煤炭企業職業危害因素分析與防范

煤炭企業職業危害因素分析與防范

　　摘要:煤炭企業職業危害因素是指礦工在不良的勞動條件下長期工作而造成的健康損害。分析研究煤炭企業職業危害因素,查找職業危害產生的原因,制定相應的對策措施,有助于改善勞動條件預防職業病的發生、保護勞動者健康和進步勞動效率,促進煤炭企業健康穩步發展。

　　關鍵詞:煤炭企業;職業危害;定量分析

　　煤炭企業職業危害因素是指礦工在不良的勞動條件下長期工作而造成的健康損害,不良的勞動條件對人體健康可以產生各種危害,由于主要是在生產過程中造成的,所以統稱為職業危害,煤炭企業產業領域極為廣泛。從地質勘探到煤層開采,從洗煤加工到綜合利用,任何一個環節或工序都有可能造成職業性危害(天職析主要分析井下生產作業環境危害)。

　　煤炭企業的作業環境大部分在井下,井下作業由于本身條件較差,有毒有害氣體和物質比較多,假如治理不善,未采取有效的保護措施,例如未及時對有毒有害氣體產生的地點進行檢測、廢舊巷道不及時密閉等,就有可能造成職員中毒、窒息事故的發生。因此,了解和把握煤礦井下有毒有害物質對人體的危害,防止有毒有害物質對人體的危害和中毒事故的發生,是非常必要的,礦井中有毒有害氣體物質有些是成煤過程中天生的,存在于煤體裂隙、孔隙中;有些物質存在于煤層、頂、底板巖石或其他物質中。當這些有毒有害氣體和物質濃度超過臨界值時,就會對人體產生危害,有時還會發生爆炸危及礦井安全生產,造成職員傷亡和設施設備毀損。

　　一、有毒有害氣體的種類及其危害

　　1.二氧化碳(CO2)

　　二氧化碳是無色略帶酸臭味的氣體,對空氣的相對密度為1.52,易溶于水,常積聚于巷道的底部和下山的掘進頭。CO2不助燃也不能供人呼吸,有微毒,對呼吸有刺激作用,肺部含量增加會使血液酸度變大,刺激呼吸中樞。當濃度達5%時,使人呼吸困難、耳叫;達到10%時使人頭昏昏迷;達到20%～25%時會使人快速死亡。礦井最高答應濃度為1.5% 。

　　二氧化碳的主要來源有:有機物的氧化;職員的呼吸;煤和巖石的緩慢氧化,以及礦井水與碳酸性巖石的分解作用;爆破工作;礦內火災;煤炭自燃;瓦斯、煤塵爆炸均能產生大量的CO2。此外,有的煤層或巖層能長期連續放出CO2甚至在極短時間內大量噴出粉煤(巖)和CO2 ,造成嚴重的破壞性事故。

　　2.一氧化碳(CO)

　　CO是無色、無嗅、無味、無刺激性的氣體,對空氣的相對密度為0.967,幾乎不溶于水。但易溶于氨水,與酸、堿不起反應,只能被活性炭少量吸附。在空氣中燃燒呈藍色火餡,當與空氣混合達到12.5%～80%時具有爆炸性。CO是一種對血液、神經有害的毒物。CO隨空氣吸進體內后,通過肺泡進進血液,并于血液中的血紅蛋白結合。CO與血紅蛋白的親和力比氧大200～300倍,而解離速度又比氧與血紅蛋白慢3 600倍。一般情況下,CO中毒的程度取決于血液中碳氧血紅蛋白的含量,含量越多,機體缺氧越嚴重,中毒程度也越重。煤礦井下,勞動強度大,高溫、高濕和其他有毒、有害物同時存在,會使中毒的程度加重。井下CO最高答應濃度為0.0024%。

　　煤礦井下的CO多存在于采空區、密閉巷道等處。爆破作業、煤炭自燃、發生火災或瓦斯、煤塵爆炸都能天生CO,往往造成職員中毒死亡。

　　3.硫化氫(H2S)

　　H2S是一種無色、帶有臭雞蛋氣味的氣體。易溶于水,對空氣的相對密度為1.19。進進體內的H2S在肺泡內很快就被血液吸收,氧化成無毒的硫鹽,但未被氧化的H2S則發生毒害作用。H2S也很輕易溶于黏膜表面的水分中,與鈉離子結合成硫化鈉,對黏膜有強烈刺激作用,可引起眼炎及呼吸道炎癥,甚至肺水腫。H2S對人體全身的致毒作用在于它和氧化型細胞血素酶三價鐵結合,使酶失往作用,影響細胞氧化,造成人體組織缺氧,空氣中H2S濃度過高(900mg/m以上)可直接抑制呼吸中樞,引起窒息而迅速死亡。急性中毒后遺癥是頭痛和智力下降,慢性中毒癥狀是眼球酸痛,有灼燒感,腫脹畏光,并引起氣管炎和頭痛。礦井最高答應濃度為0.00066%。

　　煤礦井下的H2S氣體,主要是由于硫化礦物水解和坑木等有機物腐爛所產生的,有些煤體也能開釋出H2S氣體。由于H2S氣體易溶于水中,因此,老空積水中含有大量的H2S氣體。

　　4.二氧化氮(NO2)

　　二氧化氮是一種棕紅色有刺激臭味的氣體,對空氣的相對密度為1.448,極易溶于水。二氧化氮對眼、鼻腔、呼吸器官粘膜有強烈的刺激作用,特別是對肺組織起破壞作用,含量0.0066%時,短時間內咳嗽、胸部發痛;含量0.01%時,劇烈咳嗽、嘔吐、神經系統麻痹;含量0.025%時,短時間即可死亡。它比SO2和NO危害愈甚,嚴重者導致肺氣腫,甚至死亡。礦井最高答應濃度為0.00025%。

　　礦內爆破作業會產生一系列氮氧化合物,如NO、NO2,NO在空氣中又被氧化為NO2。

　　5.二氧化硫(SO2)

　　二氧化硫為無色氣體,具有強烈的硫磺氣味及酸味,對空氣的相對密度為1.4337,易積聚在巷道底部,易溶于水。SO2能被眼黏膜和上呼吸道黏膜的富水黏液吸收,刺激眼黏膜和鼻咽等黏膜;在濕潤的礦內,能與空氣中水分子結合緩慢形成H2SO2或H2SO2,使其刺激作用更強。同時對煤礦井下的主要機電設備有較強的腐蝕性,影響其性能和壽命。當空氣中濃度為0.3～1PPm時,健康人可由嗅覺感知,使呼吸道輕度收縮,呼氣受阻;4～6PPm時,則對鼻咽及呼吸道粘膜有強烈刺激作用;長時間在5～10PPm的環境中呼吸,可引起慢性支氣管炎,慢性鼻咽炎。呼吸道阻力增大、呼吸道炎癥及肺泡本身受到SO2破壞的結果,可導致肺氣腫和支氣管炎哮喘。吸進高濃度的SO2空氣,可引起急性支氣管炎,發生聲門水腫和呼吸道麻痹,濃度400～500PPm時可立即危及生命。礦井最高答應濃度為0.0005%。

　　礦內含硫礦物氧化,燃燒及在含硫礦物中爆破都會生產SO2。含硫礦層也涌出SO2。

　　6.氨氣(NH2)

　　氨氣是一種無色有劇毒的氣體,對空氣相對密度為0.9,易溶于水,對人體有毒害作用。礦井最高答應濃度為0.004%。主要在礦內發生火災或爆炸事故時產生。

　　7.氫氣(H2)

　　氫氣是一種無色無味、具有爆炸性的氣體,礦井安全答應濃度為0.5%。它是在礦井火災或爆炸事故中及井下充電硐室均會產生。

　　8.氮氣(N2)

　　氮氣是無色、無味、無臭的惰性氣體,對空氣的相對密度為0.97,不助燃也不能供人呼吸。在正常情況下,氮氣對人體無害,但有窒息性。

　　在廢棄的舊巷道或隔離火區內,可積存大量的氮氣,從而使氧濃度相對地減少,使人因缺氧而窒息。

　　9.甲烷(瓦斯CH2)

　　甲烷是礦井最為有害的氣體(通常指瓦斯CH2)是一種無色、無味、無臭的氣體,對空氣的相對密度為0.554。故常積聚在巷道的頂部。瓦斯分子直徑小,滲透性很強,為空氣的1.6倍,很輕易擴散。因此,封閉在采空區內的瓦斯,仍能不斷地滲透到礦內空氣中,從而增加空氣中的瓦斯濃度。

　　瓦斯幾乎不溶于水,很難凝固液化。在溫度不高、壓力不大的情況下,瓦斯的化學性質:惰性極大,它只能與鹵元素相化合。

　　瓦斯本身無毒,但不能供人呼吸,空氣中瓦斯濃度增加會相對降低空氣中氧的含量。當瓦斯濃度達到40%時,因缺乏氧氣會使人窒息死亡。

　　瓦斯具有燃燒性和爆炸性。瓦斯與空氣混合達到一定的濃度后,遇火能燃燒或爆炸。

　　礦井最高答應濃度為1%。

　　10.地面生產系統殘存有害氣體

　　地面煤堆、矸石山自燃也會產生大量的CO、CO2和SO2等有害氣體,井下排出的氣體中含有大量的有毒有害氣體,它們會對四周大氣環境產生污染,也是影響安全生產的危險、有害因素之一。

　　二、生產性粉塵的危害及常見的職業病

　　(一)生產性粉塵(煤塵)危害

　　礦井粉塵是有害物質,它的危害主要有三個方面:一是煤塵能燃燒和爆炸,影響生產,威脅礦工的人身安全;二是粉塵對人體有危害,能造成礦工職業病——塵肺病;三是對環境造成污染危害。

　　1.煤塵爆炸危害

　　煤塵爆炸必須同時具備三個條件:煤塵本身具有爆炸性;浮游在空氣中的煤塵達到一定的濃度(最低濃度45g/m3);有引起爆炸的熱源存在,一般為610℃～1 050℃。防止煤塵爆炸事故,就是要在后兩個條件上加以預防。煤塵爆炸將會:(1)天生有害氣體。煤塵爆炸后產生2%～4%的CO,其濃度高達8%,這是煤塵爆炸事故造成礦工大量中毒傷亡的主要原因。(2)產生高溫。據測定,煤塵爆炸火焰的溫度達1 600℃～1 900℃。煤塵爆炸時開釋出來的熱量,按理論計算在爆炸時產生的氣體可達到2 300℃～2 500℃。(3)產生高壓。煤塵爆炸的理論壓力為750KPa,但在有大量沉積煤塵的巷道中,爆炸壓力將隨著距爆炸源的間隔的增加而跳躍式地增加。在煤塵爆炸過程中,如碰到障礙物及巷道的拐彎或巷道的突變,爆炸壓力將大幅度增加。尤其是煤塵連續爆炸時,第二次爆炸的理論壓力為第一次爆炸壓力的5～7倍。因此,煤塵爆炸的破壞性比瓦斯爆炸更為嚴重。

　　2.礦井煤(巖)塵對人體的危害

　　粉塵一方面被作業場所的工作職員通過呼吸系統等進進人體,而引起以肺組織彌漫性、纖維化病變為主的全身性疾病,即塵肺。另一方面微細粉塵通過井下風騷由井下排進大氣對大氣造成污染。微細顆粒是傳播細菌、病毒最有效的途徑,對動植物生長都有很大的影響。

　　中國職業危害十分嚴重。據統計,全國有50多萬個廠礦存在不同程度的職業危害,接觸粉塵、毒物和噪聲等職業危害的職工在2 500萬人以上。近年來,每年新發職業病例數均在萬例以上,且逐年上升,增長率超過10%。根據衛生部的統計,截至2007年底,全國累計發生塵肺病人50多萬例,疑似塵肺者60多萬例。隨著機械化程度的進步,采、掘工作面煤塵、粉塵濃度大有增高之勢,危害程度增加,假如防治不力,患病率將呈上升趨勢。塵肺病是一種慢性職業病,直接影響到煤炭事業的發展。

　　3.礦井煤(巖)塵對環境污染

　　煤炭堆放在地面后水分逐漸減少遇風就會產生煤塵飛揚;汽車運輸也會產生大量的煤塵飛揚;地面生產系統各個轉載點,裝卸車時都會產生大量的煤塵;主要抽風機排出的風量中含有大量的粉塵和有害氣體。這些都會對四周環境造成嚴重污染,特別是對四周的植被、居民、水體、動植物養殖等造成一定的危害。

　　(二)粉塵引起的常見職業病

　　粉塵引起礦工常見的職業病有矽肺、煤矽肺、煤肺、噪聲性耳聾、CO中毒、H2S中毒等。煤礦井下工人因噪聲、振動、不良照明、異常作業條件(高溫、高濕、低溫)等造成的職業性多發病有上呼吸道感染、風濕性病、腰腿痛、急慢性胃炎、消化性潰瘍、高血壓病、化濃性皮膚病、紅眼病等。

　　三、煤炭企業窒息危害

　　在正常情況下,地面空氣是由氮氣(78%)、氧氣(20.96%)、二氧化碳(0.04%)組成。人離開氧氣不能生存,最有利于人呼吸的氧氣濃度為20.9%左右。假如氧氣濃度低于17%,工作起來呼吸感到困難,心跳加快,呼吸深度增加,并引起喘息,氧氣降至8%～10%時,幾分鐘就死亡。因此,《煤礦安全規程》規定井下氧氣濃度不得低于20%。

　　(1)廢棄的老巷、盲巷中易發生窒息事故。(2)正在使用的采掘巷道或工作面由于停風或供風不足,煤、巖體內涌出的有害氣體逐漸增加,使氧氣減少,造成窒息。(3)封閉或未封閉的采空區由于無風或風騷甚微,其間有限的氧氣與其他物質化合,造成有害氣體增高或溢出而發生窒息事故。(4)斷層帶、裂縫裂隙等是氣體的良好通道和積存場所,當采掘空間無風或透風不良時,圍巖(煤)中的有害氣體便會積聚在這些空間里,造成氧含量下降,假如人誤進其中將缺氧窒息。(5)與老塘、老巷掘透時,老塘、老巷內的有害氣體涌出,而發生窒息事故。(6)長時間循環風,使工作面空間的有害氣體逐漸增加,氧氣減少,造成窒息。

　　死亡。(7)不透風的井筒、儲煤倉、水井和小眼易造成缺氧窒息事故,由于井內物質的氧化和有害氣體的涌出,形成缺氧窒息區。(8)發生爆炸和火災事故時,四周空氣中的氧含量急劇減少,窒息和中毒事故一般同時發生。

　　四、煤炭企業其他危害因素及有毒有害物質

　　煤炭企業其他危險因素主要有透水、爆破、觸電、冒頂片幫、提升運輸事故等,這些危險因素如平時治理不善,事故隱患不能及時排出將會造成職員傷亡傷害及財產損失。煤炭企業其它有毒有害物質主要有固體廢棄物、灰渣、矸石及生活垃圾等。這些固體廢棄物如處置不當將會帶來侵占田地、造成二次污染并影響人的身體健康。應該予以重視。另外,部分煤層、夾矸、頂底板中往往含有鍺、鎵、鈾、釷、釩、氯、砷、氟、TNT、鉛、苯、汞等對人身有毒有害的物質,對它們的含量需要進一步研究,假如大于臨界值時必須制定保護措施。

　　分析研究煤炭企業職業危害因素,查找職業危害產生的原因,制定相應的對策措施,有助于改善勞動條件預防職業病的發生、保護勞動者健康和進步勞動效率,促進煤炭企業健康穩步發展。

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