Главни опасности из ваздуха у рударској индустрији укључује неколико врста честица, гасове који се јављају у природи, издувне гасове мотора и неке хемијске паре; главни физичке опасности су бука, сегментне вибрације, топлота, промене барометарског притиска и јонизујуће зрачење. Они се јављају у различитим комбинацијама у зависности од рудника или каменолома, његове дубине, састава руде и околних стена и метода(а) ископавања. Међу неким групама рудара који живе заједно на изолованим локацијама, такође постоји ризик од преношења неких заразних болести као што су туберкулоза, хепатитис (Б и Е) и вирус хумане имунодефицијенције (ХИВ). Изложеност рудара варира у зависности од посла, његове близине извору опасности и ефикасности метода контроле опасности.

Опасности од честица у ваздуху

Слободни кристални силицијум је најзаступљеније једињење у земљиној кори и, сходно томе, најчешћа прашина у ваздуху са којом се суочавају рудари и радници у каменолому. Слободни силицијум је силицијум диоксид који није хемијски везан ни са једним другим једињењем као силикат. Најчешћи облик силицијум диоксида је кварц, иако се може појавити и као тридимит или кристобалит. Честице које се могу удахнути се формирају кад год се стена која садржи силицијум буши, пескара, дроби или на други начин уситњава у фине честице. Количина силицијум диоксида у различитим врстама стена варира, али није поуздан показатељ колико се прашине силицијум диоксида може наћи у узорку ваздуха. Није неуобичајено, на пример, пронаћи 30% слободног силицијум диоксида у стени, али 10% у узорку ваздуха, и обрнуто. Пешчаник може бити до 100% силицијум диоксида, гранит до 40%, шкриљац, 30%, са мањим уделом у другим минералима. До изложености може доћи у било ком рударском раду, површинском или подземном, где се силицијум налази у јаловини површинског рудника или на плафону, поду или лежишту руде подземног рудника. Силицијум се може распршити ветром, саобраћајем возила или машинама за земљане радове.

Уз довољно излагања, силицијум може да изазове силикозу, типичну пнеумокониозу која се подмукло развија након година излагања. Изузетно велика изложеност може изазвати акутну или убрзану силикозу у року од неколико месеци са значајним оштећењем или смрћу која се јавља у року од неколико година. Изложеност силицијум диоксиду је такође повезана са повећаним ризиком од туберкулозе, рака плућа и неких аутоимуних болести, укључујући склеродерму, системски еритематозни лупус и реуматоидни артритис. Чини се да је свеже изломљена силицијумска прашина реактивнија и опаснија од старе или устајале прашине. Ово може бити последица релативно већег површинског набоја на свеже формираним честицама.

Најчешћи процеси који производе силицијум прашину која се може удисати у рударству и вађењу су бушење, минирање и сечење стена које садрже силицијум диоксид. Већина рупа избушених за минирање ради се ударном бушилицом на ваздушни погон монтираном на трактор гусеничару. Рупа је направљена комбинацијом ротације, удара и потиска бургије. Како се рупа продубљује, додају се челичне шипке за бушење за повезивање бургије са извором напајања. Ваздух не само да покреће бушење, он такође издувава струготине и прашину из рупе која, ако се не контролише, убацује велике количине прашине у околину. Ручни чекић или бушилица ради на истом принципу, али у мањем обиму. Овај уређај преноси значајну количину вибрација на руковаоца, а самим тим и ризик од вибрација белог прста. Вибрација белог прста пронађена је међу рударима у Индији, Јапану, Канади и другде. Гусеничарска бушилица и чекић се такође користе у грађевинским пројектима где се камен мора избушити или разбити да би се направио аутопут, за разбијање стене за темељ, за поправке путева и друге сврхе.

Контроле прашине за ове бушилице су развијене и ефикасне. Водена магла, понекад са детерџентом, се убризгава у ваздух за издувавање који помаже честицама прашине да се споје и испадну. Превише воде доводи до стварања моста или крагне између челика за бушење и бочне стране рупе. Они се често морају сломити да би се уклонио бит; премало воде је неефикасно. Проблеми са овом врстом контроле укључују смањење брзине бушења, недостатак поузданог снабдевања водом и истискивање уља што доводи до повећаног хабања подмазаних делова.

Друга врста контроле прашине на бушилицама је врста локалне издувне вентилације. Обрнути проток ваздуха кроз челик за бушење повлачи део прашине и крагну око бургије са каналима и вентилатором за уклањање прашине. Они раде боље од горе описаних мокрих система: бургије трају дуже и брзина бушења је већа. Међутим, ове методе су скупље и захтевају више одржавања.

Остале команде које обезбеђују заштиту су кабине са филтрираним и евентуално климатизованим доводом ваздуха за руковаоце бушилицама, оператере булдожера и возаче возила. Одговарајући респиратор, правилно постављен, може се користити за заштиту радника као привремено решење или ако се сви други покажу неефикасним.

Излагање силицијуму се такође дешава у каменоломима који морају да исеку камен до одређених димензија. Најчешћи савремени начин сечења камена је коришћењем каналног горионика на дизел гориво и компримовани ваздух. Ово резултира неким честицама силицијум диоксида. Најзначајнији проблем код каналских горионика је бука: када се горионик први пут упали и када изађе из реза, ниво звука може да пређе 120 дБА. Чак и када је уроњен у рез, бука је око 115 дБА. Алтернативна метода за сечење камена је употреба воде под високим притиском.

Често причвршћен за каменолом или у близини каменолома је млин у коме се комади обликују у готовији производ. Осим ако не постоји веома добра локална издувна вентилација, изложеност силицијум диоксиду може бити велика јер се вибрирајући и ротирајући ручни алати користе за обликовање камена у жељени облик.

Прашина рудника угља која се може удисати представља опасност у подземним и површинским рудницима угља и у објектима за прераду угља. То је мешана прашина, која се углавном састоји од угља, али може укључивати и силицијум, глину, кречњак и другу минералну прашину. Састав рудничке прашине варира у зависности од слоја угља, састава околних слојева и метода рударења. Рудничка прашина настаје минирањем, бушењем, сечењем и транспортом угља.

Више прашине ствара се механизованим рударењем него ручним методама, а неке методе механизованог рударења производе више прашине од других. Машине за сечење које уклањају угаљ са ротирајућим бубњевима начичканим пијуцима су главни извори прашине у механизованим рударским операцијама. То укључује такозване континуиране рударе и машине за дуговано рударство. Машине за рударење дугих зидова обично производе веће количине прашине него друге методе рударења. Распршивање прашине може настати и код померања штитова у дугим коповима и при преношењу угља са возила или покретне траке на неко друго транспортно средство.

Рудничка прашина изазива пнеумокониозу радника угља (ЦВП) и доприноси појави хроничних болести дисајних путева као што су хронични бронхитис и емфизем. Угаљ високог ранга (нпр. са високим садржајем угљеника као што је антрацит) је повезан са већим ризиком од ЦВП. Постоје и неке реуматоидне реакције на прашину рудника угља.

Генерисање рудничке прашине може се смањити променама у техникама сечења угља, а њено распршивање се може контролисати употребом адекватне вентилације и водених спреја. Ако се смањи брзина ротације бубњева за сечење и повећа брзина трамваја (брзина којом бубањ напредује у угљени слој), стварање прашине се може смањити без губитака у продуктивности. У експлоатацији уздужних стијена, стварање прашине се може смањити резањем угља у једном пролазу (а не два) преко чеоне и трамвацијом назад без сечења или сечењем за чишћење. Дисперзија прашине на деловима уздужног зида може се смањити хомотропним рударењем (тј. ланчани транспортер на чеоној страни, глава резача и ваздух који путују у истом смеру). Нова метода сечења угља, користећи ексцентричну резну главу која континуирано сече окомито на зрно наслага, чини се да ствара мање прашине од конвенционалне кружне главе за сечење.

Адекватна механичка вентилација која тече прво преко рударске посаде, а затим до и преко лица рударства може смањити изложеност. Помоћна локална вентилација на радној површини, коришћењем вентилатора са каналима и перачем, такође може смањити изложеност обезбеђивањем локалне издувне вентилације.

Водени спрејеви, стратешки постављени близу главе резача и одбацују прашину од рудара ка лицу, такође помажу у смањењу изложености. Сурфактанти пружају одређену корист у смањењу концентрације угљене прашине.

Изложеност азбесту јавља се међу рударима азбеста и у другим рудницима где се азбест налази у руди. Међу рударима широм света, изложеност азбесту је повећала ризик од рака плућа и мезотелиома. Такође је повећао ризик од азбестозе (друге пнеумокониозе) и болести дисајних путева.

Издувни гас дизел мотора је сложена мешавина гасова, пара и честица. Најопаснији гасови су угљен-моноксид, азот-оксид, азот-диоксид и сумпор-диоксид. Постоји много испарљивих органских једињења (ВОЦ), као што су алдехиди и несагорели угљоводоници, полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ) и нитро-ПАХ једињења (Н-ПАХ). ПАХ и Н-ПАХ једињења се такође адсорбују на честице дизела. Азотни оксиди, сумпор-диоксид и алдехиди су сви акутни респираторни иританти. Многа једињења ПАХ и Н-ПАХ су канцерогена.

Дизел честице се састоје од угљеничних честица малог пречника (1 мм у пречнику) које су кондензоване из издувних гасова и често се агрегирају у ваздуху у грудвице или низове. Све ове честице се могу удисати. Дизел честице и друге честице сличне величине су канцерогене за лабораторијске животиње и изгледа да повећавају ризик од рака плућа код изложених радника у концентрацијама изнад око 0.1 мг/м³. Рудари у подземним рудницима доживљавају изложеност честицама дизела на знатно вишим нивоима. Међународна агенција за истраживање рака (ИАРЦ) сматра да су честице дизела могући канцероген.

Производња издувних гасова дизела може се смањити дизајном мотора и висококвалитетним, чистим горивом са ниским садржајем сумпора. Мотори и гориво са ниским цетанским бројем и ниским садржајем сумпора производе мање честица. Употреба горива са ниским садржајем сумпора смањује стварање СО₂ и од честица. Филтери су ефикасни и изводљиви и могу да уклоне више од 90% честица дизела из издувног тока. Филтери су доступни за моторе без перача и за моторе са водом или сувим перачима. Угљен моноксид се може значајно смањити помоћу катализатора. Оксиди азота се формирају кад год су азот и кисеоник под високим притиском и температуром (тј. унутар цилиндра дизела) и, сходно томе, теже их је елиминисати.

Концентрација распршених дизел честица може се смањити у подземном руднику адекватном механичком вентилацијом и ограничењима употребе дизел опреме. Свако возило на дизел мотор или друга машина ће захтевати минималну количину вентилације да би се разблажили и уклонили издувни производи. Количина вентилације зависи од величине мотора и његове употребе. Ако више од једног комада опреме са дизел погоном ради у једном ваздушном току, вентилација ће морати да се повећа да би се издувни гасови разблажили и уклонили.

Опрема на дизел мотор може повећати ризик од пожара или експлозије јер емитује вруће издувне гасове, са пламеном и варницама, а високе површинске температуре могу запалити нагомилану угљену прашину или други запаљиви материјал. Површинска температура дизел мотора мора да се одржава испод 305 °Ф (150 °Ц) у рудницима угља како би се спречило сагоревање угља. Пламен и варнице из издувних гасова могу се контролисати помоћу скрубера да би се спречило паљење угљене прашине и метана.

Гасови и испарења

Табела 1 наводи гасове који се обично налазе у рудницима. Најважнији природни гасови су метан хидроген сулфид у рудницима угља и радона у уранијуму и другим рудницима. Недостатак кисеоника је могућ у било ком. Метан је запаљив. Већина експлозија рудника угља је резултат паљења метана и често су праћене снажнијим експлозијама изазваним угљеном прашином која је суспендована ударом првобитне експлозије. Кроз историју вађења угља, пожари и експлозије су били главни узрок смрти хиљада рудара. Ризик од експлозије се може смањити разблаживањем метана испод његове доње границе експлозивности и забраном потенцијалних извора паљења у областима лица, где је концентрација обично највећа. Запрашивање ребара рудника (зида), пода и плафона несагоривим кречњаком (или другом незапаљивом каменом прашином која не садржи силицијум) помаже у спречавању експлозија прашине; ако прашина суспендована ударом експлозије метана није запаљива, неће доћи до секундарне експлозије.

Табела 1. Уобичајени називи и здравствени ефекти опасних гасова који се јављају у рудницима угља

Радон је природни радиоактивни гас који је пронађен у рудницима уранијума, рудницима калаја и неким другим рудницима. У рудницима угља није пронађен. Примарна опасност повезана са радоном је да је извор јонизујућег зрачења, о чему се говори у наставку.

Остале опасности од гасова укључују респираторне иритације које се налазе у издувним гасовима дизел мотора и нуспроизводима експлозије. Угљен моноксид налази се не само у издувним гасовима мотора већ и као последица минских пожара. Током пожара у руднику, ЦО може да достигне не само смртоносне концентрације, већ може постати и опасност од експлозије.

Азотни оксиди (НО_x), првенствено НЕ и НЕ₂, настају од дизел мотора и као нуспроизвод минирања. У моторима, НЕ_x настају као инхерентни нуспроизвод убацивања ваздуха, од чега 79% азота и 20% кисеоника, у условима високе температуре и притиска, самих услова неопходних за функционисање дизел мотора. Производња НО_x може се донекле смањити одржавањем мотора што је могуће хладнијим и повећањем вентилације ради разблаживања и уклањања издувних гасова.

НЕ_x је такође нуспроизвод минирања. Током минирања, рудари се уклањају са подручја где ће доћи до минирања. Конвенционална пракса да се избегне прекомерно излагање азотним оксидима, прашини и другим последицама минирања је да се сачека док вентилација рудника не уклони довољну количину нуспроизвода минирања из рудника пре него што поново уђе у подручје у усисном дисајном путу.

Недостатак кисеоника може настати на много начина. Кисеоник се може заменити неким другим гасом, као што је метан, или се може потрошити или сагоревањем или микробима у ваздушном простору без вентилације.

Постоји низ других опасности из ваздуха којима су изложене одређене групе рудара. Изложеност пари живе, а тиме и ризик од тровања живом, представља опасност међу рударима и млинарима злата и међу рударима живе. Изложеност арсену и ризик од рака плућа јавља се међу рударима злата и рударима олова. Изложеност никлу, а тиме и ризику од рака плућа и кожних алергија, јавља се међу рударима никла.

Неке пластике налазе примену и у рудницима. Ови укључују уреа-формалдехид полиуретанске пене, од којих су оба пластика направљена на месту. Користе се за затварање рупа и побољшање вентилације и за боље сидрење кровних носача. Формалдехид и изоцијанати, два почетна материјала за ове две пене, надражују дисајне путеве и оба могу изазвати алергијску сензибилизацију, што чини скоро немогућим за сензибилизоване рударе да заобиђу било који састојак. Формалдехид је канцероген за људе (ИАРЦ група 1).

Fizičke opasnosti

Бука је свеприсутан у рударству. Генерише се моћним машинама, вентилаторима, минирањем и транспортом руде. Подземни рудник обично има ограничен простор и тако ствара поље које одјекује. Изложеност буци је већа него да су исти извори у отворенијем окружењу.

Изложеност буци може се смањити коришћењем конвенционалних средстава за контролу буке на рударским машинама. Преноси се могу утишати, мотори се могу боље пригушити, а хидрауличне машине такође могу бити утишане. Канали могу бити изоловани или обложени материјалима који апсорбују звук. Штитници за слух у комбинацији са редовним аудиометријским тестирањем често су неопходни да би се сачувао слух рудара.

Јонизујућег зрачења представља опасност у рударској индустрији. Радон се може ослободити из камена док се отпушта минирањем, али може ући иу рудник кроз подземне токове. То је гас и стога се преноси ваздухом. Радон и производи његовог распадања емитују јонизујуће зрачење, од којих неки имају довољно енергије да производе ћелије рака у плућима. Као резултат тога, стопа смртности од рака плућа међу рударима уранијума је повишена. За рударе који пуше, стопа смртности је много већа.

Топлота представља опасност и за подземне и за површинске рударе. У подземним рудницима, главни извор топлоте је из саме стене. Температура стене расте за око 1 °Ц на сваких 100 м дубине. Други извори топлотног стреса укључују количину физичке активности коју радници обављају, количину ваздуха који циркулише, температуру и влажност амбијенталног ваздуха и топлоту коју производи рударска опрема, углавном опрема на дизел мотор. Веома дубоки рудници (дубље од 1,000 м) могу представљати значајне топлотне проблеме, са температуром ребара рудника око 40 °Ц. За површинске раднике, физичка активност, близина врућих мотора, температура ваздуха, влажност и сунчева светлост су главни извори топлоте.

Смањење топлотног стреса може се постићи хлађењем машина на високим температурама, ограничавањем физичке активности и обезбеђивањем адекватних количина воде за пиће, заклона од сунца и адекватне вентилације. За површинске машине, климатизоване кабине могу заштитити оператера опреме. У дубоким рудницима у Јужној Африци, на пример, подземне јединице за климатизацију се користе да обезбеде извесно олакшање, а залихе прве помоћи су доступне за решавање топлотног стреса.

Многи рудници раде на великим висинама (нпр. већим од 4,600 м), и због тога рудари могу доживети висинску болест. Ово се може погоршати ако путују напред-назад између рудника на великој надморској висини и нормалнијег атмосферског притиска.

Назад