礦塵

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礦塵是中國的一個科技名詞。

漢字是世界上比較古老的四大文字之一，也是我們國家優秀文明歷史的象徵，一直沿用至今，一個簡單的文字也道出了我國人們的聰明才智，哺育了世世代代的中華兒女，成就了中華民族一代又一代的輝煌。

目錄

名詞解釋

礦塵是指礦山生產過程中產生的並能長時間懸浮於空氣中的礦石與岩石的細微顆粒，也稱為粉塵。塵粒大小以平均直徑或其投影的定向長度表示，稱粒度。粒度可分為小於2μm、2～5μm、5～10μm和大於10μm四個粒級。小於10μm的礦塵能長期懸浮於空氣中，難捕獲，危害性大。表示工作場所粉塵狀況的基本參數是空氣中的礦塵濃度和分散度。

濃度表示方法

重量法

每立方米空氣中含有的礦塵重量 (mg/m3）

計數法

每立方厘米空氣中含有的塵粒數 (cm-3）。每種粒度礦塵的重量百分比稱礦塵的重量分散度；

數量百分比則稱礦塵的數量分散度（見礦井通風）。無防塵措施鑿岩時，作業地點礦塵濃度近1g/m3；放炮後或機械化採煤的工作面附近在1g/m3以上，有時還高數倍。機械化程度越高，礦塵的生成量越大，防塵工作越為重要。礦塵能引起職業病，如塵肺。有的礦塵能引起職業性皮炎、角膜炎等病。砷、鉛、汞、鉻等有毒礦塵能引起慢性中毒。放射性礦塵產生放射性危害（見礦山輻射防護）。煤塵、硫化礦塵和油頁岩塵在一定條件下能爆炸或燃燒。礦塵濃度高的場所可見度低，易發生工傷事故。

井下的礦塵的分類

按照其存在狀態，可分為浮游礦塵和沉積礦塵兩種。

浮游礦塵

指飛揚在礦井空氣中的礦塵。

沉積礦塵

從礦井空氣中因自重而沉降下來，附在巷道周邊以及積存在巷道內的礦塵，簡稱為落塵。

在一定條件下，浮游礦塵因自重可沉降為落塵；而落塵受外界條件干擾又可再次飛揚起來變為浮塵。

危害

採礦作業生產中產生的粉塵危害極大，它的存在不但導致生產環境的惡化，加劇機械設備的磨損，縮短機械設備的壽命，更重要的是危害職工的身體健康，導致各種職業病。人體長期吸人礦塵，輕者會引起呼吸道炎症，重者會引起塵肺病。根據致病粉塵的不同，塵肺病分為矽肺病、石棉肺病、鐵矽肺病、煤肺病、煤矽肺病等。有些粉塵會引起支氣管哮喘、過敏性肺炎，甚至呼吸系統腫瘤。礦塵還可以直接刺激皮膚，引起皮膚炎症；刺激眼睛，引起角膜炎；進入耳內使聽覺減弱，有時也會導致炎症。微塵及超微塵，特別是粒徑為0.2～5μm的微細塵容易吸入肺內並儲集，危害極大，所以，微塵也稱為呼吸粉塵。

塵肺

長期吸入微細粉塵引起的肺部病變，中醫學稱「石癆」，是人類最早的職業病之一。古希臘希波克拉底 (Hippocrates）（公元前460～前375年）記述過礦工呼吸困難的現象。中國宋代孔平伯著《孔氏談苑》中記載：「賈石山採石人，末石傷肺、肺焦多死。」因致病礦塵種類不同，可分為：①矽肺。長期吸入游離二氧化硅（矽）含量較高的粉塵，引起肺部纖維化病變，是金屬礦和煤礦岩巷掘進工作中最常見、危害最大的職業病。②煤肺。長期吸入煤塵引起肺組織網織纖維增生和灶性肺氣腫。發病率低，病情較輕，病變進展緩慢。③煤矽肺。吸入煤塵和含游離二氧化硅粉塵引起，兼有矽肺和煤肺的病變特徵，為中國煤礦最常見的一種。患者約占煤礦塵肺病人總數的75～80%。④石棉肺。吸入石棉粉塵引起的肺部病變。

塵肺的發病率與礦塵性質、粒度、礦塵濃度、接觸粉塵的時間（工齡）和體質等因素有關。大於10μm的塵粒，由於重力沉降和衝撞作用滯留於上呼吸道的粘液中，能隨痰液排出。5～10μm者進入呼吸道後，大部分沉積於氣管和支氣管中，小部分可到達肺泡。小於 5μm者能進入呼吸道深部，沉積於肺泡中成為致病因素。這類礦塵稱呼吸性粉塵。美、英、加拿大等國都以呼吸性粉塵的數量或重量作為粉塵濃度的衛生標準。礦塵的游離二氧化硅含量越大，分散度和濃度越高，發病期越短。一般為15～20年，少數為5～10年。游離二氧化硅含量80～90%時，個別工人的發病期僅1.5～3年。中國規定的作業場所粉塵允許濃度見表。還規定進風流中礦塵濃度不得超過0.5mg/m3。

礦塵塵肺病變分三期，根據臨床和X光檢查確定。患者自覺症狀有氣短、胸悶、胸痛、咳嗽和咯血，能並發肺結核、自覺性氣胸和肺心病等症，甚至死亡。無特效治療藥物。可靠的預防措施是做好礦山防塵工作，使礦塵濃度不超過國家標準。改善礦井勞動條件，增強礦工體質，定期檢查體格，一旦發現早期患者，立即調離產塵作業地點，並進行治療，以控制病情發展。

煤塵爆炸

煤塵急劇氧化，並且產生高溫（1300～1700℃）、高壓（5～10kgf/cm2）氣體和大量一氧化碳（0.3～8.1%），使人員傷亡，設備損壞，甚至整個礦井毀滅。煤碎成微粒後，總表面積增大，化學活性增加。在高溫熱源作用下放出大量可燃性氣體，集聚於塵粒周圍，達一定濃度時爆炸。一部分煤塵被焦化，沉積於支架和巷道壁上，這是判別煤塵是否參與爆炸的重要標誌。爆炸產生的衝擊波能吹揚落塵，為爆炸繼續提供塵源。所以煤塵爆炸往往有連續性，有可能離初爆源越遠，破壞性越大。煤塵的爆炸性決定於它的成分、粒度和在空氣中的濃度。通常煤的揮發分越高，爆炸危險性越大。揮發分低於6～7%的無煙煤，可認為無爆炸危險。煤塵中的灰分和水分能降低爆炸性。粒度小於 1mm的煤塵都能參與爆炸，小於 75μm的最易爆炸。爆炸下限約為 30～40g/m3，高揮發分的干煤塵可降到17～18g/m3；上限為1500～2000g/m3。礦井中CH4的存在，能降低煤塵的爆炸下限，煤塵引爆溫度一般為700～800℃，少數為1100℃。着火感應期為40～250ms。　引起煤塵爆炸的火源有放炮火、煤自燃、電火花、電弧、赤熱的金屬表面等，放炮火和瓦斯爆炸最危險，它們的衝擊波能將落塵掀起，使空氣中的煤塵達到爆炸濃度。硫化礦塵的爆炸危險性主要與含硫量有關，爆炸下限約為150g/m3，上限1500～1800g/m3，引爆溫度435～460℃。油母頁岩塵的爆炸濃度決定於它的揮發分，干油母頁岩塵的爆炸下限為6～400g/m3。　防塵措施 以水、風為主的綜合防塵措施是降低空氣中礦塵濃度、防止礦塵危害的有效措施。方法為：　①通風除塵 工作地點都要進行有效通風，將礦塵稀釋排出。　②濕式鑿岩 鑽眼過程中將壓力水通過鑿岩機的釺杆送入孔底，濕潤、沖洗並排出鑽眼時產生的礦塵，使其大部分不能飛揚，除塵率可達90%左右，並可提高鑿岩速度15～25%。　③噴霧灑水 壓力水通過噴嘴噴出，形成霧狀水滴，使浮塵濕潤下沉，並阻止落塵飛揚，是簡單、有效的防塵措施。除塵用水必須過濾消毒，中國礦山規定，水中固體懸浮物應不超過150mg/1,pH值6.5～8.5。如在水中加入濕潤劑，降低水的表面張力，可提高捕塵效果。　④密閉除塵 在密閉礦塵產生地點，抽出含塵空氣，直接排入迴風道，或經淨化排入進風道。適用於集中的高強度產塵點。　⑤煤層注水 採煤前向煤層內打鑽，注入高壓水，緩慢滲入煤的裂隙和孔隙，使煤的水分增加，強度降低，塑性增大，減少採煤時煤塵的生成量，還可緩和衝擊地壓和瓦斯突出。水中加入少量濕潤劑，可提高除塵率；加入阻化劑，能抑制煤的自燃。注水方法有淺孔注水和深孔注水兩種。　此外，用塑料袋裝水代替部分干炮泥的水封爆破，定期清掃落塵，佩戴個體防護用具等，都是綜合防塵的重要內容。　防爆措施 撒水或撒岩粉，增加煤塵的水分或灰分，可降低煤塵的爆炸性。聯邦德國有些礦井在空氣相對濕度55～75%的巷道內，採用食鹽粘結法，效果較好。在有煤塵爆炸危險礦井的兩翼、相鄰採區和相鄰煤層間的巷道內，必須設置阻止爆炸傳播的岩粉棚、水棚或水幕。岩粉棚由安裝在巷道內靠近頂板處的若干塊台板構成，板上堆放岩粉，如圖所示。煤塵爆炸時產生的衝擊波，在火焰到達岩粉棚前，震翻台板，岩粉瀰漫於巷道內，吸收熱量，阻止爆炸火焰的傳播。水棚以水槽盛水代替岩粉，成本低，已逐漸取代岩粉棚。水幕系沿巷道周邊安裝幾組噴嘴，在衝擊波的作用下，自動噴水，隔斷火焰。