礦井煤塵防治

礦井防塵系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)及設(shè)備配置

一、礦塵基本知識(shí)

(一)礦塵與計(jì)量

1.礦塵的概念

礦塵是礦井在生產(chǎn)和建設(shè)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種煤炭、巖石微粒的總稱，屬于粉塵的一部分。

一般來(lái)講，在現(xiàn)有防塵技術(shù)措施的條件下，以采掘工作面產(chǎn)生的礦塵量為最多，約占全部礦塵的80%。

其次，錨噴作業(yè)點(diǎn)產(chǎn)塵量占10～15%；

運(yùn)輸通風(fēng)巷道產(chǎn)塵量占5%～10%；

其它作業(yè)點(diǎn)占2%～5%。

就煤塵而言，一般每晝夜的產(chǎn)塵量約等于產(chǎn)煤量的0.25%～1.0%，甚至高達(dá)3%。

（二）礦塵的分類(lèi)

1.按礦塵粒徑劃分

按照粒徑大小可分為

粗塵粒徑大于40微米

細(xì)塵粒徑在10～40微米

微塵粒徑在0.25～10微米

超微塵粒徑小于0.25微米2.按礦塵成因劃分原生礦塵：開(kāi)采之前因地質(zhì)作用和地質(zhì)變化等原因而生成的礦塵。次生礦塵：生產(chǎn)過(guò)程中，因破碎煤巖而產(chǎn)生的礦塵。3.按礦塵的存在狀態(tài)劃分

(1)浮游礦塵。飛揚(yáng)在礦內(nèi)空氣中的礦塵，簡(jiǎn)稱浮塵。一般所說(shuō)的礦塵是指該狀態(tài)下的礦塵。

(2)沉積礦塵。從礦內(nèi)空氣中因自重而降落在巷道周壁的礦塵，簡(jiǎn)稱落塵。

4.按礦塵的粒徑組成范圍可分為

(1)全塵：各種粒徑在內(nèi)的粉塵的總和。

(2)呼吸性粉塵：能被吸入人體肺泡的浮塵。這種粉塵的粒徑大多小于5微米。5.按礦塵的成分劃分

(1)煤塵。它是指粒徑小于1mm且以含固定碳可燃物為主的煤炭顆粒。

(2)巖塵。指細(xì)微顆粒的巖石粉塵，當(dāng)巖塵中的游離二氧硅含量超過(guò)10%時(shí)稱為矽塵。

6.按有無(wú)爆炸性劃分

(1)有爆炸性粉塵。懸浮在空氣中的粉塵云達(dá)到一定濃度在有引爆熱源的條件下，本身能發(fā)生爆炸，如有爆炸性煤塵、面粉、鋁粉等。

(2)無(wú)爆炸性粉塵。如巖粉等。

(三)礦塵計(jì)量指標(biāo)

1.礦塵濃度

單位體積礦井空氣中所含浮塵的數(shù)量叫做礦塵濃度，其表示方法有兩種：

(1)計(jì)重法。在1m3空氣中所含浮塵的毫克數(shù)，單位為mg/m3。

(2)計(jì)數(shù)法。在1cm3空氣中所含浮塵的顆粒數(shù)，單位為粒/cm3。

我國(guó)規(guī)定采用計(jì)重法表示礦塵濃度。

2.產(chǎn)塵強(qiáng)度

生產(chǎn)過(guò)程中，采落煤中所含的礦塵量，也叫絕對(duì)產(chǎn)塵強(qiáng)度，單位g/t。

3.相對(duì)產(chǎn)塵強(qiáng)度

每采1t或1m3煤所產(chǎn)生的礦塵量，單位mg/m3mg/t

4.礦塵沉積量

指單位時(shí)間在巷道表面單位面積上所沉積的礦塵量，單位g/（d﹒m2

）

5.礦塵分散度

礦塵分散度是指礦塵整體組成中各種粒級(jí)的塵粒所占的百分比。

我國(guó)對(duì)礦塵的分散度劃分為4級(jí)：

小于2μm；2～5μm；5～10μm；大于10μm。

分散度大小按礦塵中微細(xì)顆粒占的比重而定

礦塵總量中微細(xì)顆粒多，所占比例大時(shí)，稱為高分散度礦塵；

反之，則稱為低分散度礦塵。

礦塵的分散度越高，所含細(xì)小顆粒越多，危害性越大。

5μm以下的粉塵，能被吸入人體肺泡區(qū)，稱為呼吸性粉塵。它是導(dǎo)致塵肺病產(chǎn)生的主要因素。

據(jù)全國(guó)部分地區(qū)煤礦采掘工作面空氣中礦塵分散度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，5μm以下的塵粒占90%左右，因此，呼吸性粉塵應(yīng)是通風(fēng)防塵工作的重點(diǎn)。

二、礦塵的基本性質(zhì)

（一）礦塵成分及游離二氧化硅含量

從衛(wèi)生角度主要了解礦塵中是否含有:

1)有毒物質(zhì)：如鉛、砷、汞等

2）放射性物質(zhì)：如鈾、釷等

3）游離二氧化硅（矽）

二氧化硅是多種礦物和巖石的組成成分，有兩種存在狀態(tài)

結(jié)合狀：即硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石、滑石等

游離狀：常以結(jié)晶狀態(tài)存在，主要是石英

礦巖被粉碎成礦塵后，化學(xué)成分基本上無(wú)改變。從安全衛(wèi)生角度考慮，主要了解礦塵中是否含有有毒物質(zhì)、放射性物質(zhì)、燃燒與爆炸性物質(zhì)和游離二氧化硅，以便采取相應(yīng)的預(yù)防措施。游離狀態(tài)的二氧化硅（主要是石英）是許多礦巖的組成成分，如煤礦上常見(jiàn)的頁(yè)巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量通常多在20%～50%，煤塵中的含量一般不超過(guò)5%，半煤巖中的含量在20%左右。礦塵中游離SiO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。二氧化硅是地殼上最常見(jiàn)的氧化物，是許多種巖石和礦物的重要組成部分，它有兩種存在狀態(tài)，一種是結(jié)合狀態(tài)的二氧化硅，即硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石(K2O·Al2O3·6SiO2)；石棉(CaO·3MgO·4SiO2)；高嶺土(Al23·2SiO2·2H2O)，滑石(3Mg0·4SiO2·H2O)等等。另一種是游離狀態(tài)的二氧化硅，主要是石英，在自然界中分布很廣。粉塵中的游離二氧化硅的含量是引起并促進(jìn)塵肺病及病程發(fā)展的主要因素，含量越高，其危害越大。許多礦巖都含有游離二氧化硅，煤系地層由于沉積環(huán)境不同、巖性不同，其游離二氧化硅含量變化較大，煤層中以煤為主，或者時(shí)也伴有夾石等，從煤種來(lái)看，無(wú)煙煤的二氧化硅的含量高于煙煤。（二）密度

1.真密度：?jiǎn)挝惑w積（不包括塵粒間的空隙）質(zhì)量成為密度。Kg/m3

2.表觀密度

用包括礦塵間空隙在內(nèi)的體積計(jì)量的密度，也叫堆積密度。其值小于真密度。

3.相對(duì)密度

比重是指粉塵的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比。

密度對(duì)粉塵在空氣中的運(yùn)動(dòng)和沉降影響較大。

（三）礦塵粒度與比表面積

1.礦塵粒度

表示單一礦塵顆粒大小的尺度，也叫粒徑。

2.比表面積

單位質(zhì)量或單位體積粉塵的總表面積之和。

（四）粉塵的濕潤(rùn)性

是指粉塵分子和水分子之間的結(jié)合能力。結(jié)合能力強(qiáng)，粉塵容易被濕潤(rùn)，反之，不容易被濕潤(rùn)。容易被水濕潤(rùn)的粉塵，稱為親水性粉塵；不容易被水濕潤(rùn)的粉塵，稱為疏水性粉塵。粉塵粒子能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)稱為粉塵的潤(rùn)濕性或吸濕性、浸潤(rùn)性等。粉塵粒子與液體接觸時(shí)，如果接觸面能擴(kuò)大而相互附著，就是能被潤(rùn)濕；如果接觸面趨于縮小而不能相互附著，則為不能被潤(rùn)濕。粉塵的粒徑、形狀、含水率、表面粗糙度及荷電性等對(duì)潤(rùn)濕性有影響。同類(lèi)粉塵，球形塵粒比不規(guī)則塵粒潤(rùn)濕性差，塵粒越細(xì)潤(rùn)濕能力越差。液體的表面張力越小，越易被粉塵吸濕，如酒精、煤油等的表面張力小，對(duì)粉塵的潤(rùn)濕比水好。塵粒與水霧粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)易被吸濕。粉塵的吸濕能力還隨著環(huán)境溫度上升而下降，隨氣溫的增加而增加。（五）電性質(zhì)

懸浮于空氣中的粉塵通常都帶有電荷。

（六）礦塵的光學(xué)性質(zhì)

1.塵粒對(duì)光的反射能力

當(dāng)塵粒直徑大于1微米時(shí)，光線被直接反射而損失，即光線損失與反射面面積成正比。

2.塵粒的透光程度

透明程度取決于氣流含塵濃度的高低。隨著濃度的增加，透明度將大為減弱。

3.光強(qiáng)衰減程度

光線通過(guò)含塵氣流時(shí)，由于塵粒對(duì)光的吸收和散射作用，會(huì)使光強(qiáng)減弱。

（七）自燃性和爆炸性

三、粉塵的危害

（一）礦塵的產(chǎn)生

1、產(chǎn)生礦塵的主要作業(yè)工序

鉆眼作業(yè)

炸藥爆破

采煤機(jī)割煤、裝煤

掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)

采場(chǎng)支護(hù)、放頂

巷道支護(hù)，特別是錨噴支護(hù)

裝載、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載和提升

通風(fēng)安全設(shè)施的構(gòu)筑2.影響礦塵量的主要因素

（1）地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件

地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層褶曲發(fā)育的地方，產(chǎn)塵量較大，反之則較小。

火成巖浸入，煤體變脆變酥，產(chǎn)塵量的。

開(kāi)采急傾斜煤層比緩傾斜煤層產(chǎn)塵大；厚煤層比薄煤層產(chǎn)塵大。

（2）煤巖的物理性質(zhì)1.危害

（1）對(duì)人體健康的危害；

（2）發(fā)生爆炸，造成人員死亡和經(jīng)濟(jì)損失；

（3）中毒危害；

（4）放射危害。

其中最普遍而嚴(yán)重的危害是能引起塵肺病如：

（1）矽肺?。ㄗ顕?yán)重）；

（2）煤肺?。?/p>

（3）石棉肺?。?/p>

（4）煤矽肺病。

一、塵肺病及其分類(lèi)

塵肺病是工人在生產(chǎn)中長(zhǎng)期吸入大量微細(xì)粉塵而引起的以纖維組織增生為主要特征的肺部疾病。它是一種嚴(yán)重的礦工職業(yè)病，一旦患病，治愈困難。塵肺病發(fā)病緩慢，有一定的潛伏期，不同于瓦斯、煤塵爆炸和冒頂?shù)裙鹿誓敲从|目驚心，因此往往不被人們所重視。而實(shí)際上國(guó)內(nèi)外由塵肺病引發(fā)的礦工傷亡人數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類(lèi)工傷事故的總和。

煤礦塵肺病按吸入礦塵的成分不同，可分為三類(lèi)：

1、硅肺病(矽肺病)：由于吸入含游離SiO2含量較高的巖塵而引起的塵肺病稱為硅肺病（患者多為長(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)的礦工）；

2、煤硅肺病(煤矽肺)：由于同時(shí)吸入煤塵和含游離SiO2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅肺?。ɑ颊叨酁閹r巷掘進(jìn)和采煤的混合工種礦工）；

3、煤肺?。河捎诖罅课朊簤m而引起的塵肺病多屬煤肺?。ɑ颊叨酁殚L(zhǎng)期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工）。

我國(guó)煤礦工人工種變動(dòng)較大，長(zhǎng)期固定從事單一工種的很少，因此煤礦塵肺病中以煤硅肺病比重最大，約占80%左右，單純的硅肺、煤肺病較少。作業(yè)人員從接觸礦塵開(kāi)始到肺部出現(xiàn)纖維化病變所經(jīng)歷的時(shí)間稱為發(fā)病工齡。上述三種塵肺病中最危險(xiǎn)的是硅肺病。其發(fā)病工齡最短(一般在10年左右)，病情發(fā)展快，危害嚴(yán)重。煤肺病的發(fā)病工齡一般為20～30年，煤硅肺病介于兩者之間但接近后者。國(guó)際上最早的關(guān)于礦塵的法規(guī)是由南非金礦在1912年制訂的。其余的國(guó)家相繼在20世紀(jì)的20~30年代提出了相關(guān)的法律法規(guī)。但是，這些法規(guī)主要涉及矽肺病。在當(dāng)時(shí)，人們還沒(méi)有意識(shí)到煤塵的危害。從30年代開(kāi)始，被確診的礦工塵肺病數(shù)量急劇上升。英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)在南威爾士的煤礦工人中作了關(guān)于呼吸疾病的調(diào)查，以后歐洲大陸各國(guó)和美國(guó)都認(rèn)識(shí)到煤塵的危害性。人們對(duì)礦塵導(dǎo)致塵肺病的認(rèn)識(shí)用了很長(zhǎng)時(shí)間，究其原因，主要有三方面：第一，患者從意識(shí)到呼吸系統(tǒng)受到損害到確診可能要幾年的時(shí)間；第二，肺部對(duì)粉塵的反應(yīng)往往類(lèi)似于某些自然發(fā)生的疾病，因此似乎與礦塵沒(méi)有關(guān)系；第三，開(kāi)始使用的粉塵濃度計(jì)量方法是單位體積空氣內(nèi)粉塵顆粒的數(shù)量，這種方式難以反映出塵肺病發(fā)病與礦塵之間的聯(lián)系。這種情況在1959年南非約翰內(nèi)斯堡舉行的國(guó)際塵肺病會(huì)議上得以改變，為了更好地度量粉塵對(duì)健康的潛在危害，會(huì)議決定用質(zhì)量法取代計(jì)數(shù)法來(lái)計(jì)量粉塵濃度，會(huì)議還接受了英國(guó)醫(yī)學(xué)研究會(huì)提出的呼吸性粉塵概念，即能進(jìn)入肺泡區(qū)的粉塵稱為呼吸性粉塵。二、塵肺病的發(fā)病機(jī)理肺部是人體吸入氧氣進(jìn)行新陳代謝行為的器官。通過(guò)反復(fù)吸入和呼出空氣，使空氣靠近血液，兩片肺葉被厚約0.5μm的極薄的隔膜分開(kāi)。氧氣通過(guò)隔膜從空氣中擴(kuò)散到血液里，同時(shí)二氧化碳通過(guò)相反的方向擴(kuò)散。兩種氣體各自的交換由隔膜兩側(cè)的濃度差驅(qū)動(dòng)。呼吸系統(tǒng)自身的防御機(jī)制可以抵御那些吸入空氣中存在的氣態(tài)或者懸浮的污染氣體。然而，這種體系不能抵抗有毒或者致癌物的入侵。另外，長(zhǎng)期暴露在超高濃度的粉塵里，肺部防御體系超負(fù)荷工作，不但使氣體交換效率降低，而且容易引起支氣管感染和其他疾病。1、人體的呼吸系統(tǒng)空氣從鼻孔進(jìn)入呼吸系統(tǒng)，通過(guò)一道鼻毛組成的叢狀濾網(wǎng)后進(jìn)入鼻咽。這道濾網(wǎng)是第一道防線，可以排除大顆粒的粉塵。這些顆粒會(huì)一直被截留，直到它們被吹出或通過(guò)鼻咽被吞咽下去。在鼻咽的較大的空間里，空氣速度減慢，在這一區(qū)域，實(shí)際上在通向肺泡的所有空氣通路分支上，管腔壁上有一層纖毛和黏液細(xì)胞。纖毛往復(fù)擺動(dòng)，將纖毛上的黏液?jiǎn)蜗蛩屯聿浚谀抢锟梢员煌萄?。絕大多數(shù)大于10μm的粉塵粒子在空氣被吸入到達(dá)喉部之前都會(huì)被從狀濾網(wǎng)和黏液所捕捉。而從口腔呼入的空氣就饒過(guò)了鼻孔和鼻咽所提供的保護(hù)?？諝饫^續(xù)通過(guò)氣管，氣管直徑約為20mm，長(zhǎng)約120mm并且包含著一系列的堅(jiān)韌的環(huán)形軟骨，氣管又分為左右支氣管，平均直徑約12mm，長(zhǎng)約48mm。當(dāng)然，這些尺寸在不同的個(gè)體之間有著相當(dāng)大的差異?？諝饫^續(xù)向前并被多次細(xì)分進(jìn)入細(xì)支氣管中，它在形狀上類(lèi)似于樹(shù)的根部。被十六次細(xì)分后，細(xì)支氣管的直徑只有0.6mm，人體肺部?jī)?nèi)支氣管的總數(shù)量甚至超過(guò)八千萬(wàn)個(gè)。雖然分支造成獨(dú)立的空氣通路直徑減小，但大量分支的存在使流動(dòng)交叉總面積顯著增加。因此，空氣流速減小到在較小的細(xì)支氣管中空氣流動(dòng)處于完全層流狀態(tài)。所有的細(xì)支氣管壁上都有一層黏液，它們通過(guò)纖毛的運(yùn)動(dòng)被不停的向上排移到氣管。黏液分泌物和所有被捕集到的微粒通常在一天內(nèi)會(huì)被通過(guò)咳嗽或吞咽的方式從氣管里排出?？諝馔分械酿ひ簩油ǔ：鼙?，然而，支氣管疾病會(huì)使黏液層的粘度和厚度增大，限制空氣的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)空氣以較高速度通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音（即呼吸困難，有喘息聲）。最小的細(xì)支氣管在成串的氣囊或肺泡前結(jié)束，這些氣囊約有0.2~0.6mm大小。肺泡壁上附有一層0.5mm厚的膜，也稱上皮細(xì)胞，氣體通過(guò)它們后才發(fā)生交換。據(jù)估計(jì)，一個(gè)健康的成年人肺部平均有3到4億個(gè)肺泡，可用于氣體交換的總面積約為75m2。橫膈膜和胸腔的肌肉運(yùn)動(dòng)引起肺泡與外部大氣間的壓差規(guī)律變化，從而發(fā)生空氣吸入和呼出的正常循環(huán)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的不同，呼吸頻率在每分鐘吸入12～40次之間變化。很少有大于3μm的粉塵顆粒能夠到達(dá)肺泡。人們已經(jīng)提出了眾多模型來(lái)表明顆粒大小與沉降地點(diǎn)的關(guān)系。因?yàn)榉闻菟都念w粒非常微小，所以很難將其從中清除，直徑為0.2μm的粒子的清除概率為0.75，而對(duì)于0.02μm的粒子，概率就降為0.45。肺泡中產(chǎn)生的黏液可以潤(rùn)濕肺泡表面，并使它們自主的膨脹或者收縮。從肺泡中清除粉塵顆粒的任務(wù)由相對(duì)較大的細(xì)胞（10～50μm，也稱噬菌細(xì)胞）完成。這些游離的細(xì)胞可以在肺泡壁上自由移動(dòng)而且可以吞噬直徑最大為10μm的顆粒。噬菌細(xì)胞的平均壽命為一個(gè)月。噬菌細(xì)胞如果吞噬了有毒粒子，它將很快死亡。當(dāng)肺部所吸入的粉塵粒子數(shù)量增加時(shí)，噬菌細(xì)胞的數(shù)量也會(huì)增加。目前還不清楚呼吸性粉塵濃度和噬菌細(xì)胞產(chǎn)生量的關(guān)系，它與粒子的礦物成分有關(guān)，此外，清除已吞噬粉塵的細(xì)胞要比清除正常的無(wú)塵細(xì)胞困難。2、呼吸系統(tǒng)內(nèi)粉塵沉積的機(jī)理呼吸系統(tǒng)某些區(qū)域內(nèi)粉塵粒子的沉積會(huì)根據(jù)粒子大小和其空氣動(dòng)力學(xué)特性、空氣通路的幾何形狀以及氣流形式而發(fā)生變化。沉積最主要的三種機(jī)理為慣性碰撞、重力沉降和擴(kuò)散作用。而對(duì)于某些特殊類(lèi)型的粒子，攔截作用和靜電沉淀作用居主要地位。下面分別討論沉積的五種模式。（1）慣性碰撞作用粉塵顆粒的密度和動(dòng)量與相同體積的空氣相比要大的多。當(dāng)空氣被有規(guī)律的從肺部吸入呼出時(shí)，在隨空氣運(yùn)移的每個(gè)彎曲段，粉塵粒子都趨向于直線運(yùn)動(dòng)并且撞擊在空氣通路的黏液層壁上。粉塵的慣性撞擊沉積隨曲率和空氣流速的增大而增多。解剖發(fā)現(xiàn)，在不同個(gè)體間，分支細(xì)支氣管的拐彎處的沉積有相當(dāng)大的差異。在上部空氣通路，空氣流速較大，可是，較后的通路也具有較大的直徑，粒子在發(fā)生碰撞之前必須穿過(guò)流線傳播更遠(yuǎn)的距離才行。在盡力呼吸過(guò)程中，呼吸速率和空氣速率在系統(tǒng)的各處都增大，將空氣吸入到肺部深處，進(jìn)而，由于鼻孔和叢狀濾網(wǎng)的阻礙作用，將會(huì)增加從口腔的呼吸。由于這些原因，繁重的體力勞動(dòng)由于慣性碰撞而導(dǎo)致的呼吸系統(tǒng)沉積會(huì)上升。由于黏液層逐漸變厚、支氣管感染或肺部受損而造成的空氣通路縮頸也將會(huì)導(dǎo)致較高的空氣流速進(jìn)而增加慣性碰撞造成的沉積。（2）重力沉降重力沉降是指在重力作用下顆粒的沉降，它對(duì)在較低的空氣流速下大于0.5μm的粉塵粒子有效，而較小的顆粒更多地受布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散作用影響。在呼吸循環(huán)的反向期間，鼻咽中的大顆粒粉塵會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔贸练e。另外，重力沉降可以解釋層流狀態(tài)的粉塵在細(xì)支氣管和肺泡中的沉積機(jī)理。（3）擴(kuò)散作用亞微粒子受氣體粒子的撞擊做布朗運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)直徑小于0.5μm的粒子尤為顯著。雖然布朗運(yùn)動(dòng)在呼吸系統(tǒng)的各處都會(huì)發(fā)生，但當(dāng)平均位移變得同空氣通路大小相當(dāng)時(shí)，它會(huì)成為粉塵沉積的有效方式，因此，它在肺泡和較細(xì)的細(xì)支氣管中有著特別重要的作用。（4）攔截和靜電沉淀作用對(duì)于纖維粉塵，攔截有著顯著作用。當(dāng)粉塵長(zhǎng)度與直徑比超過(guò)3時(shí)，我們稱它為纖維粉塵。這些粉塵傾向于朝著空氣流動(dòng)的方向，長(zhǎng)200μm的纖維能夠穿透到到肺的深處。不過(guò)，纖維粉塵末梢可能接觸到空氣通路的壁面，特別是在拐彎處和分支點(diǎn)，在這會(huì)發(fā)生纖維粉塵的聚積。這就是攔截的機(jī)理。在礦井的工作區(qū)域內(nèi)，新產(chǎn)生的礦塵會(huì)帶有較大的靜電量。這些粒子周?chē)苿?dòng)著的電磁場(chǎng)會(huì)誘導(dǎo)呼吸系統(tǒng)空氣通路壁面上的異性電荷，由此產(chǎn)生靜電沉淀并被黏液層捕集。3、塵肺病由吸入粉塵引起的呼吸器官疾病統(tǒng)稱為塵肺病，這里主要討論礦井粉塵產(chǎn)生的疾病。一般的，礦井粉塵并不直接致命，而是通過(guò)使肺部空氣容量逐漸減少，使患者更易感染輕微的呼吸疾?。ㄈ鐐L(fēng)或流感）以及肺結(jié)核，慢性支氣管炎和肺氣腫，實(shí)際上，是這些病加速了死亡。慢性支氣管炎是一種呼吸系統(tǒng)氣管內(nèi)粘膜炎癥，伴隨著周期或持續(xù)的咳嗽。肺氣腫是指由肺泡氣壓過(guò)大而造成的肺泡間隔破壞，這經(jīng)常是支氣管內(nèi)收縮的結(jié)果。肺泡間隔斷裂經(jīng)常發(fā)生在咳嗽期間，臨近的肺泡破裂而相互融合，這將逐漸導(dǎo)致反常的呼吸困難，即使在很輕微的活動(dòng)下。呼吸困難還將導(dǎo)致心臟過(guò)度緊張并有可能導(dǎo)致心臟病并發(fā)癥。(1)纖維變性反應(yīng)前面已介紹纖維變性粉塵促進(jìn)了肺泡結(jié)締內(nèi)纖維組織的異常增生，它開(kāi)始產(chǎn)生在纖維組織，然后向外輻射形成纖維原細(xì)胞。肺泡壁的氣體交換受到阻滯，失去原有彈性，導(dǎo)致有效容積縮小。此外，噬菌細(xì)胞的生成量減少會(huì)加劇肺泡內(nèi)粉塵的聚集。較多的纖維聚集還會(huì)扭曲和破壞血管，引起心臟功能衰竭。(2)煤肺病很多種粉塵（包括煤塵）只會(huì)引起微弱的生理學(xué)反應(yīng)，然而，長(zhǎng)時(shí)間充分暴露在粉塵的滯留聚集區(qū)會(huì)在肺部組織形成色斑，通過(guò)X射線可以觀察到黑色的小圓斑。這些礦塵包括鐵（肺鐵末沉著癥）、錫（錫肺塵）和鋁（鋁塵肺）。被雇用的最初約10～15年里，煤礦工人一般不會(huì)察覺(jué)患有煤肺病，也不會(huì)意識(shí)到勞動(dòng)能力的逐漸喪失。(3)硅肺癥這是塵肺病中最危險(xiǎn)的一類(lèi)，它由游離的二氧化硅粒子所引起（包括石英、砂石和燧石），而不是粘土或耐火土中的硅酸鹽造成的。含有硅石的巖石的采掘和粉碎操作中新產(chǎn)生的粉塵，以及噴砂器中噴出的砂塵所具有的危險(xiǎn)性最大。人們懷疑許多嚴(yán)重的煤肺病病例是因?yàn)槲氲拿簤m中混有石英顆粒。在硅肺癥的早期階段也可以在X光片上看到許多粉塵聚積的局部病灶。X光片顯示，硅塵聚積到一定水平后，肺部表面會(huì)逐漸產(chǎn)生嚴(yán)重的纖維癥。纖維化可能是由硅酸反應(yīng)或者粉塵的電化學(xué)表面活性造成的。三、塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素1、塵肺病的發(fā)病癥狀塵肺病的發(fā)展有一定的過(guò)程，輕者影響勞動(dòng)生產(chǎn)力，嚴(yán)重時(shí)喪失勞動(dòng)能力，甚至死亡。這一發(fā)展過(guò)程是不可逆轉(zhuǎn)的，因此要及早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)治療，以防病情加重，從自覺(jué)癥狀上，塵肺病分為三期，如表12-3-1所示。塵肺病的發(fā)病階段和相應(yīng)的癥狀發(fā)病階段 相應(yīng)癥狀第一期 重體力勞動(dòng)時(shí)，呼吸困難、胸痛、輕度干咳。第二期 中等體力勞動(dòng)或正常工作時(shí)，感覺(jué)呼吸困難，胸痛、干咳或帶痰咳嗽。第三期 做一般工作甚至休息時(shí)，也感到呼吸困難、胸痛、連續(xù)帶痰咳嗽，甚至咯血和行動(dòng)困難2、影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工齡越短，病變的發(fā)展程度越快。對(duì)于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機(jī)質(zhì)(即揮發(fā)分)含量。據(jù)試驗(yàn)，煤化作用程度越低，危害越大。(2)礦塵粒度及分散度塵肺病主要是發(fā)生肺泡內(nèi)。礦塵粒度不同，對(duì)人體的危害性也不同。5μm以上的礦塵對(duì)塵肺病的發(fā)生影響不大；5μm以下的礦塵可以進(jìn)入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險(xiǎn)的粒度是2μm左右的礦塵。由此可見(jiàn)，礦塵的粒度越小，分散度越高，對(duì)人體的危害就越大。(3)礦塵濃度塵肺病的發(fā)生和進(jìn)入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說(shuō)，塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場(chǎng)所的礦塵濃度成正比。國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，在高礦塵濃度的場(chǎng)所工作時(shí)，平均5～10年就有可能導(dǎo)致硅肺病，如果礦塵中的游離SiO2含量達(dá)80%～90%，甚至1.5～2年即可發(fā)病。空氣中的礦塵濃度降低到《規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下，工作幾十年，肺部吸入的礦塵總量仍不足達(dá)到致病的程度。（4）個(gè)體方面的因素礦塵引起塵肺病是通過(guò)人體而進(jìn)行的，所以人的機(jī)體條件，如年齡、營(yíng)養(yǎng)、健康狀況、生活習(xí)性、衛(wèi)生條件等，對(duì)塵肺的發(fā)生、發(fā)展有一定的影響。塵肺病在目前的技術(shù)水平下盡管很難完全治愈，但它是可以預(yù)防的。只要積極推廣綜合防塵技術(shù)，就可以達(dá)到降低塵肺病的發(fā)病率及死亡率的目的。接觸職業(yè)病危害作業(yè)的勞動(dòng)者的職業(yè)健康檢查周期

二、煤塵爆炸及預(yù)防

1、煤塵爆炸機(jī)理

煤被破碎成煤塵后，其比表面積顯著增大，與氧的接觸面積及吸附氧分子的數(shù)量亦相應(yīng)增加。在高溫?zé)嵩醋饔孟?，氧分子與碳發(fā)生氧化反應(yīng)而生熱，并促進(jìn)了煤塵粒子在高溫下的熱分解而產(chǎn)生可燃?xì)怏w，如揮發(fā)份含量為20~26%的1kg焦煤，受熱后能放出可燃?xì)怏w295~350L，這些可燃?xì)怏w與空氣混合后便著火燃燒。局部燃燒放出的熱量以分子熱傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流等復(fù)合傳熱方式傳給附近懸浮著的煤塵，又使這些煤粒子受熱分解，產(chǎn)生可燃?xì)怏w而著火燃燒，于是燃燒便如此循環(huán)地繼續(xù)下去，隨著每個(gè)循環(huán)的逐次進(jìn)行，反應(yīng)速度也逐次加快，定常燃燒非常迅速地轉(zhuǎn)變成激烈的非定常燃燒，從而在極短的時(shí)間內(nèi)，使空間氣體的壓力猛烈增高，形成了煤塵爆炸。2.煤塵爆炸的條件

煤塵爆炸必須同時(shí)具備四個(gè)條件，缺一不可。

(1)煤塵本身具有爆炸性。

(2)浮塵達(dá)到爆炸濃度。一般認(rèn)為煤塵爆炸的下限濃度為30～50g/m3，上限濃度為1500～2000g/m3。其中爆炸威力最強(qiáng)的濃度范圍為300～500g/m3。

(3)有足以點(diǎn)燃煤塵的熱源。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，我國(guó)煤塵爆炸的引燃溫度在610～1050℃之間，一般為700～800℃，煤塵爆炸的最小點(diǎn)燃能量為4.5～40mJ。

(4)氧氣濃度。井下空氣中氧含量低于17%時(shí)，煤塵不能引燃而失去爆炸性。

3.煤塵爆炸的特征

煤塵爆炸與氣體爆炸不同，有以下一些特點(diǎn)：

（1）易產(chǎn)生連續(xù)爆炸

煤塵爆炸的氧化反應(yīng)和瓦斯爆炸一樣，主要在氣相條件內(nèi)進(jìn)行。煤塵的燃燒速度和爆炸壓力比氣體的要小，但燃燒帶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，表現(xiàn)出顯著的破壞能力。一般來(lái)說(shuō)，爆炸開(kāi)始于局部，產(chǎn)生的沖擊波較小，但卻可擾動(dòng)周?chē)两刀逊e的煤塵并使之飛揚(yáng)，由于熱和光的傳遞與輻射，進(jìn)而發(fā)生再次爆炸，這就是所謂的二次爆炸。如此循環(huán)，還可形成第三次、第四次等數(shù)次爆炸。其爆炸的火焰及爆炸波的傳播速度都將一次比一次加快。爆炸壓力也將一次比一次增高，呈跳躍式發(fā)展。煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰速度可達(dá)1120m／s，沖擊波的速度可達(dá)2000m／s，爆炸的壓力可達(dá)到1700kPa。在煤礦井下，這種爆炸有時(shí)沿巷道傳播數(shù)千米以外，而且距爆源點(diǎn)越遠(yuǎn)其破壞性越嚴(yán)重。因此，煤塵爆炸具有易產(chǎn)生連續(xù)爆炸、受災(zāi)范圍廣、災(zāi)害程度嚴(yán)重的重要特點(diǎn)。（2）產(chǎn)生粘塊與皮渣。煤塵爆炸時(shí)，對(duì)于結(jié)焦性煤塵(氣煤、肥煤及焦煤的煤塵)會(huì)產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊粘附在支架、巷道壁或煤壁等上面。根據(jù)這些爆炸產(chǎn)物，可以判斷發(fā)生的爆炸事故是屬于瓦斯爆炸或煤塵爆炸。同時(shí)還可以根據(jù)煤塵爆炸產(chǎn)生的皮渣與粘塊粘附在支柱上的位置直觀判斷煤塵爆炸的強(qiáng)度，但是只有氣煤、肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤塵爆炸時(shí)，才能產(chǎn)生“粘焦”。煤塵爆炸強(qiáng)度的直觀判斷方法爆炸強(qiáng)度 廢渣與粘塊黏附在支柱上的位置弱爆炸 廢渣與粘塊黏附在支柱兩側(cè)，迎風(fēng)側(cè)較密中等爆炸 廢渣與粘塊主要黏附在支柱的迎風(fēng)側(cè)強(qiáng)爆炸 廢渣與粘塊黏附在支柱的背風(fēng)側(cè)，迎風(fēng)側(cè)有火燒痕跡（3）產(chǎn)生大量有毒有害氣體煤塵爆炸時(shí)，要產(chǎn)生比沼氣爆炸生成量多的有毒有害氣體，其生成量與煤質(zhì)和爆炸的強(qiáng)度等有關(guān)。一次煤塵爆炸后氣體成分組成的成分其中CO~CO2的濃度較大，O2濃度很小，這是煤塵爆炸造成人員傷亡的主要原因。煤塵爆炸后的氣體組成氣體名稱 濃度（%） 氣體名稱 濃度（%）CO 8.15N2 73.75CO2 11.25 H2 2.75CH4等 2.95 O2 1.15（4）揮發(fā)分含量減少煤塵爆炸時(shí)，它的揮發(fā)分含量將減少，對(duì)于不結(jié)焦煤塵(即爆炸時(shí)不產(chǎn)生焦炭皮渣與粘塊的煤塵)，可利用這一特點(diǎn)來(lái)判斷井下的爆炸事故中煤塵是否參與了爆炸。

(二)影響煤塵爆炸的因素

1.煤的揮發(fā)分

一般情況下，煤塵的可燃揮發(fā)分越高，越易爆炸。因?yàn)槊簤m爆炸主要是在塵粒分解的可燃?xì)怏w中進(jìn)行的。

2.煤的水分

煤中水分具有減弱和阻礙爆炸的性質(zhì)，因?yàn)椋好褐兴謱?duì)塵粒起粘結(jié)作用，減少表面積，增大顆粒，降低飛揚(yáng)能力；煤中水分起吸熱、降溫阻燃作用。

3.煤的灰分

灰分是不燃性物質(zhì)，能吸收能量，阻擋熱輻射，破壞鏈反應(yīng)，降低煤塵的爆炸性。實(shí)驗(yàn)證明，只有灰分達(dá)到40%以上時(shí)，爆炸性才顯著下降，采用巖粉棚撒布巖粉就是利用灰分能夠削弱煤塵爆炸這一原理來(lái)制止煤塵爆炸的。

4.煤塵粒度

粒度對(duì)爆炸性有極大的影響。1mm以下粒徑煤塵都能參與爆炸，總的來(lái)說(shuō)，煤塵粒度越小，表面積越大，受熱及氧化作用越快，加速了釋放可燃?xì)怏w，所以越易爆炸，且爆炸性強(qiáng)，特別是30μm～75μm的煤塵爆炸性最強(qiáng)。煤塵粒度越小所需引燃溫度越低，且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁?/p>

5.空氣中的瓦斯?jié)舛?/p>

瓦斯是可燃?xì)怏w，當(dāng)其混入巷道空間時(shí)，煤塵爆炸的下限濃度會(huì)降低。

6.空氣中氧含量

井下空氣中氧含量低于17%時(shí)，煤塵不能引燃而失去爆炸性。

7.引爆熱源

引爆熱源的溫度越高，能量越大，越容易點(diǎn)燃煤塵云，煤塵初始爆炸強(qiáng)度也越大；溫度越低，能量越小，越難點(diǎn)燃煤塵云，即使能引起爆炸，初始爆炸強(qiáng)度也小。

(三)防塵系統(tǒng)（規(guī)程644條）

1.水源、水壓、水量及其水質(zhì)

具體要求有：水源、水壓、水量能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，如：轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧，綜掘機(jī)、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧；水質(zhì)要求有兩方面，一是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，如細(xì)菌、微生物等含量；二是滿足使用，如懸浮物含量。

2、管路系統(tǒng)

主要運(yùn)輸巷道、帶式輸送機(jī)斜井與平巷、上山與下山、采區(qū)運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷、采煤工作面運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷、掘進(jìn)巷道、煤倉(cāng)放煤口、溜煤眼放煤口、卸載點(diǎn)等地點(diǎn)必須敷設(shè)供水管路。

(三)預(yù)防煤塵爆炸事故的技術(shù)措施

1.減、降塵措施（控制浮塵濃度）

具體有：

(1)煤層注水。在采煤工作面開(kāi)采之前，預(yù)先在煤層中打若干鉆孔，通過(guò)鉆孔注入一定壓力的適量的水，使其滲入煤體內(nèi)部，增加煤體的水分，達(dá)到均勻濕潤(rùn)，從而減少煤層開(kāi)采過(guò)程中煤塵的產(chǎn)生量，據(jù)測(cè)量，煤層注水可減少煤塵生成量40～90%。

(三)防塵系統(tǒng)（規(guī)程644條）

3.三通閥門(mén)

膠帶巷每隔50m，其它巷道每隔100m敷設(shè)一個(gè)。

4、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧

所有轉(zhuǎn)載點(diǎn)均安設(shè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧；

采掘機(jī)內(nèi)外噴霧、移架?chē)婌F。

5、凈化水幕

采煤工作面進(jìn)回風(fēng)巷、主要進(jìn)風(fēng)大巷及回風(fēng)斜井和掘進(jìn)工作面；

采煤工作面距上下出口不超過(guò)30m，掘進(jìn)工作面距迎頭不超過(guò)50m。

(三)預(yù)防煤塵爆炸事故的技術(shù)措施

1.減、降塵措施（控制浮塵濃度）

具體有：

(1)煤層注水。在采煤工作面開(kāi)采之前，預(yù)先在煤層中打若干鉆孔，通過(guò)鉆孔注入一定壓力的適量的水，使其滲入煤體內(nèi)部，增加煤體的水分，達(dá)到均勻濕潤(rùn)，從而減少煤層開(kāi)采過(guò)程中煤塵的產(chǎn)生量，據(jù)測(cè)量，煤層注水可減少煤塵生成量40～90%。

1、煤層注水減塵原理（1）煤層注水減塵原理及作用煤層注水是用水預(yù)先濕潤(rùn)煤體。煤層在開(kāi)采之前，打若干鉆孔，通過(guò)鉆孔向煤體注入壓力水，使其滲入煤體內(nèi)部，增加煤層水分。水進(jìn)入煤體后，先沿阻力較低的大裂隙以較快的速度流動(dòng)，注水壓力增高可使在裂隙中的運(yùn)動(dòng)速度加快，毛細(xì)作用力隨孔徑變細(xì)而增加。注水實(shí)踐表明，大的裂隙和孔隙中水的運(yùn)動(dòng)主要靠注水的壓力，而細(xì)小孔隙中水的運(yùn)動(dòng)主要靠毛細(xì)管作用，因此，水在各級(jí)孔隙中運(yùn)動(dòng)速度差異很大。煤體開(kāi)始注水后，水可以較快地到達(dá)一些裂隙中，但細(xì)小的孔隙則需要較長(zhǎng)時(shí)間。根據(jù)國(guó)外理論研究表明，在同樣壓力下，水在半大孔隙中的運(yùn)動(dòng)速度要比細(xì)微孔隙中大一千倍。從注水現(xiàn)場(chǎng)觀察也證明，濕潤(rùn)煤體的層理、節(jié)理面只需數(shù)小時(shí)到數(shù)天，而使煤體大部分細(xì)微孔隙濕潤(rùn)則需要十余天到數(shù)十天。由于水分子的直徑為2.6×10－10m，因此10－9m以下的細(xì)微孔隙不能考慮在注水濕潤(rùn)的范圍內(nèi)。煤層注水是回采工作面最重要的防塵措施之一。注水后的煤體，在回采及整個(gè)生產(chǎn)流程中，都具有連續(xù)的防塵作用，而其它防塵措施則為局部的。煤層注水的減塵作用主要有以下三個(gè)方面：

1）煤體內(nèi)的裂隙中存在著原生煤塵，水進(jìn)入后，可將原生煤塵濕潤(rùn)并粘結(jié)，使其在破碎時(shí)失去飛揚(yáng)能力，從而有效地消除這一塵源。

2）水進(jìn)入煤體各級(jí)孔、裂隙，甚至1μm以下的微孔隙中也充滿了毛細(xì)作用滲入的水，使煤體均勻濕潤(rùn)。當(dāng)煤體在開(kāi)采中受到破碎時(shí)，絕大多數(shù)破碎面均有水存在，從而抑制了煤塵的產(chǎn)生。3）水進(jìn)人煤體后使其塑性增強(qiáng)，脆性減弱，改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)煤體因開(kāi)采而破碎時(shí)，脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃?，因而減少了煤塵的產(chǎn)生量。（2）煤層中的孔、裂隙特征及水在煤層中的滲透煤層的多孔性和裂隙性乃是煤層注水的先決條件，直接影響到注水效果。煤體的裂隙和孔隙，大體可分為三類(lèi)：1）原生裂隙①內(nèi)生裂隙和層理面：煤層形成過(guò)程中，由于內(nèi)部應(yīng)力的變化所產(chǎn)生的裂隙，內(nèi)生裂隙與層理面通常相互垂直。②外生裂隙：煤層形成后，由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用，煤層受外力產(chǎn)生剪切，形成與層理面斜交的裂隙。這些裂隙和層理面、內(nèi)生裂隙相互交錯(cuò)在一起。

2）次生裂隙：煤體由于受巷道布置及周?chē)蓜?dòng)影響，地壓重新分布時(shí)煤體移動(dòng)、變形所產(chǎn)生的裂隙。3）微小孔隙：在成煤過(guò)程中，成煤物質(zhì)變質(zhì)不斷泄出氣體和水所形成。根據(jù)原蘇聯(lián)礦業(yè)研究所的分類(lèi)法，煤體的孔隙可分為五個(gè)等級(jí)：微孔——孔徑為10-8m以下；過(guò)渡孔——孔徑為10-8~10-7m；半大孔——孔徑為10-7~10-6m；大孔——孔徑為10-6~10-4m；可見(jiàn)孔——孔徑為100-4m以上。按上述孔徑，對(duì)水分子來(lái)將，孔徑在10-8m以下者，只能構(gòu)成對(duì)水的吸附容積，不能滲透，10-8~10-7m以上的孔徑才具有較強(qiáng)的擴(kuò)散和滲透作用。2、影響煤層注水效果的因素（1）煤的裂隙和孔隙的發(fā)育程度在煤層注水工藝中，根據(jù)注水壓力數(shù)值的高低，習(xí)慣上可分為低壓注水、中壓注水和高壓注水。低壓注水的壓力小于2.45MPa，中壓注水壓力為2.45—7.84MPa，高壓注水壓力大于7.84MPa。我國(guó)目前煤層注水實(shí)際使用的水壓最高不超過(guò)14.7MPa，其中大多屬于中、低壓注水。對(duì)于不同成因及煤巖種類(lèi)的煤層來(lái)說(shuō)，其裂隙和孔隙的發(fā)育程度不同，注水效果差異也較大。煤體的裂隙越發(fā)育則越易注水，可采用低壓注水，否則需采用高壓注水才能取得預(yù)期效果，但是當(dāng)出現(xiàn)一些較大的裂隙（如斷層、破裂面等），注水易散失于遠(yuǎn)處或煤體之外，達(dá)不到預(yù)濕煤體的目的。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，當(dāng)煤層的孔隙率為1-4%時(shí)，煤層的透水性較差，注水無(wú)效果，孔隙率4%這一數(shù)值，可作為煤層能否注水的下限值；孔隙率為5-14%時(shí)，煤層能注水，且有較好的濕潤(rùn)效果；孔隙率為15時(shí)煤層的透水性最高，注水效果最佳；而當(dāng)孔隙率達(dá)40%時(shí)，煤層成為多孔均質(zhì)體，天然水分豐富則無(wú)需注水，此多屬于褐煤。（2）上覆巖層壓力及支承壓力地壓的集中程度與煤層的埋藏深度有關(guān)，煤層埋藏越深則地層壓力越大，而裂隙和孔隙變得更小，導(dǎo)致透水性能降低，因而隨著礦井開(kāi)采深度的增加，要取得良好的煤體濕潤(rùn)效果，需要提高注水壓力。在長(zhǎng)壁工作面的超前集中應(yīng)力帶以及其他大面積采空區(qū)附近的集中應(yīng)力帶，因承受的壓力增高．其煤體的孔隙率與受采動(dòng)影響的煤體相比，要小60%～70%，減弱了煤的透水性。（3）液體性質(zhì)的影響煤是極性小的物質(zhì)，水是極性大的物質(zhì)，兩者之間極性差越小，越易濕潤(rùn)。為了降低水的表面張力，減小水的極性，提高對(duì)煤的濕潤(rùn)效果．可以在水中添加表面活性劑。陽(yáng)泉一礦在注水時(shí)加入0.5%濃度的洗衣粉，注水速度比原來(lái)提高24%。（4）煤層內(nèi)的瓦斯壓力煤層內(nèi)的瓦斯壓力是注水的附加阻力。水壓克服瓦斯壓力后才是注水的有效壓力，所以在瓦斯壓力大的煤層中注水時(shí)，往往要提高注水壓力，以保證濕潤(rùn)效果。（5）注水參數(shù)的影響煤層注水參數(shù)是指注水壓力、注水速度、注水量和注水時(shí)間。注水量或煤的水分增量是煤層注水效果的標(biāo)志，也是決定煤層注水除塵率高低的重要因素．通常，注水量或煤的水分增量變化在50%到80%之間，注水量和煤的水分增量都和煤層的滲透性、注水壓力、注水速度以及注水時(shí)間有關(guān)。3、煤層注水方式注水方式按注水鉆孔的位置、長(zhǎng)度和方向，可分為工作面上短孔注水、長(zhǎng)孔注水和工作面走向長(zhǎng)孔注水三種方式（1）工作面短孔注水短孔注水是在回采工作面垂直煤壁或與煤壁斜交打鉆孔注水，孔長(zhǎng)為工作面一個(gè)循環(huán)的長(zhǎng)度，一般為2m左右，采用低壓注水。一次注水濕潤(rùn)一個(gè)循環(huán)進(jìn)度的煤體范圍。由于短孔處于煤層的卸壓區(qū)，煤體內(nèi)產(chǎn)生有大量的次生裂隙，它與煤體的原生裂隙溝通交織在一起，形成較發(fā)育的裂隙網(wǎng)，使煤體透水性增強(qiáng)，注水壓力一般不需要大；此外該方式，設(shè)備簡(jiǎn)單，具有較大的適應(yīng)性和靈活性，在我國(guó)許多礦區(qū)得到了應(yīng)用。但由于注水作業(yè)在工作面內(nèi)進(jìn)行，與采煤工藝互相交叉，注水時(shí)間短，影響煤體內(nèi)微孔隙的均勻濕潤(rùn)，會(huì)降低注水效果。（2）工作面深孔注水它是在回采工作面垂直煤壁打鉆孔注水，孔長(zhǎng)為采煤工作面數(shù)個(gè)循環(huán)進(jìn)度，一般為10m左右。由于受采場(chǎng)集中應(yīng)力的影響，深部煤體的次生裂隙尚未大量形成，通常注水壓力較高，但水進(jìn)入煤體裂隙后不易流失，能夠比較均勻地進(jìn)入煤體的微孔隙中，濕潤(rùn)效果較好，且一次注水可濕潤(rùn)多個(gè)循環(huán)的煤體范圍。（2）工作面走向長(zhǎng)孔注水它是從回采工作面的運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷，沿煤層傾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔長(zhǎng)30～100m；當(dāng)工作面長(zhǎng)度超過(guò)120m而單向孔達(dá)不到設(shè)計(jì)深度或煤層傾角有變化時(shí)，可采用上向、下向鉆孔聯(lián)合布置鉆孔注水。由于長(zhǎng)鉆孔注水作業(yè)超前于工作面，使注水有充足的時(shí)間，給水在煤體孔隙中的毛細(xì)滲透創(chuàng)造了條件，水可以長(zhǎng)時(shí)期地緩慢地進(jìn)入煤體的細(xì)微孔隙，濕潤(rùn)的效果較好。長(zhǎng)鉆孔注水使煤體能得到大面積的預(yù)先濕潤(rùn)，一個(gè)鉆孔一次濕潤(rùn)的采煤面積可達(dá)數(shù)百平方米以上，一次濕潤(rùn)的煤量可達(dá)數(shù)千噸。濕潤(rùn)范圍較大，提高了注水效率。注水施工遠(yuǎn)離采煤工作面，大大減少了采煤和注水作業(yè)的相互干擾和影響，使注水能正常地持續(xù)進(jìn)行。長(zhǎng)鉆孔注水的濕潤(rùn)范圍處于工作面前方的煤層原始?jí)毫е?，煤層尚未受到支撐壓力的影響和破壞，因此水進(jìn)入煤體裂隙、孔隙后不易泄水流失，對(duì)頂?shù)装宓挠绊懸草^小。長(zhǎng)鉆孔注水施工比較集中，易于管理，為實(shí)現(xiàn)全礦井注水施工專業(yè)化創(chuàng)造了條件，便于普遍推廣和長(zhǎng)期堅(jiān)持。長(zhǎng)鉆孔注水的鉆孔比較長(zhǎng)，這就要求煤層的賦存情況比較穩(wěn)定，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，以利于鉆孔施工。在那些煤層層厚及傾角變化很大、斷層褶曲較多的煤層中，鉆孔施工困難較大。按照供水的動(dòng)力方式，煤層注水又分為靜壓注水和動(dòng)壓注水兩種。（1）靜壓注水靜壓注水是利用地面或上水平的靜水壓力，通過(guò)礦井防塵管網(wǎng)直接將水引入鉆孔向煤體的注水方式。（2）動(dòng)壓注水動(dòng)壓注水是利用水泵提供的壓力向煤體的注水方式。水泵可以設(shè)在地面集中加壓，也可直接設(shè)在注水地點(diǎn)進(jìn)行加壓。通常靜壓注水時(shí)間長(zhǎng)，一般數(shù)月，少則數(shù)天；動(dòng)壓注水時(shí)間短，一般為幾天，短的僅為幾十小時(shí)。

(2)濕式打眼。在工作面使用電鉆或風(fēng)鉆打眼時(shí)，將壓力水送入并充滿孔底，以濕潤(rùn)、沖洗和排出產(chǎn)生的煤塵，從而達(dá)到減塵目的。

(3)使用水炮泥。炮泥分粘土炮泥和水炮泥兩種，在封堵炮眼時(shí)，不僅要用粘土炮泥，而且要使用水炮泥。水炮泥在爆炸后形成水霧起到降塵、吸收炮煙和消焰降溫等作用，降塵達(dá)80%左右。

(4)通風(fēng)防塵。通風(fēng)除塵是稀釋和排除工作地點(diǎn)懸浮粉塵，防止過(guò)量積累的有效措施，據(jù)試驗(yàn)觀測(cè)，當(dāng)風(fēng)速增加到1.5～2m/s時(shí)，作業(yè)地點(diǎn)的礦塵濃度將降到最低值，故稱最優(yōu)排塵風(fēng)速。

(5)噴霧灑水。將水霧化成微細(xì)水滴噴射于空氣中與浮塵碰撞接觸，塵粒被水捕捉而附于水滴上或者濕潤(rùn)的塵?；ハ嗄纱箢w粒，從而加速其沉降，使之盡快變?yōu)槁鋲m。其廣泛用于采掘機(jī)械、爆破作業(yè)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、巷道風(fēng)流凈化等。掘進(jìn)機(jī)較好的內(nèi)外噴霧系統(tǒng)可使空氣中含塵量減少85～95%。

(6)刷洗巖幫。是指刷白巷道和沖洗巖幫，清除落塵。

(7)除塵器除塵

2.防止煤塵引燃的措施

3.隔絕煤塵爆炸的措施

(1)撒布巖粉

撤布巖粉是指定期在井下某些巷道中撒布惰性巖粉，增加沉積煤塵的灰分，抑制煤塵爆炸的傳播。在開(kāi)采有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中，應(yīng)該撒巖粉的地點(diǎn)有：采掘工作面的運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷；煤層經(jīng)常積聚的地點(diǎn)；有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層和無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層同時(shí)開(kāi)采時(shí)，連接這兩類(lèi)煤層的巷道。

惰性巖粉一般為石灰?guī)r粉和泥巖粉。對(duì)惰性巖粉的要求是：

（1）可燃物含量不超過(guò)5%，游離SiO2含量不超過(guò)10%；

（2）不含有害有毒物質(zhì)，吸濕性差；

（3）粒度應(yīng)全部通過(guò)50號(hào)篩孔(即粒徑全部小于0.3mm)，且其中至少有70%能通過(guò)200號(hào)篩孔(即粒徑小于0.075mm)。

撒布巖粉時(shí)要求把巷道的頂、幫、底及背板后側(cè)暴露處都用巖粉覆蓋；巖粉的最低撒布量在做煤塵爆炸鑒定的同時(shí)確定，但煤塵和巖粉的混合煤塵，不燃物含量不得低于80%；撒布巖粉的巷道長(zhǎng)度不小于300m，如果巷道長(zhǎng)度小于300m時(shí)，全部巷道都應(yīng)撒布巖粉。對(duì)巷道中的煤塵和巖粉的混合粉塵，每三個(gè)月至少應(yīng)化驗(yàn)一次，如果可燃物含量超過(guò)規(guī)定含量時(shí)，應(yīng)重新撒布。

(2)設(shè)置水棚

水棚包括水槽棚和水袋棚兩種，設(shè)置應(yīng)符合以下基本要求：

（1）主要隔爆棚組應(yīng)采用水槽棚，水袋棚只能作為輔助隔爆棚組；

（2）水棚組應(yīng)設(shè)置在巷道的直線段內(nèi)。其用水量按巷道斷面計(jì)算，主要隔爆棚組的用水量不小于400L/m2，輔助水棚組不小于200L/m2；

（3）相鄰水棚組中心距為0.5~1.0m，主要水棚組總長(zhǎng)度不小于30m，輔助水棚組不小于20m；

（4）首列水棚組距工作面的距離，必須保持在60/200m范圍內(nèi)；

（5）水槽或水袋距頂板、兩幫距離不小于0.1m，其底部距軌面不小于1.8m；

（6）水內(nèi)如混入煤塵量超過(guò)5%時(shí)，應(yīng)立即換水。（3）設(shè)置巖粉棚巖粉棚分輕型和重型兩類(lèi)。結(jié)構(gòu)如圖12-4-10所示，它是由安裝在巷道中靠近頂板處的若干塊巖粉臺(tái)板組成，臺(tái)板的間距稍大于板寬，每塊臺(tái)板上放置一定數(shù)量的惰性巖粉，當(dāng)發(fā)生煤塵爆炸事故時(shí)，火焰前的沖擊波將臺(tái)板震倒，巖粉即彌漫于巷道中，火焰到達(dá)時(shí)，巖粉從燃燒的煤塵中吸收熱量，使火焰?zhèn)鞑ニ俣妊杆傧陆?，直至熄滅。巖粉棚的設(shè)置應(yīng)遵守以下規(guī)定：（1）按巷道斷面積計(jì)算，主要巖粉棚的巖粉量不得少于400kg/m2，輔助巖粉棚不得少于200kg/m2；（2）輕型巖粉棚的排間距1.0~2.0m，重型為1.2~3.0m；（3）巖粉棚的平臺(tái)與側(cè)幫立柱(或側(cè)幫)的空隙不小于50mm，巖粉表面與頂梁(頂板)的空隙不小于100mm，巖粉板距軌面不小于1.8m；（4）巖粉棚可能發(fā)生煤塵爆炸的地點(diǎn)不得小于60m，也不得大于300m；（5）巖粉板與臺(tái)板及支撐板之間，嚴(yán)禁用釘固定，以利于煤塵爆炸時(shí)巖粉板有效地翻落；（6）巖粉棚上的巖粉每月至少檢查和分析一次，當(dāng)巖粉受潮變硬或可燃物含量超過(guò)20%時(shí)，應(yīng)立即更換，巖粉量減少時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)充。對(duì)產(chǎn)生煤（巖）塵的地點(diǎn)應(yīng)采取防塵措施：（一）掘進(jìn)井巷和硐室時(shí)，必須采取濕式鉆眼、沖洗井壁巷幫、水炮泥、爆破噴霧、裝巖（煤）灑水和凈化水幕等綜合防塵措施。（二）采煤工作面應(yīng)采取煤塵注水防塵措施，有下列情況之一的除外：1.圍巖有嚴(yán)重吸水膨脹性質(zhì)、注水后易造成頂板垮塌或底板變形，或者地質(zhì)情況復(fù)雜、頂板破壞嚴(yán)重，注水后影響采煤安全的煤層；2.注水后會(huì)影響采煤安全或造成勞動(dòng)條件惡化的薄煤層；3.原有自然水分或防滅火灌漿后水分大于4%的煤層；4.孔隙率小于4%的煤層；5、煤層很松軟、破碎，打鉆孔時(shí)易塌孔、難成孔的煤層；6.采用下行垮落法開(kāi)采近距離煤層群或分層開(kāi)采厚煤層，上層或上分層的采空區(qū)采取灌水防塵措施時(shí)的下一層或下一分層。（三）炮采工作面應(yīng)采取濕式打眼，使用水炮泥；爆破前、后應(yīng)沖洗煤壁，爆破時(shí)應(yīng)噴霧降塵，出煤時(shí)灑水。（四）采煤機(jī)必須安裝內(nèi)、外噴霧裝置。截煤時(shí)必須噴霧降塵，內(nèi)噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于1.5MPa，噴霧流量應(yīng)與機(jī)型相匹配。如果內(nèi)噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得小于4MPa。無(wú)水或噴霧裝置損壞時(shí)必須停機(jī)。掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，應(yīng)使用內(nèi)、外噴霧裝置，內(nèi)噴霧裝置的使用水壓不得小于3MPa，外噴霧裝置的使用水壓不得小于1.5MPa；如果內(nèi)噴霧裝置的使用水壓小于3MPa或無(wú)內(nèi)噴霧裝置，則必須使用外噴霧裝置和除塵器。液壓支架和放頂煤采煤工作面的放煤口，必須安裝噴霧裝置，降柱、移架或放煤時(shí)同步噴霧。破碎機(jī)必須安裝防塵罩和噴霧裝置或除塵器。（五）采煤工作面回風(fēng)巷應(yīng)安設(shè)風(fēng)流凈化水幕。（六）井下煤倉(cāng)放煤口、溜煤眼放煤口、輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)和卸載點(diǎn)，以及地面篩分廠、破碎車(chē)間、帶式輸送機(jī)走廊、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等地點(diǎn)，都必須安設(shè)噴霧裝置或除塵器，作業(yè)時(shí)進(jìn)行噴霧降塵或用除塵器除塵。（七）在煤、巖層中鉆孔，應(yīng)采取濕式鉆孔。煤（巖）與瓦斯突出煤層或軟煤層中瓦斯抽放鉆孔難以采取濕式鉆孔時(shí)，可采取干式鉆孔，但必須采取捕塵、降塵措施，工作人員必須佩帶降塵保護(hù)用品。煤礦作業(yè)場(chǎng)所粉塵濃度要求（國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第73號(hào)《煤礦作業(yè)場(chǎng)所職業(yè)病防治規(guī)定》第四十二條：井工煤礦采煤機(jī)作業(yè)時(shí)，必須使用內(nèi)、外噴霧裝置。內(nèi)噴霧壓力不得低于2MPa，外噴霧壓力不得低于4MPa。內(nèi)噴霧裝置不能正常使用時(shí)，外噴霧壓力不得低于8MPa，否則采煤機(jī)必須停機(jī)。液壓支架必須安裝自動(dòng)噴霧降塵裝置，實(shí)現(xiàn)降柱、移架同步噴霧。破碎機(jī)必須安裝防塵罩，并加裝噴霧裝置或者除塵器。放頂煤采煤工作面的放煤口，必須安裝高壓噴霧裝置（噴霧壓力不低于8MPa）或者采取壓氣噴霧降塵。第四十三條：井工煤礦掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用內(nèi)、外噴霧裝置和控塵裝置、除塵器等構(gòu)成的綜合防塵系統(tǒng)。掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧壓力不得低于2MPa，外噴霧壓力不得低于4MPa。內(nèi)噴霧裝置不能正常使用時(shí)，外噴霧壓力不得低于8MPa；除塵器的