1、,煤矿粉尘危害与检测吴允萍唐山冀东矿业安全检测检验有限公司,煤矿粉尘危害,在煤矿的诸多职业危害中，粉尘的危害居第一位。长期暴露于含游离二氧化硅的粉尘，可以导致煤工尘肺。包括矽肺，煤矽肺和煤肺。,煤矿粉尘危害,煤矿粉尘危害主要是生产性粉尘，而生产性粉尘中有三种物质是导致尘肺的重要因素,粉尘浓度，主要是呼吸性粉尘,粉尘粒度分散度,粉尘中游离二氧化硅含量,是指在生产中过程形成的，并能长时间漂浮在空气中的固体微粒。,生产性粉尘(industrial dust),一、生产性粉尘的分类,1、按粉尘性质分类,粉尘分类,无机粉尘inorganic dust,矿物性粉尘金属性粉尘人工无机粉尘,有机粉尘Organ
2、ic dust,动物性粉尘植物性粉尘人工有机粉尘,混合性粉尘Mixed dust,煤矽尘电焊烟尘,2、按粉尘粒子大小,一、生产性粉尘的分类,粉尘分类,可见粉尘：直径10um显微粉尘：直径10-0.1um超显微粉尘：直径：0.1-0.001um,固有粉尘：直径10um云：直径10-0.1um烟：直径：0.1-0.001um,3、按进入机体的情况非吸入性粉尘： 直径(AED) 15um的尘粒称为非吸入性粉尘可吸入性粉尘(inhaler dust) 直径15um的粒子称可吸入性粉尘呼吸性粉尘(respirable dust) 直径um的粉尘称为呼吸性粉尘,一、生产性粉尘的分类,二、粉尘的理化性质及卫
3、生学意义,1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间 2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性,1.粉尘化学成份的卫生学意义岩尘：岩尘中游离二氧化硅（SiO2）含量多数在30-50% 常见围岩中游离二氧化硅含量（%）,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,煤矿围岩构成及粉尘中游离SiO2含量,岩尘成份： 游离二氧化硅 硅酸盐：长石、云母、高岭土 氧化物：Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3 金属元素：Ni、Zn、Ca、Al、Ba、Zr,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,煤尘成份： 煤尘中游离二氧化硅含量均在10%以下，一般煤尘中游离二氧化硅含量小于5%的粉尘称为单纯性煤
4、尘。 煤尘成分：游离二氧化硅 10um的粒子10-2um的粒子2-1um的粒子肺泡道肺泡囊肺泡-.um粒子.um粒子,粉尘粒度的卫生学意义,靠重力作用沉降(deposition)在下呼吸道。,靠布郎氏运动（弥散作用diffusion）经冲撞粘在肺泡壁上。,对沉降和撞击来说太小，对弥散来说又大，因此这部分粒子在肺内沉积的最少。,因弥散作用而使阻留率再度升高。,靠惯性作用主要沉积在上呼吸道。,粉尘粒度的卫生学意义,分散度与粉尘的理化性质有关，粉尘分散度越高，则单位体积粉尘总表面积越大（单位体积中所有粒子表面积的总和），表面积越大，理化活性越高，越容易参与理化反应。粉尘吸附气体分子时在尘粒表面形成一
5、层薄膜，阻碍尘粒之间的集聚也增加了粉尘自空气中的存留时间。粉尘粒子表面积越大，增加吸附空气能力越强。,肺内粉尘阻留与尘粒大小的关系,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间 2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度,如含有游离二氧化硅的粉尘硬度高， 破碎(生产)过程中则产生的微细颗粒越多,粉尘硬度的卫生学意义,3.粉尘的硬度 尘粒的形状对引起疾病，在病理上有一定的卫生学意义，但也必须与粉尘的硬度同时考虑。质地柔软的粉尘容易沉降在支气管壁上，使上呼吸道粘膜上覆盖一层绒毛状物质，可引起慢性炎症。坚硬或锐角的粉尘能直接引起上呼吸道粘膜的损伤。在尘肺的发病学中，形状和硬度虽然不是起到了
6、决定性作用，但在石棉肺的发病中，石棉纤维的形状所引起的机械性刺激作用，有着非常重要的卫生学意义。,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间 2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度,粉尘溶解性的大小与对人体危害程度高度相关，同时也与肌体对粉尘所产生的免疫相关。,4.粉尘的溶解度,4.粉尘的溶解度 粉尘溶解性的大小对人体危害程度也不同，一般来说，当粉尘对人体危害主要是机械性刺激作用时，粉尘粒子溶解的越快，对人体危害越小，溶解性越强其危害越大，粉尘的溶解性也因粉尘对肌体作用的性质而异。煤矿粉尘被吸入人体后，虽然在人体内溶解较少，但由于粉尘中的游离二氧化硅（石英）的毒
7、性作用，被溶解的粉尘在组织液和细胞浆中形成二氧化硅胶体溶液，这种的胶体溶液在矽肺的发生、发展起着重要的作用，对人体的危害是非常严重的。,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间 2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性,带有电荷的粉尘粒子比不带电荷的粉尘粒子更易于滞留在肺泡和细微支气管中，荷电程度不同的尘粒进入肺内能影响细胞对粉尘的吞噬。,粉尘的荷电性的卫生学意义,5.粉尘的荷电性 生产性粉尘所带的电荷的来源有三个途径：在破碎过程中形成产生电荷；在流动中粉尘之间相互摩擦产生电荷；吸附空气中离子而带电荷。粉尘粒子的电荷量决定于粉尘粒
8、径的大小和比重，也受温度和湿度影响，温度升高，则荷电量增高；湿度增加时，荷电量降低。粉尘的荷电性对其在空气中的稳定程度有一定影响，同性电荷相斥，增加了粉尘在空气中的稳定性。异性电荷相吸。则粉尘在碰撞时凝集而沉降。,粉尘的荷电性的卫生学意义,5.粉尘的荷电性 粉尘的荷电性的卫生学意义是在于，荷电粉尘可以直接影响粉尘被吸入后的阻留量。一般来说，带有电荷的尘粒比不带电荷的尘粒更易于滞留在肺泡和细微支气管中，荷电程度不同的尘粒进入肺内能影响细胞对粉尘的吞噬。有试验提出，带有电荷的粉尘不易被吞噬细胞吞噬，对人体的危害性更大。,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间 2.粉尘的
9、分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性,煤尘 coal dust 30-50g/m3面粉 wheat flour 7g/ m3铝尘 aluminium dust 7g/ m3硫磺 sulphur dust 7g/ m3糖尘 sugar dust 10.3g/ m3,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,6.粉尘的爆炸性 煤矿生产性粉尘发生爆炸性必须，同时具备以下三个条件： .煤尘有爆炸性； .空气中悬浮煤尘达到一定的浓度； .存在点燃煤尘引爆的火源；,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,6.粉尘的爆炸性.煤尘有爆炸性，无烟煤采煤工作面除个别情况外大多数属于无爆炸性煤尘，而烟
10、煤、褐煤采煤工作面产生的煤尘均属于爆炸性煤尘。煤的碳化程度越高，挥发分越高，煤尘的爆炸性越强。,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,6.粉尘的爆炸性.空气中悬浮煤尘达到一定的浓度；能够引起煤尘爆炸的最低与最高浓度值成为爆炸上限和下限浓度。低于下限浓度和高于上限浓度的煤尘均不会发生爆炸，但不同种类的煤炭和不同实验条件所得到的爆炸上下限浓度是不相同的。一般煤尘爆炸下限浓度3050g/m3，上限浓度为10002000g/ m3，其中爆炸力最强的浓度为300500 g/ m3。,二、粉尘的理化性质及卫生学意义,6.粉尘的爆炸性.存在点燃煤尘引爆的火源，煤尘爆炸的引爆温度一般为650990。在机械强度较高的
11、生产现场，这种温度在井下各种作业点是容易发生的，温度越高越容易引起爆炸。特别是机械摩擦、碰撞产生火花也是煤矿井下煤尘爆炸的常见原因之一。,三、发生在黑龙江某煤矿的爆炸由于井下巷道煤尘浓度过高，引起煤尘爆炸。,134人遇难,三、粉尘对健康的影响,1.呼吸系统解剖学部位的划分2.粉尘在体内的沉积和阻留3.人体对粉尘的防御和清除,呼吸系统分为传导和呼吸两部分,粉尘沉积有不同方式；被阻留是受到鼻毛、呼吸道生理弯曲、粘性分泌物等,粉尘沉积受空气动力学直径；呼吸道内吸湿性膨胀度；尘粒荷电性、呼吸流速影响,三、粉尘对健康的影响,1.呼吸系统解剖学部位的划分 包括鼻、口腔、咽、喉、 气管、支气管 包括呼吸性细
12、支气管、肺泡管、 肺泡囊、肺泡,传导部分,呼吸部分,三、粉尘对健康的影响,1.对人体呼吸道的划分国际放射防护委员会肺动力学工作组建议将呼吸道分为三个区域：头区或鼻咽区：粉尘以冲击作用沉降在鼻咽区在此部位沉降的粉尘可致慢性炎症、过敏性疾患等；气管支气管树区：有实验表明大于2um的粉尘以冲击作用沉降，0.52um的粉尘以沉降作用沉降，这部分粉尘可导致慢支或诱发支气管肺癌。肺泡区：大于0.5um的粉尘以沉降作用粘附在肺泡区，小于0.5um粉尘以弥漫作用运动。尘肺病发生在此。,三、粉尘对健康的影响,2.粉尘在体内的沉积和阻留粉尘在体内的沉积方式有截留、撞击、沉降弥散、静电沉降,对纤维状和不规则粉尘有意
13、义,因撞击而沉积的粉尘，主要是大于10um的粉尘，最易附着气道分叉处,因气道变细变小，粉尘在重力作用下沉降至各级气道壁上,小于0.5um的粉尘呈布朗氏运动，主要附着在小气道和肺泡上，平静呼吸时只有10-15%留在肺内,电活性高的粉尘在气道表面上诱导而带电荷引起附着作用,三、粉尘对健康的影响,3.人体对粉尘的防御和清除鼻、咽腔的滤尘作用 (30-50%)呼吸道上皮粘液纤毛系统的排出作用肺泡巨嗜细胞的吞噬作用 仅1-3%进入肺组织,纤毛 cilia,粘液 mucus,血管 blood vessel,交 换gas exchange,微粒、颗粒 Particle,微细支气管Airways,肺泡Alve
14、oli,巨噬细胞macrophage,三、粉尘对健康的影响,游离二氧化硅粉尘 型肺泡上皮细胞损伤 趋化因子 II型肺泡上皮细胞增生、修复 肺泡巨噬细胞吞噬 嗜中性细胞 分泌肺表面活性物质 肺泡巨噬细胞损伤 白细胞三烯 T淋巴细胞 I PGE 代谢活性 胶原酶 DNA 炎症反映 激活T淋巴细胞 溶解体酶释放 IL-4,IL-6 成纤维细胞 Ig, A,G,M 细胞数 胶原、蛋白多糖 目增多 形成纤维等基形式 以硅醇 肺组织纤维化,三、粉尘对健康的影响,纤维长度大于肺泡巨噬细胞直径 (10-15m),三、生产性粉尘对健康影响,.全身作用 .局部作用 3.致敏作用 4.致癌作用 5.感染作用 6.致
15、纤维化作用,上呼吸道皮肤,可发生过敏性鼻炎、咽炎过敏性哮喘等,发生肺癌,上呼吸道炎症、慢性阻塞足赛性肺炎、呼吸道感染,尘肺,四、生产性粉尘的控制,生产性粉尘的控制,法制措施,技术措施,卫生保证措施,法律措施,立法和执法 1956年国务院颁布关于防止厂、矿企业中的矽尘危害的决定1958年卫生部、劳动部等联合公布工厂防止矽尘危害技术措施办法矿山防止矽尘危害技术措施暂行办法,法律措施,1987年2月颁布中华人民共和国尘肺防治条例粉尘作业工人医疗预防措施实施办法 1995年颁布中华人民共和国劳动法2002年5月1日开始实施中华人民共和国职业病防治法,粉尘的职业接触限值1979年卫生部颁发工业企业卫生标
16、准9种 1996年又增加粉尘卫生标准总共达 49项 2002年4月8日卫生部颁布中华人民共和国国家职业卫生标准-工作场所有害因素职业接触限值规定的粉尘标准为 47项,法律措施,粉尘的职业接触限值,粉尘接触限值 （国家卫生标准）,粉尘的职业接触限值,作业场所空气中粉尘浓度标准 （煤矿安全规程),作业场所空气中粉尘卫生标准,GBZ/T192.1192.4工作场所空气中粉尘测定第一部分：总粉尘浓度第二部分：呼吸性粉尘浓度第三部分：粉尘分散度第四部分：游离二氧化硅含量,世界贸易组织对职业安全的要求世界贸易组织对职业安全的要求,随着我国加入WTO，我国1997年同意等同采用ISO14000环境管理体系中
17、的五项标准为我国国家标准。目前，ISO18000、ISO9000和ISO14000共同成为评价企业在产品质量、环保及职业安全及卫生方面的国际标准，对企业安全卫生、环境、质量管理的考核成为国际贸易的必备的证件。,世界贸易组织对职业安全的要求,ISO管理体系关于环境与职业安全卫生的有关规定,技术措施,1、掘进工作面防尘1）通风排尘 通风的目的之一是稀释并带走工作面的浮游粉尘，能否将粉尘带走的重要因素是风速。过小的风速不能携带粉尘，形成粉尘在工作面滞留致使浓度增高，过大的风速又会把沉积粉尘再次吹扬，也会使工作面粉尘浓度增高。 研究证明，最佳排尘风速为1.52/s。,技术措施,通风的方式和方法有以下几
18、种： （1）全面通风 目前应用较广的全面抽出式机械通风，一般以主井为进风井，以巷道和工作面为通风管道，以副井为抽出风井，用高压离心机为动力，新鲜空气在通风动力驱使下，从地面经过进风井达到全巷道及工作面，完成排烟、除尘等任务后汇集于总的风道，由抽出风井排出地面。,技术措施,（2）局部通风压入式局部通风抽出式局部通风混合式局部通风净化通风,利用风扇将空气沿风筒压入工作面，使含尘空气沿巷道被排除出去。,是将工作面含尘空气经风筒被风扇抽出，入井空气沿巷道进入工作面。,利用两台风扇，一台为压入式扇风机，向工作面压入新鲜空气，另一台为抽出式扇风机，将含尘空气抽出。压入式是辅助性的，筒径较细，抽出用的是主要
19、的，筒径较粗，压入用的风筒一直伸到工作面附近，两组风筒的末端相距4050。,在风筒内安装12个喷水雾的涡轮喷雾器，喷嘴对着风流的方向，降低风流的粉尘。,粉尘控制技术措施,1）湿式凿岩 中心式供水湿式凿岩（打眼） 侧式供水湿式凿岩,3）喷雾洒水爆破后洒水用供水管直接喷洒，这种洒水降尘和原理比较简单，就是把粉尘湿润使其不易飞扬起来。 喷雾器喷洒,粉尘控制技术措施,喷雾器 一型是靠风压喷吹使水成雾状，另一种是靠水压使水在特制的喷头内产生涡流，经喷口喷出成雾状。水幕 水幕一般是由45个喷雾器所组成。也可在普通水管钻一排直径11.5的水孔，架设在距工作面20处，爆破后打开水阀，进行喷雾洒水，使巷道断面形
20、成一道水雾的帘幕。将爆破后产生的粉尘就地捕灭。,粉尘控制技术措施,粉尘控制技术措施,粉尘控制技术措施,装岩渣喷雾洒水 运输喷雾洒水 根据情况在适当位置安装自动洒水器，在矿车通过时自动进行喷雾洒水，或在转送机上面及滚笼某处安装喷雾器，在其运转时进行喷雾洒水。,粉尘控制技术措施,4）水封爆破（水泡泥） 装满水的水泡泥放在炮眼中，放炮时炸药产生的高温、高压将它破坏，水受热雾化，一部分变成微细水雾起到降尘作用，其降尘率可达5070%以上。水泡泥的充填方式有3种：（1）外封式 （2）里装式 （3）混合式,先装炸药，再装填水泡泥，最后装填黄泥。,先装水泡泥，再装炸药、最后装填黄泥。,里外均装填水泡泥，中间
21、装炸药、最后充填黄泥。,粉尘控制技术措施,2、煤矿采煤工作面防尘技术1）煤层注水降尘技术2）炮采防尘技术3）机采防尘技术,粉尘控制技术措施,粉尘控制技术措施,1）煤层注水降尘技术 煤层注水降尘是通过在煤层中打注水钻孔，利用水的压力将水挤压进尚未开采的煤层，水沿裂隙扩展进入孔隙，在毛细管作用下向煤的内部渗透，达到湿润煤体降低采煤时的煤尘发生量的目的。,注水方式的选择必须考虑矿井的地质条件和采煤技术等因素。如煤层厚度、倾角、有无断层及断层方向、岩石性质、采煤方法、工作面推进度等，注水方式有长钻孔注水、短钻孔注水和深孔注水3种。,粉尘控制技术措施,粉尘控制技术措施,粉尘控制技术措施,3）机采防尘技术
22、 湿式打眼和水炮泥合用是有效的防尘措施。,3）机采防尘技术（1）喷雾降尘技术内喷雾 外喷雾内喷雾的效果高于外喷雾，降尘效果在50%以上，内外喷雾相结合的降尘率可达80%左右。支架喷雾,就是在采煤机的滚筒轮毂上或在滚筒的螺旋叶片上安装喷嘴进行喷雾以降低煤尘。,在采煤机外部敷设水管，并在不同部位中设喷嘴，向采煤机截割滚筒喷雾。,在支架上设置喷雾系统，支架之间的空档区域喷雾，这种措施可以降低8088%的粉尘。,粉尘控制技术措施,3）机采防尘技术（1）喷雾降尘技术（2）通风排尘（3）湿润剂降尘 在水中加入湿润剂大大提高水对煤的湿润能力。3、其他防尘措施冲洗煤壁岩帮、采煤机纵向隔尘幕帘、破碎机-转载机密
23、封罩等。,粉尘控制技术措施,1.加强个人防护、做好就业前体检和定期体检。 2. 经常进行体育锻炼，注意营养，增强个人体质，提高防病能力。,卫生保健措施,防尘八字方针,革：技术革新水：湿式作业密：密闭尘源风：通风除尘 护：加强个人防护 管：加强粉尘及尘肺病人的管理 教：加强宣传教育 查：健康检查，对作业环境进行监测,粉尘治理经验,五、生产性粉尘的监测与管理,1987年国务院颁布的中华人民共和国尘肺病防治条例第十六条规定，卫生行政部门负责卫生标准的粉尘监测，劳动部门负责劳动卫生工程技术标准的粉尘测定。第十七条规定，凡有粉尘作业的企事业单位，必须定期测定作业场所的粉尘浓度，并定期向职工公布。同时还要
24、建立测尘资料档案。在全国实施。,五、生产性粉尘的监测与管理,1、粉尘监测与评价1）建立防尘工作责任制：划分各部门、各区（队）防尘职责范围，实行分片包干，做到责任分明。2）建立定期取样测定粉尘制度,1993年5月日起施行的中华人民共和国矿山安全法第十六条规定，矿山作业场所空气中的有毒有害物质的浓度，不得超过国家标准或者行业标准；矿山企业应当按照国家规定的方法，按照下列要求定期检测：（1）粉尘作业点，每月至少检测两次；（2）采用个体采样方法检测呼吸性粉尘的，每季度至少检测一次。,五、生产性粉尘的监测与管理,（3）新矿井在建井前必须对所有煤层进行煤尘爆炸性鉴定。生产矿井每年四月或十月进行煤尘爆炸性鉴
25、定。（4）各采掘工作面每旬要进行粉尘浓度的测定。,五、生产性粉尘的监测与管理,中华人民共和国矿山安全法实施条例第七百四十条指出： 煤矿企业必须按国家规定对生产性粉尘进行监测，并遵守下列规定： （1）总粉尘： 作业场所的粉尘浓度，井下每月测定2次，地面及露天煤矿每月测定1次；粉尘分散度，每6个月测定1次。,五、生产性粉尘的监测与管理,（2）呼吸性粉尘：工班个体呼吸性粉尘监测，采、掘（剥）工作面每3个月测定1次，其他工作面或作业场所每6个月测定1次。每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4个。定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。,五、生产性粉尘的监测
26、与管理,多长时间测定一次？,（3）粉尘中游离SiO2含量： 每6个月测定1次，在变更工作面时也必须测定1次； 各接尘作业场所每次测定的有效样品数不得少于3个。（4）开采深度大于200m的露天煤矿，在气压较低的季节应适当增加测定次数。,五、生产性粉尘的监测与管理,五、生产性粉尘的监测与管理,2、粉尘管理1990年，劳动部针对我国矿山粉尘危害严重的势态，在总结我国几十年矿山防尘工作经验、教训的基础上，学习、借鉴世界发达国家的先进做法，并结合我国的实际情况，制定了加强矿山粉尘危害监督和管理“三步走”的方案。,五、生产性粉尘的监测与管理,2、粉尘管理1）第一步是：从改革矿山粉尘监测方法入手，以监测导致尘肺发病危害最大的呼吸性粉尘为基础，2）第二步是：对粉尘危害实行分级管理、重点监察和管理，完善分级标准，3）以减少控制矿山尘肺发生为目标，采取实用高效的防尘技术措施，分步治理，这是第三步。,谢谢大家!,
