摘　要：隨著礦山、冶金、玻璃制造、陶瓷、耐火材料、建材等行業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模發(fā)展，粉塵的危害逐漸被人們認(rèn)識(shí)：給生產(chǎn)帶來(lái)不安全因素，如機(jī)械的磨損；煤、面粉等粉塵不僅引起的燃燒爆炸等，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失；而且石英及含有游離二氧化硅的粉塵，使長(zhǎng)期從事粉塵作業(yè)的工人可能發(fā)生塵肺病，嚴(yán)重?fù)p害健康，甚至喪失勞動(dòng)能力或過(guò)早死亡。
近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展造成了環(huán)境的惡化，粉塵也是引起環(huán)境問(wèn)題的主要污染物。我國(guó)礦山企業(yè)四大職業(yè)危害(工傷死亡、粉塵、毒物、爆炸)中最嚴(yán)重者當(dāng)屬塵害。粉塵被工人吸入體內(nèi)，在呼吸系統(tǒng)沉積到一定的劑量后，就會(huì)導(dǎo)致塵肺病的發(fā)生。塵肺病是危害廣大從業(yè)人員健康的最嚴(yán)重的一種職業(yè)病，主要分布于煤炭、冶金、機(jī)械、建材、化工石油及輕工等行業(yè)。如何積極有效的防治塵肺病，是一項(xiàng)迫切需要解決的問(wèn)題。
煤礦井下各作業(yè)點(diǎn)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。煤礦粉塵特有的性質(zhì)決定了其具有很大的危害性：誘發(fā)職業(yè)病塵肺?。患铀贆C(jī)械設(shè)備磨損，縮短精密儀器的使用壽命；甚至導(dǎo)致煤塵爆炸事故的發(fā)生。
由于我國(guó)接觸煤礦粉塵的作業(yè)人員眾多，煤礦粉塵的控制工作顯得格外緊要。降低煤礦粉塵濃度和預(yù)防煤塵爆炸的各種工程技術(shù)方法和措施，以及對(duì)采掘方式的工程技術(shù)改進(jìn)是控制粉塵危害的技術(shù)保障，煤礦的防治粉塵的措施分為三大類(lèi)：防塵措施；除塵降塵措施；預(yù)防煤塵爆炸及限制爆炸擴(kuò)大范圍的措施。

關(guān)鍵詞：煤礦粉塵；除塵降塵；粉塵控制；煤塵爆炸。

引　　言
煤塵危害為煤礦五大自然災(zāi)害之一，一直是煤炭行業(yè)防治工作的重點(diǎn)。粉塵給煤礦工作人員和安全生產(chǎn)造成極大危害：一方面，粉塵污染的作業(yè)環(huán)境嚴(yán)重危害工人的身體健康，可引起肺部病變，造成塵肺病。據(jù)最新的資料表明，在我國(guó)實(shí)際的嚴(yán)重塵肺病患者有120萬(wàn)之多，占到全世界塵肺病患者的一半以上，每年因此死亡的人數(shù)超過(guò)4000人，每年由此引起的直接損失超過(guò)80億元。而在所有因各種粉塵引起的塵肺病中，煤礦工人占到的比例最高。究其原因，除了經(jīng)濟(jì)能力、技術(shù)條件、衛(wèi)生立法等方面的因素外，我國(guó)在粉塵監(jiān)督監(jiān)測(cè)體系和手段的完整性和科學(xué)性方面應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)和提高。另一方面，粉塵濃度過(guò)高潛伏著爆炸的危險(xiǎn)，懸浮的煤塵也是造成煤礦煤塵爆炸的主要原因之一。此外，高濃度粉塵還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備磨損，縮短精密儀器的使用壽命。因此，監(jiān)測(cè)作業(yè)場(chǎng)所粉塵濃度，控制煤礦粉塵的產(chǎn)生，對(duì)于確保從業(yè)人員生命健康、預(yù)防事故的發(fā)生尤為重要。

1煤礦粉塵及其危害
1.1 粉塵的概念
粉塵，也稱(chēng)”空氣中的懸浮顆粒物”，指的就是在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中的固體顆粒，其大小在100μm以下。
1.2 煤礦粉塵的產(chǎn)生及特性
1.2.1 生產(chǎn)性粉塵的產(chǎn)生及特性
1. 生產(chǎn)性粉塵的產(chǎn)生
在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生和形成的、能較長(zhǎng)時(shí)間在空氣中懸浮的固體微粒被稱(chēng)為生產(chǎn)性粉塵。懸浮于空氣中的粉塵稱(chēng)為浮塵，已沉落的粉塵稱(chēng)為積塵，我們檢測(cè)和防治的重點(diǎn)就是浮塵。從膠體化學(xué)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，含有粉塵的空氣是一種氣溶膠，懸浮粉塵散布彌漫在空氣中與空氣混合，共同組成一個(gè)分散體系，分散介質(zhì)是空氣，分散相是懸浮在空氣中的粉塵粒子。煤炭生產(chǎn)過(guò)程中伴隨煤和巖石破碎而產(chǎn)生的煤礦粉塵是生產(chǎn)性粉塵的一種。其中，呼吸性粉塵是損害勞動(dòng)者健康的重要職業(yè)性有害因素，可能引起多種職業(yè)性肺部疾病。
煤礦在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸及巷道掘進(jìn)等各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)向空氣中排放大量的粉塵。尤其在風(fēng)速較大的作業(yè)場(chǎng)所，粉塵排放量猛增，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，有的礦區(qū)排向空氣的煤粉塵是煤炭產(chǎn)量的1.6%以上。
采煤工作面是煤礦產(chǎn)塵量最大的作業(yè)場(chǎng)所，其產(chǎn)塵量約占礦井產(chǎn)塵量的 60%左右。為了預(yù)防礦井瓦斯、煤塵爆炸等惡性事故的發(fā)生，改善礦井勞動(dòng)衛(wèi)生條件，采煤工作面是礦塵防治的重點(diǎn)。機(jī)采工作面在我國(guó)越來(lái)越普及，但產(chǎn)塵濃度也隨之上升。采煤機(jī)割煤、支架移架、放煤口放煤及破碎機(jī)破煤是機(jī)采工作面的四大產(chǎn)塵源，產(chǎn)塵量分別約占60%、20%、10%和 10%左右。為了搞好采煤工作面的粉塵防治，有效降低其粉塵濃度，必須針對(duì)采煤工作面的塵源采取相應(yīng)的治理措施，以達(dá)到對(duì)粉塵進(jìn)行綜合治理的目的。
綜采放頂煤開(kāi)采技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來(lái)在我國(guó)大面積推廣的比較先進(jìn)的采煤方法，但工作面粉塵問(wèn)題也引起較多關(guān)注。綜采放頂煤工作面的產(chǎn)塵環(huán)節(jié)主要有采煤機(jī)落煤、放煤、移架、裝煤和運(yùn)煤五大工序。從微觀(guān)方面分析，煤塵產(chǎn)生可分為摩擦、拋落和摩擦與拋落相結(jié)合等三種方式。
巷道掘進(jìn)也是井下主要產(chǎn)塵源之一，在無(wú)任何防塵措施的情況下，對(duì)炮掘工作面、機(jī)掘工作面和巷道錨噴巷道維修的錨噴現(xiàn)場(chǎng)、煤炭裝卸點(diǎn)等也都產(chǎn)生高濃度粉塵，尤其是煤炭裝卸處的瞬時(shí)粉塵濃度有時(shí)高達(dá)數(shù)g/m3，有時(shí)甚至達(dá)到煤塵爆炸濃度界限。
此外，地面煤的裝運(yùn)、煤堆、矸石山等也都產(chǎn)生高濃度粉塵，使礦區(qū)周邊空氣環(huán)境受到嚴(yán)重的污染，對(duì)居民健康和植物都造成十分不利的影響。
煤礦生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生粉塵一般都不伴有化學(xué)變化，因此漂浮于空氣中粉塵的化學(xué)成分與其來(lái)源物料的化學(xué)成分基本相同。
2. 生產(chǎn)性粉塵的特性
1）按粉塵中游離二氧化硅含量分類(lèi)
煤礦粉塵按其游離二氧化硅的含量分為矽塵與煤塵。根據(jù)我國(guó)“矽塵作業(yè)工人醫(yī)療預(yù)防措施實(shí)施辦法”中規(guī)定，作壓環(huán)境粉塵中游離二氧化硅含量在10%以上者稱(chēng)為矽塵，10%以下者稱(chēng)為非矽塵，在煤礦則為混合性煤塵。游離二氧化硅含量小于5%的粉塵又稱(chēng)為單純煤塵。粉塵中游離二氧化硅的含量越高，引起塵肺病的程度越重，病情發(fā)展越快，危害也越大。
2）粉塵的分散度
分散度指物質(zhì)被分散的程度，以粉塵粒徑大小的數(shù)量或質(zhì)量組成百分比構(gòu)成比來(lái)表示，前者稱(chēng)粒子分散度，粒徑小的顆粒越多，則分散度越高；后者稱(chēng)質(zhì)量分散度，質(zhì)量小的顆粒占總質(zhì)量百分比越大，質(zhì)量分散度越高。煤礦作業(yè)場(chǎng)所空氣中較小顆粒粉塵含量較多時(shí)，其分散度越高，由于質(zhì)量輕，在空氣中懸浮時(shí)間較長(zhǎng)，不易降落，被吸入肺的機(jī)會(huì)就愈多。同時(shí)粉塵的分散度愈高，單位體積總表面積越大，理化活性越高，易于與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而引起粉塵的自燃或爆炸。粉塵還可以吸附有毒氣體，如一氧化碳、氮氧化物等，分散度愈高，吸附的量愈多，對(duì)人體危害也愈大。
3）粉塵的吸濕性
粉塵的吸濕性指粉塵對(duì)水的吸附。粉塵的吸濕性與粉塵的成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)，可分為親水性粉塵與疏水性粉塵兩大類(lèi)。炭黑、煤粉塵均屬于疏水性粉塵。另外，粉塵越細(xì)，比表面積增加，表面吸附能力隨之增強(qiáng)，容易吸附空氣而在塵粒表面形成氣膜，降低了塵粒間的聚集及塵粒的吸濕性，更難于把塵粒從空氣中捕捉分離出來(lái)。在除塵技術(shù)中，粉塵的吸濕性是選用除塵設(shè)備的主要依據(jù)之一。對(duì)于濕潤(rùn)性好的親水性粉塵，可選用濕式除塵器。為了加強(qiáng)液體（水）對(duì)粉塵的浸潤(rùn)，往往要加入某些濕潤(rùn)劑，以減少固、液之間的表面張力，增加粉塵的親水性，提高除塵效率。
4）煤塵的爆炸性
按照煤塵的爆炸性煤塵可以分為有爆炸性煤塵和無(wú)爆炸性煤塵。我國(guó)傳統(tǒng)煤礦中90%礦井的煤塵具有爆炸性危險(xiǎn)性。高分散度的煤炭粉塵具有爆炸性。煤的炭化程度越低，揮發(fā)分越高，煤塵的爆炸性就越強(qiáng)（見(jiàn)表2）。發(fā)生爆炸有兩個(gè)條件：①粉塵在空氣中有足夠的濃度，在爆炸區(qū)域要求的濃度范圍之內(nèi)；②必須具有高溫（明火、火花、放電）情況出現(xiàn)。一般煤塵爆炸的下限濃度為30mg/m3~50mg/m3，上限濃度為1000mg/m3~2000mg/m3，出于上下濃度之間的粉塵都具有爆炸危險(xiǎn)性，其中爆炸力最強(qiáng)的濃度為300mg/m3~500mg/m3。
1.2.2 呼吸性粉塵的主要特點(diǎn)
呼吸性粉塵的一般含義是”能被吸入人體肺泡的粉塵”，否則為非呼吸性粉塵。其嚴(yán)格含義有不同表示方法（如作業(yè)場(chǎng)所呼吸性粉塵等），但其基本含義是用符合BMRC(British Medical Research Council )標(biāo)準(zhǔn)采樣曲線(xiàn)的采樣器在空氣中采集到的粉塵顆粒。對(duì)呼吸性煤塵，在評(píng)價(jià)作業(yè)場(chǎng)所粉塵狀況時(shí)，用符合BMRC曲線(xiàn)的采樣器在作業(yè)場(chǎng)所采集到的游離二氧化硅小于10%，空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于7.07μｍ的粉塵稱(chēng)為呼吸性煤塵。
2007年發(fā)布的《煤礦安全規(guī)程》中將呼吸性粉塵定義為”能吸入人體肺泡區(qū)的浮塵”，我國(guó)有關(guān)文獻(xiàn)中，一般將粒徑小于5μｍ的粉塵視為呼吸性粉塵。呼吸性粉塵除具備一般粉塵的某些物理、化學(xué)性質(zhì)外，尚有如下特點(diǎn)：
1. 沉降速度慢，在空氣中懸浮時(shí)間長(zhǎng)。在靜止空氣中的粉塵，根據(jù)其粒徑的大小按一定規(guī)律沉降：通常粒徑大于100μｍ的塵粒呈加速度沉降；1μｍ~100μｍ粒徑的塵粒呈等速度沉降；粒徑小于1μｍ的塵粒很難沉降，在空氣中呈布朗運(yùn)動(dòng)。
2. 擴(kuò)散系數(shù)較大，附著速度較快。塵粒的附著速度與擴(kuò)散系數(shù)成比例。塵粒越小，其擴(kuò)散系數(shù)越大，即擴(kuò)散越快，因而向液滴或除塵濾料上附著的塵粒就越多。
3. 肉眼不可見(jiàn)，屬顯微粉塵。粒徑大于10μｍ的粉塵肉眼才能看見(jiàn)，粒徑為0.25μｍ~10μｍ的粉塵在光學(xué)顯微鏡下才可看見(jiàn)，粒徑小于0.25μｍ的粉塵在電子顯微鏡下方能看見(jiàn)。
4. 能被吸入人體肺部并能在肺泡區(qū)沉積。
被吸入人體呼吸系統(tǒng)的粉塵，可通過(guò)粘液纖毛系統(tǒng)和肺泡巨噬細(xì)胞被清除。如果長(zhǎng)期吸入高濃度呼吸性粉塵，則在肺泡區(qū)可產(chǎn)生一定量的粉塵沉積，隨著沉積時(shí)間的增長(zhǎng)，沉積量的增加，可使肺部發(fā)生病理改變，出現(xiàn)不同程度的彌漫性間質(zhì)纖維化，進(jìn)而造成塵肺病。