煤矿粉尘对人体健康的危害及防治措施

秦晨

【摘要】  煤炭生产的各个阶段都会产生大量的粉尘，粉尘不但是造成煤炭生产中各种疾病的重要原因，而且还容易引起爆炸，被列入煤炭生产中的五大灾害之列。煤矿粉尘防治是一项长期而复杂的系统工程，涉及国家、社会、企业、职工等多个方面。只有从法制建设、社会监督、企业管理、工艺革新、职工自我保护等多个角度着手，才能对煤矿中的粉尘进行有效的降低和治理。在煤矿中，粉尘的防控是一项重要的工作，要提高煤矿中的粉尘防控效果，就必须对煤矿中的各个环节进行有效的改进，从而为煤矿中的大多数职工建立一道坚固的健康防线。

【关键词】  煤矿粉尘；人体健康；职业病危害；防治措施

中图分类号  TD714.4    文献标识码  A    文章编号  1671-0223（2023）21--04

煤尘作为一种职业性危险因子，对煤矿工人的健康构成了极大威胁，与诸如矽肺等疾病有着紧密的联系。最近几年，伴随着《职业疾病防治法》的修改和健全，许多煤炭公司已开始深化对员工职业病风险的认识，并积极研究预防措施。同时也把控制煤炭中的粉塵当作是改善公司生产环境，提高员工职业健康水平的一项重要工作[1]。本文通过对煤炭开采过程中产生的粉尘对人类身体造成的伤害进行了分析，并针对如何预防和控制进行了详细的阐述。

1  煤矿粉尘产生的来源及分级

1.1  煤矿粉尘产生来源

煤炭粉尘是煤炭生产中形成的细小、粉状物。煤矿粉尘以煤渣、石粉为主，同时也含有一些金属、化学成分。在煤矿生产中，由于煤矿机器的运转及煤的输送，都会引起粉尘的排放。另外，煤矿生产过程中许多其他环节也会排放很多粉尘。由于矿区的地质构造和采矿方式的不同，煤层中的煤尘种类也有很大的差别。目前，煤炭生产中产生的粉尘，大多是由煤矿设备和煤矿工作面未成型而进行的炮掘和综掘等方式引起的。同时在煤的运送中也会产生粉尘。煤矿中粉尘的生成量由大到小依次是：煤矿工作面，掘进工作面，巷道支护过程中的喷浆操作，以及其他过程等。由于煤炭开采技术和开采装备的更新，我国煤炭开采的进度越来越快，煤炭生产中的粉尘排放量也越来越大[2]。随着矿山机械化一体化生产的不断发展和煤矿规模的不断扩大，煤矿作业中的粉尘也不断增加[3]。另外，立眼溜煤体系和煤层抽水钻井作业也是粉尘产生的重要来源。

1.2  煤炭粉尘分类

煤炭中的粉尘种类繁多，按其存在状态可分为两大类：一类是沉淀性粉尘，也就是已着地的粉尘；二是沙尘，沙尘以一种漂浮的方式存在于大气中；根据粉尘的颗粒尺寸可以分为四种：颗粒直径较大的为粗尘，其次是细尘，再次是微尘，再之后是超微尘；按照所含二氧化矽的数量可以分为两种，一种是煤尘，另一种是矽尘量。粉尘中含有的游离二氧化矽含量较多，颗粒越大，导致的尘肺病就会越严重，病程快，损害较大。

2  煤矿粉尘的危险性

2.1  煤尘为易可燃、易可爆物质

煤矿粉尘是煤矿生产中最为常见的一种现象。由于煤矿粉尘极强的可燃性和可爆性，因此，煤矿生产中随时都会出现煤矿粉尘自燃、爆炸等事故，给煤矿工人的生活带来了极大的危害。从目前的情况来看，在我国的煤炭生产中，爆炸事件屡见不鲜，需要进行有效的治理[4]。

2.2  煤粉对机器的破坏

当空气流动时，这些粉尘就会附着在仪器上。随着时间的推移，将会对其结构产生损伤，从而降低使用年限。随着煤矿生产的机械化和自动化程度的不断提升，粉尘会侵入到机器设备的内部，甚至造成机械无法正常运行，极大地降低了机器的安全性。

2.3  粉尘对生产工作的影响

如果工作中的粉尘过多，会对视线造成很大的干扰，在复杂环境下，视线受阻的情况下进行开采，很可能会因为判断失误而引发安全事故。

2.4  煤矿粉尘对工人健康的影响

煤炭粉尘是造成煤炭作业人员多种呼吸系统、肺脏疾病的“元凶”，尽管人类的肺具有很强的自我保护和净化能力，并通过气道中的纤维和肺泡将超过97%的粉尘颗粒从体内排泄出来。但是，长时间暴露在空气中，会导致尘肺、矽肺等各种呼吸系统和肺部疾病[5]。煤尘对人类健康的影响主要有：

（1）局部性：如果长期与粉尘颗粒接触或者是吸入，会对皮肤、角膜、鼻腔黏膜、上呼吸道等造成一定程度的刺激，从而引起一系列的疾病。比如，粉尘对角膜的影响，会引起角膜炎症和溃疡，加剧眼睛干燥；粉尘对呼吸道有一定的影响，在初期会导致鼻腔毛细血管膨胀，黏膜功能亢进，时间长了就会出现鼻炎、咽炎、气管和支气管炎等症状。

（2）全身性：当人的肺部吸收了一定数量的含二氧化矽的粉尘后，会导致肺组织出现弥漫性纤维化病变，也就是俗称的矽肺病，属于结节型尘肺。矽肺病病人在很长一段时期都不会有什么特别的感觉，但是如果有其他的并发症，就会有很大的影响，比如咳嗽、咳痰、胸闷气短等，而且还会越来越严重，最终导致慢性阻塞性肺病，还会伴有肺功能损伤等。矽肺病的病理学表现为肺间质纤维化，团块状纤维化，肺门淋巴结扩大，肺间质纤维化；X光胸片中表现为肺部不规则的阴影，肺门和肺叶的结构有明显变化[6]。煤工尘肺病是一种严重危害人类健康的疾病，其发病机制尚不明确。煤工尘肺患者在初期大部分没有显著的临床表现，但是，随着患者的年纪和尘肺病变的发展，患者会逐步表现出咳嗽、咳痰、胸闷气短等呼吸道表现；病情进展到后期，患者会表现出严重的呼吸道不适，同时还会咳嗽出一股黑色的黏液状痰，严重时还会对患者的正常生活造成一定的影响。其在形态学上以大范围的肺纤维化为主，严重时可累及全肺，形成X线大阴影贯穿一侧肺的影像。按照尘肺的发展阶段，中国现行的确诊标准把尘肺分成了一期尘肺、二期尘肺和三期尘肺，这种疾病的发展速度很慢，往往是在接受粉尘超过十年之后，才发展成一期的煤工尘肺。

从医疗和病理学的观点来看，尘肺病的病损和疾病的严重程度，既与患者体内滞留的粉尘的多少密切相关（接触—反应的关系），又与粉尘的构成和成分相关（煤炭井下的粉尘构成成分是多种多样的）。在煤矿下的作业中，由于不同的作业环境，不同的工作场域，不同的工作人群，不同的工作环境，都会受到不同的影响，一般将煤矿下的尘肺病分为煤肺病、矽肺病和煤矽病3种。其中，“煤肺病”是指煤矿工人长时间处于纯粹的煤尘环境，并以煤尘为主要暴露对象，由于其病理学特点，表现出显著的煤尘纤维性病变及周围肺气肿，因此被称为“煤肺病”。因为隧道工人经常在岩石上工作，接触到大量含有丰富的SiO2的岩石粉尘，从而导致尘肺，在病理学上表现为纤维组织，并伴有显著的矽小结，因此被称为“矽肺病”；所谓“煤矽肺”，就是在煤矿工人工作的时候，经常会遇到“煤尘”和“岩尘”两种不同类型的粉尘，从而导致工人的尘肺。与煤肺、矽肺相比，煤矽肺等疾病更普遍、更易发生、进展迅速、危害性更大[7]。

（3）与此有关的并发症：煤炭粉尘除了会引发尘肺和矽肺之外，还会引发许多与之有关的并发症。

①结核病（medical terrors）。煤工粉塵肺病合并肺结核的发病率是正常人的2～3倍。

②支气管炎。由于工人们经常在煤矿井下工作，所以他们的上呼吸道黏膜不可避免地受到了不同种类的粉尘的侵袭，这些粉尘被阻挡在外，就会引起他们的机能亢进，黏膜下血管扩张和充血，以及黏液腺的分泌增多，如果这些情况没有得到很好的缓解，就会发展成肥胖和萎缩，使他们的呼吸道免疫力降低，从而引发传染病。

③肺癌。近年来，我国肺癌的发生率逐年增高。已有学者调查表明，在矿区某些地区，肺癌发生率较其他地区高，可能是由于矿区空气中的粉尘所致。煤炭开采过程中，由于煤炭开采过程中所产生的粉尘中，往往会混入某些具有致癌性的矿物微粒，从而使煤炭开采过程中产生致癌性。二氧化矽尘粒也是煤炭粉尘中的一种致癌物，它可以沉淀在肺泡中，从而形成矽酸胶毒，会导致肺泡组织坏死，并产生纤维病变，最后会慢慢产生网状结节和团块，进而引发尘肺病变[8]。

3  煤矿粉尘控制措施及防治

“煤矿粉尘”是指在煤矿中因开采而形成的各种微小的固体粒子的总称。在煤矿生产的各个环节中，都会产生各种各样的粉尘，比如在巷道开挖或煤层开采时，由于对煤炭、岩石等进行加工粉碎而产生的细小粒子，就会产生煤尘和岩尘。例如，在锚喷、支护等作业过程中，因建筑物料损坏而产生的其他特性的固态尘粒。要想从根本上减缓和控制煤炭粉尘对工人的危害，减少和控制煤矿井下工人的职业病，就要从提升煤矿下防治粉尘污染技术的使用程度着手。

3.1  煤层注水技术

在开采之前，利用钻孔将压力水均匀地灌注到煤层中，提前对煤中的原始煤尘进行湿润，防止其在煤矿中飘散；将煤体内的微小部位包覆起来，即使在生产操作中出现破碎、粉碎现象，也不会使微细颗粒的煤尘四处飘散；通过水分的浸润降低煤的脆性，提高煤的可塑性，达到减少粉尘生成的目的。

3.2  喷雾技术

喷洒降尘技术是通过将水汽与粉尘混合，使得粉尘颗粒由于湿润而凝结，然后在自重的影响下沉降，达到防止粉尘飘散的目的。当使用喷洒技术进行降尘时，必须确保喷洒的水滴完全遮盖住了尘源的整个剖面，以避免粉尘从水滴中逸出；要确保原煤品质不受雾化的影响，并要在达到高效降尘的前提下，合理地控制用水量；考虑到各粉尘来源点对喷雾压力的需求差异，应严格掌握各粉尘来源点所需的水压力[9]。所述的喷洒设备，所述喷洒设备的喷头可将所述的水转变成所述的雾状喷洒。目前较为常用的喷洒降尘技术有：开采机械设备包括内外两套降尘系统，可以实现径向雾化降尘，也可以利用高压喷洒负压来控制煤尘气流。卸荷点处的喷雾降尘，是在卸荷点处增设降尘装置，喷洒装置来达到降尘的目的。支架间喷雾降尘，是在支架关键位置增设一个雾化喷头，使支架在运动中同时进行喷洒，从而达到降低粉尘的目的。

3.3  进风流净化技术

这种降尘工艺可分为两种，一种是湿滤法，另一种是水幕。利用湿法过滤除尘工艺进行除尘时，首先需要将湿法化学纤维层滤料用一个框架铺放到巷内，接着将巷内剖面封闭，最后利用喷头将水雾均匀地喷洒到过滤材料的纤维层上，从而在空气中聚集矿尘；利用水幕除尘技术，首先需要在过风断面上，利用多个喷嘴进行喷洒，之后，对经过巷道的含尘风流进行净化，从而达到对粉尘的控制。

3.4  泡沫技术

气泡除尘技术的工作机理是：首先，将添加剂压入到井下的除尘管道中，再利用发泡设备将压风导入到粉尘管道中，生成大量的气泡，最后，将气泡经喷头喷射到粉尘来源之处。因为泡沫有着很好的覆盖性、湿润性和粘附性等特性，所以使用它来进行除尘，可以对粉尘的飘散进行有效地控制，对煤矿工人工作场所的粉尘浓度进行有效的控制。与其它湿法降尘技术相比，采用泡沫技术具有节水等优点，因而被越来越多地用于煤矿的粉尘治理[10]。

3.5  采煤机跟踪技术

与其他除尘技术相比，煤矿机追踪技术更具有综合性，它是将其他各种除尘技术的优势结合在一起，在煤矿开采过程中，由于煤矿机械的不断前进以及煤层的不断破碎和掉落，将可能会出现很多的粉尘被排放出来，这些粉尘占据了整个煤矿总粉尘总量的一半以上。因此，在煤矿开采过程中，如何有效地控制煤矿开采过程中的粉尘，始终是煤矿开采过程中的重要环节。煤矿地下地质结构复杂，开采环境各异，煤层厚度、围岩厚度等参差不齐，通常使用一种粉尘控制方法难以达到预期的控制效果[11]。此时，可针对煤矿工作面地质构造、工作条件、生产环境等特点，将煤矿机尘源跟踪技术、煤矿机外喷雾技术、风机除尘技术、泡沫除尘等结合起来，达到较好的除尘效果。

3.6  加强作业人员的健康管理

在大部分的煤炭企业中煤矿工人的总体文化素质较低，他们对煤炭中粉尘的危害没有足够的了解，在自身的保护方面也存在着一定的缺陷。在工作过程中，可能会出现不按照规定来使用劳动防护用品和防尘设施的情况。因此，需要加大对煤炭企业员工的宣传力度，使其了解粉尘对人类健康的危害，提升职业疾病的预防能力，能够在工作中严格按照规定使用除尘设备和防护器材，以减少粉尘对煤矿工人的伤害[12]。同时要有针对性地开展《职业病防治法》的学习，学会运用法律手段来维护自己的职业健康权益。

4  结语

总而言之，煤矿生产的每个过程中都会排放出一定数量的灰尘，这种灰尘不仅会严重危害工人的身体健康，还可能引起爆炸，从而对工人的生命安全和身体健康造成很大危害，也会对煤矿企业的安全生产造成很大影响。因此，对其进行有效的控制是十分必要的。煤矿企业有关负责人和工人都应充分了解粉尘的危害，并采取有效的措施做好防尘工作。

5  参考文献

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[2023-07-17收稿]

作者单位：550000  贵州省贵阳市公共卫生救治中心ICU重症监护