Реферат: Проветривание карьерного пространства

1. 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.

2. 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%.

3. 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%.

4. 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%.

5. 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.