煤炭企業(yè)職業(yè)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(chǎn)生各種危害,由于主要是在生產(chǎn)過程中造成的,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)由于本身條件較差,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,例如未及時對有毒有害氣體產(chǎn)生的地點進(jìn)行檢測、廢舊巷道不及時密閉等,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)對人體的危害,防止有毒有害物質(zhì)對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)濃度超過臨界值時,就會對人體產(chǎn)生危害,有時還會發(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(jìn)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(dāng)濃度達(dá)5%時,使人呼吸困難、耳鳴;達(dá)到10%時使人頭昏昏迷;達(dá)到20%~25%時會使人快速死亡。礦井最高允許濃度為1.5%。
二氧化碳的主要來源有:有機物的氧化;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期連續(xù)放出CO2甚至在極短時間內(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(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%時具有爆炸性。CO是一種對血液、神經(jīng)有害的毒物。CO隨空氣吸入體內(nèi)后,通過肺泡進(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3600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(yán)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(jìn)入體內(nèi)的H2S在肺泡內(nèi)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(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(xì)胞血素酶三價鐵結(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(nèi)咳嗽、胸部發(fā)痛;含量0.01%時,劇烈咳嗽、嘔吐、神經(jīng)系統(tǒng)麻木;含量0.025%時,短時間即可死亡。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。同時對煤礦井下的主要機電設(shè)備有較強的腐蝕性,影響其性能和壽命。當(dāng)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(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生產(chǎn)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)或爆炸事故時產(chǎn)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產(chǎn)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(qū)內(nèi),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?br />
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。
瓦斯本身無毒,但不能供人呼吸,空氣中瓦斯?jié)舛仍黾訒鄬档涂諝庵醒醯暮?。?dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)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(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,它們會對周圍大氣環(huán)境產(chǎn)生污染,也是影響安全生產(chǎn)的危險、有害因素之一。