塵肺病及礦塵綜合防治技術(shù)

摘 要:煤礦粉塵影響礦井安全生產(chǎn)，威脅職工身體健康，是煤礦五大災(zāi)害之一。本文闡述了目前國內(nèi)塵肺病的現(xiàn)狀和嚴(yán)重性，介紹了煤礦粉塵產(chǎn)生的原因及其危害，對現(xiàn)有的綜合防塵技術(shù)措施進(jìn)行了總結(jié)，指出了現(xiàn)代主要的綜合防塵自動化技術(shù)，提出了粉塵防治的綜合治理方法和管理措施，降低空氣中的粉塵濃度，創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。

關(guān)鍵詞:塵肺病礦塵除塵降塵

中圖分類號:TD714文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0048-02

引言

礦塵(煤礦粉塵)是指煤塵、巖塵和其它有毒有害粉塵的總稱。礦塵是煤礦五大災(zāi)害之一，它的危害是多方面的，主要是塵肺病危害和煤塵爆炸。目前，隨著煤礦采掘機(jī)械化水平的不斷提高，煤塵產(chǎn)量急劇加大，所帶來的危害也越發(fā)嚴(yán)重。煤礦塵肺病(簡稱塵肺)，是指煤礦工人長期吸入作業(yè)環(huán)境空氣中大量懸浮粉塵(主要是指直徑小于7.07微米的呼吸性粉塵)而引起的肺部纖維性病變的總稱。塵肺病是危害我國工人健康的最嚴(yán)重的職業(yè)病之一。目前權(quán)威機(jī)構(gòu)報告國內(nèi)塵肺病累積病例及可疑塵肺(0+)病例近百萬，尤以煤炭系統(tǒng)為重，每年塵肺病給國家造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元，間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)400多億元，同時在國內(nèi)外還造成不良的政治影響。面對眾多的現(xiàn)有塵肺病患者，企業(yè)特別是歷史包袱較重的煤炭行業(yè)，在面臨企業(yè)下放、結(jié)構(gòu)調(diào)整的困難情況下，難以對大量患者進(jìn)行及時有效的治療，而社會上更是散布著許多已與用人單位脫離的塵肺病患者，成為急需救助的弱勢群體，這些都已演變?yōu)樵絹碓絿?yán)重的社會問題。

1 我國塵肺病的現(xiàn)狀

據(jù)報道，2009年共報告塵肺病新病例14495例，其中煤工塵肺和矽肺占91.89%，據(jù)初步測算，目前煤炭行業(yè)每年塵肺病死亡病例已超過生產(chǎn)安全事故死亡人數(shù)的2倍。此外，國有煤礦農(nóng)民工塵肺病發(fā)病狀況調(diào)查表明，接受健康檢查的農(nóng)民工患病率高達(dá)4.74%，最短患病工齡只有1.5年，平均6.69年，與正式職工發(fā)病最短工齡25年、發(fā)病率0.89%的數(shù)字相比，農(nóng)民工職業(yè)病具有發(fā)病工齡短、患病率高的特點，其職業(yè)病以塵肺病為主。有專家指出，我國煤工塵肺的病例數(shù)只是來自國有大型煤礦的數(shù)字，而地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的病例要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國有大型煤礦。

目前塵肺病的防治主要存在五個問題:一是企業(yè)在職業(yè)病防治方面的主體責(zé)任落實不到位，對塵肺病認(rèn)識不到位;二是地方政府對職業(yè)病監(jiān)管不到位;三是對塵肺病監(jiān)督執(zhí)法力度薄弱;四是職業(yè)病防治機(jī)構(gòu)力量薄弱;五是勞動用工管理和社會保障尚不完善。塵肺病危害的控制，《職業(yè)病防治法》規(guī)定必須堅持“預(yù)防為主，防治結(jié)合“的方針。塵肺病的預(yù)防，依靠企業(yè)從源頭上治理，是根本之舉。

2 礦塵的產(chǎn)生及危害

2.1 礦塵的產(chǎn)生

礦塵是指礦井在鑿巖、爆破、裝運(yùn)和破碎過程中產(chǎn)生的飛逸到大氣的煤、巖微粒的總稱，通常以浮游礦塵和沉積礦塵的形式存在。統(tǒng)計，采掘作業(yè)產(chǎn)生的礦塵量占80%，裝運(yùn)過程產(chǎn)生的礦塵量占20%。礦塵除按其成分分為巖塵、煤塵、煙塵、水泥塵等多種有機(jī)、無機(jī)粉塵;按礦塵粒徑分為粗塵、細(xì)塵、微塵和超微塵;按礦塵的存在狀態(tài)分為浮游礦塵和沉積礦塵;按礦塵的粒徑組成范圍分為全塵(又稱總粉塵)和呼吸性粉塵 (主要指粒徑在5μm以下的微細(xì)塵粒，它能通過人體上呼吸道進(jìn)入肺區(qū)，是導(dǎo)致塵肺病的病因)。

2.2 礦塵的危害

礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)危害人體健康。工人長期吸入礦塵后，輕者會患呼吸道炎癥、皮膚病，重者會患塵肺病，而塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)在國內(nèi)外都十分驚人。

(2)某些礦塵(煤塵、硫化塵等)在一定條件下會發(fā)生爆炸。井下空氣中的煤塵達(dá)到一定的濃度時，有一定的溫度和火源時就可能引發(fā)煤塵爆炸，對于瓦斯礦井，煤塵則有可能參與瓦斯同時爆炸。

(3)加速機(jī)械磨損。隨著礦山機(jī)械化、電氣化、自動化程度的提高，礦塵對機(jī)械設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會越來越突出，加速機(jī)械的磨損，應(yīng)引起高度的重視。

(4)降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。在某些綜采面和綜掘面干割煤時，工作面煤塵濃度高達(dá)4000～8000mg/m3，導(dǎo)致工作面能見度極低，往往會導(dǎo)致誤操作，造成人員的意外傷亡。

（5)縮短了精密儀器的使用壽命，影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 煤礦粉塵防治技術(shù)

礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。大體上將綜合防塵技術(shù)措施分為通風(fēng)除塵、濕式作業(yè)、密閉抽塵凈化、凈化風(fēng)流、個體防護(hù)及一些特殊的除、降塵措施。

3.1 通風(fēng)除塵

礦井通風(fēng)能降低井下煤塵的濃度，風(fēng)速對降塵效果有明顯的影響。一般而言，掘進(jìn)面的最優(yōu)排塵風(fēng)速為0.4～0.7m/s，綜采面的最優(yōu)排塵風(fēng)速為1.5～2.5m/s，符合《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于采掘工作面最高允許風(fēng)速為4m/s的規(guī)定。同時也可采用專用的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，常見的有長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)和長抽短壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)。這幾種通風(fēng)除塵技術(shù)降低工作面及巷道內(nèi)粉塵濃度的效果主要取決于兩個因素:一是通風(fēng)除塵系統(tǒng)吸塵(收集含塵風(fēng)流)的有效性;二是除塵器的除塵效率。

3.2 濕式作業(yè)

濕式作業(yè)是利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一，具有所需設(shè)備簡單、使用方便、費(fèi)用較低、除塵效果較好等優(yōu)點。缺點是增加了工作場所的濕度，惡化了作業(yè)環(huán)境，能影響煤礦產(chǎn)品的質(zhì)量，除缺水和嚴(yán)寒地區(qū)外，一般煤礦應(yīng)用較為廣泛，我國煤礦較成熟的經(jīng)驗是采取以濕式鑿巖為主，配合噴霧灑水、水封爆破和水炮泥以及煤層注水等濕式防塵技術(shù)措施。

(1)噴霧降塵。噴霧降塵是將壓力水通過噴霧器，在旋轉(zhuǎn)或沖擊的作用下，使水流霧化成細(xì)微的水滴噴射與空氣中，根據(jù)噴霧地點不同，可分為掘進(jìn)機(jī)噴霧灑水、采煤機(jī)噴霧灑水、綜放工作面噴霧灑水、轉(zhuǎn)載點噴霧、回風(fēng)巷噴霧及其他地點噴霧。

(2)水封爆破。水封爆破是將炮眼的炸藥先用一小段炮泥填好，然后再給炮眼口填一小段炮泥，填好兩端炮泥之間的空間，插入細(xì)注水管注水，注滿后抽出注水管，并將炮泥上的小孔堵塞，這樣就可以減少爆破時的產(chǎn)塵量。

(3)水炮泥。水炮泥是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內(nèi)，爆破時水袋破裂，水在高溫高壓下汽化，與塵粒凝結(jié)，達(dá)到降塵的目的。

(4)煤層注水。煤層注水就是回采前預(yù)先注水濕潤煤體，從源頭處減少和抑制塵源的產(chǎn)生，這種措施一般可降低礦塵濃度60%～90%，是減少粉塵產(chǎn)生量的最積極、最有效方法之一。在注水時添加濕潤劑等，可進(jìn)一步提高降塵效果。

3.3 密閉抽塵

密閉的目的是把局部塵源所產(chǎn)生的礦塵限制在密閉空間之內(nèi)，防止其飛揚(yáng)擴(kuò)散，污染作業(yè)環(huán)境，同時為抽塵凈化創(chuàng)造條件。密閉凈化系統(tǒng)由密閉罩、排塵風(fēng)筒、除塵器和扇風(fēng)機(jī)等組成。密閉抽塵系統(tǒng)一般由密閉(吸塵)罩、風(fēng)筒、除塵器及風(fēng)機(jī)等部分組成，風(fēng)筒與扇風(fēng)機(jī)的選擇參看通風(fēng)部分，應(yīng)根據(jù)具體條件設(shè)計。礦井有許多產(chǎn)塵量大且比較集中的塵源，為保證作業(yè)環(huán)境的礦塵濃度達(dá)到衛(wèi)生要求和不污染其它工作地點，采取抽塵凈化系統(tǒng)，就地消除礦塵，是一種經(jīng)濟(jì)而有效的方法。

3.4 凈化風(fēng)流

凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。目前使用較多的是水幕凈化風(fēng)流和濕式除塵裝置。

(1)水幕凈化風(fēng)流。水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個噴霧器噴霧形成的，噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。凈化水幕應(yīng)安設(shè)在支護(hù)完好、壁面平整、無斷裂破碎的巷道段內(nèi)。水幕的控制方式可根據(jù)巷道條件，選用光電式、觸控式或各種機(jī)械傳動的控制方式。選用的原則是既經(jīng)濟(jì)合理又安全可靠。

(2)濕式除塵裝置。所謂除塵裝置(或除塵器)是指把氣流或空氣中含有固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。目前常用的除塵器有SCF系列除塵風(fēng)機(jī)、KgC系列掘進(jìn)機(jī)除塵器、TC系列掘進(jìn)機(jī)除塵器、mAD系列風(fēng)流凈化器及奧地利Am-50型掘進(jìn)機(jī)除塵設(shè)備，德國SRM-330掘進(jìn)除塵設(shè)備等。

3.5 個體防護(hù)

個體防護(hù)是指通過佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體粉塵的一項補(bǔ)救措施。個體防護(hù)的用具主要有3M防塵口罩、防塵風(fēng)罩、防塵帽、防塵呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。

3.6 露天礦山防塵技術(shù)

露天礦山防塵的主要措施是采用濕式作業(yè)和灑水降塵。

(1)穿孔作業(yè)防塵。穿孔作業(yè)主要采取濕式作業(yè)。大型鑿巖機(jī)還可采用捕塵裝置除塵，對鏟裝礦巖產(chǎn)生的粉塵，可采取降水防塵的方式除塵。

(2)破碎機(jī)除塵。破碎機(jī)可采取密閉—通風(fēng)—除塵的方法進(jìn)行除塵。由于流程簡單，機(jī)械化程度高，可采用遠(yuǎn)距離控制，從而進(jìn)一步減少和杜絕作業(yè)人員接觸粉塵的機(jī)會。

(3)運(yùn)輸除塵。露天礦山運(yùn)輸過程中車輛揚(yáng)塵是露天礦場的主要塵源。運(yùn)輸防塵的主要措施有如下幾個方面:裝車前向礦巖灑水，在卸礦處設(shè)噴霧裝置降塵;加強(qiáng)道路維護(hù)，減少車輛運(yùn)輸過程中撒礦;礦區(qū)主要運(yùn)輸?shù)缆凡捎脼r青或混凝土路面;采用機(jī)械化灑水車向路面經(jīng)常灑水，或向水中添濕潤劑以提高防塵效果。還可用灑水車噴灑抑塵劑降塵，抑塵劑的主要成分為吸溯劑和高分子黏結(jié)劑，既可吸溯形成防塵層，還可改善路面質(zhì)量。

3.7 特殊除塵技術(shù)

(1)泡沫除塵。泡沫除塵是利用壓縮空氣在混合器內(nèi)使水和表面活性劑強(qiáng)行混合后，通過發(fā)泡裝置的金屬網(wǎng)而形成的細(xì)小泡沫，再經(jīng)過導(dǎo)管噴灑到塵源或空氣中去，形成泡沫體或泡沫霧[1]。它有利于提高水霧的降塵效果，尤其對提高呼吸性粉塵的降塵率有利，而且耗水量少得多。

(2)生物試劑除塵。通過鉆孔向煤體內(nèi)注入生物試劑，與煤發(fā)生一系列反應(yīng)，改變煤的某些結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，從而大大減少開采時煤塵的產(chǎn)生。

(3)磁化水除塵。水經(jīng)磁化處理后，其表面張力、吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，使水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)暫時發(fā)生顯著的變化，使水的粘度降低、晶構(gòu)變小、水珠也變小，有利于提高水的霧化程度，增加水與煤塵的接觸機(jī)會，提高降塵效率[2]。磁化水的平均降塵率一般較清水提高1.91倍[3]。

(4)超聲波除塵。礦井中懸浮的煤塵在超聲波的作用下，增加碰撞次數(shù)，從而使煤塵迅速凝聚，增大了降塵速度。該方法尚處于試驗階段。

4 現(xiàn)代防塵技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 綜合防塵自動化技術(shù)

(1)為了有效地凈化大巷風(fēng)流，從進(jìn)風(fēng)流中把關(guān)，保證風(fēng)流質(zhì)量，采用紅外線自動噴霧裝置，實現(xiàn)主要進(jìn)風(fēng)大巷凈化水幕自動化。當(dāng)有人通過時，自動噴霧裝置的紅外傳感器捕捉到人員信號，水幕自動停下，經(jīng)過一段間隔時間，人員通過后，水幕再自動開啟。這樣既淋不到行人身上，又減少了水幕的關(guān)閉時間。

(2)綜采面的降塵措施主要是提前煤層注水、架間噴霧、采煤機(jī)內(nèi)外高壓噴霧、負(fù)壓降塵裝置、回風(fēng)平巷降塵水幕等。在回風(fēng)平巷的凈化水幕設(shè)置了和采煤機(jī)閉鎖聯(lián)動的自動噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開停，實現(xiàn)了采煤工作面回風(fēng)平巷凈化水幕自動化。

(3)綜掘面主要采用內(nèi)外高壓噴霧降塵、長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、控塵系統(tǒng)、凈化水幕。在綜采機(jī)回風(fēng)巷的凈化水幕設(shè)置了和綜采機(jī)閉鎖聯(lián)動的自動噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開停，實現(xiàn)了綜掘面回風(fēng)巷凈化水幕自動化。

(4)皮帶轉(zhuǎn)載點利用閉鎖聯(lián)動的自動噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開停。

(5)在炮掘迎頭，使用聲控爆破自動噴霧裝置，安裝在迎頭30m范圍內(nèi)，爆破沖擊波沖擊裝置，炮煙還未到達(dá)自動噴霧裝置位置時，裝置自動噴霧，并持續(xù)10～15min，有效地把爆破產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行凈化。

4.2 加強(qiáng)管理，落實責(zé)任和措施

(1)建立防塵管理機(jī)構(gòu)。每個礦井都應(yīng)建立防塵管理機(jī)構(gòu)，要配備專職的防塵技術(shù)人員。負(fù)責(zé)制訂礦井防塵規(guī)劃、落實上級的有關(guān)規(guī)定和指令、召開防塵工作例會、制訂防塵工作管理制度、進(jìn)行防塵工作檢查和監(jiān)督，進(jìn)行防塵安全培訓(xùn)[4]。

(2)加強(qiáng)源頭治理。重點加強(qiáng)綜掘工作面礦塵治理，繼續(xù)實施好綜掘工作面短壁注水，安裝并使用好綜掘機(jī)除塵裝置，定期沖刷巷道煤塵。同時研究、探索綜掘工作面新的礦塵治理方法、措施，徹底根治綜掘工作面礦塵。

(3)加大防塵宣傳。強(qiáng)化防塵理念滲透，要抓住一切有利時機(jī)，充分利用各種宣傳形式，廣泛宣傳礦井綜合防塵的重要性，使全礦每一個員工都自覺愛護(hù)和使用防塵設(shè)施，保證使用效果。

(4)發(fā)揮監(jiān)管作用。礦各監(jiān)管部門要與通防科隊積極配合，全面加大對現(xiàn)場綜合防塵工作的監(jiān)督考核力度，要實行問題整改和落實雙向考核制度，凡查出的問題未按規(guī)定要求整改合格的，連帶對復(fù)查人員進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰和責(zé)任追究，進(jìn)一步提高綜合防塵的工作質(zhì)量。

(5)加大防塵安全投入。一是要加大三新投入:即新技術(shù)、新裝備、新工藝的投入，積極推廣應(yīng)用行之有效的綜合防塵技術(shù)和高壓噴霧除塵技術(shù)，重點對霧化效果好、安裝方便、維護(hù)簡單的風(fēng)水聯(lián)動噴霧、組合噴霧進(jìn)行廣泛使用，大力提高了綜合防塵機(jī)械化、自動化、智能化水平;二是要抽調(diào)足夠的具有較強(qiáng)專業(yè)知識和防塵工作經(jīng)驗的技術(shù)能手;三是要加大防塵專項資金的投入，以用于技術(shù)攻關(guān)、新技術(shù)的引進(jìn)、員工培訓(xùn)學(xué)習(xí)等。

參考文獻(xiàn)

[1]馬漢鵬，王德明.礦井粉塵防治技術(shù)探討[J].潔凈煤技術(shù)，2005.

[2]梁揚(yáng)寶，劉啟榮.降低煤礦粉塵濃度的新途徑[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2002.

[3]李華煒.煤礦呼吸性粉塵及其綜合控制[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2005.