Повышение эффективности защитных свойств фильтрующих респираторов за счет их обработки пропитывающими растворами

Рассмотрены решения проблемы вредного воздействия пыли на здоровье рабочих горнодобывающих предприятий при ведении открытых горных работ. Производственная пыль обладает раздражающим, фиброгенным, аллергическим и канцерогенным действием, а ее частицы размерами 0,1—3 мкм способны оседать и накапливаться в самых глубоких отделах респираторного тракта. Повышенный уровень заболеваемости работников горнодобывающего комплекса пневмокониозами сохраняется по сей день, несмотря на достаточно большое количество существующих методов, применяемых для снижения концентрации пыли на рабочих местах. В этой связи предложен способ защиты персонала от воздействия промышленного аэрозоля путем подбора раствора для обработки средств индивидуальной защиты органов дыхания. В качестве компонентов пропитывающего раствора предложено использовать глюкозу и поливинилацетат. В результате исследований установлена зависимость концентрации гранитной пыли в подмасочном пространстве респиратора от массового содержания используемых компонентов в пропитывающих растворах. Применение 15%-го раствора глюкозы или 10%-го раствора поливинилацетата для пропитки респираторов позволяют повысить эффективность улавливания пыли на 80% без значительного увеличения сопротивления вдоху-выдоху и снизить риск развития профессиональных заболеваний органов дыхания.

Никулин А. Н., Федорова А. В., Булдакова Е. Г., Епифанцев К. В., Кудинов В. В. Повышение эффективности защитных свойств фильтрующих респираторов за счет их обработки пропитывающими растворами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 174—186. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_174.

исследование выполнено за счет субсидии на выполнение государственного задания в сфере научной деятельности на 2021 год №FSRW-2020-0014.

Никулин Андрей Николаевич — канд. техн. наук, доцент кафедры безопасности производств, orcid.org/0000-0002-6878-0512, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, 21 линия ВО д.2, Россия, e-mail: nikulin_an@pers.spmi.ru;
Федорова Анастасия Вадимовна — аспирант кафедры безопасности производств, orcid.org/0000-0002-1192-9099, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, 21 линия ВО д.2, Россия, e-mail: s215062@stud.spmi.ru;
Булдакова Елена Геннадьевна — канд. техн. наук, доцент кафедры высшей математики, orcid.org/0000-0002-7897-9437, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, 21 линия ВО д.2, Россия, e-mail: buldakova@spmi.ru;
Епифанцев Кирилл Валерьевич — канд. техн. наук, доцент кафедры метрологического обеспечения инновационных технологий и промышленной безопасности, СанктПетербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67 Россия, e-mail: epifancew@ gmail.com;
Кудинов Виталий Владимирович — канд. техн. наук, главный специалист по системе управления охраной труда, orcid.org/0000-0001-9898-9985, ГУП «Водоканал СанктПетербурга», 191015, Санкт-Петербург, Кавалергардская ул. д. 42, Россия, e-mail: Kudinov_KK@vodokanal.spb.ru.

Никулин Андрей Николаевич, e-mail: nikulin_an@pers.spmi.ru.

1. Олещенко А. М., Страшникова Т. Н., Суржиков Д. В., Кислицына В. В. Оценка профессионального риска для здоровья работников горнорудного предприятия от воздействия рудно-породной пыли и токсичных веществ // Бюллетень медицинской науки. — 2019. — № 2(14). — C. 14–19. DOI 10.31684/2541—8475.2019.2(14).14—19.

2. Kabanov E., Korshunov G., Gridina E. Algorithmic provisions for data processing under spatial analysis of risk of accidents at hazardous production facilities // Naukovy Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2019, vol. 6, pp. 117–121. DOI: 10.29202/ nvngu/2019—6/17.

3. Никулин А. Н., Должиков И. С., Климова И. В., Смирнов Ю. Г. Оценка результативности и эффективности системы управления охраной труда на горном предприятии // Безопасность труда в промышленности. — 2021. — № 1. — С. 66–72. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-1-66—72.

4. Филимонов В. А., Горина Л. Н. Особенности разработки системы управления охраной труда на основе процессного подхода // Записки Горного института. — 2019. — № 235. — С. 113–122. DOI: 10.31897/pmi.2019.1.113.

5. Бухтияров И. В., Чеботарев А. Г. Гигиенические проблемы улучшения условий труда на горнодобывающих предприятиях // Горная промышленность. — 2018. —  № 5. — С. 33–36. DOI: 10.30686/1609-9192-2018-5-141—33—35.

6. Сувидова Т. А., Михайлуц А. П., Чухров Ю. С. Гигиеническая оценка профессиональной заболеваемости в угольной промышленности Кузбасса // Здоровье населения и среда обитания. — 2017. — № 7. — C. 33–36. DOI: 10.35627/2219—5238/2017—292—7-33—36.

7. Чеботарев А. Г. Риски развития профессиональных заболеваний пылевой этиологии у работников горнорудных предприятий // Горная промышленность. — 2018. — № 3. — С. 66–70. DOI:10.30686/1609-9192-2018-3-139—66—70.

8. Ворошилов Я. С., Фомин А. И. Влияние угольной пыли на профессиональную заболеваемость работников угольной отрасли // Уголь. — 2019. — № 4. — С. 20–25. DOI:10.18796/0041-5790-2019-4-20—24.

9. Tenkam H., Doungmo Goufo E., Tsanou B., Hassan A., Hussaini N., Terefe Y. Classical and fractional analysis of the effects of Silicosis in a Mining Community // Alexandria Engineering Journal. 2020, vol. 59, no. 4, pp. 2683–2694. DOI: 10.1016/j.aej.2020.04.044.

10. Zilaouta H., Vlaanderena J., Houbaab R., Kromhouta H. 15 years of monitoring occupational exposure to respirable dust and quartz within the European industrial minerals sector // International Journal of Hygiene and Environmental Health. 2017, vol. 220, no. 5, pp. 810–819. DOI:10.1016/j.ijheh.2017.03.010.

11. Майорова Л. П., Черенцова А. А., Крупская Л. Т., Голубев Д. А., Колобанов К. А. Оценка техногенного загрязнения воздушного бассейна при пылении хвостохранилищ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 1. — С. 5–20. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0—5-20.

12. Чеботарев А. Г. Специальная оценка условий труда работников горнодобывающих предприятий // Горная промышленность. — 2019. — № 1. — C. 42–44. DOI:10.30686/1609-9192-2019-1-143—42—44.

13. Сафронов В. П., Зайцев Ю. В., Лазарев М. С. Результаты численного моделирования обтекания ветровым потоком породного отвала в границах карьера // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2016. — № 5. — C. 244–252.

14. Гельманова З. С., Базаров Б. А., Мезенцева А. В., Конакбаева А. Н., Толешов А. К. Управление производственной безопасностью на горнодобывающих предприятиях Казахстана // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2–1. — С. 184–198. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21—0-184—198.

15. Чемезов Е. Н., Делец Е. Г. Меры снижения запыленности на открытых горных работах в условиях Севера // Символ науки: Международный научный журнал. — 2017. — № 01—2. — C. 104–106.

16. Azarov A., Zhukova N., Antonov F. Water-spray systems reducing negative effects of fine-dispersion dust at operator’s workplaces of machine-building industries // Procedia Engineering. 2017, vol. 206, pp. 1407–1414. DOI:10.1016/j.proeng.2017.10.653.

17. Vardhan A., Kumar Y., Kumar A., Dasgupta K. Development of dust control methodologies in continuous mining operation // Journal of Mines, Metals and Fuels, 2016, vol. 64(11), pp. 557–563.

18. Ковшов С. В., Гридина Е. Б., Иванов В. В. Установка для моделирования процесса пылеподавления на карьерах открытого типа путем орошения // Вода и экология: проблемы и решения. — 2018. — № 3 (75). — C. 68–75. DOI:10.23968/2305– 3488.2018.20.3.68–75.

19. Gendler S., Kovshov S. Estimation and reduction of mining-induced damage of the environment and work area air in mining and processing of mineral stuff for the building industry // Eurasian Mining, 2016, vol. 4, pp. 45–49. DOI:10.17580/em.2016.01.08.

20. Шаров Н. А., Дудаев Р. Р., Крищук Д. И., Лискова М. Ю. Методы пылеподавления на угольных разрезах Крайнего Севера // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2019. — № 2. — C. 184–200. DOI:10.15593/2224—9923/2019.2.8

21. Шахрай С., Курчин Г., Сорокин А. Новые технические решения по проветриванию глубоких карьеров // Записки Горного института. — 2019. — № 240. — C. 654–659. DOI: 10.31897/pmi.2019.6.654.

22. Старостин И. И, Бондаренко А. В. Проветривание карьеров струйными вентиляторами в комплексе с устройством для аэрации // Наука и образование. МГТУ им. Н. Э. Баумана, Электрон. журн. — 2015. — № 1. — C. 32–41. DOI: 10.7463/0115.0755210.

23. Обухов Ю. Д., Цешковская Е. А., Баизбаев М. Б, Цой Н. К. Современное состояние вопроса обеспыливания хвостохранилищ и постановка задач исследования // Современные тенденции и инновации в науке и производстве: Материалы Х Международной научно-практической конференции. — Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева (Кемерово), Междуреченск. — 2021. — C. 152.1–152.8.

24 Кондрашева Н. К., Киреева Е. В., Зырянова О. В. Разработка новых составов для борьбы с пылеобразованием в горнодобывающей и горнотранспортной промышленности // Записки Горного института. — 2021. — Т. 248. — С. 272–280. DOI: 10.31897/PMI.2021.2.11

25. Parvej S., Naik D., Sajid H., Kiran R., Huang Y. and Thanki N. Fugitive dust suppression in unpaved roads: State of the art research review // Sustainability, 2021, vol. 13, no 4, pp. 1–22. DOI: 10.3390/su13042399.

26. Strizhenok A., Fedorova A., Monitoring and assessment of the state of floodplain ecosystems exposed to oil and gas complex wastes // Journal of Physics Conference Series, 2020, no. 41515, 032037. DOI:10.1088/1742—6596/1515/3/032037.

27. Иванов А. В., Смирнов Ю. Д., Чупин С. А. Разработка концепции инновационной лабораторной установки для исследования пылящих поверхностей // Записки Горного института. — 2021. — № 251(5). — С. 757–766. DOI:10.31897/PMI.2021.5.15.

28. Вишневская Е. П., Николаев А. А., Добрякова Н. Н., Банников А. А. Методы оценки смачиваемости углей растворами для пылеподавления // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 5. — С. 17–25. DOI: 10.25018/0236— 14932020—5-0—17—25.

29. Zhu J., He X., Wang L., Liao X., Teng G., Jing P. Performance of N95 elastomeric respirators in high humidity and high coal dust concentration environment // International Journal of Mining Science and Technology, 2022, vol. 32(1), pp. 215–224. DOI: 10.1016/j. ijmst.2021.11.007.

30. Уланова Т. С., Гилева О. В., Волкова М. В. Определение частиц микрои нанодиапазона в воздухе рабочей зоны на предприятиях горнодобывающей промышленности // Анализ риска здоровью. — 2015. — № 8. — C. 44–49.

31. Голинько В. И., Чеберячко С. И., Чеберячко Ю. И., Радчук Д. И. Повышение защитной эффективности эластомерных фильтрующих респираторов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2015. — № 6. — C. 60–64. DOI:10.15587/2313—8416.2015.41210.

32. Капцов В. А., Чиркин А. В. Выбор работодателем средств индивидуальной защиты органов дыхания в зависимости от результатов их испытаний на рабочих местах (обзор) // Гигиена и санитария. — 2019. — № 98(8). C. 845–850. DOI: 10.18821/0016-9900-2019-98—8-845—850.

33. Kornev A., Korshunov G., Kudelas D. Reduction of dust in the longwall faces of coal mines: problems and perspective solutions // Acta Montanistica Slovaca, 2021, vol. 26(1), pp. 84–97. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.07.

34. Trechera P., Moreno T., Córdoba P. Comprehensive evaluation of potential coal mine dust emissions in an open-pit coal mine in Northwest China // International Journal of Coal Geology, 2021, vol. 235, 103677. DOI: 10.1016/j.coal.2021.103677.

35. Земсков А. Н., Лискова М. Ю. Способы и средства защиты горнорабочих от вредного влияния пыли и газов в забоях калийных рудников // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2019. — № 1. – C. 124–133.

36. Li Y., Cao L., Yin X., Si Y., Yu J., Ding B. Ultrafine, self-crimp, and electret nano-wool for low-resistance and high-efficiency protective filter media against PM0.3 // Journal of Colloid and Interface Science, 2020, vol. 578, pp. 565–573. DOI: 10.1016/j.jcis.2020.05.123.

37. Чиркин А. В., Капцов В. А. Защитные свойства респираторов в производственных условиях // Гигиена и санитария. — 2012. — №4. — C. 43–46.