Wentylacja  część II

I.  Przyrządy pomiarowe do wyznaczania parametrów wentylacyjnych.

1.    Pomiar prędkości powietrza

Prędkość powietrza mierzy się przyrządami, zwanym anemometrami. W kopalniach używane są anemometry skrzydełkowe (rys. 1 i 3) oraz czaszowe (rys.2).

                              

Rys.1.                                                                                        Rys. 2.

Anemometr skrzydełkowy jest to wiatraczek zabudowany w odpowiedniej obudowie i zaopatrzony w licznik obrotów ze skalą, na której odczytuje się drogę powietrza w metrach. Dzieląc drogę przez czas pomiaru, otrzymuje się średnią prędkość przepływu powietrza w metrach na minutę (m/mm). Czas pomiaru mierzy się stoperem, który zazwyczaj jest zabudowany w anemometrze i automatycznie zatrzymuje licznik po upływie 1 minuty. Obecnie coraz częściej stosowane są anemometry posiadające licznik elektroniczny(rys. 3), podający prędkość bezpośrednio na wyświetlaczu

Zazwyczaj mierzy się średnią prędkość powietrza przepływającego wyrobiskiem górniczym. Nie jest ona bowiem jednakowa we wszystkich punktach przekroju wyrobiska. Największa jest w środku przekroju, a najmniejsze wartości ma przy ociosach, pułapie i spodku z powodu oporów tarcia. Chcąc otrzymać średni pomiar, przesuwa się anemometr powolnym ruchem po całym przekroju wyrobiska (rys. 3).

 

 

Rys. 3. Linia przesuwania anemometru w przekroju wyrobiska podczas pomiaru prędkości powietrza

Pomiar prędkości powietrza w danym miejscu przekroju poprzecznego wyrobiska może odbywać się automatycznie poprzez specjalne czujniki z zabudowanym anemometrem                              Czujnik ten zabudowany w wyrobisku przekazuje do dyspozytora automatycznie dane dotyczące prędkości powietrza.

2.    Pomiar ciśnienia powietrza

Ciśnienie atmosferyczne mierzy się barometrami membranowymi. Ciśnienie powietrza działa na membranę powodując jej odkształcenie, które przenoszone jest na wskazówkę przyrządu. Do ciągłego rejestrowania ciśnienia atmosferycznego służy barograf, który zamiast wskazówki ma drążek zakończony piórkiem wypełnionym tuszem. Piórko to kreśli na obracającym się walcu wartość ciśnienia.

3.    Pomiar temperatury

Temperaturę powietrza mierzy się termometrem suchym lub mokrym.

Pomiar temperatury powietrza termometrem suchym polega na odczytaniu jej wartości, gdy bańka z rtęcią jest sucha. Natomiast w termometrze mokrym jego bańka owinięta jest zwilżonym muślinem.

Temperaturę powietrza mierzoną termometrem suchym nazywa się temperaturą suchą, a mierzoną termometrem mokrym — temperaturą mokrą.

Temperaturę „suchą” i „mokrą” można również mierzyć psychrometrem. W obudowie tego przyrządu zabudowane są dwa termometry: jeden suchy i drugi mokry, mający bańkę z rtęcią owiniętą wilgotnym muślinem. Rysunek 4 przedstawia psychrometr z nadmuchem, zwany psychrometrem aspiracyjnym. Posiada on wentylator napędzany sprężyną, którego zadaniem jest wywołanie ruchu powietrza wokół termometrów. Wskutek parowania wody zawartej w wilgotnym muślinie, termometr mokry wskazuje mniejszą temperaturę w porównaniu ze wskazaniem termometru suchego. Im większa jest wilgotność względna powietrza, tym mniejsza jest różnica wskazań obu termometrów. Przy wilgotności względnej równej 100% oba termometry wskazują jednakową temperaturę. I odwrotnie, im bardziej suche jest powietrze, tym bardziej różnią się warunki pomiaru termometru suchego i mokrego.

 

 

 

1— termometr mokry,

2 — termometr suchy,

3 — wentylatorek,

4 — sprężyna do napędu wentylatorka,

 

Rys. 4.  Psychrometr aspiracyjny

 

 

 

4.    Pomiar wilgotności powietrza

W kopalni pod ziemią względną wilgotność powietrza określa się za pośrednictwem termometru suchego i mokrego lub psychometru.

        Jeżeli temperaturę mierzy się termometrem suchym i mokrym, to wilgotność względną powietrza odczytuje się z odpowiedniej tablicy, na podstawie pomierzonej temperatury suchej i mokrej.

        Jeżeli temperaturę suchą i mokrą mierzy się psychrometrem, to z tablicy lub nomogramu dołączonego do danego przyrządu odczytuje się wilgotność względną powietrza na podstawie pomierzonej temperatury suchej i mokrej,

Wilgotność względną powietrza można mierzyć także higrometrem.  Zasada działania higrometru opiera się na zmianie długości włosia naturalnego lub struny z tworzywa sztucznego pod wpływem zmian wilgotności. Przyrządów tych nie używa się do pomiarów pod ziemią.

Obecnie coraz częściej korzysta się z barometrów z cyfrowym przekazem danych, których dodatkowa zaletą jest zapamiętywanie wyników pomiarów w pamięci wewnętrznej.

 

5.    Kontrola składu powietrza kopalnianego

Kontrolę składu powietrza kopalnianego wykonuje się ją za pomocą:

— analizy chemicznej przeprowadzanej w laboratorium,

— specjalnych przyrządów do wykrywania i pomiaru gazów występujących w powietrzu kopalnianym.

Pomiar może być przeprowadzany okresowo, co pewien okres czasu lub w sposób ciągły, gdzie wyniki pomiaru są przekazywane bezpośrednio do dyspozytorni kopalnianej.

a.   Analizy chemiczne laboratoryjne

 Metodę tę stosuje się przy okresowej kontroli powietrza kopalnianego. Wymaga pobrania próbek powietrza kopalnianego, przesłania ich do laboratorium i wykonania tam analizy chemicznej.

Próbki powietrza kopalnianego pobiera się do pipet szklanych wypełnionych wodą. Pipeta ma pojemność 500 cm3 i zamknięta jest z obu stron kurkami szklanymi.

 

Rys. 5. Pipety do pobierania próbek powietrza

a — szklana z kurkami zwykłymi,   b — z pompką gumową

Pipetę napełnia się wodą destylowaną, zakwaszoną lekko kwasem solnym lub siarkowym. W miejscu pobrania próbki otwiera się oba kurki. Woda wylewa się i pipeta wypełnia się powietrzem kopalnianym (rys.5a). Następnie zamyka się kurki i próbkę odsyła do analizy. Omówiony sposób pobierania próbek powietrza nazywa się „sposobem mokrym” i jest powszechnie stosowany z uwagi na łatwość i prostotę.

Nie można go stosować do wykrywania gazów łatwo rozpuszczających się w wodzie, takich jak siarkowodór, dwutlenek siarki oraz tlenki azotu. Gazy te wykrywa się z próbek powietrza pobranych do pipet „sposobem suchym”. Badane powietrze wtłacza się do pipety za pomocą pompki (rys. 5b). Powyższy sposób jest stosowany w kopalni rzadko,  gdyż nieczęsto zachodzi potrzeba wykrywania tych gazów.

Do pipet pobiera się próbki powietrza:

— z czynnych wyrobisk,

— zza tam izolacyjnych lub pożarowych,

— z otworów badawczych.

Próbki gazów spoza tam (pożarowych lub izolacyjnych) pobiera się w czasie zniżki barometrycznej gdyż wówczas istnieje napór gazów na tamę i po otwarciu rurki znajdującej się w tamie wypływają przez nią gazy, które przemieściły się z głębi otamowanej przestrzeni w stronę tamy.

Sposób pobierania próbek powietrza zza tamy polega na połączeniu rurki umieszczonej w tamie za pośrednictwem węża gumowego z pipetą. Następnie otwiera się zawór umieszczony w rurce tamy i spuszcza wodę z pipety. Po wypłynięciu wody zamyka się oba kurki pipety.

b.   Przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów

Natychmiastowe, aczkolwiek mniej dokładne wyniki uzyskuje się stosując specjalne przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów w powietrzu kopalnianym.

Obecnie, w miarę rozwoju techniki, w kopalniach stosuje się coraz więcej różnych przyrządów stosowanych do wykrywania i pomiarów gazów. Jeszcze niedawno w kopalniach najpowszechniej stosowane były benzynowe lampy wskaźnikowe, wykrywacze mieszkowe z rurkami wskaźnikowymi i metanomierze interferencyjne i elektroniczne. W tej chwili stosuje się kilka typów wykrywaczy elektronicznych różnych gazów. Metanomierze elektroniczne zostały wzbogacone o dodatkowe funkcje jak np. pamięć pomiarów.

Benzynowa lampa wskaźnikowa

Jest najstarszym przyrządem do kontroli powietrza kopalnianego. Płomień osłonięty jest uszczelnionym szklanym cylindrem oraz dwoma siatkami metalowymi.

Rys. 6. Benzynowa lampa wskaźnikowa

Lampą tą można mierzyć zawartość tlenu, dwutlenku węgla i metanu w powietrzu. Pomiar zawartości tlenu jest równocześnie pomiarem zawartości dwutlenku węgla. Kopcenie płomienia lampy lub jego zgaśnięcie jest ostrzeżeniem, że miejsce to należy natychmiast opuścić, gdyż atmosfera ta zagraża uduszeniem z braku tlenu.

W przypadku obecności metanu w badanym powietrzu jego zawartość mierzy się wysokością płomienia lampy.

Przed niebezpieczeństwem zapalenia metanu przez płomień lampy chronią dwa kosze siatkowe. Temperatura płomienia lampy „zatrzymuje” się na siatkach, podgrzewa je i rozkłada się równomiernie na całej ich powierzchni. W ten sposób eliminuje się wysoką temperaturę od płomienia lampy. która mogłoby zapalić metan znajdujący się w badanym powietrzu.

Sposób przeprowadzania pomiaru zawartości tlenu, dwutlenku węgla i metanu w powietrzu za pomocą lampy benzynowej oraz zasady jej wykorzystania w miejscu pracy określa szczegółowa instrukcja.

Obecnie benzynowa lampa wskaźnikowa w polskim górnictwie jest wykorzystywana sporadycznie.

Wykrywacz harmonijkowy

Jest przyrządem służącym do przepompowania powietrza kopalnianego przez specjalną dla danego gazu rurkę wskaźnikową (rys. 7).

Rys. 7. Wykrywacz harmonijkowy gazów z rurkami wskaźnikowymi: a) przekrój wykrywacza, b) rurka wskaźnikowa do wykrywania CO₂, c) rurka wskaźnikowa do wykrywania CO, d) rurka wskaźnikowa do wykrywania H₂S

1 — pompka mieszkowa, 2 — mieszek, 3 — zawór, 4 — ścianka przednia, 5 — łańcuszek, 6 — sprężyny, 7 — oczko do odłamywania końców rurki wskaźnikowej, 8 — rurka wskaźnikowa.

 

Jest to rurka szklana zatopiona z obu końców i wypełniona masą wskaźnikową zmieniającą barwę pod działaniem określonego gazu. Istnieją rurki wskaźnikowe do wykrywania i określania zawartości tlenku węgla, dwutlenku węgla, siarkowodoru, dwutlenku siarki, tlenków azotu (NO, NO;), wodoru, tlenu oraz węglowodorów ciężkich.

W celu oznaczenia zawartości danego gazu w powietrzu kopalnianym obłamuje się oba końce rurki wskaźnikowej i wkłada się ją w gniazdko wykrywacza mieszkowego zgodnie z kierunkiem strzałki. Ściskanie mieszka pompki należy wykonać tyle razy, ile przewiduje instrukcja dołączona do danego rodzaju rurki wskaźnikowej. Nie wolno ściskać zbyt szybko mieszka nie czekając na całkowite jego rozprężenie, gdyż daje to fałszywy pomiar.

W zależności od typu zastosowanej rurki wskaźnikowej i zawartości badanego gazu w powietrzu nastąpi zabarwienie substancji chemicznej w rurce. Wielkość zabarwienia odwzorowana na skali umieszczonej na rurce mówi nam o zawartości danego gazu w badanym powietrzu.

Metanomierze

 Zasady działania metanomierzy i dokonywanie nimi pomiarów zostaną omówione w następnych rozdziałach.

Inne przyrządy do wykrywania gazów

Obecnie na kopalniach pojawiają się przyrządy do wykrywania gazów różnych typów i firm. Rysunek 8 przedstawia fotografię miernika wielogazowego M40 do pomiaru CO, H₂S, O₂ i gazów wybuchowych (eksplozymetr). Małe wymiary i odporność na trudne warunki górnicze sprawują, że przyrząd nadaje się jako miernik osobisty. Posiada alarm wibrujący, akumulator litowo-jonowy, odczyt stężeń maksymalnych, duży wyświetlacz LCD oraz 50-godzinną rejestrację danych. Firma Industrial Scientific producent M40 produkuje jeszcze inne mierniki znajdujące zastosowanie w górnictwie.

Rys. 8. Przyrząd do pomiaru gazów M 40

Innym urządzeniem o podobnym zastosowaniu jest miernik MICROPAC firmy Drager. Instrukcja obsługi tego przyrządu została umieszczona w załączniku do tego działu.

 

II. KLIMATYCZNE WARUNKI PRACY

1.    Wpływ klimatycznych warunków pracy na organizm ludzki

Stworzenie koniecznych klimatycznych warunków pracy ma na celu umożliwienie chłodzenia ciała ludzkiego w celu odprowadzania ciepła wywiązującego się w organizmie człowieka wskutek pracy.

Podczas pracy organizm ludzki produkuje zwiększoną ilość  energii cieplnej. Temperatura ciała ludzkiego stopniowo podwyższa się (nie powinna ona przekroczyć 36,8 C). Przy dalszym wzroście temperatury ciała ludzkiego pojawiają się bóle i zawroty głowy, szum w uszach, senność i apatia oraz  wzrost pobudliwości i uczucie niepokoju wewnętrznego. Zachodzi przegrzanie organizmu i gdy temperatura ciała dojdzie do 39°C. może nastąpić śmierć z powodu udaru cieplnego.

Przed przegrzaniem ciała ludzkiego chronią organizm ludzki dwa czynniki:

— chłodzenie ciała ludzkiego przez otaczające go powietrze,

— samoobrona organizmu ludzkiego, polegająca na własnościach fizykalnej regulacji temperatury ciała w dostosowaniu do warunków zewnętrznych.

Chłodzenie ciała ludzkiego przez otaczające powietrze. Wpływ klimatycznych warunków pracy na odprowadzanie ciepła z organizmu ludzi pracujących związany jest z:

— możliwością oddawania ciepła przez organizm do powietrza poprzez konwekcję i poprzez parowanie potu. W niskich temperaturach powietrza do odprowadzenia ciepła wystarcza konwekcja. Gdy temperatura otoczenia przekroczy wartość 35°C, oddawanie ciepła przez organizm ludzki za pomocą konwekcji ustaje i może zachodzić tylko przez parowanie potu. Parowanie potu zależy od wilgotności względnej powietrza. Gdy wilgotność ta wynosi 100%, wówczas w ogóle nie może zachodzić parowanie potu, gdyż powietrze jest nasycone i nie może przyjmować więcej wilgoci;

— własnościami fizycznymi powietrza to jest jego temperaturą, prędkością przepływu oraz wilgotnością względną.

 Samoobrona organizmu ludzkiego. Polega ona na tym, że organizm dysponuje pewną rezerwą buforową, gdyż temperatura połowy masy ciała ludzkiego jest średnio o 3÷4°C niższa od temperatury wewnętrznej, wynoszącej niecałe 37°C. W warunkach, w których oddawanie ciepła przez skórę jest mniejsze od jego wytwarzania przez organizm, zostają podgrzane do temperatury wewnętrznej w pierwszej kolejności zewnętrzne części ciała. W ten sposób przez zwiększenie temperatury skóry organizm „rozkłada” wytwarzane ciepło i powoduje reakcję ułatwiającą jego wydzielanie. Zostaje to osiągnięte przez wzrost ukrwienia tych części ciała, z których następuje szczególnie duży odpływ ciepła (twarz, ręce, ramiona itp.).

2.    Elementy klimatu

W dołowych warunkach górniczych na klimatyczne warunki pracy wpływają:

— własności fizyczne powietrza kopalnianego, określone jego temperaturą i wilgotnością,

— intensywność przewietrzania, wyrażona prędkością przepływu powietrza.

Temperatura powietrza kopalnianego zależy od: temperatury powietrza wpływającego do kopalni oraz od czynników górniczo-technicznych to jest temperatury górotworu, temperatury pokładu (decydującą o nagrzewaniu powietrza od węgla urabianego w przodkach i transportowanego drogami odstawy na powierzchnię), przemiany energii w maszynach, procesów utleniania i powietrza sprężonego.

Wilgotność powietrza kopalnianego

Rozróżnia się wilgotność:

— właściwą (g/kg) jako ilość pary wodnej w gramach na 1 kg powietrza suchego,

— bezwzględną F (g/m3) jako ilość pary wodnej w gramach na 1 m3 powietrza suchego,

— względną φ (%) jako stosunek masy pary wodnej znajdującej się w powietrzu do masy pary, która w danej temperaturze nasyca powietrze.

W górnictwie najważniejsza jest wilgotność względna, gdyż decyduje o chłodzącym działaniu powietrza na organizm ludzki.

Wilgotność względna powietrza kopalnianego waha się w zależności od:

— temperatury powietrza kopalnianego,

— temperatury i wilgotności górotworu,

— zawodnienia kopalni (woda naturalna i podsadzkową),

— zawodnienia wyrobisk (rozlewanie się wody po spągu, nie uchwycenie wody w szybach itp.),

— intensywności przewietrzania.

Prędkość przepływu powietrza w wyrobiskach kopalni, powinna być taka, aby:

— doprowadzona do miejsca pracy ludzi ilość powietrza zapewniała odpowiedni jego skład, temperaturę i wilgotność, określone przepisami górniczymi,

— w miejscu pracy wykorzystać chłodzące działanie prądu powietrza.

Z punktu widzenia chłodzącego działania powietrza, już prędkość 0,03 m/s wpływa na wymianę ciepła pomiędzy organizmem ludzkim a powietrzem.

Przepisy górnicze określają, że z uwagi na obecność ludzi pręd-1 kość powietrza nie powinna przekraczać:

— w ścianach i zabierkach 5 m/s,

— w wyrobiskach korytarzowych 8 m/s,

— w szybach 12 m/s.

3.    Komfort pracy

Komfort pracy ocenia się za pomocą trzech parametrów powietrza kopalnianego:

— temperatury,

— wilgotności względnej,

— prędkości przepływu.

Temperaturę powietrza mierzy się bezpośrednio termometrem suchym i mokrym. Temperatura mierzona termometrem suchym nie może przekraczać 28°C. Gdy wynosi ona 28-33°C, wówczas należy skrócić czas pracy do 6 godzin. W temperaturze większej od 33°C może być wykonywana praca tylko w ramach akcji ratowniczej.

Wilgotność względną powietrza kopalnianego określa się na podstawie pomiaru.

W zależności od wilgotności względnej organizm ludzki odczuwa powietrze jako:

— bardzo suche, przy wilgotności względnej poniżej 40%,

— suche, przy wilgotności względnej 40-60%,

— normalne, przy wilgotności względnej 60-80%,

— wilgotne, przy wilgotności względnej 80-95%,

— bardzo wilgotne, przy wilgotności względnej powyżej 95%.

Prędkość przepływu powietrza w istotny sposób decyduje o chłodzącym działaniu powietrza.

Chłodzące działanie przepływającego powietrza polega na odbieraniu ciepła z ciała ludzkiego i zależy od wspólnego oddziaływania: temperatury, wilgotności i prędkości powietrza kopalnianego. Intensywność chłodzącego działania powietrza, czyli natężenie chłodzenia K, jest to wielkość strat ciepła z 1 cm² powierzchni ciała ludzkiego w jednostce czasu (w 1 s).

Jednostką natężenia chłodzenia jest 1 katastopień (mcal/s• cm²), który określa ilość ciepła odbieraną z powierzchni 1 cm² w 1 s przy temperaturze ciała ludzkiego 36,5°C.

Intensywność chłodzenia można zmierzyć bezpośrednio za pomocą katatermometru lub określić pośrednio za pomocą nomogramu na podstawie pomiaru temperatury mokrej powietrza i prędkości jego przepływu.

  Rys. 1. Katatermometr

Sposób bezpośredni polega na zmierzeniu intensywności chłodzenia katatermometrem (rys.1), którym mierzy się jednocześnie wszystkie czynniki wpływające na chłodzące działanie prądu powietrza, tzn. jego temperaturę, wilgotność i prędkość przepływu.

Jest to termometr alkoholowy z rurką długości około 20 cm, zakończoną z obu stron bańkami (zbiorniczkami), na której zaznaczone są dwie kreski odpowiadające temperaturom 35 i 38°C, których średnia, wynosząca 36,5°C, odpowiada temperaturze ciała ludzkiego.

Katatermometr odgrzewa się w termosie z gorącą wodą do temperatury 50÷70 C tak długo, aż górna bańka zostanie wypełniona alkoholem do 1/3 swej objętości. Następnie wyjmuje się przyrząd z termosu, osusza się z wody i zawiesia w pozycji pionowej. Podczas ochładzania katatermometru opada słup alkoholu od górnej bańki do dolnej. Za pomocą stopera mierzy się czas spadania słupa alkoholu od temperatury 38°C do temperatury 35 C. Pomiar ten wykonuje się od 3 do 5 razy i oblicza się średnią arytmetyczną otrzymanych wyników.

Natężenie chłodzenia, czyli intensywność chłodzącego działania prądu powietrza, oblicza się za pomocą wzoru

     katastopnie (mcal/cm² s)

K — szukana liczba katastpni, wyrażająca natężenie chłodzenia,

F — stała katatermometru wycechowana dla każdego przyrządu, a oznaczająca, ile ciepła (milikalorii) zostaje odprowadzone z 1 cm² powierzchni przyrządu podczas jego ochładzania od 38 do 35°C,

T — czas chłodzenia (sekundy), czyli czas opadania słupa alkoholu od 38 do 35°C (średnia arytmetyczna pomiarów).

 

Im wolniej opada słup alkoholu, czyli im dłuższy jest czas chłodzenia, tym słabsze jest chłodzące działanie prądu powietrza.

Ponieważ katatermometr mokry bardziej odzwierciedla spocone ciało ludzkie, dlatego pomiar należy przeprowadzać przyrządem mokrym czyli przyrządem, który ma dolną bańkę zbiornika owiniętą mokrą szmatką lub muślinem.

Sposób pośredni określania intensywności chłodzenia polega na zmierzeniu temperatury mokrej powietrza i prędkości jego przepływu. Znając powyższe wartości określa się katastopnie wilgotne z nomogramu (rys. 2).

Rys. 2 Nomogram do określania katastopni na podstawie pomiaru temperatury wilgotnej powietrza i prędkości jego przepływu

 

Na osi poziomej znajdujemy punkt A, którego położenie odpowiada zmierzonej prędkości przepływu powietrza. Na osi pionowej znajduje się punkt B, wyznaczający swym położeniem pomierzoną temperaturę mokrą powietrza. Punkt K przecięcia się prostych prostopadłych wykreślonych z tych punktów wyznacza liczbę katastopni, określających intensywność chłodzenia w miejscu pomiaru.

 

III. Pyły szkodliwe w powietrzu kopalnianym

W powietrzu kopalnianym mogą znajdować się  pyły szkodliwe lub niebezpieczne dla zdrowia i życia ludzkiego. Są to bardzo drobne cząstki węgla i skał płonnych o średnicy od 0 do 1 mm powstałe przy urabianiu calizny oraz przy kruszeniu i transporcie urobku.

4.    Podział pyłów w zależności od działania na organizm ludzki

Pyły, w zależności od działania na organizm ludzki, można podzielić na:

        Pyły toksyczne. Pyły związków chemicznych, które mogą być rozpuszczalne płynach ustrojowych i powodować przez to zatrucia (np. pyły związków ołowiu, miedzi, cynku, manganu, niklu itp.),

        Pyły drażniące. Większość pyłów posiada oddziaływanie drażniące na zewnętrzne części ciała, spojówki oczu, błony śluzowe górnych dróg oddechowych,

        Pyły alergiczne. Do pyłów o działaniu alergicznym (uczulającym) należą głównie pyły pochodzenia organicznego, np. pyły bawełny, wełny, lnu, drewna, pyłki kwiatowe itp.,

        Pyły rakotwórcze. Pyły powodujące powstanie chorób nowotworowych. Należą do nich: azbest, pyły drewna twardego buku i dębu,

        Pyły powodujące powstanie pylicy płuc

5.    Zagrożenie pylicą płuc

Pyły zawarte w powietrzu, którym oddychamy w zależności od frakcji mogą mieć różne działanie:

      ziarna powyżej 30 µm zatrzymują się już w tchawicy,

       ziarna do 10 µm mogą przedostawać się aż do oskrzelików końcowych,

       ziarna do 3 µm osadzają się w lejkach oskrzelikowych,

      ziarna 1 µm osadzają się w pęcherzykach płucnych.

Cząstki pyłu osadzone w górnych drogach oddechowych są wydalane na zewnątrz układu oddechowego i nie powodują schorzeń, a cząstki zatrzymywane w pęcherzykach płucnych wydalane są powolnie i nie dość efektywnie w przypadku dużej ilości pyłu. Sam proces odkładania się pyłów nie powoduje zmian czynnościowych, jednak niektóre pyły wywołują w płucach reakcje związane z tworzeniem się tkanki łącznej. Pyły te nazywamy fibrogennymi. Do pyłów silnie fibrogennych zaliczamy gównie wolną krystaliczną krzemionkę (SiO₂), azbest, talk i w mniejszym stopniu węgiel.

Za wyjątkowo szkodliwy uważany jest ten pył, który wywołuje pylicę. Najpowszechniejszym rodzajem pylic jest krzemica. Chorobę tę wywołuje pył zawierający wolną krzemionkę (SiO₂). Pył krzemionki rozpuszcza się w płynach biologicznych, powoduje zwłóknienie tkanki płucnej. Czysty pył węglowy, nie powoduje zwłóknienia tkanki płucnej, jednak w płucach powstają „złogi pyłu”, w wyniku czego zmniejsza się powierzchnia oddechowa płuc.

 

Szkodliwe działanie pyłu na organizm ludzki zależy od:

      rodzaju pyłu,

      wielkości poszczególnych cząstek,

      kształtu cząstek (włókna, kształty ostre, obłe),

       stężenia pyłu w powietrzu,

      czasu ekspozycji,

      zawartości wolnej krystalicznej krzemionki,

      rozpuszczalności pyłu w cieczach ustrojowych,

Powyższe czynniki służą do oceny stopnia zagrożenia niebezpieczeństwa spowodowanego pyłem przedostającym do organizmu przez układ oddechowy.

6.    Pomiar stężenia pyłu

Stężenie pyłu w powietrzu mierzy się metodą filtracyjną, określając ilość pyłu grawimetrycznie za pomocą pyłomierza Barbara 3A. Metoda filtracyjna polega na przepuszczeniu pewnej ilości powietrza przez odpowiedni filtr. Pył osadza się na filtrze, a więc znając ilość przepuszczonego powietrza oraz różnicę masy filtru przed pomiarem i po dokonaniu pomiarów można z łatwością wyliczyć zawartość wagową pyłu w 1 m³ powietrza.

Próby powietrza pobiera się w warunkach typowych dla badanych stanowisk i typowego procesu produkcyjnego, zapewniając ich reprezentatywność dla całego dnia pracy lub dla wybranego krótszego okresu.

 

Wyniki pomiarów stężenia pyłu na stanowisku pracy interpretuje się następująco:

      w przypadku, gdy górna granica średniego stężenia nie przekracza wartości NDS, wtedy są dopuszczalne warunki pyłowe,

      o ile górna granica przedziału ufności dla średniego stężenia jest powyżej wartości NDS, wtedy są warunki pyłowe szkodliwe.

 

Wielkość zagrożenia działania pyłów szkodliwych określają stopnie zagrożenia, pierwszy, drugi i trzeci. Największe ryzyko niesie stopień trzeci.

Częstotliwość pomiarów zależna jest od zaliczenia miejsca do odpowiedniego stopnia zagrożenia i tak:

1) pierwszego stopnia zagrożenia — nie rzadziej niż co 6 miesięcy,

2) drugiego stopnia zagrożenia — nie rzadziej niż co 3 miesiące,

3) trzeciego stopnia zagrożenia — nie rzadziej niż co miesiąc,

4) w miejscach, w których nie stwierdzono przekroczenie najwyższych dopuszczalnych stężeń pyłu — nie rzadziej niż raz w roku, a w razie jakichkolwiek zmian w warunkach wykonywania pracy wpływających na wielkość zapylenia — każdorazowo po stwierdzeniu zmian.

 

7.    Ochrona przed pyłem

Dla ochrony przed pyłem stosuje się różne środki, których zadaniem jest ograniczenie lub likwidacja emisji pyłu na stanowiskach pracy.

Do najważniejszych należą:

      zmiana procesu technologicznego pod kątem zmniejszenia emisji pyłu na stanowiskach pracy,

       nawilżanie pokładów węglowych,

       hermetyzacja procesu produkcyjnego,

      automatyzacja procesu produkcyjnego,

      stosowanie urządzeń odpylających,

      pozbawienie lotności pyłu przy pomocy wody i innych środków,

      stosowanie urządzeń wentylacyjnych,

      stosowanie ochron osobistych odpowiednio dobranych do danego stanowiska pracy.

Prawidłowy dobór sprzętu ochrony dróg oddechowych powinien być poprzedzony rozpoznaniem zagrożeń występujących na stanowisku pracy, polegającym na:

— identyfikacji wszystkich występujących czynników szkodliwych,

— pomiarze stężeń tych czynników,

— określeniu wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS, NDSCh),

— określeniu ewentualnego niedoboru tlenu.

W górnictwie stosujemy głównie półmaski filtrujące i filtry, które ze względu na zakres stosowania dzielą się na klasy:

P1 półmaski filtrujące lub filtry przeznaczone do ochrony układu oddechowego przed pyłami, dla których NDS
 2 mg/m³ z wyłączeniem azbestu. Stosuje się je przy stężeniu cząstek fazy rozproszonej aerozolu nie większym niż 4 x NDS.

P2 półmaski filtrujące lub filtry przeznaczone do ochrony układu oddechowego przed pyłami, dymami i mgłami, dla których NDS
 0,05 mg/m³ oraz pytami azbestu. Stosuje się je przy stężeniu cząstek fazy rozproszonej aerozolu nie większym niż 10 x NDS.

P3 półmaski filtrujące lub filtry przeznaczone do ochrony układu oddechowego przed pyłami, dymami i mgłami, dla których NDS <0,05 mg/m³ oraz pyłami azbestu. Stosuje się je przy stężeniu cząstek fazy rozproszonej aerozolu nie większym niż 100 x NDS.

---