何國家楊利峰龍如銀祁 慧陳 紅

(1.中國礦業(yè)大學管理學院,江蘇省徐州市,221116;2.國家安全生產監(jiān)督管理總局宣傳教育中心,北京市東城區(qū),100713; 3.阜陽師范學院經濟學院,安徽省阜陽市,236041)

★經濟管理★

煤礦粉塵危害風險規(guī)模評價模型?

何國家1,2楊利峰1,3龍如銀1祁 慧1陳 紅1

(1.中國礦業(yè)大學管理學院,江蘇省徐州市,221116;2.國家安全生產監(jiān)督管理總局宣傳教育中心,北京市東城區(qū),100713; 3.阜陽師范學院經濟學院,安徽省阜陽市,236041)

為評價煤礦粉塵危害風險規(guī)模,建立了不同情形下的評價模型,給出了不存在任何防護、嚴格執(zhí)行防護措施及防護用品使用存在個體差異三種情形下粉塵危害風險規(guī)模的評價方式。在建立評價模型基礎上,利用調研數據計算了某煤礦典型崗位人員的粉塵危害風險值及礦井粉塵危害的總體風險值,為警示粉塵危害風險和量化粉塵危害情況提供了有力的方法支撐。

粉塵危害 風險規(guī)模 評價模型 風險值

煤礦生產過程中產生大量的巖礦微粒(即粉塵)嚴重影響著一線職工的身心健康。由粉塵危害導致的職業(yè)病近年來呈多發(fā)態(tài)勢,引起了行業(yè)監(jiān)管部門、學者及社會的普遍重視。一些學者就粉塵危害及防塵措施效果等方面進行了討論,還有一些學者研究了塵肺病和礦塵防治間關系。在煤礦企業(yè)的職業(yè)安全管理中更為重要的工作是要建立風險預控管理體系。為有效評估煤礦粉塵危害風險規(guī)模,需要分情形依據煤礦不同崗位對應的粉塵數據,建立合理的煤礦粉塵危害風險規(guī)模評價模型。

1 粉塵危害的風險規(guī)模評價模型

1.1 粉塵危害的產生及危害

煤礦中粉塵主要是在煤炭開采過程中煤礦巖石被破碎產生的。不同煤礦所處地質條件存在顯著差異,其在開采過程中采用的開采方式也有明顯區(qū)別。因此,不同煤礦粉塵產生量及構成也差別巨大。在不同礦井中,塵緣主要來自采煤機、破碎機、裝煤機、爆破點及運輸機等工作場點。

按照煤礦粉塵的存在狀態(tài),可分為浮塵和積塵兩種。浮塵是指在礦井空氣中飛揚的礦塵,這類礦塵能夠直接影響礦工的身體健康;積塵是指從礦井空氣中因自重而沉降下來,附在巷道周邊以及積存在巷道內的礦塵,它是生產礦井連續(xù)爆炸的最大隱患。按照其對人體的危害程度,可將礦塵分為呼吸性粉塵和非呼吸性粉塵。礦塵的粒徑范圍一般在0.1～100μm之間。呼吸性粉塵是指能在人體肺泡內沉積的,粒徑在5～7μm以下的粉塵,特別是2 μm以下的粉塵。呼吸性粉塵和非呼吸性粉塵之和就是總塵。

《煤礦安全規(guī)程》對井下有人工作的地點和人行道的空氣中礦塵(總粉塵、呼吸性粉塵)的濃度標準做了明確規(guī)定。礦工在煤礦生產中,長期吸入呼吸性粉塵可能會引起職業(yè)病(矽肺病等),還可能會引起呼吸道疾病及皮膚病等。煤塵大量積聚會影響一線職工的視線,使其不能發(fā)現生產過程中的一些危險,大量煤塵還可能引起爆炸,危害極大。所以煤礦粉塵是煤礦五大危害之一,對其危害進行風險規(guī)模評價是十分必要的。

1.2 評價模型的基本假設

為對煤礦粉塵危害風險進行合理的量化評估,需依據煤礦生產實際情況進行假設。根據煤礦粉塵檢測實際可知,對應相應崗位,粉塵分為個體總塵和個體呼塵,它們都會對職工的身體健康造成危害。粉塵所導致的整體危害風險值:

式中:Ddi——第i個個體所受到的粉塵危害風險值;

Wid——個體呼塵權重。

李艷強等人將粉塵超標倍數和接觸時間作為粉塵危害風險的衡量標準,超標倍數越高其導致的危害就越大。隨著接觸時間增加,對人體危害也逐漸加大。據此,可以提出第一個假設。

假設1:在國家規(guī)定的粉塵標準下工作一標準工作日(8h)受到粉塵傷害的風險值為單位1。

由假設1和上述分析可知,若個體總塵和個體呼塵都處于國家標準,則在此環(huán)境下工作的職工一個工作日下受到粉塵傷害的風險值為1個標準單位?？梢哉J為生活和工作場所中最理想的狀態(tài)就是不存在粉塵,這樣也不會產生由于粉塵帶來的任何傷害,據此給出假設2,即粉塵危害的風險值為0。

假設2:若工作場所的粉塵濃度為0,則不存在任何粉塵傷害。

根據一些學者提出的觀點,粉塵危害風險與粉塵超標倍數間是正向關系,參照國家規(guī)定的噪聲危害的制定標準,可以推測這種正向關系不是簡單線性的,而是隨著超標倍數的增加粉塵危害的風險增速會越來越快,據此給出假設3。

假設3:工作場所粉塵所造成的傷害與工作場所中粉塵濃度呈二次增函數關系,即傷害風險的增加值隨著粉塵濃度的增加而不斷加大。

根據假設1、假設2及假設3,可以得到個體總塵傷害風險值與個體總塵相對濃度(與國標濃度的比值)間的二次函數關系為:

ktd——個體總塵傷害風險函數中的系數。

將假設1和假設2中的風險值和總塵濃度代入,計算出ktd＝1/16;個體呼塵傷害風險值與個體呼塵相對濃度(與國標濃度的比值間的二次函數關系為:

kid——個體呼塵傷害風險函數中的系數。

同樣將假設1和假設2中的風險值和呼塵相對濃度代入,計算出kid＝4/25。

根據工作經驗可知,在粉塵超標的場所工作人員越多,則粉塵造成的風險越大,極端情況下,如果在粉塵超標的工作場所中只依賴機械而不存在工作人員,則也就不存在粉塵危害。據此,提出假設4。

假設4:工作場所的粉塵傷害風險和該場所的工作人員數相關,總體粉塵危害風險是個體風險的累加。

1.3 不同情形下的風險規(guī)模模型

煤礦生產過程中,防護措施實施是否得力直接影響著粉塵危害的風險規(guī)模評價,為比較客觀的描述風險規(guī)模,依據防護措施的實施情形,分成以下三種情況進行討論。

(1)情形1:不存在任何防護情形下的風險規(guī)模。

如果不存在任何防護措施,假定工作場所總的工作人數為N。根據上述假設可知:

(2)情形2:嚴格執(zhí)行防護措施情形下的風險規(guī)模。

防塵口罩是防止或減少粉塵進入人體呼吸器官,從而保護生命安全的個體保護用品。常用的防塵口罩有N90、N95、N100等,以N95 (3M8210)為例,其符合美國國家職業(yè)安全及健康協會標準(NIOSH)N95認可,隔離的微粒直徑可小到0.3μm。在測試中,隔阻直徑0.075μm的微粒,成功率有95%,但是其防塵效果并沒有在煤炭生產企業(yè)得到實地檢測。

出于上述認識,可以假設在現有礦井條件下作業(yè)使用的防塵口罩的對個體總塵和個體呼塵隔離成功率分別為在此情形下的工作場所人員的整體傷害風險值就可以通過下式計算:

(3)情形3:防護用品使用存在個體差異情形下的風險規(guī)模。

工作場所的防護用品使用存在廣泛的領而不用現象。在我們對一些煤礦的走訪中也發(fā)現,大量的煤礦一線職工也未能按照規(guī)定要求認真佩戴防塵口罩及防噪耳塞。

假設第i個職工在一個工作日內佩戴防塵口罩的時間為ti個小時,一個標準工作日的時長為t0,在此情形下的工作場所人員的整體傷害風險值就可以通過下式計算:

2 粉塵危害風險規(guī)模評價實例

根據上述常規(guī)職業(yè)危害風險規(guī)模評價方法體系,結合課題組于2014年9月在寧夏某一典型煤礦選點實測情況以及進行了專家調查,對煤礦92個典型崗位的156名職工的煤塵接害情況進行了數據統(tǒng)計。在此基礎上,計算此典型煤礦在不同情形下的風險規(guī)模。

該典型煤礦粉塵資料數據顯示,綜采工作面中采煤機司機對應的工作環(huán)境個體總塵為43.93 mg/ m3,經計算,其對應的個體總塵危害的風險值為個標準單位,將綜采工作面上的職工個體總塵危害值進行求和,計算出的綜采工作面上所有人員面臨的個體總塵危害的風險值為1700.71個標準單位,人均總塵危害風險值為85.03個標準單位。

在Wtd取0.1,Wid取0.9時,該典型煤礦總體粉塵危害的風險值經下式計算出:個標準單位,人均粉塵危害風險值為3.67個標準單位。

為了便于總體上把握該礦各部門的粉塵危害風險規(guī)模,將數據進行了整理得到表1。

表1 典型煤礦各部門在情形1下的粉塵危害風險規(guī)模評價結果

從表1中,可以看出該礦粉塵危害總風險規(guī)模為572.94個標準單位,其中綜采工作面的總風險規(guī)模最大,為217.43個標準單位,其次為綜掘工作面,為124.90個單位,其余各部門的粉塵總風險規(guī)模都要顯著小于此兩個部門。

為比較直觀的了解各重點崗位的粉塵危害風險,將9個重點崗位的呼吸性粉塵危害風險值和總塵危害風險值對應數據作圖,如圖1和圖2所示。

從圖1中可以看出,在呼吸性粉塵危害較高的9個典型崗位中,掘進工、掘砌工和皮帶清理工的呼吸性粉塵風險值是領先的;從圖2中可以看出,在總粉塵危害較高的9個典型崗位中皮帶機司機、掘進工和井下維修電工的總粉塵危害風險值是領先的。

圖1 煤礦典型崗位呼吸性粉塵危害風險值

圖2 煤礦典型崗位總粉塵危害風險值

情形2和情形3都是粉塵危害控制的情形,而情形2是完全理想的情形,這里就不進行討論了。在圖3中,展示了嚴格執(zhí)行防護措施的時間為在崗工作時間一半時,各部門粉塵風險規(guī)模與情形1下的差異。

圖3 兩種情形下煤礦各部門粉塵危害風險規(guī)模比較

實際情況是對所有工作崗位都進行全面、嚴格監(jiān)控往往是難以做到的,圖4展示了情形3中對粉塵危害最大的16個崗位進行嚴格監(jiān)控(監(jiān)控時間為在崗時間的90%)下和對所有崗位進行全面的較為嚴格的監(jiān)控(監(jiān)控時間為在崗時間的50%)下各部門粉塵危害風險規(guī)模的差異。

圖4 情形3中兩種監(jiān)控模式下煤礦各部門粉塵危害風險規(guī)模比較

通過上述圖和表的展示,可以直觀的看出不同部門的粉塵危害風險規(guī)模間的差異,也可以看出哪些工作崗位的粉塵危害風險規(guī)模較大。還可以看出重點監(jiān)控會比全面監(jiān)控獲得更好的防控效果。

3 粉塵危害風險控制的幾點思考

(1)通過文中建立的模型,經計算可以得出該典型煤礦的粉塵危害風險規(guī)模較大,其對煤礦職工,尤其是重點崗位的一線職工的健康危害必須引起重視,也應對不同崗位的粉塵危害風險依據測量數據進行定期測算,以便掌握具有時效性的風險測試數據。

(2)應通過量化的風險數據,讓煤礦職工直觀且深刻認識到對粉塵危害防護措施嚴格執(zhí)行對自身粉塵危害風險降低的巨大作用,促進他們在生產中自覺的遵守防護設備使用紀律。

(3)應認識到粉塵危害風險往往集中在一些重點崗位,這些崗位的職工防護設備的使用狀況應得到嚴格監(jiān)控,這樣能夠取得更為顯著的降低風險效果,這樣做不僅是對這些職工負責,更是對企業(yè)和社會負責。

(4)應意識到在煤礦粉塵風險控制過程中,不僅要制定可操作化的防控辦法,還要將這些防控辦法取得的量化效果進行科學的測試和及時的評估,這樣有利于防控工作常態(tài)化、具象化和細致化。

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The evalution model of dust hazards＇risk scale in coal mine

He Guojia1,2,Yang Lifeng1,3,Long Ruyin1,Qi Hui1,Chen Hong1
(1.School of Management,China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China; 2.Publicity and Education Center,State Administration of Work Safety,Dongcheng,Beijing 100713,China; 3.School of Economics,Fuyang Normal College,Fuyang,Anhui 236041,China)

The paper establishesa model to evaluate the dust hazards＇risk scale in coal mine.It gives three kinds of dust hazard＇s risk situations,including no protective situation,strictly implement protective situation and the situation of individual use differences.On this basis,an example is given,in which the dust hazards＇risk values of the worker in typical jobs and the overall risk value are calculated.It provides a new method for risk value＇s quantitative calculation.

dust hazard,risk scale,evaluation model,risk value

TD7

A

何國家(1963－),男,遼寧遼陽人,在讀博士生,主要從事職業(yè)安全與心理健康理論、方法與政策等方面的研究工作。

(責任編輯 張大鵬)

國家自然科學基金項目(71473248, 71303233,71173217),江蘇省青藍工程(2012),江蘇高校哲學社會科學優(yōu)秀創(chuàng)新團隊(能源資源管理創(chuàng)新團隊),神華集團科技創(chuàng)新項目(2013)