Фізіолого-гігієнічні основи підтримання працездатності гірників глибоких вугільних шахт Донбасу

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ МЕДИЦИНИ ПРАЦІ

АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

УДК 612.745.6:622-057.5

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

ФІЗІОЛОГО-ГІГІЄНІЧНІ ОСНОВИ ПІДТРИМАННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ

ГІРНИКІВ ГЛИБОКИХ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ ДОНБАСУ

14.02.01 - гігієна

Передерій Григорій Семенович

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Науково-дослідному інституті медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк) Міністерства охорони здоров'я України.

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор, академік НАН та АМН України Навакатикян Олександр Оганесович, Інститут медицини праці АМН України.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, старший науковий співробітник Чернюк Володимир Іванович, Інститут медицини праці АМН України, заступник директора; доктор медичних наук, старший науковий співробітник Вищипан Віталій Пилипович, Український науково-дослідний інститут промислової медицини МОЗ України, заступник директора; доктор медичних наук, професор Агарков Володимир Іванович, Донецький державний медичний університет ім. М.Горького МОЗ України, завідувач кафедри соціальної медицини та організації охорони здоров'я з курсом історії медицини.

Провідна установа: Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України.

Захист дисертації відбудеться " 4 " 10 2001 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.554.01 в Інституті медицини праці АМН України за адресою: 01033, м.Київ-33, вул. Саксаганського, 75.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту медицини праці АМН України

Автореферат розісланий " 3 " 10 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат медичних наук А.І. Ковальова.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Важка фізична праця, високе нервово-емоційне напруження в роботі внаслідок аритмії трудового процесу, підвищеного ризику виникнення аварійної ситуації і травмування, несприятливі умови у вугільних шахтах Донбасу обумовлюють низьку ефективність і надійність працi гірників (А.Л. Решетюк, 1972-1982; В.П. Гребняк, 1978-1996; В.О. Максимович, 1986-2000 та ін.). Додатковим фактором, що ускладнює характер трудової дiяльностi гірників, виявляється використання на виробництвi колективних форм роботи, якi сприяють формуванню виробничих конфлiктiв та знижують працездатність працюючих (В.П. Гребняк, 1995-2000). Темпи зниження працездатностi серед гірників вугільних шахт сягають 5 % на рік і більше (А.Л. Решетюк, 1972-1985; А.В. Кальянов із співавт., 1983-1996; В.П. Гребняк із співавт., 1985-2000). Саме з цим можна зв'язати факт реєстрації масових випадків передчасного припинення трудової діяльності в підземних умовах вугільних шахт і переходу до іншої роботи гірників, що не досягли пенсійного віку.

Реструктуризація базисних галузей промисловості, у тому числi i вугільної, передбачає масове закриття неконкурентоспроможних вугільних підприємств з одночасною реконструкцією рентабельних. З урахуванням народногосподарської потреби України в об`ємах вугілля, що видобувається, i реального рівня продуктивності праці у галузі кількість працюючих, якi зайняті у вугільній промисловостi, до 2005 року слiд зменшити на 40 %. Багато робiтникiв, якi будуть звiльненi, зіткнуться з необхiднiстю змiни мiста проживання, пошуку роботи i освоєння нових робочих професiй. Навiть серед тих, хто залишається в галузi, частина гiрникiв буде вимушена оволодiвати навиками виконання зовсiм нових трудових процесiв, що зв`язанi з проведенням сухої консервацiї шахт тощо. У результатi масового закриття вугiльних пiдприємств виникне не одноразова, а довгострокова проблема перепiдготовки працюючих та їх рацiонального працевлаштування.

Пiд час вирiшення практичних завдань соцiального i трудового улаштування гiрникiв iндивiдуальнi характеристики шахтарiв, що звiльнилися, будуть відігравати визначне значення. Не тiльки професiя i рiвень кваліфікації, але i вік, стаж роботи в професії, стан здоров`я, працездатність i функціональні можливостi органiзму повинні враховуватись при диференціації гiрникiв за їх належністю до однієї з наступних груп: - ті, що збереглися в галузi; - для працевлаштування яких необхідна перепідготовка, оволодіння новими професіями; - працевлаштування яких здійснюється за межами галузi за допомогою Державної служби зайнятості; - якi не потребують працевлаштування у зв`язку з тим, що досягли пенсійного віку, або за станом здоров`я чи з інших причин.

Більшість сучасних досліджень з гігієни праці охоплюють, як правило, молодих і практично здорових гірників (Н.І.Меняйло, 1987-1996; І.І. Солдак, 1988; В.В. Мухін, 1994 та ін.). Поширення досліджень на осіб передпенсійного та пенсійного віку потребує удосконалення традиційних методів аналізу та інтерпретації результатів вимірювання загальної та професійної працездатності, оскільки в старшому віці багато гірників страждають хронічними захворюваннями (Ю.І. Кундієв із співавт., 1993; О.О. Навакатикян із співавт., 1990-1997 та ін.). У зв'язку з цим виникає необхідність вивчення вікової динаміки працездатності, механізмів компенсації функціональних обмежень у гірників, ослаблених гострими і хронічними захворюваннями. Такі дослідження можуть бути використані при обгрунтуванні показань щодо раціонального працевлаштування гірників з урахуванням професійних вимог до рівня працездатності, її вікового обмеження, конкретизації вимог до умов праці у своїй спеціальності, визначенні умов переходу в суміжну або показань для засвоєння нової професії, розробці системи заходів щодо підготовки до виходу на пенсію.

В зв`язку з цим виникає необхiднiсть проведення досліджень професійно-вiкових змін працездатностi з урахуванням впливу на неї фізіологічного або патологічного професійного старіння, визначення механiзмiв компенсацiї функціональних обмежень при зниженні працездатності гiрникiв внаслідок їх захворювання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація має безпосередній зв'язок із основними напрямками діяльності ДП НДІ медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк) з питань гігієни праці та професійної патології у вугільній промисловості України, а саме щодо проведення епідеміологічних досліджень довгострокового впливу несприятливих психофізіологічних та фізичних факторів на здоров'я та працездатність гірників та ідентифікації змін їх рівня; розробки ефективних методів діагностики, корекції та профілактики донозологічних станів, що обумовлені впливом шкідливих факторів; проведення експертизи працездатності хворих; гігієнічної регламентації психофізіологічних та фізичних факторів; наукового обгрунтування і розробки нормативно-методичних документів та практичного забезпечення санітарно-епідеміологічної служби України з питань гігієнічної оптимізації умов праці, опрацювання методів їх оцінки.

Основні матеріали дисертації були отримані при виконанні наступних державних та галузевих програм: “Республиканская отраслевая комплексная программа развития научных исследований и ускорения внедрения достижений медицинской науки по гигиене труда в глубоких угольных шахтах Донецкого угольного бассейна на период до 1990 года”; “Целевая комплексная отраслевая программа ЦКОП-7 “Разработка эффективных средств, систем и способов для повышения уровня техники безопасности и улучшения условий труда в шахтах, а также методов и средств, обеспечивающих повышение надежности, профилактики заболеваний и способствующих сохранению здоровья трудящихся угольной промышленности”; “Міжгалузева програма розвитку профпатологічної служби”.

Базовими для підготовки дисертаційної роботи були такі НДР: 81091329 “Разработать физиологические методы трудовой реабилитации горнорабочих угольных шахт после острых респираторных заболеваний”; 01850005046 “Разработать и внедрить систему медико-профилактических мероприятий по поддержанию работоспособности горнорабочих глубокой угольной шахты”; 01860072071 “Разработать физиологические методы контроля для поддержания работоспособности горнорабочих глубоких угольных шахт”; 01910026160 “Изучить условия и разработать режимы труда для горнорабочих высокотемпературных забоев угольных шахт Красноармейского производственного объединения по добыче угля”; 01910038663 “Обосновать порядок предоставления отпуска, разработать медико-физиологические методы поддержания работоспособности горнорабочих глубоких угольных шахт в период реадаптации к труду после отпуска”; 0193U029010 “Разработать и внедрить методы профилактики донозологических (предболезненных) нарушений адаптации у горнорабочих угольных шахт”; 0194U028433 “Изучить закономерности и разработать методы профилактики профессионального старения работающих в экстремальных условиях”; 0196U017124 “Исследовать влияние вредных и опасных факторов на работающих в подземных условиях угольных шахт, разработать систему материальных компенсаций этого влияния и подготовить проекты необходимых нормативных документов”.

У двох НДР автор дисертації був відповідальним виконавцем, у п'яти - керівником. гірник шахта працездатність

Мета і задачі дослідження. Метою цього дослідження стало установлення професійних i вікових закономірностей змiни працездатностi гiрникiв глибоких вугiльних шахт, розкриття i оцінка компенсаторних механiзмiв забезпечення стійкості до факторів виробничого середовища i дiяльностi у здорових i хворих гiрникiв, обгрунтування фізіологічних принципів оцiнки функцiонального стану, шляхів i методiв корекції передпатологiчних станiв перевтоми i пiдтримання працездатностi.

Дослідження були спрямовані на вирiшення наступних завдань: - вивчення впливу професії на особливості трудової дiяльностi, рiвень вегетативного забезпечення органiзму i працездатність гiрникiв; - вивчення впливу мікроклімату на особливості трудової дiяльностi, рiвень вегетативного забезпечення органiзму i працездатність гiрникiв; - вивчення вікових змін в фізіологічних системах (серцево-судинній, респіраторній, центральній i вегетативній нервовій), що забезпечують працездатність гiрникiв, їх зв`язок з показниками дiяльностi в реальній виробничий обстановці та в лабораторних умовах при виконанні психо-емоцiйної проби; - вивчення динаміки трудової дiяльностi, її вегетативного забезпечення i працездатності в процесі реадаптації до праці гiрникiв, що перенесли гостре респіраторне захворювання; - вивчення особливостей вегетативного забезпечення органiзму i реакцiй поведiнки при адаптації до праці гiрникiв, що страждають на хронічний бронхіт i захворювання серцево-судинної системи; - обгрунтування фізіологічних принципів оцiнки функцiонального стану, шляхів i засобів немедикаментозної корекції передпатологiчних станiв перевтоми, розроблення методiв пiдтримання працездатностi гiрникiв.

Об'єкт дослідження. Трудова дiяльнiсть гірників та функціональний стан їхнього організму.

Предмет дослідження. Професійні та вікові закономірності формування працездатності гірників вугільних шахт, компенсаторно-пристосувальні механізми забезпечення стійкості їхнього організму до факторів трудового процесу, обгрунтування фізіологічних принципів оцiнки функцiонального стану, шляхів i методiв корекції станiв перевтоми i пiдтримання працездатностi на основі системного аналізу результатів клініко-фізіологічних досліджень в лабораторних та виробничих умовах в світлі теорій функціональних систем та адаптації.

Методика дослідження. Енергетичні можливості та рівень фізичної працездатності гірників визначали за показниками максимального споживання кисню. Вегетативні реакції оцінювали за якістю механізмів кардіо-респіраторної регуляції у спокою, при глибокому диханні і ортостатичній пробі. Для визначення резервів вегетативної регуляції використовували психоемоцiйну пробу на координометрi Руппа і фармакологічну пробу з вегетоактивними препаратами. Функціональний стан, стратегію здійснення трудової діяльності і професійну працездатність гірників оцінювали за результатами виробничих досліджень з паралельною реєстрацією фізіологічних та ергометричних показників протягом зміни.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Обгрунтовано концепцію активації механізмів здійснення професійної діяльності гірників за принципом компромісного оптимуму, межі якої установлюються в залежності від соціального значення результату діяльності та оцінки працюючими особистих можливостей організму.

2. Виявлено фізіологічні закономірності формування рівня вегетативного забезпечення діяльності під впливом факторів трудового процесу і змін адаптаційних (в тому числі аеробних) можливостей організму, обумовлених віком та станом здоров'я гірників.

3. Розкрито компенсаторні механізми здійснення професійної діяльності гірників в умовах впливу несприятливих факторів трудового процесу, які базуються на принципах мінімізації проявів антигомеостатичної дії та реалізуються реакціями поведінки.

4. Встановлено регламент безпечної дії на гірників нагріваючого мікроклімату при виконанні ними робіт різних за ступенем важкості і розроблено математичну модель щодо забезпечення допустимого рівня функціонального напруження організму працюючих шляхом регулювання енергетичних та часових параметрів праці.

5. Встановлено вікову динаміку адаптаційних можливостей і працездатності гірників, та пов'язану з віком зміну стратегії здіснення діяльності в експериментальних та виробничих умовах.

6. Розроблено методи диференціації гірників після хвороби за ступенем відповідності функціонального стану їх організму виробничим вимогам, які базуються на прогнозуванні динаміки відновлення загальної та професійної працездатності.

7. Встановлено фізіологічний механізм компенсації зниження працездатності гірників, що страждають на хронічні захворювання, який реалізується шляхом уникання неадекватних (“важких”) компонентів діяльності або їх заміни на адекватні (менш “важкі”) та відповідного регулювання тривалості і щільності трудової діяльності.

8. Розроблено методи оцінки та прогнозування відповідності функціонального стану організму вимогам професійної діяльності в підземних умовах вугільних шахт, обгрунтовано медико-фізіологічні підходи щодо підтримання працездатності гірників, які спрямовані на підсилення процесів відновлення, усунення порушень регуляції та підвищення стійкості організму до факторів трудового процесу.

Теоретичне значення одержаних результатів полягає у тому, що: - розроблена концепція активації механізмів здійснення професійної діяльності за принципом компромісного оптимуму дозволяє розширити уявлення про вплив факторів трудового процесу та змін адаптаційного потенціалу організму, які обумовлені процесом старіння гірників або розвитком у них гострих чи хронічних захворювань, на формування стратегії реалізації діяльності відповідної наявним можливостям організму та механізми регулювання психофізіологічних процесів по забезпеченню її виконання; - виявлені та обгрунтовані фізіологічні закономірності динаміки відновлення організму перехворілих дають можливість ідентифікувати гірників за станом їх реадаптації до праці, прогнозувати темпи реадаптації, рівень загальної та професійної працездатності; - виявлені поведінкові механізми компенсації зниження професійної працездатності хворих гірників можуть бути використані для оцінки відповідності функціонального стану їх організму умовам професійної діяльності, що склалися, та регламентації допустимого виробничого навантаження.

Практичне значення роботи полягає в тому, що на основі оцінки та аналізу фізіологічних механізмів формування професійної працездатності, виявлення початкових порушень в роботі окремих ланок забезпечення працездатності, визначення та прогнозування терміну і темпу її зниження внаслідок старіння або захворювання гірників, розроблено методи індивідуального контролю стану організму, визначення спроможності працюючих до роботи в екстремальних умовах вугільних шахт без порушення здоров'я, реабілітаційні комплекси з використанням фізіопроцедур, масажу, адаптогенів і вітамінів, а також режими праці і трудової реабілітації для підтримання та відновлення працездатності працюючих.

Результати виконаної роботи стали основою для підготовки наступних нормативно-методичних документів:

- Динамическое наблюдение за состоянием здоровья, экспертиза трудоспособности и реабилитация горнорабочих угольных шахт: Методические рекомендации.- Донецк, 1986. - 25 с.

- Методика оценки функционального напряжения организма горнорабочих в процессе труда: Информационное письмо. Киев, 1988.- 2 с.

- Медико-физиологические методы профилактики простудных заболеваний и поддержания работоспособности горнорабочих глубоких угольных шахт и рудников, часто болеющих ОРЗ: Методические рекомендации. - Москва, 1989. - 27 с.

- Методы выявления и немедикаментозной профилактики состояний перенапряжения и переутомления у горнорабочих глубоких угольных шахт: Методические рекомендации. - Донецк, 1990. - 25 с.

- Методи оцінки і профілактики донозологічних порушень адаптації у гірників вугільних шахт: Методичні рекомендації. - Донецьк, 1996. - 28 с.

- Единые нормы выработки (времени) на горно-подготовительные работы для шахт Донецкого и Львовско-Волынского угольных бассейнов. - Донецк, 1992. - 287 с.

- Единые нормы выработки на очистные работы для шахт Донецкого и Львовско-Волынского угольных бассейнов. - Донецк, 1993. - 425 с.

Особистий внесок збодувача. В роботі узагальнено результати досліджень, виконаних автором самостійно, де здобувачеві належить вибір проблеми і мети, обгрунтування і планування напряму досліджень, постановка конкретних теоретичних і практичних задач, вибір застосованих методик та методичних підходів, аналіз та інтерпретація експериментальних та виробничих даних, концепція оцінки працездатності як системної реакції організму із залученням існуючих резервів регуляції.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися і обговорювалися на: II Всесоюзному симпозіумі "Фізіологічне нормування праці" (Донецьк, 1989); XV з'їзді Всесоюзного фізіологічного товариства ім. І.П.Павлова (Кишинів, 1987); Всесоюзній конференції "Фізіологічні проблеми стомлення і відновлення" (Черкаси, 1985); II Всесоюзній конференції "Фізіологія екстремальних станів і індивідуального захисту людини" (Москва, 1986); ХI з'їзді гігієністів України (Львів, 1986); XII з'їзді Українського фізіологічного товариства ім.І.П. Павлова (Львів, 1986); XIV з'їзді Українського фізіологічного товариства ім. І.П.Павлова (Київ, 1994); I з'їзді геронтологів і геріатрів УССР (Дніпропетровськ, 1988); Всеукраїнській науково-практичній конференції "Актуальні питання гігієни праці, профпатології і медичного забезпечення працюючих промислових підприємств на сучасному етапі розвитку господарчого комплексу Донбасу" (Донецьк, 1995); Республіканській конференції "Оздоровлення умов праці, профілактика захворювань гірників і гірничорятувальників, організація екстреної медичної допомоги на вугільних шахтах" (Донецьк, 1985); Республіканській науково-практичній конференції "Науково-технічний прогрес і проблеми гігієни праці" (Київ, 1988); Обласній науково-практичній конференції "Форми, методи і шляхи удосконалення медико-профілактичного обслуговування працюючих" (Донецьк, 1989); Обласній науково-практичній конференції "Актуальні проблеми професійної патології і радіаційної медицини" (Донецьк, 1994); курсах стажування й інформації санітарних лікарів і лікарів-профпатологів у НДІ медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк).

Публікації. Матерiали дисертацiї опублiкованi в 30 статтях у наукових журналах і періодичних збірниках, 3 розділах монографії, 13 повідомленнях у збірниках матеріалів і тез наукових конгресів, з'їздів, конференцій і симпозіумів. Отримано позитивне рішення щодо заявки на винахід засобу оцiнки функцiонального стану гiрникiв.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, аналітичного огляду літератури, опису методів досліджень, 4 розділів власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів досліджень, висновків і списку використаних джерел. Загальний обсяг роботи складає 332 сторінки, включаючи 27 рисунків, 103 таблиці та список використаних джерел із 574 найменувань, зокрема 174 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Методи і обсяг досліджень. В умовах шахтного здоровпунку, профілакторію або обласної клініки профзахворювань і в процесі трудової діяльності обстежено 589 гірників вугільних шахт. У якості типових представників шахт із пологим заляганням вугільних пластів були вибрані шахти ім. М.І. Калініна, ім. А.Ф. Засядько, ім. газети "Соціалістичний Донбас" виробничого об'єднання "Донецьквугілля" та ім. А.Г. Стаханова виробничого об'єднання "Красноармійськвугілля". Проаналізовано результати обстеження 203 гірників очисних вибоїв (ГОВ), 144 прохідників, 130 підземних гірників і гірників по ремонту гірничих виробок. Стан фізіологічних, психофізіологічних функцій, фізичної та професійної працездатності забійників вивчали на вугільних шахтах ім. В.І. Леніна та ім. М.І. Калініна виробничого об'єднання "Артемвугілля". Характер і умови праці на цих вугільних шахтах є досить типовими для більшості шахт, що розробляють круті пласти. Обстежено 112 гірників, що зайняті вийманням вугілля відбійними молотками. Середній вік обстежених гірників складав 34,5 років, стаж роботи в підземних умовах - 11,0 років, стаж роботи в останній професії - 8,5 років. Віковий склад обстежених дозволив виділити серед робітників три групи спостереження: 20-29 років, 30-39 років, 40 років і більше.

За станом здоров'я обстежені гірники були диференційовані на здорових, осіб, що перенесли гостре респіраторне захворювання (ГРЗ), а також тих, хто стоїть на диспансерному обліку внаслідок частих простудних захворювань або хронічних захворювань системи кровообігу чи органів дихання. У 33 гірників, що перенесли ГРЗ, оцінку функціонального стану, фізичної і професійної працездатності проводили в період видужання (останній день захворювання), у перший день роботи після хвороби, через тиждень і/ чи через місяць. Додатково були обстежені 15 гірників, що часто хворіють на ГРЗ. Обстеження проводили безпосередньо після перенесеного ГРЗ, і в процесі реадаптації на 7 і 30 дні роботи. Крім того функціональний стан, фізична і професійна працездатність були вивчені у 14 гірників з хронічним бронхітом, у 32 - з артеріальною гіпертонією, у 15 - з ішемічною хворобою серця, у 16 - з нейроциркуляторною дистонією. Обстеження проводили в період ремісії. Вік більшості обстежених хворих гірників перевищував 40 років, стаж їхньої роботи в умовах вугільних шахт досягав 10 років і більше.

Обстеження гірників включало вимір в амбулаторних умовах до і/ чи після зміни систолічного та діастолічного артеріального тиску, зросту і маси тіла, м'язової сили і витривалості, фізичної працездатності, частоти, глибини та хвилинного об'єму дихання, життєвої ємкості легенів та швидкості повітряного струму при видиху, латентного періоду зорово-моторної реакції на сигнал, що потребує або не потребує диференціювання, визначення тонусу та реактивності вегетативної нервової системи.

Для визначення фізичної працездатності використовували стандартне навантаження у вигляді піднімання на подвійну сходинку в регламентованому темпі (М.М.Амосов, Я.А.Бендет, 1984). Навантаження проводилося в два етапи. Тривалість кожного етапу складала 4 хвилини. На першому етапі навантаження виконувалося з темпом 10 піднімань у хвилину. Після 3 хвилин відпочинку темп навантаження збільшувався в 1,5 рази. Розраховували рівень фізичної працездатності (PWC₁₇₀) і максимальне споживання кисню (МСК).

Для самооцінки стану гірників використовували 7-бальні шкали самопочуття, активності і настрою анкети САН (В.А.Доскін із співавт., 1975).

На багатоканальному реєстраторі проводили безперервний синхронний запис електрокардіограми (ЕКГ), реоплетизмограми (РПГ) та пневмограми (ПГ) із швидкістю 25 мм/с чи 50 мм/с. Записували не менше 100 послідовних кардіо- і гемодинамічних циклів. Насосну функцію серця досліджували методом диференціальної тетраполярної реографії за допомогою поліаналізатора ПА9-001 за звичайної методикою (Ю.Т.Пушкар, 1980). Пневмограму записували приладом для реєстрації параметрів подиху (термоанемометром - а.с. СССР 0N386622; а.с. СССР N465187; а.с. СССР N602164).

Розраховували тривалість кожного із 100 записаних кардіоциклів (с), максимальне значення першої похідної систолічної хвилі реограми (Ом/с). Цей розмір є мірою максимальної швидкості зміни об'єму викиду крові (В.Ф.Антюф'эв, В.Я. Ізаков, 1984). Вимірювали розмір відхилення кривої подиху від нульового рівня на момент часу, що відповідав зубцю R ЕКГ. Синхронну реєстрацію показників кардіореспіраторної функції у гірників до і після зміни здійснювали в стані спокою (лежачи чи сидячи) і при виконанні функціональних проб: ортостатичної, психоемоційної на координометрі Руппа, з глибоким подихом і вегетотропними речовинами. Остання проводилася в умовах стаціонару.

При визначенні вегетативного тонусу в стані спочинку використовували показники кардіоритму. Математичний аналіз серцевого ритму включав визначення середнього (Х) та модального (Мо) значень ряду, питомої ваги кардіоциклів модального діапазону (Амо), максимального (Х_max) та мінімального (Х_min) значень, варіаційного розмаху (?RR). Індекс напруження Баєвського розраховували за формулою (Ін=АМо/2Мо·?RR). Для виявлення хвильової структури досліджуваних процесів, що представлені рядами ритмо-, реоплетизмо- та пневмограми, використовували методи спектрального аналізу (Г.Дженкінс, Д.Ваттс, 1971; Г.Дженкинс, Д.Ваттс, 1972). Вони дозволяють оцінити потужність спектру кардіоритму в області повільних (S_m) та дихальних (S_d) складових. Для визначення ступеня участі центральних і автономних утворень в реалізації процесів гомеостатичного регулювання розраховували індекс централізації (Іц=S_m/S_d). Кількісну оцінку впливу процесів подиху на формування кардіоритму та ударного об'єму крові здійснювали з використанням методів взаємного кореляційного і спектрального аналізу (Дж. Бендат, А.Пірсол, 1971). Величина крос-спектру дає кількісну оцінку взаємозв'язку окремих параметрів кардіореспіраторної функції і дозволяє судити про ступінь централізації або автономності процесів регуляції.

Реактивність вегетативної нервової системи оцінювали за результатами проведення активної ортостатичної проби (АОП). При визначенні якості перехідного процесу використовували традиційні методи оцінки процесів автоматичного регулювання (Г.Дришаль, 1963; Т.Г.Такер, Д.М.Уіллс, 1963). Визначали: амплітуду реакції (АР) - різниця між вихідною частотою пульсу і першим максимальним його значенням при АОП; хвилю перерегулювання (ХП) - різниця між першим максимальним значенням частоти пульсу при АОП і наступним мінімальним; час первинного прискорення кардіоритму (Т₁) - час від початку АОП до першого максимального значення кардіоритму; час повторного уповільнення кардіоритму (Т₂) - час від початку уповільнення кардіоритму при АОП до його закінчення; загальну тривалість перехідного процесу (Т₀) - час від початку АОП до стабілізації кардіоритму; співвідношення амплітудних (ХП/АР) та часових (Т₂/Т₁) характеристик - відносна перевага симпатичного або парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи в процесі регуляції серцевого ритму (В.Р.Вебер, Ю.Г.Гаєвський, 1982; Ю.А.Храмов, В.Р.Вебер, 1985).

Емоційну стійкість гірників оцінювали за ступенем реакцій вегетативного забезпечення організму і результативністю виконання функціональної проби на координометрі Руппа. При виконанні проби протягом однієї хвилини крім синхронної реєстрації перерахованих вище показників кардіореспіраторної функції за допомогою сухого спірометра вимірювали хвилинний об'єм (ХОД) і частоту дихання (ЧД) з наступним визначенням дихального об'єму (ДО). Зіставляли структуру вегетативних реакцій у вихідному стані і при виконанні функціональної проби. При допущенні обстеженим помилки автоматично спрацьовував подразник у вигляді світлового або звукового сигналу. Фіксували кількість і сумарний час зроблених помилок, а також відстань, яку було пройдено за одну хвилину.

Стан парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи оцінювали за результатами проби з глибоким диханням. Механічне подразнення холінергічних нервових утворень супроводжувалося реакціями не тільки різноманітної вираженості але і протилежної спрямованості. Урахування змін серцевого ритму при глибокому диханні дозволяє визначити стан парасимпатичної реактивності.

Для оцінки функціонального стану вегетативної нервової системи в умовах клініки профзахворювань проводили фармакологічні проби з використанням вегетотропних препаратів. Запис 100 кардіосигналів проводили до і після прийому препаратів. Для діагностики використовували препарати, що активують (ізадрин, прозерин) або блокують (обзидан, атропін) нервові структури (Т.Р.Гурвич, М.Р.Гурвич, 1985). У стані нормо- і ваготонії проводили обзидан-прозеринову пробу, при симпатотонії - атропін-ізадринову. Активність адренергійного (А) та холинергійного (Х) відділів вегетативної нервової системи оцінювали як низьку (індекс 1), нормальну (індекс 2) та високу (індекс 3).

Про стан функції зовнішнього дихання судили за даними пневмотахометрії, спірографії та спірометрії (Л.Л.Шик, Н.Н.Канаєв, 1980). Визначали життєву ємність легенів (ЖЄЛ), і її відношення до належної величини (ЖЄЛ/НЖЄЛ), частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО) і хвилинний об'єм дихання (ХОД), максимальну швидкість видиху (МШ_вид). Вимірювання показників функції зовнішнього дихання проводили за звичайними методиками.

Стан центральної нервової системи оцінювали за результатами вимірювання латентного періоду зорово-моторної реакції на простий і диференційований подразники (ЛПЗМР_пр та ЛПЗМР_диф). Розраховували латентний період ЗМР (максимальне і мінімальне значення не враховувалися) і реєстрували помилки.

Оцінка функціонального стану центральної нервової системи проводилася за результатами 100-разового пред'явлення простого світлового сигналу з інтервалами між ними 2 - 4 с. Реєструвався час простої зорово-моторної реакції. За отриманими даними розраховували наступні показники (А.М.Зимкіна із співавт., 1977): функціональний рівень системи (ФРС), стійкість реакції (СР) і рівень функціональних можливостей (РФМ).

Для одержання індивідуально-типологічних характеристик гірників використовували опитники Айзенка, Тейлора та Остберга (Ю.П.Прочан із співавт., 1974; И.Е.Оранський, 1988). Оцінювали екстра- та інтравертированість, тривожність, нейротизм та хроноадаптивність.

Ефективність трудової діяльності гірників вивчали в реальних виробничих умовах. З цією метою проводили повнозмінний хронометраж трудових дій і реєстрацію результатів праці, що досягаються, в динаміці робочої зміни. Синхронно вимірювали частоту пульсу при виконанні трудових операцій різного характеру. Сутність методики, що використовувалась, полягає у спільній фізіолого-ергометрії з наступним аналізом фізіологічних, ергометричних та інтегральних показників (А.Л.Решетюк із співавт., 1974-1976).

Функціональний стан гірників досліджували в динаміці зміни з використанням природних пауз і технічних перерв в роботі. Частоту пульсу реєстрували протягом 15 с на початку і в кінці виробничої паузи. Одночасно реєстрували ергометричні показники: фактичну тривалість робочої зміни, тривалість окремих трудових операцій і виробничих пауз. Додатково реєстрували обсяг виконаної роботи. Аналізували ергометричні, власне фізіологічні та інтегральні показники.

Ергометричні показники включали: тривалість робочої зміни (Тз - час перебування на робочому місці), безперервних періодів (циклів) роботи та відпочинку (розраховується як відношення сумарного часу періодів безперервної роботи (Тр) або відпочинку (Тв) за зміну до суми частот у даному інтервалі), коефіцієнт часу роботи (Кр - встановлюється як відношення сумарного часу роботи за зміну до тривалості робочої зміни) та відпочинку (Кв - визначається відношенням сумарного часу відпочинку до сумарного часу роботи за зміну), темп роботи (розраховується як частка від ділення кількості продукції, що вироблена за зміну, на її тривалість) та продуктивність праці за зміну (Аз).

Власне фізіологічні показники включали середній, зважений у часі (у динаміці робочої зміни) і при різноманітних видах трудових дій показник частоти пульсу і внутрішньозмінні вологовтрати.

Інтегральні або фізіолого-ергометричні показники об'єднали власне фізіологічну і ергометричну інформацію, яку отримували в процесі робочої зміни. Ці показники подані відношенням сумарних функціональних витрат організму до обсягу виконаної роботи або оберненою величиною. Розраховувалися питомі функціональні витрати щодо пульсу і вологовтрат.

Виміри показників мікроклімату проводили протягом зміни тричі: на початку, в середині і кінці (ДЕРЖСТАНДАРТ 12.1.005-88). Температуру, відносну вологість і швидкість руху повітря заміряли на висоті 1,5 метрів від грунту при роботах, що виконуються стоячи (у прохідницьких вибоях), і на більш низьких висотах при роботі в лаві сидячи, навпочіпках, лежачи тощо. Для виміру використовували аспіраційний психрометр і крильчастий анемометр. Комплексна оцінка мікроклімату давалася відповідно до "Санітарних правил для підприємств вугільної промисловості" (1985).

Результати досліджень були оброблені традиційними методами математичної статистики (Г.Ф.Лакін, 1980).

ПРОФЕСІЙНІ ТА ВІКОВІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗМІНИ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ГІРНИКІВ

В процесі роботи більшість гірників епізодично або протягом всієї зміни зайняті на виконанні важких немеханізованих або частково механізованих трудових операцій в умовах небезпечних для життя. Нерідко робітники цілком позбавлені можливості працювати в індивідуально оптимальному або індивідуально прийнятому темпі і режимі, оскільки об'єднані технологічним процесом видобутку вугілля в єдину систему: людина-ланка-машина (механізований комплекс). Трудова діяльність гірників обтяжується комплексом несприятливих факторів виробничого середовища, у якому вона відбувається.

Управлінняння гірничими виїмковими машинами, спостереження за станом секцій гідрофікованого кріплення і т.ін. пов'язано з виконанням трудових операцій II категорії важкості. Машиністи прохідницьких комбайнів на їхнє виконання протягом зміни витрачають ледве більше 4 годин робочого часу. Тривалість перерв у роботі становить три чверті години (табл. 1). Робітниками ефективно використовується близько 83 % робочого часу. У машиністів вугільних комбайнів перерви в роботі перевищують витрати часу на виконання трудових операцій і складають 2,3 години. Основною причиною нерегламентованих перерв є частий вихід з ладу обладнання. Показник ефективного використання робочого часу складає 45 %. Виконання операцій, що пов'язані з контролем за роботою обладнання і управлінням комбайном, не потребує значного фізичного напруження. Частота пульсу під час роботи машиністів гірничих виїмкових машин змінюється в діапазоні від 94 уд/хв до 97 уд/хв. За час перерви пульс цілком відновлюється. Рівень аеробної спроможності не є чинником, що лімітує трудову діяльність машиніста комбайна.

Таблиця 1

Структура трудової діяльності машиністів гірничих виїмкових машин і гірників по ремонту гірничих виробок

При управлінні гірничими виїмковими машинами основне навантаження лягає на механізми психоемоційного забезпечення діяльності. Це призводить до вираженого уповільнення після зміни швидкості сенсо-моторних реакцій, стійкого порушення механізмів вегетативної регуляції тонусу і реактивності серцево-судинної системи. Суб'єктивно робітники переживають погіршення самопочуття.

У діяльності гірників по ремонту гірничих виробок доля енергоємних операцій III категорії важкості, що пов'язані з доставкою матеріалів, витяганням і установленням кріплення, збільшується більш, ніж наполовину (табл. 1). Частота пульсу під час роботи зростає відповідно до енергетичної вартості виконуємих робіт до 106 уд/хв. Гірники збільшують загальну тривалість перерв у роботі майже до 100 хвилин. Тривалі перерви в роботі сприяють відновленню організму і забезпечують фізіологічно припустимий рівень функціональної напруги. Про це свідчить показник середньозмінної частоти пульсу, який не перевищує 100 уд/хв. Активація механізмів вегетативного забезпечення діяльності задовольняється аеробною спроможністю організму, яка дорівнює 40 мл·хв^-1·кг^-1. Адекватність виробничих навантажень підтверджується повним відновленням після зміни психофізіологічних функцій і відсутністю у робітників суб'єктивних ознак стомлення.

В трудовій діяльності прохідників переважають енергоємні операції III категорії важкості, що пов'язані з доставкою матеріалів до вибою, прибиранням гірничої маси і установкою кріплення (табл.2). На виконання виробничого завдання гірники витрачають 3,5 години, а 70 хвилин робочого часу, що залишаються, складають перерви в роботі. Виконання трудових операцій по проходженню гірничих виробок здійснюється при частоті пульсу 113 уд/хв. Максимальне споживання кисню прохідниками складає 42 мл·хв^-1·кг^-1. При режимі роботи, що склався, рівень аеробних можливостей не дозволяє задовольняти енергетичні потреби організму у повному обсязі безпосередньо в процесі діяльності. За час перерви пульс хоча і зменшується на 20 уд/хв, проте не досягає вихідного рівня. У результаті, після зміни у робітників реєструється стійке підвищення артеріального тиску, погіршення самопочуття і зниження активності.

Гірники очисних вибоїв на виконання важких і дуже важких трудових операцій щодо оформлення вибою, пересування секцій механізованого кріплення, виймання та кріплення ніші вручну витрачають більш 80 % часу роботи. Тривалість трудових операцій серед гірників очисного вибою складає близько 2 годин.

Таблиця 2

Структура трудової діяльності гірників основних професій

Систематичний вихід із ладу устаткування і неефективна організація трудового процесу призводить до тривалих нерегламентованих простоїв, що впливають на природний перебіг діяльності. За своєю тривалістю перерви в роботі відповідають витратам часу на виконання трудових операцій. Показник ефективного використання робочого часу знижується до 52 %. Мимовільне чергування періодів роботи і перерв у ній позначається на структурі, ритмічності і темпі трудової діяльності. Необхідні параметри діяльності забезпечуються вираженою напругою психофізіологічних функцій. Зокрема, частота пульсу під час роботи збільшується до 122 уд/хв. Достатньо потужний потенціал аеробних можливостей (МСК складає 44 мл·хв^-1·кг^-1) дозволяє гірникам підтримувати високий рівень функціонування. Проте режим роботи, що сформувався, не сприяє ефективному відновленню організму. Навіть під час перерв пульс зберігається на рівні 92 уд/хв, а після зміни робітники відзначають погіршення самопочуття і зниження активності.

У гірників очисного вибою, що зайняті у ніші, реєструються часті і тривалі перерви в роботі. Тривалість перерв складає 93 хвилини, показник ефективного використання робочого часу у загальній структурі діяльності не перевищує 65 %. При цьому фактична тривалість робочого часу менше регламентованої величини більш ніж на 1,5 години. Незважаючи на істотне обмеження тривалості та щільності роботи, виконання енергоємних операцій підбійки вугілля і кріплення ніші супроводжується значною активацією систем організму, що лімітують трудову діяльність. Зокрема, пульс у процесі роботи перевищує 120 уд/хв. Висока стійкість гірників до дії енергоємних виробничих навантажень забезпечується наявністю потужних механізмів енергоутворення: рівень максимального споживання кисню становить 46 мл·хв^-1·кг^-1. Інтенсивні виробничі навантаження знижують ефективність процесів відновлення. Після зміни у робітників реєструється стійке підвищення діастолічного артеріального тиску, погіршення самопочуття і зниження активності.

Виїмка вугілля відбійними молотками на пластах з крутим заляганням пов'язана з виконанням забійниками дуже важких трудових операцій відбивання вугілля і немеханізованого кріплення уступу. Тривалість часу, що відведений на виконання виробничого завдання, скорочується робітниками до 3 годин. Реалізація такої програми діяльності передбачає інтенсифікацію праці шляхом скорочення до мінімуму (9 хв) перерв, підвищення ефективності використання робочого часу до 95 %, підтримки високого і стійкого темпу роботи протягом зміни. Підтримувати високий і стійкий темп роботи протягом усього робочого часу забійникам дозволяє високий рівень їх аеробної спроможності, який дорівнює 49 мл·хв^-1·кг^-1. Робота забійників у такому режимі супроводжується значною активацією механізмів вегетативного забезпечення. Частота пульсу під час роботи зростає до 131 уд/хв. Надлишкова активація механізмів вегетативного забезпечення діяльності сприяє формуванню у забійників стану перевтоми. Об'єктивно це виявляється збільшенням після зміни артеріального тиску і рівня функціонування синусового вузла, суб'єктивно - погіршенням самопочуття і зниженням активності. Характер зареєстрованих зрушень свідчить про розвиток в організмі процесів, що порушують вихідне співвідношення між центральними і автономними механізмами вегетативної регуляції.

Виконання гірниками робіт, які відрізняються за ступенем важкості, професійно пов'язано із здійсненням функцій контролю і управління трудовим процесом на стаціонарних робочих місцях, з управлінням гірничодобувними машинами, з виконанням немеханізованих робіт в очисних та прохідницьких вибоях тощо (рис. 1). Спроможність гiрникiв здійснювати трудові дії при дотриманні балансу енерговитрат i енергоутворення забезпечується наявністю у них аеробних резервів адекватних для виконання операцій різного ступеня важкості: легких, середньої важкості, важких і дуже важких. Виконання певних трудових дій забезпечується відповідною мобілізацією вегетативних механізмів. Кількісний еквівалент взаємозв'язку енергетичної вартості трудових дій, аеробних можливостей та функціонального напруження гірників в трудовій діяльності відповідає зміні максимального споживання кисню на (2 - 4) мл·хв^-1·кг^-1 або зрушенню пульсу під час роботи на (10 - 20) уд/хв при зміні важкості робіт на одну категорію.

Можливість здійснювати трудову діяльність у технологічно заданому режимі і темпі роботи з високим ступенем надійності та ефективності при оптимальних параметрах нервового і соматичного функціонування забезпечується не тільки наявністю у гірників енергетичних резервів відповідної потужності. Для досягнення результату праці при мінімальному ефекті впливу факторів трудового процесу гірниками формуються програми реалізації діяльності, які забезпечуються механізмами адаптивної поведінки і містять скориговані ергометричні параметри. Антигомеостатичний вплив факторів трудового процесу, зокрема, енергоємних операцій, шуму, вібрації та ін. мінімізується обмеженням або навіть униканням таких дій. Це виявляється у зменшенні тривалості робочого часу на величину від 45 хвилин у гірників по ремонту гірничих виробок (роботи 2 категорії важкості з епізодичним використанням шумо- та вібронебезпечного устаткування), до (70 - 110) хвилин у гірників очисних і прохідницьких вибоїв (роботи 3 категорії важкості з використанням шумо- та вібронебезпечного обладнання при бурінні шпурів, вийманні ніш та оформленні вибою) і 179 хвилин у забійників (роботи 4 категорії важкості з використанням шумо- та вібронебезпечних відбійних молотків).

Трудова діяльність в умовах інтенсивного впливу нагріваючого мікроклімату ставить цілком інші вимоги до поведінки гірників, ніж ті, що забезпечують стабільність гомеостазу. Реально гомеостатичне регулювання завжди носить компромісний характер, забезпечуючи перебіг діяльності при допустимій максимізації відхилень регульованих констант. У такій ситуації спрямованість реакцій поведінки гірників звернена на захист гомеостазу і забезпечується за рахунок обмеження або повного виключення усіх форм антигомеостатичної поведінки. У гірників "гарячих" вибоїв істотно обмежується тривалість робочого часу (табл. 3). У порівнянні з умовами нормального мікроклімату, у вибоях з температурою повітря вище 30 ^оС фактична тривалість робочого часу серед ГОВ зменшується на 71 хвилину, серед прохідників - на 126. Зменшення часу перебування гірників в умовах нагріваючого мікроклімату є частковим проявом реакції звуження ареалу діяльності. У більш загальному вигляді ці обмеження торкаються не тільки тривалості, але й області діяльності. У цих випадках обмеження, що виникають, продиктовані небажанням працювати на новій техніці, острахом нових соціально-трудових конфліктів і т. ін. (В.І.Медведєв, 1982-2000).

Зміни в трудовій діяльності гірників не обмежуються описаними вище реакціями звуження ареалу. В умовах нагріваючого мікроклімату гірники збільшують темп виконання трудових операцій у середньому на 25 %.

Таблиця 3

Структура трудової діяльності гірників “нормальних” і “гарячих” вибоїв

Для підтримки високого темпу вони скорочують час роботи і збільшують абсолютну і відносну тривалість перерв у ній. Зокрема, у гірників "гарячих" вибоїв на 25 - 52 % скорочуються витрати часу на виконання трудових операцій. Протягом зміни ГОВ і прохідники працюють не більше 2,5 годин. При цьому тривалість перерв в роботі у гірників очисних вибоїв зростає на 10 - 15 %, а серед прохідників - майже наполовину. Аналогічні зміни поведінки в умовах різкопозитивного теплового балансу відзначають інші дослідники. У такому стані пересування людини здійснюється швидко, але на більш короткі відрізки, наприкінці яких виникають тривалі паузи (А.Д. Слонім, 1984, В.І. Медведєв, 1995).

Нерідко для обмеження інтенсивності дії мікрокліматичного фактору гірники частково обмежують або цілком усувають у діяльності енергоємні операції, що викликають значне накопичення тепла в організмі. Так, серед прохідників тривалість енергоємних операцій по прибиранню вручну гірничої маси, доставці матеріалів і установці кріплення зменшується у 3 рази. Обмеження в трудовій діяльності енергоємних трудових операцій, очевидно, стає сигналом до запуску механізму пошуку і реалізації програми трудових дій, яким віддається перевага. В умовах нагріваючого мікроклімату гірники віддають перевагу трудовим операціям контролю та управління процесами автоматизованого транспортування гірничої маси. Їх доля зростає на 20 %. Пошук природного преферендуму, який характерний для поведінки тварин, докладно описаний у багатьох видах (І.С.Бреслав, 1980-1990; Р.П.Ольнянська із співавт., 1980-1988; M. Cabanac et al., 1992). У людини цей вид поведінки в залежності від механізмів реалізації представлено реакціями загального, регуляційного, замісного преферендуму і преферендуму, що розвантажує (В.І. Медведєв, 1995-2000).

Такі програми трудової діяльності хоча і пом'якшують несприятливі ефекти ерготермічного впливу, проте навіть теоретично не спроможні забезпечити оптимальні параметри функціонування організму, оскільки два типи реакцій, що формуються в процесі діяльності для її забезпечення, спрямовані на різні, в окремих випадках навіть протилежні, цілі. Відповідно цілям формуються і різні мотиви діяльності. Одні засновані на усвідомленій оцінці суспільного значення роботи, що виконується, інші базуються на аналізі внутрішніх можливостей організму. Коли домінуючи мотиви набувають конфлікту, вони стають антагоністичними. Наявність умов та механізмів пошуку і реалізації компромісного рішення конфлікту домінуючих мотивів визначає максимально допустимі межі антигомеостатичної дії виробничих факторів. Зокрема, у гірників вугільних шахт стан адекватної мобілізації функцій в залежності від енергоємності трудових дій забезпечується при зміні температури повітря від 26 ^оС до 29 ^оС. При більш високій температурі ефективність трудової діяльності і працездатність робітників суттєво знижуються до середини зміни після 2 - 3 годин роботи.

З віком аеробна спроможність і рівень вегетативного забезпечення діяльності гірників знижуються паралельно. Серед стажованих робітників рівні максимального споживання кисню і вегетативного забезпечення трудових дій нижчі, ніж у більш молодому віці, на 25 % і (10 - 15) уд/хв відповідно. Адекватний рівень мобілізації вегетативних механізмів забезпечується реалізацією відповідної стратегії діяльності. В молодому віці гірники використовують конформаційну стратегію гомеостатичного регулювання, яка спрямована на "підпорядкування організму сформованим умовам" діяльності. Вегетативні реакції їх організму виражені та адекватні реалізованим актам поведінки. Зокрема, зміни об'ємно-динамічних параметрів дихання адекватні рівню активації психо-моторних функцій. В умовах трудової діяльності рівень вегетативного забезпечення організму відповідає технологічно заданим енергоємності, темпу і режиму здійснення трудових дій. У старшому робочому віці діяльність гірників характеризується зменшенням активності поведінки і відповідним обмеженням діапазону реакцій її вегетативного забезпечення. Інша, неконформаційна, стратегія виконання діяльності забезпечує збереження стабільних параметрів легеневої вентиляції при лабораторних навантаженнях і фізіологічно безпечний рівень активації вегетативних функцій в процесі роботи шляхом відповідного використання механізмів адаптації поведінкою (табл. 4).