全工班呼吸性粉尘测定及防尘措施研究
发表日期：2011-05-04 09:27:33 来源：互联网; 点击次数：
【摘要】 针对呼吸性粉尘对矿井工人身体健康的危害，对煤矿综采工作面、综掘工作面、炮掘工作面等进行分工种个体性的全尘和呼尘监测，测定了各工作面粉尘(全尘和呼尘)的浓度、粉尘分散度和SiO2浓度。其结果表明：全工班呼吸性粉尘测定的方法更加真实可靠，更真实地反映了呼吸性粉尘对井下各操作工种的致病危害，测得的各工作面各工种的呼尘浓度均高于国家标准。通过数据的分析以及工人的建议，提出了一些新式的、有效的防尘措施来降低呼吸性粉尘对人体健康的危害。
【关键词】 全工班；呼吸性粉尘；粉尘监测；粉尘分散度；防尘
0 引言
煤矿粉尘可分为呼吸性粉尘和非呼吸性粉尘[1-2]。一般说来，大于10μm的尘粒，由于重力沉降和冲击作用而滞留于上呼吸道(鼻、咽喉、气管)粘膜上，能随痰排出体外；5～10μm的尘粒进入呼吸道后，大部分沉积于气管和支气管中，只有很少部分能到达肺泡中；小于5μm的尘粒能到达和沉积于肺泡中，故称呼吸性粉尘，是引起尘肺的主要尘粒，其中最危险的是2～5μm尘粒；小于2μm的尘粒又大多能随呼气排出体外。粉尘对人体的危害，最直接、最严重的是矿肺、煤矽肺和煤肺病，统称为尘肺病。其中，呼吸性粉尘对人体危害最大、最为直接。
目前，全国近50万尘肺病患者，有2/3分布在矿山。近年来，矿山新发生的尘肺病人数呈持续上升趋势，对广大矿工健康造成巨大威胁，每年给企业造成的经济损失已居整个矿山安全卫生危害之首[3]。进入21世纪，我国的职业危害情况仍然非常严峻。
2005年10月19日，卫生部一位副部长在国际呼吸职业病论坛上承认，中国目前受到职业危害人数仍有2亿多，尘肺病发病人数估计达100万例，每年仍有将近1万人发病。作为全球的职业病大国，我国政府已经承诺，响应世界劳工组织(ILO)和世界卫生组织(WHO)在2030年全球消灭尘肺病的号召，切实履行政府的责任。
粉尘浓度监测是检验和评价防尘效果的重要方法。我国的粉尘浓度监测工作30多年来主要采用大流量滤膜称重法，这种方法侧重于产尘工序总粉尘浓度的抽检(即工序短时法)，监测重点是作业环境的粉尘浓度，而没有对作业人员个体进行整个工作班吸入的呼吸性粉尘浓度的监测(即个体工班法)，因而不能确切反映出对作业人员的危害，存在局限性和片面性。
根据矿山的具体实践认为，全工班个体呼吸性粉尘监测是监测致病粉尘，因此，它比全尘监测更科学更可靠，更有利于对工人接尘量测算，从而对作业工人进行有效的健康监护。
1 呼吸性粉尘监测方案的确定
1．1呼吸性粉尘监测的优势
全工班个体呼吸性粉尘监测则是个体监测采样，与常规全尘监测有着本质的不同。监测方法是由作业场所的工人在上班进入产尘作业场所前佩戴好采样器，开机采样，采样时间为一个工班，因此所采得的样品，是代表作业场所作业工人接触呼尘的水平，这种随工人劳动而进行的跟踪监测，连续采样必然能比较客观地反映作业现场粉尘的实际情况和矿工的实际接尘水平。
其监测技术原理是用空气过滤阻尘滤膜计重法分级采集呼尘和非呼尘；监测体系是采用“矿山采样，集中分析”，即矿山采集的有效样品，必须由经过计量认证，并得到有关上级单位资格认可和授权的粉尘监测单位进行呼尘浓度和游离二氧化硅等项目的测定。改变了自己监测的方式，这必然使其真实性更高、更准确。另外，矿山个体呼尘监测是由专职人员负责技术，管理人员负责组织，生产工人具体实施。这样在监测的每一个环节上都能够做到密切配合，使其更科学严谨[3]。
1.2 监测实验地点
此项研究在山西潞安矿业集团漳村矿进行。漳村煤矿是一座生产能力为4.0Mt的现代化矿井[4]。矿井开采二叠系山西组下部的3#煤层，煤层赋存稳定，结构简单，为单斜构造，煤层厚度为6.3～7.0m，煤层倾角0～18o，大部分地段＜8o，煤层埋藏深度为136～300 m，矿井属于低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量4.2 m3/t，绝对涌出量12～20.1 m3/min，煤层无自然发火现象，煤尘具有爆炸性，爆炸指数20.41%，矿井水文地质条件比较简单，主要水源来自顶板含水层，突水性较弱，工作面正常涌水量30～60 m3/h。
呼吸性粉尘是煤矿造成尘肺病的主要原因，多种因素已证明产生尘肺病，与接触粉尘的浓度高低、时间长短、矿尘的分散度和矿尘的游离二氧化硅含量有直接关系。根据国家卫生标准，呼吸性煤尘不超过3.5 mg/m3，呼吸性岩尘不超过1 mg/m3，为了能清晰地说明矿井的粉尘和呼吸性粉尘的浓度情况，同时也便于数据的分析和比较，制定了监测方案如下：
1)地点：漳村煤矿2202综采工作面、1311运巷综掘工作面以及21炮掘工作面。
2)监测采区数，3个；监测方式数，3种；监测工种，15个；监测样品，26例。
3)测量参数：粉尘(全尘和呼尘)的浓度、粉尘分散度和SiO，浓度。
4)采样仪：AKFC-92G个体粉尘采样仪连续采样。滤膜采用过滤乙烯纤维滤膜。
5)采样人员选择原则：各个工作面各个工种，强调全工班个体。
6)采样方法和采样时间：受测人员进入井口和洗选厂房时开机采样，离开时关机，工人随身携带采样仪，连续采样8小时。对工班时间超过8小时的受测人员的采样时间定为作业开始时开机采样，作业终止时关机。
7)采样流量。采样流量为(2±0.1)L/min，流量应稳定。
8)矿井各生产岗位采集到的粉尘样品，采用液相分散粉尘、光学显微镜观察、数码照相记录和计算机图像处理(Visual Basic)计数的实验方法，分析矿井粉尘(全尘和呼尘)的粒度分布数据，再结合在井下使用个体粉尘采样仪测得的粉尘浓度，通过数据处理、绘图等方式对漳村矿矿井下粉尘(全尘和呼尘)粒度分布规律和粉尘运移规律进行了分析，为制定全面有效的粉尘防治措施，提供了理论依据。
2 呼吸性粉尘的监测结果及分析
粉尘监测结果如图1、图2和图3所示。
图1 综采工作面的粉尘浓度分布图
从图1可知，综采工作面上10个样本的平均值，呼尘为8.1mg/m3，非呼尘为48.1mg/m3，全尘浓度为56.2mg/m3。根据工作场所有害因素职业接触限值(GB Z2—2002)规定的呼吸性粉尘浓度标准(见表1)[5]，所测数据呼尘均高于国家标准，但超标不是很严重。呼尘样本的标准差约为1.6，说明综采工作面的工种呼尘浓度偏离不大，在平均值附近波动，可以真实反映工作面的呼尘分布的平均水平。
表1 工作场所空气中粉尘容许浓度标准
图2 综掘工作面的粉尘浓度分布图
由图2可知，综掘工作面采样样本数量也为10个，呼尘浓度集中分布在3 mg／m3。附近，样本的平均值为4.0 mg/m3，超标不严重，在可以接受范围之内；全尘浓度在27.3 mg/m3，超过国家标准的6 mg/m3有3倍多。呼吸性粉尘的样本标准差为2.5，全尘的为11.3，说明10个样本的呼尘浓度偏差不大，大部分都围绕平均值附近波动；全尘浓度偏差稍微大一点，最大浓度和最小浓度的差值可到25.5 mg/m3。
图3 炮掘工作面的粉尘浓度分布图
从图3可以看出，炮掘工作面采样样本为6个，呼尘浓度集中分布在3 mg/m3附近，样本的平均值为3.4 mg/m3，超标不严重，在可以接受范围之内，样本达标率为50%；全尘浓度为44.8 mg/m3，超过国家标准的6 mg/m3接近6倍，超出量很大。呼吸性粉尘的样本标准差为1.78，全尘的为15.34，说明6个样本的呼尘浓度偏差很小，大部分都围绕平均值附近波动；全尘浓度偏差稍微大一点，最大浓度和最小浓度的差值可到33.5mg/m3。
表2和表3分别是游离二氧化硅和粉尘分散度的数据，如表2为3个工作面的游离二氧化硅含量。
表2 3个工作面的游离二氧化硅含量表
由表1综合比较可以看出，3个工作面的游离二氧化硅含量均很低，属于低二氧化硅矿井。
表3 3个工作面的粉尘分散度对照表
但是，由表2可知，不论工种如何，3个工作面的粉尘分散度都很高，在5μm以下的呼吸性粉尘都占很大比例，综采工作面和炮掘工作面都在90%以上，综掘工作面稍微低一些，也在80%以上。即使全尘浓度达到了卫生标准，呼吸性粉尘也是占了绝大部分，尤其<
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