74. Mineração e extração
Editores de Capítulo: James R. Armstrong e Raji Menon
Mineração: uma visão geral
Norman S. Jennings
Exploração
William S. Mitchell e Courtney S. Mitchell
Tipos de Mineração de Carvão
Fred W. Hermann
Técnicas de Mineração Subterrânea
Hans Hamrin
Mineração subterrânea de carvão
Simon Walker
Métodos de mineração de superfície
Thomas A. Hethmon e Kyle B. Dotson
Gestão de Mineração de Carvão de Superfície
Paulo Westcott
Minério de processamento
Sidney Allison
Preparação de Carvão
Antonio D. Walters
Controle terrestre em minas subterrâneas
Luc Beauchamp
Ventilação e Resfriamento em Minas Subterrâneas
MJ Howes
Iluminação em Minas Subterrâneas
Don Trotador
Equipamento de proteção individual na mineração
Peter W. Pickeril
Incêndios e Explosões em Minas
Casey C. Grant
Detecção de Gases
Paul MacKenzie-Wood
preparação para emergências
Gary A. Gibson
Riscos à saúde da mineração e pedreiras
James L. Semanas
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1. Fatores de quantidade de ar de projeto
2. Potências de resfriamento de ar corrigidas para roupas
3. Comparação das fontes de luz da mina
4. Aquecimento do carvão - hierarquia de temperaturas
5. Elementos/subelementos críticos de preparação para emergências
6. Instalações, equipamentos e materiais de emergência
7. Matriz de treinamento de preparação para emergências
8. Exemplos de auditoria horizontal de planos de emergência
9. Nomes comuns e efeitos na saúde de gases perigosos
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Todos os que trabalham em minas subterrâneas devem ter um bom conhecimento dos gases das minas e estar cientes dos perigos que podem representar. Um conhecimento geral dos instrumentos e sistemas de detecção de gás também é necessário. Para aqueles designados a usar esses instrumentos, o conhecimento detalhado de suas limitações e dos gases que eles medem é essencial.
Mesmo sem instrumentos, os sentidos humanos podem ser capazes de detectar o aparecimento progressivo dos fenômenos químicos e físicos associados à combustão espontânea. O aquecimento aquece o ar de ventilação e o satura com a umidade superficial e integral expelida pelo aquecimento. Quando esse ar encontra o ar mais frio na divisão de ventilação, ocorre a condensação, resultando em uma névoa e o aparecimento de suor nas superfícies nos retornos. Um cheiro característico de óleo ou gasolina é a próxima indicação, seguida eventualmente por fumaça e, finalmente, chamas visíveis.
O monóxido de carbono (CO), que é inodoro, aparece em concentrações mensuráveis de cerca de 50 a 60 °C antes do aparecimento do cheiro característico de uma combustão espontânea. Consequentemente, a maioria dos sistemas de detecção de incêndio depende da detecção de um aumento na concentração de monóxido de carbono acima do fundo normal para a parte específica da mina.
Às vezes, um aquecimento é detectado pela primeira vez por um indivíduo que percebe um leve cheiro por um instante fugaz. O exame minucioso da área pode ter que ser repetido várias vezes antes que um aumento sustentado mensurável na concentração de monóxido de carbono possa ser detectado. Assim, a vigilância de todos os que estão na mina nunca deve ser relaxada e um processo de intervenção pré-programado deve ser implementado assim que a presença de um indicador for suspeitada ou detectada e relatada. Felizmente, graças ao considerável progresso na tecnologia de detecção e monitoramento de incêndio feito desde a década de 1970 (por exemplo, tubos detectores, detectores eletrônicos de bolso e sistemas fixos computadorizados), não é mais necessário confiar apenas nos sentidos humanos.
Instrumentos portáteis para detecção de gás
O instrumento de detecção de gás é projetado para detectar e monitorar a presença de uma ampla variedade de tipos e concentrações de gás que podem resultar em incêndio, explosão e atmosfera tóxica ou deficiente em oxigênio, bem como para fornecer alerta precoce de surto de contaminação espontânea combustão. Os gases para os quais são usados incluem CO, dióxido de carbono (CO2), dióxido de azoto (NO2), sulfeto de hidrogênio (H2S) e dióxido de enxofre (SO2). Diferentes tipos de instrumentos estão disponíveis, mas antes de decidir qual usar em uma determinada situação, as seguintes perguntas devem ser respondidas:
Os trabalhadores devem ser treinados no uso correto de detectores de gás portáteis. Os instrumentos devem ser mantidos de acordo com as especificações do fabricante.
Kits detectores universais
Um kit detector consiste em uma bomba do tipo pistão ou fole acionada por mola e uma variedade de tubos indicadores de vidro substituíveis que contêm produtos químicos específicos para um determinado gás. A bomba tem uma capacidade de 100 cc e pode ser operada com uma mão. Isso permite que uma amostra desse tamanho seja retirada através do tubo indicador antes de passar para o fole. O indicador de advertência na escala graduada corresponde ao nível mais baixo de descoloração geral, não ao ponto mais profundo de penetração da cor.
O dispositivo é fácil de usar e não requer calibração. No entanto, algumas precauções são aplicáveis:
Metanômetros do tipo catalítico
O metanômetro do tipo catalítico é usado em minas subterrâneas para medir a concentração de metano no ar. Possui um sensor baseado no princípio de uma rede de quatro fios espirais de resistência combinada, geralmente filamentos catalíticos, dispostos de forma simétrica conhecida como ponte de Wheatstone. Normalmente, dois filamentos são ativos e os outros dois são passivos. Os filamentos ou grânulos ativos são geralmente revestidos com um catalisador de óxido de paládio para causar a oxidação do gás inflamável a uma temperatura mais baixa.
O metano na atmosfera atinge a câmara de amostra por difusão através de um disco sinterizado ou por aspiração ou bomba interna. Pressionar o botão de operação do metanômetro fecha o circuito e a corrente que flui através da ponte de Wheatstone oxida o metano nos filamentos catalíticos (ativos) na câmara de amostra. O calor dessa reação eleva a temperatura dos filamentos catalíticos, aumentando sua resistência elétrica e desequilibrando eletricamente a ponte. A corrente elétrica que flui é proporcional à resistência do elemento e, portanto, à quantidade de metano presente. Isso é mostrado em um indicador de produção graduado em porcentagens de metano. Os elementos de referência no circuito da ponte de Wheatstone servem para compensar variações nas condições ambientais, como temperatura ambiente e pressão barométrica.
Este instrumento tem uma série de limitações significativas:
Células eletroquímicas
Instrumentos que usam células eletroquímicas são usados em minas subterrâneas para medir as concentrações de oxigênio e monóxido de carbono. Dois tipos estão disponíveis: a célula de composição, que responde apenas a mudanças na concentração de oxigênio, e a célula de pressão parcial, que responde a mudanças na pressão parcial de oxigênio na atmosfera e, portanto, no número de moléculas de oxigênio por unidade de volume .
A célula de composição emprega uma barreira de difusão capilar que retarda a difusão de oxigênio através da célula de combustível, de modo que a velocidade na qual o oxigênio pode atingir o eletrodo depende apenas do teor de oxigênio da amostra. Esta célula não é afetada por variações de altitude (ou seja, pressão barométrica), temperatura e umidade relativa. A presença de CO2 na mistura, no entanto, perturba a taxa de difusão de oxigênio e leva a falsas leituras altas. Por exemplo, a presença de 1% de CO2 aumenta a leitura de oxigênio em até 0.1%. Embora pequeno, esse aumento ainda pode ser significativo e não à prova de falhas. É particularmente importante estar ciente desta limitação se este instrumento for usado em pós-umidade ou outras atmosferas conhecidas por conter CO2.
A célula de pressão parcial é baseada no mesmo princípio eletroquímico da célula de concentração, mas não possui a barreira de difusão. Ele responde apenas ao número de moléculas de oxigênio por unidade de volume, tornando-o dependente da pressão. CO2 em concentrações abaixo de 10% não têm efeito de curto prazo na leitura, mas a longo prazo, o dióxido de carbono destruirá o eletrólito e encurtará a vida útil da célula.
As seguintes condições afetam a confiabilidade das leituras de oxigênio produzidas por células de pressão parcial:
Outras células eletroquímicas
Foram desenvolvidas células eletroquímicas que são capazes de medir concentrações de CO de 1 ppm até um limite superior de 4,000 ppm. Eles operam medindo a corrente elétrica entre eletrodos imersos em um eletrólito ácido. CO é oxidado no ânodo para formar CO2 e a reação libera elétrons em proporção direta à concentração de CO.
Células eletroquímicas para hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, óxido nítrico, dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre também estão disponíveis, mas sofrem de sensibilidade cruzada.
Não há células eletroquímicas comercialmente disponíveis para CO2. A deficiência foi superada com o desenvolvimento de um instrumento portátil contendo uma célula infravermelha miniaturizada sensível ao dióxido de carbono em concentrações de até 5%.
Detectores infravermelhos não dispersivos
Detectores infravermelhos não dispersivos (NDIRs) podem medir todos os gases que contêm grupos químicos como -CO, -CO2 e -CH3, que absorvem frequências infravermelhas que são específicas para sua configuração molecular. Esses sensores são caros, mas podem fornecer leituras precisas para gases como CO, CO2 e metano em um ambiente variável de outros gases e baixos níveis de oxigênio e, portanto, são ideais para monitorar gases atrás de vedações. O2, N2 e H2 não absorvem radiação infravermelha e não podem ser detectados por este método.
Outros sistemas portáteis com detectores baseados em condução térmica e índice de refração encontraram uso limitado na indústria de mineração de carvão.
Limitações dos instrumentos portáteis de detecção de gás
A eficácia dos instrumentos portáteis de detecção de gás é limitada por vários fatores:
Sistemas de monitoramento centralizado
Inspeções, ventilação e pesquisas com instrumentos portáteis geralmente conseguem detectar e localizar um pequeno aquecimento com marcas limitadas de CO antes que o gás seja disperso pelo sistema de ventilação ou seu nível exceda os limites legais. Estes não são suficientes, no entanto, quando um risco significativo de combustão é conhecido, os níveis de metano nos retornos excedem 1% ou há suspeita de um perigo potencial. Nessas circunstâncias, é necessário monitoramento contínuo em locais estratégicos. Vários tipos diferentes de sistemas de monitoramento contínuo centralizado estão em uso.
Sistemas de feixe de tubos
O sistema de feixe de tubos foi desenvolvido na Alemanha na década de 1960 para detectar e monitorar o progresso da combustão espontânea. Trata-se de uma série de até 20 tubos plásticos feitos de náilon ou polietileno de 1/4 ou 3/8 de polegada de diâmetro que se estendem de um banco de analisadores na superfície até locais selecionados no subsolo. Os tubos são equipados com filtros, drenos e corta-chamas; os analisadores são geralmente infravermelhos para CO, CO2 e metano e paramagnético para oxigênio. Uma bomba de remoção puxa uma amostra através de cada tubo simultaneamente e um cronômetro sequencial direciona a amostra de cada tubo através dos analisadores por sua vez. O registrador de dados registra a concentração de cada gás em cada local e aciona automaticamente um alarme quando os níveis predeterminados são excedidos.
Este sistema tem várias vantagens:
Existem também algumas desvantagens:
Sistema telemétrico (eletrônico)
O sistema telemétrico de monitoramento automático de gás possui um módulo de controle na superfície e cabeças de sensor intrinsecamente seguras estrategicamente localizadas no subsolo que são conectadas por linhas telefônicas ou cabos de fibra ótica. Sensores estão disponíveis para metano, CO e velocidade do ar. O sensor de CO é semelhante ao sensor eletroquímico usado em instrumentos portáteis e está sujeito às mesmas limitações. O sensor de metano funciona através da combustão catalítica do metano nos elementos ativos de um circuito de ponte de Wheatstone que pode ser envenenado por compostos de enxofre, ésteres de fosfato ou compostos de silício e não funcionará quando a concentração de oxigênio for baixa.
As vantagens únicas deste sistema incluem:
Existem também algumas desvantagens:
Cromatógrafo a gás
O cromatógrafo a gás é um equipamento sofisticado que analisa amostras com alto grau de precisão e que, até recentemente, só podia ser totalmente utilizado por químicos ou pessoal especialmente qualificado e treinado.
Amostras de gás de um sistema do tipo feixe de tubos são injetadas no cromatógrafo a gás automaticamente ou podem ser introduzidas manualmente a partir de amostras de bolsas trazidas da mina. Uma coluna especialmente empacotada é usada para separar gases diferentes e um detector adequado, geralmente condutividade térmica ou ionização de chama, é usado para medir cada gás à medida que elui da coluna. O processo de separação fornece um alto grau de especificidade.
O cromatógrafo a gás tem vantagens particulares:
Suas desvantagens incluem:
Escolha do sistema
Os sistemas de feixe de tubos são preferidos para monitorar locais onde não se espera mudanças rápidas nas concentrações de gás ou, como áreas seladas, podem ter ambientes com baixo teor de oxigênio.
Os sistemas telemétricos são preferidos em locais como estradas de cintura ou na face onde mudanças rápidas nas concentrações de gás podem ser significativas.
A cromatografia gasosa não substitui os sistemas de monitoramento existentes, mas aumenta o alcance, a precisão e a confiabilidade das análises. Isso é particularmente importante quando a determinação do risco de explosão está envolvida ou quando um aquecimento está atingindo um estágio avançado.
Considerações de amostragem
As sacolas plásticas são agora amplamente utilizadas na indústria para coleta de amostras. O plástico minimiza o vazamento e pode manter uma amostra por 5 dias. O hidrogênio, se presente na bolsa, se degradará com uma perda diária de cerca de 1.5% de sua concentração original. Uma amostra em uma bexiga de futebol mudará a concentração em meia hora. Os sacos são fáceis de encher e a amostra pode ser espremida em um instrumento de análise ou pode ser extraída com uma bomba.
Tubos de metal que são enchidos sob pressão por uma bomba podem armazenar amostras por muito tempo, mas o tamanho da amostra é limitado e vazamentos são comuns. O vidro é inerte aos gases, mas os recipientes de vidro são frágeis e é difícil retirar a amostra sem diluição.
Ao coletar amostras, o recipiente deve ser pré-lavado pelo menos três vezes para garantir que a amostra anterior seja completamente lavada. Cada recipiente deve ter uma etiqueta contendo informações como a data e hora da amostragem, a localização exata, o nome da pessoa que coleta a amostra e outras informações úteis.
Interpretação dos Dados de Amostragem
A interpretação dos resultados da amostragem e análise de gás é uma ciência exigente e deve ser tentada apenas por indivíduos com treinamento e experiência especiais. Esses dados são vitais em muitas emergências, pois fornecem informações sobre o que está acontecendo no subsolo, necessárias para planejar e implementar ações corretivas e preventivas. Durante ou imediatamente após um aquecimento subterrâneo, incêndio ou explosão, todos os parâmetros ambientais possíveis devem ser monitorados em tempo real para permitir que os responsáveis determinem com precisão o status da situação e meçam seu progresso para que não percam tempo em iniciar qualquer resgate necessário Atividades.
Os resultados da análise de gás devem atender aos seguintes critérios:
As seguintes regras devem ser seguidas na interpretação dos resultados da análise de gás:
Calculando resultados sem ar
Os resultados sem ar são obtidos calculando o ar atmosférico na amostra (Mackenzie-Wood e Strang 1990). Isso permite que amostras de uma área semelhante sejam adequadamente comparadas após a remoção do efeito de diluição do vazamento de ar.
A fórmula é:
Resultado sem ar = resultado analisado / (100 - 4.776 O2)
É derivado da seguinte forma:
Ar atmosférico = O2 + N2 =O2 + 79.1 O2 / 20.9 = 4.776 O2
Os resultados sem ar são úteis quando a tendência dos resultados é necessária e há risco de diluição do ar entre o ponto de amostra e a fonte, vazamento de ar nas linhas de amostra ou amostras de bolsa e selos podem ter sido inalados. Por exemplo, se a concentração de monóxido de carbono de um aquecimento estiver sendo monitorada, então a diluição do ar de um aumento na ventilação pode ser mal interpretada como uma diminuição no monóxido de carbono da fonte. A tendência das concentrações sem ar daria os resultados corretos.
Cálculos semelhantes são necessários se a área de amostragem estiver produzindo metano: o aumento na concentração de metano diluiria a concentração de outros gases presentes. Portanto, um nível crescente de óxido de carbono pode realmente aparecer como uma diminuição.
Os resultados sem metano são calculados da seguinte forma:
Resultado sem metano = resultado analisado / (100 - CH4%)
Combustão espontânea
A combustão espontânea é um processo pelo qual uma substância pode entrar em ignição como resultado do calor interno que surge espontaneamente devido a reações liberando calor mais rapidamente do que pode ser perdido para o ambiente. O aquecimento espontâneo do carvão geralmente é lento até que a temperatura atinja cerca de 70 °C, conhecida como temperatura de “cruzamento”. Acima desta temperatura, a reação geralmente acelera. Acima de 300 °C, os voláteis, também chamados de “gás de carvão” ou “gás de crack”, são liberados. Esses gases (hidrogênio, metano e monóxido de carbono) se inflamam espontaneamente a temperaturas de aproximadamente 650 °C (foi relatado que a presença de radicais livres pode resultar no aparecimento de chamas no carvão a cerca de 400 °C). Os processos envolvidos em um caso clássico de combustão espontânea são apresentados na tabela 1 (carvões diferentes produzirão imagens variadas).
Tabela 1. Aquecimento do carvão - hierarquia de temperaturas
Temperatura na qual o carvão absorve O2 para formar um complexo e produzir calor |
|
30 ° C |
O complexo se decompõe para produzir CO/CO2 |
45 ° C |
Verdadeira oxidação do carvão para produzir CO e CO2 |
70 ° C |
Temperatura de cruzamento, aquecimento acelera |
110 ° C |
Umidade, H2 e cheiro característico liberado |
150 ° C |
CH dessorvido4, hidrocarbonetos insaturados liberados |
300 ° C |
Gases craqueados (por exemplo, H2, CO, CH4) liberado |
400 ° C |
Chama aberta |
Fonte: Chamberlain et al. 1970.
Monóxido de carbono
O CO é realmente liberado cerca de 50 °C antes que o cheiro característico de combustão seja percebido. A maioria dos sistemas projetados para detectar o início da combustão espontânea é baseada na detecção de monóxido de carbono em concentrações acima do fundo normal para uma determinada área da mina.
Uma vez detectado um aquecimento, ele deve ser monitorado para determinar o estado do aquecimento (ou seja, sua temperatura e extensão), a taxa de acelerações, emissões tóxicas e explosividade da atmosfera.
Monitorando um aquecimento
Existem vários índices e parâmetros disponíveis para ajudar os planejadores a determinar a extensão, a temperatura e a taxa de progressão de um aquecimento. Estes são geralmente baseados em mudanças na composição do ar que passa por uma área suspeita. Muitos indicadores foram descritos na literatura ao longo dos anos e a maioria oferece uma janela de uso muito limitada e é de valor mínimo. Todos são específicos do local e diferem com diferentes carvões e condições. Alguns dos mais populares incluem: tendências de monóxido de carbono; produção de monóxido de carbono (Funkemeyer e Kock 1989); Proporção de Graham (Graham 1921) gases traçadores (Chamberlain 1970); Razão de Morris (Morris 1988); e a relação monóxido de carbono/dióxido de carbono. Após a vedação, os indicadores podem ser difíceis de usar devido à ausência de um fluxo de ar definido.
Nenhum indicador oferece um método preciso e seguro de medir o progresso de um aquecimento. As decisões devem basear-se na recolha, tabulação, comparação e análise de toda a informação e na sua interpretação à luz da formação e da experiência.
Explosões
Explosões são o maior perigo individual na mineração de carvão. Tem o potencial de matar toda a força de trabalho subterrânea, destruir todos os equipamentos e serviços e impedir qualquer operação adicional da mina. E, tudo isso pode acontecer em 2 a 3 segundos.
A explosibilidade da atmosfera na mina deve ser monitorada em todos os momentos. É especialmente urgente quando os trabalhadores estão envolvidos em uma operação de resgate em uma mina gasosa.
Assim como no caso dos indicadores para avaliar um aquecimento, existem várias técnicas para calcular a explosibilidade da atmosfera em uma mina subterrânea. Eles incluem: Triângulo de Coward (Greuer 1974); Triângulo de Hughes e Raybold (Hughes e Raybold 1960); diagrama de Elicott (Elicott 1981); e razão de Trickett (Jones e Trickett 1955). Devido à complexidade e variabilidade das condições e circunstâncias, não existe uma fórmula única que possa ser considerada como garantia de que uma explosão não ocorrerá em um determinado momento em uma determinada mina. Deve-se confiar em um alto e incessante nível de vigilância, um alto índice de suspeita e um início sem hesitação de ação apropriada ao menor indício de que uma explosão pode ser iminente. Uma parada temporária na produção é um prêmio relativamente pequeno a pagar pela garantia de que não ocorrerá uma explosão.
Conclusão
Este artigo resumiu a detecção de gases que podem estar envolvidos em incêndios e explosões em minas subterrâneas. As outras implicações de saúde e segurança do ambiente gasoso em minas (por exemplo, doenças de poeira, asfixia, efeitos tóxicos, etc.) são discutidas em outros artigos deste capítulo e em outras partes deste enciclopédia.
As emergências em minas geralmente ocorrem como resultado da falta de sistemas ou falhas nos sistemas existentes para limitar, controlar ou prevenir circunstâncias que desencadeiam incidentes que, quando administrados de forma ineficaz, levam a desastres. Uma emergência pode então ser definida como um evento não planejado que afeta a segurança ou o bem-estar do pessoal, ou a continuidade das operações, que requer uma resposta efetiva e oportuna para conter, controlar ou mitigar a situação.
Todas as formas de operações de mineração têm perigos e riscos específicos que podem levar a uma situação de emergência. Os perigos da mineração subterrânea de carvão incluem a liberação de metano e a geração de pó de carvão, sistemas de mineração de alta energia e a propensão do carvão à combustão espontânea. Emergências podem ocorrer na mineração subterrânea de metais devido à falha de estratos (explosões de rochas, quedas de rochas, falhas de paredes suspensas e pilares), iniciação não planejada de explosivos e poeiras de minério de sulfeto. As operações de mineração de superfície envolvem riscos relacionados a equipamentos móveis de grande escala e alta velocidade, iniciação não planejada de explosivos e estabilidade de taludes. Exposição química perigosa, derramamento ou vazamento e falha na barragem de rejeitos podem ocorrer no processamento de minerais.
Evoluíram boas práticas de mineração e operacionais que incorporam medidas relevantes para controlar ou mitigar esses riscos. No entanto, desastres de minas continuam a ocorrer regularmente em todo o mundo, embora técnicas formais de gerenciamento de risco tenham sido adotadas em alguns países como uma estratégia pró-ativa para melhorar a segurança de minas e reduzir a probabilidade e a consequência de emergências de minas.
As investigações e investigações de acidentes continuam a identificar falhas na aplicação das lições do passado e falhas na aplicação de barreiras eficazes e medidas de controle para perigos e riscos conhecidos. Estas falhas são muitas vezes agravadas pela falta de medidas adequadas para intervir, controlar e gerir a situação de emergência.
Este artigo descreve uma abordagem de preparação para emergências que pode ser utilizada como uma estrutura para controlar e mitigar perigos e riscos de mineração e para desenvolver medidas efetivas para garantir o controle da emergência e a continuidade das operações da mina.
Sistema de Gestão de Preparação para Emergências
O sistema de gerenciamento de preparação para emergências proposto compreende uma abordagem de sistemas integrados para a prevenção e gerenciamento de emergências. Inclui:
A incorporação da preparação para emergências na estrutura do sistema de gerenciamento de qualidade ISO 9000 fornece uma abordagem estruturada para conter e controlar situações de emergência de maneira oportuna, eficaz e segura.
Intenção e Compromisso Organizacional
Poucas pessoas serão convencidas da necessidade de preparação para emergências, a menos que um perigo potencial seja reconhecido e visto como uma ameaça direta, altamente possível, se não provável, e provável de ocorrer em um período de tempo relativamente curto. No entanto, a natureza das emergências é que esse reconhecimento geralmente não ocorre antes do evento ou é racionalizado como não ameaçador. A falta de sistemas adequados, ou falhas nos sistemas existentes, resulta em um incidente ou situação de emergência.
O compromisso e o investimento em um planejamento eficaz de preparação para emergências fornecem à organização a capacidade, experiência e sistemas para fornecer um ambiente de trabalho seguro, atender às obrigações morais e legais e aumentar as perspectivas de continuidade dos negócios em caso de emergência. Em incêndios e explosões em minas de carvão, incluindo incidentes não fatais, as perdas de continuidade de negócios são frequentemente significativas devido à extensão dos danos, ao tipo e natureza das medidas de controle empregadas ou mesmo à perda da mina. Os processos investigativos também impactam consideravelmente. A falha em implementar medidas eficazes para gerenciar e controlar um incidente agravará ainda mais as perdas gerais.
O desenvolvimento e a implementação de um sistema eficaz de preparação para emergências requerem liderança, comprometimento e apoio da administração. Consequentemente será necessário:
A necessária liderança e comprometimento podem ser demonstrados através da nomeação de um oficial experiente, capaz e altamente respeitado como Coordenador de Preparação para Emergências, com autoridade para assegurar a participação e cooperação em todos os níveis e dentro de todas as unidades da organização. A formação de um Comitê de Planejamento de Preparação para Emergências, sob a liderança do Coordenador, fornecerá os recursos necessários para planejar, organizar e implementar uma capacidade integrada e eficaz de preparação para emergências em toda a organização.
Avaliação de Risco
O processo de gerenciamento de riscos permite identificar e analisar o tipo de riscos enfrentados pela organização para determinar a probabilidade e a consequência de sua ocorrência. Essa estrutura permite que os riscos sejam avaliados em relação a critérios estabelecidos para determinar se os riscos são aceitáveis ou que forma de tratamento deve ser aplicada para reduzir esses riscos (por exemplo, redução da probabilidade de ocorrência, redução da consequência da ocorrência, transferência total ou parcial do riscos ou evitar os riscos). Os planos de implementação direcionados são então desenvolvidos, implementados e gerenciados para controlar os riscos identificados.
Essa estrutura pode ser aplicada de maneira semelhante para desenvolver planos de emergência que permitam a implementação de controles eficazes, caso surja uma situação contingente. A identificação e análise de riscos permite prever cenários prováveis com alto grau de precisão. As medidas de controle podem então ser identificadas para abordar cada um dos cenários de emergência reconhecidos, que então formam a base das estratégias de preparação para emergências.
Os cenários que provavelmente serão identificados podem incluir alguns ou todos os listados na tabela 1. Alternativamente, os padrões nacionais, como o Australian Standard AS/NZS 4360: 1995—Risk Management, podem fornecer uma lista de fontes genéricas de risco, outras classificações de risco e as áreas de impacto de risco que fornecem uma estrutura abrangente para análise de perigo em preparação para emergências.
Tabela 1. Elementos/subelementos críticos de preparação para emergências
Incêndios
Derramamentos/vazamentos químicos
Lesões
Desastres naturais
evacuação da comunidade
|
Explosões/implosões
distúrbio civil
Falha de energia
Entrada de água
|
Exposições
Ambiental
Desmoronamento
Transporte
Desembaraço
|
Fonte: Mines Accident Prevention Association Ontario (sem data).
Medidas e Estratégias de Controle de Emergência
Três níveis de medidas de resposta devem ser identificados, avaliados e desenvolvidos dentro do sistema de preparação para emergências. Resposta individual ou primária compreende as ações dos indivíduos diante da identificação de situações perigosas ou de um incidente, incluindo:
Resposta secundária compreende as ações de socorristas treinados após a notificação do incidente, incluindo equipes de bombeiros, equipes de busca e salvamento e equipes especiais de acesso a vítimas (SCAT), todas utilizando habilidades, competências e equipamentos avançados.
Resposta terciária compreende a implantação de sistemas, equipamentos e tecnologias especializados em situações em que a resposta primária e secundária não pode ser utilizada com segurança ou eficácia, incluindo:
Definindo a Organização de Emergência
As condições de emergência tornam-se mais sérias quanto mais tempo se permite que a situação prossiga. O pessoal no local deve estar preparado para responder adequadamente às emergências. Uma multiplicidade de atividades deve ser coordenada e gerenciada para garantir que a situação seja controlada de forma rápida e eficaz.
A organização de emergência fornece uma estrutura estruturada que define e integra as estratégias de emergência, estrutura de gerenciamento (ou cadeia de comando), recursos de pessoal, funções e responsabilidades, equipamentos e instalações, sistemas e procedimentos. Abrange todas as fases de uma emergência, desde a identificação inicial e atividades de contenção, até a notificação, mobilização, desdobramento e recuperação (restabelecimento das operações normais).
A organização de emergência deve abordar uma série de elementos-chave, incluindo:
Instalações, Equipamentos e Materiais de Emergência
A natureza, extensão e escopo das instalações, equipamentos e materiais necessários para controlar e mitigar emergências serão identificados por meio da aplicação e extensão do processo de gerenciamento de risco e determinação das estratégias de controle de emergência. Por exemplo, um risco de incêndio de alto nível exigirá o fornecimento de instalações e equipamentos adequados de combate a incêndios. Estes seriam implantados de forma consistente com o perfil de risco. Da mesma forma, as instalações, equipamentos e materiais necessários para atender com eficácia o suporte à vida e primeiros socorros ou evacuação, fuga e resgate podem ser identificados conforme ilustrado na tabela 2.
Tabela 2. Instalações, equipamentos e materiais de emergência
Urgência |
nível de resposta |
||
Primário |
Secundário |
Terciário |
|
Fogo |
Extintores, hidrantes e mangueiras instalados adjacentes a áreas de alto risco, como esteiras, postos de abastecimento, transformadores elétricos e subestações, e em equipamentos móveis |
Aparelho de respiração e roupas de proteção fornecidas em áreas centrais para permitir uma resposta de “equipe de incêndio” com aparelhos avançados, como geradores de espuma e mangueiras múltiplas |
Provisão para vedação remota ou inertização. |
Suporte de vida e primeiros socorros |
Suporte de vida, respiração e circulação |
Primeiros socorros, triagem, estabilização e desencarceramento |
Paramédico, forense, legal |
Evacuação, fuga e resgate |
Fornecimento de sistemas de alerta ou notificação, saídas de emergência seguras, salva-vidas baseados em oxigênio, linhas de vida e sistemas de comunicação, disponibilidade de veículos de transporte |
Fornecimento de câmaras de refúgio adequadamente equipadas, equipes de resgate de minas treinadas e equipadas, dispositivos de localização de pessoal |
Sistemas de resgate de poços de grande diâmetro, inertização, veículos de resgate projetados para fins específicos |
Outras instalações e equipamentos que podem ser necessários em uma emergência incluem gerenciamento de incidentes e instalações de controle, áreas de reunião de funcionários e resgate, segurança do local e controles de acesso, instalações para parentes e mídia, materiais e consumíveis, transporte e logística. Essas instalações e equipamentos são fornecidos antes de um incidente. Emergências recentes em minas reforçaram a necessidade de focar em três questões específicas de infraestrutura: câmaras de refúgio, comunicações e monitoramento atmosférico.
câmaras de refúgio
As câmaras de refúgio estão sendo cada vez mais utilizadas como meio de melhorar a fuga e o resgate de pessoal subterrâneo. Alguns são projetados para permitir que as pessoas sejam auto-salvadoras e se comuniquem com a superfície em segurança; outros foram projetados para efetuar refúgio por um período prolongado, de modo a permitir o resgate assistido.
A decisão de instalar câmaras de refúgio depende do sistema geral de escape e resgate da mina. Os seguintes fatores precisam ser avaliados ao considerar a necessidade e o projeto de refúgios:
Comunicações
A infra-estrutura de comunicações geralmente está instalada em todas as minas para facilitar o gerenciamento e o controle das operações, bem como contribuir para a segurança da mina por meio de chamadas de apoio. Infelizmente, a infraestrutura geralmente não é robusta o suficiente para sobreviver a um incêndio ou explosão significativa, interrompendo a comunicação quando isso seria mais benéfico. Além disso, os sistemas convencionais incorporam fones de ouvido que não podem ser usados com segurança com a maioria dos aparelhos respiratórios e geralmente são implantados nas principais vias aéreas de admissão adjacentes à planta fixa, em vez de em vias de escape.
A necessidade de comunicações pós-incidente deve ser avaliada de perto. Embora seja preferível que um sistema de comunicação pós-incidente faça parte do sistema pré-incidente, para melhorar a capacidade de manutenção, custo e confiabilidade, um sistema de comunicação de emergência autônomo pode ser garantido. Independentemente disso, o sistema de comunicações deve ser integrado às estratégias gerais de gerenciamento de fuga, resgate e emergência.
Monitoramento atmosférico
O conhecimento das condições em uma mina após um incidente é essencial para permitir que as medidas mais adequadas para controlar uma situação sejam identificadas e implementadas e para auxiliar os trabalhadores em fuga e proteger os socorristas. A necessidade de monitoramento atmosférico pós-incidente deve ser avaliada de perto e devem ser fornecidos sistemas que atendam às necessidades específicas da mina, possivelmente incorporando:
Habilidades, competências e treinamento de preparação para emergências
As habilidades e competências necessárias para lidar efetivamente com uma emergência podem ser prontamente determinadas pela identificação dos riscos principais e medidas de controle de emergência, desenvolvimento de organização e procedimentos de emergência e identificação de instalações e equipamentos necessários.
As habilidades e competências de preparação para emergências incluem não apenas o planejamento e o gerenciamento de uma emergência, mas também uma gama diversificada de habilidades básicas associadas às iniciativas de resposta primária e secundária que devem ser incorporadas a uma estratégia de treinamento abrangente, incluindo:
O sistema de preparação para emergências fornece uma estrutura para o desenvolvimento de uma estratégia de treinamento eficaz, identificando a necessidade, extensão e escopo de resultados específicos, previsíveis e confiáveis no local de trabalho em uma situação de emergência e as competências subjacentes. O sistema inclui:
O treinamento de preparação para emergências pode ser estruturado em várias categorias, conforme ilustrado na tabela 3.
Tabela 3. Matriz de treinamento de preparação para emergências
Nível de resposta de treinamento |
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Educação primária |
Processual/secundário |
Funcional/terciário |
Projetado para garantir que os funcionários entendam a natureza das emergências de minas e como aspectos específicos do plano geral de emergência podem envolver ou afetar o indivíduo, incluindo medidas de resposta primária. |
Habilidades e competências para concluir com sucesso os procedimentos específicos definidos nos planos de resposta a emergências e as medidas de resposta secundária associadas a cenários de emergência específicos. |
Desenvolvimento de habilidades e competências necessárias para a gestão e controle de emergências. |
Elementos de conhecimento e competência |
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Auditoria, Revisão e Avaliação
Os processos de auditoria e revisão precisam ser adotados para avaliar e avaliar a eficácia dos sistemas gerais de emergência, procedimentos, instalações, programas de manutenção, equipamentos, treinamento e competências individuais. A realização de uma auditoria ou simulação oferece, sem exceção, oportunidades de melhoria, críticas construtivas e verificação de níveis satisfatórios de desempenho das atividades-chave.
Toda organização deve testar seu plano geral de emergência pelo menos uma vez por ano para cada turno operacional. Elementos críticos do plano, como energia de emergência ou sistemas de alarme remoto, devem ser testados separadamente e com mais frequência.
Duas formas básicas de auditoria estão disponíveis. auditoria horizontal envolve o teste de pequenos elementos específicos do plano geral de emergência para identificar deficiências. Deficiências aparentemente menores podem se tornar críticas no caso de uma emergência real. Exemplos de tais elementos e deficiências relacionadas estão listados na tabela 4. auditoria vertical testa vários elementos de um plano simultaneamente através da simulação de um evento de emergência. Atividades como a ativação do plano, procedimentos de busca e salvamento, suporte à vida, combate a incêndio e a logística relacionada a uma resposta de emergência em uma mina ou instalação remota podem ser auditadas dessa maneira.
Tabela 4. Exemplos de auditoria horizontal de planos de emergência
Element |
Deficiência |
Indicadores de incidente ou evento incipiente |
Falha em reconhecer, notificar, registrar e agir |
Procedimentos de alerta/evacuação |
Funcionários não familiarizados com os procedimentos de evacuação |
Colocação de respiradores de emergência |
Funcionários não familiarizados com respiradores |
Equipamento de combate a incêndio |
Extintores de incêndio descarregados, sprinklers pintados, hidrantes escondidos ou enterrados |
Alarmes de emergência |
Alarmes ignorados |
Instrumentos de teste de gás |
Não mantido, reparado ou calibrado regularmente |
As simulações podem envolver pessoal de mais de um departamento e talvez pessoal de outras empresas, organizações de ajuda mútua ou até mesmo serviços de emergência, como polícia e bombeiros. O envolvimento de organizações externas de serviços de emergência fornece a todas as partes uma oportunidade inestimável de aprimorar e integrar operações, procedimentos e equipamentos de preparação para emergências e adaptar os recursos de resposta aos principais riscos e perigos em locais específicos.
Uma crítica formal deve ser conduzida o mais rápido possível, de preferência imediatamente após a auditoria ou simulação. O reconhecimento deve ser estendido aos indivíduos ou equipes que tiveram um bom desempenho. Os pontos fracos devem ser descritos da forma mais específica possível e os procedimentos revisados para incorporar melhorias sistêmicas quando necessário. As mudanças necessárias devem ser implementadas e o desempenho deve ser monitorado para melhorias.
Um programa sustentado enfatizando planejamento, prática, disciplina e trabalho em equipe são elementos necessários para simulações e exercícios de treinamento bem equilibrados. A experiência provou repetidamente que todo exercício é um bom exercício; cada broca é benéfica e apresenta oportunidades para demonstrar pontos fortes e expor áreas que requerem melhoria.
Reavaliação Periódica de Risco e Capacidade
Poucos riscos permanecem estáticos. Consequentemente, os riscos e a capacidade de controle e medidas de preparação para emergências precisam ser monitorados e avaliados para garantir que mudanças nas circunstâncias (por exemplo, pessoas, sistemas, processos, instalações ou equipamentos) não alterem as prioridades de risco ou diminuam as capacidades do sistema.
Conclusões
As emergências são muitas vezes consideradas imprevistos. No entanto, neste dia e idade de comunicação e tecnologia avançada, existem poucos eventos que podem ser verdadeiramente chamados de imprevistos e poucos infortúnios que já não tenham sido experimentados. Jornais, alertas de perigo, estatísticas de acidentes e relatórios técnicos fornecem dados históricos sólidos e imagens do que o futuro pode reservar para os mal preparados.
Ainda assim, a natureza das emergências muda à medida que a indústria muda. Contar com técnicas e medidas emergenciais adotadas a partir de experiências passadas nem sempre proporcionará o mesmo grau de segurança para eventos futuros.
A gestão de riscos fornece uma abordagem abrangente e estruturada para a compreensão dos perigos e riscos de minas e o desenvolvimento de recursos e sistemas eficazes de resposta a emergências. O processo de gerenciamento de risco deve ser compreendido e aplicado continuamente, principalmente ao enviar equipes de resgate de minas para um ambiente potencialmente perigoso ou explosivo.
Sustentar a preparação competente para emergências é o treinamento de todo o pessoal da mina em conscientização básica sobre perigos, reconhecimento e notificação antecipados de incidentes incipientes e eventos desencadeadores e respostas primárias e habilidades de fuga. O treinamento de expectativas em condições de calor, umidade, fumaça e baixa visibilidade também é essencial. A falha em treinar adequadamente o pessoal nessas habilidades básicas costuma ser a diferença entre um incidente e um desastre.
O treinamento fornece o mecanismo para operacionalizar a organização e o planejamento da preparação para emergências. A integração da preparação para emergências em uma estrutura de sistemas de qualidade, juntamente com auditoria e simulação de rotina, fornece o mecanismo para melhorar e aprimorar a preparação para emergências.
A Convenção da OIT sobre Segurança e Saúde em Minas, 1955 (No. 176), e a Recomendação, 1995 (No. 183), fornecem uma estrutura geral para melhorar a segurança e a saúde nas minas. O sistema de preparação para emergências proposto fornece uma metodologia para alcançar os resultados identificados na Convenção e na Recomendação.
Reconhecimento: A assistência do Sr. Paul MacKenzie-Wood, gerente de serviços técnicos de minas de carvão (Mines Rescue Service NSW, Austrália) na preparação e crítica deste artigo é reconhecida com gratidão.
O diretor da escola perigos no ar na indústria mineira incluem vários tipos de partículas, gases naturais, escapes de motores e alguns vapores químicos; O diretor da escola Riscos físicos são ruído, vibração segmentar, calor, mudanças na pressão barométrica e radiação ionizante. Estes ocorrem em combinações variadas, dependendo da mina ou pedreira, sua profundidade, composição do minério e da rocha circundante e do(s) método(s) de mineração. Entre alguns grupos de garimpeiros que vivem juntos em locais isolados, também há risco de transmissão de algumas doenças infecciosas, como tuberculose, hepatites (B e E) e vírus da imunodeficiência humana (HIV). A exposição dos mineiros varia de acordo com o trabalho, sua proximidade com a fonte de riscos e a eficácia dos métodos de controle de riscos.
Riscos de Partículas Aerotransportadas
Sílica cristalina livre é o composto mais abundante na crosta terrestre e, conseqüentemente, é a poeira aérea mais comum que os mineiros e pedreiros enfrentam. A sílica livre é o dióxido de silício que não está quimicamente ligado a nenhum outro composto como um silicato. A forma mais comum de sílica é o quartzo, embora também possa aparecer como tridimita ou cristobalita. Partículas respiráveis são formadas sempre que rochas contendo sílica são perfuradas, explodidas, esmagadas ou pulverizadas em partículas finas. A quantidade de sílica em diferentes espécies de rocha varia, mas não é um indicador confiável de quanta poeira de sílica respirável pode ser encontrada em uma amostra de ar. Não é incomum, por exemplo, encontrar 30% de sílica livre em uma rocha, mas 10% em uma amostra de ar, e vice-versa. O arenito pode ter até 100% de sílica, o granito até 40%, a ardósia até 30%, com proporções menores em outros minerais. A exposição pode ocorrer em qualquer operação de mineração, de superfície ou subterrânea, onde a sílica é encontrada no estéril de uma mina de superfície ou no teto, piso ou depósito de minério de uma mina subterrânea. A sílica pode ser dispersada pelo vento, pelo tráfego de veículos ou por máquinas de movimentação de terra.
Com exposição suficiente, a sílica pode causar silicose, uma pneumoconiose típica que se desenvolve insidiosamente após anos de exposição. A exposição excepcionalmente alta pode causar silicose aguda ou acelerada em meses, com comprometimento significativo ou morte ocorrendo em poucos anos. A exposição à sílica também está associada a um risco aumentado de tuberculose, câncer de pulmão e de algumas doenças autoimunes, incluindo esclerodermia, lúpus eritematoso sistêmico e artrite reumatóide. O pó de sílica recentemente fraturado parece ser mais reativo e mais perigoso do que o pó velho ou velho. Isso pode ser uma consequência de uma carga superficial relativamente maior em partículas recém-formadas.
Os processos mais comuns que produzem poeira de sílica respirável em mineração e pedreiras são perfuração, detonação e corte de rochas contendo sílica. A maioria dos furos para detonação é feita com uma furadeira de percussão a ar montada em um trator de esteiras. O furo é feito com uma combinação de rotação, impacto e impulso da broca. À medida que o furo se aprofunda, hastes de perfuração de aço são adicionadas para conectar a broca à fonte de energia. O ar não só alimenta a perfuração, como também sopra os cavacos e a poeira para fora do furo que, se não for controlado, injeta grandes quantidades de poeira no ambiente. A britadeira manual ou a broca de chumbada operam com o mesmo princípio, mas em escala menor. Este dispositivo transmite uma quantidade significativa de vibração ao operador e com isso, o risco de vibração de dedo branco. O dedo branco vibratório foi encontrado entre mineradores na Índia, Japão, Canadá e outros lugares. A furadeira de esteira e a britadeira também são usadas em projetos de construção onde a rocha deve ser perfurada ou quebrada para fazer uma rodovia, para quebrar rocha para uma fundação, para trabalhos de reparo de estradas e outros propósitos.
Os controles de poeira para essas brocas foram desenvolvidos e são eficazes. Uma névoa de água, às vezes com um detergente, é injetada no ar de sopro, o que ajuda as partículas de poeira a coalescer e cair. O excesso de água resulta na formação de uma ponte ou colar entre a broca de aço e a lateral do furo. Freqüentemente, eles precisam ser quebrados para remover a broca; pouca água é ineficaz. Problemas com este tipo de controle incluem redução na taxa de perfuração, falta de abastecimento de água confiável e deslocamento de óleo, resultando em maior desgaste das peças lubrificadas.
O outro tipo de controle de poeira em brocas é um tipo de ventilação de exaustão local. O fluxo de ar reverso através do aço da broca retira parte da poeira e um colar ao redor da broca com dutos e um ventilador para remover a poeira. Eles funcionam melhor do que os sistemas úmidos descritos acima: as brocas duram mais e a taxa de perfuração é maior. No entanto, esses métodos são mais caros e requerem mais manutenção.
Outros controles que fornecem proteção são as cabines com suprimento de ar filtrado e possivelmente com ar condicionado para operadores de perfuratrizes, operadores de escavadeira e motoristas de veículos. O respirador apropriado, corretamente ajustado, pode ser usado para proteção do trabalhador como solução temporária ou se todas as outras se mostrarem ineficazes.
A exposição à sílica também ocorre em pedreiras que devem cortar a pedra em dimensões especificadas. O método contemporâneo mais comum de corte de pedra é com o uso de um queimador de canal alimentado por óleo diesel e ar comprimido. Isso resulta em algumas partículas de sílica. O problema mais significativo com os queimadores de canal é o ruído: quando o queimador é acionado pela primeira vez e quando sai de um corte, o nível de som pode exceder 120 dBA. Mesmo quando está imerso em um corte, o ruído fica em torno de 115 dBA. Um método alternativo de cortar pedra é usar água em alta pressão.
Muitas vezes anexado a uma pedreira ou próximo a uma pedreira, há um moinho onde as peças são esculpidas em um produto mais acabado. A menos que haja ventilação de exaustão local muito boa, a exposição à sílica pode ser alta porque ferramentas manuais vibratórias e rotativas são usadas para moldar a pedra na forma desejada.
Poeira de mina de carvão respirável é um perigo em minas de carvão subterrâneas e de superfície e em instalações de processamento de carvão. É uma poeira mista, consistindo principalmente de carvão, mas também pode incluir sílica, argila, calcário e outras poeiras minerais. A composição da poeira da mina de carvão varia com a camada de carvão, a composição dos estratos circundantes e os métodos de mineração. A poeira da mina de carvão é gerada pela explosão, perfuração, corte e transporte de carvão.
Mais poeira é gerada com mineração mecanizada do que com métodos manuais, e alguns métodos de mineração mecanizada produzem mais poeira do que outros. Máquinas de corte que removem carvão com tambores rotativos cravejados de picaretas são as principais fontes de poeira em operações de mineração mecanizadas. Isso inclui os chamados mineradores contínuos e máquinas de mineração longwall. As máquinas de mineração Longwall geralmente produzem maiores quantidades de poeira do que outros métodos de mineração. A dispersão de poeira também pode ocorrer com o movimento de escudos na mineração longwall e com a transferência de carvão de um veículo ou correia transportadora para algum outro meio de transporte.
A poeira da mina de carvão causa a pneumoconiose dos trabalhadores do carvão (CWP) e contribui para a ocorrência de doenças crônicas das vias aéreas, como bronquite crônica e enfisema. Carvão de alta classificação (por exemplo, alto teor de carbono, como antracito) está associado a um risco maior de CWP. Também existem algumas reações do tipo reumatóide à poeira da mina de carvão.
A geração de pó de mina de carvão pode ser reduzida por mudanças nas técnicas de corte de carvão e sua dispersão pode ser controlada com o uso de ventilação adequada e sprays de água. Se a velocidade de rotação dos tambores de corte for reduzida e a velocidade do bonde (velocidade com que o tambor avança no veio de carvão) for aumentada, a geração de poeira pode ser reduzida sem perdas de produtividade. Na mineração longwall, a geração de poeira pode ser reduzida cortando o carvão em uma passagem (em vez de duas) na face e voltando sem cortar ou por um corte de limpeza. A dispersão de poeira em seções longwall pode ser reduzida com mineração homotropal (ou seja, o transportador de corrente na face, a cabeça de corte e o ar viajando na mesma direção). Um novo método de corte de carvão, usando uma cabeça de corte excêntrica que corta continuamente perpendicularmente ao grão de um depósito, parece gerar menos poeira do que a cabeça de corte circular convencional.
Ventilação mecânica adequada fluindo primeiro sobre uma equipe de mineração e depois para e através da face de mineração pode reduzir a exposição. A ventilação local auxiliar na face de trabalho, usando um ventilador com dutos e depurador, também pode reduzir a exposição ao fornecer ventilação de exaustão local.
Os sprays de água, colocados estrategicamente próximos ao cabeçote de corte e forçando a poeira para longe do minerador e para o rosto, também auxiliam na redução da exposição. Os surfactantes fornecem algum benefício na redução da concentração de pó de carvão.
Exposição ao amianto ocorre entre mineradores de amianto e em outras minas onde o amianto é encontrado no minério. Entre os mineiros de todo o mundo, a exposição ao amianto elevou o risco de câncer de pulmão e de mesotelioma. Também elevou o risco de asbestose (outra pneumoconiose) e de doenças das vias aéreas.
escapamento do motor a diesel é uma mistura complexa de gases, vapores e material particulado. Os gases mais perigosos são monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre. Existem muitos compostos orgânicos voláteis (VOCs), como aldeídos e hidrocarbonetos não queimados, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e compostos nitro-PAH (N-PAHs). Os compostos PAH e N-PAH também são adsorvidos no material particulado do diesel. Óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre e aldeídos são irritantes respiratórios agudos. Muitos dos compostos PAH e N-PAH são cancerígenos.
O material particulado de diesel consiste em partículas de carbono de pequeno diâmetro (1 mm de diâmetro) que são condensadas da fumaça do escapamento e geralmente se agregam no ar em aglomerados ou fios. Estas partículas são todas respiráveis. O material particulado de diesel e outras partículas de tamanho semelhante são cancerígenos em animais de laboratório e parecem aumentar o risco de câncer de pulmão em trabalhadores expostos a concentrações acima de 0.1 mg/m3. Mineiros em minas subterrâneas são expostos a partículas de diesel em níveis significativamente mais altos. A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) considera o material particulado do diesel um provável carcinógeno.
A geração de escape de diesel pode ser reduzida pelo projeto do motor e com combustível de alta qualidade, limpo e com baixo teor de enxofre. Motores com classificação reduzida e combustível com baixo número de cetano e baixo teor de enxofre produzem menos material particulado. O uso de combustível com baixo teor de enxofre reduz a geração de SO2 e de material particulado. Os filtros são eficazes e viáveis e podem remover mais de 90% do material particulado de diesel do fluxo de exaustão. Os filtros estão disponíveis para motores sem depuradores e para motores com depuradores a água ou a seco. O monóxido de carbono pode ser significativamente reduzido com um conversor catalítico. Os óxidos de nitrogênio se formam sempre que o nitrogênio e o oxigênio estão em condições de alta pressão e temperatura (ou seja, dentro do cilindro de diesel) e, consequentemente, são mais difíceis de eliminar.
A concentração de material particulado de diesel disperso pode ser reduzida em uma mina subterrânea por ventilação mecânica adequada e restrições ao uso de equipamentos a diesel. Qualquer veículo movido a diesel ou outra máquina exigirá uma quantidade mínima de ventilação para diluir e remover os produtos de exaustão. A quantidade de ventilação depende do tamanho do motor e de seus usos. Se mais de um equipamento movido a diesel estiver operando em um curso de ar, a ventilação terá que ser aumentada para diluir e remover o escape.
Equipamentos movidos a diesel podem aumentar o risco de incêndio ou explosão, pois emitem um escapamento quente, com chamas e faíscas, e suas altas temperaturas de superfície podem inflamar qualquer pó de carvão acumulado ou outro material combustível. A temperatura da superfície dos motores a diesel deve ser mantida abaixo de 305 °F (150 °C) em minas de carvão para evitar a combustão do carvão. A chama e as faíscas do escapamento podem ser controladas por um purificador para evitar a ignição do pó de carvão e do metano.
Gases e Vapores
A Tabela 1 lista os gases comumente encontrados em minas. Os gases naturais mais importantes são metano e sulfureto de hidrogênio em minas de carvão e radônio em urânio e outras minas. A deficiência de oxigênio é possível em ambos. O metano é combustível. A maioria das explosões de minas de carvão resulta de ignições de metano e geralmente são seguidas por explosões mais violentas causadas por pó de carvão que foi suspenso pelo choque da explosão original. Ao longo da história da mineração de carvão, incêndios e explosões têm sido a principal causa de morte de milhares de mineiros. O risco de explosão pode ser reduzido diluindo o metano abaixo de seu limite inferior de explosividade e proibindo potenciais fontes de ignição nas áreas da face, onde a concentração é geralmente a mais alta. Espanar as nervuras da mina (parede), piso e teto com calcário incombustível (ou outro pó de rocha incombustível sem sílica) ajuda a evitar explosões de poeira; se a poeira suspensa pelo choque de uma explosão de metano não for combustível, uma explosão secundária não ocorrerá.
Tabela 1. Nomes comuns e efeitos na saúde de gases perigosos que ocorrem em minas de carvão
Gas |
Nome comum |
Efeitos na saúde |
Metano (CH4) |
fogo úmido |
Inflamável, explosivo; asfixia simples |
Monóxido de carbono (CO) |
branco úmido |
Asfixia química |
Sulfeto de hidrogênio (H2S) |
Fedor úmido |
Irritação nos olhos, nariz e garganta; depressão respiratória aguda |
Deficiência de oxigênio |
Preto úmido |
Anóxia |
Subprodutos de detonação |
depois de úmido |
Irritantes respiratórios |
escapamento do motor a diesel |
Mesmo |
Irritante respiratório; câncer de pulmão |
O radônio é um gás radioativo natural que foi encontrado em minas de urânio, minas de estanho e algumas outras minas. Não foi encontrado em minas de carvão. O principal risco associado ao radônio é ser uma fonte de radiação ionizante, que será discutida a seguir.
Outros perigos gasosos incluem irritantes respiratórios encontrados no escapamento de motores a diesel e subprodutos de detonação. Monóxido de carbono é encontrado não apenas na exaustão do motor, mas também como resultado de incêndios em minas. Durante incêndios em minas, o CO pode atingir não apenas concentrações letais, mas também pode se tornar um risco de explosão.
Óxidos de nitrogênio (Eu não tenhox), principalmente NO e NO2, são formados por motores a diesel e como subproduto da detonação. Nos motores, NÃOx são formados como um subproduto inerente ao colocar ar, 79% do qual é nitrogênio e 20% do qual é oxigênio, em condições de alta temperatura e pressão, as mesmas condições necessárias para o funcionamento de um motor a diesel. A produção de NOx pode ser reduzido até certo ponto mantendo o motor o mais frio possível e aumentando a ventilação para diluir e remover o escapamento.
NÃOx também é um subproduto da detonação. Durante a detonação, os mineiros são removidos de uma área onde ocorrerá a detonação. A prática convencional para evitar a exposição excessiva a óxidos de nitrogênio, poeira e outros resultados da detonação é esperar até que a ventilação da mina remova uma quantidade suficiente de subprodutos da detonação da mina antes de entrar novamente na área em uma entrada de ar.
Deficiência de oxigênio pode ocorrer de muitas maneiras. O oxigênio pode ser deslocado por algum outro gás, como o metano, ou pode ser consumido por combustão ou por micróbios em um espaço aéreo sem ventilação.
Há uma variedade de outros riscos aéreos aos quais determinados grupos de mineiros estão expostos. A exposição ao vapor de mercúrio e, portanto, o risco de envenenamento por mercúrio, é um perigo entre os garimpeiros e moleiros e entre os mineradores de mercúrio. A exposição ao arsênico e o risco de câncer de pulmão ocorrem entre garimpeiros de ouro e de chumbo. A exposição ao níquel e, portanto, ao risco de câncer de pulmão e alergias cutâneas ocorre entre os mineradores de níquel.
Alguns plásticos também estão encontrando uso em minas. Esses incluem formaldeído de ureia e espumas de poliuretano, sendo que ambos são plásticos feitos no local. Eles são usados para tapar buracos e melhorar a ventilação e fornecer uma melhor ancoragem para suportes de telhado. O formaldeído e os isocianatos, dois materiais iniciais para essas duas espumas, são irritantes respiratórios e ambos podem causar sensibilização alérgica, tornando quase impossível para mineiros sensibilizados contornar qualquer um dos ingredientes. O formaldeído é um carcinógeno humano (IARC Grupo 1).
Riscos físicos
Ruído é onipresente na mineração. É gerado por máquinas potentes, ventiladores, jateamento e transporte do minério. A mina subterrânea geralmente tem espaço limitado e, portanto, cria um campo reverberante. A exposição ao ruído é maior do que se as mesmas fontes estivessem em um ambiente mais aberto.
A exposição ao ruído pode ser reduzida usando meios convencionais de controle de ruído em máquinas de mineração. As transmissões podem ser silenciadas, os motores podem ser melhor abafados e as máquinas hidráulicas também. Chutes podem ser isolados ou revestidos com materiais de absorção de som. Protetores auditivos combinados com testes audiométricos regulares geralmente são necessários para preservar a audição dos mineiros.
Radiação ionizante é um perigo na indústria de mineração. O radônio pode ser liberado da pedra enquanto é solto por explosão, mas também pode entrar em uma mina através de riachos subterrâneos. É um gás e, portanto, está no ar. O radônio e seus produtos de decomposição emitem radiação ionizante, alguns dos quais têm energia suficiente para produzir células cancerígenas no pulmão. Como resultado, as taxas de mortalidade por câncer de pulmão entre os mineradores de urânio são elevadas. Para mineiros que fumam, a taxa de mortalidade é muito maior.
HEAT é um perigo para os mineradores subterrâneos e de superfície. Nas minas subterrâneas, a principal fonte de calor é a própria rocha. A temperatura da rocha sobe cerca de 1°C a cada 100 m de profundidade. Outras fontes de estresse por calor incluem a quantidade de atividade física que os trabalhadores estão fazendo, a quantidade de ar circulado, a temperatura e umidade do ar ambiente e o calor gerado por equipamentos de mineração, principalmente equipamentos movidos a diesel. Minas muito profundas (mais de 1,000 m) podem apresentar problemas de calor significativos, com a temperatura das costelas da mina em torno de 40 °C. Para os trabalhadores de superfície, a atividade física, a proximidade de motores quentes, a temperatura do ar, a umidade e a luz solar são as principais fontes de calor.
A redução do estresse térmico pode ser conseguida resfriando o maquinário em alta temperatura, limitando a atividade física e fornecendo quantidades adequadas de água potável, abrigo do sol e ventilação adequada. Para máquinas de superfície, as cabines com ar-condicionado podem proteger o operador do equipamento. Em minas profundas na África do Sul, por exemplo, unidades subterrâneas de ar condicionado são usadas para fornecer algum alívio, e suprimentos de primeiros socorros estão disponíveis para lidar com o estresse causado pelo calor.
Muitas minas operam em grandes altitudes (por exemplo, acima de 4,600 m) e, por causa disso, os mineiros podem sofrer de mal de altitude. Isso pode ser agravado se eles viajarem para frente e para trás entre uma mina em alta altitude e uma pressão atmosférica mais normal.
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