浅谈煤矿粉尘危害及防治技术

　　摘 要：文章针对矿井粉尘污染环境、危害人体健康、加速仪器磨损以及容易诱发粉尘爆炸事故等系统问题，详细介绍了矿井粉尘的分类、产生、特性及危害，简要总结了矿井粉尘的六种防控技术和矿井不同产尘点的防尘措施，为矿井粉尘治理提供借鉴。 

　　关键词：矿井粉尘；煤尘爆炸；粉尘防治；煤尘爆炸 

　　前言 

　　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%[2]。另一方面，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。 

　　1 煤矿粉尘危害 

　　煤矿粉尘具有的分散度、吸湿性、爆炸等特性决定了其危害性：污染作业环境，严重危害作业人员身体健康，引起尘肺病等；高浓度粉尘能加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命；降低作业场所能见度，增加工伤机率，甚至引起燃烧和爆炸。 

　　1.1 煤矿粉尘的产生及特性 

　　1.1.1 煤矿粉尘的产生 

　　煤矿粉尘是指矿井生产过程中产生的粉尘。能较长时间在空气中悬浮于空气中的粉尘称为浮尘，已沉落的粉尘称为积尘；在煤矿开采过程中，如钻孔、打眼、爆破、采煤、掘进落煤、顶板来压、装载运输等各个生产环节，都会产生大量的矿尘。随着矿井综合机械化开采的升级，工作面产尘浓度也随之上升。采煤机和综掘机割煤、支架移架和煤炭装运是采掘工作面的四大产尘源，产尘量分别约占60%、30%、5%和5%左右[3]。此外，煤层抽采钻孔施工和立眼溜煤系统也是井下主要产尘源之一，在无任何防尘措施的情况下，煤层钻孔施工现场、下煤立眼等处产生的高浓度粉尘，尤其是下煤立眼产生的粉尘浓度有时甚至达到煤尘爆炸浓度界限。 

　　1.1.2 煤矿粉尘的分类 

　　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[4]；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。 

　　1.1.3 煤矿粉尘的特性 

　　（1）矿尘分散度。矿尘分散度是反映煤、岩等矿物质被粉碎的程度，是表示粉尘颗粒直径大小组成百分比的一个指标，小粒径的粉尘越多，分散度越高，在空气中沉降速度愈慢，悬浮时间就越长，被人体吸入的机会就愈多；反之则分散度愈低。而矿尘的分散度愈高，其活性越高，易引起粉尘的自燃或爆炸[4]。 

　　（2）矿尘吸湿性。粉尘的湿润性指粉尘对液体的亲和能力[3]。与粉尘的成分、结构有关，可分为亲水性粉尘与疏水性粉尘两大类。另外，粉尘越细，比表面积增加，表面吸附能力随之增强，容易吸附空气而在尘粒表面形成气膜，降低了尘粒间的聚集及尘粒的吸湿性，更难于把尘粒从空气中捕捉分离出来。在除尘技术中，粉尘的吸湿性是选用除尘设备的主要依据之一。 

　　（3）煤尘爆炸性。按照煤尘的爆炸性煤尘可以分为有爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。检验标准为：取煤样，在10次煤样试验中有（无）出现火焰，如10次煤样中任何一次试验中出现火焰，则该煤样为“有煤尘爆炸性”，否则该煤样为“无煤尘爆炸性”。煤的炭化程度越低，挥发分越高，煤尘的爆炸性就越强。 

　　（4）沉降速度慢，在空气中悬浮时间长，扩散系数较大，附着速度较快。在静止空气中的粉尘，根据其粒径的大小按一定规律沉降：通常粒径大于100μm的尘粒呈加速度沉降；1μm～100μm粒径的尘粒呈等速度沉降；粒径小于1μm的尘粒很难沉降，在空气中呈布朗运动，易吸入肺部沉积，诱发肺部病变。