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[摘 要]文章初步调查研究了矿尘的性质及其强大的危害性,矿尘主要有两种危害:一是可以使矿工患上尘肺病,二是容易引起煤尘爆炸。我国的尘肺病人80%发生在矿山,尘肺病是矿工的主要职业病,发病率高,对身体影响大,难以根治。
[关键词]大气污染 ;尘肺病 ;爆炸性
中图分类号:[R122.7]文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0102-02
前言:矿山大气污染主要是指矿山粉尘和排放出来的有害气体。 矿山粉尘属于生产性粉尘,生产性粉尘是指物质经过机械作用或化学作用生产的粉尘。 矿山粉尘是在矿山生产过程中产生的,对周围的生态环境产生负面作用是无法估计的。
一、矿尘的产生及分类
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。几种常用的分类方法:
(一)、按矿尘粒径划分
1、 粗尘。粒径大于40μm,相当于一般筛分的最小颗粒,在空气中极易沉降。
2、细尘。粒径为10~40μm,肉眼可见,在静止空气中作加速沉降。
3、微尘。粒径为0.25~10μm,用光学显微镜可以观察到,在静止空气中作等速沉降。
4、超微尘。粒径小于0.25μm,要用电子显微镜才能观察到,在空气中作扩散运动。
(二)、按矿尘的存在状态划分
1、 浮游矿尘:悬池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。
(三)、按矿尘的粒径组成范围划分
1、 全尘(总粉尘)。各种粒径的矿尘之和。对于煤尘,常指粒径为 1mm 以下的尘粒。
2、呼吸性粉尘。主要指粒径在 5μ m 以下的微细尘粒。
二、 矿尘性质
(一)、矿尘中游离 SiO2 的含量
矿尘中游离 SiO2 的含量是危害人体的决定因素,其含量越高,危害越大。煤 矿上常见的页岩、砂岩、砾岩和石灰岩等中游离 SiO2 的含量通常多在 20%~50%,煤尘中 的含量一般不超过 5%。
(二)、矿尘的粒度与比表面积
矿尘粒度-指矿尘颗粒的平均直径,单位为μ m。矿尘的比表面积-指单位质量矿尘的总表面积,单位为 m2/kg,或 cm2/g。 矿尘的比表面积与粒度成反比,粒度越小,比表面积越大,因而这两个指标都可以用 来衡量矿尘颗粒的大小。
(三)、矿尘的分散度
分散度-指矿尘整体组成中各种粒级尘粒所占的百分比。分散度有重量百分比:各粒级尘粒的重量占总重量的百分比称为重量分散度。 数量百分比:各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分比称为数量分散度。
三、矿尘的危害
矿尘对人体健康和生产危害极大,尘肺病,如矽肺病、煤肺病等是矿山生产卫生的最大 威胁,目前,最为严重的尘肺病是矽肺病,矽肺病是吸人离二氧化硅的矿尘引起的一种职业病,必须十分重视。作业场所粉尘浓度,对尘肺病的发生和发展起着决定性的作用,《金属非金属地下矿山安全规程》要求,人风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过 0.5mg/m3。
四、尘肺病及其发病机理
尘肺病:工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。
(一)、尘肺类的分类
煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同,可分为三类:
1、硅肺病(矽肺病),由于吸入含游离 SiO2 含量较高的岩尘而引的尘肺病称为硅肺 病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。
2、煤硅肺病(煤矽肺),由于同时吸入煤尘和含游离SiO2的岩尘所引起的尘肺病称为煤硅病肺。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工
3、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。
(二)、尘肺病的发病机理
尘肺病的发病机理至今尚未完全研究清楚。 關于尘肺病的形成的论点和学说有多种。
五、尘肺病的发病症状及影响因素
(一)、尘肺病的发病症状
尘肺病分为三期: 第一期:重体力劳动时呼吸困难、胸痛、轻度干咳。第二期:中等体力劳动或正常工作时,感觉呼吸困难,胸痛、干咳或带痰咳嗽。第三期:做一般工作甚至休息时,也感到呼吸困难、胸痛、连续带痰咳嗽,甚至咯血和行动困难。
(二)、影响尘肺病的发病因素
1、 矿尘的成分
能够引起肺部纤维病变的矿尘,多半含有游离 SiO2,其含量越高,发病工令越 短,病变的发展程度越快。 对于煤尘,引起煤肺病的主要是它的有机质(即挥发分)含量。
2、矿尘粒度及分散度
5μm以上的矿尘对尘肺病的发生影响不大;5μm以下的矿尘可以进入下呼吸道并沉积在肺泡中,最危险的粒度是2μm左右的矿尘。
3、矿尘浓度
尘肺病的发生和进入肺部的矿尘量有直接的关系,也就是说,尘肺的发病工令和作业场所的矿尘浓度成反比。
六、煤尘爆炸的机理及特征
(一)、煤尘爆炸的机理
煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下, 空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程,是一种非常复杂的链式反应。一般煤尘爆炸机理及过程主要表现在以下方面:
1、煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能 力大大增强,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开。
2、当温度达到 300~400℃时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体。如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢 3、形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃。
(二)、煤尘爆炸的特征
1、形成高温、高压、冲击波。
2、煤尘爆炸具有连续性。
3、煤尘爆炸的感应期即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
4、挥发分减少或形成“粘焦”。
5、产生大量的CO。
(三)、煤尘爆炸的条件
煤尘爆炸必须同时具备三个条件:1、煤尘本身具有爆炸性 煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸危险性必须经过试验确定。2、煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定的浓度 单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。 低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限浓度为1000~2000g/m3。
七、井下防尘
井下的防尘措施是由井下采矿生产过程及生产环境的特点所决定的,采取以湿式作业,加强通风为主要内容的综合性防尘措施。
(一)、湿式凿岩是关键性措施,严格禁止无防护设备的干式凿岩。
(二)、采用添加水炮泥爆破和水封爆破,放炮后喷雾降尘,放炮后立即向掌子面喷雾lOmin。
(三)、运矿过程湿式作业,装矿前向矿(岩)洒水,卸矿点安设喷雾装置。
(四)、加强通风,24h连续作业的矿井,全面通风的主要通风机连续运转,并保证作业面有足够的通风量。独头作业面和全面通风达不到的作业面,要安设局部通風装置。
(五)、预先润湿煤体防尘。是在煤体尚未开采之前用水加以润湿,增加煤体水分,以减少开采时的煤尘产生量。其方法有煤层注水和采空区灌水等。
此外,还有一些辅助性防尘措施,包括入风巷道、回风巷道设水幕,净化风源和已被粉尘污染的空气;冲洗巷道壁、通风筒保持清洁,防止二次扬尘。在采取防尘技术措施的同时,井下接尘工人必须用防尘口罩。
八、结语
综上所述,治理矿山生产性粉尘,关键是加强对人、物的管理,提高人的自保意识,使其了解矿尘对人的危害。矿山企业要不断加大环保投入,依靠技术创新来促进防尘技术,从而提高企业社会的竞争力,实现经济效益和人文社会和谐统一。
[关键词]大气污染 ;尘肺病 ;爆炸性
中图分类号:[R122.7]文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0102-02
前言:矿山大气污染主要是指矿山粉尘和排放出来的有害气体。 矿山粉尘属于生产性粉尘,生产性粉尘是指物质经过机械作用或化学作用生产的粉尘。 矿山粉尘是在矿山生产过程中产生的,对周围的生态环境产生负面作用是无法估计的。
一、矿尘的产生及分类
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。几种常用的分类方法:
(一)、按矿尘粒径划分
1、 粗尘。粒径大于40μm,相当于一般筛分的最小颗粒,在空气中极易沉降。
2、细尘。粒径为10~40μm,肉眼可见,在静止空气中作加速沉降。
3、微尘。粒径为0.25~10μm,用光学显微镜可以观察到,在静止空气中作等速沉降。
4、超微尘。粒径小于0.25μm,要用电子显微镜才能观察到,在空气中作扩散运动。
(二)、按矿尘的存在状态划分
1、 浮游矿尘:悬池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。
(三)、按矿尘的粒径组成范围划分
1、 全尘(总粉尘)。各种粒径的矿尘之和。对于煤尘,常指粒径为 1mm 以下的尘粒。
2、呼吸性粉尘。主要指粒径在 5μ m 以下的微细尘粒。
二、 矿尘性质
(一)、矿尘中游离 SiO2 的含量
矿尘中游离 SiO2 的含量是危害人体的决定因素,其含量越高,危害越大。煤 矿上常见的页岩、砂岩、砾岩和石灰岩等中游离 SiO2 的含量通常多在 20%~50%,煤尘中 的含量一般不超过 5%。
(二)、矿尘的粒度与比表面积
矿尘粒度-指矿尘颗粒的平均直径,单位为μ m。矿尘的比表面积-指单位质量矿尘的总表面积,单位为 m2/kg,或 cm2/g。 矿尘的比表面积与粒度成反比,粒度越小,比表面积越大,因而这两个指标都可以用 来衡量矿尘颗粒的大小。
(三)、矿尘的分散度
分散度-指矿尘整体组成中各种粒级尘粒所占的百分比。分散度有重量百分比:各粒级尘粒的重量占总重量的百分比称为重量分散度。 数量百分比:各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分比称为数量分散度。
三、矿尘的危害
矿尘对人体健康和生产危害极大,尘肺病,如矽肺病、煤肺病等是矿山生产卫生的最大 威胁,目前,最为严重的尘肺病是矽肺病,矽肺病是吸人离二氧化硅的矿尘引起的一种职业病,必须十分重视。作业场所粉尘浓度,对尘肺病的发生和发展起着决定性的作用,《金属非金属地下矿山安全规程》要求,人风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过 0.5mg/m3。
四、尘肺病及其发病机理
尘肺病:工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。
(一)、尘肺类的分类
煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同,可分为三类:
1、硅肺病(矽肺病),由于吸入含游离 SiO2 含量较高的岩尘而引的尘肺病称为硅肺 病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。
2、煤硅肺病(煤矽肺),由于同时吸入煤尘和含游离SiO2的岩尘所引起的尘肺病称为煤硅病肺。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工
3、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。
(二)、尘肺病的发病机理
尘肺病的发病机理至今尚未完全研究清楚。 關于尘肺病的形成的论点和学说有多种。
五、尘肺病的发病症状及影响因素
(一)、尘肺病的发病症状
尘肺病分为三期: 第一期:重体力劳动时呼吸困难、胸痛、轻度干咳。第二期:中等体力劳动或正常工作时,感觉呼吸困难,胸痛、干咳或带痰咳嗽。第三期:做一般工作甚至休息时,也感到呼吸困难、胸痛、连续带痰咳嗽,甚至咯血和行动困难。
(二)、影响尘肺病的发病因素
1、 矿尘的成分
能够引起肺部纤维病变的矿尘,多半含有游离 SiO2,其含量越高,发病工令越 短,病变的发展程度越快。 对于煤尘,引起煤肺病的主要是它的有机质(即挥发分)含量。
2、矿尘粒度及分散度
5μm以上的矿尘对尘肺病的发生影响不大;5μm以下的矿尘可以进入下呼吸道并沉积在肺泡中,最危险的粒度是2μm左右的矿尘。
3、矿尘浓度
尘肺病的发生和进入肺部的矿尘量有直接的关系,也就是说,尘肺的发病工令和作业场所的矿尘浓度成反比。
六、煤尘爆炸的机理及特征
(一)、煤尘爆炸的机理
煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下, 空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程,是一种非常复杂的链式反应。一般煤尘爆炸机理及过程主要表现在以下方面:
1、煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能 力大大增强,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开。
2、当温度达到 300~400℃时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体。如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢 3、形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃。
(二)、煤尘爆炸的特征
1、形成高温、高压、冲击波。
2、煤尘爆炸具有连续性。
3、煤尘爆炸的感应期即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
4、挥发分减少或形成“粘焦”。
5、产生大量的CO。
(三)、煤尘爆炸的条件
煤尘爆炸必须同时具备三个条件:1、煤尘本身具有爆炸性 煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸危险性必须经过试验确定。2、煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定的浓度 单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。 低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限浓度为1000~2000g/m3。
七、井下防尘
井下的防尘措施是由井下采矿生产过程及生产环境的特点所决定的,采取以湿式作业,加强通风为主要内容的综合性防尘措施。
(一)、湿式凿岩是关键性措施,严格禁止无防护设备的干式凿岩。
(二)、采用添加水炮泥爆破和水封爆破,放炮后喷雾降尘,放炮后立即向掌子面喷雾lOmin。
(三)、运矿过程湿式作业,装矿前向矿(岩)洒水,卸矿点安设喷雾装置。
(四)、加强通风,24h连续作业的矿井,全面通风的主要通风机连续运转,并保证作业面有足够的通风量。独头作业面和全面通风达不到的作业面,要安设局部通風装置。
(五)、预先润湿煤体防尘。是在煤体尚未开采之前用水加以润湿,增加煤体水分,以减少开采时的煤尘产生量。其方法有煤层注水和采空区灌水等。
此外,还有一些辅助性防尘措施,包括入风巷道、回风巷道设水幕,净化风源和已被粉尘污染的空气;冲洗巷道壁、通风筒保持清洁,防止二次扬尘。在采取防尘技术措施的同时,井下接尘工人必须用防尘口罩。
八、结语
综上所述,治理矿山生产性粉尘,关键是加强对人、物的管理,提高人的自保意识,使其了解矿尘对人的危害。矿山企业要不断加大环保投入,依靠技术创新来促进防尘技术,从而提高企业社会的竞争力,实现经济效益和人文社会和谐统一。