粉尘的产生及存在状态

   （一）粉尘的概念及分类

    矿井在生产过程中产生的并能在空气中悬浮一定时间的固体微小煤、岩颗粒，都叫粉尘。煤矿的粉尘可分为煤尘和岩尘两种。

    煤尘的主要成分是固体碳、可燃物；而岩尘中含固体碳和可燃物成分很少。有些岩尘中含二氧化硅在10％以上，又称为矽尘。

    直径在1毫米以下的煤尘能参与煤尘爆炸，直径在5微米以下的粉尘才能吸入肺内引起尘肺病，造成对人体的危害。5微米以下的粉尘称为呼吸性粉尘。

   （二）粉尘的来源

    按产生的来源，可分为原生粉尘及次生粉尘两大类。原生粉尘是指在煤层开采之前，由于地质构造等多种因素而生成的粉尘。次生粉尘是指在煤矿作业的各个生产过程中产生的粉尘。粉尘在开拓、掘进、采煤、运输及提升各个生产环节中都会产生。其中，采煤、放顶、打眼、爆破、装煤(岩)等工序生成的粉尘最多，而占总量70～85％的粉尘来自采掘工作面。大部分粉尘是生产过程中产生的次生粉尘，而原生粉尘是次要的，所占比例不大。

    产尘量的多少，主要决定于以下几个因素：

    1、机械化程度及开采强度。随着采掘机械化的发展，滚筒采煤机组和综合掘进机组的广泛使用，煤的破碎度加大。随着矿井生产的高度集中，产量大幅度提高，粉尘产生量和分散度也急剧增加，其危害也更为严重。

    2、采煤方法。不同的采煤方法产生的煤尘量也不同，如全冒落采煤法比充填法产尘量大；急倾斜煤层倒台阶采煤法比水平分层采煤法产尘量大。

    3、地质构造及煤层赋存情况。遇有地质破坏带如断层、褶曲、煤层节理发育、干燥、疏松，开采时产尘量大。

    （三）粉尘在井下的存在状态

    煤矿井下各个生产环节产生的粉尘，一般以一种不均质、不规则和不平衡的复杂运动状态悬浮于空气中，随风流而漫延开来，一部分被风流带出矿井，而大部分却沉积在井下各工作面及巷道和各硐室的周边。

    1、井下的煤尘，按照其存在状态，可分为浮游煤尘和沉积煤尘两种。

    2、浮游煤尘。飞扬在矿井空气中的煤尘(简称为浮尘)。可形成煤尘爆炸，也可使煤矿工人得尘肺病。

    3、沉积煤尘。从矿井空气中因自重而沉积下来，附在巷道周边以及积存在巷道内浮煤中的煤尘(简称为落尘)，是形成二次煤尘爆炸或造成爆炸规模扩大的最大隐患。

    4、两者的关系是浮游煤尘因自重而沉积下来成为沉积煤尘，而沉积煤尘如受外界条件的干扰，又可以再次飞扬起来成为浮游煤尘。

    5、浮游煤尘在空气中的飞扬时间取决于粒度的大小、比重、形状及空气的温度、湿度和风速的影响。所以，尘粒大的，沉积于靠近尘源处；粒度小的，沉积于远离尘源处。尘粒小于1微米的细微尘粒，不易沉积。煤尘在静止空气中从1公尺高度自由降落到底板所需时间，如下表6-1所示。

6、沉积煤尘当受到外力如放炮、斜巷跑车、机械冲击、暴风或较高巷道风速突变后仍可飞扬起来，再次成为浮游煤尘，其风速变化及尘粒的关系如下表6-2所示。

表6-1

表6-2

    二、粉尘对人体的危害

    矿尘是有害物质，它的危害主要有以下两个方面：

    （一）煤尘的燃烧和爆炸。煤尘在一定条件下能发生燃烧和爆炸，从而使矿井酿成严重灾害，甚至使整个矿井遭到破坏，人员大量伤亡，不易恢复。

    （二）粉尘是造成矿工职业病—尘肺病的有害物质。

    健康的肺组织象海绵一样具有弹性，当井下矿工长期大量吸入小于5微米的粉尘，造成肺组织发生纤维化病变，肺泡失去弹性，肺组织硬化，造成呼吸困难，出现咳嗽、气促、胸痛、无力等症状，使矿工严重丧失劳动能力，甚至缩短寿命。一般可将尘肺分为三类：1、矽肺：岩巷掘进工吸入矽尘引起的病情最重，它的发病期短，发病率高，病情发展快，死亡率高。2、煤肺：长期从事采煤作业工人吸入大量煤粉引起，病情较轻，较易治疗。3、煤矽肺：长期从事半煤岩巷道掘进或从事过岩巷掘进及采煤作业，大量接触过矽尘及煤尘所患的尘肺病。病情介于以上两种之间，病情较重。

    粉尘浓度高，尘粒微细，工龄长，接触粉尘的机会多、尘粒中二氧化硅的含量高以及吸烟的工人患尘肺病的机会多。煤矿尘肺是以肺部纤维性病变为主的全身性疾病，患者全身的免疫功能降低，病情发展中容易合并或继发肺结核和呼吸道感染、气肺等，加速病情恶化，缩短寿命。

尘肺引起的矿工致残和死亡人数，在国内外都十分惊人。据某矿务局统计，尘肺的死亡人数为工伤事故死亡人数的6倍，西德煤矿死于尘肺人数曾比工伤事故死亡人数高10倍。