Le principal dangers aériens dans l'industrie minière comprennent plusieurs types de particules, des gaz d'origine naturelle, les gaz d'échappement des moteurs et certaines vapeurs chimiques ; le principal dangers physiques sont le bruit, les vibrations segmentaires, la chaleur, les changements de pression barométrique et les rayonnements ionisants. Ceux-ci se produisent dans des combinaisons variables en fonction de la mine ou de la carrière, de sa profondeur, de la composition du minerai et de la roche environnante et de la ou des méthodes d'extraction. Parmi certains groupes de mineurs qui vivent ensemble dans des endroits isolés, il existe également un risque de transmission de certaines maladies infectieuses telles que la tuberculose, l'hépatite (B et E) et le virus de l'immunodéficience humaine (VIH). L'exposition des mineurs varie selon le travail, sa proximité avec la source des dangers et l'efficacité des méthodes de contrôle des dangers.

Dangers des particules en suspension dans l'air

Silice cristalline libre est le composé le plus abondant dans la croûte terrestre et, par conséquent, est la poussière en suspension dans l'air la plus courante à laquelle les mineurs et les carrières sont confrontés. La silice libre est du dioxyde de silicium qui n'est chimiquement lié à aucun autre composé comme un silicate. La forme la plus courante de silice est le quartz, bien qu'elle puisse également apparaître sous forme de trydimite ou de christobalite. Des particules respirables se forment chaque fois que la roche contenant de la silice est forée, dynamitée, concassée ou autrement pulvérisée en fines particules. La quantité de silice dans différentes espèces de roche varie mais n'est pas un indicateur fiable de la quantité de poussière de silice respirable pouvant être trouvée dans un échantillon d'air. Il n'est pas rare, par exemple, de trouver 30 % de silice libre dans une roche mais 10 % dans un échantillon d'air, et inversement. Le grès peut contenir jusqu'à 100% de silice, le granit jusqu'à 40%, l'ardoise, 30%, avec des proportions moindres dans d'autres minéraux. L'exposition peut se produire dans toute exploitation minière, à ciel ouvert ou souterraine, où de la silice se trouve dans les morts-terrains d'une mine à ciel ouvert ou dans le plafond, le sol ou le gisement de minerai d'une mine souterraine. La silice peut être dispersée par le vent, par la circulation automobile ou par des engins de terrassement.

Avec une exposition suffisante, la silice peut provoquer la silicose, une pneumoconiose typique qui se développe insidieusement après des années d'exposition. Une exposition exceptionnellement élevée peut provoquer une silicose aiguë ou accélérée en quelques mois, avec une déficience significative ou la mort survenant en quelques années. L'exposition à la silice est également associée à un risque accru de tuberculose, de cancer du poumon et de certaines maladies auto-immunes, notamment la sclérodermie, le lupus érythémateux disséminé et la polyarthrite rhumatoïde. La poussière de silice fraîchement fracturée semble être plus réactive et plus dangereuse que la poussière ancienne ou périmée. Cela peut être une conséquence d'une charge de surface relativement plus élevée sur des particules fraîchement formées.

Les processus les plus courants qui produisent de la poussière de silice respirable dans les mines et les carrières sont le forage, le dynamitage et la coupe de roche contenant de la silice. La plupart des trous forés pour le dynamitage sont effectués avec une perceuse à percussion pneumatique montée sur un tracteur à chenilles. Le trou est fait avec une combinaison de rotation, d'impact et de poussée du foret. Au fur et à mesure que le trou s'approfondit, des tiges de forage en acier sont ajoutées pour connecter le foret à la source d'alimentation. L'air alimente non seulement le forage, mais souffle également les copeaux et la poussière hors du trou qui, s'ils ne sont pas contrôlés, injectent de grandes quantités de poussière dans l'environnement. Le marteau-piqueur ou la perceuse à plomb à main fonctionne sur le même principe mais à plus petite échelle. Cet appareil transmet une quantité importante de vibrations à l'opérateur et avec elles, des risques de vibration au doigt blanc. Des doigts blancs vibrants ont été trouvés chez des mineurs en Inde, au Japon, au Canada et ailleurs. La perceuse à chenilles et le marteau-piqueur sont également utilisés dans les projets de construction où la roche doit être forée ou brisée pour faire une autoroute, pour briser la roche pour une fondation, pour des travaux de réparation de routes et à d'autres fins.

Des contrôles de la poussière pour ces exercices ont été développés et sont efficaces. Un brouillard d'eau, parfois avec un détergent, est injecté dans l'air soufflé, ce qui aide les particules de poussière à fusionner et à se détacher. Trop d'eau entraîne la formation d'un pont ou d'un collier entre l'acier de forage et le côté du trou. Ceux-ci doivent souvent être cassés pour retirer le mors; trop peu d'eau est inefficace. Les problèmes avec ce type de contrôle comprennent la réduction du taux de forage, le manque d'approvisionnement en eau fiable et le déplacement d'huile entraînant une usure accrue des pièces lubrifiées.

L'autre type de contrôle de la poussière sur les perceuses est un type de ventilation par aspiration locale. Le flux d'air inversé à travers l'acier de forage retire une partie de la poussière et un collier autour du foret avec des conduits et un ventilateur pour éliminer la poussière. Ceux-ci fonctionnent mieux que les systèmes humides décrits ci-dessus : les forets durent plus longtemps et la vitesse de forage est plus élevée. Cependant, ces méthodes sont plus coûteuses et nécessitent plus de maintenance.

D'autres commandes qui offrent une protection sont les cabines avec alimentation en air filtré et éventuellement climatisée pour les opérateurs de forage, les opérateurs de bulldozer et les conducteurs de véhicules. Le respirateur approprié, correctement ajusté, peut être utilisé pour la protection des travailleurs comme solution temporaire ou si tous les autres s'avèrent inefficaces.

L'exposition à la silice se produit également dans les carrières de pierre qui doivent couper la pierre à des dimensions spécifiées. La méthode contemporaine la plus courante pour tailler la pierre consiste à utiliser un brûleur à canal alimenté au diesel et à l'air comprimé. Il en résulte des particules de silice. Le problème le plus important avec les brûleurs à canal est le bruit : lorsque le brûleur est allumé pour la première fois et lorsqu'il sort d'une coupure, le niveau sonore peut dépasser 120 dBA. Même lorsqu'il est immergé dans une coupure, le bruit est d'environ 115 dBA. Une autre méthode de taille de pierre consiste à utiliser de l'eau à très haute pression.

Souvent attaché à ou à proximité d'une carrière de pierre se trouve un moulin où les pièces sont sculptées en un produit plus fini. À moins qu'il n'y ait une très bonne ventilation par aspiration locale, l'exposition à la silice peut être élevée car des outils à main vibrants et rotatifs sont utilisés pour façonner la pierre dans la forme souhaitée.

Poussière de mine de charbon respirable est un danger dans les mines de charbon souterraines et à ciel ouvert et dans les installations de traitement du charbon. Il s'agit d'une poussière mixte, composée principalement de charbon, mais peut également inclure de la silice, de l'argile, du calcaire et d'autres poussières minérales. La composition de la poussière des mines de charbon varie selon le filon de charbon, la composition des strates environnantes et les méthodes d'extraction. La poussière des mines de charbon est générée par le dynamitage, le forage, la coupe et le transport du charbon.

Plus de poussière est générée avec l'exploitation minière mécanisée qu'avec les méthodes manuelles, et certaines méthodes d'exploitation minière mécanisée produisent plus de poussière que d'autres. Les machines de coupe qui enlèvent le charbon avec des tambours rotatifs garnis de pics sont les principales sources de poussière dans les opérations minières mécanisées. Il s'agit notamment des mineurs dits continus et des machines d'exploitation minière à longue taille. Les machines d'exploitation minière à longue taille produisent généralement de plus grandes quantités de poussière que les autres méthodes d'exploitation minière. La dispersion de la poussière peut également se produire avec le mouvement des boucliers dans l'exploitation minière à longue taille et avec le transfert du charbon d'un véhicule ou d'un tapis roulant vers d'autres moyens de transport.

La poussière des mines de charbon provoque la pneumoconiose des travailleurs du charbon (CWP) et contribue à l'apparition de maladies chroniques des voies respiratoires telles que la bronchite chronique et l'emphysème. Le charbon de rang élevé (par exemple, à forte teneur en carbone comme l'anthracite) est associé à un risque plus élevé de CWP. Il existe également des réactions de type rhumatoïde à la poussière des mines de charbon.

La génération de poussière de mine de charbon peut être réduite par des changements dans les techniques de coupe du charbon et sa dispersion peut être contrôlée grâce à l'utilisation d'une ventilation adéquate et de pulvérisations d'eau. Si la vitesse de rotation des tambours de coupe est réduite et que la vitesse de déplacement (la vitesse à laquelle le tambour avance dans le filon de charbon) est augmentée, la génération de poussière peut être réduite sans perte de productivité. Dans l'exploitation minière à longue taille, la génération de poussière peut être réduite en coupant le charbon en un seul passage (plutôt qu'en deux) sur le front de taille et en reculant sans couper ou par une coupe de nettoyage. La dispersion de la poussière sur les sections de longue taille peut être réduite avec une exploitation minière homotrope (c.-à-d. le convoyeur à chaîne au front, la tête de coupe et l'air se déplaçant tous dans la même direction). Une nouvelle méthode de coupe du charbon, utilisant une tête de coupe excentrique qui coupe en continu perpendiculairement au grain d'un gisement, semble générer moins de poussière que la tête de coupe circulaire conventionnelle.

Une ventilation mécanique adéquate circulant d'abord sur une équipe minière, puis vers et à travers le front de taille peut réduire l'exposition. La ventilation locale auxiliaire au front de taille, à l'aide d'un ventilateur avec conduits et épurateur, peut également réduire l'exposition en fournissant une ventilation par aspiration locale.

Des jets d'eau, stratégiquement placés près de la tête de coupe et éloignant la poussière du mineur et vers le front, contribuent également à réduire l'exposition. Les tensioactifs offrent certains avantages en réduisant la concentration de poussière de charbon.

Exposition à l'amiante se produit chez les mineurs d'amiante et dans d'autres mines où l'amiante se trouve dans le minerai. Chez les mineurs du monde entier, l'exposition à l'amiante a augmenté le risque de cancer du poumon et de mésothéliome. Il a également augmenté le risque d'asbestose (une autre pneumoconiose) et de maladie des voies respiratoires.

Échappement du moteur diesel est un mélange complexe de gaz, de vapeurs et de particules. Les gaz les plus dangereux sont le monoxyde de carbone, l'oxyde d'azote, le dioxyde d'azote et le dioxyde de soufre. Il existe de nombreux composés organiques volatils (COV), tels que les aldéhydes et les hydrocarbures imbrûlés, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les composés nitro-HAP (N-HAP). Les composés HAP et N-HAP sont également adsorbés sur les particules de diesel. Les oxydes d'azote, le dioxyde de soufre et les aldéhydes sont tous des irritants respiratoires aigus. De nombreux composés HAP et N-HAP sont cancérigènes.

Les matières particulaires diesel sont constituées de particules de carbone de petit diamètre (1 mm de diamètre) qui sont condensées à partir des gaz d'échappement et s'agrègent souvent dans l'air en touffes ou en chapelets. Ces particules sont toutes respirables. Les particules de diesel et autres particules de taille similaire sont cancérigènes chez les animaux de laboratoire et semblent augmenter le risque de cancer du poumon chez les travailleurs exposés à des concentrations supérieures à environ 0.1 mg/m³. Les mineurs des mines souterraines sont exposés à des particules de diesel à des niveaux nettement plus élevés. Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) considère les particules de diesel comme un cancérogène probable.

La génération d'échappement diesel peut être réduite par la conception du moteur et avec un carburant de haute qualité, propre et à faible teneur en soufre. Les moteurs déclassés et les carburants à faible indice de cétane et à faible teneur en soufre produisent moins de particules. L'utilisation de carburant à faible teneur en soufre réduit la génération de SO₂ et de matière particulaire. Les filtres sont efficaces et réalisables et peuvent éliminer plus de 90 % des particules de diesel du flux d'échappement. Les filtres sont disponibles pour les moteurs sans épurateurs et pour les moteurs avec épurateurs à eau ou à sec. Le monoxyde de carbone peut être considérablement réduit avec un convertisseur catalytique. Les oxydes d'azote se forment chaque fois que l'azote et l'oxygène sont dans des conditions de pression et de température élevées (c'est-à-dire à l'intérieur du cylindre diesel) et, par conséquent, ils sont plus difficiles à éliminer.

La concentration de particules de diesel dispersées peut être réduite dans une mine souterraine par une ventilation mécanique adéquate et des restrictions sur l'utilisation d'équipement diesel. Tout véhicule à moteur diesel ou autre machine nécessitera un minimum de ventilation pour diluer et éliminer les produits d'échappement. La quantité de ventilation dépend de la taille du moteur et de ses utilisations. Si plus d'une pièce d'équipement alimentée au diesel fonctionne dans un même circuit d'air, la ventilation devra être augmentée pour diluer et éliminer les gaz d'échappement.

L'équipement alimenté au diesel peut augmenter le risque d'incendie ou d'explosion car il émet un échappement chaud, avec des flammes et des étincelles, et ses températures de surface élevées peuvent enflammer toute accumulation de poussière de charbon ou d'autres matériaux combustibles. La température de surface des moteurs diesel doit être maintenue en dessous de 305 ° F (150 ° C) dans les mines de charbon afin d'empêcher la combustion du charbon. La flamme et les étincelles de l'échappement peuvent être contrôlées par un épurateur pour empêcher l'inflammation de la poussière de charbon et du méthane.

Gaz et vapeurs

Le tableau 1 énumère les gaz couramment trouvés dans les mines. Les gaz naturels les plus importants sont méthane ainsi que Sulfure d'hydrogène dans les mines de charbon et le radon dans l'uranium et d'autres mines. Une carence en oxygène est possible dans les deux cas. Le méthane est combustible. La plupart des explosions dans les mines de charbon résultent d'inflammations de méthane et sont souvent suivies d'explosions plus violentes causées par de la poussière de charbon qui a été mise en suspension par le choc de l'explosion d'origine. Tout au long de l'histoire de l'extraction du charbon, les incendies et les explosions ont été la principale cause de décès de milliers de mineurs. Le risque d'explosion peut être réduit en diluant le méthane en dessous de sa limite inférieure d'explosivité et en interdisant les sources potentielles d'inflammation dans les zones frontales, où la concentration est généralement la plus élevée. Le saupoudrage des nervures (mur), du sol et du plafond de la mine avec du calcaire incombustible (ou une autre poussière de roche incombustible sans silice) aide à prévenir les explosions de poussière ; si la poussière en suspension par le choc d'une explosion de méthane n'est pas combustible, une explosion secondaire ne se produira pas.

Tableau 1. Noms usuels et effets sur la santé des gaz dangereux présents dans les mines de charbon

Le radon est un gaz radioactif naturel qui a été trouvé dans les mines d'uranium, les mines d'étain et certaines autres mines. Il n'a pas été trouvé dans les mines de charbon. Le principal danger associé au radon est qu'il est une source de rayonnement ionisant, qui est discuté ci-dessous.

D'autres dangers gazeux comprennent les irritants respiratoires trouvés dans les gaz d'échappement des moteurs diesel et les sous-produits de dynamitage. Monoxyde de carbone se trouve non seulement dans les gaz d'échappement des moteurs, mais aussi à la suite d'incendies de mines. Lors d'incendies de mines, le CO peut non seulement atteindre des concentrations mortelles, mais aussi devenir un danger d'explosion.

Oxydes d'azote (Je n'ai pas_x), principalement NON et NON₂, sont formés par les moteurs diesel et comme sous-produit du dynamitage. Dans les moteurs, NON_x sont formés en tant que sous-produit inhérent de la mise en air, dont 79% est de l'azote et 20% de l'oxygène, dans des conditions de température et de pression élevées, les conditions mêmes nécessaires au fonctionnement d'un moteur diesel. La production de NON_x peut être réduite dans une certaine mesure en gardant le moteur aussi froid que possible et en augmentant la ventilation pour diluer et éliminer les gaz d'échappement.

NON_x est également un sous-produit de dynamitage. Pendant le dynamitage, les mineurs sont retirés d'une zone où le dynamitage aura lieu. La pratique conventionnelle pour éviter une exposition excessive aux oxydes d'azote, à la poussière et aux autres résultats du dynamitage consiste à attendre que la ventilation de la mine élimine une quantité suffisante de sous-produits de dynamitage de la mine avant de réintégrer la zone dans une voie d'admission d'air.

Manque d'oxygène peut se produire de plusieurs façons. L'oxygène peut être déplacé par un autre gaz, tel que le méthane, ou il peut être consommé soit par combustion soit par des microbes dans un espace d'air sans ventilation.

Il existe une variété d'autres dangers aéroportés auxquels des groupes particuliers de mineurs sont exposés. L'exposition aux vapeurs de mercure, et donc le risque d'empoisonnement au mercure, est un danger chez les mineurs d'or et les meuniers et parmi les mineurs de mercure. L'exposition à l'arsenic et le risque de cancer du poumon se produisent chez les mineurs d'or et les mineurs de plomb. L'exposition au nickel, et donc au risque de cancer du poumon et d'allergies cutanées, se produit chez les mineurs de nickel.

Certains plastiques trouvent également une utilisation dans les mines. Ceux-ci inclus urée-formaldéhyde ainsi que mousses de polyuréthane, qui sont tous deux des plastiques fabriqués sur place. Ils sont utilisés pour boucher les trous et améliorer la ventilation et pour fournir un meilleur ancrage pour les supports de toit. Le formaldéhyde et les isocyanates, deux matières premières de ces deux mousses, sont des irritants respiratoires et peuvent tous deux provoquer une sensibilisation allergique, ce qui rend presque impossible pour les mineurs sensibilisés de travailler autour de l'un ou l'autre des ingrédients. Le formaldéhyde est un cancérigène humain (IARC Groupe 1).

Dangers physiques

Bruit est omniprésent dans l'exploitation minière. Il est généré par des machines puissantes, des ventilateurs, le dynamitage et le transport du minerai. La mine souterraine a généralement un espace limité et crée ainsi un champ réverbérant. L'exposition au bruit est plus importante que si les mêmes sources se trouvaient dans un environnement plus ouvert.

L'exposition au bruit peut être réduite en utilisant des moyens conventionnels de contrôle du bruit sur les machines minières. Les transmissions peuvent être silencieuses, les moteurs peuvent être mieux étouffés et les machines hydrauliques peuvent également être silencieuses. Les goulottes peuvent être isolées ou revêtues de matériaux insonorisants. Des protecteurs auditifs combinés à des tests audiométriques réguliers sont souvent nécessaires pour préserver l'ouïe des mineurs.

Rayonnement ionisant est un danger dans l'industrie minière. Le radon peut être libéré de la pierre lors de son détachement par dynamitage, mais il peut également pénétrer dans une mine par des cours d'eau souterrains. C'est un gaz et donc il est en suspension dans l'air. Le radon et ses produits de désintégration émettent des rayonnements ionisants, dont certains ont suffisamment d'énergie pour produire des cellules cancéreuses dans les poumons. En conséquence, les taux de mortalité par cancer du poumon chez les mineurs d'uranium sont élevés. Pour les mineurs qui fument, le taux de mortalité est beaucoup plus élevé.

Moocall Heat est un danger pour les mineurs souterrains et à ciel ouvert. Dans les mines souterraines, la principale source de chaleur provient de la roche elle-même. La température de la roche augmente d'environ 1 °C tous les 100 m de profondeur. D'autres sources de stress thermique comprennent la quantité d'activité physique des travailleurs, la quantité d'air en circulation, la température et l'humidité de l'air ambiant et la chaleur générée par l'équipement minier, principalement l'équipement à moteur diesel. Les mines très profondes (plus de 1,000 40 m de profondeur) peuvent poser des problèmes thermiques importants, la température des nervures étant d'environ XNUMX °C. Pour les travailleurs de surface, l'activité physique, la proximité de moteurs chauds, la température de l'air, l'humidité et l'ensoleillement sont les principales sources de chaleur.

La réduction du stress thermique peut être obtenue en refroidissant les machines à haute température, en limitant l'activité physique et en fournissant des quantités adéquates d'eau potable, un abri contre le soleil et une ventilation adéquate. Pour les machines de surface, des cabines climatisées peuvent protéger l'opérateur de l'équipement. Dans les mines profondes d'Afrique du Sud, par exemple, des unités de climatisation souterraines sont utilisées pour apporter un certain soulagement, et des fournitures de premiers secours sont disponibles pour faire face au stress thermique.

De nombreuses mines opèrent à des altitudes élevées (par exemple, à plus de 4,600 XNUMX m), et à cause de cela, les mineurs peuvent souffrir du mal de l'altitude. Cela peut être aggravé s'ils font des allers-retours entre une mine à haute altitude et une pression atmosphérique plus normale.

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