煤礦粉塵危害及防治技術(shù)論文

煤礦粉塵的危害及防治技術(shù)摘要：目前，我國(guó)大多數(shù)煤礦粉塵濃度遠(yuǎn)超出國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，特別是嚴(yán)重影響身體健康的呼吸性粉塵，粉塵危害已經(jīng)一定程度制約了煤礦地區(qū)的開(kāi)展。如何加強(qiáng)粉塵危害宣傳，增強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí)日顯重要，本文主要從粉塵危害、產(chǎn)塵原因和粉塵防治等方面對(duì)煤礦粉塵產(chǎn)生和治理進(jìn)行表達(dá)。

關(guān)鍵字：煤礦粉塵粉塵危害粉塵防治

1、粉塵定義及危害

粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒，習(xí)慣上對(duì)粉塵有許多名稱(chēng)，如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、粉末等。其中，將按呼吸性粉塵標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法所采集的可進(jìn)入肺泡的粉塵粒子稱(chēng)為呼吸性粉塵，其空氣動(dòng)力學(xué)直徑均在7.07um以下，空氣動(dòng)力學(xué)直徑為5um的粉塵粒子的采樣效率為50%。由于呼吸性粉塵的可進(jìn)入肺泡，故其危害性要遠(yuǎn)高于其他粒徑粉塵。在煤礦中所產(chǎn)生的粉塵主要是巖塵和生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的煤塵，由于粉塵濃度較高所含呼吸性粉塵濃度高，嚴(yán)重影響到煤礦工人和周?chē)従拥纳硇慕】?。?duì)于粉塵的危害重要有以下幾點(diǎn)：

全身作用：長(zhǎng)期吸入較高濃度粉塵可引起肺部彌漫性纖維化為主的全身疾病。以矽肺為例，其發(fā)病機(jī)理是。游離二氧化硅顆粒進(jìn)入肺泡后，并聚集在淋巴管起始部位的肺的巨噬細(xì)胞所吞噬，被吞噬后二氧化硅被包裹在巨噬細(xì)胞溶酶體中，引起溶酶體膜的完整性遭到破壞，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞溶酶體崩解，并釋放酸性水解酶進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞受損或死亡，受損的巨噬細(xì)胞會(huì)釋放“致纖維化因子〞刺激纖維細(xì)胞增殖，最終形成以膠原纖維為主的病灶結(jié)節(jié)，造成雙肺彌漫性損害。矽肺主要病癥有：呼吸困難、咳嗽、咳痰、咯血、胸悶、胸痛等病癥，會(huì)嚴(yán)重影響勞動(dòng)者身體健康和生命平安。

局部作用：接觸或吸入粉塵，首先對(duì)皮膚、角膜、粘膜等產(chǎn)生局部的刺激作用，并產(chǎn)生一系列的病變。如粉塵作用于呼吸道，早期可引起鼻腔粘膜機(jī)能亢進(jìn)，毛細(xì)血管擴(kuò)張，久之便形成肥大性鼻炎，最后由于粘膜營(yíng)養(yǎng)供給缺乏而形成萎縮性鼻炎。還可形成咽炎、喉炎、氣管及支氣管炎。作用于皮膚、可形成粉刺、毛囊炎、膿皮病。對(duì)于煤礦粉塵中含有大量的煤塵，增加了粉塵對(duì)皮膚、呼吸道等局部的刺激作用。

致癌作用：對(duì)于一些接觸鎳、鉻、鉻酸鹽的粉塵，可引起肺癌；接觸放射性粉塵，容易生成肺癌等。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，常有伴生礦物，伴生礦物中可能含有某種致癌因子，增加的煤礦工人的致癌機(jī)率。

2、煤礦產(chǎn)塵原因

2.1生產(chǎn)技術(shù)原因

〔1〕井下開(kāi)采產(chǎn)塵

只要有煤礦生產(chǎn)，就會(huì)產(chǎn)生粉塵。煤礦井下在開(kāi)拓、掘進(jìn)、回采和提升運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過(guò)程均有大量粉塵產(chǎn)生，其主要包括巖塵和煤塵，嚴(yán)重影響到井下煤礦工人的生命健康。開(kāi)采過(guò)程中才生的粉塵危害主要有兩方面。一是煤塵是可燃性粉塵具有自燃性和爆炸性，當(dāng)條件到達(dá)時(shí)可導(dǎo)致煤塵爆炸，具有極大地危害性；二是井下粉塵極易導(dǎo)致井下工人患?jí)m肺病，不僅給患者帶來(lái)痛苦縮短壽命，還給企業(yè)和國(guó)家造成巨大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦現(xiàn)患?jí)m肺病人數(shù)約17.5萬(wàn)人，并數(shù)字每年還在增長(zhǎng)，每年因塵肺死亡2500-3000人。

〔2〕井上加工過(guò)程產(chǎn)塵

當(dāng)井下開(kāi)采煤炭經(jīng)過(guò)提升裝置到達(dá)井上后，會(huì)經(jīng)歷一系列篩選、加工過(guò)程，例如：選矸、選煤、精加工等。在各項(xiàng)處理階段由于均有煤的拋動(dòng)會(huì)造成大量的粉塵產(chǎn)生。產(chǎn)生的粉塵會(huì)逸散到井上其他地方，進(jìn)一步擴(kuò)大了粉塵的污染范圍，嚴(yán)重影響煤礦周?chē)h(huán)境。

2.2管理的原因

〔1〕粉塵個(gè)體防治意識(shí)缺乏

目前，我國(guó)絕大多數(shù)煤礦雖然在防塵方面已經(jīng)采取一定的措施，但對(duì)于多數(shù)煤礦工人，由于粉塵危害具有一定相對(duì)滯后性以及隨機(jī)性，煤礦工人對(duì)粉塵危害意識(shí)仍然缺乏。在工作時(shí)未能及時(shí)采取相應(yīng)的個(gè)體防護(hù)措施，或根本沒(méi)有采取個(gè)體防護(hù)措施。

〔2〕社區(qū)監(jiān)督作用不到位

在煤礦地區(qū)經(jīng)常會(huì)形成以煤礦為中心的生活聚集區(qū)，人口密度大，周?chē)煌ㄏ啾日諗M便利。這也擴(kuò)大了煤礦粉塵的危害作用，但由于多數(shù)人對(duì)粉塵重視力度不夠，煤礦附近居民和政府部門(mén)無(wú)法執(zhí)行有效地監(jiān)督作用。

〔3〕技術(shù)缺陷

煤礦生產(chǎn)機(jī)械老化未能及時(shí)更新也會(huì)加大產(chǎn)塵，對(duì)于一些相對(duì)較老的煤礦，由于更換新設(shè)備投入量大并且往往效益不過(guò)明顯，所以設(shè)備老化問(wèn)題在老礦井更加明顯。

3、煤礦粉塵防治技術(shù)

根據(jù)目前我國(guó)煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀，采用經(jīng)濟(jì)合理的防塵措施即很好的保障了煤礦工人的身體健康，同時(shí)也營(yíng)造了一個(gè)和諧的社區(qū)環(huán)境。在生產(chǎn)過(guò)程中可以從減塵、除塵、防塵三個(gè)方面采用措施對(duì)粉塵進(jìn)行有效治理。

3.1減少粉塵產(chǎn)生

減少產(chǎn)塵方法包括：采用新工藝、優(yōu)化作業(yè)機(jī)器配置以及采用濕式開(kāi)采等。在科技日益進(jìn)步的當(dāng)今社會(huì)，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方方面面極大地造福了人類(lèi)社會(huì)。隨著機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)，及時(shí)淘汰一些過(guò)舊的機(jī)械設(shè)備既能提高生產(chǎn)效率又能減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。另外，優(yōu)化作業(yè)機(jī)器配置使機(jī)器在煤礦開(kāi)采過(guò)程中到達(dá)最優(yōu)工作工況，既可以節(jié)省能耗提高工作效率，可以減少產(chǎn)塵量。

采用濕式采煤，可以是在開(kāi)采前對(duì)煤層進(jìn)行預(yù)加濕或者在加工過(guò)程對(duì)主要產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行噴水減塵。其中開(kāi)采前預(yù)濕煤層減塵的主要機(jī)理是，在煤層開(kāi)采前通過(guò)預(yù)先噴水加濕，增加煤層的水分和煤層中灰塵間的黏著力，并降低低的煤層的強(qiáng)度和脆性，增加塑性，減少了煤層加工過(guò)程的產(chǎn)塵量；同時(shí)水分又可以使開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生的粉塵黏結(jié)為較大顆粒，使之失去飛揚(yáng)能力。開(kāi)采過(guò)程可以在割煤機(jī)截割齒處采用內(nèi)外噴霧裝置噴水減塵。另外，在井下轉(zhuǎn)載機(jī)、溜煤眼、采區(qū)煤倉(cāng)等運(yùn)輸過(guò)程主要產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)置噴霧灑水對(duì)減塵也起到很好的效果。

3.2除塵技術(shù)

現(xiàn)用除塵技術(shù)有多種，其中對(duì)于煤礦比擬有效地方法主要有：通風(fēng)除塵、除塵器除塵等方法。

〔1〕通風(fēng)除塵，即采用風(fēng)流流動(dòng)及時(shí)帶走作業(yè)面產(chǎn)塵，防治粉塵積聚現(xiàn)象。流體根據(jù)其流動(dòng)情況可以分為層流和紊流兩種狀態(tài)，其主要?jiǎng)澐忠罁?jù)是雷諾數(shù)re.當(dāng)雷諾數(shù)re100000，流體流動(dòng)屬于完全紊流狀態(tài)；當(dāng)2000<re<100000,流體流動(dòng)屬于過(guò)渡狀態(tài)。經(jīng)計(jì)算風(fēng)流由過(guò)渡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)的臨界風(fēng)速為0.19m/s。多數(shù)情況下煤礦通風(fēng)方式包括自然通風(fēng)外和風(fēng)機(jī)通風(fēng)。由于自然通風(fēng)的不穩(wěn)定性等不利因素，要想實(shí)現(xiàn)通風(fēng)除塵主要采用風(fēng)機(jī)通風(fēng)。而對(duì)風(fēng)機(jī)通風(fēng)通風(fēng)風(fēng)流速度一般大于0.19m/s,故風(fēng)流主要處于穩(wěn)流狀態(tài)。處于穩(wěn)流狀態(tài)風(fēng)流在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生渦流，并攜帶一定量的粉塵，且攜帶粉塵能力與風(fēng)流速度有關(guān)。當(dāng)風(fēng)流速度過(guò)低時(shí)，風(fēng)流無(wú)法帶動(dòng)顆粒較大的粉塵，達(dá)不到通風(fēng)除塵效果。實(shí)踐過(guò)程中常將能促使對(duì)人體最有危害的微小粉塵保持懸浮狀態(tài)并伴隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的最低風(fēng)速稱(chēng)為最低排塵風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)流速度過(guò)大時(shí)，致使沉降的粉塵再次被吹起形成二次飛揚(yáng)而增大了產(chǎn)塵量。通常在特定生產(chǎn)條件下均與一個(gè)最優(yōu)排塵風(fēng)速，合理的運(yùn)用最優(yōu)排塵風(fēng)速，加強(qiáng)作業(yè)場(chǎng)所粉塵管理對(duì)通風(fēng)除塵有著顯著地作用。

〔2〕除塵器除塵，根據(jù)工作原理可以將除塵器分為重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器等，對(duì)于煤礦主要產(chǎn)塵點(diǎn)可以采用綜合除塵技術(shù)進(jìn)行除塵，多種除塵方法可以配合使用。

重力沉降室是運(yùn)用重力沉降作用而使粉塵與氣體別離的除塵技術(shù)，其工作原理是：氣體在風(fēng)機(jī)的作用下被吸入沉降室，由于沉降室內(nèi)氣流通過(guò)橫截面積突然增大，含塵氣體在沉降室內(nèi)的流速將比輸送管道內(nèi)的風(fēng)流速度小得多。一般認(rèn)為在沉降室內(nèi)氣流呈層流狀態(tài)，塵粒和氣流具有相同的水平速度，但氣流中質(zhì)量和粒徑較大的塵粒在重力作用下獲得沉降速度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，塵粒降落到沉降室底部，從氣流中別離出來(lái)，到達(dá)除塵目的。在煤礦井下主要產(chǎn)塵點(diǎn)可以設(shè)置重力沉降室進(jìn)行初步除塵，將氣流中粒徑較大的粉塵顆粒進(jìn)行別離。但由于重力沉降室的除塵率降低，故經(jīng)沉降室處理后的分流通過(guò)旋風(fēng)除塵器經(jīng)行二次除塵。

旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力，將固體顆粒或液滴從氣流中別離出來(lái)的一種干式氣固別離的機(jī)械設(shè)備。其工作原理是：含塵氣流從進(jìn)氣口沿切向高速進(jìn)入除塵器，由于受除塵器外圓筒上蓋及內(nèi)圓筒壁的限流迫使氣流至上而下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在氣流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成很大的離心力。塵粒在離心力的作用下，密度大于氣體的粉塵被逐漸甩向外壁，塵粒一旦接觸外壁便失去慣性力而靠向下的重力作用沿外壁下落直至灰斗。當(dāng)氣流到達(dá)除塵器錐體的某一位置時(shí)，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)除塵器中下部由下而上繼續(xù)做螺旋形流動(dòng)，即內(nèi)渦旋。內(nèi)旋流不含大顆粒粉塵，所以比擬干凈，最后經(jīng)凈化的空氣由排氣管排除除塵器。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)制造方便、占地面積小、生產(chǎn)本錢(qián)低、便于維修管理，除塵效率可高達(dá)98%。因此，旋風(fēng)除塵器被廣泛運(yùn)用于煤礦。

對(duì)于少數(shù)粉塵要求嚴(yán)格的產(chǎn)塵地點(diǎn)還可以在運(yùn)用旋風(fēng)除塵器根底上增設(shè)布袋除塵器步袋除塵器，它是利用棉織物、毛織物和人造纖維等制成的布袋，由布袋和粘附于布袋上的塵粒層進(jìn)行過(guò)濾，將含塵氣體中的塵粒別離出來(lái)，主要用于處理小于20微米塵粒的含塵氣體，除塵效率高達(dá)99%，凈化后的氣體通常符合國(guó)家規(guī)定發(fā)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入空氣或返回生產(chǎn)車(chē)間循環(huán)使用。因此，布袋除塵器通常廣泛應(yīng)用于煤礦含塵氣體的進(jìn)一步凈化處理。由于布袋外表被阻留的塵粒層的厚度隨著時(shí)間的推移而逐漸變厚，阻礙了含塵氣體的穿過(guò)，造成過(guò)濾阻力的急劇下降，嚴(yán)重影響了布袋除塵器的正常使用，因此，布袋除塵器須采用適宜的清灰措施，才能確保其正常使用。按清灰方式的不同，布袋除塵器可大致分為機(jī)械震打布袋除塵器、反吹風(fēng)布袋除塵器以及脈沖布袋除塵器等。

3.3個(gè)體防塵技術(shù)

雖然采用了綜合防塵措施，但仍不能將空氣中的含塵量降到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，作業(yè)人員必須佩戴個(gè)體防塵用具。它是減少吸入人體粉塵的最后一道措施。目前，我國(guó)的個(gè)體防塵用具主要包括自習(xí)過(guò)濾式防塵口罩、動(dòng)力型防塵口罩及防塵服。

煤礦工人常用防塵用具是自習(xí)過(guò)濾式防塵口罩，它可分為復(fù)式防塵口罩、簡(jiǎn)易防塵口罩。復(fù)式防塵口罩是指配有濾塵盒和呼吸閥，吸氣和呼氣別離的自習(xí)過(guò)濾式防塵口罩；簡(jiǎn)易防塵口罩是指吸氣和呼氣都通過(guò)濾料的自習(xí)過(guò)濾式防塵口罩，這種口罩由于吸入和呼出的空氣都經(jīng)過(guò)同一通道，呼吸時(shí)隨氣流夾帶的各種雜物會(huì)逐漸沉積在過(guò)濾層上，致使口罩的呼吸阻力不斷增加，當(dāng)工人在粉塵濃度高或勞動(dòng)強(qiáng)度大的條件下工作時(shí)隨時(shí)間的持續(xù)，往往會(huì)有呼吸費(fèi)力的感覺(jué)，而且過(guò)濾細(xì)粉塵能力較差。但簡(jiǎn)易防塵口罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，容易清洗，本錢(qián)低廉，是一種家居常用防塵用品，現(xiàn)如今市場(chǎng)上有多種類(lèi)型的簡(jiǎn)易防塵口罩，使用這可以根據(jù)需要選擇不同型號(hào)的口罩，其主要選擇依據(jù)為：

第一：口罩的阻塵效率要高。一個(gè)口罩的阻塵效率上下是以其對(duì)微細(xì)粉塵，尤其是對(duì)5μm以下的呼吸性粉塵的阻塵效率為標(biāo)準(zhǔn)的。一般的紗布口罩，其阻塵原理是機(jī)械式過(guò)濾，也就是當(dāng)粉塵沖撞到紗布時(shí)，經(jīng)過(guò)一層層的阻隔，將一些大顆粒粉塵阻隔在紗布中。但是，微細(xì)粉塵尤其是小于5μm的粉塵，就會(huì)從紗布的網(wǎng)眼中穿過(guò)去，進(jìn)入呼吸系統(tǒng)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有一些防塵口罩出售，其濾料由充上永久靜電的纖維組成，那些小于5μm的呼吸性粉塵在穿過(guò)這種濾料的過(guò)程中，就會(huì)被靜電吸引而吸附在濾料上，真正起到阻塵作用。

第二：口罩與臉形的密合程度要好。當(dāng)口罩與人臉不密合時(shí)，空氣中的粉塵就會(huì)從口罩四周的縫隙處進(jìn)入呼吸道。所以，人們應(yīng)選用適合自己臉形的防塵口罩并正確佩帶防塵口罩。

第三：佩戴要舒適，包括呼吸阻力要小，重量要輕，佩戴衛(wèi)生，保養(yǎng)方便，如佩戴拱形防塵口罩。

結(jié)束語(yǔ)

煤礦粉塵特別是呼吸