煤矿粉尘的危害及其防治.doc

行业资料：_煤矿粉尘的危害及其防治单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 12 页煤矿粉尘的危害及其防治1.1煤矿粉尘的来源在煤矿生产过程中伴随煤和岩石被粉碎而产生的混合性粉尘统称为煤矿粉尘，主要是岩尘和煤尘。它是在矿井生产如钻眼、爆破、切割、装载、落煤及运输和提升过程中，因煤岩被破碎而产生的。不同的矿井由于煤、岩地质条件和物理性质及采掘方法、作业方式、通风状况和机械化程度的不同，粉尘的生成量有很大的差异；即使在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着不同的变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游粉尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%-80%；掘进工作面产尘量占20%-38%；锚喷作业点产尘量占5%-10%；其他作业点占2%-5%，各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大。我国煤矿大多数为井工开采，均为地下作业，生产环境中粉尘浓度高。1.2煤矿粉尘的特性（1）粉尘表面吸附一层空气薄膜，阻碍粉尘间或水滴与粉尘间的凝聚沉降；（2）粉尘的分散度增大，吸附在其表面的氧分子增多，加快了粉尘氧化分解过程；（3）细微岩尘由于表面积增大，岩尘中的游离二氧化硅很容易溶解于人体肺细胞中；采掘工作面产生的新鲜粉尘较回风道中的粉尘易带电。煤矿粉尘的危害煤矿粉尘的特性决定了其危害：易引起尘肺、易引起燃烧和爆炸、高浓度粉尘能加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命、危害矿区的生态环境等。2.1尘肺如果人体长期吸入大量的煤矿粉尘，就可能患尘肺病。在煤矿生产中，尘肺病因吸入粉尘成分不同，可造成三种主要病症：吸入游离的二氧化硅含量较高（10%）的粉尘引起的尘肺病是硅肺病，患者多集中于长期从事掘进工作面上的工人；长期接触煤尘，其游离二氧化硅含量多在5%以下，所引起的尘肺病是煤肺病，患者多为采煤工作面上的工人；接触硅尘又接触煤尘的混合工种工人，其尘肺在病理上往往兼有硅肺和煤肺的特征，这种尘肺称之为煤硅肺。我国煤矿工人工种变化较大，长期从事单一工种的很少。因此，煤矿尘肺中煤硅肺比重较大。据卫生和科研部门统计：煤硅肺约占尘肺总人数的70%-80%，硅肺约占20%-30%，煤肺约占5%-10%。2.1.1煤工尘肺的病症表现煤工尘肺病情缓和，病情演变亦较慢，多数在定期检查时通过x射线胸片发现有早期煤工尘肺。其病症表现有：咳嗽咳嗽是尘肺病人最常见的主诉，早期病人咳嗽多不明显，随病情发展，明显加重。咳痰咳痰是煤工尘肺病人的常见症状，这主要是呼吸系统对粉尘的不断清除引起的，痰多为黑色。胸病胸痛部位不一，性质多不严重，一般为隐痛，亦有胀痛及针刺样痛等。呼吸困难呼吸困难是尘肺的固有症状。随着肺组织纤维化程度加重，有效呼吸面积减少，呼吸困难也逐渐加重。咯血较为少见x射线胸片表现煤工尘肺早期以x射线胸片圆形小阴影为主。其他除上述呼吸系统症状外，还可有程度不同的全身症状，最常见的有消化功能减弱、胃纳差、腹胀、便秘等。其并发症有肺结核、肺部感染、自发性胸闷、肺源性心脏病等。2.1.2煤工尘肺的治疗煤工尘肺应严格按国际尘肺病诊断标准进行诊断和分期，并据此进行健康监护、治疗和劳动力鉴定。煤工尘肺是一种危害工人健康，可以造成劳动力丧失的职业病。晚期尘肺病由于严重肺纤维化，呼吸面积减少，病人高度呼吸困难，十分痛苦。因此，对尘肺患者要采取积极的综合性治疗，控制纤维化病变的发展，保护肺的正常生理功能；其次是积极治疗和控制尘肺的各种并发症。病因治疗煤工尘肺的病因治疗，是防止粉尘在肺内沉积，增强肺的廓清能力，降低粉尘毒性，保护细胞膜，抑制胶原纤维形成。大容量肺灌洗技术大容量肺全灌洗技术能清除以吸入肺内的多种粉尘、吞噬了粉尘的巨噬细胞以及肺泡巨噬细胞吞噬粉尘后分泌的致纤维化生长因子，从而改善症状和肺功能，遏制和延缓病变的进展，延长患者生命。我国于xx年首次开展该项治疗，现已发展为一项非常成熟的技术，在国际上处于领先水平。对症治疗及并发症治疗煤工尘肺患者抵抗力降低，冬春两季易发呼吸道感染，病人可在医护人员监护下做健体操、太极拳等活动以增强体质，同时给予对症治疗。康复治疗康复治疗的目的在于减轻症状、减少并发症，改善活动能力，提高生活质量，延长患者生命。2.2粉尘爆炸高分散度的粉尘具有爆炸性。发生爆炸的条件有两个：粉尘浓度在爆炸域内；必须具有高温。一般煤尘爆炸的下限浓度为30-50g/m?,上限浓度为1000-xxg/m?，处于上下限之间的粉尘都具有爆炸危险性，其中爆炸力最强的浓度为300-500g/m?。爆炸威力巨大，造成严重的人员伤亡和财产损失。煤矿粉尘的控制和防治3.1煤矿粉尘浓度的工业卫生标准对于硅尘含量小于10%的煤尘，瞬时总粉尘浓度不超过6mg/m?，时间加权平均浓度不超过4mg/m?；呼吸性粉尘瞬时浓度不超过3.5mg/m?，时间加权浓度不超过2.5mg/m?。3.2煤矿粉尘防治防治煤矿粉尘的措施分为防尘措施、防爆措施、隔爆措施三大类。其中防尘措施包括：减尘措施主要是减少采掘作业时的粉尘发生量，是矿井尘害防治工作中最为有效的技术措施。主要包括：改进采掘机械结构及其运行参数减尘、湿式打眼湿式凿岩、水封爆破等。减尘措施是以预防为主的治本性措施，应考虑优先采用。湿式凿岩在岩巷掘进过程中，将压力水通过凿岩机送入孔底，湿润并冲洗炮眼中的粉尘，使其在炮眼中变成浆液排出炮眼。这样能使绝大部分粉尘被控制在炮眼中。采用湿式打眼后，粉尘浓度可由打干眼时的500-1400mg/m?降至4-10mg/m?，降尘率可达90%-98%。因此，湿式凿岩是凿岩工作普遍采用的有效防尘措施。降尘措施降尘措施是矿井综合防尘的重要环节。现行的降尘措施包括各生产点的喷雾洒水等。矿井通风排尘矿井通风排尘是指借助风流稀释与排除矿井空气中的粉尘。因此，要加强掘进通风管理工作，减少漏风，提高风筒出口风量，合理控制风速。当风速过低时，粗粒矿尘将与空气分离下沉，不易排出。据试验观测，当巷道中风速达到0.15m/s时，5m以下的矿尘能够悬浮并与空气均匀混合而随风流排出。规程规定：掘进中的岩巷最低风速不得低于0.15m/s，这完全可以满足最低排尘风速的要求。提高排尘风速，粒径稍大的尘粒也能悬浮并排出，同时增强了稀释作用，矿尘浓度也随之降低。风速在增高时，将扬起落尘，使风流中含尘浓度增大，因此规程规定：采掘工作面的最高允许风速为4m/s。在产尘量高，矿尘比重大，温度比较高的作业地点，可适度增大排尘风速。通风排尘是合理的风速将掘进工作面所产生的矿尘排出，但应缩小其污染范围。为此，在含尘浓度较高的风流所通过的巷道中设置水幕净化风流。喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面为原则，并尽可能靠近尘源，缩小含尘空气的弥漫范围。另一种方式是在产尘巷道中增设水幕，且之间距离以每隔20米为宜，装置保持一头（掘进头）安设三组效果最佳。据现场试验结果显示，降尘率达98.6%。个体防护在实施多项防尘措施以后，仍有小部分的细微粉尘弥漫于空气中，因此加强个体防尘也是综合防尘的一个重要方面。个体防尘的主要用具是防尘口罩，现目前广泛应用的有简易口罩和专用防尘口罩。根据各工作作业环境的差异选择不同的防尘口罩，并坚持正确使用，特别是采掘司机和锚喷工种的工人不能忽视个体防护的作用。第 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页煤矿粉尘防治技术随着综采、综掘技术的迅猛发展，尤其是高产高效工作面和综放工作面的广泛应用，我国煤矿粉尘污染问题日趋严重，经八五九五期间的科技攻关，防降尘技术有了较大发展，在煤层注水、采煤机防尘、液压支护防尘、放煤口防尘及综掘面粉尘高效控制、呼吸性粉尘测试仪器的研究和推广应用等方面取得了突破性进展。1综采工作面防尘技术(1)煤层预湿注水技术。煤层注水是煤炭开采中一项有效的预防性减尘措施，早在20世纪40年代，国外已开始采用此法减尘，至今已成为美国、英国、德国、俄罗斯、比利时和波兰等主要采煤国家广泛采用的减尘措施。我国从1956年在本溪彩屯煤矿首次试验煤体预注水防尘技术，到xx年已有40的采煤工作面实施煤体预注水防尘技术。经过多年科研实践，煤层注水预先湿润煤体已经成为我国综合防尘技术核心，开发了长钻孔、短钻孔和深钻孔等煤层注水的成套技术，开发了水泥砂浆封孔泵，解决了封孔难的问题，提高了煤层注水降尘的效果。研制了自动化控制的注水系统。随着综采放顶煤技术在我国的推广应用，但由于综放开采的开采厚度大多在5m以上，最大厚度已达10m，而一般煤层在垂直于顶板方向上的渗透性较差，传统的注水工艺不能满足厚煤层开采的需要，九五期间，兖矿集团有限公司与煤炭科学研究总院重庆分院联合攻关，研究开发出适合厚煤层开采的煤层注水技术。在九五期间，煤炭科学研究总院与兖矿集团有限公司研制了由流量和压力传感器、比例控制阀、计算机、泵、液压系统组成的全自动控制的注水系统。煤层注水自动化控制系统与装备属于典型的机电液一体化设备，为了保证系统能够可靠工作，各子系统均具有手动和自动控制功能。(2)采煤机防尘技术。自八五以来，重点开展了对采煤机、液压支架及放煤1：3粉尘的高效治理技术的研究，先后研究出采煤机含尘气流控制、高压水外喷雾降尘技术，对液压支架、放煤口实施自动控制水喷雾降尘技术，使采煤机司机处空气中的含尘浓度在使用含尘气流控制技术和高压外喷雾降尘技术后分别下降了6070和8293，液压支架、放煤El自动喷雾降尘技术的使用，使放煤工操作处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降了847和675，使支架移架时下风流7m处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降了746和611，较好地降低了含尘气流的粉尘浓度。在破碎机处研究出破碎机声波雾化降尘技术、磁化水降尘技术、预荷电喷雾降尘技术和高压喷雾降尘技术，对总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别高达85977和871979，极大地降低了破碎机工作时空气的粉尘污染。2综掘工作面除尘技术随着综掘水平的提高和掘进防尘技术的发展，粉尘治理的重点由治理总粉尘向治理呼吸性粉尘转移，先后研究成功一些粉尘防治技术和装备。在七五期间研究的附壁风筒配合湿式除尘器解决机掘工作面高浓度粉尘问题的基础上，八五期间，研制出煤矿用袋式除尘器及其专用的KDZ对旋轴流式通风机。该除尘器的处理风量230250m3min、工作阻力xxPa(接近湿式过滤式除尘器)、电机功率226kW，对总粉尘和呼吸性粉尘的除尘效率分别高达99和90，配合附壁风筒在断面积为10m2以上的机掘面使用后，使司机处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降到214mgm3和97mgm3，降尘效率分别达9327和90.53。与此同时，为了解决小断面巷道掘进的粉尘治理，开发出处理风量较小(90130m3min)的机掘面湿式xZC型旋转栅除尘器，其对总粉尘和呼吸性粉尘的除尘效率分别达到99和885。机掘面干式除尘技术的研究成功，标志着我国机掘防尘水平上了一个新的台阶。九五期间，为了降低袋式除尘器的体积，有针对性地开展了干式除尘技术的研究和广泛推广工作，研究出达到：MTll3xx煤矿井下聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则中规定的抗静电、阻燃性能的要求，且在高过滤风速(3.54.0mmin)条件下具有高集尘效率的矿用安全高效除尘滤料，填补了我国滤料在煤炭行业的一大空白，其技术性能达到了国外同类技术的先进水平；由于滤料过滤风速的提高，在相同处理风量(230250m3min)条件下，使袋式除尘器的体积在八五基础上减小了41。该除尘器的处理风量224m3min，工作阻力2083Pa，总粉尘和呼吸性粉尘的除尘效率分别达到99.3和955。在煤矿井下工业性试验时，掘进机司机处的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度分别下降到18.38mgm3和8.89mgm3，除尘效率分别达到了911和9225，有效地降低了综掘面的粉尘浓度。该除尘滤料及新型袋式除尘器的研究成功，对干式除尘技术在我国煤矿的推广应用起到重大促进作用，对提高我国煤矿机掘防尘技术水平具有重大意义。由于湿式除尘技术与干式除尘技术相比具有投资少、体积较小的优点，因此，针对我国煤矿机掘巷道较小、经济效益普遍不太景气的特点，在进行干式除尘技术完善提高的同时，又与波兰KOMAG采矿机械化中心合作，开展了适合中国煤矿机掘面生产技术条件的高效湿式除尘技术的研究。该技术包括高效涡流控尘装置、高效旋流除尘器及其配套移动系统。高效涡流控尘装置比原来的附壁风筒产生的附壁效应强7倍左右，控尘效果更好；高效旋流除尘器的处理风量为250350m3min、工作阻力为1800Pa，它集多种除尘器原理于一体，对总粉尘和呼吸性粉尘除尘效率分别达到99和94一98，其技术性能已接近袋式除尘器的水平，并且其脱水效果十分理想。它的研究成功使我国煤矿机掘湿式除尘技术水平上了一个新台阶。3粉尘采样器20世纪90年代以来，先后研究成功AIN一95型粉尘粒度分布和浓度测定仪和AZF一01型呼吸性粉尘采样器。ALN一95型粉尘粒度和浓度测定仪集粉尘粒度分布和浓度测定于一体，它利用光吸收原理测定粉尘浓度；利用斯托克斯(Stokes)定律结合光吸收原理测粉尘粒度分布，其粉尘采样、粉尘浓度和粒度分布测定的数据储存均实现了自动化。该测定仪的采样流量为15Lmin，粒度分布测定范围11501m，浓度测定范围不限，目前已在我国部分煤矿推广使用。为了准确测定含尘空气中的呼吸性粉尘浓度，以评价呼吸性粉尘对环境污染的程度，成功研制出AZF一01型呼吸性粉尘采样器，它是一种长