礦塵的性質(zhì)及危害

第一章 礦塵的性質(zhì)及危害第一節(jié)礦塵及其計量指標(biāo)一、礦塵的概念能夠較長時間呈浮游狀態(tài)存在于空氣中的一切固體微小顆粒稱為粉巖礦微粒的總稱)0.75mm～1mm10μm～45μm巖粉塵粒。二、礦塵的分類礦塵除按其成分分為煤塵和巖塵外，還可以有多種不同的分類方法。按礦塵粒徑劃分粗塵：粒徑大于40μm，相當(dāng)于一般篩分的最小粒徑，在空氣中極易沉降。細塵：粒徑為10μm～40μm，在光明的光線下，肉眼可以看到，在靜止空氣中作加速沉降運動。0.25μm～10μm，用光學(xué)顯微鏡可以觀看到降運動。超微塵：粒徑小于0.25μm，要用電子顯微鏡才能觀看到，在空氣中作集中運動。按礦塵成因劃分原生礦塵：在開采之前因地質(zhì)作用和地質(zhì)變化等緣由而生成的礦塵。原生礦塵存在于煤體和巖體的節(jié)理、層理和裂隙之中。次生礦塵：在采掘、裝載、轉(zhuǎn)運等生產(chǎn)過程中，因裂開煤巖而產(chǎn)生的礦塵。次生礦塵是煤礦井下礦塵的主要來源。按礦塵的存在狀態(tài)劃分浮游礦塵：懸浮于礦井空氣中的礦塵。簡稱浮塵。沉積礦塵：從礦井空氣中沉降下來的礦塵。簡稱落塵。浮塵和落塵在不同風(fēng)流環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)化，礦井防塵的主要對象是浮塵，通常意義的礦塵指的也是浮塵。按礦塵的粒徑組成范圍劃分〔總粉塵指粒徑在1mm100μm的塵粒在大氣中會很快沉降1μ10μm的塵?？梢詼粼诤粑乐笑蘭～10μm5μm的塵粒能深入肺部，引起各種塵肺病，是導(dǎo)致塵肺病的病因，對人體安康威逼甚大。按礦塵中游離SiO含量劃分2SiO在1024巖塵一般多為硅塵。非硅塵：含游離SiO在10％以下的粉塵。煤礦中的煤塵一般多為非硅塵。2按礦塵有無爆炸性劃分爆炸性煤塵：經(jīng)過煤塵爆炸性鑒定，確定懸浮在空氣中的煤塵在肯定濃度和有引爆熱源的條件下，本身能發(fā)生爆炸或傳播爆炸的煤塵。非爆炸性煤塵：經(jīng)過爆炸性鑒定，不能發(fā)生爆炸或傳播爆炸的煤塵。惰性粉塵：能夠減弱和阻擋有爆炸性粉塵爆炸的粉塵，如巖粉等。三、礦塵的計量指標(biāo)礦塵的計量指標(biāo)很多。在煤礦安全治理工作中，最常用礦塵的計量指標(biāo)有礦塵濃度、產(chǎn)塵強度、礦塵沉積量。礦塵濃度礦塵濃度是指單位體積礦井空氣中所含浮游礦塵量。其表示方法有質(zhì)量法和計數(shù)法兩種。質(zhì)量法是指每立方米空氣中所含浮塵的毫克數(shù)；單位mg／m3；。我國規(guī)定的粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)為質(zhì)量法。很多國家過去曾承受計數(shù)法，因其測定簡單和不能很好地反映粉塵的危害性，其中大多數(shù)國家現(xiàn)已改用質(zhì)量法。粉塵濃度的大小直接影響著粉塵危害的嚴(yán)峻程度，是衡量作業(yè)環(huán)境勞動衛(wèi)生狀況好壞1—1粉塵中游離SiO粉塵中游離SiO2/〔mg/m3〕〔％〕總粉塵呼吸性粉塵＜10103.510～＜502150～＜8020.5≥8020.3產(chǎn)塵強度產(chǎn)塵強度是指生產(chǎn)過程中，采落煤中所含的礦塵量，又稱為確定產(chǎn)塵強度。常用的單位為g／t。與其相對應(yīng)的是相對產(chǎn)塵強度。相對產(chǎn)塵強度指每采掘1t1m3mg／tmg／m3。鑿巖或井1m鉆孔或掘進1m巷道計算。相對產(chǎn)塵強度使產(chǎn)塵量與生產(chǎn)強度聯(lián)系起來，便于比較不同生產(chǎn)狀況下的產(chǎn)塵量。礦塵沉積量礦塵沉積量是指單位時間在巷道外表單位面積上所沉積的礦塵量，單位m2·d這一指標(biāo)用來表示巷道中沉積礦塵的強度，是確定巖粉撒布周期的重要依據(jù)。其次節(jié)礦塵的性質(zhì)5要做好煤礦防塵工作，必需把握煤礦礦塵的性質(zhì)，這是防塵工作的根底。深入爭論礦并實行有效措施，大大提高除塵效果。一、礦塵中游離二氧化硅的含量煤(巖)塵粒本身具有簡單的礦物成分和化學(xué)成分SiO2素，其含量越高，危害越大。游離SiOSiO2 220％～50％，煤塵中游離SiO5％。2二、礦塵的密度真密度單位體積〔不包括塵粒間的空隙〕礦塵的質(zhì)量稱礦塵密度，單位g／m3或g／cm3。排解礦塵間空隙以純礦塵體積計量的密度稱為真密度。表觀密度用包括礦塵間空隙在內(nèi)的體積計量的密度稱為表觀密度或積存密度。礦塵的真密度是肯定的，而積存密度則與積存狀態(tài)有關(guān)，其值小于真密度。相對密度礦塵的相對密度系指礦塵的質(zhì)量與同體積標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量之比，因而是無因次量。常承受1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101325Pa)和溫度為4℃時的純水作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由于在這種狀態(tài)下1cm3的水的質(zhì)量為1g，因而礦塵的相對密度在數(shù)量上就等于其密度。但相對密度和密度是兩個不同的概念。三、礦塵的粒度與比外表積礦塵的粒度礦塵的粒度指礦塵顆粒的大小，又稱粒徑。因礦塵的外形不規(guī)章，一般用塵粒的平均直徑或其投影定向長度來表示粒度，通常μm5μm支氣管和肺泡里引起塵肺病。礦塵的比外表積單位質(zhì)量礦塵的總外表積稱為比外表積m2／kg或cm2／g直徑成反比，粒徑越小，比外表積越大。比外表積是衡量礦塵顆粒大小的指標(biāo)之一。四、礦塵的分散度分散度是指物質(zhì)裂開的程度。通常所說的礦塵分散度是指某粒級的礦塵量與礦塵總量4I2μm；Ⅱ為2～5μm；Ⅲ為5～10μm；Ⅳ為大于10μm5μm805μm可達90％以上。依據(jù)礦塵總量中不同粒級的礦塵所占比重的多少，礦塵的分散度可分為高分散度的礦塵和低分散度的礦塵。高分散度的礦塵是指礦塵總量中微細塵粒多、所占比例大的礦塵；低分散度的礦塵是指礦塵總量中粗大的塵粒多、所占比例大的礦塵。礦塵的分散度越高，6危害性越大，而且越難捕獲。所以在制訂防塵措施時，必需考慮礦塵的分散度，以收到最正確效果。依據(jù)計量方法的不同，礦塵分散度又可分為計數(shù)分散度和質(zhì)量分散度。計數(shù)分散度，指某粒級的礦塵顆粒數(shù)占礦塵總量顆粒數(shù)的百分比；質(zhì)量分散度，指某粒級礦塵的質(zhì)量占礦塵總質(zhì)量的百分比。五、礦塵的潮濕性礦塵的潮濕性是指塵粒與水分子的親和力量，亦稱吸濕性、浸潤性。依據(jù)潮濕性，可用礦塵的潮濕性從空氣中分別煤礦中的巖塵一般為親水性礦塵，煤塵為疏水性礦塵。通常實行提高塵粒與水滴的相對運動速度、降低水的外表張力等方法來提高潮濕效果。潮濕后的礦塵質(zhì)量增加，同時粒子間相互碰撞時簡潔分散在一起形成較大的塵粒，從而加快了沉降速度。井下使用噴霧裝置就是利用礦塵的這種性質(zhì)捕獲礦塵的。六、礦塵的荷電性礦塵的荷電性是指礦塵粒子因在被裂開的過程中相互摩擦碰撞等緣由，得到或失去電子而帶電的性質(zhì)。塵粒的荷電量取決于塵粒的大小和密度，并與濕度和溫度有關(guān)。當(dāng)溫度或不帶電，這與其化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。塵粒的荷電性影響塵粒在空氣中的穩(wěn)定程度。如同性電荷相斥，增加了塵粒在空氣中的運動；異性電荷相吸，會使塵粒在碰撞時分散而沉降。一般認(rèn)為，荷電塵粒易被阻留于體內(nèi)，塵粒的荷電量還影響細胞的吞噬速度。礦塵的荷電量越大時，對人體的危害也越嚴(yán)峻。七、礦塵的光學(xué)特性礦塵的光學(xué)特性包括礦塵對光的反射、吸取和透光強度等性能。在測塵技術(shù)中，常利用礦塵的光學(xué)特性來測定它的濃度和分散度。塵粒對光的反射力量光通過含塵氣流的強弱程度與巖粒的透亮度、外形、大小及氣流含塵濃度有關(guān)，但主1μm即光線損失與反射面面積成正比塵粒的透光程度0.115g／m3時，90％的光；隨著濃度的增加，其透亮度將大為減弱。光強衰減程度當(dāng)光線通過含塵氣流時，由于塵粒對光的吸取和散射等作用，會使光強減弱。八、礦塵的燃燒性和爆炸性能發(fā)生燃燒和爆炸。礦塵爆炸時能產(chǎn)生高溫、高壓，生成大量的有毒有害氣體，對礦井安全生產(chǎn)威逼極大。一般認(rèn)為10％的硫化礦礦塵即有爆炸性250g7／m3～1500g／m3，引燃溫度為435℃～450℃。其次節(jié)礦塵的危害一、礦塵的產(chǎn)生產(chǎn)生礦塵的主要作業(yè)工序煤礦作業(yè)的各個生產(chǎn)過程中都可以產(chǎn)生礦塵。能產(chǎn)塵的作業(yè)工序主要有以下幾種：鉆眼作業(yè)，如氣動鑿巖機或煤電鉆打眼、打錨桿眼、注水眼等；炸藥爆破；采煤機割煤、裝煤和掘進機掘進；采場支護、放頂；巷道支護，特別是錨噴支護；裝載、運輸、轉(zhuǎn)載、卸載和提升；通風(fēng)安全設(shè)施的構(gòu)筑等。影響礦塵量多少的主要因素煤礦礦塵生成量受多個因素影響，理論和實踐分析說明，主要取決于以下因素：地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件在地質(zhì)構(gòu)造簡單較大；反之則較小。井田內(nèi)如有火成巖侵入，煤體變脆變酥，產(chǎn)塵量也將增加。層的產(chǎn)塵量要高。煤巖的物理性質(zhì)條件下產(chǎn)塵量大，且分散度高。環(huán)境的溫度和濕度煤巖本身水分低、煤幫巖壁枯燥，而且環(huán)境相對濕度又低時，作業(yè)時產(chǎn)塵量會相對增大；反之，假設(shè)煤巖體本身潮濕，礦井空氣濕度又大，雖然作業(yè)時產(chǎn)塵較多，但由于水蒸氣和水滴的濕吸作用，礦塵懸浮性減弱，空氣中礦塵含量會相對削減。采煤方法不同的采煤方法產(chǎn)塵量差異很大層開采的產(chǎn)塵量要大；全部冒落采煤法比水砂充填法的產(chǎn)塵量要大得多。就削減產(chǎn)塵量而產(chǎn)塵點的通風(fēng)狀況煤礦礦塵濃度的大小和作業(yè)地點的通風(fēng)方式通風(fēng)、風(fēng)量充分且風(fēng)速適宜時，礦塵濃度就會降低；如承受串聯(lián)通風(fēng)，含塵污風(fēng)再次進入下一個作業(yè)地點，或工作面風(fēng)量缺乏、風(fēng)速偏低，礦塵濃度就會漸漸增高。保持產(chǎn)塵點的又能避開落塵重飛揚的最正確風(fēng)速。1.2m／s～1.6m／s的風(fēng)速以0.25m／s～0.65m／s8采掘機械化程度和生產(chǎn)強度煤礦采掘工作面的產(chǎn)塵量是隨著采掘機械化程度的提高和生產(chǎn)強度的加大而急劇上升。二、礦塵的塵源分布煤礦礦塵的主要塵源是采掘運輸和裝載、噴等作業(yè)場所80，也產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的礦塵。按產(chǎn)塵來源分析45％～80％；掘進工作面占20％～38％；錨噴作業(yè)點占10％～15％；運輸通風(fēng)巷道占5％～102％～5％。三、礦塵的危害1礦工致殘和死亡人數(shù)在國內(nèi)外都格外驚人。煤塵能夠在完全沒有瓦斯存在的狀況下爆4000～8000mg/m3第三節(jié)礦山塵肺病及其預(yù)防一、概述井下采煤，掘進等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，常常產(chǎn)生大量的生產(chǎn)性礦塵，假設(shè)不實行有效的防塵止1997年，我國國有重點煤礦塵肺病患者累計17.512.1患者的46.5％，每年死亡2000～3000250054000～50006.335316％以上。防治工作成績我國煤炭系統(tǒng)塵肺病的防治工作經(jīng)過多年爭論，取得了較大的成績：煤礦職工矽肺發(fā)病年齡明顯后移，20世紀(jì)5040.3480為50.520509428061.15削減肺氣腫、氣管炎、肺心病、肺結(jié)核等合并癥，減輕病人的苦痛，病人壽命可延長和正常人一般。病理分布特點統(tǒng)計資料說明，凡地質(zhì)條件較差，開采方法落后、設(shè)備陳舊、先進設(shè)備難以應(yīng)用的礦井塵肺發(fā)病率高于地質(zhì)條件好、開采技術(shù)設(shè)備先進的礦井。地方煤礦平均塵肺患病率高于國有重點煤礦。國有重點煤礦塵肺平均患病率為6.33％，全國縣級以上地方煤礦的塵肺平均患病率高8.11％，緣由主要是地方煤礦對防塵工作重視程度差，治理水平低，技術(shù)及設(shè)備條件不好等。南、四川、遼寧、陜西、安徽、黑龍江等。但患病率凹凸分布不同，患病率較高的依次為青海、北京、福建、湖北、陜西和疆等。74.75％,Ⅱ期、Ⅲ期分別占21.29％和3.96％。從煤礦塵肺發(fā)病工種分布看，純掘進和主掘工種發(fā)病在各期煤礦塵肺中都占總病人數(shù)的502050～7050～60害程度比較大，患病率必定高。隨著濕式作業(yè)及綜合防塵的推廣，巖塵危害相對削減。隨采煤和主要采煤工人患病率呈上升趨勢。進展趨勢推測塵肺病是慢性職業(yè)病，影響塵肺病發(fā)生進展的因素有很多，對塵肺病進展趨勢作出準(zhǔn)確的推測困難很大。據(jù)調(diào)查，全國有些行業(yè)各種塵肺病例數(shù)處于增長趨勢，其中煤炭行業(yè)20萬人，是構(gòu)成塵肺病例增長的主要因素20世紀(jì)8020232023病總數(shù)將到達25萬左右，這個數(shù)字還不含鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦工人的塵肺發(fā)病力量，隨著經(jīng)濟的進展，打算生育政策的施行，家庭人口構(gòu)造變化，勢必造成礦工短缺，直接影響煤炭行業(yè)的進展。二、塵肺病的分類及發(fā)病機理塵肺類的分類硅肺病(矽肺病)：由于吸入含游離SiO含量較高的巖塵而引的塵肺病稱為硅肺2患者多為長期從事巖巷掘進的礦工。SiO的巖塵所引起的塵肺病稱為煤2硅病肺.患者多為巖巷掘進和采煤的混合工種礦工。煤肺?。河捎诖罅课朊簤m而引起的塵肺病多屬煤肺病，患者多為長期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。10年左右),病情進展20～30年,煤硅肺病介于兩者之間但接近后者。塵肺病的發(fā)病機理肺臟的防范功能10并不肯定都患塵肺，一般狀況下只有少數(shù)人可患塵肺，而且發(fā)病的時間遲早不同，病變程度也輕重不一，這是由于人的體對礦塵的防范功能及敏感程度不同的原因。礦塵在肺臟的阻留方式礦塵進入呼吸道和肺泡主要通過以下幾種運動方式阻留。①慣性碰撞作用空氣中懸浮礦塵隨著人的吸氣氣流進入呼吸道。鼻腔和大氣管氣流速度很快，絕大多數(shù)直徑較大的塵粒通過彎曲的鼻腔、氣管和較大支氣管時碰撞并粘附在上述通道潮濕的粘膜外表。粒徑較大的塵粒，由于重量大、沉降速度快，阻留率很高。上述部位阻留的礦塵10μm95％以上均被阻留在上呼吸道5μm5μm②重力沉降和攔截作用細小塵粒隨吸氣進入中、小支氣管后，由于支氣管分支增多，氣流速度漸漸減慢，局部塵粒由于氣管中心部氣流速度較快，仍可以依靠慣性碰撞作用被攔截，粘附在中小支氣管的分枝部，而大局部塵粒依靠重力沉降冷靜在中小支氣管粘膜壁及肺泡壁上。因此重力沉降作用和攔載是礦塵顆粒在肺臟較深部位阻留的主要方式。③集中作用對于1μm0.5μm在整個工作班時間里甚至難以降落到地仍能大局部隨呼氣呼出體外，只有一局部塵粒依靠布朗運動接近并粘附在肺泡壁或呼吸性支氣管壁上。10μm5μm的塵粒才對塵肺的發(fā)生有意義環(huán)境空氣中直徑5μm肺臟對外來異物的去除作用上呼吸道和肺組織對外來物質(zhì)氣管和支氣管的粘膜能阻留98留在上呼吸道而不能進入肺泡，粘附在氣管及各級支氣管粘膜外表的礦塵顆粒，由支氣管粘膜分泌的粘液加以包裹，并籍支氣管粘膜上皮的纖毛運動、咳嗽反射隨痰液排出體外。有人把肺組織對外來異物的去除作用叫自凈功能或肺的自凈作用。①支氣管對外來異物的去除作用支氣管粘膜上皮細胞的纖毛運動在去除吸人礦塵顆粒方面起很重要的作用。肺臟全部氣管、支氣管包括終末支氣管的管腔面上有一層粘液纖毛，纖毛以肯定頻率和速度，向上作單向運動，推動纖毛上面粘液滴向喉部運動。如進入終末支氣管的礦塵顆粒粘在粘液滴的上面，約45分鐘就可能被送到喉部，然后以口痰形式排出。②肺泡對礦塵顆粒的去除進入呼吸性支氣管和肺泡內(nèi)的礦塵顆粒，由于該部位沒有纖毛，所以去除比較緩慢。主要依靠肺內(nèi)巨噬細胞的吞噬活動，將捕獲到的塵粒運送到終末支氣管，然后再經(jīng)粘液纖毛的運動去除出肺部。11肺組織對不同性質(zhì)的礦塵及不同顆粒大小的礦塵，其去除率和去除速度也都不一樣，μm以上的礦塵顆粒，絕大局部短時間內(nèi)排出而對1.μm左右的243％左右。發(fā)病機理進入人體呼吸系統(tǒng)的礦塵大體上經(jīng)受以下四個過程：10μm5～10μm2～5μm的塵粒依靠重力沉降作用沉積下粒度為2μm左右的礦塵進入呼吸性支氣管和肺內(nèi)另一局部沉積在肺泡壁上或進入肺1%～2%以下.殘SiO外表活性很強,加速了肺泡組織的死亡。2三、塵肺病的發(fā)病病癥及影響因素塵肺病的發(fā)病病癥塵肺病分為三期：第一期：重體力勞動時呼吸困其次期：中等體力勞動或正常工作第三期：做一般工作甚至休息動困難。影響塵肺病的發(fā)病因素礦塵的成分能夠引起肺部纖維病變的礦SiO2礦塵粒度及分散度塵肺病變主要是發(fā)生在肺臟的最根本單元即肺泡μm以上的礦塵對塵肺病的發(fā)生影響不大μm塵可以進入下呼吸道并沉積在肺泡2μm礦塵濃度塵肺病的發(fā)生和進入肺部的礦塵量有直接的關(guān)工令和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。個體方面的因素礦塵引起塵肺病是通過人體而進展四、預(yù)防塵肺病的措施塵肺是嚴(yán)峻危害工人身體安康的一種職業(yè)病，這種疾病是可以預(yù)防的，預(yù)防塵肺的關(guān)鍵在于防塵。生產(chǎn)環(huán)境的礦塵濃度假設(shè)到達了國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，塵肺的發(fā)生是可以掌握的。我國政府公布了一系列防止硅塵危害的政策、法令和方法，且規(guī)定了生產(chǎn)場所空氣中礦塵的最高允許濃度。12預(yù)防塵肺病最有效的方法是防塵降塵。實行綜合性措施降低勞動場所空氣中的礦塵濃度，使之到達國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以下，可以根本上防止塵肺病的發(fā)生。我國在防塵工作中總結(jié)出了一套較好的閱歷，可歸納為八個字，它就是：宣、革、水、密、風(fēng)、護、管、查。“宣”是指進展宣傳教育，生疏礦塵對安康的危害，調(diào)動各方面的防治塵肺病的樂觀性。“革”是指進展生產(chǎn)工藝和設(shè)備的技術(shù)革的改造，做到生產(chǎn)機械化、連續(xù)化、管道化、密封化、自動化，使操作工作與發(fā)塵設(shè)備盡可能隔離?！八笔侵高M展?jié)袷阶鳂I(yè)，噴霧酒水，防止礦塵飛揚，這是一種簡潔做到的經(jīng)濟有效防塵降塵方法?！懊堋笔侵赴焉a(chǎn)性礦塵密閉起來，再用抽風(fēng)的方法將礦塵抽走。以免造成環(huán)境污染?！白o”是指個人防護。礦塵作業(yè)工人應(yīng)使用防護用品，戴防塵口罩或頭盔，防止礦塵進入人體呼吸道?！肮堋笔侵讣訌姺缐m治理，建立和健全降塵防塵制度，準(zhǔn)時更和修理防塵設(shè)備?！安椤笔侵付ㄆ诮佑|礦塵的職工進展體格檢查，監(jiān)測環(huán)境中礦塵的濃度和催促改進。的發(fā)生，具體應(yīng)側(cè)重以下幾個方面：1．組織措施1)加強領(lǐng)導(dǎo)，健全機構(gòu)公司經(jīng)理〔礦務(wù)局局長、礦長是防治礦塵危害的第一責(zé)任,公司〔礦務(wù)局〕及礦的總工程師(包括主任工程師、主管工程師、技術(shù)負(fù)責(zé)),公司〔礦務(wù)局〕通風(fēng)防塵治理部門對各礦的礦塵防治工作負(fù)業(yè)務(wù)治理責(zé)任。吸取生產(chǎn)、基建、安全、衛(wèi)生、工會等有關(guān)部門負(fù)責(zé)同志參與，下設(shè)辦公室處理日常工作。各級領(lǐng)導(dǎo)小組要切實加強對防塵工作的