрофилами крови. В развитии защитно-приспособительных механизмов, возникающих в организме на ранних стадиях патологического процесса важная роль принадлежит наиболее ранним метаболическим реакциям, осуществляющимся на клеточном и субклеточном уровнях.

 

1. Химические и физические свойства угольной пыли

Пыль характеризуется совокупностью  свойств, определяющих поведение ее в воздухе, превращения ее в организме, действие на организм. Из различных  свойств промышленной пыли наибольшее значение имеют химический состав, растворимость, дисперсность, взрывоопасность, форма, электрозаряженность, радиоактивность.

Наиболее важные свойства пыли обуславливаются непосредственно их дисперсностью, формой частиц, хорошоей способностью к растворению и уникальным химическим составом. Для оценки пыли с гигиенической стороны наиболее важным признаком является ни что иное как дисперсность.

Пылеобразование в различных рудниках неодинаково и зависит от горно-геологических условий, микроструктуры угля, крепости его, влажности, условий залегания пласта, а также способа выемки угля, применяемых механизмов и др. Показано, что на крепких углях образование пыли примерно на 25% больше, чем на мягких. Влажный уголь дает меньшее пылеобразование. На крутых пластах пыли образуется больше, чем на пологих, что связано со спуском угля. Выемка угля по кливажу (напластованию) дает меньше пыли, чем выемка против кливажа. Основными операциями, связанными с пылевыделением, являются выемка угля комбайном, подрубка пласта врубовой машиной, отбойка ручная и отбойными молотками, навалки на конвейер, отбойка угля на крутых пластах отбойными молотками, погрузка угля с конвейера в вагонетки, работа проходческого комбайна, буровзрывные работы, машинная погрузка породы, доставка к стволу вагонетками, выгрузка скипов.

По интенсивности пылеобразования  не все эти операции равноценны. По данным исследований, 95% всей пыли образуется в забоях. Из общего количества образующейся пыли 60% приходится на работу механизмов, около 20% - на взрывные работы в забое, 10% - на отбойку и 10% - на прочие работы. [2].

Количество взвешенной в  воздухе пыли тоже различно в разных рудниках в зависимости от указанных  выше причин. Наибольшая запыленность воздуха, как правило, наблюдается  при работе комбайнов; при отсутствии средств борьбы с пылью концентрации ее могут достигать нескольких граммов  в 1 м³ воздуха. Другой наиболее пыльной операцией является работа врубовой машины, проходческого комбайна. Концентрации пыли при этом могут достигать сотен миллиграммов в 1 м³. До 1000 мг/м³ может доходить запыленность воздуха при сухом бурении. Высокая запыленность наблюдается при взрывных работах. На крутопадающих пластах большое пылеобразование (несколько тысяч миллиграммов в 1 м³) наблюдается при спуске угля к погрузочному люку.

Угольная пыль образуется  при следующих производственных операциях:

1. Отбойке угля комбайнами и взрывных работах.
2. Бурении шпуров.
3. Погрузке угля погрузочными машинами.
4. Транспортировке угля конвейерами.
5. Погрузке на погрузочных и разгрузочных пунктах.

Предельно допустимые концентрации  угольной пыли:

- пыль, содержание от 10 % до 70 % двуокиси кремния - 2 мг/м³

- пыль, содержание от 2% до 10 % двуокиси кремния - 4 мг/м³

- пыль, содержание менее 2% двуокиси кремния - 10 мг/м³

Процесс размола дисперсных материалов хорошо описывается законом Риттингера (удельный расход электроэнергии на размол прямопропорционален величине вновь образующейся поверхности.

Угольная пыль хорошо транспортируется потоком воздуха или продуктами сгорания. Пылевоздушная смесь образует весьма подвижную эмульсию, обладающую свойствами жидкости, и легко перекачивается по трубам. В индивидуальных системах пылеприготовления, располагаемых непосредственно у парогенератора, концентрация пыли в воздушной смеси сравнительно невелика и составляет обычно |Л1= = 0,5ч-1 кг пыли на 1 кг воздуха (или газов). При наличии центрального пылезавода (ЦПЗ) транспортировка пыли из бункеров ЦПЗ к пылевым бункерам парогенераторов производится при высоких концентрациях (порядка 30-35 кг пыли/кг воздуха) по трубопроводам малого сечения перекачивающими насосами, в которых пыль смешивается со сжатым воздухом, имеющим давление 0,5-1 МПа (5-10 кгс/см2). Перекачка высококонцентрированной пылевоздушной смеси может производиться на большие расстояния, порядка нескольких сотен метров.

Факторы,  влияющие на взрывчатость угольной пыли:

1. Взрывчатая концентрация угольной пыли во взвешенном состоянии от 16 - 96г/м3 до 2000 г/м3.
2. Выход летучих веществ - 15% и более.
3. Крупность пылинок - до 1 мм, чем она мельче, тем опаснее.

Температура воспламенения  угольной пыли 750 - 850 0 С. Скорость взрывной волны 1000 м/ сек. Самый сильный взрыв  при концентрации 300 - 400 г/м3. При работе комбайна без орошения запыленность воздуха составляет 50 г/м3, при БВР - 300 г/м3. Отложение угольной пыли при работе проходческого комбайна составляет у забоя - 600 г/м3 в сутки. При работе очистного комбайна - 900 г/м3 в сутки. На погрузочных пунктах (пересыпах) - 100 г/м3 в сутки. 4. Влажность и зольность – чем больше влажность и зольность угля, тем пыль менее взрывоопасна. Дисперсность пыли, взвешенной в воздухе, в основном высокая: до 40-80% пылевых частиц имеют размеры до 1,3 мк, 15-35%-до 2,6 мк, 5-20% - до 4 мк и 3-10% - свыше 4 мк.

 

2.   Опасное влияние добычи угля в Кемеровской области

Переход угольной отрасли  на рыночные отношения требует рентабельной работы ее предприятий. Основой такой  работы является высокопроизводительная и надежная техника, соответствующая  горно-геологическим условиям залегания  угольных пластов. Многие шахты Кузбасса в настоящее время оснащены очистными  механизированными комплексами  отечественного производства, в частности, Юргинского машиностроительного завода (КМ-138, КМ-142, КМ-144). Однако имеет место  устойчивая тенденция к использованию  импортного оборудования. В результате этих процессов уже сегодня возникла зависимость угледобывающих предприятий  от иностранных поставщиков, услуги которых становятся все дороже, что  отрицательно сказывается и на себестоимости  угля. Примерно такая же ситуация складывается с оборудованием подземного транспорта, особенно с ленточными конвейерами. Серьезное негативное последствие угольного прироста - дальнейшее ухудшение экологии в Кемеровской области, которая и так является не самым благополучным регионом для жизни. В сибирских регионах (города Омск, Томск, Новосибирск, Красноярск, Кемерово) достаточно конверсионных машиностроительных заводов, способных обеспечить угледобывающие предприятия высокопроизводительной и надежной техникой. Необходимо переориентировать эти предприятия на выпуск именно такой техники, например, посредством приобретения лицензий на производство требуемого оборудования. Учитывая, что отечественная техника в 3-4 раза дешевле импортной, перевод угольной отрасли на отечественное оборудование будет способствовать повышению ее рентабельности. Кроме того, это позволит создать тысячи новых рабочих мест по регионам Сибири.

Проблема влияния угледобычи на окружающую среду не просто замалчивается, она остается слабо изученной. Территория Кузнецкой котловины, где расположен одноименный угольный бассейн, по данным экологов, является самым запущенным районом. Между тем в нем сосредоточены крупнейшие города области - Новокузнецк, Кемерово, Прокопьевск, Белово, Ленинск-Кузнецкий, Таштагол, Киселевск. Практикующиеся методы добычи и переработки угля на территории Кузнецкого угольного бассейна, емкость которого оценивается в 500 млрд тонн, привели к существенной трансформации окружающей среды. Трансформация связана с катастрофическими нарушениями, когда в результате антропогенного воздействия полностью уничтожается природный ландшафт, почвенный покров и вместе с ним животный и растительный мир (из-за образования карьеров и отвалов). Распашка земель, рубка леса, пожары, строительство подъездных путей, дорог, наносится вред структуре фитоценозов. В результате ни одна река в пределах Кузнецкой котловины не пригодна для питья, хотя с гор вода спускается экологически чистой. Ситуация усугубляется тем, что Кузнецкая котловина находится в окружении Шорского нагорья на юге, Кузнецкого Алатау на востоке и Салаирского кряжа на западе. Это приводит к тому, что вредные вещества не уходят дальше склонов гор, концентрируясь исключительно на территории Кузбасса.

Выход из сложившейся ситуации ученые видят в проведении масштабных мероприятий по реабилитации нарушенных территорий, которые нужно начинать после окончания разработки угольного  разреза или шахты. В комплекс этих мероприятий входят восстановление плодородия земель, очистка рек, создание лесопарков, защитных лесополос и  зон отдыха. Должны появиться особо  охраняемые территории для сохранения биоразнообразия окружающей среды. Задача - врезать горнодобывающие предприятия в окультуренный ландшафт и тем самым сохранить биологическое разнообразие природы региона.

 

3. Физиологические механизмы повреждающие органы

Из профессиональных факторов угольного производства, о существовании  которых, их влиянии на организм и  мерах предупреждения вызываемых ими  нарушений здоровья должен знать  каждый шахтер, в первую очередь, следует  назвать пыль. Наряду с воздействием угольной пыли на органы дыхания, она  оказывает влияние и на другие органы и системы организма. Так, угольная пыль способствует возникновению  гнойничковых заболеваний кожи подкожной  клетчатки (фурункулы, панариции, абсцессы). При проглатывании пыли может  страдать и пищеварительный тракт. Пыль, раздражая слизистую оболочку глаз, способствует развитию конъюнктивитов, травматизации роговой оболочки глаза.

Однако следует отметить, что  недостаточно изучено воздействие смешанных пылей на органы дыхания. Нет обоснования возможности использования цитохимических показателей для экспресс-оценки степени циготоксичности пылей в альвеолярных макрофагах, а также оценки состояния здоровья работающих на промышленных предприятиях и риске возникновения профессионального заболевания. В этом плане представляет особый интерес цитохимическая характеристика нейтрофилов и эритроцитов периферической крови. Известно, что периферическая кровь, получаемая из пальца, удобна для широкого и многопрофильного исследования и ее показатели дают достаточно информации для суждения о метаболических изменениях в органах дыхания.

Работа под землей связана  со значительной физической нагрузкой, что в сочетании с повышенной температурой производственной среды  вызывает резкое увеличение потоотделения (до 4 л/сут), приводящее к дефициту водорастворимых витаминов и минеральных веществ.

Энергетические затраты  у шахтеров в зависимости от профессиональной принадлежности и характера выполняемой  работы могут колебаться в большом  диапазоне 14 640—20 900 кДж (3500—5000 ккал). Суточный рацион должен содержать белков ПО-190 г, жиров 120-180 г, углеводов 480—620 г. При суточных энерготратах менее 16 700 кДж  (4000 ккал)  соотношение между белками, жирами и углеводами должно соответствовать отношению 14:30:56, а при большем расходе энергии - 14:35:51.

Вероятность возникновения силикоза уменьшают метионин и цистеин. Следовательно, в меню работающих в условиях воздействия соединений кремния необходимо включить источники молочных белков (сыры), птицу, рыбу, бобовые и др.

Изменение характера клинического течения заболевания во многом связано  с нарушением иммунной реактивности и липидного обмена.

Поэтому представляется целесообразным проследить ранние иммунологические и метаболические изменения при вдыхании УПП для своевременной диагностики и проведения профилактических мероприятий. Это позволяют осуществить экспериментальные модели. В этой связи целью исследования явилось клинико-экспериментальное изучение особенностей иммунной реактивности и липидного профиля при вдыхании УПП.

Роль, которую играет угольная пыль в авариях на рудниках, признается все более важной, как отмечается в работе, автор которой указал, что впервые она была осознана в Великобритании после взрыва, происшедшего на угольной шахте в Нортумберленде (Уэльс) в 1803 г. Однако понимание этой роли в то время было еще несовершенно. В результате последовавшей в 1844 г. аварии на шахтах в Дареме, принадлежавших компании Haswell, погибло 95 чел.; для ведения расследования был приглашен известный ученый Майкл Фарадей. И хотя в докладе об аварии отмечалось, что не рудничный газ (метан) являлся ее причиной, однако лишь спустя более 50 лет профессор горного дела университета в Кардиффе Галлоуэй определил, что причиной как этого, так и более серьезных взрывов была главным образом угольная пыль. [4].