粉尘的危害与防治

煤矿粉尘的危害与防治

摘要：

煤炭井下生产过程中会伴有大量的粉尘产生，不仅污染环境危害着劳动者身体健康，而且具有自燃和爆炸性。本文对粉尘的危害以及如何从湿法、通风、机器除尘方面解决这些问题做了初步的探讨与总结。

关健词:

矿井粉尘；危害；职业病；综合防治

煤矿粉尘是指在煤矿开拓、掘进、回采和提升运输等生产过程中产生，并能长时间悬浮于空气中的岩石和煤炭的细微颗粒，也简称为矿尘。它包括岩尘和煤尘，是矿井的主要灾害之一。矿井主要产尘源有掘进工作面、采煤工作面、运输设备的各转载点、溜煤眼、煤仓和巷道周壁粉尘的二次扬尘等。其中，产尘量最大的是采煤工作面和掘进工面。其次是运输设备的各转载点。随着机械化程度的提高，高效、大功率采煤机、掘进机、运输机和局部通风设备的使用，使采煤工作面、掘进巷道内产尘源增多、产尘量增大，巷道内空气中的粉尘浓度也大大增加。

煤矿粉尘的危害性主要表现在四个方面

1、煤尘的自燃性和爆炸性。煤尘在积累一定的厚度、长时间未清理的时候，内部缓慢氧化积聚大量热量而不得散发，便会发生自燃，

产生大量有害气体，预存危险性。飞扬在空气中的煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。煤尘或瓦斯煤尘爆炸，都将给矿山以突然性的袭击，酿成严重灾害。据统计2002年原国有重点煤矿有532处矿井煤尘有爆炸危险，占87.4%。小煤矿中91.35% 煤矿的煤尘具有爆炸危险，其中高达57.71% 的具有强爆炸性。煤尘爆炸及瓦斯爆炸引起煤尘爆炸所造成的重大特大事故占煤矿事故的很大比重。中国大同的老白洞煤矿在1960年5月9日曾发生的一次死亡684人的煤尘爆炸事故，景象惨烈，影响深远。

2、污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。工人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。中国原国有重点煤矿现患尘肺病人数约17. 5万人，而且每年还在增长，每年因尘肺死亡2500一3000人。这些数字还不包括职业病危害更严重的原国有地方煤矿和乡镇煤矿。所产生的尘肺病是一个没有医疗终结的致残性职业病，严重影响生活质量，而且每隔数年病情还要升级，合并感染，最后导致心肺病、呼吸衰竭而死亡。对此病目前世界上尚无特效药物。新疆焦煤集团曾对近50年来企业发生包括已故的291例尘肺病(其中包括石棉肺、岩石粉尘肺等)患者做过统计。统计结果总结为：尘肺患者的死亡率26.11%，在死亡者中，伴肺心病死亡的为32.85%，单纯尘肺死亡为21.05%，肺癌死亡为11.84%，突发性高血压、脑出血死亡为10. 52%。即排在死亡前4位的死亡原因，均与尘肺有明显的

关系。而且随着我国工业、经济、科技、卫生等各方面的发展，国家对职业病的关注会越来越多。

3、加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。随着矿山机械化、电气化、自动化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出，应引起高度的重视。

4、降低工作场所的能见度.在井下某些作业场所，粉尘浓度很高，工作面的能见度极低，甚至作业人员根本无法睁开眼睛，在这样的条件下，往往导致作业人员误操作，增加了工伤事故的发生。

不仅矿井粉尘问题是井下实际存在亟待解决的问题，而且国家对煤尘防治工作也有要求。国家煤矿安监局下发过关于加强煤尘防治工作的通知，总结为：①煤矿企业要高度重视煤尘防治工作。②煤矿企业必须建立健全矿井防尘供水系统。③强化煤尘源头控制工作。④强化捕尘、除尘工作。⑤严格控制煤尘爆炸的火源。⑥抓好隔爆措施的落实。⑦定期开展测尘工作。⑧坚持使用个体防护用品。⑨重视煤炭洗选系统煤尘防治工作。

为贯彻国家政府规定，并结合矿山实际情况，现阶段我国矿井普遍采用以下几种防尘措施。概括为通风防尘，湿式作业，净化风流，个体防护。

一、通风除尘

通风除尘是矿山一通三防的重要内容，是对稀释和排出工作地点的悬浮煤尘，防止煤尘过量积聚的有效措施。也是矿井现阶段普遍应用的不可缺少的防尘方式。对于抽出式通风时，新鲜风流沿掘进巷道

进入，稀释沿途巷道及作业场所的粉尘和有害气体，然后经伸缩风筒直接排至回风流中。在产尘量高、煤尘比重大、通风条件比较困难的作业地点，可适当增大排尘风速。

二、湿式作业

1、煤层注水

煤层注水防尘的实质就是用水预先湿润煤体，使煤体的内部水分增加。其除尘机理是湿润了原生煤尘。高压水可以渗入煤体裂隙中并向四周扩散，将原生煤尘预先润湿，抑制其飞扬。二是水能有效地包裹住煤体，在开采破碎时，煤体中存在的水能够消除细小煤尘的飞扬。三是改变煤的物理性质。注水后，煤炭脆性减弱，塑性增强，破碎时就不易产生煤尘。煤尘注水后降尘率可达60%--90%，而且煤的塑性增强还可减少冒顶片帮等事故，湿润的煤体瓦斯释放速度也相对减慢，对煤矿开采有诸多好处。

2、喷雾降尘

喷雾降尘是向悬浮在空气中的煤尘喷射水雾，使其从空气中沉降出来的一种技术。喷雾降尘灵活机动，适用于任何运煤转载点、卸煤口，应用广泛。该技术还可以和其他技术结合运用：(1)添加化学抑尘剂。添加后的水雾雾滴表面水的张力降低，润湿性提高，捕捉空气中粉尘的能力也大大增加，抑尘剂的降尘效率比清水一般提高60%-90%。(2)用磁化水改进喷雾除尘。水经磁化处理后，其结构和性质暂时发生改变，吸附能力、表面张力、溶解能力及渗透能力等物理性能得到改善，有利于形成更细小的雾滴，增加雾滴和煤尘的接触几

率。磁化水喷雾降尘率为清水的1.5-2.5倍。(3)高压荷电喷雾降尘装置改进喷雾除尘。高压水通过喷嘴时变成带有电荷的雾滴，对粉尘有一定的吸附作用，同时由于电场力，雾滴之间的运动性也加强，增加了捕捉煤尘的概率。高压荷电喷雾降尘对全矿的除尘率在95%以上，对呼吸性粉尘的除尘率在92%—96% 。

3、泡沫除尘

泡沫除尘是在水中加人表面活性发泡剂，利用泡沫发生器造成泡沫状的液滴喷洒到尘源或空气中去，形成泡沫体或泡沫雾。当泡沫液喷洒到矿石或料堆时，形成无空隙的泡沫层覆盖住尘源，湿润了煤尘，使其不能飞扬。当泡沫与含尘空气相遇时，由于大量泡沫的总体积和总面积很大，接触煤尘的几率增加。泡沫与煤尘的结合力也高于水，几乎可捕集所有与泡沫相遇的粉尘。其除尘效率一般可达90%以上，尤其对5μm以下的呼吸性粉尘，除尘率可达80%以上。而且同喷雾洒水降尘相比，泡沫除尘耗水量减少50%以上。

泡沫除尘的概念最初是前苏联列宁格勒工学院M.E.波律教授等人提出，随后在70年代，美国、前苏联、加拿大、日本、西德及东欧等国家集中研究了泡沫除尘。泡沫除尘在国内的起步较晚，湖北省劳保所于1986年开始研究泡沫凿岩除尘技术，近年来中国矿业大学开始了对煤矿井下采掘工作面泡沫除尘技术的研究，并对泡沫除尘机理，包括拦截、戴附、湿润和沉降的作用机理及数学模型进行建立并研究。泡沫除尘是一门相对新兴的技术，具有高效节能等优点，有很大的发展潜力。

4、水炮泥

水炮泥是利用特制的塑料袋装水，代替粘土炮泥填入炮眼内，在爆炸的瞬间，水在高温高压下汽化，大量水汽急剧向周围扩散，同时水在爆炸压力作用下强力渗透到煤体中，从而有效地抑制大量煤尘的产生。同时“水炮泥”具有加工简单，操作方便，降尘效果显著等优点，易于推广使用。有测定数据表明，水炮泥爆破要比泥封爆破工作面矿尘浓度降低40%-70%，对5μm以下的矿尘也有较好的捕捉效果。

三、净化风流

净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备，将煤尘捕获从而达到净化目的的技术措施。

1、湿式除尘风机。安装除尘风机后，含尘风流进入风机，风机内部有高速旋转的发雾盘，可生成水雾。含尘风流与水雾融合碰撞，并在发雾盘产生的风流下更有效地同水结合，之后被甩在四周壁上，含有粉尘的污水从排水口流出，洁净风流即可排除，完成净化作用。对于机掘工作面使用除尘风机，除尘效果比较明显。

2、水幕净化风流。在含尘量高的巷道内，设置水幕净化风流。原则是水幕面积要大，尽量覆盖整个巷道断面。而且水幕位置要靠近尘源，缩小含尘气流污染的空间，使水幕在最小范围内吸收最多的矿尘。

3、安装捕尘网。综采工作面和煤尘较大的掘进工作面安装捕尘网，捕尘网分别设置在运料巷工作面处的水幕下风流处和掘进工作面处的水幕下风流处并随工作面推进而推进，捕尘网能够达到较好的除

尘效果。

四、个体防护

个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少粉尘被吸入体内的措施。个体防护措施的阻尘效率高，是解决矿山粉尘危害矿工身体健康的重要技术之一，也是人体与环境之间最后一道保护措施，具有关键作用。积极推广个体防护技术，必将促进矿山防尘工作，使矿山职工免受粉尘的危害。

总的来说，矿井防尘工作还要根据矿井实际情况因地制宜，因时制宜。在不同的工作地点设置不同的防尘设施，使各种防尘手段相互补充，综合应用，根据矿山的经济情况，管理制度实施最有效的防尘措施。

改善采掘工艺，使粉尘产生量最小，是控制粉尘源头的有效途径，采取有效的技术措施抑制和消除已产生和悬浮于空气中的粉尘，是防治粉尘危害的根本方法，建立科学合理的防尘管理机制，是实现矿井防治粉尘的基本环境。矿井粉尘治理是一项长期艰巨的任务，它不仅关系到职工的身心健康，而且还影响到煤矿的经济效益、社会效益等一系列问题。对其综合考虑，全面实行才能建设新型、安全、高效的煤矿运行机制。

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