کار در معادن زیرزمینی با چالش ها و خطراتی مانند ریزش، گازهای سمی، دید محدود و کمبود اکسیژن همراه است. استفاده از تجهیزات ایمنی پیشرفته، نقش حیاتی در کاهش حوادث و حفظ جان کارکنان دارد. این مقاله به بررسی کامل تجهیزات ایمنی معادن زیرزمینی، استانداردها، الزامات قانونی و راهکارهای مدرن برای ایمن سازی محیط کار می پردازد.
خطرات رایج در معادن زیرزمینی
کار در معادن زیرزمینی برخلاف ظاهر صنعتی آن، یکی از پرریسک ترین مشاغل جهان به حساب می آید. شرایط خاص محیطی، فضای محدود، تهویه نامناسب، مواد قابل اشتعال و تجهیزات سنگین باعث می گردد کوچک ترین خطا، پیامدهای جبران ناپذیری داشته باشد. شناخت دقیق این خطرات به مدیران، مهندسان ایمنی و کارگران کمک می کند تا راهکارهای مؤثری برای پیشگیری و کنترل آن ها پیاده سازی کنند.
1. گاز های سمی و قابل اشتعال
یکی از اصلی ترین تهدیدهای معادن زیرزمینی، وجود گازهایی مانند متان (CH₄)، مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن سولفید (H₂S) است که ممکن است در لایه های زمین محبوس شده باشند و در هنگام حفاری آزاد شوند. این گازها بی بو، بی رنگ و بسیار خطرناک هستند و می توانند به صورت ناگهانی باعث خفگی یا انفجار شوند. به ویژه در معادن زغال سنگ، احتمال انفجار متان بسیار بالا بوده و حوادث مرگباری در پی داشته است. استفاده از حسگرهای گاز، تهویه قوی و سیستم های هشدار دهنده حیاتی است. عدم کنترل این گازها باعث بروز فجایعی با تلفات بالا می گردد.
2. ریزش سقف و دیواره ها
عدم استحکام سقف و دیواره های تونل ها یکی از مرگبارترین خطرات کار در اعماق زمین است. این ریزش ها می توانند به دلیل ضعف ساختار زمین، ارتعاش ناشی از انفجار، آب شستگی یا حفاری غیراصولی رخ دهند. در بسیاری از معادن، نبود سیستم نگهداری مناسب مثل شات کریت یا راک بولت منجر به فروپاشی گسترده تونل شده است. آوار ناشی از ریزش، نه تنها جان افراد را تهدید می کند، بلکه مسیر های فرار و عملیات امداد را نیز مختل می کند. پایش مستمر زمین و استفاده از تجهیزات نگهدارنده، از اقدامات کلیدی در پیشگیری است.
3. کمبود اکسیژن
در فضاهای بسته و عمیق، سطح اکسیژن می تواند به دلیل تنفس کارگران، احتراق تجهیزات یا واکنش های شیمیایی به تدریج کاهش یابد. اگر غلظت اکسیژن به کمتر از ۱۹.۵ درصد برسد، علائم خفگی، سرگیجه، تپش قلب، از دست دادن تعادل و حتی بیهوشی در فرد ظاهر می گردد. در نبود تهویه مناسب یا در صورت بروز حادثه، افت ناگهانی اکسیژن ممکن است بدون هشدار منجر به مرگ شود. وجود سیستم تهویه فعال، حسگرهای اکسیژن و تجهیزات تنفسی ضروری است تا از بروز چنین حوادثی جلوگیری شود.
4. دید محدود و تاریکی مطلق
یکی از ویژگی های ذاتی معادن زیرزمینی، نبود نور طبیعی است که کار در آن را به تجهیزات روشنایی کاملاً وابسته می کند. در صورت قطع برق، خرابی چراغ ها یا اتمام باتری چراغ های انفرادی، محیط به تاریکی مطلق فرو می رود. این وضعیت، خطر سقوط از ارتفاع، برخورد با ماشین آلات، سردرگمی و حتی گم شدن کارگر را در پی دارد. روشنایی کافی، پشتیبان نوری اضطراری و چراغ های مقاوم در برابر رطوبت و گرد و غبار از ملزومات کار ایمن در چنین محیط هایی است.
5. گرد و غبار و ذرات معلق خطرناک
عملیات حفاری، استخراج و بارگیری در فضای بسته معدن باعث ایجاد حجم زیادی از گرد و غبار های میکروسکوپی می گردد که تنفس طولانی مدت آن‌ها به بروز بیماری های ریوی مانند سیلیکوزیس، آسم شغلی یا بیماری های مزمن تنفسی منجر می گردد. گرد و غبار های حاوی سیلیس یا زغال سنگ خطرناک تر از سایر ذرات‌اند. استفاده از ماسک فیلتر دار استاندارد، تهویه دائم و سیستم های آب پاش ضد گرد و غبار از راهکارهای کنترل این خطر هستند. بدون کنترل گرد و غبار، سلامت شغلی کارگران به طور جدی به خطر می افتد.
مقالاتی که دیگران می خوانند:
مصاحبه پایگاه خبری، خبر فوری با جناب آقای عماد مهدی‌فر مدیر عامل هلدینگ تیمسکو و عضو اتاق بازرگانی تهران در محوریت ”الویت های حوزه معدن در سال 1403“
6. گرما و رطوبت بالا
با افزایش عمق، دمای محیط به صورت طبیعی بالا می رود و میزان رطوبت نیز افزایش می یابد. این شرایط می تواند موجب گرمازدگی، خستگی شدید، کاهش تمرکز و احتمال خطای انسانی شود. همچنین عرق‌ریزی زیاد باعث کم آبی بدن و افت عملکرد فیزیکی می گردد. در برخی معادن، دما به بالای 35 درجه سانتی گراد نیز می رسد. استفاده از سیستم های خنک کننده، آب آشامیدنی خنک، لباس های مناسب و استراحت های منظم در چنین شرایطی الزامی است.
7. خطر انفجار و ایجاد جرقه
در محیطی که با گازهای قابل اشتعال مانند متان یا گرد و غبار زغال سنگ اشباع شده، کوچک ترین جرقه یا برق گرفتگی می تواند منجر به انفجار مهیب گردد. ابزارآلات برقی، کابل کشی نامناسب، روشنایی غیرایمن یا حتی گوشی تلفن همراه می تواند منبع ایجاد جرقه باشد. برای جلوگیری از این حوادث، استفاده از تجهیزات ATEX (ضدانفجار)، رعایت اصول نصب برق صنعتی، نظارت مستمر و آموزش پرسنل الزامی است. انفجار در معادن معمولاً خسارات جانی و مالی غیرقابل جبرانی در پی دارد.
روش های کاهش ریسک و خطرات در معادن زیرزمینی
1. تجهیزات ایمنی معادن زیرزمینی
- کلاه ایمنی یا چراغ قوه سرخود: کلاه ایمنی از سر در برابر سقوط اجسام، برخورد با سقف تونل و ضربه های احتمالی محافظت می کند. چراغ قوه متصل به کلاه نیز دید فرد را در تاریکی مطلق معادن تأمین می کند. این تجهیزات باید سبک، ضدضربه و دارای بند نگهدارنده ایمن باشند.
- ماسک تنفسی و دستگاه تنفسی خودکار: ماسک های فیلتردار با قابلیت جذب ذرات گرد و غبار، گازهای سمی و بخارات شیمیایی برای محافظت از ریه ها ضروری هستند. در شرایط اضطراری مانند نشت گاز یا کمبود اکسیژن، دستگاه های تنفسی مستقل با ذخیره اکسیژن جان کارگران را نجات می دهد. استفاده منظم و آموزش صحیح در کاربرد این تجهیزات حیاتی است.
- لباس مقاوم در برابر حرارت و آتش: لباس های کاری معدن باید از جنس های ضدشعله، ضدسایش و مقاوم در برابر رطوبت و دمای بالا باشند. این لباس ها ضمن حفظ ایمنی فرد، راحتی حرکتی در تونل های تنگ و محیط های گرم را نیز فراهم می کنند. رنگ های روشن یا فسفری نیز برای دید بهتر توصیه می گردد.
- کفش ایمنی ضد لغزش و ضد ضربه: کفش های ایمنی مخصوص معدن دارای سرپنجه فولادی و کفی ضدسایش و ضدنفت هستند. این کفش ها از پا در برابر افتادن سنگ، لغزش روی سطح خیس یا برخورد با ابزار سنگین محافظت می کنند. دوام بالا و راحتی در استفاده طولانی مدت از ویژگی های مهم آن‌هاست.
2. سیستم تهویه و کنترل گاز
تهویه در معادن زیرزمینی حیاتی است. گازهایی مثل متان (CH4)، مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن سولفید (H2S) بدون بو و بسیار خطرناک اند. تجهیزات تهویه شامل:
- تهویه مکانیکی و طبیعی: در معادن زیرزمینی، تهویه به دو صورت طبیعی (جریان هوا از سطح) و مکانیکی (با استفاده از فن و دمنده) انجام می گیرد. تهویه مناسب موجب جابه‌جایی مداوم هوای آلوده با هوای تازه می شود و تجمع گازهای خطرناک را کاهش می دهد. استفاده از سیستم های تهویه چندمرحله ای در معادن بزرگ ضروری است.
- حسگرهای تشخیص گاز(CO، CH₄، H₂S): این حسگرها با شناسایی سطح گازهای خطرناک به صورت لحظه ای، هشدارهای لازم را صادر می کنند. نصب آن‌ها در نقاط حساس مانند ورودی تونل، محل نگهداری مواد منفجره و ایستگاه های کاری الزامی است. برخی مدل ها به سیستم های مانیتورینگ مرکزی متصل می‌شوند.
- سیستم هشدار و اعلام خطر اتوماتیک: در صورت تشخیص گاز یا افت اکسیژن، سیستم های هشدار با آژیر صوتی و چراغ های چشمک زن فعال می‌شوند. این هشدارها امکان واکنش سریع کارکنان و خروج به موقع از محیط خطر را فراهم می کنند. اتصال این سیستم ها به کنترل مرکزی، قابلیت هماهنگی عملیات نجات را افزایش می دهد.
. سیستم روشنایی
محیط معادن به طور طبیعی تاریک است و روشنایی مصنوعی ضرورت دارد. تجهیزات مناسب شامل:
- چراغ های همراه با کارگر(چراغ های پیشانی): این چراغ ها نور قابل حمل و مستقیم در محیط های تاریک فراهم می کنند و معمولاً روی کلاه ایمنی نصب می‌شوند. باتری های قابل شارژ، وزن سبک و مقاومت در برابر آب و گرد و غبار از ویژگی های ضروری آن‌هاست. چراغ پیشانی باید عمر باتری حداقل ۸ ساعت داشته باشد.
- سیستم های نورپردازی ثابت در تونل: چراغ های ثابت برای روشنایی مسیرهای اصلی و نقاط پرتردد تونل استفاده می شوند. این سیستم ها باید ضدانفجار، ضدآب و با پوشش محافظ باشند. استفاده از چراغ های LED باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر می گردد.
- استاندارد های نور در معادن: روشنایی در معادن باید بر اساس شدت نور مورد نیاز برای فعالیت های مختلف تنظیم گردد. مناطق عملیاتی به نور بیشتر، و مسیرهای کم رفت و آمد به نور کمتری نیاز دارند. نور بیش از حد یا خیلی کم می تواند باعث خستگی چشم یا بروز حوادث شود.
4. وسایل ارتباطی
در فضای بسته معدن، ارتباط موثر می تواند جان افراد را نجات دهد. راهکارها شامل:
- رادیو های ضد انفجار: این دستگاه ها برای برقراری ارتباط بی سیم در معادن طراحی شده اند و در برابر گرد و غبار، رطوبت و انفجار مقاوم هستند. برد بلند، وضوح صدا و قابلیت کار در شرایط سخت از ویژگی های آن‌هاست. هر تیم عملیاتی باید حداقل یک رادیو داشته باشد.
- سیستم های تلفن کابلی و وایرلس معدنی: تلفن های سیم دار در نقاط ثابت مانند ورودی ها یا ایستگاه های امداد نصب می‌شوند. سیستم های وایرلس جدیدتر قابلیت مکالمه در حال حرکت را نیز دارند. استفاده از تکرارکننده‌ها (Repeater) برای افزایش پوشش سیگنال توصیه می گردد.
- فناوری های نوین ارتباط بی سیم: سیستم های مبتنی بر Wi-Fi، LoRa یا RFID می توانند امکان ارتباط، ردیابی و ارسال داده را فراهم کنند. این فناوری ها اغلب با سیستم مانیتورینگ ایمنی ترکیب می‌شوند. استفاده از بسترهای مقاوم به نویز و اختلال در محیط های فلزی و عمیق بسیار مهم است.
پیشنهاد هلدینگ تیمسکو برای مشاهده بیشتر: استخراج سنگ معدن
5. سیستم نجات و خروج اضطراری
در زمان حادثه، ثانیه ها اهمیت دارد. تجهیزات کلیدی عبارتند از:
- تجهیزات امداد و نجات(برانکارد و پک اکسیژن): در صورت بروز حادثه، وجود برانکاردهای سبک، ماسک تنفسی اضطراری و اکسیژن قابل‌حمل می تواند جان مصدومان را نجات دهد. این تجهیزات باید در محل هایی با دسترسی سریع ذخیره شوند و پرسنل با نحوه استفاده از آن‌ها آموزش دیده باشند.
- خروجی های اضطراری با مسیر های مشخص: معادن باید دارای مسیر های فرار علامت گذاری شده، نورپردازی اضطراری و درهای مقاوم در برابر آتش باشند. این مسیرها باید به طور مرتب بازبینی و از انسداد پاک سازی شوند. وجود نقشه فرار در ورودی ها و ایستگاه های کاری الزامی است.
- علامت گذاری در مسیر های فراری: استفاده از تابلوهای شب تاب، علائم بین‌المللی، فلش های جهت دهنده و عددگذاری مسیرها باعث تسهیل خروج در شرایط اضطراری می گردد. نصب دوربین یا حسگر در مسیرهای فرار برای ردیابی پرسنل گم شده نیز مؤثر است.
6. مانیتورینگ کارکنان
فناوری های مدرن امکان پایش مداوم وضعیت کارگران را فراهم کرده‌اند:
- پایش زنده مکان کارگران در تونل ها: با استفاده از RFID، GPS محلی یا سیستم های تگ هوشمند، موقعیت دقیق هر فرد در معدن قابل شناسایی است. این اطلاعات به مرکز کنترل منتقل شده و در زمان بحران برای عملیات نجات بسیار حیاتی هستند.
- کنترل وضعیت سلامت با پوشیدنی ها: دستگاه هایی مانند ساعت هوشمند صنعتی یا سنسور های متصل به لباس، علائم حیاتی مانند ضربان قلب، دما و سطح اکسیژن خون را رصد می کنند. هشدار خودکار در صورت افت عملکرد بدن از ویژگی های این سیستم‌هاست.
- ثبت ورود و خروج با RFID یا QR Code: در ورودی و خروجی معادن، دستگاه هایی برای ثبت تردد افراد نصب می شوند که با اسکن کارت یا کد QR کار می کنند. این اطلاعات برای گزارش گیری، ایمنی و مدیریت منابع انسانی کاربرد دارد.
7. کنترل ارتعاشات و لرزه نگاری
زمین لرزه های کوچک یا انفجارهای کنترل شده باید به دقت ثبت شوند. تجهیزات شامل:
- سیستم های پایش ارتعاشات: این سیستم ها شامل حسگرهایی هستند که لرزش ناشی از عملیات حفاری، انفجار یا فعالیت زمین را به صورت لحظه ای ثبت می کنند. اطلاعات آن‌ها به مهندسان کمک می کند تا تصمیم های ایمنی دقیق تری بگیرند.
- حسگر های پیش بینی فروریزش: در نقاط بحرانی، حسگرهایی نصب می گردد که کوچک ترین تغییر در فشار یا جابجایی سنگ ها را گزارش می دهند. این هشدارها می توانند چند ساعت تا چند دقیقه پیش از ریزش، اخطار دهند.
- ثبت اطلاعات ژئوفیزیکی: اطلاعاتی مثل تراکم خاک، فشار لایه ها و رطوبت به طور مداوم توسط تجهیزات دیجیتال جمع آوری می گردد. این داده ها در تحلیل پایداری تونل ها و پیش بینی خطرات احتمالی نقش کلیدی دارند.
8. حفاظت در برابر برق و انفجار
در معادن زیرزمینی، خطر جرقه و آتش سوزی بسیار بالاست. تجهیزات ضروری:
- تجهیزات ضد جرقه و ضد انفجار: تمام تجهیزات الکتریکی باید دارای استاندارد ATEX یا ISIRI باشند تا در محیط های گازی و گرد و غباری باعث جرقه یا آتش سوزی نشوند. بدنه فلزی مقاوم، واشر ضدآب و مدار داخلی ایمن از ویژگی های مهم این تجهیزات هستند.
- تابلو برق ایزوله شده: تابلوهای برق باید در محفظه های قفل دار، ضدآب و مقاوم در برابر خوردگی قرار بگیرند. ایزولاسیون داخلی و سیستم قطع خودکار هنگام نشت جریان از خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند.
- کابل های استاندارد نسوز و ضد آب: کابل های برق مورد استفاده در معادن باید عایق حرارتی، مقاوم در برابر ضربه و دارای پوشش چندلایه باشند. کابل کشی باید طبق نقشه مهندسی و با حفاظ فلزی انجام شود تا از قطع شدن یا ایجاد جرقه جلوگیری گردد.
کلام آخر
این مقاله توسط تیم تولید محتوای هلدینگ تیمسکو، تهیه و تولید شده است. ایمنی در معادن زیرزمینی موضوعی حیاتی و تخصصی است که نیازمند تجهیزات مدرن، آموزش مستمر و رعایت دقیق استانداردهاست. سرمایه گذاری در تجهیزات ایمنی نه تنها باعث کاهش حوادث و حفظ جان انسان ها می گردد، بلکه بازدهی کل عملیات را نیز به طور مستقیم افزایش می‌دهد. در نهایت، کارفرمایانی که ایمنی را در اولویت قرار دهند، نه تنها هزینه های غیرمترقبه را کاهش می دهند، بلکه اعتماد و رضایت نیروی انسانی را نیز جلب می‌کنند.
