Показатели производственного травматизма

При оценке уровня травматизма по отраслям промышленности или по отдельным предприятиям в пределах одной отрасли недостаточно знать абсолютное число НС, т.к. число, занятых рабочих и число отработанных ими часов или дней разное. Численность рабочих может меняться даже на одном предприятии. Поэтому необходимы какие-то относительные показатели. Приняты два показателя травматизма.

Показатель частоты травматизма – исчисляется на 1000 человек, работающих за анализируемый период

Т – количество травм;

Р – среднесписачное количество рабочих.

Иногда, К_ч определяется не на 1000 работающих, а на 1 млн отработанных чел-часов, что более правильно, т.к. дает возможность учитывать фактически отработанное время и сравнить коэффициент частоты на предприятиях с разной продолжительностью дня. Показатель частоты может быть использован для сравнения различных отраслей промышленности, для выделения наиболее неблагополучных по уровню травматизма, предприятий в пределах отрасли, для изучения динамики травматизма (т.е. изменение его уровня по времени).

Показатель частоты травматизма не дает полной характеристики состояния безопасности труда, т.к. травмы могут быть редкими, но я тяжелым исходом и наоборот при частых травмах возможен благоприятный исход.

Поэтому установлен второй показатель – показатель тяжести, характеризующий среднюю продолжительность нетрудоспособности.

Д – количество дней нетрудоспособности;

Т – количество травм.

Тяжесть травматизма этим коэффициентом определяется недостаточно точно

1. он не учитывает случаи со смертельным исходом и инвалидным исходом;

2. средняя длительность временной утраты нетрудоспособности, которая характеризуется этим коэф-том больше зависит от эффективности принятых мер по лечению пострадавшего, чем от характера травм.

Для более полной оценки травматизма введен общий показатель травматизма

, показывающий количество дней по нетрудоспособности, приходящихся на 1000 работающих.

Материальный ущерб, причиненный авариями и травматизмом, в первом приближении может быть оценен

М_б – выплаты по больничным листам;

М_о – стоимость испорченного оборудования;

М_и – стоимость испорченного инструмента;

М_з – стоимость разрушенных зданий и сооружений;

М_м – стоимость испорченных материалов.

6. Вредные вещества в горном производстве - ядовитые: угарный газ, оксиды азота, сернистый газ, сероводород, акролеин, альдегиды;

Оксид углерода, или угарный газ (СО), - одна из наиболее ядовитых и часто встречающихся примесей рудничного воздуха. Это газ без цвета и запаха с плотностью по отношению к воздуху 0,968. Масса 1 л оксида углерода при нормальных условиях равна 1,251 г. Этот газ плохо растворяется в воде - в 1 л воды может раствориться 0,03 л газа. Угарный газ горит характерным голубым пламенем, а при содержании от 13 до 75 % в воздухе взрывается. Это свойство газа широко использовалось. Температура воспламенения газовой смеси 630 -810 ⁰С.

Угарный газ весьма токсичен. Токсичность газа выражается в том, что гемоглобин крови в 250-300 раз активнее соединяется с угарным газом, чем с кислородом. Путем вытеснения кислорода из оксигемоглобина крови образуется карбоксигемоглобин [61],и кровь становится неспособной переносить кислород. Восстановление крови идет очень медленно, до суток. Если вдыхаемый воздух содержит оксид углерода, то кровь усваивает его вместо кислорода, что приводит к опасному для жизни человека кислородному голоданию, которое при достаточном насыщении крови угарным газом может привести к смерти. Симптомы отравления зависят от характера человеческого организма: голова делается тяжелой, боль в висках, ощущение сдавливания лба, головокружение, шум в ушах, учащение пульса, рвота. Тяжесть отравления зависит от концентрации газа в воздухе и времени вдыхания смеси: легкое отравление наступает через час при содержании оксида углерода до 0,048 %, тяжелое отравление наступает через 0,5-1,0 часа при концентрации 0,128 %, смертельно опасное отравление наступает при коротком воздействии смеси с содержанием СО 0,4 %.

Кроме острого возможно хроническое отравление при длительном пребывании человека в газовой среде с содержанием оксида углерода выше санитарных норм. При хронической интоксикации поражается нервная система, ухудшается зрение (нарушение цветоощущения, сужение поля зрения), наблюдаются боли в области сердца, повышается кровяное давление. Допуск людей в забой после взрывных работ разрешается после того, как содержание оксида углерода снизится до 0,008 % при условии, что забой будет проветриваться еще в течение двух часов для снижения концентрации ядовитых газов до санитарных норм.

Предельно допустимые концентрации оксида углерода в рудничном воздухе допускаются: в угольных шахтах 0,0024 %, в рудниках 0,0017 %. Поскольку при взрывных работах или при работе машин с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) кроме оксида углерода выделяются и другие высокотоксичные вещества, то вводится понятие условного оксида углерода, который подсчитывается следующим образом CO_усл = CO + 6,5(окислы азота), где CO_усл, СО и окислы азота приводятся в процентах. Предельно допустимые концентрации для CO_усл те же самые, что и для обычного оксида углерода.

Окислы азота (оксид NO + диоксид NO₂ + N₂O₃ +.....) образуются в основном при взрывных работах (NO + NO₂ + N₂O₃ + N₂O₄ + цианистые соединения) и при работе машин с ДВС. При взрывчатом разложении взрывчатки в общем балансе окислов азота превалирует оксид азота, который под действием вихреобразных потоков воздуха, образованных взрывом, окисляется до диоксида азота. Окисление происходит в основном при малых концентрациях NO (менее 0,03 %), при этом до NO₂ окисляется всего 8 %

NO. Переход NO в NO₂ может быть ускорен понижением температуры, сильным перемешиванием воздуха, катализаторами.

При работе машин с дизельными ДВС выделяется в основном NO. Непосредственно на выхлопе идет реакция 2 NO + О₂ = 2 NO₂. Реакция окисления NO в NO₂ при 300 ⁰С идет в 10 раз медленнее, чем при 20 ⁰С. По мере удаления от выхлопной трубы эта реакция прекращается и в проветриваемой выработке в основном остается NO. При раздельном определении содержания окислов азота в рудничном воздухе оказалось, что в районе ведения работ с помощью дизельных машин содержание NO₂ не превышает 20 %, а NO - не менее 80 % от общего содержания окислов (природное равновесие газов).

Таким образом, и при взрывных работах, и при работе машин с дизельными ДВС в рудничном воздухе рабочих зон превалирует содержание NO. NO - бесцветный газ, без запаха и вкуса, плохо растворяется в воде. Его плотность по отношению к воздуху 1,04. При небольших концентрациях слабо окисляется кислородом до NO₂. Оксид азота отравляет кровь, оказывает прямое действие на центральную нервную систему. Симптомы начала отравления - слабость, головокружение, онемение ног, снижение кровяного давления. Через 1-3 дня на фоне общего хорошего самочувствия наступает резкая слабость и такое состояние проявляется неоднократно. Последствия отравления ощущаются довольно долго, иногда более года.

NO₂ - газ красно-бурого цвета, хорошо растворяется в воде, образуя азотную и азотистую кислоты. Плотность диоксида по отношению к воздуху 1,58. Газ обладает ярко выраженным раздражающим действием на дыхательные пути, что приводит к развитию токсического отека легких. Ощущение запаха и раздражения во рту наблюдается при концентрации 0,00002 %. При повторном воздействии наступает привыкание, при котором запах и раздражение не чувствуется вплоть до концентрации 0,0045 %. Но в этом случае происходит уже сильное отравление, иногда смертельное, но человек это отравление может не чувствовать в течение одного-трех дней, по истечении которых наступает отек легких и человека, как правило, спасти не удается.

Диоксид азота - сильный окислитель. Именно поэтому диоксид и четырехокись азота использовались в качестве окислителей в составе ракетного топлива [47].

Смесь окислов относится к опаснейшим примесям рудничного воздуха. Окислы азота более токсичны, чем оксид углерода, вот почему при определении CO_усл фактическое процентное содержание окислов азота увеличивается в 6,5 раза. Совместное воздействие окислов азота выражается в нарушении обмена веществ, сердечной слабости, нервном расстройстве.

У рабочих, связанных с периодическим воздействием взрывных газов, в 2-2,5 раза чаще наблюдаются заболевания органов дыхания, нервной и сердечно-сосудистой систем. У некоторых рабочих через 2-3 года работы в таких условиях был выявлен силикоз, что не наблюдалось у рабочих, проработавших дольше в аналогичной запыленности, но не имевших контакт со взрывными газами.

Особенность действия окислов азота на человека заключается в том, что их отравляющее действие проявляется спустя некоторое время. Так, рабочий, подвергнувшийся смертельному отравлению окислами азота (при их содержании 0,025 %), может ничего не ощущать в течение дня, а ночью умереть от отека легких. Поэтому следует проявлять особую осторожность при приближении к выработкам, в которых проводились взрывные работы. Не следует входить в такие выработки до полного их проветривания.

Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках, согласно [10, 35], в пересчете на NO₂ равна 0,00026 %.

Сернистый газ (SO₂) - бесцветный газ с сильным раздражающим запахом и кисловатым привкусом. Его плотность по отношению к воздуху 2,2. Хорошо растворяется в воде. При 20 ⁰С в 1 л воды может раствориться 40 л газа. Сернистый газ весьма ядовит, и это проявляется даже при ничтожных его концентрациях. При содержании SO₂ 0,002 % он вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, носа и горла; опасен для жизни при содержании в воздухе 0,05 %, поэтому, согласно нормативным актам [10, 35] допустимая концентрация газа в воздухе равна 0,00038 %.

Сернистый газ образуется при взрывании породы, содержащей серу, рудничных пожарах, окислении полисульфидов кислородом, взрывах серной и сульфидной пыли; в некоторых рудниках и шахтах выделяется из горных пород (при разработке богатых серой колчеданных и полисульфидных руд) вместе с сероводородом и из каменного угля. Взрывы сульфидной и серной пыли наблюдаются на Дегтярском, Красногвардейском, Гайском, Левихинском и других рудниках, разрабатывающих медно-колчеданные и серосодержащие месторождения. Сульфидная и серная пыли имеют гораздо большую чувствительность к воспламенению, чем метан или угольная пыль. Если температура воспламенения метана составляет 650-750 ⁰С, угольной пыли - 750-800 ⁰С, то сульфидной пыли - 450-550 ⁰С, а серной - 250-350 ⁰С.

Сероводород (H₂S) - бесцветный газ, при опасных для человека концентрациях не имеет запаха. При безопасных концентрациях (0,0001-0,0002%) имеет запах, напоминающий запах тухлых яиц. Хорошо растворяется в воде: при температуре 20 ⁰С в 1 л воды может раствориться 2,5 л газа. Плотность газа по

отношению к воздуху 1,19. Сероводород горит и образует с воздухом (при 6 %-ном содержании) взрывчатую смесь. В рудничном воздухе сероводород является частым спутником сернистого газа, т.к. аналогично образуется при окислении полисульфидов и колчедана.

Сероводород в свободном (естественном газообразном) состоянии находится в калийных пластах Верхнекамского месторождения калийных солей. Он заполняет всякого рода микротрещины, пустоты и микропоры, в которых находится под большим давлением, измеряемым десятками атмосфер.

Газ весьма ядовит. В случае легкого отравления человека сероводородом наблюдается раздражение слизистой оболочки глаз и верхних дыхательных путей, появляются боль в глазах, слезотечение, цветные круги вокруг источников света, кашель, стеснение в груди. При отравлении средней тяжести поражается нервная система, возникают головная боль, головокружение, слабость, рвота, оглушенное состояние. Тяжелое отравление сероводородом вызывает рвоту, нарушение сердечно-сосудистой деятельности и дыхания, обморочное состояние и смерть. У лиц, длительное время подвергающихся воздействию сероводорода, наблюдаются хронические заболевания глаз, желудочно-кишечные расстройства, нарушение сна, гипертоническая болезнь. Смертельно опасное отравление наступает при содержании сероводорода в воздухе 0,1 % даже при кратковременном воздействии. Предельно допустимое содержание сероводорода в рудничном воздухе 0,00071 %.

Ввиду большой растворимости в воде и ядовитости сероводорода необходимо проявлять осторожность в тех выработках, в которых ощущается его запах и имеется скопление воды, так как падение в воду предметов и кусков породы может вызвать опасное для жизни выделение газа. Необходимо осуществлять систематический контроль за содержанием сероводорода в рудничном воздухе.

Шахты серных рудников в зависимости от содержания сероводорода и пыли делятся:

а) на неопасные по ядовитым газам и пыли с обычным режимом работ;

б) на опасные по ядовитым газам;

в) на опасные по взрыву пыли.

Для серных шахт, опасных по ядовитым газам, обязательными являются следующие дополнительные требования [10]:

а) применение опережающего (на 5-10 м) бурения при проходке капитальных и подготовительных выработок;

б) отвод шахтных вод в закрытых лотках или трубах при наличии в них растворенного сероводорода;

в) обеспечение всех лиц изолирующими самоспасателями при спуске в шахту.

Акролеин (CH₂CHCOH) - летучая жидкость (легко испаряющаяся) с запахом пригорелых жиров. Образуется при разложении дизельного топлива. Пары акролеина с плотностью относительно воздуха 1,9 хорошо растворяются в воде. Акролеин оказывает на человека раздражающее действие. Даже кратковременное воздействие на человека вызывает конъюнктивит (жжение в глазах, слезотечение), отек век, раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, чувство царапанья в горле, кашель. Возможны желудочно-кишечные расстройства, боли в животе, тошнота, рвота, посинение губ. В случае тяжелого отравления наблюдаются похолодание конечностей, слюнотечение, замедление пульса, потеря сознания, смерть. Пребывание в атмосфере с содержанием акролеина 0,014 % в течение 10 мин опасно для жизни. Предельно допустимое содержание акролеина в рудничном воздухе 0,000009 %.

Борьба с акролеином осуществляется с помощью нейтрализатора выхлопных газов, которым снабжаются все работающие в рудниках (на поверхности в карьерах также) машины с ДВС.

Альдегиды образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, все они весьма ядовиты, действуют на слизистую оболочку глаз и органов дыхания, поражают центральную нервную систему и кожный покров. Один из наиболее опасных - формальдегид (HCOH). Его плотность по отношению к воздуху 1,04. Легко растворяется в воде. Имеет резкий неприятный запах. Он вызывает насморк, бронхит, чувство слабости, расстройство пищеварения, головную боль, сердцебиение, бессонницу, отсутствие аппетита. Предельно допустимая концентрация альдегидов (формальдегида) в рудничном воздухе 0,00004 %.

7. Вредные вещества в горном производстве - горючие: метан, водород. Физико-химические свойства.

Метан (CH₄) - газ без цвета, запаха и вкуса. Его плотность по отношению к воздуху равна 0,554, т.е. он легче воздуха почти в два раза. Плохо растворяется в воде: в 1 л воды при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 ⁰С растворяется всего 0,035 л газа. При обычных условиях инертен и соединяется только с галоидами. Не ядовит. Однако при содержании в воздухе 50-80 % и нормальном содержании кислорода он вызывает головную боль и сонливость, а примесь этана к подобной смеси придает ей слабое наркотическое свойство.

Метан горит бледно-голубоватым пламенем. Горение метана происходит в соответствие с реакцией

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + H₂O.

Температура воспламенения метана 650-750 ⁰С. Она зависит от содержания метана в воздухе, состава и атмосферного давления воздуха. При содержании метана в воздухе до 5 % он горит у источника высокой температуры. Это свойство метана использовалось ранее для его обнаружения с помощью бензиновых ламп: при его присутствии в забое над прикрученным собственным пламенем лампы появлялся ореол горящего метана. По высоте ореола определялось, приблизительно конечно, процентное содержание метана. Точность содержания зависело от профессиональной подготовки измеряющего.

При содержании метана в воздухе от 5 до 16 % образуется взрывоопасная смесь. Сила взрыва зависит от количества участвующего в нем метана. Максимальную силу взрыв имеет при содержании метана 9,5 %. При большем содержании метана (более 16 %) он, будучи подожженным, спокойно горит в атмосферном воздухе (примером служат бытовые плиты, камины и т.д.). Наиболее легко воспламеняется метано-воздушная смесь, содержащая 7-8 % метана. Пределы взрывчатости метано-воздушной смеси расширяются с повышением ее первоначальной температуры и давления. При начальном давлении около 10 атм (1 МПа) смесь взрывается при содержании метана от 6 до 17,2 %.

Воспламенение метана происходит не сразу, а спустя определенный промежуток времени, называемый индукционным периодом. Продолжительность индукционного периода почти не меняется с изменением атмосферного давления и увеличивается (незначительно) при увеличении содержания метана в воздухе. Наличие индукционного периода создает условия для предупреждения воспламенения метана при взрывании предохранительных взрывчатых веществ. Предохранительность их объясняется диаграммой на рис.1.2, на которой показана кривая изменения температуры продуктов взрыва предохранительных взрывчатых веществ. Область взрыва метано-воздушной смеси ограничивается: со стороны оси абсцисс - минимальной температурой вспышки смеси 650 ⁰С, со стороны оси ординат - величиной индукционного периода. Кривая охлаждения продуктов взрыва проходит, не задевая область взрыва метано-воздушной смеси, т.е. время остывания продуктов взрыва до температуры ниже, чем температура воспламенения смеси, меньше продолжительности индукционого периода. Температура продуктов взрыва метано-воздушной смеси в неограниченном объеме достигает 1870 ⁰С, а внутри замкнутого объема - 2150-2650 ⁰С. Давление воздуха в месте взрыва в среднем в 8 раз превосходит начальное давление метано-воздушной смеси до взрыва. Предварительное сжатие смеси распространяющейся взрывной волной способствует развитию высокого давления взрыва (3 МПа и более).

При наличии холодных поверхностей на пути движения взрывной волны скорость ее распространения падает, препятствия (сужения выработок, повороты, предметы и т.д.), способствуя повышению давления, вызывают ее увеличение. Скорость взрывной волны может увеличиться от нескольких десятков до нескольких сотен метров в секунду.

Взрыв метана сопровождается возникновением двух взрывных волн (ударов). Прямая волна от источника воспламенения распространяется к периферии, обратная - к центру взрыва вследствие возникающего там разрежения из-за охлаждения продуктов взрыва и конденсации образующихся при взрыве паров влаги на холодных стенках выработки. Обратная волна гораздо слабее прямой волны. Однако она довершает те разрушения, которые начала прямая волна.

Водород - легкий газ без цвета и запаха с плотностью по отношению к воздуху 0,069, т.е. он почти в 20 раз легче воздуха. Выделяется в качестве спутника метана в калийных рудниках Урала, Белоруссии, Германии, Канады и в выработках, пройденных по нефтеносным породам, в помещениях, где производится зарядка аккумуляторных батарей, в рудниках АО «Апатит», в полиметаллических рудниках Северного Кавказа, в рудниках Норильска, при разработках золотоносных месторождений Забайкалья, Урала и Западной Сибири, в железорудных рудниках Якутии (Республика Саха). Водород горит над источником высокой температуры при содержании его в воздухе менее 4,15 %; при содержании в воздухе от 4,15 до 74,2 % образует взрывчатую смесь; при концентрации более 74 % спокойно горит при подведении свежего воздуха. Температура воспламенения водорода ниже, чем у метана, и составляет 510 ⁰С.

При взрыве (горении) водорода образуется только вода (пары), поэтому продукты взрыва водорода не содержат токсичных газов; с этой точки зрения водород - самое экологически чистое топливо.

Поскольку газ является спутником метана, то примесь водорода к метану уменьшает индукционный период последнего. Содержание водорода в метано-водородной смеси до 30 % сводит индукционный период метана к нулю. В связи с этим ухудшаются условия безопасности, т.к. предохранительные ВВ, основанные на использовании эффекта запаздывания воспламенения метана, становятся непредохранительными.

Явление становления предохранительныхВВ непредохрани-тельными будет понятным из рис. 1.10: во-первых, водород уменьшает индукционный период метана, т.е. вертикальная граница области взрыва метана перемещается к оси ординат (пунктирная вертикальная прямая), во-вторых, нижняя граница области взрыва метано-водородной смеси перемещается вниз к оси абсцисс, т.к. температура воспламенения водорода (510 ⁰С), т.е. ниже, чем у метана (650 ⁰С). Тогда может случиться, что кривая уменьшения температуры продуктов взрыва взрывчатых веществ коснется новой области взрыва метано-водородной смеси (Н₂ + СН₄).

Поскольку водород является спутником метана, то он выделяется точно так же, как и метан: обычным и суфлярным способами, внезапными выбросами, из отбитого угля и породы, из выработанных пространств. При определении категорий шахт пользуются понятием условного метана, который определяется как

СН_{4 (усл)} = СН₄ + 2Н₂,

где СН₄ и Н₂ - фактическое содержание метана и водорода в процентах по объему. Нормы содержания СН_{4 (усл)} в воздухе горных выработок те же самые, что и для обычного метана.

Содержание метана в породах (угле), виды выделения. Категории шахт по газу.

Угольные шахты в зависимости от величины относительной метанообильности и вида выделения метана разделяются на пять категорий:

Различают обыкновенное, суфлярное, внезапное (внезапный выброс) выделения метана, а также из отбитой горной массы и из выработанных пространств. Обыкновенное выделение метана происходит с обнаженных поверхностей горного массива через вскрытые при проходке выработок невидимые для глаза микротрещины и микропоры (рис. 1.3). Это выделение тем больше, чем выше газоносность и газопроницаемость массива и газовое давление. В первый период после проходки выработки выделение метана происходит весьма интенсивно (1-50 л/мин с 1 м² обнаженной поверхности). Затем интенсивность выделения метана уменьшается и через 6-12 месяцев оно практически прекращается. Длительность такого выделения объясняется следующим: в первый период метан выделяется из вскрытых микротрещин и микропор, но по мере эксплуатации выработки за счет действия давления эти микротрещины развиваются вглубь массива, вскрывая новые, ранее изолированные микротрещины. Процесс постепенно затухает и вокруг выработки образуется зона дренирования (зона дегазации), в которой среднее содержание метана намного ниже, чем в нетронутом массиве. Выделение метана с обнаженных поверхностей зависит также от производственных процессов, изменяющих условия дренирования газа из массива. К примеру, при отбойке угля комбайном или бурении шпуров и скважин возможно значительное выделение метана вследствие быстрого обнажения значительной площади в почти нетронутом (не дегазированном) участке пласта.

Суфлярное - это выделение метана по крупным трещинам или из шпуров, которыми могут быть вскрыты пустоты (полости) с газом или насыщенные газом зоны. Поскольку газ находится под давлением,

то он обычно выделяется с характерным шумом. Дебит суфляров может достигать десятков тысяч кубометров в сутки, продолжительность их действия от нескольких часов и до нескольких лет. Они представляют опасность вследствие неожиданности их возникновения, а поскольку их дебит может быть большим, возможно быстрое загазовывание рабочей зоны.

Внезапный выброс -мгновенное выделение в выработку значительных объемов газа и раздробленной горной массы. В горном массиве образуются пустоты различной формы, а выработка заполняется раздробленной мелочью и газом на десятки и сотни метров от забоя. Внезапные выбросы обычно происходят при вскрытии пластов в пересечении зон геологических нарушений. В самом пласте выбросы угля (породы) и газа приурочены чаще всего к участкам или пачкам пласта, имеющим пониженную прочность и слабый контакт с вмещающими породами. Опасность выбросов увеличивается с повышением газоносности пластов, т.е. с увеличением глубины их залегания. Внезапным выбросам обычно предшествуют определенные признаки: удары, толчки и гул в массиве пласта, осыпание забоя, отскок кусочков угля, выжимание угля и повышенное выделение метана. Развитию внезапных выбросов способствуют сотрясения, вызываемые работой забойного оборудования и инструментов, взрывные работы, появление зон концентрации напряжения (выступов и уступов в забоях лав).