Примеси рудничного воздуха

Основными ядовитыми примесями рудничного воздуха являются окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород. В ряде случаев в рудничном воздухе встречаются аммиак, акролеин, альдегиды, цианистый водород, пары мышьяка и ртути.

Основными взрывчатыми примесями являются метан, водород, тяжелые углеводороды; иногда встречаются взрывчатые газы ─ аммиак и ацетилен.

Окись углерода (СО) – без цвета, вкуса и запаха; удельный вес 0,97. Горит и взрывается присодержании ее в воздухе 12,5÷75%, наибольшая сила взрыва достигает при 30%. Температура воспламенения газовоздушной смеси в этом случае 630÷810^оС, цвет пламени голубовато-синий.

Газ весьма ядовит: легко соединяясь с гемоглобином в крови (в 250-300 раз активнее кислорода), он вытесняет из нее кислород, вызывая темсамым кислородное голодание организма. Для полного насыщения крови человека окисью углерода ее требуется всего лишь 300 см³.

Симптомы нехронического отравления окисью углерода:

− при слабом отравлении, являющимся следствием вдыхания в течение до 1 часа воздуха с содержанием 0,048% СО ─ головная боль, шум в ушах, головокружение, сердцебиение;

− при сильном отравлении, вызываемом вдыханием в течение 0,5÷1,0 часа воздуха с содержанием 0,128% СО – кроме вышеуказанных симптомов, потеря способности двигаться и притупление сознания;

− при смертельно опасном отравлении, наступающем после очень непродолжительного вдыхания воздуха с содержанием 0,4% СО, ─ потеря сознания, судороги; при содержании СО около 1% потеря сознания наступает после нескольких вдохов.

Первая помощь при отравлении СО – искусственное дыхание на свежей струе воздуха.

Основными источниками загрязнения рудничного воздуха окисью углерода являются взрывные работы, рудничные пожары, взрывы угольной пыли и метана, работа двигателей внутреннего сгорания.

В обычных условиях основное количество СО в шахтах дают взрывные работы.

Содержание СО в рудничном воздухе не должно превышать 0,0024% при длительном пребывании людей.

Перед допуском людей в забой после взрывных работ содержание условной окиси углерода не должно превышать 0,008% при условии продолжающегося непрерывного проветривания забоев.

Окислы азота ─ образуются при взрывных работах и состоят из смеси окиси азота NO, двуокиси азота NO₂, двучетырех окиси азота N₂O₄, пятиокиси азота N₂O₅. Эти окислы имеют бурый цвет и характерный резкий запах.

Окислы азота весьма ядовиты, вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях – отеки легких. Токсичное действие окислов азота проявляется через 4÷6 часов (иногда─ через 20÷30 ч). Симптомы отравления: кашель, головная боль, рвота, синюшность, повышение температуры тела, расстройство сердечной деятельности. Смертельная концентрация окислов азота при кратковременном вдыхании – 0,025%.

Содержание окислов азота в воздухе действующих выработок угольных шахт не должно превышать 0,0002% в пересчете на NO₂.

Сернистый газ (SO₂) ─ бесцветен, имеет сильный раздражающий запах и кислый вкус. Весьма ядовит: он раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, в тяжелых случаях вызывает воспаление бронхов, отек гортани и легких. Концентрация 0,05% опасна для жизни даже при кратковременном вдыхании. Запах SO₂ ощутим с 0,0005%.

Сернистый газ образуется при взрывных работах, если они ведутся в сернистых породах или если ВВ содержат серу, при рудничных пожарах и выделяется из горных пород.

Содержание SO₂ в воздухе действующих выработок шахт не должно превышать 0,00035%.

Сероводород (H ₂ S) ─ газ без цвета, со сладковатым вкусом и запахом тухлых яиц (ощутим при содержании его в воздухе до 0,0001%). Сероводород горит и, при концентрации в воздухе 6%, взрывается.

Сероводород очень ядовит, действует раздражающе на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Симптомы отравления: раздражение и жжение в глазах и дыхательных путях, усталость, тошнота, рвота, обморок. Смертельно опасен даже при кратковременном воздействии концентрации H₂S 0,1%. Содержание H₂S в воздухе действующих выработок не должно превышать 0,00066%.

Сероводород выделяется из горных пород и минеральных источников, кроме того, он образуется при гниении органических веществ, разложении шахтными водами содержащих серу пород, при рудничных пожарах, взрывных работах.

Аммиак (NH₃) ─ газ без цвета, с резким характерным запахом; хорошо растворим в воде. При содержании в воздухе 30% аммиака он взрывается.

Ядовит, раздражает слизистые оболочки и кожу, а при высоких концентрациях вызывает отек гортани.

Допустимое содержание NH₃ в воздухе – 0,0025%.

Акролеин ─ бесцветная легко испаряющаяся жидкость. Образуется в результате разложения дизельного топлива под воздействием высокой температуры. Очень ядовит, раздражает слизистые оболочки, вызывает головокружение, тошноту, боли в желудке, рвоту. Максимально допустимая концентрация его в воздухе 0,00008%.

Водород (H₂) ─ бесцветный газ с удельным весом 0,07. Водород горит и взрывается при содержании его в воздухе от 4 до 74%. Температура воспламенения на 100-200⁰ С ниже температуры воспламенения метана.

Водород выделяется из пород и угля при средней степени его метаморфизма, а также образуется в шахтах при зарядке аккумулятивных батарей.

Максимально допустимая концентрация Н₂ в воздухе ─ 0,5%.

Тяжелые углеводороды. В рудничном воздухе встречается этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈ и бутан С₄Н₁₀. Выделяются при разработке малометаморфизированных углей и могут образовываться при взрывных работах. Все три газа взрывчаты, а так же придают воздуху слабые наркотические свойства.

Радиоактивные примеси. Наиболее часто встречаются радон, торон и актинон.

Литература

1. Бурчаков А.С., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология.– М.:Недра, 1971 (1978).- 376 с.

2. Скочинский А.А., Комаров В.Б. Рудничная вентиляция.– М.:Угле-техиздат, 1959.- 632 с.

3. Справочник по рудничной вентиляции./ Под редакцией К.З. Ушакова.– М.:Недра, 1977.- 328 с.

4. Карпов Е.Ф., Клебанов Ф.С., Фирчанек О.Б. и др. Природные опасности в шахтах, способы их контроля и предотвращения./ Под ред. Ф.С. Клебанова. – М.:Недра, 1981.- 471с.