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综合防治措施

综合防治粉尘措施

2011年1月6日

一、粉尘（煤尘、岩尘）的职业危害

一）含尘量的计量指标

1、质量法：

在1m3的空气中含有粉尘的质量。

（㎏/m3）

2、计数法：

在1㎝3空气中含有粉尘的颗粒数。

（粒/㎝3）

3、粉尘的概念

①、浮尘：

长期悬浮在矿井空气中的矿尘。

②、落尘（沉积矿尘）：

矿井内，因自重而降落沉积在巷道顶、帮、底板和设备、物体上的矿尘。

③、煤尘：

井下生产过程中产生的直径小于1㎜的煤炭微粒。

④、呼吸性粉尘：

把井下小于5um（微米），能被人体吸入肺泡区的浮尘。

它包括煤尘和岩尘。

⑤、岩尘：

井下生产过程中产生的直径小于5um（微米）的岩石微粒。

岩尘中二氧化硅含量大于10%的又叫硅尘，对人体危害较大，是产生尘肺病的主要物质。

二）、矿尘的性质

①、矿尘的吸附性：

粒度越小，表面积越大，其吸附能力、溶解性能和化学活性随之增强，越容易是人体肺泡病变。

②、矿尘的悬浮性：

直径越小，质量越轻，越不易降落。

直径小于0.1um（微米）的尘粒基本上不会降落。

③、粉尘的凝聚性：

由于高温影响、粒子表面的静电作用，声波振动以及磁力作用等，使粒子相互碰撞而凝聚在一起。

④、矿尘的湿润性：

尘粒与水分子的亲和能力，遇水粘结。

⑤、尘粒的荷电性：

在生产过程中，由于物料间的激烈撞击、粒子间的高速摩擦以及电晕放电等作用生产电荷。

相同电荷时排斥不易凝集沉降；异性电荷容易凝集沉降。

⑥、煤尘的燃烧和爆炸性：

煤尘在空气中达到一定浓度时，遇到火源或高温能发生燃烧和爆炸，产生高温、高压和大量的有毒有害气体（特别是CO），对矿井的生产和人员有极大的威胁。

⑦、矿尘的分散度：

通常指某粒级的矿尘量与矿尘总量的百分比。

我国把矿尘分散度划分为四个计测范围：

Ⅰ级为小于2um；Ⅱ级为2—5um；Ⅲ级为5—10um；Ⅳ级为大于10um。

三）、允许浓度规定

表1作业场所空气中粉尘浓度标准

粉尘中游离Si02含量（％）

最高允许浓度（mg／m3）

总粉尘

呼吸性粉尘

<10

10

3.5

10～<50

2

1

50～<80

2

0.5

≥80

2

0.3

粉尘是一种通俗地能较长时间悬浮于空气中的固体颗粒物的总称。

粉尘是一种气溶胶，固体微小尘粒实际是分布于以空气作为胶体溶液里的固体分散介质。

粉尘可随呼吸进入呼吸道，进入呼吸道的粉尘并不全部进入肺泡，可以沉积在从鼻腔到肺泡的呼吸道内。

影响粉尘在呼吸道不同部位沉积的主要因素是尘粒的物理特性（如尘粒的大小、形状和密度等），以及与呼吸有关的空气动力学条件（如流向、流速等），不同粒径的粉尘在呼吸道不同部位沉积的比例也不同。

粉尘的化学成分直接影响着对机体的危害性质，特别是粉尘中游离二氧化硅的含量。

长期大量吸入含结晶型游离二氧化硅的粉尘可引起矽肺病。

粉尘中游离二氧化硅的含量越高，引起病变的程度越重，病变的发展速度越快。

但是直接引起尘肺的粉尘是指那些可以吸入到肺泡内的粉尘，一般称为呼吸性粉尘。

因此，可吸入肺泡中的游离二氧化硅直接危害人体的健康。

生产性粉尘主要引起呼吸系统疾病，如呼吸系统刺激、粘膜刺激、各种尘肺病。

其他如有毒粉尘将引发相应的中毒症状；放射性粉尘引发放射病；以及已证实的长期吸入石棉尘引发的癌变。

四）、粉尘产生的特点

根据煤矿生产的特点，井下产生粉尘的地点主要有：

回采工作面、掘进工作面、煤炭运输巷道及转载点等。

地面产生粉尘的地点主要有：

煤炭转载点、储煤场和装载点。

产生粉尘量的大小与自燃因素和生产因素均有关系，一般情况下，当开采煤层节理发育或采掘工作面进入断层和皱褶发育的地带时，其产尘量一般较大。

在生产工艺相近的条件下，倾斜比缓倾斜煤层、厚煤层比薄煤层产尘量大、就生产技术而言，采煤机械化程度越高产尘量越大，全部陷落法采煤比充填法产尘量大。

该矿开采的煤层倾角8゜。

工作面采用炮采工艺，放炮落煤，刮板运输机运输。

采用全部陷落法管理顶板。

掘进工作面采用放炮掘进，故产尘量较大，因此采煤工作面和掘进工作面以及运输转载点防尘是矿井防尘的重点。

五）、煤尘爆炸

1．煤尘爆炸的条件：

（1）、煤尘本生具有爆炸性。

（2）、煤尘必须达到一定的浓度：

一般在30-50g/m3----1000-

2000g/m3，爆炸力最强是300-500g/m3。

（3）、有引火源且能量大于爆炸最小点火能。

温度一般在700℃--800℃，煤尘爆炸最小点火能为4.5—40毫焦（mj）

（4）、氧气浓度不低于17%。

2、煤尘爆炸的特点

（1）、产生大量的有度有害气体，主要是一氧化碳。

（2）、产生大量的高温热能

（3）、产生强烈的冲击波将巷道中沉积的煤尘扬起，形成连续爆炸。

（4）、挥发分减少或形成“粘焦”。

才支架和巷道壁上形成焦碳皮渣或粘快。

这是瓦斯与煤尘爆炸区别的重要标志。

3、煤的挥发分含量是影响煤尘爆炸的最重要因素。

煤尘粒度对爆炸性影响极大，粒径在30—75微米爆炸性最强。

三、综合防尘措施

前进煤矿产生粉尘的尘源地点主要是：

1）采掘工作面；

2）采煤工作面的进、回风巷；

3）装载点及卸载点；

4）主斜井；

5）地面；

要将空气中的矿尘浓度降到安全标准（见作业场所空气中粉尘浓度标准表1）以下，矿井必须采取综合防尘措施，并以风、水为主，包括通风防尘、湿式作业、净化风流和个体防护等措施，建立完善的防尘洒水管路系统。

1．综合防尘措施中各种方法的具体要求

（1）在工业广场布置250m³防尘、消防水池一座。

由防尘、消防水池敷设Φ80二趟至井下，以静压供水方式向井下供水。

主管选择Φ80的无缝钢管，由主斜井和副斜井各敷设一趟进入井下，干管选择Φ50的无缝钢管，敷设在回风井。

采煤工作面上下顺槽、掘进工作面、设备硐室转载点等巷道敷设支管，支管选择Φ25的焊接钢管。

主斜井、采煤工作面运输顺槽、回风顺槽、掘进巷道每隔50m设一个Φ25三通阀门；其它巷道每100m设置一个规格为Φ25三通阀门；井下主要硐室，运行设备及主要机电设备、开关聚集处均配备灭火器、灭火沙、消防栓等。

具体用水点采用Φ25高压胶管直接喷水，凡转载点、装载点均设置三通接头和洒水喷雾降尘设施。

（2）掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。

在距掘进工作面迎头20m处，设置水幕以净化掘进头放炮后的空气，并且各掘进头配备湿式除尘风机。

（3）在采掘工作面、装载点、转载点、提升运输等井下作业地点，均设喷雾洒水装置，以控制各产尘点的粉尘。

该方法简单方便、经济、有效，降尘率可达30～60％。

（4）风流净化：

在各含尘量较大的进风巷中设置水幕，降低粉尘浓度，避免进风流污染。

（5）巷道中风速经验算满足《煤矿安全规程》的要求，在生产过程中要经常检测、调整和控制各巷道风速，防止因风速过小而不能及时带出空气中的浮尘和风速过大重新扬起落尘。

从防尘角度来讲，最低排尘风速为0.25～0.5m/s，最优排尘风速1.5～2.0m/s。

（6）定期清扫和刷洗巷壁上的煤尘。

（7）粉尘检测及要求：

矿井配备粉尘采样器（矿用本质安全型）用于检测采、掘工作面以及其他产生粉尘较大地点的空气。

本矿采用呼吸性粉尘采样器ACH-1及呼吸性粉尘测定仪各2台，可及时发现总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度是否超标，若超限，立即采取防治措施。

采、掘工作面每3个月测定1次，其它工作面或作业场所每6个月测定1次，每个采样工种分2个班连续采样，1个班内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4次。

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，有效样品数不得小于3次。

（8）在综合防尘上，设计采用风流净化等方法解决防尘问题，进一步改善掘进、采煤工作面工作环境，缓解粉尘的危害。

2．转载应设专人负责管理喷雾除尘设施。

（3）及时对井下的采面及其进回风巷、掘进工作面、运输石门、主斜井等巷道进行清洗。

冲洗巷道由顶棚、两帮、巷道底部顺次进行，两帮冲洗还包括背板等处落尘在内，耗水量按巷道表面积2L/m2计算。

（4）在采掘工作面、主斜井每50m设置一个规格为Φ25消防与防尘洒水栓；其它巷道每100m设置一个规格为Φ25消防与防尘洒水栓，以便接管冲洗巷道。

3．回采、掘进工作面除尘

（1）回采工作面除（防）尘

1）打钻时的防尘

湿式凿岩。

湿式凿岩的实质，是随着凿岩过程的进行，连续地将水送至钻眼底部，以冲洗岩屑和湿润岩粉，达到减少岩尘的产生和飞扬的目的。

水电钻打眼。

水电钻主要用在回采和煤巷掘进工作面，亦可以用于软岩和半煤岩掘进工作面。

2）放炮时的防尘

水袋填塞炮眼。

俗称“水炮泥”。

其实质是将装满水的塑料袋装填在炮眼内，爆破时水袋被爆碎，并将水压入煤的裂隙和雾化，以达到防尘的目的

喷雾。

喷雾是爆破时一种简单易行的降尘措施。

喷雾器多为风水联合作用，以压风为主要动力，将低于风压98kPa～196kPa的水喷射出去，使之雾化。

它的射程大、雾粒细、喷射面宽、降尘效果好。

水幕。

掘进工作面放炮时，水幕也是一种降尘与消烟的有效措施。

在工作面运输巷及回风巷设固定降尘水幕2道，靠近采煤工作面位置设移动水幕1道；含尘浓度较高的风流所通过的回风巷和掘进巷道，离掘进工作面25～40米处设置一道水幕，净化风流。

3）装岩（煤）时的防尘

掘进或采煤工作面爆破之后，一般是先用水冲洗煤帮、岩帮，以清除沉积粉尘，然后对煤堆或岩堆进行洒水，最后再装运。

人工洒水。

总的要求是让爆破下来的煤或岩石充分湿润，不仅要在装运前洒水，随着装运的进行还要经常地洒水，这样可使粉尘浓度降到2mg/m3左右。

喷雾器洒水。

4）运输时的防尘

主要措施是喷雾洒水。

（2）掘进工作面（防）除尘

掘进工作面炮掘、装载、落顶等工序产尘强度大，是主要产尘源，是除尘的重点。

采煤工作面放炮落煤时采用喷雾降尘，掘进工作面放炮应使用水炮泥，爆炸时水滴和粉尘的惯性碰撞和凝并使粉尘迅速沉降。

水炮泥爆破除降尘效果好，对降低爆焰、温度、防止引燃事故、降低炮烟及有毒有害气体含量效果也十分显著，水炮泥布置详见示意图1。

图1　　　水炮泥布置示意图

炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求：

1）炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。

2）炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。

3）炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。

4）炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。

5）光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。

6）工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。

浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。

（3）炮掘工作面防尘要求采取以下主要措施：

湿式打眼，锚喷机具采用湿式喷浆，放炮使用水炮泥，并要求放炮前后冲洗巷帮。

具体措施如下：

1）湿式作业：

采掘工作面及掘进工作面要求湿式作业，按规定采用湿式打眼，装药必须使用水炮泥，放炮后进行洒水降尘。

2）采用湿式打眼，凿岩机等凿岩机械均具有湿式凿岩功能。

3）放炮时采用喷雾降尘，放炮前后冲冼煤壁、顶板并浇湿底板和落煤，在出煤过程中，应边出煤边洒水。

4）安装喷雾器洒水，装岩（煤）前后必须向岩（煤）堆洒水。

5）采用湿式锚杆机打锚杆眼。

6）采用湿式混凝土喷射机。

7）为净化掘进巷道的含尘风流，在局部通风机吸风口前方20～30m处、距掘进工作面约20～30m处设置水幕除尘。

8）掘进工作面局扇、混凝土喷射机安装通风除尘器。

9）作业人员必须佩戴防尘保护用品。

（4）喷雾洒水：

采、掘工作面装载点、卸载点等井下作业地点，均设置喷雾器喷雾洒水。

该方法属中等类型方便、经济、有效，降尘率为30～60%。

在喷雾洒水的巷道内，必须随时保证煤尘中水分大于33%（水分大于12%时，可防止煤尘起爆）。

爆破前、后冲洗煤壁，爆破前应开启喷雾洒水装置，攉煤时洒水。

（5）井下主斜井、副斜井、回风斜井风流平缓地段建测风站，坚持每旬测风一次的制度，合理计算风量，达到以风定产。

（6）采用合理的风速：

井下风速必须严格控制，增大风量或改变通风系统时，必须相应的调节风速，防止煤尘飞扬。

放顶时，加强通风，保证工作面风速在0.25m/s以上的排尘风速，但不得超过4m/s，最优排尘风速为1.5～2.0m/s。

经验算该矿工作面的风速为1.51m/s，符合回采工作面排尘风速要求。

（7）风流净化：

在各含尘量较大的进风巷中设置水幕，降低粉尘浓度，避免进风流污染。

在工作面运输巷及回风巷设固定降尘水幕2道，靠近采煤工作面位置设移动水幕1道；掘进含尘浓度较高的风流所通过的回风巷和掘进巷道，离工作面20～30米处设置水幕，净化风流。

各转载、卸载点设置喷雾装置，并确保正常使用。

（8）距工作面20m范围内的巷道每班至少冲洗一次，20m以外的巷道每旬至少冲洗一次，并清除堆积浮煤。

（9）应设专人负责管理喷雾除尘设施。

（10）个体防护措施：

采掘工作面的工人按《煤矿安全规程》（2010年版）规定配戴防尘口罩、防尘帽等。

矿井综合防尘措施、防爆措施及组织与管理制度，由矿长每年组织编制与实施。

4．煤仓及溜煤眼防尘

①煤仓房煤口、溜煤眼放煤口敷设防尘供水管路，并安设支管和阀门。

②井下所有煤仓和溜煤眼都应保持一定的存煤，不得放空。

③溜煤眼不得兼作风眼使用。

④煤仓放煤口、溜煤眼放煤口安设喷雾装置，作业时进行喷雾降尘。

⑤煤仓或溜煤眼上口卸载点落差宜小于或等于0.5m，若超过0.5m，则必须安装溜槽或导。

⑥煤仓放煤口、溜煤眼放煤口下风侧10一15m设置防尘水幕。

5．采空区防尘措施

采空区灌水降尘率一般能达到77％～92％。

其效果有：

顶板再生效果明显，再生厚度有时能达0.7～0.9m；降低工作面温度，减少CO含量，改善井下劳动条件。

由于煤层底板吸水性较强，存在泥化和膨胀现象，影响巷道维护，故本安全专篇不考虑向采空区灌水防尘，因此，采空区防尘采取洒水防尘措施。

由回风巷铺设Φ50mm的防尘管路至回工作上隅角，再顺回采工作面最后面一排柱子铺设防尘管，每隔30m安设一个洒水装置，在采面回柱放顶前及出煤时，向采空区洒水，湿润岩体及浮煤，防止采空区粉尘随风流进入采面及回风巷。

其次，尽量保持采面畅通，减少风量进入采空区，将采空区粉尘带到采面及回风流中。

6．个体防护措施

（1）个体防尘是综合防尘工作中不可忽视的一个重要方面，个体防护的防尘用具主要包括：

防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器、气流安全帽、防尘口罩（如自吸式防尘口罩、过滤式送风防尘口罩等）等，其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气、又不影响正常工作。

该矿采用经济实用的防尘口罩作为个体防护的措施，要求长时间在采、掘工作面等产尘的地方作业的工作人员必须佩戴。

（2）定期对井下作业人员进行职业健康检查，对新入矿工人进行职业健康检查，并建立健康档案。

（3）按照国家法律、法规和卫生行政主管部门的规定定期对接触粉尘、毒物及有害物理因素等作业人员进行职业健康检查。

对检查出的职业病患者，煤矿企业必须按国家规定及时给以治疗、疗养和调离有害作业岗位，并做好健康监护及职业病报告工作。

7．防止煤尘瓦斯爆炸的措施

煤尘瓦斯爆炸主要是指当煤尘、瓦斯达到一定的浓度时，若遇上火源，即可能发生爆炸，因此，防止煤尘、瓦斯爆炸措施，实际上就是降低风流中煤尘、瓦斯浓度，使其达不到爆炸浓度，再一方面就是消除火源。

①通风方面：

合理的通风系统，适中的风速。

通风既能将涌出的瓦斯稀释排走，又能及时地将空气中的浮尘带走，但需同时保证不会将落尘重新扬起。

②防尘洒水方面：

在井下各主要产尘点，设置风流净化水幕、洒水装置、洒水管路等，使煤尘湿润，减少煤尘的飞扬，降低风流中煤尘浓度。

③除尘方面：

在掘进工作面采用湿式除尘设备，减少煤尘的产生。

④检测方面：

本设计为矿井配备了适当的粉尘检测设备，应加强对粉尘浓度的检测和采样，一旦发现空气风流中粉尘浓度高时，必须采取相应的降尘措施。

8．对于井巷中积聚的煤尘的防爆措施

①经常清扫巷道中积聚的煤尘，尽量勿使煤尘飞扬蔓延，防止沉积的煤尘参与爆炸。

②对煤尘沉积强度较大的巷道，采取水冲洗的方法、冲洗周期应根据煤尘的沉积强度及煤尘爆炸下限浓度确定，在距离尘源30m的范围内，沉积强度大的地点，应每班或煤日冲洗一次；距离尘源点较远或沉积强度小的巷道，可几天或一天冲洗一次；运输大巷可半月或一个月冲洗一次；工作面巷道必须定期清扫或冲洗煤尘，并清除堆积的浮煤，清扫或具体冲洗周期由总工程师决定。

③巷壁刷浆，用石灰水或水泥石灰水喷洒在巷道周壁，使煤尘固结起来不能飞扬到空气中参与爆炸，巷壁刷浆后，还能改善井下环境，并有利于冲洗煤尘。

刷浆用石灰水为生石灰与水按1：

1.5（体积比）配制，或以水泥：

石灰：

水＝1：

2：

10（体积比）配制成水泥石灰水。

刷浆工作一般每半年进行一次。

④经常对巷道中积聚的煤尘进行清扫，对易产生煤尘的巷道进行洒水及喷雾降尘。

⑤对转载点等易产生煤尘处实行洒水喷雾降尘及集尘器捕捉两种方式降尘。

⑥对浮游煤尘主要采取喷雾降尘加人工清理的方式。

⑦在所有巷道均铺设消防洒水管路，经常检查巷道煤尘积聚情况，冲洗巷道，防止煤尘积聚。