礦塵

礦塵是指礦井建設和生產過程中產生的各種岩礦微粒的總稱。其危害性極大,在污染工作場所危害人體健康*引起塵肺及皮膚病。它可加速機械磨損、縮短精密儀器的使用時間、降低作業點可見度，某些礦塵在一定條件下還可發生爆炸。

基本介紹

• 中文名：礦塵
• 外文名：mine [mineral] dust
• 別稱：粉塵
• 重量法：每立方米空氣中含有的礦塵重量
• 計數法：每立方厘米空氣中含有的塵粒數
• 參數：空氣中的礦塵濃度和分散度。

簡介

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。

礦塵

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矽（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矽粉塵引起，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。礦塵的游離二氧化矽含量越大，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。游離二氧化矽含量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。

礦塵

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，高揮發分的乾煤塵可降到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℃。著火感應期為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，乾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桿送入孔底，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，用塑膠袋裝水代替部分乾炮泥的水封爆破，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，必須設定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。

礦山防塵

概念

礦塵是指在礦山生產和建設過程中所產生的各種煤、岩微粒的總稱。礦山綜合防塵是指採用各種技術手段減少礦山粉塵的產生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體、礦山等產生危害的措施。大體上將綜合防塵技術措施分為通風除塵、濕式作業、密閉抽塵、淨化風流、個體防護及一些特殊的除、降塵措施。

方法

一、生物納膜抑塵

生物納膜抑塵技術，生物納膜是層間距達到納米級的雙電離層膜，能最大限度增加水分子的延展性， 並具有強電荷吸附性；將生物納膜噴附在物料表面， 能吸引和團聚小顆粒粉塵，使其聚合成大顆粒狀塵 粒，自重增加而沉降；該BME技術的除塵率最高可達99% 以上，平均運行成本為0.05~0.5元/噸。

二、雲霧抑塵

雲霧抑塵技術是通過高壓離子霧化和超音波霧化 ，可產生1μm~100μm的超細乾霧；超細乾霧顆粒細密，充分增加與粉塵顆粒的接觸面積，水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞並凝聚，形成團聚物，團聚物不斷變大變重，直至最 後自然沉降，達到消除粉塵的目的；所產生的乾霧顆粒，30%~40%粒徑在2.5μm以下，對大氣細微顆粒污染的防治效果明顯。

三、濕式收塵

濕式收塵技術通過壓降來吸收附 著粉塵的空氣，在離心力以及水與粉塵氣體混合的雙 重作用下除塵；獨特的葉輪等關鍵設計可提供更高的 除塵效率。

適用於散料生產、加工、運輸、裝卸等環 節，如礦山、 建築、採石場、 堆場、港口、 火電廠、鋼鐵 廠、垃圾回收處理等場所。

四、通風除塵

通風除塵是指通過風流的流動將井下作業點的懸浮礦塵帶出，降低作業場所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風工作能有效地稀釋和及時地排出礦塵。

五、濕式作業

濕式作業是利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法。

1．濕式鑿岩、鑽眼

該方法的實質是指在鑿岩和打鑽過程中，將壓力水通過鑿岩機、鑽桿送入並充滿孔底，以濕潤、沖洗和排出產生的礦塵。

2．灑水及噴霧灑水

灑水降塵是用水濕潤沉積於煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。當礦塵被水濕潤後，塵粒間會互相附著凝集成較大的顆粒，附著性增強，礦塵就不易飛起。在炮采炮掘工作面放炮前後灑水，不僅有降塵作用，而且還能消除炮煙、縮短通風時間。煤礦井下灑水，可採用人工灑水或噴霧器灑水。對於生產強度高、產塵量大的設備和地點，還可設自動灑水裝置。

3．水炮泥和水封爆破

水炮泥就是將裝水的塑膠袋代替一部分炮泥，填於炮眼內，如圖11-4-5所示。爆破時水袋破裂，水在高溫高壓下汽化，與塵粒凝結，達到降塵的目的。採用水炮泥比單純用土炮泥時的礦塵濃度低20%～50%，尤其是呼吸性粉塵含量有較大的減少。除此之外，水炮泥還能降低爆破產生的有害氣體，縮短通風時間，並能防止爆破引燃瓦斯。

六、淨化風流

淨化風流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設施或設備，將礦塵捕獲的技術措施。

七、個體防護

個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的一項補救措施。

煤礦防塵

煤礦防塵是指防止煤礦生產過程中所產生的各種礦物細微顆粒的總稱。礦塵的危害極大，它不僅污染作業環境，影響礦工的身體健康，而且煤塵的爆炸還會造成重 大人身傷亡事故。

礦塵的產生與危害

礦塵的產生

(1)採煤工作面的產塵。採煤工作面的主 要產塵工序有採煤機落煤、裝煤、運煤、液 壓支架移架、 運輸轉載、人工摧煤、爆破及放煤口放煤等。

(2)掘迸工作面的產塵。掘進工作面的產 塵工序主要有機械破岩 (煤)、裝揣、爆破、 · 煤肝運輸轉載及錨噴等。

(3)其他地點的產塵。巷道維修的錨噴現 場、煤炭的裝卸點等也都產生高濃度的礦塵， 尤其是煤炭裝卸處的瞬時礦塵濃度，有時甚 至達到煤塵爆炸濃度界限，十分危險，應予 以充分重視。

礦塵的危害

(1)礦塵不僅污染作業環境，降低了生產 場所的能見度。

(2)對礦工的身體健康產生危害。長期吸 人礦塵後引起身體器官的病變，輕者能引起 呼吸道炎症、慢性中毒和皮膚病，重者可導 致塵肺病。

(3)礦塵中的煤塵，有的還具有燃燒爆炸 性，在一定的條件下可能發生爆炸。

(4)礦塵還會加速機械、電氣設備的損壞， 縮短精密儀器、儀表的使用壽命。

防塵設施的設定

1、要求掘進機內外噴霧完好,且掘進時噴霧常開,能保證正常使用。

2、在轉載機尾以外5米設臵一道移動式淨化水幕,外距此道淨化水幕20-30m處再設臵一道淨化水幕。掘進時隨工作面推移而淨化水幕向工作面移動且保持正常使用。

3、綜掘面距掘面正頭50-100m範圍內由施工連隊負責設臵兩道全斷面牢固可靠的捕塵網?隨工作面推進而推移。

4、施工連隊每班對掘進工作面50m內的巷道每班次實施沖洗巷道,無積塵現象。

5、錨噴支護作業,必須採用濕式鑽孔。噴漿迴風流側20-30m範圍內必須至少設臵一道淨化水幕。

6、工作面掘進、實施防突預測,效檢時保證工作面20米範圍內噴霧打開一道正常使用。

7、皮帶機頭、刮板機轉載點處必須按標準設臵噴霧。

8、皮帶機頭、刮板機轉載點處20m範圍內巷道每班次實施沖洗巷道,確保無積塵。

有效遏制在礦山綜掘綜采時礦塵產生

一項全新的、能有效遏制礦塵產生的新技術於2010年底，在徐州博泰礦山安全科技有限公司走下生產線，全面在全國各大煤礦企業全面投入使用，並在實際工況環境套用中深受廣大工礦企業的歡迎和讚譽。

技術概述

礦用泡沫抑塵技術是利用井下的除塵水管和壓風管路，在水管中加入一定量的添加劑，通過專用的發泡裝置，引入壓風，產生高倍數泡沫，通過噴嘴噴灑至塵源。泡沫通過良好的覆蓋、濕潤和黏附等方式作用於粉塵，從根本上防止粉塵的擴散，有效的降低空氣中粉塵濃度。該技術與其它濕式抑塵相比，用水量可減少30～80%，抑塵效率比噴霧灑水高3～5倍。本技術主要包含礦用泡沫抑塵設備和礦用泡沫抑塵專用液兩種產品，二者配合使用。

抑塵設備

該產品主要由箱體及泡沫產生設備、泡沫分配器、泡沫噴頭及支架三部件組成。

抑塵專用液

該產品是為泡沫抑塵技術專門研發的添加劑，具有發泡能力強，迅速改變粉塵的濕潤性兩個方面的功能。專用液有兩個方面的作用：

產生高倍數泡沫覆蓋產塵點，從根本上阻止粉塵的擴散；

即使有粉塵擴散至空氣中，泡沫中所含的泡沫液能夠迅速改變粉塵的表面結構，把粉塵由疏水性變為親水性，使粉塵快速濕潤而被捕獲，增加降塵效率。

技術特點

（1）泡沫能夠無空隙的覆蓋綜掘機切割滾筒，使切割在泡沫體內完成，從根本上阻止粉塵向外擴散；

（2）液體形成泡沫後，總體積和總表面積大幅度增大，增加了與粉塵的碰撞機率，增大了降塵效率；

（3）泡沫的液膜中含有特製的添加劑，能大幅度降低水的表面張力，迅速增加粉塵被濕潤的速度；

（4）泡沫具有很好的粘性，粉塵和泡沫接觸後會迅速被泡沫黏附。

（5）對於高瓦斯礦井，泡沫覆蓋切割滾筒能有效抑制由於切割產生的火花，防止瓦斯和煤塵爆炸。

（6）耗水量小，避免了水霧除塵耗水量大而引起的綜掘機沉陷，提高了工作效率。

（7）主要設備採用強力磁鐵固定，安裝、拆卸、維護方便。