煤礦粉塵危害及其防治

1、煤礦粉塵危害及其防治作者：安全管理網(wǎng)來源：安全管理網(wǎng)點擊數(shù)：654 更新日期：2011 年 10 月 06 口摘 要：隨著礦山、冶金、玻璃制造、陶瓷、耐火材料、建材等行業(yè)生產(chǎn) 大規(guī)模發(fā)展，粉塵危害逐漸被人們認識：給生產(chǎn)帶來不安全因素，如機械 磨損；煤、面粉等粉塵不僅引起燃燒爆炸等，造成經(jīng)濟上巨大損失；而且 石英及含有游離二氧化硅粉塵，使長期從事粉塵作業(yè)工人可能發(fā)生塵肺 病，嚴重損害健康，共至喪失勞動能力或過早死亡。近年來，我國工業(yè)迅速發(fā)展造成了環(huán)境惡化，粉塵也是引起環(huán)境問題主要 污染物。我國礦山企業(yè)四大職業(yè)危害（工傷死亡、粉塵、毒物、爆炸）中最 嚴重者當屬塵害。粉塵被工人吸入體內(nèi)，在呼吸系統(tǒng)沉

2、積到一定劑量后， 就會導(dǎo)致塵肺病發(fā)生。塵肺病是危害廣大從業(yè)人員健康最嚴重一種職業(yè) 病，主要分布于煤炭、冶金、機械、建材、化工石油及輕工等行業(yè)。如何 積極有效防治塵肺病，是一項迫切需要解決問題。煤礦井下各作業(yè)點在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量粉塵。煤礦粉塵特有性質(zhì)決定 了其具有很大危害性：誘發(fā)職業(yè)病塵肺??；加速機械設(shè)備磨損，縮短精密 儀器使用壽命；甚至導(dǎo)致煤塵爆炸事故發(fā)生。由于我國接觸煤礦粉塵作業(yè)人員眾多，煤礦粉塵控制工作顯得格外緊要。 降低煤礦粉塵濃度和預(yù)防煤塵爆炸各種工程技術(shù)方法和措施，以及對采掘 方式工程技術(shù)改進是控制粉塵危害技術(shù)保障，煤礦防治粉塵措施分為三大 類：防塵措施；除塵降塵措施；預(yù)防煤塵爆

3、炸及限制爆炸擴大范圍措施。關(guān)鍵詞：煤礦粉塵；除塵降塵；粉塵控制；煤塵爆炸。引 言煤塵危害為煤礦五大自然災(zāi)害之一，一直是煤炭行業(yè)防治工作重點。粉塵 給煤礦工作人員和安全生產(chǎn)造成極大危害：一方面，粉塵污染作業(yè)環(huán)境嚴 重危害工人身體健康，可引起肺部病變，造成塵肺病。據(jù)最新資料表明， 在我國實際嚴重塵肺病患者有120萬之多，占到全世界塵肺病患者一半以 上，每年因此死亡人數(shù)超過4000人，每年由此引起直接損失超過80億元。 而在所有因各種粉塵引起塵肺病中，煤礦工人占到比例最高。究其原因， 除了經(jīng)濟能力、技術(shù)條件、衛(wèi)生立法等方面因素外，我國在粉塵監(jiān)督監(jiān)測 體系和手段完整性和科學(xué)性方面應(yīng)進一步加強和提高。另

4、一方面，粉塵濃 度過高潛伏著爆炸危險，懸浮煤塵也是造成煤礦煤塵爆炸主要原因之一。 此外，高濃度粉塵還會加速機械設(shè)備磨損，縮短精密儀器使用壽命。因此, 監(jiān)測作業(yè)場所粉塵濃度，控制煤礦粉塵產(chǎn)生，對于確保從業(yè)人員生命健康、 預(yù)防事故發(fā)生尤為重要。1煤礦粉塵及其危害1.1 粉塵概念粉塵，也稱空氣中懸浮顆粒物”，指就是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生能較長時間 懸浮于空氣中固體顆粒，其大小在100 um以下。1.2 煤礦粉塵產(chǎn)生及特性1. 2. 1生產(chǎn)性粉塵產(chǎn)生及特性1 .生產(chǎn)性粉塵產(chǎn)生 在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生和形成、能較長時間在空氣中懸浮固體微粒被稱為生產(chǎn) 性粉塵。懸浮于空氣中粉塵稱為浮塵，已沉落粉塵稱為積塵，我們檢測和

5、防治重點就是浮塵。從膠體化學(xué)觀點來看，含有粉塵空氣是一種氣溶膠， 懸浮粉塵散布彌漫在空氣中及空氣混合，共同組成一個分散體系，分散介 質(zhì)是空氣，分散相是懸浮在空氣中粉塵粒子。煤炭生產(chǎn)過程中伴隨煤和巖 石破碎而產(chǎn)生煤礦粉塵是生產(chǎn)性粉塵一種。其中，呼吸性粉塵是損害勞動 者健康重要職業(yè)性有害因素，可能引起多種職業(yè)性肺部疾病。煤礦在生產(chǎn)、貯存、運輸及巷道掘進等各個環(huán)節(jié)中都會向空氣中排放大量 粉塵。尤其在風(fēng)速較大作業(yè)場所，粉塵排放量猛增，據(jù)資料統(tǒng)計，有礦區(qū) 排向空氣煤粉塵是煤炭產(chǎn)量1. 6%以上。采煤工作面是煤礦產(chǎn)塵量最大作業(yè)場所，其產(chǎn)塵量約占礦井產(chǎn)塵量60%左 右。為了預(yù)防礦井瓦斯、煤塵爆炸等惡性事故發(fā)

6、生，改善礦井勞動衛(wèi)生條 件，采煤工作面是礦塵防治重點。機采工作面在我國越來越普及，但產(chǎn)塵 濃度也隨之上升。采煤機割煤、支架移架、放煤口放煤及破碎機破煤是機 采工作面四大產(chǎn)塵源，產(chǎn)塵量分別約占60樂20%、10%和10%左右。為了 搞好采煤工作面粉塵防治，有效降低其粉塵濃度，必須針對采煤工作面塵 源采取相應(yīng)治理措施，以達到對粉塵進行綜合治理目。綜采放頂煤開采技術(shù)是20世紀90年代以來在我國大面積推廣比較先進采 煤方法，但工作面粉塵問題也引起較多關(guān)注。綜采放頂煤工作面產(chǎn)塵環(huán)節(jié) 主要有采煤機落煤、放煤、移架、裝煤和運煤五大工序。從微觀方面分析, 煤塵產(chǎn)生可分為摩擦、拋落和摩擦及拋落相結(jié)合等三種方式。

7、巷道掘進也是井下主要產(chǎn)塵源之一，在無任何防塵措施情況下，對炮掘工 作面、機掘工作面和巷道錨噴巷道維修錨噴現(xiàn)場、煤炭裝卸點等也都產(chǎn)生 高濃度粉塵，尤其是煤炭裝卸處瞬時粉塵濃度有時高達數(shù)g/m3,有時甚至 達到煤塵爆炸濃度界限。此外，地面煤裝運、煤堆、研石山等也都產(chǎn)生高濃度粉塵，使礦區(qū)周邊空 氣環(huán)境受到嚴重污染，對居民健康和植物都造成十分不利影響。煤礦生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵一般都不伴有化學(xué)變化，因此漂浮于空氣中粉塵化 學(xué)成分及其來源物料化學(xué)成分基本相同。2 .生產(chǎn)性粉塵特性1）按粉塵中游離二氧化硅含量分類煤礦粉塵按其游離二氧化硅含量分為矽塵及煤塵。根據(jù)我國“矽塵作業(yè)工 人醫(yī)療預(yù)防措施實施辦法”中規(guī)定，作

8、壓環(huán)境粉塵中游離二氧化硅含量在 10%以上者稱為矽塵，10%以下者稱為非矽塵，在煤礦則為混合性煤塵。游 離二氧化硅含量小于5%粉塵又稱為單純煤塵。粉塵中游離二氧化硅含量越 高，引起塵肺病程度越重，病情發(fā)展越快，危害也越大。2）粉塵分散度分散度指物質(zhì)被分散程度，以粉塵粒徑大小數(shù)量或質(zhì)量組成百分比構(gòu)成比 來表示，前者稱粒子分散度，粒徑小顆粒越多，則分散度越高；后者稱質(zhì) 量分散度，質(zhì)量小顆粒占總質(zhì)量百分比越大，質(zhì)量分散度越高。煤礦作業(yè) 場所空氣中較小顆粒粉塵含量較多時，其分散度越高，由于質(zhì)量輕，在空 氣中懸浮時間較長，不易降落，被吸入肺機會就愈多。同時粉塵分散度愈 高，單位體積總表面積越大，理化活性

9、越高，易于及空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng) 而引起粉塵自燃或爆炸。粉塵還可以吸附有毒氣體，如一氧化碳、氮氧化 物等，分散度愈高，吸附量愈多，對人體危害也愈大。3）粉塵吸濕性粉塵吸濕性指粉塵對水吸附。粉塵吸濕性及粉塵成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)，可分為 親水性粉塵及疏水性粉塵兩大類。炭黑、煤粉塵均屬于疏水性粉塵。另外, 粉塵越細，比表面積增加，表面吸附能力隨之增強，容易吸附空氣而在塵 粒表面形成氣膜，降低了塵粒間聚集及塵粒吸濕性，更難于把塵粒從空氣 中捕捉分離出來。在除塵技術(shù)中，粉塵吸濕性是選用除塵設(shè)備主要依據(jù)之 一。對于濕潤性好親水性粉塵，可選用濕式除塵器。為了加強液體（水） 對粉塵浸潤，往往要加入某些濕潤劑，以減少固

10、、液之間表面張力，增加 粉塵親水性，提高除塵效率。4）煤塵爆炸性按照煤塵爆炸性煤塵可以分為有爆炸性煤塵和無爆炸性煤塵。我國傳統(tǒng)煤 礦中90%礦井煤塵具有爆炸性危險性。高分散度煤炭粉塵具有爆炸性。煤 炭化程度越低，揮發(fā)分越高，煤塵爆炸性就越強（見表2）。發(fā)生爆炸有兩 個條件：粉塵在空氣中有足夠濃度，在爆炸區(qū)域要求濃度范圍之內(nèi)； 必須具有高溫（明火、火花、放電）情況出現(xiàn)。一般煤塵爆炸下限濃度為 30mg/m350mg/m3,上限濃度為looomg/m32000mg/m3,出于上下濃度之間 粉塵都具有爆炸危險性，其中爆炸力最強濃度為300mg/m3500mg/m3o 1.2.2呼吸性粉塵主要特點呼吸

11、性粉塵一般含義是”能被吸入人體肺泡粉塵”，否則為非呼吸性粉塵。 其嚴格含義有不同表示方法（如作業(yè)場所呼吸性粉塵等），但其基本含義 是用符合bmrc(british medical research council )標準采樣曲線采樣 器在空氣中采集到粉塵顆粒。對呼吸性煤塵，在評價作業(yè)場所粉塵狀況時, 用符合bmrc曲線采樣器在作業(yè)場所采集到游離二氧化硅小于10%,空氣動 力學(xué)直徑小于7. 07 p m粉塵稱為呼吸性煤塵。2007年發(fā)布煤礦安全規(guī)程中將呼吸性粉塵定義為能吸入人體肺泡區(qū) 浮塵”，我國有關(guān)文獻中，一般將粒徑小于5hm粉塵視為呼吸性粉塵。呼 吸性粉塵除具備一般粉塵某些物理、化學(xué)性質(zhì)外，

12、尚有如下特點：1 .沉降速度慢，在空氣中懸浮時間長。在靜止空氣中粉塵，根據(jù)其粒徑 大小按一定規(guī)律沉降：通常粒徑大于100um塵粒呈加速度沉降；lum 100um粒徑塵粒呈等速度沉降；粒徑小于lum塵粒很難沉降，在空氣 中呈布朗運動。2 .擴散系數(shù)較大，附著速度較快。塵粒附著速度及擴散系數(shù)成比例。塵 粒越小，其擴散系數(shù)越大，即擴散越快，因而向液滴或除塵濾料上附著塵 粒就越多。3 .肉眼不可見，屬顯微粉塵。粒徑大于10 um粉塵肉眼才能看見，粒徑 為0. 25 口 m10 u m粉塵在光學(xué)顯微鏡下才可看見，粒徑小于0. 25 u m粉 塵在電子顯微鏡下方能看見。4 .能被吸入人體肺部并能在肺泡區(qū)沉

13、積。被吸入人體呼吸系統(tǒng)粉塵，可通過粘液纖毛系統(tǒng)和肺泡巨噬細胞被清除。 如果長期吸入高濃度呼吸性粉塵，則在肺泡區(qū)可產(chǎn)生一定量粉塵沉積，隨 著沉積時間增長，沉積量增加，可使肺部發(fā)生病理改變，出現(xiàn)不同程度彌 漫性間質(zhì)纖維化，進而造成塵肺病。11.3煤礦粉塵危害煤礦粉塵具有這些特性決定了以下危害：嚴重危害工人身體健康，多數(shù)人 易引起塵肺病等；易引起燃燒和爆炸；高濃度粉塵能加速機械磨損，縮短 精密儀器使用壽命。1.3.1主要健康危害煤塵及其他粉塵一樣主要通過呼吸道進入人體，其次是皮膚接觸，部分粉 塵溶于口腔唾液或粘附在食物上也能吞入消化道，后兩者侵入人體量較 小。人體對粉塵進入具有防御功能，呼吸道和肺部

14、均有排除和清除粉塵能 力。只是長期大量吸入煤礦粉塵會破壞人體防御功能，使清除功能受損， 而過量煤礦粉塵沉積，導(dǎo)致人體損傷，形成各種疾病。呼吸系統(tǒng)疾病煤礦粉塵會直接或間接引起呼吸系統(tǒng)疾病主要包括以下幾類：1）塵肺煤工塵肺是指煤礦各工種工人長期吸入作業(yè)場所生產(chǎn)性粉塵所引起塵肺 總稱。粉塵病變嚴重程度及體內(nèi)潴留粉塵數(shù)量有關(guān)，即存在接觸反應(yīng)關(guān)系, 還同粉塵組成成分有關(guān)。在煤礦開采過程中，由于工種不同，工人接觸粉 塵性質(zhì)也有差異，從而引起肺部彌漫性纖維化。塵肺病根據(jù)煤礦工人接觸 粉塵性質(zhì)可以認為有3種主要類型：煤肺。長期在單純有煤塵環(huán)境下作業(yè)工人，他們接觸粉塵主要是煤塵。 這類人員發(fā)生塵肺在病理上有典型

15、煤塵纖維灶和灶周肺氣腫，這類肺部病 變稱為煤肺。煤肺發(fā)病工齡多在20a30a以上，病情進展緩慢，危害較輕。 矽肺。長期在煤礦巖石掘進工作面作業(yè)工人，他們接觸粉塵主要是含 游離sio2較高巖塵。這類人員發(fā)生塵肺在病理上除有組織纖維化外，還 有典型矽結(jié)節(jié)形成，屬矽肺類型。病理上有典型矽結(jié)節(jié)改變，發(fā)病工齡短, 一般為1015a。矽肺發(fā)病率較高，病情發(fā)展較快，危害嚴重。煤矽肺。一般煤礦井下工人多數(shù)都在有煤塵產(chǎn)生和有巖塵產(chǎn)生兩種作 業(yè)環(huán)境下工作過，他們接觸粉塵既有煤塵也有巖塵。所患塵肺兼有煤肺和 矽肺病理改變特征，這類塵肺稱煤矽肺。煤矽肺是我國煤工塵肺最常見類 型，發(fā)病工齡多在5a20a左右，病情發(fā)展較

16、快，危害嚴重?，F(xiàn)在觀點認為，無論從肺組織纖維化病變進展規(guī)律、流行病學(xué)和臨床表現(xiàn) 特點、病情發(fā)展及診斷原則等方面，都沒有必要將煤矽肺及煤肺嚴加區(qū)別, 故統(tǒng)稱為煤工塵肺。煤工塵肺是煤礦最嚴重職業(yè)病。及矽塵相比，煤塵致 纖維化作用較弱，但由于煤是我國主要能源，采煤工人數(shù)量居全國各類粉 塵作業(yè)工人之首，因此實踐中煤工塵肺防治意義和重要性最為突出。不同類型煤礦煤工塵肺發(fā)病情況因開采方式不同有很大差異。露天煤礦工 人塵肺患病率低，井工開采工作面粉塵濃度和粉塵分散度均高于露天煤 礦，塵肺患病率和發(fā)病率均較高。我國地域廣大，地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各地煤 工塵肺患病率有很大差異,在0.929c24.1%之間,其中矽肺占

17、11.4%,煤 矽肺占87. 6除煤肺占1.0機不同煤種致病能力也不同，由強到弱依次為: 無煙煤、煙煤、褐煤。塵肺病是由于長期吸入過量粉塵所引起全身性疾病。塵肺病發(fā)病工齡有長 達20a30a,個別病例在游離二氧化硅含量高作業(yè)區(qū)作業(yè)也有2a發(fā)病 者，即所謂快發(fā)性矽肺”。塵肺病發(fā)病工齡、臨床癥狀等設(shè)計因素很多 且十分復(fù)雜，大體可歸納為以下幾個方面：粉塵成份；粉塵分散度；粉塵 濃度；接觸時間；按流行病學(xué)觀點，許多因素可分別歸諸于宿主、因子、 環(huán)境等治病要素。塵肺病是難以治愈職業(yè)病，工人一旦得病，輕則慢性致 殘，重則死亡。因此，塵肺病不僅造成勞動力下降，而且造成社會負擔(dān)， 其經(jīng)濟損失是巨大。2）慢性阻

18、塞性肺?。╟opd）國內(nèi)外許多研究已證實，長期吸入煤塵不但引起塵肺，還會引起慢性阻塞 性肺疾病，包括慢性支氣管炎、支氣管哮喘及肺氣腫。而且在臨床上，慢 性阻塞性肺病可以獨立存在而不伴有明顯塵肺，其發(fā)病機理尚未明了，可 能及吸煙、呼吸道感染及遺傳因素等均有關(guān)系。3）上呼吸道炎癥粉塵首先侵入上呼吸道黏膜，早期引起其功能亢進，黏膜下血管擴張、充 血，黏液腺分泌增加，以阻留更多粉塵，長久則釀成肥大性病變，然后由 于黏膜上皮細胞營養(yǎng)不良，終將造成萎縮性病變，呼吸道抵抗力下降，容 易繼發(fā)病毒及細菌等感染性疾病。4）肺癌有研究表明，一些有煤礦開采地區(qū)，人群中肺癌發(fā)病有升高趨勢，可能及 吸入煤礦生產(chǎn)性粉塵有關(guān)

19、。但據(jù)英國24個煤礦統(tǒng)計，接觸煤礦粉塵工人 及不接觸粉塵人群中肺癌發(fā)病率無明顯差別。煤礦病人肺癌發(fā)病機制有待 進一步探討。2 .局部作用粉塵沉著于皮膚可能堵塞皮脂腺，容易繼發(fā)感染而引起接觸性皮炎、毛囊 炎，用腫等；進入眼內(nèi)粉塵顆粒，可引起結(jié)膜炎等。3 .過敏和中毒作用煤礦粉塵還可能引起過敏反應(yīng)和機體中毒作用，這及粉塵混合其他元素或 者化合物有關(guān)。1. 3. 2煤塵爆炸煤塵爆炸是空氣中氧氣及煤塵急劇氧化反應(yīng)過程。煤是復(fù)雜固體化合物， 被破碎成煤塵后，其吸氧和被氧化能力大大增強，在外界高溫?zé)嵩醋饔孟? 懸浮煤塵單位時間內(nèi)能吸收更多熱量，大約300c400c時，就可放出可 燃氣體。這些氣體集聚于塵粒

20、周圍，形成氣體外殼，當這個外殼內(nèi)氣體達 到一定濃度并吸收一定能量后，連反應(yīng)過程開始，游離基迅速增加，燃燒 循環(huán)地進行下去；由于燃燒產(chǎn)物迅速膨脹而在火焰波波陣面前方形成壓縮 波，壓縮波在不斷壓縮介質(zhì)中傳播時，后波可以趕上前波；這些單波疊加 結(jié)果，使火焰面前方氣體壓縮逐漸增高，因而引起了火焰?zhèn)鞑プ詣蛹铀伲?當火焰速度達到每秒數(shù)百米以后，煤塵燃燒便在一定臨界條件下跳躍式地 轉(zhuǎn)變?yōu)楸ā娜紵D(zhuǎn)變?yōu)楸ū匾獥l件是由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱能必須超過熱傳導(dǎo)和 輻射所造成熱損失；否則，燃燒劑不能持續(xù)發(fā)展，也不會轉(zhuǎn)為爆炸。2煤礦粉塵控制技術(shù)1.1 粉塵控制技術(shù)粉塵控制技術(shù)為該粉塵監(jiān)控系統(tǒng)粉塵濃度超出限制范圍所實施處

21、理措施 提供了依據(jù)，同時也是煤礦安全生產(chǎn)基本要求。根據(jù)工作場所空氣中煤塵 游離二氧化硅含量不同，煤礦粉塵濃度職業(yè)接觸限制值也不相同。對矽塵 含量小于10%煤塵，總塵時間加權(quán)平均容許濃度為4mg/m3 ，短時間接觸 容許濃度為6mg/m3；呼吸性粉塵時間加權(quán)平均容許濃度為2. 5mg/m3,短 時間接觸容許濃度為3.5 mg/m3,這是煤礦作業(yè)面粉塵濃度最低要求。上 述時間加權(quán)平均容許濃度（pc-twa）是指以時間為權(quán)數(shù)規(guī)定8h工作班平 均容許接觸水平，長期反復(fù)接觸該粉塵濃度兒乎所有工人不發(fā)生有害健康 效應(yīng)。短時間接觸容許濃度（pc-stel）指一個工作日內(nèi)，任何一次接觸 不得超過（以15min

22、時間加權(quán)平均濃度表示）容許接觸水平，短時間接觸 容許濃度不是一個獨立接觸限值，而是時間加權(quán)平均容許濃度限值一種補 充。2. 1. 1防塵措施在礦井采、掘、運系統(tǒng)各生產(chǎn)工序中都產(chǎn)生粉塵，這些粉塵隨風(fēng)流飛揚于 作業(yè)空間和巷道中。對這些塵源必須采取有效綜合防塵措施，即針對每一 道生產(chǎn)工序和環(huán)節(jié)塵源采取一項和多項防治措施，以減少粉塵產(chǎn)生量，降 低作業(yè)環(huán)境粉塵濃度和防止工人吸入粉塵。防塵措施主要是減少采掘作業(yè)時粉塵發(fā)生量，是礦井塵害防治工作中最為 積極有效技術(shù)措施。防塵措施主要包括：改進采掘機械結(jié)構(gòu)及其運行參數(shù) 減塵、濕式鑿巖、水封爆破、添加水泡泥爆破、封閉塵源、捕塵罩以及預(yù) 濕煤體減塵措施（如采空區(qū)或

23、巷道灌水、煤層注水）等。防塵措施是以預(yù) 防為主治本性措施，應(yīng)在作業(yè)之前考慮優(yōu)先采用。按照礦井防塵技術(shù)，可 將防塵措施分為以下幾類：1.濕式作業(yè)方式包括濕式打眼、濕式鑿巖、水泡泥爆破、預(yù)濕煤體等。1）濕式打眼就是在打眼工作中，將壓力水通過鑿巖機或煤電鉆送入鉆孔并充滿孔底，以濕潤、沖洗炮眼中粉塵，使其變成塵漿流出炮眼。2）濕式鑿巖是利用風(fēng)鉆進行濕式鑿巖，是國內(nèi)外巖巷掘進行之有效基本 防塵方法。濕式鑿巖有中心供水和旁側(cè)供水兩種供水方式。近年來，很多 很多礦井對煤電鉆進行了改革，試制成功了濕式煤電鉆，已廣泛應(yīng)用于煤 巷、半煤巖巷以及一些采煤工作面。濕式煤電鉆具有良好水密封性能，能 有效地控制回采工作面

24、煤塵。3）水泡泥是利用盛水塑料袋代替炮泥充填于炮眼內(nèi)，爆破時水袋破裂， 在高溫高壓爆破波作用下，大部分水被汽化，然后重新凝結(jié)成極細霧滴， 并及同時產(chǎn)生粉塵相接觸，形成霧滴凝結(jié)核或被霧滴所濕潤而起到防塵作 用。水泡泥中若添加濕潤劑、黏塵劑等物質(zhì)，可大大提高降塵效率。此外, 德國等西方國家已開始應(yīng)用化學(xué)材料代替水泡泥中水，這些材料大多具有 較好膨脹性能，爆炸時封堵效果和降塵效果更好。4）預(yù)濕煤體防塵預(yù)濕煤體防塵主要是采用煤層注水方法，即預(yù)先用水 通過鉆孔和裂隙注入尚未開采煤體，增加煤水分，使煤體得到預(yù)先濕潤， 降低煤體產(chǎn)生浮游粉塵能力。多年防塵實踐已證明，采煤工作面實施煤層 注水是取得最佳防塵效果

25、根本措施。影響水在煤層中滲透因素主要是煤裂 隙和空隙狀態(tài)，以及及其有關(guān)其他因素。煤層透水性能及煤裂隙發(fā)育程度、 裂隙寬度及裂隙方向有密切關(guān)系。煤層多孔程度用孔隙率來表示，即孔隙 總體積及煤總體積百分比。煙煤透水性系數(shù)隨孔隙率增大而增大。對褐煤 來說，雖然孔隙率高，但透水性系數(shù)卻趨于零，因此，開采時常常不能注 水。煤屬于疏水性物質(zhì)，及水不甚親和。如果在水中添加濕潤劑（表面活 性劑），水表面張力就會降低，從而提高對煤層濕潤能力及滲透系數(shù)。煤層注水方式及其選擇要按照注水鉆孔形式，煤層注水方式有長孔、短孔 和深孔三種，各自鉆孔地點、鉆孔長度及特點如表4所示；按照注水方式 又可分為靜壓注水和動壓注水；按

26、作用于注水鉆孔孔口水壓大小分為三 類：低壓注水(ps10.0 mpa 15.0mpa)。我國煤礦通常采用長鉆孔、中壓或 低壓注水方法，其優(yōu)點是采煤和注水作業(yè)互不干擾，注水時間可按需要增 加，一次濕潤范圍大而均勻。5)采空區(qū)注水采空區(qū)灌水預(yù)先濕潤煤體防塵，是在采用下行陷落法分 層開采厚煤層過程中，將水灌入上一分層采空區(qū)內(nèi)，水在自重及煤體孔隙 毛細管力作用下緩慢深入下一分層煤體中，使煤體得到濕潤，減少下層開 采時浮游粉塵產(chǎn)生量。2 .改進采掘機械結(jié)構(gòu)和運行減塵措施研究表明，截齒越寬，壓固核越 小，產(chǎn)塵量也越低。因此，從防塵角度出發(fā)，選擇合理截齒兒何形狀，可 以減小采掘時壓固核。目前效果較好是鎬形刀

27、刃粗截齒。采掘作業(yè)時，一 般截深越大，采落礦巖塊塊度越大，固壓核越小，產(chǎn)塵量也越小。截深主 要取決于采掘機上截齒數(shù)目，適當減少截齒數(shù)，可達到降塵目。此外，當 采煤機滾筒轉(zhuǎn)速及牽引速度適當匹配時，也可降低粉塵生成量。對于摩擦 及碾壓、沖擊及振動產(chǎn)塵，可通過定期更換截齒，按照規(guī)程安裝采掘機械 等一般性措施加以緩解。3 .干式鑿巖捕塵一般在缺水礦井使用，可分為兩種：一種是干式孔底 捕塵，經(jīng)過釬桿中心孔、風(fēng)鉆機頭和連在機頭上輸塵軟管，將炮眼內(nèi)粉塵 抽到干式孔底中去；另一種是孔口干式捕塵，通過炮眼口捕塵塞和連在捕 塵塞上抽塵管，把炮眼內(nèi)粉塵抽到一個濾塵袋中去，過濾后干凈空氣回到 巷道內(nèi)。4 .個體防護煤

28、礦礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)盡管采取了多項防塵措施，但也難以 使各作業(yè)地點粉塵濃度達到衛(wèi)生標準。此種情況下，特別是在強產(chǎn)塵源和 個別不宜安裝防塵設(shè)備條件下作業(yè)人員，必須佩戴個體防塵用具。在煤礦 經(jīng)常使用個體防塵用具主要有：自吸過濾式防塵口罩；動力送風(fēng)過濾式個 體防塵用具；隔絕式壓風(fēng)呼吸器。來自：安全管理網(wǎng)()詳細出處：2. 1. 2除塵降塵措施除塵降塵措施是礦井綜合控制粉塵重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)行除塵降塵措施主要包 括各產(chǎn)塵點噴霧灑水，如采煤機上內(nèi)外噴霧、放炮噴霧、支架噴霧、裝巖 灑水及巷道凈化水幕等。這些除塵降塵措施為該粉塵監(jiān)控系統(tǒng)粉塵濃度超 出限制范圍所實施處理措施提供了依據(jù)。1 .濕式除塵技術(shù)濕式除塵技術(shù)是井

29、下礦山應(yīng)用最普遍一種方法。一般 作業(yè)場所相對濕度達到65%以上就可以大大降低粉塵濃度。水能濕潤粉塵, 增加粉塵重力，并將細散塵粒聚合為較大塵粒，使浮沉加速沉降，落塵不 易飛揚。濕式除塵方法設(shè)備簡單，使用方便，應(yīng)用及維護費用低，降塵效 果明顯。缺點是增加工作場所濕度，惡化工作環(huán)境和可能影響煤炭質(zhì)量。 噴霧灑水是將壓力水通過噴霧器(噴嘴)在旋轉(zhuǎn)或沖擊作用下，使水流霧 化成細散水滴在空氣中。噴霧灑水捕塵效果取決于霧體分散度以及塵粒及 水滴相對速度。粗分散度霧體水滴大，水數(shù)量少，塵粒及水滴相遇時，會 因旋流而從水滴邊緣繞過，不被捕獲。過高分散度霧體，水滴十分細小, 容易汽化，捕塵效率也不高。一般水滴直

30、徑在10um15um時，捕塵效果 最好。水滴及塵粒相對速度越大，二者碰撞時動能也越大，有利于沖破水 表面張力而將塵粒捕獲。水質(zhì)及粉塵性質(zhì)也影響噴霧降塵效果。若水純凈 度差，將使水黏性增加，分散水滴粒度加大，降低捕塵效率。疏水性粉塵 及水滴碰撞時，能產(chǎn)生反彈現(xiàn)象，即使碰撞也難以將其濕潤捕獲。塵粒表 面吸附空氣形成氣膜或覆蓋油層時，也難被水濕潤。密度大塵粒相對易于 被水捕獲。噴霧灑水除塵簡單方便，被廣泛用于采掘機械切割、爆破、裝 載、運輸?shù)壬a(chǎn)過程中，缺點是對微細塵粒捕集效率低。霧體分散度、作 用范圍和水滴運動速度，取決于噴霧器構(gòu)造、水壓和安裝位置。應(yīng)根據(jù)不 同生產(chǎn)過程中產(chǎn)生粉塵分散度選用合適噴霧

31、器，得到較好除塵效果。我國 礦山井下常用噴霧器，按其動力可分為水力和風(fēng)水聯(lián)動（引射式）兩類。2 .物理化學(xué)降塵技術(shù) 我國是從20世紀80年代開始試驗并推廣應(yīng)用降 塵劑等物理化學(xué)降塵技術(shù)，目前已經(jīng)井下進行實驗及應(yīng)用物理防塵方法主 要有：水中添加降塵劑降塵，泡沫除塵，磁化水降塵及黏塵劑降塵等。3 .添加降塵劑降塵水中添加降塵劑是在水力除塵基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種 降塵技術(shù)。通常情況下，水表面張力較高，微細粉塵不易被水迅速有效地 濕潤，因而降塵效果不佳。但不可否認是，水力除塵方法是迄今為止最簡 便、最易推廣方法之一。水中添加降塵劑后，則可大大增加水溶液對粉塵 浸潤性，即粉塵粒子原有固一氣界面被固一液界面所

32、代替，使液體對粉塵 浸潤程度大大提高，從而提高降塵效率。除塵劑選擇方法應(yīng)能滿足無毒、 無臭，能完全溶于礦井防塵用水中，低溫時不發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，無沉淀或鹽 析現(xiàn)象，對金屬無腐蝕，不延燃，成本低，運輸方便等。一般低于降塵劑 臨界濃度時，水表面張力降低幅度及降塵劑濃度呈急劇下降趨勢，但超過 此臨界后則趨于穩(wěn)定。目前我國降塵劑添加方法主要有：定量汞添加法、 添加調(diào)配潛、負壓引射器添加法、噴射汞添加器及孔板減壓調(diào)節(jié)器五種添 加方法。其中負壓引射器添加法原理為：降塵器溶液被負壓引射器所造成 負壓吸入，井及水混合添加于供水管路中。添加濃度由吸液管上調(diào)節(jié)閥控 制。由于這種方法成本低，定量準確，被廣泛用于各礦井中

33、。4 .泡沫除塵 泡沫除塵是用無空隙泡沫體覆蓋塵源，使剛產(chǎn)生粉塵得以 濕潤、沉積、失去飛揚能力除塵方法。泡沫除塵兒乎可以捕集所有及之相 遇粉塵，特別是對于細微粉塵具有很強聚集能力。泡沫除塵特點主要有： 泡沫除塵及噴霧灑水相比,可減少耗水量33k60乳除塵效率可達90%98%, 比一般噴霧灑水降塵率提高33k50機可將膠帶輸送機膠帶重載側(cè)產(chǎn)塵量 減少約98%；如用于膠帶運輸機轉(zhuǎn)載點除塵，當風(fēng)流和膠帶相對運動速度 為7m/s時，泡沫能穩(wěn)定依附在膠帶煤和煤塵表面。5 .磁化水除塵磁化水是經(jīng)過磁水器處理過水，磁化處理后，水表面張 力、吸附、溶解滲透能力增加，水珠變小，有利于提高水霧化程度，增加 及粉塵

34、接觸機會，提高降塵率。磁化水降塵優(yōu)越性主要有：設(shè)備簡單，安 裝方便，性能可靠；成本低，易于實施，一次投入長期有效；降塵效率高 于其他物理化學(xué)方法。6 .黏塵劑抑塵 目前使用黏塵劑大多為吸濕性鹽類，其作用原理是：通 過無機鹽（如氯化鈣或氯化鎂）不斷地吸收空氣中水分，使沉積于黏塵劑 粉塵始終處于濕潤狀態(tài)，同時由于在黏塵劑中添加有表面活性物質(zhì)，所以 比普通水更容易濕潤礦井粉塵。黏塵劑可以持續(xù)黏結(jié)由井下空氣帶來不斷 沉積于巷幫及底板粉塵。7 .礦井通風(fēng)排塵礦井通風(fēng)排塵是指借助風(fēng)流稀釋及排出礦井空氣中粉 塵。礦井內(nèi)各個產(chǎn)塵點在采取了其他防塵措施后，仍會有一定量粉塵進入 礦井空氣中，其中絕大部分是小于10

35、 um微細粉塵，如果不及時通風(fēng)稀釋 及排出，將由于粉塵不斷積累而造成礦進內(nèi)空氣嚴重污染，危害礦工身心 健康。最優(yōu)排塵風(fēng)速在一般干燥巷道中為l5 m/s “4m/s,它也受到一些 因素影響，如工作區(qū)有擾動，促使粉塵飛揚，則最優(yōu)排塵風(fēng)速值要降低。 在潮濕巷道，粉塵不易被吹揚起來，在較高風(fēng)速范圍（5m/s6m/s以下）， 稀釋作用為主，粉塵濃度隨風(fēng)速增加而下降。一般不依靠礦井主要通風(fēng)機進行有效通風(fēng)均稱為局部通風(fēng)。目前采用較多 是局部通風(fēng)機排塵方式，對降低掘進時粉塵濃度起了重要作用。局部通風(fēng) 排塵方法可分為總風(fēng)壓通風(fēng)、擴散通風(fēng)、引射器通風(fēng)及局部通風(fēng)等四種方 法。2.1. 3預(yù)防煤塵爆炸及限制爆炸擴大范

36、圍措施煤礦爆炸事故極大地威脅工人生命，是煤礦最大安全和問題。按照爆炸事 故特征，煤礦粉塵爆炸事故可以分成兩類，即單一煤塵爆炸事故和瓦斯煤 塵爆炸事故。單一煤塵爆炸事故是指在沒有瓦斯參及情況下，由于礦井粉 塵濃度處于爆炸極限濃度區(qū)間內(nèi)，在外界火源激發(fā)下，發(fā)生爆炸事故。瓦 斯煤塵爆炸事故，一般是礦井首先發(fā)生瓦斯爆炸，爆炸沖擊波引起巷道四 壁沉積粉塵，形成“粉塵云”，其濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)，在瓦斯爆炸 氣流高溫高壓作用下，煤塵被強制點燃爆炸。瓦斯煤塵混合爆炸事故一般 是瓦斯爆炸事故爆炸波和爆風(fēng)揚起沉積在地面煤塵，發(fā)生二次爆炸甚至多 次爆炸，事故經(jīng)常是災(zāi)難性。減少沉積煤塵量和及時將其清除出井 是簡單

37、有效防爆措施。積極采用煤 層注水、濕式作業(yè)、轉(zhuǎn)載噴霧、通風(fēng)除塵等綜合防塵技術(shù)防止和減少煤塵 產(chǎn)生和飛揚，也是防止煤塵爆炸最根本措施。此外，杜絕能引起煤塵云著 火或爆炸著火源是防治煤塵爆炸另一類重要措施，要防止放炮火源，防止 摩擦和撞擊點火。煤礦自然條件十分復(fù)雜，發(fā)生煤塵爆炸隨機性很大，出了上述一般性安全 技術(shù)措施外，各國針對煤塵爆炸特點研究了煤塵爆炸專門技術(shù)。其中，使 用時間最長、應(yīng)用面廣、簡單易行預(yù)防措施是撒布巖粉法。撒布巖粉是定 期向巷道周邊撒布惰性巖粉，用它將巷道周邊上沉積煤塵覆蓋住。采煤作 業(yè)是連續(xù)，煤塵產(chǎn)生、飛揚及沉積也斷斷續(xù)續(xù)，當?shù)谝淮稳霾紟r粉后，煤 塵便不斷地在巖粉層上沉積，若不

38、增加巖粉量，其保護帶將失敗。所以， 一定時間后要再次撤布巖粉，以維持混合粉塵中不燃物含量正常比例。一 般應(yīng)按照撒布地點沉積煤塵濃度和煤塵爆炸下限濃度來確定巖粉撒布周 期。限制煤塵爆炸擴大災(zāi)害范圍措施又稱隔爆措施。瓦斯煤塵爆炸具有連續(xù) 性，且越發(fā)展破壞力越大特點，為避免造成全礦井被毀惡性事故，必須人 為地把瓦斯或煤塵爆炸撲滅在爆源附近或限制在一定范圍內(nèi)。因此防止災(zāi) 害擴大措施集中在兩個方面，即分區(qū)管理和設(shè)置阻爆裝置。1 .分區(qū)通風(fēng)對井下各工作區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)通風(fēng)，每一生產(chǎn)水平、每一采 區(qū)都必須布置單獨回風(fēng)道，嚴格禁止各水平采區(qū)之間串聯(lián)通風(fēng)，盡量避免 采區(qū)之間角聯(lián)風(fēng)路存在。采區(qū)內(nèi)回采工作面和掘進工作面應(yīng)采用獨立通風(fēng) 線路，防止互相影響。礦井主要進、回風(fēng)道之間聯(lián)絡(luò)巷必須構(gòu)筑永久性擋 風(fēng)墻，需要使用必須安設(shè)