賈志杰

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司職業(yè)病防治所，山西 太原 030053）

0 引 言

粉塵廣泛存在于煤礦的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是威脅煤礦職工的生命及身體健康的常見(jiàn)危害因素之一。由于煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)比較封閉，空氣的流動(dòng)性較差，采煤、掘進(jìn)、放煤、打眼、支護(hù)、煤炭運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)均會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重危害煤礦職工的身體健康[1]。

對(duì)煤礦粉塵的危害主要分為以下2 個(gè)方面:①煤灰具有強(qiáng)烈的自燃性和爆炸性。煤塵的爆炸是目前我國(guó)煤礦發(fā)生的安全事故中最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,與傳統(tǒng)的瓦斯爆炸相比,煤塵的爆炸強(qiáng)度和受到影響的范圍都更大、破壞能力也更強(qiáng),造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)危害也就更嚴(yán)重。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),2000 - 2019 年,我國(guó)連續(xù)發(fā)生了煤塵爆炸等火災(zāi)事故共16 起,總計(jì)導(dǎo)致500 多人傷亡；②煤塵可致人員塵肺病。在煤炭行業(yè)中，塵肺病是一種出現(xiàn)較多的職業(yè)病，比起瓦斯爆炸，它所具有的影響力更強(qiáng)，并且對(duì)人體健康造成傷害，潛在的危害性更為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因塵肺病死亡的人數(shù)是礦難和其他工傷事故死亡礦工數(shù)量 6 倍之多[2]。

1 礦井概況

屯蘭礦為西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司下屬的一座特大型現(xiàn)代化礦井，該礦位于古交市，距古交市城區(qū)大約6 km，距離太原市約60 km，行政區(qū)劃屬古交市。

該礦于1997 年10 月進(jìn)入試生產(chǎn)，2002 年10月正式生產(chǎn),2004 年礦井產(chǎn)能增加為500 萬(wàn)t/a。屯蘭礦現(xiàn)已開(kāi)采10 多年。

屯蘭礦現(xiàn)有職工人數(shù)為2 825 人，其中接觸粉塵的人員為2 301 人。

2 屯蘭礦近15 年塵肺病發(fā)病趨勢(shì)分析

屯蘭礦現(xiàn)有塵肺病人共84 人，其中采煤工24人，掘進(jìn)工41 人，采掘工作面塵肺病人占比77.4%。從2004-2021 年共診斷出塵肺并人84 例，其中2008-2018 年共診斷出73 例，占比86.9%。屯蘭礦2006 - 2021 年15 年塵肺病發(fā)病趨勢(shì)分布如圖1 所示。

由圖1 可知，2008 年之前共診斷出塵肺病4例，究其原因可能為2002 年礦井正式投產(chǎn)，工人接觸粉塵的工齡較短；另一方面可能為早期企業(yè)對(duì)職業(yè)健康體檢的重視不足，導(dǎo)致體檢率不足，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期塵肺病例，2008 - 2018 年10 間年共診斷出73 例，主要原因?yàn)閯趧?dòng)者接塵時(shí)間的增加及煤礦開(kāi)采的加大；另一方面企業(yè)對(duì)健康體檢逐漸重視，體檢率的提高及診斷技術(shù)的提高，導(dǎo)致職業(yè)病人呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢(shì)，2019、2020、2021 年 3 年塵肺病人呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明近幾年礦井對(duì)職業(yè)病防治的重視程度日益加強(qiáng)，職工的個(gè)人防護(hù)意識(shí)也隨之加強(qiáng)。

圖1 2006-2021 年15 年塵肺病發(fā)病趨勢(shì)分布圖

3 采掘工作面常規(guī)防塵措施分析

本次對(duì)屯蘭礦采掘工作面現(xiàn)有粉塵防護(hù)措施進(jìn)行了調(diào)查。

3.1 18405 綜采工作面現(xiàn)采取的防塵措施

1）用瓦斯抽采鉆孔進(jìn)行煤層注水，本次監(jiān)測(cè)時(shí)段，綜采工作面未進(jìn)行煤層注水。

2）工作面配備了2 臺(tái)BPW516/16 型噴霧泵，噴霧泵為采煤機(jī)提供壓力保障，現(xiàn)場(chǎng)采煤機(jī)內(nèi)外噴霧壓力滿足要求、內(nèi)噴霧部分有堵塞。

3）液壓支架每架前后均設(shè)置有1 個(gè)噴嘴，破碎機(jī)上方安裝有密閉罩，內(nèi)設(shè)置有噴霧裝置。

4）綜采工作面回風(fēng)順槽共安設(shè)3 道風(fēng)流凈化水幕，采用風(fēng)水聯(lián)動(dòng)裝置，霧化效果良好。

5）回風(fēng)順槽距工作面15 m 處安設(shè)GCD1000(A)型粉塵傳感器，在線接入礦井監(jiān)控系統(tǒng)，報(bào)警值設(shè)為4 mg/m3。

6）運(yùn)輸順槽機(jī)尾、機(jī)頭設(shè)有自動(dòng)噴霧降塵裝置。

7）綜采工作面防塵進(jìn)水管路中設(shè)置有水質(zhì)過(guò)濾器。

3.2 18406 綜掘工作面現(xiàn)采取的防塵措施

1）掘進(jìn)機(jī)設(shè)置有內(nèi)外噴霧裝置，但掘進(jìn)工作面未設(shè)置加壓噴霧泵，噴霧壓力不滿足要求，掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧霧化效果較差。

2）18406 綜掘工作面未設(shè)置濕式除塵風(fēng)機(jī)。

3）掘進(jìn)巷道共安設(shè)有2 道風(fēng)流凈化水幕，采用風(fēng)水聯(lián)動(dòng)裝置，霧化效果良好。

4）掘進(jìn)工作面回風(fēng)側(cè)安裝有粉塵傳感器，在線并入礦井監(jiān)控系統(tǒng)，報(bào)警值設(shè)為4 mg/m3。

5）運(yùn)輸順槽機(jī)尾、機(jī)頭設(shè)置有自動(dòng)噴霧裝置。

6）工作面防塵進(jìn)水管路中設(shè)置有水質(zhì)過(guò)濾器。

按照《煤礦安全規(guī)程》、《國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局第73 號(hào)令》[3]的相關(guān)規(guī)定,對(duì)屯蘭礦現(xiàn)場(chǎng)采掘工作面防塵措施不符合項(xiàng)提出了整改意見(jiàn)：①綜采工作面應(yīng)嚴(yán)格按照注水規(guī)程及防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行煤層注水；②保證采煤機(jī)的內(nèi)外噴霧能正常使用；③掘進(jìn)工作面應(yīng)增設(shè)高壓噴霧泵，保證掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧壓力不小于2.0 Pa，外噴霧壓力不小于4.0 Pa[3]。

4 采掘工作面粉塵監(jiān)測(cè)情況分析

2021 年4 月，對(duì)屯蘭礦進(jìn)行了初步現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及粉塵現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，本次采用定點(diǎn)短時(shí)間采樣方法對(duì)18405 采煤工作面5 個(gè)工作點(diǎn)的呼塵濃度進(jìn)行了檢測(cè)，對(duì)18406 綜掘工作面4 個(gè)工作點(diǎn)的呼塵濃度進(jìn)行檢測(cè)。工作場(chǎng)所粉塵（呼塵）濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 工作場(chǎng)所粉塵(呼塵)濃度檢測(cè)結(jié)果

由表1 可以看出，該礦綜采工作面采煤機(jī)司機(jī)操作位、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)處、掘進(jìn)工作面掘進(jìn)機(jī)司機(jī)操作位、打眼工作地點(diǎn)、運(yùn)輸順槽皮帶尾部共5 處作業(yè)地點(diǎn)的呼塵濃度不符合《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第1 部分：化學(xué)有害因素GBZ2.1-2019》中職業(yè)接觸限值的要求[4]。

2021 年4-5 月，屯蘭礦對(duì)防塵措施不符合項(xiàng)進(jìn)行了整改，對(duì)屯蘭礦整改后粉塵進(jìn)行了復(fù)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果整改前后對(duì)比如圖2 所示。

圖2 屯蘭礦粉塵監(jiān)測(cè)結(jié)果整改前后對(duì)比圖

由圖2 知，整改后，現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度得到明顯改善，采煤工作面經(jīng)過(guò)煤層注水，掘進(jìn)工作面增設(shè)高壓噴霧泵后，粉塵濃度可降低至50 %左右，但采煤工作面采煤機(jī)司機(jī)處、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)處、掘進(jìn)機(jī)司機(jī)處、打眼工作點(diǎn)、帶式輸送機(jī)尾部粉塵濃度仍然超標(biāo)。

5 采掘工作面綜合防塵技術(shù)探討

5.1 綜采工作面粉塵防治技術(shù)

采用常規(guī)粉塵防治措施后，綜采工作面粉塵仍然存在超標(biāo)情況，針對(duì)現(xiàn)有防塵技術(shù)的不足，國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)者提出了綜采工作面塵源局部霧化封閉除塵技術(shù)，該技術(shù)主要包括采煤機(jī)噴霧優(yōu)化、液壓支架噴霧的優(yōu)化以及文氏負(fù)壓二次降塵裝置、采煤機(jī)濕式除塵器等。將采煤機(jī)區(qū)域與液壓支架區(qū)域視作2 個(gè)既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的局部區(qū)域：一方面是針對(duì)采煤機(jī)的區(qū)域, 通過(guò)使用采煤機(jī)的濕式除塵器和采煤機(jī)噴霧構(gòu)筑局部的霧化空間進(jìn)行封閉截割煤塵逸散的區(qū)域, 并有效地抑制截割時(shí)在湍流和風(fēng)力擾動(dòng)下由于偏移風(fēng)流向人行道的偏移或減慢其在人行道中的偏移積分速度, 從而有效地抑制了人行道中的煤塵污染情況持續(xù)惡化；另一方面，針對(duì)液壓支架區(qū)域通過(guò)文氏負(fù)壓二次降塵裝置在人行道中形成的負(fù)壓流場(chǎng)，能夠有效吸附留于呼吸帶高度的移架煤塵，并將其噴射至液壓支架區(qū)域的局部霧化封閉空間，從而緩解人行道中的煤塵污染狀況［6］。

5.2 綜掘工作面粉塵防治技術(shù)

綜掘工作面采用常規(guī)防塵技術(shù)后，粉塵仍然存在超標(biāo)情況，國(guó)內(nèi)學(xué)者［7］研發(fā)了由輕質(zhì)三向旋流風(fēng)幕裝置、高效濕式除塵風(fēng)機(jī)、增潤(rùn)劑定量添加裝置等構(gòu)成的綜掘工作面高效小型化風(fēng)霧雙幕協(xié)同增效控除塵成套技術(shù)裝備，攻克了水霧幕受高速軸向壓風(fēng)流影響不易成型的難題，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)截割粉塵先由水霧幕包裹捕集，然后逃逸粉塵再由三向旋流風(fēng)幕與除塵風(fēng)機(jī)等有效控除的突破。成套裝備具有安裝簡(jiǎn)便、移動(dòng)快捷、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，滿足了我國(guó)不同類型巷道快速掘進(jìn)的需求[2]。

6 結(jié) 論

屯蘭煤礦現(xiàn)有塵肺病人較多，近幾年每年均有新發(fā)病例，采掘工作面采用常規(guī)粉塵防治措施后仍然存在超標(biāo)情況，本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，建議礦方可嘗試采用國(guó)內(nèi)成熟的采掘工作面防塵新技術(shù)以便達(dá)到更好的降塵效果。

本次對(duì)屯蘭礦采掘工作面防塵措施進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)比采用常規(guī)防塵措施前后粉塵濃度，提出礦方應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)粉塵治理，有利于提升屯蘭礦的粉塵防護(hù)水平，能有效的減少塵肺病的發(fā)生、保障接觸粉塵職工的生命安全及身體健康、提高粉塵綜合治理水平具有重要作用[5]。