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非煤矿山矿井粉尘防治基础知识


矿井粉尘(俗称“矿尘”)是非煤矿山生产过程中产生的主要职业危害之一,有效防治粉尘是保障矿工生命安全与健康、实现绿色矿山建设的关键环节。

一、 矿井粉尘的来源与分类

  1. 主要来源

  • 凿岩: 钻机在岩层上钻孔时产生大量粉尘。

  • 爆破: 炸药爆炸瞬间产生大量高浓度粉尘和有害气体。

  • 装卸与运输: 矿石、废石在装载、转运、卸载和倾倒过程中产生粉尘。

  • 破碎与筛分: 在井下或地面的破碎站、筛分厂,大块矿石被机械破碎时产生大量粉尘。

  • 其他: 巷道支护(喷浆)、人员设备行走等也会产生粉尘。

  • 分类

    • 矽尘: 含游离二氧化硅(SiO₂)的粉尘。二氧化硅是导致矽肺病的决定性因素,其含量越高,危害越大。

    • 其他粉尘: 如石棉尘、金属粉尘(铅、锰等,具有毒性)等。

    • 总粉尘: 悬浮在空气中所有粒径的粉尘。

    • 呼吸性粉尘: 粒径小于7.07微米的粉尘,能进入人体肺泡区,是导致尘肺病的主要元凶,危害最大。

    • 按粒径划分

    • 按成分划分

    二、 矿井粉尘的主要危害

    1. 对健康的危害

    • 尘肺病: 最严重、最普遍的职业病,是不可逆的肺部纤维化疾病,包括矽肺、煤工尘肺等。一旦患病,无法治愈。

    • 中毒: 某些金属矿尘(如铅、汞、砷)被吸入后可引起全身性中毒。

    • 癌症: 某些粉尘具有致癌性,如石棉尘可导致间皮瘤和肺癌,含砷、铬的粉尘也具致癌性。

    • 其他疾病: 长期吸入粉尘可引发慢性支气管炎、支气管哮喘等呼吸道疾病。

  • 对安全的危害

    • 粉尘爆炸: 当某些可燃性金属粉尘(如铝、镁粉)或硫尘在空气中达到一定浓度,并遇到点火源(电火花、明火、高温)时,可能发生猛烈的爆炸。

    • 降低能见度: 高浓度粉尘会严重影响井下视线,易导致车辆运输事故、人员坠落等二次事故。

  • 对生产与设备的危害

    • 加速机械设备的磨损,缩短设备寿命。

    • 影响仪器仪表的精确度和使用寿命。

    三、 粉尘防治的核心原则:综合防治

    粉尘防治必须遵循“预防为主、防治结合”的原则,采取综合性、系统性的措施。经典的“八字方针”依然是指导工作的核心:

    1.  - 技术革新

    • 采用低尘、无尘的生产工艺和技术。例如,推广使用凿岩台车、掘进机等大型机械化设备,其本身就配有高效的除尘系统。

  •  - 湿式作业

    • 湿式凿岩: 凿岩机配有供水系统,使钻孔产生的粉尘在孔内就被水湿润捕获。

    • 洒水喷雾

    • 煤层注水: 对于某些软岩或沉积矿床,可在开采前向岩层中注水,使其预先湿润。

    • 爆破后洒水: 爆破前向巷道壁和爆堆洒水,爆破后立即进行大量喷雾洒水。

    • 转载点喷雾: 在所有矿石装卸、转运点(如溜井、矿仓入口、皮带机头机尾)设置自动喷雾装置。

    • 巷道水幕: 在主要进回风巷、采场入口等设置多道水幕,净化风流。

    • 这是最基础、最有效的降尘措施。其原理是利用水来湿润粉尘,使其凝聚而无法飞扬。

    • 具体应用

  •  - 通风除尘

    • 足够的风景: 确保每个作业面都有充足的新鲜风流。

    • 合理的风速: 风速过高会吹起落尘,造成二次扬尘;风速过低则无法有效带走路线的粉尘。一般掘进工作面风速控制在0.25-0.5m/s为宜。

    • 通风系统: 建立完善的机械通风系统,尽量采用分区通风和并联通风,避免污风串联。

    • 用新鲜风流将作业地点的高浓度粉尘稀释并排出矿井。这是保证井下空气质量的根本措施。

    • 关键要求

  •  - 密闭尘源

    • 将产尘设备或区域隔离起来,防止粉尘外逸。

    • 具体应用: 对井下的破碎机、筛分机等产尘大的设备设置密闭罩,并将含尘空气引入除尘装置进行净化。

  •  - 个体防护

    • 当前述措施无法将粉尘浓度降至国家标准以下时,或是在特定高风险作业中,个体防护是最后一道防线。

    • 主要装备: 防尘口罩(特别是自吸过滤式防颗粒物呼吸器)。必须选择符合国家标准(GB2626)的口罩,并确保其与面部紧密贴合,定期更换滤棉。

  •  - 加强管理

    • 制定完善的粉尘防治规章制度和操作规程。

    • 加强员工职业健康安全培训,提高防尘意识。

    • 定期进行粉尘监测,评估防治效果。

    • 建立健全职业健康监护档案,定期组织接尘工人进行职业健康检查。

  •  - 宣传教育

    • 对全体员工进行持续的粉尘危害和防治知识教育,使其认识到粉尘的严重危害,并自觉遵守各项防尘规定。

  •  - 定期检查

    • 定期检查防尘设施设备的运行状况,确保其完好有效。

    • 定期检测工作场所的粉尘浓度,发现问题及时整改。

    • 定期对接尘工人进行身体健康检查,做到早发现、早诊断、早治疗。

    四、 主要除尘技术与设备

    1. 喷雾降尘技术

    • 普通喷雾: 使用压力水通过喷嘴形成水雾。

    • 风水喷雾: 利用压缩空气和水共同作用,形成更细微、覆盖范围更广的水雾,降尘效率更高。

    • 超声波雾化: 产生微米级超细水雾,有效捕捉呼吸性粉尘。

  • 除尘器

    • 机械式除尘器: 如旋风除尘器,主要用于处理高浓度、大颗粒的粉尘,常作为初级除尘。

    • 过滤式除尘器: 如袋式除尘器,是高效除尘设备,能有效捕集微细粉尘,广泛应用于破碎硐室、皮带运输巷等固定产尘点。

    • 湿式除尘器: 如文丘里除尘器、水膜除尘器等,利用水与含尘气体接触来捕集粉尘,适用于处理湿度大、有爆炸风险的粉尘。