矿尘的性质及危害

第一章 矿尘的性质及危害第一节矿尘及其计量指标一、矿尘的概念能够较长时间呈浮游状态存在于空气中的一切固体微小颗粒称为粉岩矿微粒的总称)0.75mm～1mm10μm～45μm岩粉尘粒。二、矿尘的分类矿尘除按其成分分为煤尘和岩尘外，还可以有多种不同的分类方法。按矿尘粒径划分粗尘：粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小粒径，在空气中极易沉降。细尘：粒径为10μm～40μm，在光明的光线下，肉眼可以看到，在静止空气中作加速沉降运动。0.25μm～10μm，用光学显微镜可以观看到降运动。超微尘：粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观看到，在空气中作集中运动。按矿尘成因划分原生矿尘：在开采之前因地质作用和地质变化等缘由而生成的矿尘。原生矿尘存在于煤体和岩体的节理、层理和裂隙之中。次生矿尘：在采掘、装载、转运等生产过程中，因裂开煤岩而产生的矿尘。次生矿尘是煤矿井下矿尘的主要来源。按矿尘的存在状态划分浮游矿尘：悬浮于矿井空气中的矿尘。简称浮尘。沉积矿尘：从矿井空气中沉降下来的矿尘。简称落尘。浮尘和落尘在不同风流环境下可以相互转化，矿井防尘的主要对象是浮尘，通常意义的矿尘指的也是浮尘。按矿尘的粒径组成范围划分〔总粉尘指粒径在1mm100μm的尘粒在大气中会很快沉降1μ10μm的尘粒可以滞留在呼吸道中μm～10μm5μm的尘粒能深入肺部，引起各种尘肺病，是导致尘肺病的病因，对人体安康威逼甚大。按矿尘中游离SiO含量划分2SiO在1024岩尘一般多为硅尘。非硅尘：含游离SiO在10％以下的粉尘。煤矿中的煤尘一般多为非硅尘。2按矿尘有无爆炸性划分爆炸性煤尘：经过煤尘爆炸性鉴定，确定悬浮在空气中的煤尘在肯定浓度和有引爆热源的条件下，本身能发生爆炸或传播爆炸的煤尘。非爆炸性煤尘：经过爆炸性鉴定，不能发生爆炸或传播爆炸的煤尘。惰性粉尘：能够减弱和阻挡有爆炸性粉尘爆炸的粉尘，如岩粉等。三、矿尘的计量指标矿尘的计量指标很多。在煤矿安全治理工作中，最常用矿尘的计量指标有矿尘浓度、产尘强度、矿尘沉积量。矿尘浓度矿尘浓度是指单位体积矿井空气中所含浮游矿尘量。其表示方法有质量法和计数法两种。质量法是指每立方米空气中所含浮尘的毫克数；单位mg／m3；。我国规定的粉尘浓度标准为质量法。很多国家过去曾承受计数法，因其测定简单和不能很好地反映粉尘的危害性，其中大多数国家现已改用质量法。粉尘浓度的大小直接影响着粉尘危害的严峻程度，是衡量作业环境劳动卫生状况好坏1—1粉尘中游离SiO粉尘中游离SiO2/〔mg/m3〕〔％〕总粉尘呼吸性粉尘＜10103.510～＜502150～＜8020.5≥8020.3产尘强度产尘强度是指生产过程中，采落煤中所含的矿尘量，又称为确定产尘强度。常用的单位为g／t。与其相对应的是相对产尘强度。相对产尘强度指每采掘1t1m3mg／tmg／m3。凿岩或井1m钻孔或掘进1m巷道计算。相对产尘强度使产尘量与生产强度联系起来，便于比较不同生产状况下的产尘量。矿尘沉积量矿尘沉积量是指单位时间在巷道外表单位面积上所沉积的矿尘量，单位m2·d这一指标用来表示巷道中沉积矿尘的强度，是确定岩粉撒布周期的重要依据。其次节矿尘的性质5要做好煤矿防尘工作，必需把握煤矿矿尘的性质，这是防尘工作的根底。深入争论矿并实行有效措施，大大提高除尘效果。一、矿尘中游离二氧化硅的含量煤(岩)尘粒本身具有简单的矿物成分和化学成分SiO2素，其含量越高，危害越大。游离SiOSiO2 220％～50％，煤尘中游离SiO5％。2二、矿尘的密度真密度单位体积〔不包括尘粒间的空隙〕矿尘的质量称矿尘密度，单位g／m3或g／cm3。排解矿尘间空隙以纯矿尘体积计量的密度称为真密度。表观密度用包括矿尘间空隙在内的体积计量的密度称为表观密度或积存密度。矿尘的真密度是肯定的，而积存密度则与积存状态有关，其值小于真密度。相对密度矿尘的相对密度系指矿尘的质量与同体积标准物质的质量之比，因而是无因次量。常承受1个标准大气压(101325Pa)和温度为4℃时的纯水作为标准物质由于在这种状态下1cm3的水的质量为1g，因而矿尘的相对密度在数量上就等于其密度。但相对密度和密度是两个不同的概念。三、矿尘的粒度与比外表积矿尘的粒度矿尘的粒度指矿尘颗粒的大小，又称粒径。因矿尘的外形不规章，一般用尘粒的平均直径或其投影定向长度来表示粒度，通常μm5μm支气管和肺泡里引起尘肺病。矿尘的比外表积单位质量矿尘的总外表积称为比外表积m2／kg或cm2／g直径成反比，粒径越小，比外表积越大。比外表积是衡量矿尘颗粒大小的指标之一。四、矿尘的分散度分散度是指物质裂开的程度。通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总量4I2μm；Ⅱ为2～5μm；Ⅲ为5～10μm；Ⅳ为大于10μm5μm805μm可达90％以上。依据矿尘总量中不同粒级的矿尘所占比重的多少，矿尘的分散度可分为高分散度的矿尘和低分散度的矿尘。高分散度的矿尘是指矿尘总量中微细尘粒多、所占比例大的矿尘；低分散度的矿尘是指矿尘总量中粗大的尘粒多、所占比例大的矿尘。矿尘的分散度越高，6危害性越大，而且越难捕获。所以在制订防尘措施时，必需考虑矿尘的分散度，以收到最正确效果。依据计量方法的不同，矿尘分散度又可分为计数分散度和质量分散度。计数分散度，指某粒级的矿尘颗粒数占矿尘总量颗粒数的百分比；质量分散度，指某粒级矿尘的质量占矿尘总质量的百分比。五、矿尘的潮湿性矿尘的潮湿性是指尘粒与水分子的亲和力量，亦称吸湿性、浸润性。依据潮湿性，可用矿尘的潮湿性从空气中分别煤矿中的岩尘一般为亲水性矿尘，煤尘为疏水性矿尘。通常实行提高尘粒与水滴的相对运动速度、降低水的外表张力等方法来提高潮湿效果。潮湿后的矿尘质量增加，同时粒子间相互碰撞时简洁分散在一起形成较大的尘粒，从而加快了沉降速度。井下使用喷雾装置就是利用矿尘的这种性质捕获矿尘的。六、矿尘的荷电性矿尘的荷电性是指矿尘粒子因在被裂开的过程中相互摩擦碰撞等缘由，得到或失去电子而带电的性质。尘粒的荷电量取决于尘粒的大小和密度，并与湿度和温度有关。当温度或不带电，这与其化学性质无关。尘粒的荷电性影响尘粒在空气中的稳定程度。如同性电荷相斥，增加了尘粒在空气中的运动；异性电荷相吸，会使尘粒在碰撞时分散而沉降。一般认为，荷电尘粒易被阻留于体内，尘粒的荷电量还影响细胞的吞噬速度。矿尘的荷电量越大时，对人体的危害也越严峻。七、矿尘的光学特性矿尘的光学特性包括矿尘对光的反射、吸取和透光强度等性能。在测尘技术中，常利用矿尘的光学特性来测定它的浓度和分散度。尘粒对光的反射力量光通过含尘气流的强弱程度与岩粒的透亮度、外形、大小及气流含尘浓度有关，但主1μm即光线损失与反射面面积成正比尘粒的透光程度0.115g／m3时，90％的光；随着浓度的增加，其透亮度将大为减弱。光强衰减程度当光线通过含尘气流时，由于尘粒对光的吸取和散射等作用，会使光强减弱。八、矿尘的燃烧性和爆炸性能发生燃烧和爆炸。矿尘爆炸时能产生高温、高压，生成大量的有毒有害气体，对矿井安全生产威逼极大。一般认为10％的硫化矿矿尘即有爆炸性250g7／m3～1500g／m3，引燃温度为435℃～450℃。其次节矿尘的危害一、矿尘的产生产生矿尘的主要作业工序煤矿作业的各个生产过程中都可以产生矿尘。能产尘的作业工序主要有以下几种：钻眼作业，如气动凿岩机或煤电钻打眼、打锚杆眼、注水眼等；炸药爆破；采煤机割煤、装煤和掘进机掘进；采场支护、放顶；巷道支护，特别是锚喷支护；装载、运输、转载、卸载和提升；通风安全设施的构筑等。影响矿尘量多少的主要因素煤矿矿尘生成量受多个因素影响，理论和实践分析说明，主要取决于以下因素：地质构造及煤层赋存条件在地质构造简单较大；反之则较小。井田内如有火成岩侵入，煤体变脆变酥，产尘量也将增加。层的产尘量要高。煤岩的物理性质条件下产尘量大，且分散度高。环境的温度和湿度煤岩本身水分低、煤帮岩壁枯燥，而且环境相对湿度又低时，作业时产尘量会相对增大；反之，假设煤岩体本身潮湿，矿井空气湿度又大，虽然作业时产尘较多，但由于水蒸气和水滴的湿吸作用，矿尘悬浮性减弱，空气中矿尘含量会相对削减。采煤方法不同的采煤方法产尘量差异很大层开采的产尘量要大；全部冒落采煤法比水砂充填法的产尘量要大得多。就削减产尘量而产尘点的通风状况煤矿矿尘浓度的大小和作业地点的通风方式通风、风量充分且风速适宜时，矿尘浓度就会降低；如承受串联通风，含尘污风再次进入下一个作业地点，或工作面风量缺乏、风速偏低，矿尘浓度就会渐渐增高。保持产尘点的又能避开落尘重飞扬的最正确风速。1.2m／s～1.6m／s的风速以0.25m／s～0.65m／s8采掘机械化程度和生产强度煤矿采掘工作面的产尘量是随着采掘机械化程度的提高和生产强度的加大而急剧上升。二、矿尘的尘源分布煤矿矿尘的主要尘源是采掘运输和装载、喷等作业场所80，也产生相当数量的矿尘。按产尘来源分析45％～80％；掘进工作面占20％～38％；锚喷作业点占10％～15％；运输通风巷道占5％～102％～5％。三、矿尘的危害1矿工致残和死亡人数在国内外都格外惊人。煤尘能够在完全没有瓦斯存在的状况下爆4000～8000mg/m3第三节矿山尘肺病及其预防一、概述井下采煤，掘进等各生产环节，常常产生大量的生产性矿尘，假设不实行有效的防尘止1997年，我国国有重点煤矿尘肺病患者累计17.512.1患者的46.5％，每年死亡2000～3000250054000～50006.335316％以上。防治工作成绩我国煤炭系统尘肺病的防治工作经过多年争论，取得了较大的成绩：煤矿职工矽肺发病年龄明显后移，20世纪5040.3480为50.520509428061.15削减肺气肿、气管炎、肺心病、肺结核等合并症，减轻病人的苦痛，病人寿命可延长和正常人一般。病理分布特点统计资料说明，凡地质条件较差，开采方法落后、设备陈旧、先进设备难以应用的矿井尘肺发病率高于地质条件好、开采技术设备先进的矿井。地方煤矿平均尘肺患病率高于国有重点煤矿。国有重点煤矿尘肺平均患病率为6.33％，全国县级以上地方煤矿的尘肺平均患病率高8.11％，缘由主要是地方煤矿对防尘工作重视程度差，治理水平低，技术及设备条件不好等。南、四川、辽宁、陕西、安徽、黑龙江等。但患病率凹凸分布不同，患病率较高的依次为青海、北京、福建、湖北、陕西和疆等。74.75％,Ⅱ期、Ⅲ期分别占21.29％和3.96％。从煤矿尘肺发病工种分布看，纯掘进和主掘工种发病在各期煤矿尘肺中都占总病人数的502050～7050～60害程度比较大，患病率必定高。随着湿式作业及综合防尘的推广，岩尘危害相对削减。随采煤和主要采煤工人患病率呈上升趋势。进展趋势推测尘肺病是慢性职业病，影响尘肺病发生进展的因素有很多，对尘肺病进展趋势作出准确的推测困难很大。据调查，全国有些行业各种尘肺病例数处于增长趋势，其中煤炭行业20万人，是构成尘肺病例增长的主要因素20世纪8020232023病总数将到达25万左右，这个数字还不含乡镇煤矿工人的尘肺发病力量，随着经济的进展，打算生育政策的施行，家庭人口构造变化，势必造成矿工短缺，直接影响煤炭行业的进展。二、尘肺病的分类及发病机理尘肺类的分类硅肺病(矽肺病)：由于吸入含游离SiO含量较高的岩尘而引的尘肺病称为硅肺2患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。SiO的岩尘所引起的尘肺病称为煤2硅病肺.患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。煤肺病：由于大量吸入煤尘而引起的尘肺病多属煤肺病，患者多为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。10年左右),病情进展20～30年,煤硅肺病介于两者之间但接近后者。尘肺病的发病机理肺脏的防范功能10并不肯定都患尘肺，一般状况下只有少数人可患尘肺，而且发病的时间迟早不同，病变程度也轻重不一，这是由于人的体对矿尘的防范功能及敏感程度不同的原因。矿尘在肺脏的阻留方式矿尘进入呼吸道和肺泡主要通过以下几种运动方式阻留。①惯性碰撞作用空气中悬浮矿尘随着人的吸气气流进入呼吸道。鼻腔和大气管气流速度很快，绝大多数直径较大的尘粒通过弯曲的鼻腔、气管和较大支气管时碰撞并粘附在上述通道潮湿的粘膜外表。粒径较大的尘粒，由于重量大、沉降速度快，阻留率很高。上述部位阻留的矿尘10μm95％以上均被阻留在上呼吸道5μm5μm②重力沉降和拦截作用细小尘粒随吸气进入中、小支气管后，由于支气管分支增多，气流速度渐渐减慢，局部尘粒由于气管中心部气流速度较快，仍可以依靠惯性碰撞作用被拦截，粘附在中小支气管的分枝部，而大局部尘粒依靠重力沉降冷静在中小支气管粘膜壁及肺泡壁上。因此重力沉降作用和拦载是矿尘颗粒在肺脏较深部位阻留的主要方式。③集中作用对于1μm0.5μm在整个工作班时间里甚至难以降落到地仍能大局部随呼气呼出体外，只有一局部尘粒依靠布朗运动接近并粘附在肺泡壁或呼吸性支气管壁上。10μm5μm的尘粒才对尘肺的发生有意义环境空气中直径5μm肺脏对外来异物的去除作用上呼吸道和肺组织对外来物质气管和支气管的粘膜能阻留98留在上呼吸道而不能进入肺泡，粘附在气管及各级支气管粘膜外表的矿尘颗粒，由支气管粘膜分泌的粘液加以包裹，并籍支气管粘膜上皮的纤毛运动、咳嗽反射随痰液排出体外。有人把肺组织对外来异物的去除作用叫自净功能或肺的自净作用。①支气管对外来异物的去除作用支气管粘膜上皮细胞的纤毛运动在去除吸人矿尘颗粒方面起很重要的作用。肺脏全部气管、支气管包括终末支气管的管腔面上有一层粘液纤毛，纤毛以肯定频率和速度，向上作单向运动，推动纤毛上面粘液滴向喉部运动。如进入终末支气管的矿尘颗粒粘在粘液滴的上面，约45分钟就可能被送到喉部，然后以口痰形式排出。②肺泡对矿尘颗粒的去除进入呼吸性支气管和肺泡内的矿尘颗粒，由于该部位没有纤毛，所以去除比较缓慢。主要依靠肺内巨噬细胞的吞噬活动，将捕获到的尘粒运送到终末支气管，然后再经粘液纤毛的运动去除出肺部。11肺组织对不同性质的矿尘及不同颗粒大小的矿尘，其去除率和去除速度也都不一样，μm以上的矿尘颗粒，绝大局部短时间内排出而对1.μm左右的243％左右。发病机理进入人体呼吸系统的矿尘大体上经受以下四个过程：10μm5～10μm2～5μm的尘粒依靠重力沉降作用沉积下粒度为2μm左右的矿尘进入呼吸性支气管和肺内另一局部沉积在肺泡壁上或进入肺1%～2%以下.残SiO外表活性很强,加速了肺泡组织的死亡。2三、尘肺病的发病病症及影响因素尘肺病的发病病症尘肺病分为三期：第一期：重体力劳动时呼吸困其次期：中等体力劳动或正常工作第三期：做一般工作甚至休息动困难。影响尘肺病的发病因素矿尘的成分能够引起肺部纤维病变的矿SiO2矿尘粒度及分散度尘肺病变主要是发生在肺脏的最根本单元即肺泡μm以上的矿尘对尘肺病的发生影响不大μm尘可以进入下呼吸道并沉积在肺泡2μm矿尘浓度尘肺病的发生和进入肺部的矿尘量有直接的关工令和作业场所的矿尘浓度成正比。个体方面的因素矿尘引起尘肺病是通过人体而进展四、预防尘肺病的措施尘肺是严峻危害工人身体安康的一种职业病，这种疾病是可以预防的，预防尘肺的关键在于防尘。生产环境的矿尘浓度假设到达了国家规定的卫生标准，尘肺的发生是可以掌握的。我国政府公布了一系列防止硅尘危害的政策、法令和方法，且规定了生产场所空气中矿尘的最高允许浓度。12预防尘肺病最有效的方法是防尘降尘。实行综合性措施降低劳动场所空气中的矿尘浓度，使之到达国家规定的卫生标准以下，可以根本上防止尘肺病的发生。我国在防尘工作中总结出了一套较好的阅历，可归纳为八个字，它就是：宣、革、水、密、风、护、管、查。“宣”是指进展宣传教育，生疏矿尘对安康的危害，调动各方面的防治尘肺病的乐观性。“革”是指进展生产工艺和设备的技术革的改造，做到生产机械化、连续化、管道化、密封化、自动化，使操作工作与发尘设备尽可能隔离。“水”是指进展湿式作业，喷雾酒水，防止矿尘飞扬，这是一种简洁做到的经济有效防尘降尘方法。“密”是指把生产性矿尘密闭起来，再用抽风的方法将矿尘抽走。以免造成环境污染。“护”是指个人防护。矿尘作业工人应使用防护用品，戴防尘口罩或头盔，防止矿尘进入人体呼吸道。“管”是指加强防尘治理，建立和健全降尘防尘制度，准时更和修理防尘设备。“查”是指定期接触矿尘的职工进展体格检查，监测环境中矿尘的浓度和催促改进。的发生，具体应侧重以下几个方面：1．组织措施1)加强领导，健全机构公司经理〔矿务局局长、矿长是防治矿尘危害的第一责任,公司〔矿务局〕及矿的总工程师(包括主任工程师、主管工程师、技术负责),公司〔矿务局〕通风防尘治理部门对各矿的矿尘防治工作负业务治理责任。吸取生产、基建、安全、卫生、工会等有关部门负责同志参与，下设办公室处理日常工作。各级领导小组要切实加强对防尘工作的