煤礦呼吸性粉塵及其綜合控制
1 引言
呼吸性粉塵是煤炭生產過程中產生的粉塵中的一部分，它對工人的健康有極大的危害。工人長期吸入呼吸性粉塵，可引起肺部病變，造成塵肺病。煤礦塵肺病的發病情況十分嚴重，據衛生部統計，截至2002年底，我國煤炭行業累計塵肺病患病人數25萬以上，占全國已檢出塵肺病人數的49％。由于企業申報不全，實際煤炭行業塵肺病患病人數要運運超過上述數字，而且每年以數千人的數字在增長。2002年原有重點煤礦因塵肺病死亡1359人，相當于當年因各類事故死亡人數的兩倍。不難看出，當前煤礦塵肺病的發病情況和防治工作的形勢十分嚴峻。
當前的醫學科學認為，塵肺病的病理變化是不可逆轉的。因此，塵肺病目前尚無法根治，但完全可以預防。預防塵肺病就要從呼吸性粉塵著手；對粉塵實行綜合控制；最大限度地減低作業人員的接塵量；同時采取醫學預防，防止接塵人員塵肺病的發生和發展。
為保證各種防塵技術措施和塵肺病預防措施取得成效，必須加強管理，改革現有的管理方式，建立新的管理模式。
2 呼吸性粉塵的主要特點
2.1 呼吸性粉塵的主要特點
2001年發布的《煤礦安全規程》中將呼吸性粉塵定義為“能吸入人體肺泡區的浮塵”；我國一些工業衛生學者和有關文獻中，一般將粒徑小于5μm的粉視為呼吸性粉塵。
呼吸性粉塵除具備一般粉塵的某些物理、化學性質外，尚有如下特點：
（1）沉降速度慢，在空氣中懸浮時間長。在靜止空氣中的粉塵，根據其粒徑的大小按一定規律沉降；通常大于100μm粒徑的塵粒呈加速度沉降；1～100μm粒徑的塵粒呈等速度沉降；粒徑小于1μm的塵粒很難沉降，在空氣中呈布朗運動。
（2）擴散系數較大，附著速度較快。塵粒的附著速度與擴散系數成比例。塵粒越小，其系數越大，即擴散越快，因而向液滴或除塵濾料上附著的塵粒就越多。
（3）肉眼不可見，屬顯微粉塵。粒徑大于10μm的粉塵肉眼才能看見，粒徑為0.25～10μm的粉塵在光學顯微鏡下才可看見，粒徑小于0.25μm的粉塵在電子顯微鏡下方能看見。
（4）能被吸入人體肺部并能在肺泡區沉積。
2.2 塵肺病的發生過程及類型
被吸入人體呼吸系統的粉塵，可通過粘液纖毛系統和肺泡巨噬細胞被清除。如果長期吸入高濃度呼吸性粉塵，則在肺泡區可產生一定量的粉塵沉積。隨著沉積時間的增長，沉積量的增加，可使肺部發生病理改變，出現不同程度的彌漫性間質纖維化，進而造成塵肺病。
煤礦塵肺病根據工人接觸粉塵的性質可以認為有3種主要類型：
（1）煤肺。長期在單純有煤塵的環境下作業的工人，他們接觸的粉塵主要是煤塵。這類人員發生的塵肺在病理上有典型的煤塵纖維灶和灶周肺氣腫，這類肺部病變稱為煤肺。煤肺的患病率較低，病變一般較輕，病情進展也較緩慢。
（2）矽肺。長期在煤礦巖石掘進工作面作業的工人，他們接觸的粉塵主要是含游離SiO2較高的巖塵。這類人員發生的塵肺在病理上除有組織纖維化外，還有典型的矽結節形成，屬矽肺類型。矽肺的發病率較高，發病工齡短，病情發生較快。
（3）煤矽肺。一般煤礦井下工人多數都在有煤塵產生和有巖塵產生的兩種作業環境下工作過，他們接觸的粉塵既有煤塵也有巖塵。所患的塵肺兼有煤肺和矽肺的病理改變特征，這類塵肺稱煤矽肺。
3 粉塵的綜合控制
所謂綜合控制，從預防塵肺角度即從塵源到作業人員接塵的整個生產過程中，采取一系列的降、除、防塵技術措施，最大限度地減少作業人員的接塵量，使被人體吸入的粉塵量降到最低程度。
3.1 降低總塵量的技術措施
（1）減小和抑制塵源產生這種措施是防塵工作的治本性措施。它不僅可以減小總產塵量和產塵強度，同時可減少呼吸性粉塵的比例，是礦井防潮中優先采用的技術措施。主要方法有：煤層注水和采空區灌水預先濕潤煤體、濕式打眼、水封爆破和水炮泥、改進采煤機的切割機構和工作參數等。
（2）降低礦井風流中懸浮粉塵。在采用抑制塵源的措施后，仍有一定數量的粉塵懸浮在礦井風流中，對這部分粉塵采取煤機內外噴霧、移架自動噴霧、運輸機和裝載點定點噴霧灑水、水幕等技術措施使其沉降，以降低風流中的粉塵濃度。
（3）稀釋和排除余塵。對一些粒徑較小的粉塵，特別是呼吸性粉塵，在采取降塵措施后仍有相當數量塵粒難以沉降，繼續浮游在風流中。為此，可采用加強通風和改變通風方式，使其不斷被風流稀釋并排除。同時可附加專門的除塵設備，使風流中浮游粉塵聚集之后被清除。
3.2提高呼吸性粉塵降塵效果的技術措施
一些降低總塵量效果較好的技術措施，對降低呼吸性粉塵量不夠理想。在這種情況下，需采取提高呼吸性粉塵降塵效果的強化技術措施。上述加強通風是排除呼吸性粉塵的有效方法，此外還有如下幾種措施：
（1）水中添加濕潤劑。由于水的表面張力較大，對粒徑較小的呼吸粉塵降塵率在30％以下。水中加入濕潤劑后，可大大增加水溶液對粉塵的侵潤性，從而提高降塵效果。我國煤礦采用的濕潤劑有JFC，HY，SR-1等，其降塵率較清水提高60％～90％。
（2）磁化水抑塵。水經磁化處理后，使水的粘度降低、晶構變小、水珠變細，有利于提高水的霧化程度，增加水與塵粒的接觸機會，從而提高降塵效果。磁化水的平均降塵率一般較清水提高1.91倍。
（3）泡沫除塵。泡沫除塵是用專門的泡沫發生裝置向塵源噴射泡沫，剛剛生成的粉塵被無間隙泡沫覆蓋得以濕潤，失去飛揚能力。泡沫除塵適用于塵源較固定的作業地點，如綜采機組、皮帶運輸機等。泡沫除塵對降低呼吸粉塵效果顯著，一般除塵率可達90％以上。
（4）個體防護。在采取防塵技術措施后，井下某些作業場所空氣中的粉塵含量仍超過衛生標準，在這種情況下要采取個體防護。個體防護的用具主要有防塵口罩、防塵面罩、防塵呼吸器等。工人佩帶這些用具后，既可以呼吸到凈化后不含粉塵的空氣又不影響正常操作。
4 塵肺的醫學預防
（1）確定接塵人員的安全工齡。醫學預防的長遠目標是，通過各種研究手段確定不同接塵人員從接塵到發生塵肺的過程，最終確定接塵工作的安全年限。這樣接塵人員可在發生塵肺前調離接塵崗位，防止塵肺發生。
（2）健康監護。通過對接塵人員的各種檢查和分析，掌握職工的健康狀況，及早發現塵肺征象，以便采取預防措施，控制病情的發展。
（3）加強對職工進行塵肺的宣傳教育。對新參加接塵工作的職工要進行工作前教育，對已參加接塵工作的職工要定期反復教育。由于職工對粉塵及塵肺的危害認識不足，對各種防塵設施及個體防護用具不能認真使用，往往為了方便而帶塵作業。因此，宣傳教育工作，對塵肺的預防具有重要意義和現實作用。
（4）藥物預防。近年來，在藥物防治塵的研究中發現，克矽平等藥物用于預防矽肺比治療矽肺效果明顯。這類藥物可能具有降低粉塵的致病作用，或者有促進吸入肺泡內粉塵排除的作用。定期向粉塵接觸人員發放該類藥物，有一定的預防和延緩發病的作用。
5 防塵管理
防塵管理是煤礦綜合防塵工作的重要組成部分，也是使各種防塵設備和設施保持正常運行的使用，各種技術措施取得最佳效果的重要保證。
當前，我國煤炭行業塵肺病發病嚴重的一個重要原因就是管理工作不到位，甚至有嚴重失控傾向。致使幾十年建立起來的完整的塵肺病防治體系被沖擊或打破，行之有效的一系列綜合防塵措施被遺棄，防塵設施、設備老化和失修不能正常使用。針對這種現狀防塵管理工作，必須進一步強化和改革。
（1）建立定期檢查、整治制度。根據我國煤炭行業防塵工作的現狀，需要進行長時間、多次反復整治才能走上正軌達到標準。為對企業進行督促，建立例行的制度。制度由企業行政主管部門會同職能部門制定，檢查由上級職能部門組織進行。
（2）制定具有一定法律效力的煤礦防塵工作處罰辦法。對不采取防塵措施、防塵措施不得力、在粉塵危害嚴重的條件下作業的企業和責任人，視情節輕重給與經濟上和行政上的處罰。使企業的防塵工作受到監督，并形成一定壓力。
（3）將呼吸性粉塵作為法定指標納入煤礦的測塵和防塵管理中。呼吸性粉塵在塵肺病預防中是一個重要指標，目前大多數煤礦一般都不測定，甚至根本沒有測定儀器。今后應明確在測塵工作中呼吸性粉塵的指標，并配備足夠的測定儀器。
（4）改革防塵管理方式，建立新的管理模式。目前，煤礦的防塵管理主要由通風安全部門負責，其工作重點是防止煤塵爆炸。煤礦的醫療衛生部門只負責塵肺病的管理而不參加防塵管理。該管理方式不僅不利于整體防塵工作，也不利于塵肺病的預防。今后防塵管理應將防止煤塵爆炸和預防塵肺病實行一體化管理，建立對粉塵工程性防御與醫學性預防相結合的管理模式。
6 結論
（1）呼吸性粉塵具有沉降速度慢、擴散系數大，肉眼不可見并能吸入人體肺泡區等特點。人體長期吸入呼吸性粉塵，可在肺泡區產生粉塵沉積，隨著沉積時間和沉積量的逐增，可產生肺部病變而造成塵肺病。塵肺病目前尚無法根治，但完全可以預防。
（2）綜合防塵措施對降低煤礦井下各種作業環境的粉塵均有較好效果，但某些技術措施尚不能有效地降低呼吸性粉塵。在這種情況下需采取提高呼吸性粉塵降塵效果的強化措施，同時要加強礦工的個體防護。
（3）確定接塵人員的安全工齡，在塵肺病預防中有重要意義。有關部門應積極組織研究，并及早取得成果。
（4）實行防止煤塵爆炸和預防塵肺病一體化管理，建立對粉塵工程性防御與醫學性預防相結合的管理模式。此舉十分必要而且可行。
呼吸性粉塵是煤炭生產過程中產生的粉塵中的一部分，它對工人的健康有極大的危害。工人長期吸入呼吸性粉塵，可引起肺部病變，造成塵肺病。煤礦塵肺病的發病情況十分嚴重，據衛生部統計，截至2002年底，我國煤炭行業累計塵肺病患病人數25萬以上，占全國已檢出塵肺病人數的49％。由于企業申報不全，實際煤炭行業塵肺病患病人數要運運超過上述數字，而且每年以數千人的數字在增長。2002年原有重點煤礦因塵肺病死亡1359人，相當于當年因各類事故死亡人數的兩倍。不難看出，當前煤礦塵肺病的發病情況和防治工作的形勢十分嚴峻。
當前的醫學科學認為，塵肺病的病理變化是不可逆轉的。因此，塵肺病目前尚無法根治，但完全可以預防。預防塵肺病就要從呼吸性粉塵著手；對粉塵實行綜合控制；最大限度地減低作業人員的接塵量；同時采取醫學預防，防止接塵人員塵肺病的發生和發展。
為保證各種防塵技術措施和塵肺病預防措施取得成效，必須加強管理，改革現有的管理方式，建立新的管理模式。
2 呼吸性粉塵的主要特點
2.1 呼吸性粉塵的主要特點
2001年發布的《煤礦安全規程》中將呼吸性粉塵定義為“能吸入人體肺泡區的浮塵”；我國一些工業衛生學者和有關文獻中，一般將粒徑小于5μm的粉視為呼吸性粉塵。
呼吸性粉塵除具備一般粉塵的某些物理、化學性質外，尚有如下特點：
（1）沉降速度慢，在空氣中懸浮時間長。在靜止空氣中的粉塵，根據其粒徑的大小按一定規律沉降；通常大于100μm粒徑的塵粒呈加速度沉降；1～100μm粒徑的塵粒呈等速度沉降；粒徑小于1μm的塵粒很難沉降，在空氣中呈布朗運動。
（2）擴散系數較大，附著速度較快。塵粒的附著速度與擴散系數成比例。塵粒越小，其系數越大，即擴散越快，因而向液滴或除塵濾料上附著的塵粒就越多。
（3）肉眼不可見，屬顯微粉塵。粒徑大于10μm的粉塵肉眼才能看見，粒徑為0.25～10μm的粉塵在光學顯微鏡下才可看見，粒徑小于0.25μm的粉塵在電子顯微鏡下方能看見。
（4）能被吸入人體肺部并能在肺泡區沉積。
2.2 塵肺病的發生過程及類型
被吸入人體呼吸系統的粉塵，可通過粘液纖毛系統和肺泡巨噬細胞被清除。如果長期吸入高濃度呼吸性粉塵，則在肺泡區可產生一定量的粉塵沉積。隨著沉積時間的增長，沉積量的增加，可使肺部發生病理改變，出現不同程度的彌漫性間質纖維化，進而造成塵肺病。
煤礦塵肺病根據工人接觸粉塵的性質可以認為有3種主要類型：
（1）煤肺。長期在單純有煤塵的環境下作業的工人，他們接觸的粉塵主要是煤塵。這類人員發生的塵肺在病理上有典型的煤塵纖維灶和灶周肺氣腫，這類肺部病變稱為煤肺。煤肺的患病率較低，病變一般較輕，病情進展也較緩慢。
（2）矽肺。長期在煤礦巖石掘進工作面作業的工人，他們接觸的粉塵主要是含游離SiO2較高的巖塵。這類人員發生的塵肺在病理上除有組織纖維化外，還有典型的矽結節形成，屬矽肺類型。矽肺的發病率較高，發病工齡短，病情發生較快。
（3）煤矽肺。一般煤礦井下工人多數都在有煤塵產生和有巖塵產生的兩種作業環境下工作過，他們接觸的粉塵既有煤塵也有巖塵。所患的塵肺兼有煤肺和矽肺的病理改變特征，這類塵肺稱煤矽肺。
3 粉塵的綜合控制
所謂綜合控制，從預防塵肺角度即從塵源到作業人員接塵的整個生產過程中，采取一系列的降、除、防塵技術措施，最大限度地減少作業人員的接塵量，使被人體吸入的粉塵量降到最低程度。
3.1 降低總塵量的技術措施
（1）減小和抑制塵源產生這種措施是防塵工作的治本性措施。它不僅可以減小總產塵量和產塵強度，同時可減少呼吸性粉塵的比例，是礦井防潮中優先采用的技術措施。主要方法有：煤層注水和采空區灌水預先濕潤煤體、濕式打眼、水封爆破和水炮泥、改進采煤機的切割機構和工作參數等。
（2）降低礦井風流中懸浮粉塵。在采用抑制塵源的措施后，仍有一定數量的粉塵懸浮在礦井風流中，對這部分粉塵采取煤機內外噴霧、移架自動噴霧、運輸機和裝載點定點噴霧灑水、水幕等技術措施使其沉降，以降低風流中的粉塵濃度。
（3）稀釋和排除余塵。對一些粒徑較小的粉塵，特別是呼吸性粉塵，在采取降塵措施后仍有相當數量塵粒難以沉降，繼續浮游在風流中。為此，可采用加強通風和改變通風方式，使其不斷被風流稀釋并排除。同時可附加專門的除塵設備，使風流中浮游粉塵聚集之后被清除。
3.2提高呼吸性粉塵降塵效果的技術措施
一些降低總塵量效果較好的技術措施，對降低呼吸性粉塵量不夠理想。在這種情況下，需采取提高呼吸性粉塵降塵效果的強化技術措施。上述加強通風是排除呼吸性粉塵的有效方法，此外還有如下幾種措施：
（1）水中添加濕潤劑。由于水的表面張力較大，對粒徑較小的呼吸粉塵降塵率在30％以下。水中加入濕潤劑后，可大大增加水溶液對粉塵的侵潤性，從而提高降塵效果。我國煤礦采用的濕潤劑有JFC，HY，SR-1等，其降塵率較清水提高60％～90％。
（2）磁化水抑塵。水經磁化處理后，使水的粘度降低、晶構變小、水珠變細，有利于提高水的霧化程度，增加水與塵粒的接觸機會，從而提高降塵效果。磁化水的平均降塵率一般較清水提高1.91倍。
（3）泡沫除塵。泡沫除塵是用專門的泡沫發生裝置向塵源噴射泡沫，剛剛生成的粉塵被無間隙泡沫覆蓋得以濕潤，失去飛揚能力。泡沫除塵適用于塵源較固定的作業地點，如綜采機組、皮帶運輸機等。泡沫除塵對降低呼吸粉塵效果顯著，一般除塵率可達90％以上。
（4）個體防護。在采取防塵技術措施后，井下某些作業場所空氣中的粉塵含量仍超過衛生標準，在這種情況下要采取個體防護。個體防護的用具主要有防塵口罩、防塵面罩、防塵呼吸器等。工人佩帶這些用具后，既可以呼吸到凈化后不含粉塵的空氣又不影響正常操作。
4 塵肺的醫學預防
（1）確定接塵人員的安全工齡。醫學預防的長遠目標是，通過各種研究手段確定不同接塵人員從接塵到發生塵肺的過程，最終確定接塵工作的安全年限。這樣接塵人員可在發生塵肺前調離接塵崗位，防止塵肺發生。
（2）健康監護。通過對接塵人員的各種檢查和分析，掌握職工的健康狀況，及早發現塵肺征象，以便采取預防措施，控制病情的發展。
（3）加強對職工進行塵肺的宣傳教育。對新參加接塵工作的職工要進行工作前教育，對已參加接塵工作的職工要定期反復教育。由于職工對粉塵及塵肺的危害認識不足，對各種防塵設施及個體防護用具不能認真使用，往往為了方便而帶塵作業。因此，宣傳教育工作，對塵肺的預防具有重要意義和現實作用。
（4）藥物預防。近年來，在藥物防治塵的研究中發現，克矽平等藥物用于預防矽肺比治療矽肺效果明顯。這類藥物可能具有降低粉塵的致病作用，或者有促進吸入肺泡內粉塵排除的作用。定期向粉塵接觸人員發放該類藥物，有一定的預防和延緩發病的作用。
5 防塵管理
防塵管理是煤礦綜合防塵工作的重要組成部分，也是使各種防塵設備和設施保持正常運行的使用，各種技術措施取得最佳效果的重要保證。
當前，我國煤炭行業塵肺病發病嚴重的一個重要原因就是管理工作不到位，甚至有嚴重失控傾向。致使幾十年建立起來的完整的塵肺病防治體系被沖擊或打破，行之有效的一系列綜合防塵措施被遺棄，防塵設施、設備老化和失修不能正常使用。針對這種現狀防塵管理工作，必須進一步強化和改革。
（1）建立定期檢查、整治制度。根據我國煤炭行業防塵工作的現狀，需要進行長時間、多次反復整治才能走上正軌達到標準。為對企業進行督促，建立例行的制度。制度由企業行政主管部門會同職能部門制定，檢查由上級職能部門組織進行。
（2）制定具有一定法律效力的煤礦防塵工作處罰辦法。對不采取防塵措施、防塵措施不得力、在粉塵危害嚴重的條件下作業的企業和責任人，視情節輕重給與經濟上和行政上的處罰。使企業的防塵工作受到監督，并形成一定壓力。
（3）將呼吸性粉塵作為法定指標納入煤礦的測塵和防塵管理中。呼吸性粉塵在塵肺病預防中是一個重要指標，目前大多數煤礦一般都不測定，甚至根本沒有測定儀器。今后應明確在測塵工作中呼吸性粉塵的指標，并配備足夠的測定儀器。
（4）改革防塵管理方式，建立新的管理模式。目前，煤礦的防塵管理主要由通風安全部門負責，其工作重點是防止煤塵爆炸。煤礦的醫療衛生部門只負責塵肺病的管理而不參加防塵管理。該管理方式不僅不利于整體防塵工作，也不利于塵肺病的預防。今后防塵管理應將防止煤塵爆炸和預防塵肺病實行一體化管理，建立對粉塵工程性防御與醫學性預防相結合的管理模式。
6 結論
（1）呼吸性粉塵具有沉降速度慢、擴散系數大，肉眼不可見并能吸入人體肺泡區等特點。人體長期吸入呼吸性粉塵，可在肺泡區產生粉塵沉積，隨著沉積時間和沉積量的逐增，可產生肺部病變而造成塵肺病。塵肺病目前尚無法根治，但完全可以預防。
（2）綜合防塵措施對降低煤礦井下各種作業環境的粉塵均有較好效果，但某些技術措施尚不能有效地降低呼吸性粉塵。在這種情況下需采取提高呼吸性粉塵降塵效果的強化措施，同時要加強礦工的個體防護。
（3）確定接塵人員的安全工齡，在塵肺病預防中有重要意義。有關部門應積極組織研究，并及早取得成果。
（4）實行防止煤塵爆炸和預防塵肺病一體化管理，建立對粉塵工程性防御與醫學性預防相結合的管理模式。此舉十分必要而且可行。
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