煤炭企業(yè)職業(yè)危害因素分析與防范

連國(guó)楨

摘要:煤炭企業(yè)職業(yè)危害因素是指礦工在不良的勞動(dòng)條件下長(zhǎng)期工作而造成的健康損害。分析研究煤炭企業(yè)職業(yè)危害因素,查找職業(yè)危害產(chǎn)生的原因,制定相應(yīng)的對(duì)策措施,有助于改善勞動(dòng)條件預(yù)防職業(yè)病的發(fā)生、保護(hù)勞動(dòng)者健康和提高勞動(dòng)效率,促進(jìn)煤炭企業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞:煤炭企業(yè);職業(yè)危害;定量分析

中圖分類號(hào):DF529

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1673-291X(2009)21-0099-03

煤炭企業(yè)職業(yè)危害因素是指礦工在不良的勞動(dòng)條件下長(zhǎng)期工作而造成的健康損害,不良的勞動(dòng)條件對(duì)人體健康可以產(chǎn)生各種危害,由于主要是在生產(chǎn)過(guò)程中造成的,所以統(tǒng)稱為職業(yè)危害,煤炭企業(yè)工業(yè)領(lǐng)域極為廣泛。從地質(zhì)勘探到煤層開采,從洗煤加工到綜合利用,任何一個(gè)環(huán)節(jié)或工序都有可能造成職業(yè)性危害(本分析主要分析井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境危害)。

煤炭企業(yè)的作業(yè)環(huán)境大部分在井下,井下作業(yè)由于本身?xiàng)l件較差,有毒有害氣體和物質(zhì)比較多,如果管理不善,未采取有效的保護(hù)措施,例如未及時(shí)對(duì)有毒有害氣體產(chǎn)生的地點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)、廢舊巷道不及時(shí)密閉等,就有可能造成人員中毒、窒息事故的發(fā)生。因此,了解和掌握煤礦井下有毒有害物質(zhì)對(duì)人體的危害,防止有毒有害物質(zhì)對(duì)人體的危害和中毒事故的發(fā)生,是非常必要的,礦井中有毒有害氣體物質(zhì)有些是成煤過(guò)程中生成的,存在于煤體裂隙、孔隙中;有些物質(zhì)存在于煤層、頂、底板巖石或其他物質(zhì)中。當(dāng)這些有毒有害氣體和物質(zhì)濃度超過(guò)臨界值時(shí),就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害,有時(shí)還會(huì)發(fā)生爆炸危及礦井安全生產(chǎn),造成人員傷亡和設(shè)施設(shè)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(wú)色略帶酸臭味的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.52,易溶于水,常積聚于巷道的底部和下山的掘進(jìn)頭。CO₂不助燃也不能供人呼吸,有微毒,對(duì)呼吸有刺激作用,肺部含量增加會(huì)使血液酸度變大,刺激呼吸中樞。當(dāng)濃度達(dá)5%時(shí),使人呼吸困難、耳鳴;達(dá)到10%時(shí)使人頭昏昏迷;達(dá)到20%～25%時(shí)會(huì)使人快速死亡。礦井最高允許濃度為1.5% 。

二氧化碳的主要來(lái)源有:有機(jī)物的氧化;人員的呼吸;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(nèi)火災(zāi);煤炭自燃;瓦斯、煤塵爆炸均能產(chǎn)生大量的CO₂。此外,有的煤層或巖層能長(zhǎng)期連續(xù)放出CO₂甚至在極短時(shí)間內(nèi)大量噴出粉煤(巖)和CO₂,造成嚴(yán)重的破壞性事故。

2.一氧化碳(CO)

CO是無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)刺激性的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.967,幾乎不溶于水。但易溶于氨水,與酸、堿不起反應(yīng),只能被活性炭少量吸附。在空氣中燃燒呈藍(lán)色火餡,當(dāng)與空氣混合達(dá)到12.5%～80%時(shí)具有爆炸性。CO是一種對(duì)血液、神經(jīng)有害的毒物。CO隨空氣吸入體內(nèi)后,通過(guò)肺泡進(jìn)入血液,并于血液中的血紅蛋白結(jié)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(jī)體缺氧越嚴(yán)重,中毒程度也越重。煤礦井下,勞動(dòng)強(qiáng)度大,高溫、高濕和其他有毒、有害物同時(shí)存在,會(huì)使中毒的程度加重。井下CO最高允許濃度為0.0024%。

煤礦井下的CO多存在于采空區(qū)、密閉巷道等處。爆破作業(yè)、煤炭自燃、發(fā)生火災(zāi)或瓦斯、煤塵爆炸都能生成CO,往往造成人員中毒死亡。

3.硫化氫(H₂S)

H₂S是一種無(wú)色、帶有臭雞蛋氣味的氣體。易溶于水,對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.19。進(jìn)入體內(nèi)的H₂S在肺泡內(nèi)很快就被血液吸收,氧化成無(wú)毒的硫鹽,但未被氧化的H₂S則發(fā)生毒害作用。H₂S也很容易溶于黏膜表面的水分中,與鈉離子結(jié)合成硫化鈉,對(duì)黏膜有強(qiáng)烈刺激作用,可引起眼炎及呼吸道炎癥,甚至肺水腫。H₂S對(duì)人體全身的致毒作用在于它和氧化型細(xì)胞血素酶三價(jià)鐵結(jié)合,使酶失去作用,影響細(xì)胞氧化,造成人體組織缺氧,空氣中H₂S濃度過(guò)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。礦井最高允許濃度為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(jī)物腐爛所產(chǎn)生的,有些煤體也能釋放出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(duì)空氣的相對(duì)密度為1.448,極易溶于水。二氧化氮對(duì)眼、鼻腔、呼吸器官粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用,特別是對(duì)肺組織起破壞作用,含量0.0066%時(shí),短時(shí)間內(nèi)咳嗽、胸部發(fā)痛;含量0.01%時(shí),劇烈咳嗽、嘔吐、神經(jīng)系統(tǒng)麻木;含量0.025%時(shí),短時(shí)間即可死亡。它比SO₂和NO危害更甚,嚴(yán)重者導(dǎo)致肺氣腫,甚至死亡。礦井最高允許濃度為0.00025%。

礦內(nèi)爆破作業(yè)會(huì)產(chǎn)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?yàn)闊o(wú)色氣體,具有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味,對(duì)空氣的相對(duì)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;在潮濕的礦內(nèi),能與空氣中水分子結(jié)合緩慢形成H₂SO₂或H₂SO₂,使其刺激作用更強(qiáng)。同時(shí)對(duì)煤礦井下的主要機(jī)電設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性,影響其性能和壽命。當(dāng)空氣中濃度為0.3～1PPm時(shí),健康人可由嗅覺(jué)感知,使呼吸道輕度收縮,呼氣受阻;4～6PPm時(shí),則對(duì)鼻咽及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激作用;長(zhǎng)時(shí)間在5～10PPm的環(huán)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(jié)果,可導(dǎo)致肺氣腫和支氣管炎哮喘。吸入高濃度的SO₂空氣,可引起急性支氣管炎,發(fā)生聲門水腫和呼吸道麻痹,濃度400～500PPm時(shí)可立即危及生命。礦井最高允許濃度為0.0005%。

礦內(nèi)含硫礦物氧化,燃燒及在含硫礦物中爆破都會(huì)生產(chǎn)SO₂。含硫礦層也涌出SO₂。

6.氨氣(NH₂)

氨氣是一種無(wú)色有劇毒的氣體,對(duì)空氣相對(duì)密度為0.9,易溶于水,對(duì)人體有毒害作用。礦井最高允許濃度為0.004%。主要在礦內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)產(chǎn)生。

7.氫氣(H₂)

氫氣是一種無(wú)色無(wú)味、具有爆炸性的氣體,礦井安全允許濃度為0.5%。它是在礦井火災(zāi)或爆炸事故中及井下充電硐室均會(huì)產(chǎn)生。

8.氮?dú)?N₂)

氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的惰性氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.97,不助燃也不能供人呼吸。在正常情況下,氮?dú)鈱?duì)人體無(wú)害,但有窒息性。

在廢棄的舊巷道或隔離火區(qū)內(nèi),可積存大量的氮?dú)?從而使氧濃度相對(duì)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)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(qiáng),為空氣的1.6倍,很容易擴(kuò)散。因此,封閉在采空區(qū)內(nèi)的瓦斯,仍能不斷地滲透到礦內(nèi)空氣中,從而增加空氣中的瓦斯?jié)舛取?/p>

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(xué)性質(zhì):惰性極大,它只能與鹵元素相化合。

瓦斯本身無(wú)毒,但不能供人呼吸,空氣中瓦斯?jié)舛仍黾訒?huì)相對(duì)降低空氣中氧的含量。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到40%時(shí),因缺乏氧氣會(huì)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(dá)到一定的濃度后,遇火能燃燒或爆炸。

礦井最高允許濃度為1%。

10.地面生產(chǎn)系統(tǒng)殘存有害氣體

地面煤堆、矸石山自燃也會(huì)產(chǎn)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(huì)對(duì)周圍大氣環(huán)境產(chǎn)生污染,也是影響安全生產(chǎn)的危險(xiǎn)、有害因素之一。

二、生產(chǎn)性粉塵的危害及常見(jiàn)的職業(yè)病

(一)生產(chǎn)性粉塵(煤塵)危害

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

1.煤塵爆炸危害

煤塵爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件:煤塵本身具有爆炸性;浮游在空氣中的煤塵達(dá)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(gè)條件上加以預(yù)防。煤塵爆炸將會(huì):(1)生成有害氣體。煤塵爆炸后產(chǎn)生2%～4%的CO,其濃度高達(dá)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(chǎn)生高溫。據(jù)測(cè)定,煤塵爆炸火焰的溫度達(dá)1 600℃～1 900℃。煤塵爆炸時(shí)釋放出來(lái)的熱量,按理論計(jì)算在爆炸時(shí)產(chǎn)生的氣體可達(dá)到2 300℃～2 500℃。(3)產(chǎn)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距離的增加而跳躍式地增加。在煤塵爆炸過(guò)程中,如遇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(xù)爆炸時(shí),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(yán)重。

2.礦井煤(巖)塵對(duì)人體的危害

粉塵一方面被作業(yè)場(chǎng)所的工作人員通過(guò)呼吸系統(tǒng)等進(jìn)入人體,而引起以肺組織彌漫性、纖維化病變?yōu)橹鞯娜硇约膊?即塵肺。另一方面微細(xì)粉塵通過(guò)井下風(fēng)流由井下排入大氣對(duì)大氣造成污染。微細(xì)顆粒是傳播細(xì)菌、病毒最有效的途徑,對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)都有很大的影響。

中國(guó)職業(yè)危害十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)有50多萬(wàn)個(gè)廠礦存在不同程度的職業(yè)危害,接觸粉塵、毒物和噪聲等職業(yè)危害的職工在2 500萬(wàn)人以上。近年來(lái),每年新發(fā)職業(yè)病例數(shù)均在萬(wàn)例以上,且逐年上升,增長(zhǎng)率超過(guò)10%。根據(jù)衛(wèi)生部的統(tǒng)計(jì),截至2007年底,全國(guó)累計(jì)發(fā)生塵肺病人50多萬(wàn)例,疑似塵肺者60多萬(wàn)例。隨著機(jī)械化程度的提高,采、掘工作面煤塵、粉塵濃度大有增高之勢(shì),危害程度增加,如果防治不力,患病率將呈上升趨勢(shì)。塵肺病是一種慢性職業(yè)病,直接影響到煤炭事業(yè)的發(fā)展。

3.礦井煤(巖)塵對(duì)環(huán)境污染

煤炭堆放在地面后水分逐漸減少遇風(fēng)就會(huì)產(chǎn)生煤塵飛揚(yáng);汽車運(yùn)輸也會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵飛揚(yáng);地面生產(chǎn)系統(tǒng)各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn),裝卸車時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵;主要抽風(fēng)機(jī)排出的風(fēng)量中含有大量的粉塵和有害氣體。這些都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染,特別是對(duì)周圍的植被、居民、水體、動(dòng)植物養(yǎng)殖等造成一定的危害。

(二)粉塵引起的常見(jiàn)職業(yè)病

粉塵引起礦工常見(jiàn)的職業(yè)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(dòng)、不良照明、異常作業(yè)條件(高溫、高濕、低溫)等造成的職業(yè)性多發(fā)病有上呼吸道感染、風(fēng)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(yè)窒息危害

在正常情況下,地面空氣是由氮?dú)?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。如果氧氣濃度低于17%,工作起來(lái)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(shí),幾分鐘就死亡。因此,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定井下氧氣濃度不得低于20%。

(1)廢棄的老巷、盲巷中易發(fā)生窒息事故。(2)正在使用的采掘巷道或工作面由于停風(fēng)或供風(fēng)不足,煤、巖體內(nèi)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(qū)由于無(wú)風(fēng)或風(fēng)流甚微,其間有限的氧氣與其他物質(zhì)化合,造成有害氣體增高或溢出而發(fā)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(chǎng)所,當(dāng)采掘空間無(wú)風(fēng)或通風(fēng)不良時(shí),圍巖(煤)中的有害氣體便會(huì)積聚在這些空間里,造成氧含量下降,如果人誤入其中將缺氧窒息。(5)與老塘、老巷掘透時(shí),老塘、老巷內(nèi)的有害氣體涌出,而發(fā)生窒息事故。(6)長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)風(fēng),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)不通風(fēng)的井筒、儲(chǔ)煤倉(cāng)、水井和小眼易造成缺氧窒息事故,由于井內(nèi)物質(zhì)的氧化和有害氣體的涌出,形成缺氧窒息區(qū)。(8)發(fā)生爆炸和火災(zāi)事故時(shí),周圍空氣中的氧含量急劇減少,窒息和中毒事故一般同時(shí)發(fā)生。

四、煤炭企業(yè)其他危害因素及有毒有害物質(zhì)

煤炭企業(yè)其他危險(xiǎn)因素主要有透水、爆破、觸電、冒頂片幫、提升運(yùn)輸事故等,這些危險(xiǎn)因素如平時(shí)管理不善,事故隱患不能及時(shí)排出將會(huì)造成人員傷亡傷害及財(cái)產(chǎn)損失。煤炭企業(yè)其它有毒有害物質(zhì)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(dāng)將會(huì)帶來(lái)侵占田地、造成二次污染并影響人的身體健康。應(yīng)該予以重視。另外,部分煤層、夾矸、頂?shù)装逯型墟N、鎵、鈾、釷、釩、氯、砷、氟、三硝基甲苯、鉛、苯、汞等對(duì)人身有毒有害的物質(zhì),對(duì)它們的含量需要進(jìn)一步研究,如果大于臨界值時(shí)必須制定保護(hù)措施。

分析研究煤炭企業(yè)職業(yè)危害因素,查找職業(yè)危害產(chǎn)生的原因,制定相應(yīng)的對(duì)策措施,有助于改善勞動(dòng)條件預(yù)防職業(yè)病的發(fā)生、保護(hù)勞動(dòng)者健康和提高勞動(dòng)效率,促進(jìn)煤炭企業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。

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[責(zé)任編輯 陳丹丹]