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(guó)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(duì)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(dòng)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(hào):TD714文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(lái)的危害也越發(fā)嚴(yán)重。煤礦塵肺病(簡(jiǎn)稱塵肺)，是指煤礦工人長(zhǎng)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(guó)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(bào)告國(guó)內(nèi)塵肺病累積病例及可疑塵肺(0+)病例近百萬(wàn)，尤以煤炭系統(tǒng)為重，每年塵肺病給國(guó)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(shí)在國(guó)內(nèi)外還造成不良的政治影響。面對(duì)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(duì)大量患者進(jìn)行及時(shí)有效的治療，而社會(huì)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(shì)群體，這些都已演變?yōu)樵絹?lái)越嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。

1 我國(guó)塵肺病的現(xiàn)狀

據(jù)報(bào)道，2009年共報(bào)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(cè)算，目前煤炭行業(yè)每年塵肺病死亡病例已超過(guò)生產(chǎn)安全事故死亡人數(shù)的2倍。此外，國(guó)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(diǎn)，其職業(yè)病以塵肺病為主。有專家指出，我國(guó)煤工塵肺的病例數(shù)只是來(lái)自國(guó)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(guó)有大型煤礦。

目前塵肺病的防治主要存在五個(gè)問(wèn)題:一是企業(yè)在職業(yè)病防治方面的主體責(zé)任落實(shí)不到位，對(duì)塵肺病認(rèn)識(shí)不到位;二是地方政府對(duì)職業(yè)病監(jiān)管不到位;三是對(duì)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(dòng)用工管理和社會(huì)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(jiān)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(guò)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(jì)，采掘作業(yè)產(chǎn)生的礦塵量占80%，裝運(yùn)過(guò)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(wú)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(guò)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(gè)方面:

(1)危害人體健康。工人長(zhǎng)期吸入礦塵后，輕者會(huì)患呼吸道炎癥、皮膚病，重者會(huì)患?jí)m肺病，而塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)在國(guó)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(huì)發(fā)生爆炸。井下空氣中的煤塵達(dá)到一定的濃度時(shí)，有一定的溫度和火源時(shí)就可能引發(fā)煤塵爆炸，對(duì)于瓦斯礦井，煤塵則有可能參與瓦斯同時(shí)爆炸。

(3)加速機(jī)械磨損。隨著礦山機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化程度的提高，礦塵對(duì)機(jī)械設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會(huì)越來(lái)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(chǎng)所能見(jiàn)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(shí)，工作面煤塵濃度高達(dá)4000～8000mg/m3，導(dǎo)致工作面能見(jiàn)度極低，往往會(huì)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(cè)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(duì)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(gè)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(duì)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(shí)也可采用專用的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，常見(jiàn)的有長(zhǎng)壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長(zhǎng)抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)和長(zhǎng)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(gè)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(jiǎn)單、使用方便、費(fèi)用較低、除塵效果較好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是增加了工作場(chǎng)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(guó)煤礦較成熟的經(jīng)驗(yàn)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(guò)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(diǎn)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(diǎn)噴霧、回風(fēng)巷噴霧及其他地點(diǎn)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(shí)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(shí)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(rùn)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(shí)添加濕潤(rùn)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(shí)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(jì)。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(diǎn)，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(guò)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(gè)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(wú)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(dòng)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(lái)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(guó)SRM-330掘進(jìn)除塵設(shè)備等。

3.5 個(gè)體防護(hù)

個(gè)體防護(hù)是指通過(guò)佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體粉塵的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。個(gè)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(duì)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(jiǎn)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(huì)。

(3)運(yùn)輸除塵。露天礦山運(yùn)輸過(guò)程中車輛揚(yáng)塵是露天礦場(chǎng)的主要塵源。運(yùn)輸防塵的主要措施有如下幾個(gè)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(guò)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(rùn)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(guò)發(fā)泡裝置的金屬網(wǎng)而形成的細(xì)小泡沫，再經(jīng)過(guò)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(duì)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(guò)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(kāi)采時(shí)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(shí)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(huì)，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(yàn)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(dòng)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(dòng)噴霧裝置，實(shí)現(xiàn)主要進(jìn)風(fēng)大巷凈化水幕自動(dòng)化。當(dāng)有人通過(guò)時(shí)，自動(dòng)噴霧裝置的紅外傳感器捕捉到人員信號(hào)，水幕自動(dòng)停下，經(jīng)過(guò)一段間隔時(shí)間，人員通過(guò)后，水幕再自動(dòng)開(kāi)啟。這樣既淋不到行人身上，又減少了水幕的關(guān)閉時(shí)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(dòng)的自動(dòng)噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開(kāi)停，實(shí)現(xiàn)了采煤工作面回風(fēng)平巷凈化水幕自動(dòng)化。

(3)綜掘面主要采用內(nèi)外高壓噴霧降塵、長(zhǎng)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(dòng)的自動(dòng)噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開(kāi)停，實(shí)現(xiàn)了綜掘面回風(fēng)巷凈化水幕自動(dòng)化。

(4)皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)利用閉鎖聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)噴霧裝置，杜絕了凈化水幕的人為開(kāi)停。

(5)在炮掘迎頭，使用聲控爆破自動(dòng)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(dòng)噴霧裝置位置時(shí)，裝置自動(dòng)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(shí)責(zé)任和措施

(1)建立防塵管理機(jī)構(gòu)。每個(gè)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(shí)上級(jí)的有關(guān)規(guī)定和指令、召開(kāi)防塵工作例會(huì)、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(diǎn)加強(qiáng)綜掘工作面礦塵治理，繼續(xù)實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)員工都自覺(jué)愛(ài)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(duì)積極配合，全面加大對(duì)現(xiàn)場(chǎng)綜合防塵工作的監(jiān)督考核力度，要實(shí)行問(wèn)題整改和落實(shí)雙向考核制度，凡查出的問(wèn)題未按規(guī)定要求整改合格的，連帶對(duì)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(diǎn)對(duì)霧化效果好、安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單的風(fēng)水聯(lián)動(dòng)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(dòng)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(shí)和防塵工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)能手;三是要加大防塵專項(xiàng)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)

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