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矿井粉尘防治安全技术措施

  
评论: 更新日期:2015年05月25日

摘要:矿尘是悬浮在矿井空气中的固体矿物微粒,对矿井的安全生产有着严重的影响。详细介绍了矿井粉尘的分类、产生、特性及危害,为矿井粉尘治理提供借鉴除此之外,矿尘对人体健康的危害也极大,煤矿工人患尘肺病人数及死于尘肺病人数,在煤矿工业中长期以来一直居于首位。本文在矿尘基本概念和理论的基础上,重点论述矿尘治理的基本技术。正确认识粉尘的危害,采取有利的防治措施做了初步的探讨与总结。
        关键词:矿井粉尘;危害;综合防治。
        Mine dust prevention theory
        Summary: Dust is a solid mineral particles suspended in the air, which have a serious influence on safe production of the mine. Details of the mine dust, classification, characteristics and hazards of coal mine dust control, to provide reference in addition, harmful dust on human health is great, the number of patients suffering from pneumoconiosis of coal workers pneumoconiosis patients and died, in the coal industry has long been in the first place. Based on the basic concept and the basic theory of dust, dust control technology with emphasis on the. A correct understanding of the harm of dust, to take positive measures to do a preliminary discussion and summary.
        Keywords: coal dust; harm; prevention.
       
        1基本概念
        矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在某些综采工作面割煤时,工作面煤尘浓度高达4000~8000mg/m3,有的甚至更高。
        矿井在开采、生产作业过程中会产生大量粉尘,一方面,矿井粉尘对作业人员身体健康造成严重影响,根据2010年全国职业病统计报告显示,2010年全国累计报告职业病749970例,其中累计报告尘肺病676541例,死亡149110例;每年有约2.3万人患上尘肺病,而在所有因各种矿尘引起的尘肺病中,煤矿工人占到的比例最高,以2013年为例,占2013年全国职业病例的87.72%。另一方而,高浓度粉尘对现场作业环境污染严重,降低作业现场能见度,增加安全威胁,同时高浓度粉尘加速机械设备磨损,缩短机械设备的使用寿命;甚至诱发粉尘爆炸事故。因此,加强矿井粉尘危害的认识和防治,采取有针对性的防尘、降尘技术措施,对确保从业人员生命健康和预防事故的发生尤为重要。
        在矿山生产过程中,如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。而不同矿井由于煤、岩地质条件和物理性质的不同,以及采掘方法、作业方式、通风状况和机械化程度的不同,矿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矿尘比例大致为: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10~15%,运输通风巷道产尘量占5~10%,其它作业点占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,因此防尘工作也就更加重要。
        2矿尘分类
        矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘等多种无机矿尘外,尚有多种不同的分类方法。井下产生粉尘的地点主要有:采煤工作面、掘进工作面、煤炭运输转载点等。矿井地面产尘点主要有:煤炭运输转载点和地面储煤场。在同一矿井里,产尘的多少也因地因时发生着变化。粉尘量产生的大小也与自然因素和生产技术因素均有关系,一般的,对各个作业地点来说,随机械化程度的提高,矿尘的生成量将增大;当开采煤层节理发育或采掘工作而进入断层和褶曲发育的地带时,一般情况下煤层的产尘量较大在生产工艺相近的条件下急倾斜煤层比缓倾斜煤层厚煤层比薄煤层产尘量大。
        (1)按矿尘的存在状态划分
        ①浮游矿尘。悬浮于矿内空气中的矿尘,简称浮尘。 ②沉积矿尘。从矿内空气中沉降下来的矿尘,简称落尘。
        浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化,浮尘因受自重的作用可以逐渐沉降下来变成落尘,而落尘当落尘受到机械振动、爆风冲击以及巷道中风速的变化等外界条件干扰时,它可再次飞扬,又成为浮尘。
        浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形式等有关,还与空气的湿度、风速等大气参数有关。矿山除尘研究的直接对象是悬浮于空气中的矿尘,因此,一般所说的矿尘就是指这种状态下的矿尘。
        2.按矿尘的粒径组成范围划分
        ①全尘(总矿尘)。各种粒径的矿尘之和。对于煤尘,常指粒径为1 mm 以下的尘粒。 ②呼吸性矿尘。主要指粒径在5纳米 以下的微细尘粒,它能通过人体上呼吸道进入肺区,是导致尘肺病的病因,对人体危害甚大。
        煤矿粉尘按粒径可分为粗尘、细尘、微尘和超微尘;按存在状态可分为浮游粉尘和沉积粉尘;按游离二氧化硅的含量分为矽尘与煤尘;按矿尘粒径组成范围可分为全尘和呼吸性粉尘;粉尘粒径越小、游离二氧化硅的含量越高,引起尘肺病的程度越重,病情发展越快,危害也越大。
        3矿尘的特点
        (1)矿尘的悬浮性
        分散度高的尘粒可以较长时间在空气中悬浮,不易降落,这是微细矿尘的一种物理特性,叫悬浮性。据实验,不同粒度的煤尘在静止的空气中从1m 高处自由降落到底板所需的时间也不同。
        (2)矿尘的成分
         二氧化硅是地壳内最常见的氧化物,它以两种状态存在:一种是结合状态的二氧化硅,即硅酸盐矿物,其危害性不大;另一种是游离状态的二氧化硅,主要为石英,它是引起人体尘肺病的主要因素。煤系地层中的砂岩、砾岩和砂质页岩中都含有游离二氧化硅。
        煤矿岩巷掘进,特别是在砂岩中掘进时,产生的矿尘中游离二氧化硅含量都比较高,一般为20~50%;煤尘中游离二氧化硅含量一般不超过5%;锚喷支护时,水泥矿尘中的二氧化硅主要为结合状态,危害性不大,但长期吸入水泥矿尘,能引起水泥尘肺、肺气肿等
        (3)矿尘的吸湿性
        矿尘与空气中的水分结合的现象叫吸湿性或者叫湿润性。各种矿尘可根据它与水分结合的程度分为亲水性和疏水性两类。这种分类是相对的,对于粒度5μm以下的呼吸性矿尘,即使是亲水性的,也只有在尘粒与水滴具有相对速度的情况下才能被湿润。亲水性矿尘表面吸附能力强,易于与水结合,使矿尘直径增大、重量增加而易于降落。喷雾防尘就是利用这个原理。
        (4)矿尘的荷电性
        尘粒由于在粉碎过程和在空气流动中摩擦而带有电荷,悬浮在空气中的矿尘亦可直接吸附空气中的离子而产生电荷。非金属性尘粒及酸性氧化物矿尘如二氧化硅、铝钒土等带正电荷;金属性尘粒及碱性氧化物矿尘如石灰石尘粒等带负电荷。尘粒的荷电量与尘粒的比重、湿度、温度有关。温度升高,荷电量增加。湿度增加,荷电量降低。
        矿尘的荷电性对矿尘在空气中的稳定程度有影响。同性电荷相斥,增加了尘粒浮游在空间的稳定性,异性电荷相吸,可使尘粒撞击而凝聚,加速沉降。超声波除尘就是利用了这一特性。
        4矿井粉尘的危害
        矿井粉尘是矿井几大危害之一,粉尘可以导致大量工人患有尘肺病、矽肺病等,是数量最多、最严重的职业病。粉尘也可导致机电设备损坏,影响正常工作及其寿命。具有爆炸倾向性的粉尘一旦爆炸条件具备,在适当的能量和点火源作用下可发生粉尘爆炸,其危害程度不亚于瓦斯爆炸。所以研究粉尘危害已成为矿井安全生产的重中之重。
        4.1主要健康危害
        而煤矿中的有害粉尘为煤尘和岩尘,煤尘达到一定浓度并且具各条件时发生爆炸,灭害程度严重,粉尘严重影响井下人员的身体健康,轻者引起呼吸道炎症,重者导致尘肺病、矽肺病、煤肺病等此外,煤矿向大气排放放的粉尘对矿区周围的生态环境也会产生很大影响,对生活环境、植物生长环境可能造成严重破坏因此,粉尘危害极大,是矿井防范职业危害的重点,生产中对其浓度必须严加监测与控制。

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