煤矿粉尘的来源及特性

    1.1煤矿粉尘的来源

    在煤矿生产过程中伴随煤和岩石被粉碎而产生的混合性粉尘统称为煤矿粉尘，主要是岩尘和煤尘。它是在矿井生产如钻眼、爆破、切割、装载、落煤及运输和提升过程中，因煤岩被破碎而产生的。不同的矿井由于煤、岩地质条件和物理性质及采掘方法、作业方式、通风状况和机械化程度的不同，粉尘的生成量有很大的差异;即使在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着不同的变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游粉尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%-80%;掘进工作面产尘量占20%-38%;锚喷作业点产尘量占5%-10%;其他作业点占2%-5%，各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大。我国煤矿大多数为井工开采，均为地下作业，生产环境中粉尘浓度高。

    1.2煤矿粉尘的特性

    (1)粉尘表面吸附一层空气薄膜，阻碍粉尘间或水滴与粉尘间的凝聚沉降;

    (2)粉尘的分散度增大，吸附在其表面的氧分子增多，加快了粉尘氧化分解过程;

    (3)细微岩尘由于表面积增大，岩尘中的游离二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中;采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的粉尘易带电。

    煤矿粉尘的危害

    煤矿粉尘的特性决定了其危害：易引起尘肺、易引起燃烧和爆炸、高浓度粉尘能加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命、危害矿区的生态环境等。

    2.1尘肺

    如果人体长期吸入大量的煤矿粉尘，就可能患尘肺病。在煤矿生产中，尘肺病因吸入粉尘成分不同，可造成三种主要病症：①吸入游离的二氧化硅含量较高(>10%)的粉尘引起的尘肺病是硅肺病，患者多集中于长期从事掘进工作面上的工人;②长期接触煤尘，其游离二氧化硅含量多在5%以下，所引起的尘肺病是煤肺病，患者多为采煤工作面上的工人;③接触硅尘又接触煤尘的混合工种工人，其尘肺在病理上往往兼有硅肺和煤肺的特征，这种尘肺称之为煤硅肺。

    我国煤矿工人工种变化较大，长期从事单一工种的很少。因此，煤矿尘肺中煤硅肺比重较大。据卫生和科研部门统计：煤硅肺约占尘肺总人数的70%-80%，硅肺约占20%-30%，煤肺约占5%-10%。

    2.1.1煤工尘肺的病症表现

    煤工尘肺病情缓和，病情演变亦较慢，多数在定期检查时通过X射线胸片发现有早期煤工尘肺。其病症表现有：

    ⑴ 咳嗽

    咳嗽是尘肺病人最常见的主诉，早期病人咳嗽多不明显，随病情发展，明显加重。

    ⑵咳痰

    咳痰是煤工尘肺病人的常见症状，这主要是呼吸系统对粉尘的不断清除引起的，痰多为黑色。

    ⑶胸病

    胸痛部位不一，性质多不严重，一般为隐痛，亦有胀痛及针刺样痛等。

    ⑷呼吸困难

    呼吸困难是尘肺的固有症状。随着肺组织纤维化程度加重，有效呼吸面积减少，呼吸困难也逐渐加重。

    ⑸咯血

    较为少见

    ⑹X射线胸片表现

    煤工尘肺早期以X射线胸片圆形小阴影为主。

    ⑺其他

    除上述呼吸系统症状外，还可有程度不同的全身症状，最常见的有消化功能减弱、胃纳差、腹胀、便秘等。其并发症有肺结核、肺部感染、自发性胸闷、肺源性心脏病等。

    2.1.2煤工尘肺的治疗

    煤工尘肺应严格按国际《尘肺病诊断标准》进行诊断和分期，并据此进行健康监护、治疗和劳动力鉴定。煤工尘肺是一种危害工人健康，可以造成劳动力丧失的职业病。晚期尘肺病由于严重肺纤维化，呼吸面积减少，病人高度呼吸困难，十分痛苦。因此，对尘肺患者要采取积极的综合性治疗，控制纤维化病变的发展，保护肺的正常生理功能;其次是积极治疗和控制尘肺的各种并发症。

    ⑴病因治疗

    煤工尘肺的病因治疗，是防止粉尘在肺内沉积，增强肺的廓清能力，降低粉尘毒性，保护细胞膜，抑制胶原纤维形成。

    ⑵大容量肺灌洗技术

    大容量肺全灌洗技术能清除以吸入肺内的多种粉尘、吞噬了粉尘的巨噬细胞以及肺泡巨噬细胞吞噬粉尘后分泌的致纤维化生长因子，从而改善症状和肺功能，遏制和延缓病变的进展，延长患者生命。我国于1988年首次开展该项治疗，现已发展为一项非常成熟的技术，在国际上处于领先水平。

    ⑶对症治疗及并发症治疗

    煤工尘肺患者抵抗力降低，冬春两季易发呼吸道感染，病人可在医护人员监护下做健体操、太极拳等活动以增强体质，同时给予对症治疗。

    ⑷康复治疗

    康复治疗的目的在于减轻症状、减少并发症，改善活动能力，提高生活质量，延长患者生命。

    2.2粉尘爆炸

    高分散度的粉尘具有爆炸性。发生爆炸的条件有两个：①粉尘浓度在爆炸域内;②必须具有高温。一般煤尘爆炸的下限浓度为30-50g/m?,上限浓度为1000-2000g/m?，处于上下限之间的粉尘都具有爆炸危险性，其中爆炸力最强的浓度为300-500g/m?。爆炸威力巨大，造成严重的人员伤亡和财产损失。

    煤矿粉尘的控制和防治

    3.1煤矿粉尘浓度的工业卫生标准

    对于硅尘含量小于10%的煤尘，瞬时总粉尘浓度不超过6mg/m?，时间加权平均浓度不超过4mg/m?;呼吸性粉尘瞬时浓度不超过3.5mg/m?，时间加权浓度不超过2.5mg/m?。

    3.2煤矿粉尘防治

    防治煤矿粉尘的措施分为防尘措施、防爆措施、隔爆措施三大类。其中防尘措施包括：

    ⑴减尘措施

    主要是减少采掘作业时的粉尘发生量，是矿井尘害防治工作中最为有效的技术措施。主要包括：改进采掘机械结构及其运行参数减尘、湿式打眼湿式凿岩、水封爆破等。减尘措施是以预防为主的治本性措施，应考虑优先采用。

    湿式凿岩

    在岩巷掘进过程中，将压力水通过凿岩机送入孔底，湿润并冲洗炮眼中的粉尘，使其在炮眼中变成浆液排出炮眼。这样能使绝大部分粉尘被控制在炮眼中。采用湿式打眼后，粉尘浓度可由打干眼时的500-1400mg/m?降至4-10mg/m?，降尘率可达90%-98%。因此，湿式凿岩是凿岩工作普遍采用的有效防尘措施。

    ⑵降尘措施

    降尘措施是矿井综合防尘的重要环节。现行的降尘措施包括各生产点的喷雾洒水等。

    ⑶矿井通风排尘

    矿井通风排尘是指借助风流稀释与排除矿井空气中的粉尘。因此，要加强掘进通风管理工作，减少漏风，提高风筒出口风量，合理控制风速。当风速过低时，粗粒矿尘将与空气分离下沉，不易排出。据试验观测，当巷道中风速达到0.15m/s时，5μm以下的矿尘能够悬浮并与空气均匀混合而随风流排出。《规程》规定：掘进中的岩巷最低风速不得低于0.15m/s，这完全可以满足最低排尘风速的要求。提高排尘风速，粒径稍大的尘粒也能悬浮并排出，同时增强了稀释作用，矿尘浓度也随之降低。风速在增高时，将扬起落尘，使风流中含尘浓度增大，因此《规程》规定：采掘工作面的最高允许风速为4m/s。在产尘量高，矿尘比重大，温度比较高的作业地点，可适度增大排尘风速。

    通风排尘是合理的风速将掘进工作面所产生的矿尘排出，但应缩小其污染范围。为此，在含尘浓度较高的风流所通过的巷道中设置水幕净化风流。喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面为原则，并尽可能靠近尘源，缩小含尘空气的弥漫范围。另一种方式是在产尘巷道中增设水幕，且之间距离以每隔20米为宜，装置保持一头(掘进头)安设三组效果最佳。据现场试验结果显示，降尘率达98.6%。

    ⑷个体防护

    在实施多项防尘措施以后，仍有小部分的细微粉尘弥漫于空气中，因此加强个体防尘也是综合防尘的一个重要方面。

    个体防尘的主要用具是防尘口罩，现目前广泛应用的有简易口罩和专用防尘口罩。根据各工作作业环境的差异选择不同的防尘口罩，并坚持正确使用，特别是采掘司机和锚喷工种的工人不能忽视个体防护的作用。