Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние профессиональной заболеваемости и пылевой обстановки на угольных предприятиях 8
1.1. Общие сведения по профзаболеваемости в угольной промышленности России 8
1.2. Методы контроля запыленности рудничной атмосферы 26
1.3. Методы оценки риска профессиональной заболеваемости пылевой этиологии 31
1.4. Выводы, цель и задачи исследований 48
2. Разработка структуры управления пылевой обстановкой в угольных шахтах для предупреждения заболеваний рабочих пневмокониозами 49
2.1. Разработка теоретического алгоритма системы управления 57
2.2. Разработка структуры системы управления пылевой обстановкой 64
2.3. Выводы 67
3. Обоснование нормативно-методических основ оценки пылевого фактора на угольных шахтах 69
3.1. Разработка нормативных документов по оценке пылевого фактора на угольных шахтах 70
3.2. Разработка алгоритма управления пылевой обстановкой 82
3.3. Выводы 92
4. Оценка методов измерения пылевых нагрузок и приборов контроля воздуха рабочей зоны в забоях угольных шахт 95
4.1. Апробация методик оценки пылевых экспозиционных доз и учета пылевых нагрузок 95
4.2. Экспериментальные исследования приборов контроля запыленности воздуха рабочей зоны 97
4.2.1. Методика выполнения экспериментальных исследований 97
4.2.2. Стендовые и шахтные исследования параметров пылевого аэрозоля 108
4.3. Выводы 120
Заключение 123
Список литературы
- Методы контроля запыленности рудничной атмосферы
- Методы оценки риска профессиональной заболеваемости пылевой этиологии
- Разработка структуры системы управления пылевой обстановкой
- Экспериментальные исследования приборов контроля запыленности воздуха рабочей зоны
Методы контроля запыленности рудничной атмосферы
В угольных шахтах условия труда характеризуются наличием целого ряда факторов, оказывающих вредное влияние на организм человека [7-8]. К ним относятся: рудничная пыль, шум, вибрация, резкие перепады температур, повышенная влажность воздуха, необходимость работы в вынужденной позе, вредные газы и др. Воздействие указанных факторов вызывает профессиональные заболевания горнорабочих. Профессиональная заболеваемость влечет за собой моральный и экономический ущерб государству, исчисляемый миллиардами рублей [9-10].
Причины значительного роста профессиональной заболеваемости работников угольной промышленности в последнее десятилетие обусловлены целым комплексом причин: неудовлетворительными условиями труда, являющимися следствием изношенности производственных фондов; недостаточным уровнем учитываемых санитарно-гигиенических характеристик рабочих мест. Наряду с этими причинами следует учитывать и трудности ранней диагностики и рационального решения экспертных вопросов в профессиональной патологии, что требует обязательной специальной подготовки врачей, участвующих в проведении периодических медицинских осмотров. Вместе с тем, общеизвестным фактом является и отсутствие профессиональных центров диагностики и лечения профзаболеваний, а также повсеместное отсутствие профилактики и реабилитации. У рабочих формируется установка на профессиональное заболевание, а не на сохранение здоровья.
Выявление профзаболевания имеет две цели: на индивидуальном уровне -лечение, реабилитацию или социальную защиту заболевшего, и на популяци-онном уровне - исключение или ограничение новых случаев заболеваний от этих же причин. В проблеме распознавания профзаболевания есть два аспекта: диагностика, то есть оценка значимости признаков и симптомов болезни и установление причинно-следственной связи болезни с работой.
Первый аспект относится к организационно-правовым основам процедуры выявления профзаболевания, которые регламентируют процедурные, лечебные и затратные (финансовые) механизмы.
Второй аспект профессионально - производственной обусловленности заболевания устанавливает причинно-следственную связь болезни с работой, делая упор на общие подходы к решению этой задачи. Это нахождение количественной меры этой связи (по эпидемиологическим данным как прямым доказательствам), и наличие такой связи на основе гигиенической, в том числе токси 10 кологической, информации о характере и величине экспозиции и оценки потенциального риска как косвенных надежных доказательств. Последнее особенно важно для групп повышенного риска и социальных последствий, например, проявляющихся в следующих поколениях или генетически наследуемых нарушений здоровья.
Правовые основы профилактики профессиональной заболеваемости закреплены Федеральным законом РФ «О социальном страховании от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний» (№ 125-ФЗ от 24.07.98 г.). Законом предусматривается: - обеспечение социальной защиты застрахованных и экономической заинтересованности субъектов страхования в снижении профессионального риска; - возмещение вреда, причиненного жизни и здоровью застрахованного при исполнении им обязанностей по трудовому договору, путем предоставления в полном объеме всех необходимых видов обеспечения по страхованию, в том числе оплаты расходов на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитацию; - обеспечение предупредительных мер по страхованию производственного травматизма и профессиональной заболеваемости.
В законе сформулировано понятие «профессиональный риск», уровень которого в совокупности с материальными затратами на обеспечение по социальному страхованию определяет в свою очередь класс профессионального риска, от которого зависит величина страхового тарифа отрасли (финансовых отчислений) в фонд социального страхования.
Понятие «профессиональный риск» определено в Законе как «...вероятность повреждения (утраты) здоровья или смерти застрахованного, связанная с исполнением им обязанностей по трудовому договору (контракту) и в иных, установленных Федеральным Законом, случаях». В свою очередь класс профессионального риска определяется уровнем производственного травматизма, профессиональной заболеваемости и расходов на обеспечение по страхованию. В этой связи предприятия по добыче угля открытым способом отнесены к 16 классу профессионального риска с размером отчислений в фонд социального страхования 3.0 % от начисленной оплаты труда; предприятия сланцевой промышленности - к 20 классу профессионального риска (6.0 %); все остальные предприятия угольной промышленности - к максимальному 22 классу профессионального риска (8.5 %) (№ 17-ФЗ от 12.02.2001 г.).
В отечественной практике экспертизы используют определение профзаболеваний как «особой категории болезней, возникающих исключительно или преимущественно при действии на организм профессиональных вредностей. Профессиональный характер в каждом случае заболевания определяется не столько клинической картиной, сколько обязательным наличием специфического экологического фактора».
В России при установлении связи заболевания с профессией эксперты руководствуются Списком профессиональных заболеваний, в основе которых лежит преимущественно этиологический принцип экспертизы.
По данным зарубежных авторов, профессиональными могут быть признаны не только те заболевания, которые включены в утвержденный в законодательном порядке Список, но и те, в патогенезе которых доказана роль производственно - профессиональных условий.
Именно поэтому в США, где отсутствует Список профессиональных заболеваний, такие заболевания как сердечно-сосудистые (гипертоническая или ишемическая болезни, цереброваскулярные нарушения) являются ведущими не только в структуре профессиональной заболеваемости с полной постоянной утратой трудоспособности (35 %), но и в структуре «профессиональной смертности» (75 %).
Методы оценки риска профессиональной заболеваемости пылевой этиологии
Сложившаяся в последнее десятилетие ситуация с профессиональной заболеваемостью в угольной промышленности в существенной мере обусловлена системным кризисом в области безопасности ведения горных работ. В первую очередь это связано с хроническим недостатком финансовых ресурсов на угледобывающих предприятиях. Во-вторых - с противоречиями в законодательной и нормативной базе, направленной на совершенствование механизмов защиты прав трудящихся и обеспечение безопасности. В-третьих, с уменьшением потенциальных возможностей отраслевой науки в разработке безопасных способов и средств ведения горных работ. Последнее также связано с недостатком финансовой поддержки отраслевой науки, вынужденной зарабатывать минимальное финансовое существование выполнением текущих задач.
Задача изучения безопасности имеет единую концептуальную основу и распространяется на все предметные области, каждая из которых имеет дело весьма со специфическим объектом, а, следовательно, требует в каждом случае отдельного исследования при создании моделей [50]. В связи с этим изучение пылевой безопасности должно базироваться, с одной стороны, на общесистемном подходе построения моделей безопасности, а с другой - необходимо создание специального аппарата исследований. Концептуальную основу единого подхода к проблеме безопасности составляют теория систем и синергетика, которые с позиций кибернетики позволяют на базе теоретико-множественного подхода дать обобщенную интерпретацию процессов. Специфичность аппарата исследования пылевой безопасности следует из следующей цепочки: многообразие факторов различной природы (геологические, технологические, горнотехнические и т.д.), оказывающих влияние на формирование пылевой обстановки в забоях угольных шахт - прогноз пылевой обстановки (количественная характеристика - концентрация пыли в воздухе рабочей зоны в данный момент времени) - прогноз возникновения профессионального заболевания (количественная характеристика - риск профессионального заболевания). Реализация данной цепочки, составляющей основу формирования системы пылевой безопасности, само по себе представляет большую трудность и является отдельными задачами. В разные годы предпринимались попытки решения данных задач, которые существенно улучшили пылевую обстановку в забоях и уменьшили риск возникновения профессиональных заболеваний. Кроме того, в последние годы наметились тенденции и по формированию единого подхода к формированию методологии системы пылевой безопасности и возможности ее управления. Любой системой необходимо управлять [51], т.е. регулировать ее работу таким образом, чтобы параметры системы приближались к намеченным. Физические системы по своей природе таковы, что их можно изучать в стационарных, установившихся условиях. При этом даже в этих условиях не всегда быстро получая результат. При рассмотрении социальных систем и систем, признаки которых классифицируются как социальными так и физическими, такой подход не приемлем. В этом случае необходимо достигнуть цель и найти возможности для саморегулирования системы, что зависит от характеристик компонентов системы и их взаимосвязей.
Отражением последних представлений о взаимосвязанности стало изменение содержания понятия системы, основным признаком которой стало свойство целостности, т.е. не сводимости свойств системы к сумме свойств входящих в нее элементов. При этом функционирование любой системы есть результат взаимодействия двух систем - собственно системы как объекта изучения и, также представляющей собой систему [52]. Безопасность - это комплексный критерий оценки качества системы, характеризующий как динамику системы, так и ее техническое воплощение.
Задача управления пылевой обстановкой на предприятиях угольной промышленности должна включать следующие положения: - Анализ пылевого режима и составление математической модели на основе методов нелинейной динамики с последующим подтверждением аналитических конструкций модели; - Установление и описание критических процессов в общей схеме пылевой обстановки и составление детализированной модели на основе анализа причинно-следственных связей выделенных подсистем; - Определение методов воздействия на подсистему и синтез алгоритмов управления; - Процесс управления должен базироваться на мониторинге состояния системы, прогнозировании развития и частоты возникновения профессионального заболевания пылевой этиологии.
Безопасность это комплексный критерий оценки качества системы, характеризующий как динамику системы, так и ее техническую реализацию. При этом внутренняя безопасность характеризует способность системы поддерживать нормальное функционирование в условиях воздействия среды и внутренних возмущений. О безопасности системы можно судить по динамике ее функционирования.
Рассмотрим механизм возникновения опасности. Существуют два фактора, которые инициируют формирование критических процессов: это собственно система и среда, оказывающая однозначное влияние на систему и в широком смысле являющаяся подсистемой, поставляющей внешние возмущения. В этой связи особую сложность при описании системы представляет создание механизма взаимодействия между средой и системой управления. При этом под понятием опасности в системе в данном случае будем понимать приведение сие 60 темы в такие параметры, которые характеризуют предельный риск возникновения заболевания пылевой этиологии, что напрямую связано с созданием ситуации, при которой регистрируется предельное значение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны (либо высокая пылевая нагрузка на органы дыхания).
Перейдем к более детальному описанию системы. При этом заметим, что построение детализированной модели системы управления пылевой безопасностью будет обусловлено причинно-следственными связями выделенных подсистем.
Основу построения моделей динамических систем заложены М. Месаро-вичем [53]. Начальным допущением в процессе построения является предположение, что всякую систему можно описать либо как некоторое преобразование входных сигналов в выходные величины. Именно в этом состоит феноменологический подход или подход, основанный на выявлении причинно-следственных связей между входными Хвход и выходными Хвых сигналами. Либо описание системы базируется на позициях достижения ею некоторой цели или выполнения некоторой функции - в этом заключается подход с точки зрения целенаправленности или принятия решений.
В связи с вышеизложенными представлениями к разработке системы управления пылевой безопасностью возникает необходимость объединения этих двух подходов и нахождение единого теоретического алгоритма в обосновании модели системы при условии существования внутри системы процессов, удовлетворяющих уравнениям свободного движения. В этой связи будем говорить о стационарной системе, т.е. системе, где функциональные связи в явном виде не зависят от времени, т.е. является дискретной.
Определим семейство объектов элементов разрабатываемой системы \yt },і є I. С точки зрения пылевой безопасности количество элементов системы не может быть числом бесконечным. 1 подсистема является собственно средой, включающей как сведения о среде (геологические, технологические и пр.) так и элементы воздействия на среду (влияние технологии, организационных мероприятий и пр. на среду).
При этом цель системы является основным регулятором качества системы S в целом: уменьшение риска возникновения профзаболеваний пылевой этиологии. Оценить приоритетное значение той или иной подсистемы не представляется возможным: сбой в функционировании любой из них неизбежно приведет к необратимым структурным изменениям системы, т.е. к потере целостности (возникновению опасности), нарушению безопасности.
Таким образом, установлено, что в условиях реально существующего забоя угольной шахты система управления пылевой безопасностью должна содержать четыре основных объекта элементов системы и может быть определена как собственное подмножество декартова произведения
Разработка структуры системы управления пылевой обстановкой
По результатам шахтных исследований установлено, что концентрация пыли в воздухе выработок при работе горных машин изменяется в широких пределах. При этом процентное содержание тонких фракций в общей массе пыли изменяется следующим образом. Содержание тонких фракций в воздухе, поступающем в забои горных выработок, находится, практически, на одном уровне (50-65 %). Дальнейшее изменение весовой доли тонкой фракции зависит только от эффективности работы системы пылеподавления горных машин. При этом отметим известный факт, что факелы орошения горных машин подавляют, в основном, грубые фракции [92-93, 99, 101-102]. Таким образом, можно утверждать, что чем больше весовая доля тонких фракций пыли в пылевом аэрозоле, тем эффективнее работа системы пылеподавления. Последнее утверждение хорошо иллюстрируется графиками на рис.4.13.-4.14. Из опыта эксплуатации комбайна KGS-245 известна низкая надежность системы пылеподавления, что хорошо подтверждается графиком на рис.4.14: весовая доля тонких фракций не превышает 40 % на основных рабочих местах. Примерно в аналогичных горно-геологических условиях шахты им. СМ. Кирова (лава № 19-96, комбайн KWB 465) также при значительном уровне запыленности содержание тонких фракций на рабочем месте машинистов комбайна и крепи находится в пределах 65-70 %. При этом отметим, что весовые доли тонких фракций в поступающем в лаву воздухе находятся в одном интервале 60-65 %.
Таким образом, для оценки эффективности систем пылеподавления горных машин разработан критерий, в основе которого лежит контроль дисперсного состава пылевого аэрозоля в атмосфере горных выработок: работа систем пылеподавления с оптимальными параметрами соответствует содержанию тонких фракций пыли (крупностью до 10 мкм) 50 % и более. Введение инструмента оценки эффективности пылеподавления позволяет оценивать качество системы управления риском возникновения профзаболеваний в целом.
Существующие методики контроля пылевой обстановки основываются на предписанных в Инструкции производственном и гигиеническом контроле. При этом контролируются максимально разовые, среднесменные концентрации и пылевые нагрузки. Производимый в настоящее время контроль запыленности воздуха силами лабораторий ВГСЧ по своему методическому характеру не соответствует ни одному перечисленному требованию.
Разработанные и прошедшие апробацию системы учета пылевых нагрузок и производственного контроля позволяют привести в соответствие методики контроля пылевой обстановки требованиям СанПиН и Гигиенических критериев.
В результате стендовых испытаний установлено, что пробоотборники Respicon в диапазоне концентрации пылевого аэрозоля до 1500 мг/м3 имеют погрешность, не превышающую 20 %, удобны в эксплуатации и могут быть использованы для контроля пылевой нагрузки (гигиенического контроля). 4. Проведены исследования по возможности использования экспресс-пылемеров ТМ data , регистрирующих фракции крупностью до 7 мкм, для оперативного контроля пылевой обстановки. Экспресс-пылемеры ТМ data при соответствующей калибровке для условий пласта с погрешностью не более 20 % регистрируют запыленность воздуха в горных выработках. Таким образом, они могут быть использованы в качестве инструмента для производственного контроля при обязательной калибровке для существующих условий шахты.
Для гигиенического контроля пылевой нагрузки на работников угольных шахт могут быть использованы пробоотборники Respicon, которые улавливают фракции пыли до 100 мкм в полном объеме. Кроме того, конструктивное исполнение пробоотборника позволяет осуществлять контроль и по тонким фракциям пыли: размером до 4 мкм и до 10 мкм.
Установлено, что для оценки эффективности систем пылеподавления горных машин достаточно контролировать дисперсный состав пылевого аэрозоля в атмосфере горных выработок: работа систем пылеподавления с оптимальными параметрами соответствует содержанию тонких фракций пыли (крупностью до 10 мкм) 50 % и более. Введение инструмента оценки эффективности пылеподавления позволяет оценивать качество системы управления риском возникновения профзаболеваний в целом.
Введение инструмента оценки эффективности пылеподавления позволяет оценивать качество системы управления риском возникновения профзаболеваний в целом.
По результатам стендовых и шахтных испытаний получены сравнительные характеристики существующего приборного парка применительно к требованиям нормативной документации.
Для производственного контроля целесообразно использование приборов оперативного контроля, основанных на косвенных принципах измерения (ТМ-дата, ИКАР и т.п.)
Для контроля пылевых нагрузок необходимо применение пробоотборников с прямым гравиметрическим методом измерения (ДП, Respicon и т.п.). Организация действенной системы возможна только при создании специализированных центров по контролю и учету пылевых нагрузок в контакте со структурами Госсанэпиднадзора.
Экспериментальные исследования приборов контроля запыленности воздуха рабочей зоны
Законом Российской Федерации "О государственном регулировании в области добычи и использовании угля, об особенностях социальной защиты работников организаций угольной промышленности";
Гигиеническими требованиями к предприятиям угольной промышленности и организации работ (СанПиН 2.2.3.570-96);
Инструкцией по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок приложение к 259 Правил безопасности в угольных шахтах. паспорт санитарно-технического состояния предприятия, комплексный план улучшения условий труда и санитарно-оздоровительных мероприятий, утвержденный работодателем и согласованный с профсоюзными органами и местными органами Рострудинспекции; -результаты аттестации рабочих мест по условиям труда, выполненные в соответствии с требованиями «Инструкции о порядке проведения аттестации рабочих мест по условиям труда».
Временная система контроля пылевых доз работников угольных шахт на основе контроля индивидуальных пылевых нагрузок и организации ее функционирования - методический документ, определяющий порядок организации работ и является обязательной для угольных предприятий, входящих в ОАО «Ростовуголь».
Контроль за соблюдением гигиенических норм по пылевому фактору осуществляется на основе: -СанПиН 2.2.3,570—96 и Дополнений и изменений в перечень ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны. ГН 2.2.5.686—98 ("Токсикологический вестник" № 4, 1998 г., с. 48); - методические указания "Измерений концентрации аэрозолей преимущественно фиброгенного действия"; - ГН "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и последующие дополнения к списку действующих в России ПДК; - "Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и дополнения к ним.
Контроль пылевой нагрузки осуществляется в зоне дыхания. Контролируются среднесменные концентрации (ССК) с учетом массы всех ингалируемых частиц.
Результаты измерений сравниваются с ПДК, приведенными в ГН "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и в последующих дополнениях, к списку действующих в России ПДК.
ПДК наиболее распространенных в угольной отрасли пылевых аэрозолей (по состоянию на 1 марта 1999 г.) приведены в приложении 2. "Гигиенических требований к предприятиям угольной промышленности и организации работ (СанПиН 2.2.3.570-96)"
Уровни содержания пыли в воздухе рабочей зоны (зоне дыхания) необходимо характеризовать на основе измерений среднесменных концентраций (ССК) с учетом массы всех ингалируемых частиц пыли.
Определение ССК пыли следует проводить не реже одного раза в год при содержании ее в воздухе рабочих мест равном или ниже ПДК. При ССК, превышающих ПДК, пылевой контроль следует проводить в зависимости от пределов колебаний величин концентраций, измеренных ранее (средняя за не более, чем 3 последних года) и вновь выполненных:
При выполнении группой рабочих одинаковых технологических операций в сходных горногеологических условиях допускается проводить измерение концентрации пыли только на части рабочих мест, но не менее, чем на 30% от их числа.
Документы согласовываются с территориальными органами Рострудинспекции и Госсанэпиднадзора, курирующими шахту, и независимой специализированной лабораторией, которая осуществляет работу, и утверждаются главным инженером шахты
Отбор проб пыли для определения ее среднесменной концентрации, их обработка и анализ производятся ООО «Санитарно - промышленная лаборатория по экологии и промсанитарии» (СПЛ), аккредитованной Госстандартом России в качестве независимой организации. Для этого лаборатория должна быть аттестована органами Госсанэпиднадзора России.
Дозиметры пыли находятся и обслуживаются данной лабораторией. Представитель лаборатории лично вручает дозиметры пыли работникам шахты в соответствии с "Планом отбора проб пыли для определения ее среднесменной концентрации" (приложение 1). При этом он же фиксирует данные согласно столбцов 1-5 «Журнала учета пылевых нагрузок рабочих и ИТР» (Приложение 3).
Работник лаборатории результаты анализа проб должен занести в Акт -извещение (приложение 2) и не позднее трех суток с момента поступления проб в лабораторию отправить его главному инженеру шахты.
Определение содержания в пыли свободного диоксида кремния должно проводиться СПЛ не реже 1 -го раза в год по каждому очистному и подготовительному забою, или группе равных по горногеологическим условиям забоев, а также при сдаче в эксплуатацию новых шахт, шахтопластов, участков, разрезов, обогатительных фабрик. В геологических отчетах и проектной документации должны быть приведены сведения о степени биологической опасности угля в соответствии с "Дополнительными требованиями по медико-биологической характеристике разведанных угольных месторождений и проектированию предприятий угольной промышленности
Вновь поступившие на шахту работники должны быть взяты на учет пылевой нагрузки в течение одного месяца со дня поступления на работу.
В соответствии с требованием приложения 4 к СанПиН 2.2.3.570—96 в .конце каждого квартала в Журнал учета пылевых нагрузок рабочих и ИТР (приложение 3) на каждого работающего в контакте с пылью в нарастающем порядке вносятся сведения о количестве отработанных смен, среднесменной концентрации пыли, персональной пылевой экспозиционной дозе среднесменной по времени работы в различных рабочих местах, величина интегрального показателя, сведения о результатах прохождения медицинских осмотров и другие показатели.
Журнал учета пылевых нагрузок рабочих и ИТР действует (заполняется) в течение календарного года. Срок его сохранности 50 лет.
Ответственность за учет пылевых нагрузок возлагается на руководителя предприятия. Контроль учета пылевых экспозиционных доз должен осуществляться лицом, назначенным приказом работодателя. Указанное лицо 1 раз в полгода проводит анализ полученных материалов и результаты анализа представляет руководителю предприятия для разработки противопылевых мероприятий, составления санитарно-гигиенических характеристик, аттестации рабочих мест по условиям труда, регулирования пылевых экспозиционных доз, направления работающего на медицинский осмотр.
