什么是煤矿粉尘?
煤矿在生产过程中产生的各类固体物质细微颗粒的总称为煤矿粉尘。岩石、煤炭在开采和加工过程中因破碎而形成的细微颗粒成为岩尘和煤尘。除此之外,煤矿生产中所用的施工材料在作业中也会扬起粉尘,如锚喷作业中的水泥等。
在煤矿的各类煤层中,多数煤层所产生的煤尘具有爆炸性,这些煤尘悬浮在空气中达到一定浓度时,在高温热源的作用下能够发生爆炸,我们把这种具有爆炸危险的煤层称为危险煤层。
煤矿粉尘的产生
电钻或者风钻钻眼、爆破、风镐或者机械采煤、人工或者机械装渣、人工攉煤、放顶煤开采的放煤作业、工作面放顶及支护、自溜运输、运输设备的转载以及提升装卸等,是煤矿生产过程中产生粉尘的主要作业环节。
采煤和掘进工作面、自溜运输巷道、刮板输送机和带式输送机的转载点、煤仓和溜煤眼的上下口以及井口的卸载点等,是井下粉尘较多的地点。
落煤时煤炭受到破碎,在装煤、运输和转载过程中还会继续碰撞破碎,不断产生煤尘。随着机械化程度的提高和合理集中生产,煤尘的生成量更大更集中。在现代化煤矿中煤尘的生成量可以达到煤炭产量的3%。在煤层尚未被采落之前,其内部许多裂隙中加已经存在着一些煤尘。这些煤尘是由于煤层在构造运动中受挤压,或者开采前受地层集中压力的作用而产生的。随着煤层的采落和破碎而进入井下空间的这些煤尘叫原生煤尘。岩尘主要产生于岩石或者半岩石掘进工作面。岩巷中风钻打眼将岩石粉碎成极细颗粒,形成高浓度的浮游呼吸性粉尘。在采煤工作面放顶或者干式填充作业时也会产生大量岩尘。
井下施工用的粉状材料有时也会成为高浓度的有害粉尘。在掘进工作面进行锚喷作业时,喷射水泥砂浆或者混凝土时会产生大量的水泥和沙粒粉尘,它已成为掘进工作面的主要粉尘来源之一。
影响煤矿粉尘产生的因素
在不同的矿井里,由于作业方法不同,机械化程度不同,煤层和岩层的地质条件不同,粉尘的生成量和浓度有很大的差别。即使在同一矿井里,粉尘的多少也很不一样。粉尘的产生多少与采煤方法与截割参数、作业地点的通风状况、采掘机械化、开采强度、地质构造及煤层赋存条件等诸多因素有关。
(1)采掘作业的方法和工艺。机械化采掘作业的粉尘量比打眼放炮作业可以高出10倍以上。机械化程度越高,防尘工作越重要。机械化采掘时,截齿宽度及其排列方式、切割速度及深度、牵引速度都会影响粉尘的生成量。放顶开采时高位放煤的产尘量远高于中低位放煤。急倾斜煤层用倒台阶采煤法比水平采煤法粉尘量大。
(2)通风状况及采掘空间。合理的通风量可以冲淡粉尘的浓度并把粉尘带走,风量太小不能有效降低粉尘的浓度,风量过大会把沉积的粉尘吹扬起来,形成二次扬尘。薄煤层工作面空间较小,粉尘浓度可能相对较大。
(3)煤层的地质条件。煤层或者岩层脆性大、节理裂隙发育、疏松干燥时,产生的粉尘就多;煤层或者岩层的地质构造复杂、断层褶皱多、煤岩受地质运动破坏强烈时,采掘过程中产生的粉尘就多,相反则少。例如在砂岩、砾岩或者其他含有大量石英石的岩层掘进时,产生的岩尘较多,而在较软且带有塑性的页岩、泥岩中作业,岩尘产生则较少。开采坚硬的无烟煤或脆性较大的肥焦煤时,产生的煤尘比采掘其他煤种时多。倾角大的煤层在开采时比倾角小的煤层粉尘浓度大。
煤尘危害为煤矿五大自然灾害之一,一直是煤炭行业防治工作的重点。
粉尘给煤矿工作人员和安全生产造成极大危害:一方面,粉尘污染的作业环境严重危害工人的身体健康,可引起肺部病变,造成尘肺病。据最新的资料表明,在我国实际的严重尘肺病患者有120万之多,占到全世界尘肺病患者的一半以上,每年因此死亡的人数超过4000人,每年由此引起的直接损失超过80亿元。而在所有因各种粉尘引起的尘肺病中,煤矿工人占到的比例最高。究其原因,除了经济能力、技术条件、卫生立法等方面的因素外,我国在粉尘监督监测体系和手段的完整性和科学性方面应进一步加强和提高。另一方面,粉尘浓度过高潜伏着爆炸的危险,悬浮的煤尘也是造成煤矿煤尘爆炸的主要原因之一。此外,高浓度粉尘还会加速机械设备磨损,缩短精密仪器的使用寿命。因此,监测作业场所粉尘浓度,控制煤矿粉尘的产生,对于确保从业人员生命健康、预防事故的发生尤为重要。
1煤矿粉尘及其危害
1.1 粉尘的概念
粉尘,也称”空气中的悬浮颗粒物”,指的就是在生产过程中产生的能较长时间悬浮于空气中的固体颗粒,其大小在100μm以下。
1.2 煤矿粉尘的产生及特性
1.2.1 生产性粉尘的产生及特性
1. 生产性粉尘的产生
在生产过程中产生和形成的、能较长时间在空气中悬浮的固体微粒被称为生产性粉尘。悬浮于空气中的粉尘称为浮尘,已沉落的粉尘称为积尘,我们检测和防治的重点就是浮尘。从胶体化学的观点来看,含有粉尘的空气是一种气溶胶,悬浮粉尘散布弥漫在空气中与空气混合,共同组成一个分散体系,分散介质是空气,分散相是悬浮在空气中的粉尘粒子。煤炭生产过程中伴随煤和岩石破碎而产生的煤矿粉尘是生产性粉尘的一种。其中,呼吸性粉尘是损害劳动者健康的重要职业性有害因素,可能引起多种职业性肺部疾病。
煤矿在生产、贮存、运输及巷道掘进等各个环节中都会向空气中排放大量的粉尘。尤其在风速较大的作业场所,粉尘排放量猛增,据资料统计,有的矿区排向空气的煤粉尘是煤炭产量的1.6%以上。
采煤工作面是煤矿产尘量最大的作业场所,其产尘量约占矿井产尘量的 60%左右。为了预防矿井瓦斯、煤尘爆炸等恶性事故的发生,改善矿井劳动卫生条件,采煤工作面是矿尘防治的重点。机采工作面在我国越来越普及,但产尘浓度也随之上升。采煤机割煤、支架移架、放煤口放煤及破碎机破煤是机采工作面的四大产尘源,产尘量分别约占60%、20%、10%和 10%左右。为了搞好采煤工作面的粉尘防治,有效降低其粉尘浓度,必须针对采煤工作面的尘源采取相应的治理措施,以达到对粉尘进行综合治理的目的。
1、煤粉尘同金属粉尘(如铝粉、镁粉)、合成材粉尘(如塑料粉、染料粉)、林业品粉尘(如纸粉、木粉)等可燃粉尘一样,属于爆炸危险品。当可燃粉尘与空气混合的浓度达到一定的值时,若遇有火星、电弧或适当的温度,其氧化反应即在瞬间完成,产生的热量和火焰迅速传给相邻的粉尘,又引起周围的粉尘燃烧放热。
2、全身作用:临时吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为主的全身疾病(尘肺)如吸入铅、铜、锌锰等毒性粉尘,可在支气管壁上溶解而被吸收,由血液带到全身各部位,引起全身性中毒。铅中毒是慢性的但中毒者如果发烧,或者吃了某些药物和喝了过量的酒,也会引起中毒的急性发作。
3、过量吸入铜的烟尘可能导致溶血性贫血;锌在燃烧时发生氧化锌烟尘,人吸入后发生一种类似疟疾的金属烟雾热疾病;临时吸入锰及其氧化物粉尘或烟雾,对中枢神经系统、呼吸系统及消化系统发生不良作用。
4、局部作用:接触或吸入粉尘,首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的抚慰作用,并发生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道,早期可引起鼻腔粘膜机能亢进,毛细血管扩张,久之便形成肥大性鼻炎。
5、最后由于粘膜营养供应缺乏而形成萎缩性鼻炎。还可形成咽炎、喉炎、气管及支气管炎。作用于皮肤、可形成粉刺、毛囊炎、脓皮病,如铅尘浸入皮肤,会出现一些小红点,称为“铅疹”等。
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首先我们可以了解下煤矿环境中的粉尘,这些粉尘十分细密,所以长时间不做好防护工作,粉尘就会侵害人体,患上尘肺病。
尘肺病是指劳动者长期处于高粉尘环境,因为吸入大量灰尘导致肺泡积存大量灰尘,肺部发生纤维造化,导致疾病的发生。一般表现为呼吸短促、发烧疲倦、干咳和呼吸困难。严重时会导致其他疾病的发生,会威胁生命。
根据医学调查研究,尘肺病并不能通过饮食调节或者治愈。所有打着可以彻底治愈尘肺病旗号的保健品和食物都是不可靠的。比如木耳、银耳等都是只能起到润肺的作用,不能清肺。
现在医院有洗肺的项目来治疗,但是洗肺是只能洗去肺部表面的浮尘,渗透到小肺泡中的粉尘是不能被清洗掉的,这些粉尘被小肺泡吞掉,由于不能进行吞吐和新陈代谢,肺泡就会很快的衰退和失去作用,肺泡死亡,就会有其他的肺泡继续循环这个过程,最后导致大面积的肺泡死亡,就会形成组织纤维化,导致肺部的硬化和病变。
所以,佩戴防尘口罩进行有效的防护十分重要。
如果选择口罩,建议如下方式选口罩:
1、防尘口罩作为特种劳动防护用品,必须经过GB2626-2006认证。
2、面罩分为一次性、可更换滤棉式半面罩、全面罩。长期职业防护使用,建议使用可换滤棉式半面罩。偶尔外出劳动,可以选择一次性防尘口罩。
3、复式半面罩材料有硅胶、塑料等,硅胶材质相对柔软舒适些,面部压感低。
4、针对粉尘和油性颗粒物,防护口罩分为防油性(油烟、油雾,粉尘,烟、雾、微生物,用KP表示)、防粉尘(粉尘、烟、雾、微生物)。针对防粉尘,防护等级有KN100,KN95和KN90三个等级,工作环境污染物多样,对人的危害较大的,建议选择KN100等级。
5、面罩按照国标分大小,这一点尤为重要。好多口罩不分号型,效果将因人而异。
6、面罩有覆盖口鼻和覆盖口鼻、下颌2种,其中第二种接触面具大, 密合较好,压感低。
7、选择呼吸阻力低的。国标规定吸气阻力<350帕,有的仅有120帕左右,呼吸顺畅。呼吸阻力大的口罩,容易对肺隔膜造成伤害。
在生产过程中,固体物料的破碎、研磨、熔融,粉料的装 卸、运输、搅拌,液态物质的升华,物质的氧化等,均会产生粉 尘。如防护措施不健全,会有大量粉尘逸散到作业环境空气中, 危害人体健康。产生粉尘的主要作业有:采矿业的凿岩、爆破、采矿、运输;基建业的隧道开凿、采石、筑路;金属冶炼业的原料破碎、 筛分、选矿、冶炼;耐火材料、玻璃、陶瓷、水泥业的原料准 备、加工;机器制造业的铸造、淸砂、表面处理;化工、轻纺业 的原料加工、包装等。按粉尘的来源,还可分为机械过程产尘和物理化学过程产尘 两类。
机械过程产尘主要包括以下几个方面。
(1)固体的机械破碎如矿石经颚式破碎机、干碾机等进行 破碎和碾碎时产生的粉尘。
(2)固体的表面加工如工件经砂轮机、抛光机等进行研磨 时产生的粉尘。
(3)物料的筛分碎物料在筛分过程中产生粉尘。
(4)物料的转运和装卸细碎物料经皮带机、提升机等进行 运输和装卸转动过程中产生的粉尘。
(5)容器装料如各种细碎物料的储料槽、料仓、料斗等在
进料时产生的粉尘。
(6)细碎物料的散放和清扫如干燥坑的垫砂、窑砂清理以 及打扫卫生等发生的粉尘。
(7)粉料成型如压砖机对模具中的物料进行冲压的过程中 产生的粉尘。
物理化学过程产尘,即物料在发生物理、化学变化过程中产
生的粉尘。例如,冶炼过程、燃料燃烧过程、金属焊接过程等。 这些过程产生的粉尘,直径一般在3pm以下。