Замкнутое пространство

ОПАСНОСТИ ПОДЗЕМНОГО МИРА

(Методические рекомендации)

Часть I. СРЕДА, КЛИМАТ, РЕЛЬЕФ

Одесса, 1981

 

Методические рекомендации написаны для инструкторов спелеотуризма. Расчет времени по часам в объеме программ НТП, СТП, ВТП, СИП и ВИП проводится самостоятельно. Рекомендации состоят из двух частей: первая посвящена опасностям подземной среды, климата, рельефа; вторая - опасным действиям спелеотуристов. В подготовке материалов принимали участие: Г.Пантюхин, Л.Сурдо, Ю.Аликин, А.Климчук, В.Радзиевский, Л.Черная.

 "Что может быть романтичнее

покорения неизведанных пространств”

Иван Ефремов

ВВЕДЕНИЕ

Первые исследователи, проникшие в подземелья в конце ХVII - начале ХVШ вв. столкнулись с многочисленными опасностями. Чем дальше забирались вглубь пещер спелеологи, тем больше неожиданностей подстерегало их. Постепенно накапливался опыт, расширялись знания о подземном мире, улучшалось, становясь, всё более надежным, снаряжение, совершенствовалась тактика исследований. В настоящее время спелеологам доступны 350-километровые лабиринты и 1,5-километровые пропасти, исследованы многокилометровые русла подземных рек. Спелеологи-аквалангисты опускаются на глубину до 70 м. Пещерная среда перестала быть незнакомой территорией, не осталось загадок и среди пещерных опасностей.

Подземный мир бывает лишь враждебен, т.е. опасен потенциально. Но для спелеолога, не обладающего достаточными знаниями, опытом и снаряжением, недооценивающего или просто пренебрегающего опасностями, мир этот может стать по-настоящему опасным.

Подземные опасности не равноценны. Одни воздействуют прямо - травмируя, другие - косвенно, утомляя физически и психически, усугубляя прямые опасности.

Не следует думать, что подземный мир обязательно вреден. Наличие отрицательных ионов, отсутствие микробов, повышенное содержание углекислого газа наделяют пещерный воздух бальнеологическими (лечебными) свойствами.

Полезно помнить, что легких пещер нет, в неприятное положение можно попасть в любой пещере.

В данной работе не дается анализ травматизма и опасностей по тяжести воздействия на человека. Эти вопросы достаточно полно рассмотрены в литературе (1-4). Не рассматриваются здесь и опасности на подходах к пещерам, так как они хорошо освещены в альпинистской и туристской литературе, например (5).

 

Глава I. ОПАСНОСТИ ПОДЗЕМНОЙ СРЕДЫ

Темнота.

Освещены лишь входные гроты и колодцы, а в глубину пещер свет не проникает. В темноте человек вынужден освещать себе путь. Но видимость в пещерах зависит как от искусственного освещения, так и от особенностей рельефа.

В условиях слабой освещенности наблюдаются следующие изменения зрения:
- резко понижается острота зрения (до 0,03-0,7);

- ухудшается глазомер: затрудняется оценка расстояния до объектов и их взаимного расположения;
- нарушается цветовое зрение, при ночной освещенности цвет смещается в сторону серого;
- сужается поле зрения.

Установлено также, что при резкой контрастности освещенности ухудшается видимость и затрудняется ориентировка в пространстве.

Ухудшению ночного зрения способствуют:
- резкие переходы от яркого света к темноте, попадание лучей света в глаза;
- плохая освещенность подземного рельефа и объектов, с которыми работаешь;
- переохлаждение;
- расстройство функций вестибулярного аппарата;
- переутомление, физическое перенапряжение, недосыпание, нервно-психические переживания;
- прием алкоголя, курение;
- переполнение желудка, мочевого пузыря;
- болезненное состояние или слабость после перенесенного заболевания;
- недостаток в пище витаминов А, С и группы В.

При освещенности более 30 лк действует дневное зрение (колбочки в сетчатке глаза), при освещенности менее 0,03 лк - ночное (палочки). При переходе от яркого света к тусклому ночное зрение начинает функционировать не сразу (палочки на свету "разряжены"), требуется время для восстановления его, называемое темновой адаптацией. Полностью темновая адаптация завершается через 1-1,5 часа. При этом глаз становится более чувствителен к зеленому цвету и менее - к красному. Желтый и синий цвета занимают промежуточное положение.

После длительного пребывания в темноте чувствительность глаза может возрасти в 200 тыс. раз! В этом случае попадание прямого луча света в глаза вызывает временное расстройство зрения

Человеку с отклонениями от нормы в ночном зрении противопоказаны занятия спелеологией.

При переходе с дневной поверхности к темноте пещеры следует делать остановку в сумеречной части на 20-30 минут для темновой адаптации. Во время работы следует избегать попадания прямых лучей света в глаза. Необходим дополнительный прием витаминов А, С и группы В, а также лимонника для усиления ночного зрения.

Смена дня и ночи синхронизирует внутренние часы человека. В темноте же нарушается нормальная суточная периодика в деятельности организма. Полутьма пещеры изменяет суточный ритм человека, растягивая его до 28, а затем до 48 часов. В первые дни снижается работоспособность, быстрее наступает усталость и т.д. В условиях пещерной среды (темнота, постоянство температуры и т.п.) может произойти десинхронизация и расстройство физиологических процессов.

Создание нормальных условий для труда и отдыха с четким режимом способствует адаптации организма, уменьшению физических и психологических перегрузок. При переходе к непродолжительной (до 10 дней) пещерной деятельности рекомендуется не менять обычный дневной ритм. В "дневные" часы следует планировать работу, в "ночные" - сон. При длительной пещерной работе (более 10 дней непрерывного пребывания под землей) рекомендуется перейти на 43-часовый суточный ритм (12 часов сон, 36 часов работа с двухразовым питанием и 2-3-часовым отдыхом после приема пищи).

При плохом расчете времени работы светильника, отсутствии резервных и аварийных источников, поломках возникает опасность остаться без света.

Правильный выбор элементов, надежная конструкция светильника, его ремонтоспособность, грамотные эксплуатация, хранение, транспортировка освещения позволяют избежать этой опасности. Необходимо предусматривать: резервирование запаса освещения (брать на треть больше по сравнению с расчетным), аварийные осветители (индивидуальные и групповые), запасные части (лампы и т.п.).

Работа в темноте требует большого нервно-психического напряжения. Поэтому нужно тщательно подбирать людей, точно соблюдать режим труда и отдыха, вести контроль за состоянием утомления, применять надёжные светильники, предусматривать резервирование и аварийный запас света.

 

Временные сдвиги.

Во время многосуточного пребывания под землей наблюдаются временные сдвиги, которые приводят к искажению субъективной оценки времени: длительные промежутки по сравнению с реальным временем в среднем оцениваются увеличенным в два раза, а 120-секундный интервал оценивается в среднем в 150 сек. (при сильном утомлении - до 300 сек.).

Метод оценки двухминутного интервала может быть использован для контроля за степенью утомляемости спелеолога.

 

Замкнутое пространство.

Одной из особенностей пещер является замкнутое пространство. Для людей с боязнью замкнутого пространства - клаустрофобией, пребывание под землей противопоказано.

С другой стороны, встречаются огромные залы (до 1 млн. м³ и более) в которых луч света не достигает стен и потолков, что угнетающе действует на психику любого человека.

Подземные лагеря поэтому следует устанавливать так, чтобы рядом были две-три стенки, этого достаточно для снятия излишнего возбуждения. По этим же причинам не следует работать под землей в одиночку.

 

Зрительные иллюзии.

Бедность зрительных восприятий под землей ведет к психическому возбуждению, а "ночное" зрение - к чрезмерному напряжению глаз и быстрой утомляемости. При переутомлении мозг изобретает для себя информацию, - в результате появляются зрительные галлюцинации. Но случаются обманы зрения и из-за особенностей преломления световых лучей. Это, например, "пропадание водной поверхности" - эффект, наблюдаемый только в неглубоких водоемах из-за абсолютно чистой, спокойной и лишенной отражения воды. Глубокая вода под землей видна на некотором расстоянии, она кажется черной. "Сюрприз" заключается в неожиданном попадании в воду там, где её вроде бы не должно быть. Случаются ошибки в определении границы воды и воздуха при питье из подземных водоемов, когда вместо погружения в воду губ окунают все лицо.

Не исключено, что при резком возрастании чувствительности глаз при "ночном" зрении можно увидеть инфракрасные, космические и другие излучения,- это ошибочно может.быть принято как галлюцинация,

Шум, звуки и слуховые иллюзии.

Человек привык жить в мире звуков, на его мозг постоянно действуют различные звуковые раздражители. В пещерах же, где царит тишина, возникает слуховая и сенсорная депривация. При переутомлении мозг изобретает для себя недостающую информацию – появляются слуховые галлюцинации.

Четкий ритм труда и сна, полезность и занятость людей снимают перегрузки.

Напряжение возникает также при появлении неожиданных звуков. Обманы слуха в пещерах очень часты и обескураживают. К ним относятся:

"Говорящие пещеры" - их множество в различных районах мира. Самая известная " пещера Сивиллы в Италии. Звуки в них возникают из-за особенностей акустики в пустотах. Например, громкий шум мощного водного потока могут издавать слабенькие ручейки. Иногда из-за движения воздуха через отверстия звуки в пещерах могут возникнуть при близких взрывах, шуме транспорта на поверхности и т.п.

Ритмичные, мелодичные звуки издают капли воды, падающие в углубления на полу или в эгутационные углубления сталагмитов. Звучную низкую ноту издают отдельные сталактиты при отрыве капли. Звон рождают сталагмиты, сталактиты и драпировки при легком постукивании о них или случайном прикосновении работающих под землей товарищей.

Шум крыльев летучей мыши, бьющей воздух крыльями, в узком туннеле или тупике заставляет дрожать воздух и может вызвать звук очень низкого тона.

Стук сердца, шум дыхания (своего или напарника) в узких щелях, где тело прижато к камню, может распространяться породой на значительные расстояния, бывает достаточно громким и неожиданным.

Шум водотоков, водопадов, каскадов, который издает падающая вода, затрудняет, а иногда делает невозможной связь (сигнализацию) голо сом. Неожиданным бывает шум, издаваемый паводковыми водотоками.

 

Радиация.

Уровень фона радиации в пещерах отличается от уровня фона на поверхности.

Установлено, что естественный радиоактивный фон играет заметную роль для нормального течения жизненных процессов на планете. На поверхности уровень радиоактивного фона колеблется в пределах от 0,6 до 100 мГр/год. Превышение допустимых доз облучения приводит к лучевой болезни (критическая доза для человека 1,25 Гр). По рекомендациям Международного комитета радиационной защиты поглощенная доза, допустимая в производственных условиях, составляет

Д = 0,05 (В - 18), где:

Д – доза в Гр., В – возраст человека в годах.

Обнаружено, что облучение в малых дозах (около 0.25 Гр.) стимулирует активность иммунной системы, а снижение облучения (ниже фонового) действует угнетающе. Установлено, что чем выше фон естественной радиации, тем здоровее население. В известняковых пещерах уровень фона несколько выше, чем на поверхности (в два-три раза). Низкорадиоактивный мрамор, доломит и другие породы, которые могут с глубиной снижать фон радиоактивности.

Известны случаи за рубежом, когда глубокие пещеры используют как свалки радиоактивных отходов. Опасных доз излучения в исследованных пещерах на территории СССР не отмечено, но следует иметь в виду, что в зонах с повышенной концентрацией природных радионуклидов, богатых радиоактивными источниками, и в зонах тектонических нарушений пещеры могут иметь опасный уровень радиации.

Опасность радиоактивного облучения следует учитывать при первопрохождении пещер в неизвестных ранее спелеологам районах. Группы должны иметь дозиметры, например, типа ДКП-50-А, позволяющие визуально контролировать наличие радиации, или индикаторные ленты, наклеиваемые "скотчем" на каску.

 

Газы.

Газовый состав воздуха большинства пещер находится в пределах норм, допустимых для дыхания человека, но известны пещеры и с отклонениями по уровню концентрации различных газов.

Углекислый газ СО₂ - бесцветен, не поддерживает дыхания и горения, имеет слабокислый вкус, тяжелее воздуха.

Небольшое содержание углекислоты, в 3-30 раз превышающее обычное (в атмосферном воздухе 0,03%), можно встретить в любой пещере. Встречаются пещеры с очень высокой концентрацией углекислого газа: Сен-Маро, Сульфатара, Собачья в Италии и др. Например, в гротах пещеры Будосбарбланг в Румынии концентрация СО₂ достигает 95,5%, в пещере Фей в Швейцарии - 19,9%.

Наибольшую опасность представляют карманы углекислого газа, образующиеся в местах скопления гниющих растительных остатков в карстовых пещерах, а также газовые озера - в термокарстовых пещерах. Например, в газовых озерах Збрашевской пещеры в Чехословакии 36% углекислоты. Известны полости, в которых слой углекислоты зависит от давления атмосферы. Например, в колодце Кре дю Суси во Франции слой углекислоты колеблется от 0,3 до 19,5 м.

В СССР известны пещеры с максимальным содержанием СО₂ до 7% (в частности - п."Золушка").

Вдыхание углекислого газа вызывает возбуждение, головные боли, чувство недомогания, головокружение, сонливость и расслабление мышц. Эффект от вдыхания проявляется при концентрациях около 2%. Оно становится затрудненным, и общий объем воздуха, вдыхаемого легкими, увеличивается. Глубина дыхания заметно возрастает при 4%, при 5% оно становится затрудненным. При 5-10% происходит потеря компенсаторных реакций. Свыше 10% углекислоты вызывает серьезное расстройство, и спелеолог теряет способность выполнять действия, направленные на самосохранение.

Опасно неожиданное попадание в газовые озера, где можно сразу потерять сознание.

Допустимое содержание в СО₂ воздухе по нормам безопасности 0,5-1,0%.

Для измерения содержания углекислого раза применяют интерферометры, например, типов ШИ3, ШИ6, а также химические газоопределители, например, ГХ-5, с индикаторными трубками ТИСО2-22, ТИСО2-15. Можно использовать для индикации пламя свечи.

При снижении кислорода на 1% яркость пламени свечи уменьшается на треть. При 16-17% кислорода пламя гаснет. (Норма кислорода для дыхания 20%).

Окись углерода, СО - бесцветна, не имеет запаха и вкуса, легко смешивается с воздухом и горит. Может достигнуть опасных концентраций в непроветриваемых местах работы примусов, в местах близких от поверхностных или подземных взрывных работ, в аквалангах при неправильной зарядке и т.д.

Очень ядовита. Допустимое содержание в воздухе не более 0,0016%.

Метан - бесцветный, без запаха, не ядовитый, но горючий газ. Проникает в полости через тектонические разломы из недр. Содержание его от 6 до 16% делает воздух взрывоопасным.

Допустимое содержание 1-2%.

Сероводород - бесцветен, имеет резкий запах тухлых яиц. Присутствует в местах богатых минеральными водами. Пещеры с опасной концентрацией сероводорода расположены в районе Мацесты. Часто присутствует в незначительных концентрациях в гипсовых пещерах Кавказа.

Очень ядовит. Допустимое содержание не более 0,00066%.

Сернистый газ - бесцветен, обладает острым вкусом и запахом. Встречается в горных выработках, в местах близких от взрывных поверхностных или подземных работ.

Очень ядовит. Сильно разъедает слизистые оболочки, особенно глаз. Допустимое содержание не более 0000035%.

При первопрохождении пещер или исследованиях в другое время года, в случаях проведения взрывных работ в пещерах или вблизи них необходима проверка на загазованность. Применяют газоопределитель типа ГХ-4, ГХ-5 и стеклянные индикаторные трубки ТИСО-0,2; ТЙН₂S – 0,0066; ТИSO₂ – 0,007; ТИ(NO+NO₂-0,005). В пещерах опасных по газу можно применять шахтные фильтрующие самоспасатели типа СПП-2 или противогазы промышленные фильтрующие с фильтрующими коробками: для сероводорода - серого цвета, для окиси углерода - белого цвета, для сероводорода и сернистого газа - желтого цвета, или универсальный - красного цвета.

При содержании кислорода меньше 16% и наличии вредных газов большой концентрации применяют изолирующие самоспасатели типа ШС-7, кислородные приборы КИП-1ТЗ, КИП-5, РКР-2 или респиратор "Урал-1М".