1、1.3煤礦粉塵的危害煤礦粉塵具有的這些特性決定了以下危害：嚴重危害工 人身體健康，多數人易引起塵肺病等；易引起燃燒和爆炸； 高濃度粉塵能加速機械磨損，縮短精密儀器的使用壽命。1.3.1主要健康危害煤塵與其他粉塵一樣主要通過呼吸道進入人體，其次是 皮膚接觸，局部粉塵溶于口腔唾液或粘附在食物上也能吞入 消化道，后兩者侵入人體的量較小。人體對粉塵的進入具有 防御功能，呼吸道和肺部均有排除和去除粉塵的能力。只是 長期大量吸入煤礦粉塵會破壞人體防御功能，使去除功能受 損，而過量的煤礦粉塵沉積，導致人體損傷，形成各種疾 病。呼吸系統疾病煤礦粉塵會直接或間接引起呼吸系統疾病主要包括以下 幾類：1塵肺煤工塵肺

2、是指煤礦各工種工人長期吸入作業場所生產性 粉塵所引起的塵肺的總稱。粉塵病變嚴重程度與體內潴留的 粉塵數量有關，即存在接觸反響關系，還同粉塵的組成成分 有關。在煤礦開采過程中，由于工種不同，工人接觸粉塵的 性質也有差異，從而引起肺部彌漫性纖維化。塵肺病根據煤 礦工人接觸粉塵的性質可以認為有3種主要類型： 煤肺。長期在單純有煤塵的環境下作業的工人，他 們接觸的粉塵主要是煤塵。這類人員發生的塵肺在病理上有 典型的煤塵纖維灶和灶周肺氣腫，這類肺部病變稱為煤肺。 煤肺發病工齡多在20a30a以上，病情進展緩慢，危害較 輕。 矽肺。長期在煤礦巖石掘進工作面作業的工人，他 們接觸的粉塵主要是含游離SiO2較

3、高的巖塵。這類人員發 生的塵肺在病理上除有組織纖維化外，還有典型的矽結節形 成，屬矽肺類型。病理上有典型的矽結節改變，發病工齡 短，一般為1015a。矽肺的發病率較高，病情開展較快，危 害嚴重。煤矽肺。一般煤礦井下工人多數都在有煤塵產生和 有巖塵產生的兩種作業環境下工作過，他們接觸的粉塵既有 煤塵也有巖塵。所患的塵肺兼有煤肺和矽肺的病理改變特 征，這類塵肺稱煤矽肺。煤矽肺是我國煤工塵肺最常見的類 型，發病工齡多在5a20a左右，病情開展較快，危害嚴 重。現在的觀點認為，無論從肺組織纖維化病變進展規律、 流行病學和臨床表現特點、病情開展及診斷原那么等方面， 都沒有必要將煤矽肺與煤肺嚴加區別，故統

4、稱為煤工塵肺。 煤工塵肺是煤礦最嚴重的職業病。與矽塵相比，煤塵致纖維 化作用較弱，但由于煤是我國主要能源，采煤工人的數量居 全國各類粉塵作業工人之首，因此實踐中煤工塵肺的防治意 義和重要性最為突出。不同類型煤礦的煤工塵肺發病情況因開采方式不同有很 大差異。露天煤礦工人的塵肺患病率低，井工開采工作面的 粉塵濃度和粉塵分散度均高于露天煤礦，塵肺患病率和發病 率均較高。我國地域廣闊，地層結構復雜，各地煤工塵肺患 病率有很大差異，在0.92%24.1%之間，其中矽肺占 11.4%，煤矽肺占87.6%，煤肺占1.0%。不同煤種的致病能 力也不同，由強到弱依次為：無煙煤、煙煤、褐煤。塵肺病是由于長期吸入過

5、量粉塵所引起的全身性疾病。塵肺病發病工齡有的長達20a30a，個別病例在游離二氧化 硅含量高的作業區作業也有1a2a發病者，即所謂快發性 矽肺。塵肺病的發病工齡、臨床病癥等設計因素很多且十 分復雜，大體可歸納為以下幾個方面：粉塵的成份；粉塵的 分散度；粉塵濃度；接觸時間；按流行病學觀點，許多因素 可分別歸諸于宿主、因子、環境等治病要素。塵肺病是難以 治愈的職業病，工人一旦得病，輕那么慢性致殘，重那么死 亡。因此，塵肺病不僅造成勞動力下降，而且造成社會負 擔，其經濟損失是巨大的。2慢性阻塞性肺病COPD國內外許多研究已證實，長期吸入煤塵不但引起塵肺， 還會引起慢性阻塞性肺疾病，包括慢性支氣管炎、

6、支氣管哮 喘及肺氣腫。而且在臨床上，慢性阻塞性肺病可以獨立存在 而不伴有明顯塵肺，其發病機理尚未明了，可能與吸煙、呼 吸道感染及遺傳因素等均有關系。3上呼吸道炎癥粉塵首先侵入上呼吸道黏膜，早期引起其功能亢進，黏 膜下血管擴張、充血，黏液腺分泌增加，以阻留更多粉塵， 長久那么釀成肥大性病變，然后由于黏膜上皮細胞營養不 良，終將造成萎縮性病變，呼吸道抵抗力下降，容易繼發病 毒及細菌等感染性疾病。4肺癌有研究說明，一些有煤礦開采的地區，人群中肺癌的發 病有升高趨勢，可能與吸入煤礦生產性粉塵有關。但據英國 24個煤礦統計，接觸煤礦粉塵工人與不接觸粉塵人群中的肺 癌發病率無明顯差異。煤礦病人肺癌的發病機

7、制有待進一步 探討。局部作用粉塵沉著于皮膚可能堵塞皮脂腺，容易繼發感染而引起 接觸性皮炎、毛囊炎，癤腫等；進入眼內的粉塵顆粒，可引 起結膜炎等。過敏和中毒作用煤礦粉塵還可能引起過敏反響和機體的中毒作用，這與 粉塵混合的其他元素或者化合物有關。1.3.2煤塵爆炸煤塵爆炸是空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反響過程。煤 是復雜的固體化合物，被破碎成煤塵后，其吸氧和被氧化的 能力大大增強，在外界高溫熱源的作用下，懸浮的煤塵單位 時間內能吸收更多的熱量，大約300C400C時，就可放出 可燃氣體。這些氣體集聚于塵粒周圍，形成氣體外殼，當這 個外殼內的氣體到達一定濃度并吸收一定能量后，連反響過 程開始，游離基迅

8、速增加，燃燒循環地進行下去；由于燃燒 產物的迅速膨脹而在火焰波波陣面前方形成壓縮波，壓縮波 在不斷壓縮的介質中傳播時，后波可以趕上前波；這些單波 疊加的結果，使火焰面前方氣體的壓縮逐漸增高，因而引起 了火焰傳播的自動加速；當火焰速度到達每秒數百米以后， 煤塵的燃燒便在一定臨界條件下跳躍式地轉變為爆炸。從燃燒轉變為爆炸的必要條件是由于化學反響產生的熱 能必須超過熱傳導和輻射所造成的熱損失；否那么，燃燒劑 不能持續開展，也不會轉為爆炸。2煤礦粉塵的控制技術2.1粉塵控制技術粉塵控制技術為該粉塵監控系統粉塵濃度超出限制范圍 所實施的處理措施提供了依據，同時也是煤礦平安生產的根 本要求。根據工作場所空

9、氣中煤塵游離二氧化硅含量的不 同，煤礦粉塵濃度的職業接觸限制值也不相同。對矽塵含量 小于10%的煤塵，總塵的時間加權平均容許濃度為 4mg/m3，短時間接觸容許濃度為6mg/m3；呼吸性粉塵時間 加權平均容許濃度為2.5mg/m3，短時間接觸容許濃度為3.5 mg/m3,這是煤礦作業面粉塵濃度的最低要求。上述時間加 權平均容許濃度PC-TWA是指以時間為權數規定的8hX 作班的平均容許接觸水平，長期反復接觸該粉塵濃度幾乎所 有工人不發生有害健康效應。短時間接觸容許濃度PC- STEL指一個工作日內，任何一次接觸不得超過以15min 時間加權平均濃度表示的容許接觸水平，短時間接觸容許 濃度不是一

10、個獨立的接觸限值，而是時間加權平均容許濃度 限值的一種補充。2.1.1防塵措施在礦井采、掘、運系統的各生產工序中都產生粉塵，這 些粉塵隨風流飛揚于作業空間和巷道中。對這些塵源必須采 取有效的綜合防塵措施，即針對每一道生產工序和環節的塵 源采取一項和多項防治措施，以減少粉塵的產生量，降低作 業環境的粉塵濃度和防止工人吸入粉塵。防塵措施主要是減少采掘作業時的粉塵發生量，是礦井 塵害防治工作中最為積極有效的技術措施。防塵措施主要包 括：改良采掘機械結構及其運行參數減塵、濕式鑿巖、水封 爆破、添加水泡泥爆破、封閉塵源、捕塵罩以及預濕煤體減 塵措施如采空區或巷道灌水、煤層注水等。防塵措施是 以預防為主的

11、治本性措施，應在作業之前考慮優先采用。按 照礦井的防塵技術，可將防塵措施分為以下幾類：濕式作業方式包括濕式打眼、濕式鑿巖、水泡泥爆 破、預濕煤體等。1濕式打眼就是在打眼工作中，將壓力水通過鑿巖機 或煤電鉆送入鉆孔并充滿孔底，以濕潤、沖洗炮眼中的粉 塵，使其變成塵漿流出炮眼。2濕式鑿巖是利用風鉆進行濕式鑿巖，是國內外巖巷 掘進行之有效的根本防塵方法。濕式鑿巖有中心供水和旁側 供水兩種供水方式。近年來，很多很多礦井對煤電鉆進行了 改革，試制成功了濕式煤電鉆，已廣泛應用于煤巷、半煤巖 巷以及一些采煤工作面。濕式煤電鉆具有良好的水密封性 能，能有效地控制回采工作面的煤塵。3水泡泥是利用盛水的塑料袋代替

12、炮泥充填于炮眼 內，爆破時水袋破裂，在高溫高壓爆破波的作用下，大局部 水被汽化，然后重新凝結成極細的霧滴，并與同時產生的粉 塵相接觸，形成霧滴的凝結核或被霧滴所濕潤而起到防塵作 用。水泡泥中假設添加濕潤劑、黏塵劑等物質，可大大提高 降塵效率。此外，德國等西方國家已開始應用化學材料代替 水泡泥中的水，這些材料大多具有較好的膨脹性能，爆炸時 的封堵效果和降塵效果更好。4預濕煤體防塵 預濕煤體防塵主要是采用煤層注水的 方法，即預先用水通過鉆孔和裂隙注入尚未開采的煤體，增 加煤的水分，使煤體得到預先濕潤，降低煤體產生浮游粉塵 的能力。多年的防塵實踐已證實，采煤工作面實施煤層注水 是取得最正確防塵效果的

13、根本措施。影響水在煤層中滲透的 因素主要是煤的裂隙和空隙的狀態，以及與其有關的其他因 素。煤層的透水性能與煤的裂隙發育程度、裂隙寬度及裂隙 方向有密切關系。煤層的多孔程度用孔隙率來表示，即孔隙 的總體積與煤的總體積的百分比。煙煤的透水性系數隨孔隙 率的增大而增大。對褐煤來說，雖然孔隙率高，但透水性系 數卻趨于零，因此，開采時常常不能注水。煤屬于疏水性物 質，與水不甚親和。如果在水中添加濕潤劑外表活性 劑，水的外表張力就會降低，從而提高對煤層的濕潤能力 及滲透系數。煤層注水方式及其選擇要按照注水鉆孔的形式，煤層注 水方式有長孔、短孔和深孔三種，各自的鉆孔地點、鉆孔長 度及特點如表4所示；按照注水

14、方式又可分為靜壓注水和動 壓注水；按作用于注水鉆孔孔口的水壓大小分為三類：低壓 注水（:PsV2.5 MPa 3.0MPa，中壓注水Ps = 3.0 MPa 15.0MPa，高壓注水Ps10.0 MPa 15.0MPa。我國煤 礦通常采用長鉆孔、中壓或低壓注水方法，其優點是采煤和 注水作業互不干擾，注水時間可按需要增加，一次濕潤范圍 大而均勻。5采空區注水采空區灌水預先濕潤煤體防塵，是在采 用下行陷落法分層開采厚煤層過程中，將水灌入上一分層的 采空區內，水在自重及煤體孔隙的毛細管力作用下緩慢深入 下一分層的煤體中，使煤體得到濕潤，減少下層開采時浮游 粉塵的產生量。改良采掘機械結構和運行的減塵措施研究說明，截 齒越寬，壓固核越小，產塵量也越低。因此，從防塵角度出 發，選擇合理的截齒幾何形狀，可以減小采掘時的壓固核。 目前效果較好的是鎬形刀刃的粗截齒。采掘作業時，一般截 深越大，采落的礦巖塊塊度越大，固壓核越小，產塵量也越 小。截深主要取決于采掘機上的截齒數目，適當減少截齒 數，可到達降塵的目的。此外，當采煤機的滾筒轉速與牽引 速度適當匹配時，也可降低粉塵的生成量。對于摩擦與碾 壓、沖擊與振動產塵，可通過定期更換截齒，按照規程安裝 采掘機械等一般性措施加以緩解。干式鑿巖捕塵一般在缺水礦井使用，可分為兩種： 一種是干式孔底捕塵，經過釬桿中心孔、風鉆機頭和連在機 頭