煤礦粉塵對人體健康的危害及防治措施

秦晨

【摘要】? 煤炭生產的各個階段都會產生大量的粉塵，粉塵不但是造成煤炭生產中各種疾病的重要原因，而且還容易引起爆炸，被列入煤炭生產中的五大災害之列。煤礦粉塵防治是一項長期而復雜的系統工程，涉及國家、社會、企業、職工等多個方面。只有從法制建設、社會監督、企業管理、工藝革新、職工自我保護等多個角度著手，才能對煤礦中的粉塵進行有效的降低和治理。在煤礦中，粉塵的防控是一項重要的工作，要提高煤礦中的粉塵防控效果，就必須對煤礦中的各個環節進行有效的改進，從而為煤礦中的大多數職工建立一道堅固的健康防線。

【關鍵詞】? 煤礦粉塵；人體健康；職業病危害；防治措施

中圖分類號? TD714.4? ? 文獻標識碼? A? ? 文章編號? 1671-0223（2023）21--04

煤塵作為一種職業性危險因子，對煤礦工人的健康構成了極大威脅，與諸如矽肺等疾病有著緊密的聯系。最近幾年，伴隨著《職業疾病防治法》的修改和健全，許多煤炭公司已開始深化對員工職業病風險的認識，并積極研究預防措施。同時也把控制煤炭中的粉塵當作是改善公司生產環境，提高員工職業健康水平的一項重要工作[1]。本文通過對煤炭開采過程中產生的粉塵對人類身體造成的傷害進行了分析，并針對如何預防和控制進行了詳細的闡述。

1? 煤礦粉塵產生的來源及分級

1.1? 煤礦粉塵產生來源

煤炭粉塵是煤炭生產中形成的細小、粉狀物。煤礦粉塵以煤渣、石粉為主，同時也含有一些金屬、化學成分。在煤礦生產中，由于煤礦機器的運轉及煤的輸送，都會引起粉塵的排放。另外，煤礦生產過程中許多其他環節也會排放很多粉塵。由于礦區的地質構造和采礦方式的不同，煤層中的煤塵種類也有很大的差別。目前，煤炭生產中產生的粉塵，大多是由煤礦設備和煤礦工作面未成型而進行的炮掘和綜掘等方式引起的。同時在煤的運送中也會產生粉塵。煤礦中粉塵的生成量由大到小依次是：煤礦工作面，掘進工作面，巷道支護過程中的噴漿操作，以及其他過程等。由于煤炭開采技術和開采裝備的更新，我國煤炭開采的進度越來越快，煤炭生產中的粉塵排放量也越來越大[2]。隨著礦山機械化一體化生產的不斷發展和煤礦規模的不斷擴大，煤礦作業中的粉塵也不斷增加[3]。另外，立眼溜煤體系和煤層抽水鉆井作業也是粉塵產生的重要來源。

1.2? 煤炭粉塵分類

煤炭中的粉塵種類繁多，按其存在狀態可分為兩大類：一類是沉淀性粉塵，也就是已著地的粉塵；二是沙塵，沙塵以一種漂浮的方式存在于大氣中；根據粉塵的顆粒尺寸可以分為四種：顆粒直徑較大的為粗塵，其次是細塵，再次是微塵，再之后是超微塵；按照所含二氧化矽的數量可以分為兩種，一種是煤塵，另一種是矽塵量。粉塵中含有的游離二氧化矽含量較多，顆粒越大，導致的塵肺病就會越嚴重，病程快，損害較大。

2? 煤礦粉塵的危險性

2.1? 煤塵為易可燃、易可爆物質

煤礦粉塵是煤礦生產中最為常見的一種現象。由于煤礦粉塵極強的可燃性和可爆性，因此，煤礦生產中隨時都會出現煤礦粉塵自燃、爆炸等事故，給煤礦工人的生活帶來了極大的危害。從目前的情況來看，在我國的煤炭生產中，爆炸事件屢見不鮮，需要進行有效的治理[4]。

2.2? 煤粉對機器的破壞

當空氣流動時，這些粉塵就會附著在儀器上。隨著時間的推移，將會對其結構產生損傷，從而降低使用年限。隨著煤礦生產的機械化和自動化程度的不斷提升，粉塵會侵入到機器設備的內部，甚至造成機械無法正常運行，極大地降低了機器的安全性。

2.3? 粉塵對生產工作的影響

如果工作中的粉塵過多，會對視線造成很大的干擾，在復雜環境下，視線受阻的情況下進行開采，很可能會因為判斷失誤而引發安全事故。

2.4? 煤礦粉塵對工人健康的影響

煤炭粉塵是造成煤炭作業人員多種呼吸系統、肺臟疾病的“元兇”，盡管人類的肺具有很強的自我保護和凈化能力，并通過氣道中的纖維和肺泡將超過97%的粉塵顆粒從體內排泄出來。但是，長時間暴露在空氣中，會導致塵肺、矽肺等各種呼吸系統和肺部疾病[5]。煤塵對人類健康的影響主要有：

（1）局部性：如果長期與粉塵顆粒接觸或者是吸入，會對皮膚、角膜、鼻腔黏膜、上呼吸道等造成一定程度的刺激，從而引起一系列的疾病。比如，粉塵對角膜的影響，會引起角膜炎癥和潰瘍，加劇眼睛干燥；粉塵對呼吸道有一定的影響，在初期會導致鼻腔毛細血管膨脹，黏膜功能亢進，時間長了就會出現鼻炎、咽炎、氣管和支氣管炎等癥狀。

（2）全身性：當人的肺部吸收了一定數量的含二氧化矽的粉塵后，會導致肺組織出現彌漫性纖維化病變，也就是俗稱的矽肺病，屬于結節型塵肺。矽肺病病人在很長一段時期都不會有什么特別的感覺，但是如果有其他的并發癥，就會有很大的影響，比如咳嗽、咳痰、胸悶氣短等，而且還會越來越嚴重，最終導致慢性阻塞性肺病，還會伴有肺功能損傷等。矽肺病的病理學表現為肺間質纖維化，團塊狀纖維化，肺門淋巴結擴大，肺間質纖維化；X光胸片中表現為肺部不規則的陰影，肺門和肺葉的結構有明顯變化[6]。煤工塵肺病是一種嚴重危害人類健康的疾病，其發病機制尚不明確。煤工塵肺患者在初期大部分沒有顯著的臨床表現，但是，隨著患者的年紀和塵肺病變的發展，患者會逐步表現出咳嗽、咳痰、胸悶氣短等呼吸道表現；病情進展到后期，患者會表現出嚴重的呼吸道不適，同時還會咳嗽出一股黑色的黏液狀痰，嚴重時還會對患者的正常生活造成一定的影響。其在形態學上以大范圍的肺纖維化為主，嚴重時可累及全肺，形成X線大陰影貫穿一側肺的影像。按照塵肺的發展階段，中國現行的確診標準把塵肺分成了一期塵肺、二期塵肺和三期塵肺，這種疾病的發展速度很慢，往往是在接受粉塵超過十年之后，才發展成一期的煤工塵肺。

從醫療和病理學的觀點來看，塵肺病的病損和疾病的嚴重程度，既與患者體內滯留的粉塵的多少密切相關（接觸—反應的關系），又與粉塵的構成和成分相關（煤炭井下的粉塵構成成分是多種多樣的）。在煤礦下的作業中，由于不同的作業環境，不同的工作場域，不同的工作人群，不同的工作環境，都會受到不同的影響，一般將煤礦下的塵肺病分為煤肺病、矽肺病和煤矽病3種。其中，“煤肺病”是指煤礦工人長時間處于純粹的煤塵環境，并以煤塵為主要暴露對象，由于其病理學特點，表現出顯著的煤塵纖維性病變及周圍肺氣腫，因此被稱為“煤肺病”。因為隧道工人經常在巖石上工作，接觸到大量含有豐富的SiO2的巖石粉塵，從而導致塵肺，在病理學上表現為纖維組織，并伴有顯著的矽小結，因此被稱為“矽肺病”；所謂“煤矽肺”，就是在煤礦工人工作的時候，經常會遇到“煤塵”和“巖塵”兩種不同類型的粉塵，從而導致工人的塵肺。與煤肺、矽肺相比，煤矽肺等疾病更普遍、更易發生、進展迅速、危害性更大[7]。

（3）與此有關的并發癥：煤炭粉塵除了會引發塵肺和矽肺之外，還會引發許多與之有關的并發癥。

①結核病（medical terrors）。煤工粉塵肺病合并肺結核的發病率是正常人的2～3倍。

②支氣管炎。由于工人們經常在煤礦井下工作，所以他們的上呼吸道黏膜不可避免地受到了不同種類的粉塵的侵襲，這些粉塵被阻擋在外，就會引起他們的機能亢進，黏膜下血管擴張和充血，以及黏液腺的分泌增多，如果這些情況沒有得到很好的緩解，就會發展成肥胖和萎縮，使他們的呼吸道免疫力降低，從而引發傳染病。

③肺癌。近年來，我國肺癌的發生率逐年增高。已有學者調查表明，在礦區某些地區，肺癌發生率較其他地區高，可能是由于礦區空氣中的粉塵所致。煤炭開采過程中，由于煤炭開采過程中所產生的粉塵中，往往會混入某些具有致癌性的礦物微粒，從而使煤炭開采過程中產生致癌性。二氧化矽塵粒也是煤炭粉塵中的一種致癌物，它可以沉淀在肺泡中，從而形成矽酸膠毒，會導致肺泡組織壞死，并產生纖維病變，最后會慢慢產生網狀結節和團塊，進而引發塵肺病變[8]。

3? 煤礦粉塵控制措施及防治

“煤礦粉塵”是指在煤礦中因開采而形成的各種微小的固體粒子的總稱。在煤礦生產的各個環節中，都會產生各種各樣的粉塵，比如在巷道開挖或煤層開采時，由于對煤炭、巖石等進行加工粉碎而產生的細小粒子，就會產生煤塵和巖塵。例如，在錨噴、支護等作業過程中，因建筑物料損壞而產生的其他特性的固態塵粒。要想從根本上減緩和控制煤炭粉塵對工人的危害，減少和控制煤礦井下工人的職業病，就要從提升煤礦下防治粉塵污染技術的使用程度著手。

3.1? 煤層注水技術

在開采之前，利用鉆孔將壓力水均勻地灌注到煤層中，提前對煤中的原始煤塵進行濕潤，防止其在煤礦中飄散；將煤體內的微小部位包覆起來，即使在生產操作中出現破碎、粉碎現象，也不會使微細顆粒的煤塵四處飄散；通過水分的浸潤降低煤的脆性，提高煤的可塑性，達到減少粉塵生成的目的。

3.2? 噴霧技術

噴灑降塵技術是通過將水汽與粉塵混合，使得粉塵顆粒由于濕潤而凝結，然后在自重的影響下沉降，達到防止粉塵飄散的目的。當使用噴灑技術進行降塵時，必須確保噴灑的水滴完全遮蓋住了塵源的整個剖面，以避免粉塵從水滴中逸出；要確保原煤品質不受霧化的影響，并要在達到高效降塵的前提下，合理地控制用水量；考慮到各粉塵來源點對噴霧壓力的需求差異，應嚴格掌握各粉塵來源點所需的水壓力[9]。所述的噴灑設備，所述噴灑設備的噴頭可將所述的水轉變成所述的霧狀噴灑。目前較為常用的噴灑降塵技術有：開采機械設備包括內外兩套降塵系統，可以實現徑向霧化降塵，也可以利用高壓噴灑負壓來控制煤塵氣流。卸荷點處的噴霧降塵，是在卸荷點處增設降塵裝置，噴灑裝置來達到降塵的目的。支架間噴霧降塵，是在支架關鍵位置增設一個霧化噴頭，使支架在運動中同時進行噴灑，從而達到降低粉塵的目的。

3.3? 進風流凈化技術

這種降塵工藝可分為兩種，一種是濕濾法，另一種是水幕。利用濕法過濾除塵工藝進行除塵時，首先需要將濕法化學纖維層濾料用一個框架鋪放到巷內，接著將巷內剖面封閉，最后利用噴頭將水霧均勻地噴灑到過濾材料的纖維層上，從而在空氣中聚集礦塵；利用水幕除塵技術，首先需要在過風斷面上，利用多個噴嘴進行噴灑，之后，對經過巷道的含塵風流進行凈化，從而達到對粉塵的控制。

3.4? 泡沫技術

氣泡除塵技術的工作機理是：首先，將添加劑壓入到井下的除塵管道中，再利用發泡設備將壓風導入到粉塵管道中，生成大量的氣泡，最后，將氣泡經噴頭噴射到粉塵來源之處。因為泡沫有著很好的覆蓋性、濕潤性和粘附性等特性，所以使用它來進行除塵，可以對粉塵的飄散進行有效地控制，對煤礦工人工作場所的粉塵濃度進行有效的控制。與其它濕法降塵技術相比，采用泡沫技術具有節水等優點，因而被越來越多地用于煤礦的粉塵治理[10]。

3.5? 采煤機跟蹤技術

與其他除塵技術相比，煤礦機追蹤技術更具有綜合性，它是將其他各種除塵技術的優勢結合在一起，在煤礦開采過程中，由于煤礦機械的不斷前進以及煤層的不斷破碎和掉落，將可能會出現很多的粉塵被排放出來，這些粉塵占據了整個煤礦總粉塵總量的一半以上。因此，在煤礦開采過程中，如何有效地控制煤礦開采過程中的粉塵，始終是煤礦開采過程中的重要環節。煤礦地下地質結構復雜，開采環境各異，煤層厚度、圍巖厚度等參差不齊，通常使用一種粉塵控制方法難以達到預期的控制效果[11]。此時，可針對煤礦工作面地質構造、工作條件、生產環境等特點，將煤礦機塵源跟蹤技術、煤礦機外噴霧技術、風機除塵技術、泡沫除塵等結合起來，達到較好的除塵效果。

3.6? 加強作業人員的健康管理

在大部分的煤炭企業中煤礦工人的總體文化素質較低，他們對煤炭中粉塵的危害沒有足夠的了解，在自身的保護方面也存在著一定的缺陷。在工作過程中，可能會出現不按照規定來使用勞動防護用品和防塵設施的情況。因此，需要加大對煤炭企業員工的宣傳力度，使其了解粉塵對人類健康的危害，提升職業疾病的預防能力，能夠在工作中嚴格按照規定使用除塵設備和防護器材，以減少粉塵對煤礦工人的傷害[12]。同時要有針對性地開展《職業病防治法》的學習，學會運用法律手段來維護自己的職業健康權益。

4? 結語

總而言之，煤礦生產的每個過程中都會排放出一定數量的灰塵，這種灰塵不僅會嚴重危害工人的身體健康，還可能引起爆炸，從而對工人的生命安全和身體健康造成很大危害，也會對煤礦企業的安全生產造成很大影響。因此，對其進行有效的控制是十分必要的。煤礦企業有關負責人和工人都應充分了解粉塵的危害，并采取有效的措施做好防塵工作。

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[2023-07-17收稿]

作者單位：550000? 貴州省貴陽市公共衛生救治中心ICU重癥監護