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采矿业的职业健康问题

2011-01-17   来源:安全文化网    热度:   收藏  

  采矿是一种特殊的作业,生产过程、劳动过程、生产环境中都存在特有的职业卫生问题。如采矿中产生的含有各种成分的粉尘、炮烟、毒气;直接作用于人体的噪声、振动、肮脏环境、繁重的体力劳动;作业环境中种种不安全因素;不良的微小气候和污染的空气。由于采矿种类的不同,职业卫生问题也有不同的特点。比如煤矿,除粉尘外,高温、甲烷和煤尘爆炸的危险是比较特殊的;而在金属和非金属矿开采的矿石中常有有毒物质(铅、汞、砷、锰、铍、铀、石棉),而且有些矿物(金、钨、萤石等)和石英共生,致使粉尘中游离二氧化硅含量很高,其对肺的危害特别严重。

  从生产过程来看,煤矿的职业卫生问题比较复杂。下面以煤矿为例,对采矿中的职业卫生问题进行阐述。

  一、井下采煤的作业过程和工种

  1.掘进作业

  在岩层或煤层中,开凿巷道的过程称为掘进。掘进是采煤的准备工作,挖掘通往煤层的巷道、运输巷道、通风巷道、采煤准备巷道。其主要工序是:凿岩、爆破、装岩、运输和支护。除采煤准备巷道是在煤层或半煤岩中作业外,大部分在坚硬的岩石中作业,炮眼打好以后,装上炸药,将岩石爆碎,爆落的岩石装入矿车运出。架上支架之后即成巷道,支架的作用是为防止巷道围岩变形和塌落,以保证运输、通风和行人的安全。木材、钢材、混凝土等都可作为支护材料。

  2.采煤作业

  采煤是在煤层中的采煤作业面,由采煤工担任的作业过程。工序分为落煤、装煤、运煤、支架和顶板管理。由于机械化程度不同,采煤的劳动条件差别很大。

  手工采煤:用手镐、锹、锤等工具,这种方式在个别的小煤窑中尚可见到。

  机械采煤:在机械化采煤中有炮采、采煤机采煤和综合机械化采煤机组3种方式。炮采需先在煤壁上用电钻钻眼,然后放炮落煤,用人工或截煤机装煤,再用链板运输机或溜槽将煤运到运输巷道。采场要用木材或金属支柱搭支架,以保证安全。采煤机采煤是使用自动割煤、碎煤、装煤的机器采煤,然后用运输机送到运输巷道,这种采煤法也需要搭支架。用综合机组采煤,不仅能自动割煤、装煤、运煤,而且能用自移式液压支柱进行采场支架,提高了采煤工作的机械化、自动化水平。

  水力采煤:有的煤矿使用水力采煤,即用喷射的高压水将煤炭冲击下来。这是一种高效率采煤方式,同时可以避免粉尘对采煤工的危害。

  3.运输作业

  采掘的煤炭和岩石等由运输巷道运到车场,再由提升机、纹车或皮带运输机运送到地面。

  4.支护充填作业

  挖掘出来的巷道,需用木材、金属、混凝土材料加以支护,以防止巷道变形、崩塌(过去称支柱工)。也可将水泥浆用高压泵喷涂顶帮,以加固巷壁,形成永久巷道,作为运矿、人行、通风之用。

  充填是利用砂石等材料代替采出的煤层,填满采空区。水砂充填是利用水力把砂石等充填材料从管道中输送到采空区进行充填。

  5.辅助作业

  包括通风、机电、排水、木工等工种的作业。

  主要职业性危害因素

  在采煤工业中,主要职业性有害因素有:不良气象条件、生产性粉尘、有害气体、生产性噪声和振动等,劳动强度较大、作业姿势不良和容易发生外伤等也是井下作业的危害因素。

  1.不良气象条件

  煤矿井下气象条件的基本特点是气温高、湿度大、不同地点气流大小不等和温差大。气温的高低与巷道的深度有关,巷道每深入地下10Om,流入的空气因压缩热而升高1℃;岩层的温度也有很大的作用,平均每加深30~35m,岩层温度也增高1℃;机械转动产生的热也能增高巷道内的局部气温;人员密集的狭小工作面,人体散热也是使气温升高的因素之一。在通风不良、1000m以上的深矿井内,气温可达35~40%以上。地面与井下作业面气温相差较大,在冬季温度可达30~40%。矿井内的气温也受地区气候和季节的影响,在巷道内同一地点,夏季的平均气温一般比冬季高。

  气湿取决于巷道中的水量、流人空气的湿度以及岩层的湿度,由于地下水不断渗出和大量蒸发,相对湿度一般在80%~90%以上,常可达95%以上,有的甚至可达100%。在深矿井中(800~1000m),由于渗出水量显著减少,气温升高,相对湿度一般较低。

  矿井中的气流,由于人工通风,在竖井或斜井中的风速有时可达3~5m/s以上,越往巷道深处,气流越小。有的采煤掌子面风速很小。

  煤矿工人上呼吸道感染及风湿性疾病的发病率一般比其他工厂企业高,矿井内的不良气象条件是煤矿工人发生感冒、上呼吸道炎症及风湿性疾病的促发因素。在通风不良的深矿井中,夏季可能发生中暑。

  2.生产性粉尘

  生产性粉尘是煤矿中的主要危害因素。矿井内许多生产过程和工序,如钻眼、放炮、采煤、运输等都会产生大量的粉尘。由于开采的方式、使用的生产工具、岩石和煤的理化性状以及防尘措施不同,产生的粉尘量有很大的差异。岩石掘进的干式钻孔产生粉尘量最大,粉尘浓度可高达800~1400m9/m3;使用电钻凿岩、手工凿岩、放炮后装车时次之。采用湿式凿岩或岩层湿润时,空气中的粉尘浓度厕豆著下度下降至3-30ra9/m3,湿式凿岩再加上综合防尘措施时,粉尘浓度可降至2ra9/m3。采煤时,硬煤比软煤产尘量大,煤层越干,倾斜度越大,产尘量越大。粉尘中游离二氧化硅含量取决于岩石和煤的化学组成。一般岩石中游离二氧化硅含量多在10%~30%之间。在煤尘中,常含有一定量的游离二氧化硅,但一般不超过10%。煤矿工人由于长期吸入含有较高游离二氧化硅的岩尘、煤尘和混合性粉尘,可发生矽肺、煤肺和煤矽肺(统称煤工尘肺)。由于各矿井中劳动条件、粉尘中游离二氧化硅含量、粉尘浓度和工种、工龄组成不同,煤矿工人尘肺的发病率变动很大,掘进工的矽肺和煤矽肺的发病率远比采煤工的煤肺发病率高。但在某些煤矿,掘进作业已经采用湿式凿岩,而发尘量很大的机械采煤由于缺少防尘措施,使煤肺的发病率迅速上升,有的高于掘进工的尘肺发病率。

  3.有毒气体

  在矿井空气中,可存在沼气、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物以及硫化氢等。

  1)沼气(俗称瓦斯):为无色无臭的可燃性气体,其主要成分为甲烷。沼气主要存在于煤层中,在煤块崩落时沼气排放出来。一般每采一吨煤能发生30m3沼气,而在深矿井中,可达60m3。由于比重小,沼气一般多蓄积于巷道的顶部。沼气达到57%时,有威胁生命的危险。沼气与空气中的氧混合而具有爆炸性,当浓度为5%~16%时,遇到明火(650~700。C)即可发生爆炸,并连带引起煤尘爆炸,造成煤矿重大灾害。

  2)二氧化碳:主要存在于煤层和煤块内,在采煤过程中与沼气一道排出。此外,巷道内木材腐烂、人群呼吸以及放炮等也可产生二氧化碳。由于二氧化碳比重大,一般多积聚于巷道低处及通风不良的废巷中。二氧化碳在空气中的含量增高,就会引起人缺氧。当空气中的浓度达到5%时,即能引起缺氧现象;如达10%,可使人窒息而死。

  3)一氧化碳和氮氧化物:一氧化碳和氮氧化物的主要来源是放炮。使用硝化甘油炸药可产生大量一氧化碳,而使用硝按炸药则常产生大量的氮氧化物。

  4)硫化氢:硫化氢在煤矿中少见。一般存在于煤层一定区域的鸡窝煤内,在落煤时逸出,因而可使靠近落煤地点的采煤工发生硫化氢中毒。此外,由于木材腐烂以及酸性矿井水与硫铁矿作用也可产生硫化氢。在封闭的废巷道内,亦可能有硫化氢积存。

  4.生产性噪声和振动

  矿井中的噪声和振动主要来源于机械工具,噪声和振动的程度取决于生产过程、开采方法和使用的工具。一般说,风动工具(风钻、风镐等)比电动工具(电钻)、振动式运输机比皮带运输机发生的噪声和振动更为严重。风动工具的噪声一般在90~92dB;联合采煤机的噪声在100-104dB。风动工具的振动频率一般为16Hz,振幅为3.6mm;联合采煤机的振动频率为32~38Hz,振幅为0.6mm。长期在强烈的噪声条件下工作,常表现为听觉敏感性降低,甚至可以发生噪声性耳聋。长期受局部振动作用可能引起振动病。

  5.劳动强度大和作业姿势不良

  煤矿工人劳动强度较大,如掘进工岩石装车操作,属重劳动,现在大部分装岩工作为装岩机所代替;凿岩和推车属中等体力劳动。在薄煤层作业时,整个工作日内工人不得不采取弯腰、蹲位和跪卧位操作。

  6.生产性外伤和多发病

  生产性外伤是煤矿工人的主要多发病。在安全条件不良的煤矿,因外伤的休工日可占因病伤总休工数的30%。生产性外伤的主要原因是:岩层或煤层的倒塌,石块或煤块的坠落(片帮和冒顶)、矿井内运输事故,机械或工具设备不良,工作面或巷道阻塞,人行道失修,炸药爆炸、触电等。此外,如发生瓦斯或煤尘爆炸、火灾等,则能发生严重的伤亡事故。根据统计资料,煤矿工人生产性外伤的原因中,片帮、冒顶事故居首位,约占40%;其次为运输事故,约占25%;因机械或工具引起的外伤约占20%。

  在煤矿工人的多发病中,有上呼吸道感染、风湿性疾病、急慢性胃肠炎和化脓性皮肤病等。在卫生管理不良的煤矿中,还可能有钩虫病发生。

  三、预防措施

  改善煤矿井下作业工人的劳动条件,控制煤矿井下作业中的职业性危害因素,保护煤矿丁人健康的根本出路,是对煤矿生产过程、设备的技术改造,逐步实现机械化、自动化。通过国内外各行业比较而言,煤矿的生产,可能是不安全因素较多、劳动条件较差、职业危害较严重的行业。为此,必须严格执行国家现行法规,严格禁止不具备安全生产条件的煤矿投产;并不断对煤矿进行技术改造,逐步实现采矿自动化的战略,以便逐步从根本上改善煤矿工人的劳动条件。

  1.矿井通风

  矿井通风是煤矿生产不可缺少的条件。其目的是:①供给井下各工作面足够的新鲜空气,满足井下工作人员正常呼吸的生理需要;②稀释并排除在生产过程中产生的沼气等有害气体;③稀释和排除生产过程中产生的粉尘,调节工作面的温度和湿度。

  目前应用较广泛的全面抽出式机械通风,一般是主井为人风井,副井为出风井。矿井通风的卫生要求是保证必要的风量、风速和入井空气的清洁。根据《煤矿安全生产试行规程》规定,人井空气中粉尘浓度不得超过0.5m∥m3,每人通风量不应少于每分钟4m3;在10~20℃时,风速不得超过1m/s,但掘进工作面风速不得小于0.25m/s,回采工作面不得小于0.5m/s。在岩石、半煤岩和煤巷掘进的独头作业面,为了保证工作面的风量和排除烟尘,还要采用局部通风。一般都是用送人式的,将风筒送至掘进工作面5~8m处,进行通风。在断面长距离的独头巷道,可采用送入和抽出混合式局部通风。

  2.防尘措施

  我国矿山实行以湿式作业、加强通风为主要内容的综合性防尘措施,几十年的实践证明是有效的。其主要措施有湿式凿岩、爆破后喷雾、装岩前洒水、冲洗岩帮、加强通风等5项。认真地实行、加强管理,就可以使掘进作业场所的粉尘浓度达到和接近国家卫生标准。采煤作业的作业环境和作业条件与掘进作业不同,但关键的防尘措施仍是湿式作业。炮采中使用水封爆破、煤层注水等防尘措施,对降低采煤作业中的煤尘浓度有很大作用。综合采煤机组工作时,发尘量特别大,机组如无喷水装置则无法生产。因此,没有喷水装置的采煤机组,就属于不合格设备,不能开动;开动设备就必须坚持湿式作业,否则由于粉尘浓度特别严重,短期内即可引起煤肺发病率上升。

  3.噪声和振动的预防

  为了降低风动装置和风动工具的噪声,可用消音器降低风动活塞装置排气时的噪声。对于风镐产生噪声的有效预防方法,是将带有耐磨的穿有许多小孔的套筒,套在风镐上进以缓冲振动的伤害和避免手部受凉。

  4.潮湿的预防

  在煤矿井下,应有良好的排水系统,在巷道顶滴水处应设施顶盖和防水挡板。工人应有防水工作服和靴鞋。

  5.个人防护

  个人防护用品在预防生产性外伤、潮湿、化脓性皮肤病等方面均有重要意义。工人应有安全帽,以防外伤或触电;工作服,可用防水布制作;工作靴应采用橡胶靴;在薄煤层经常以跪卧式工作的矿工应使用护膝和护肘,以防止发生滑囊炎;操纵风动工具者应使用防振手套和防止噪声的耳塞,在产生粉尘地点工作的矿工应配戴防尘口罩。个体防护用品的维护和检修很重要,工作服应经常洗涤、除尘和干燥;防尘口罩应定期更换滤料,保证防尘效果。

  6.地面生活卫生室、井下饮食饮水供应和井下卫生问题

  在矿井出入口附近设置必要的生活卫生室,对预防职工多发病等有重要意义。生活卫生室包括更衣室、浴室、厕所、盥洗室、衣服干燥室、洗衣室等,最好能与办公室、矿灯室、井口保健室等设在一个建筑物内。各室的配置应充分地考虑矿工上下班路径和活动顺序以及各室间的联系。更衣室和浴室应按通过式卫生处理室的型式建造。在靠近浴室处设太阳灯室,以便矿工在浴后进行紫外线照射。

  合理的饮水和饮食供应是预防矿工消化道疾病和提高劳动生产率的重要措施。各个矿井均应设有饮水供应站,负责供应合格的饮用水。饮水桶下井后,最多不得超过24h即须另换新水。饮水桶至少每周消毒一次。最好使用送水、送饭两用保温车。勿饮矿井水。在矿井内,应设足够数量的厕所,并应注意进行清扫和消毒。

  7.卫生保健措施

  1)定期监测井下粉尘浓度和有害气体浓度,以便及时采取有效的预防措施,降低粉尘浓度和防止中毒、爆炸、火灾等事故的发生。

  2)做好矿工职业病和多发病的登记统计工作,对发病原因进行分析,提供开展防治工作的科学依据。

  3)有计划地开展职业病和多发病的防治工作,做好就业前健康检查和定期健康检查,对在就业前健康检查中发现有矽尘作业禁忌症者应禁止从事井下接触粉尘的作业,对在定期健康检查中发现的职业病和多发病患者,应及时给予治疗。

  4)井下设保健站,设立固定急救药箱,组织矿工自救互救。井下保健站除进行医疗急救工作外,还应与有关部门配合搞好井下防尘、防毒和饮水饮食供应等安全卫生工作。