矿井空气中有害气体对人体的危害与防治

钱 洁

(山西科林矿山检测技术有限责任公司，山西 阳泉 045000)

引言

我国资源丰富，尤其是煤炭和金属矿产资源对国家经济发展起到关键作用。资源挖掘工作承担着资源开采的总量，而我国的矿井数量巨大，从业者数十万人，在关注资源开采的同时，其健康问题成为行业内最重视的问题之一。从调查发现，在矿井长期工作导致的疾病人数比例逐年提高，患尘肺病、肠胃病等心肺、肠胃疾病的从业者比例占据绝大多数，死亡病例更是不胜枚举，由此可见，加强矿井空气的治理工作势在必行，不容忽视。

一、常见矿井气体及有害物质

矿井空气的成分和性质非常复杂，包含了多种物质，如地表新鲜空气、作业中产生的水气、各种有害物质等。一般矿井中的空气含量特点是氧气偏少，其他气体大幅增加，常见的有CH4，CO2，CO，H2S，NO2，SO2，H2等，其中威胁最大的是CO，NO，SO，H2S等，这些气体对人体都是有较大危害的，长期生活和工作在这种环境下会极大影响人的身体健康。

1.CO(一氧化碳)

一氧化碳在矿井气体中占据较大比例，由于其无色无味，难以发现，人体会在毫无感觉的情况下出现中毒症状，乃至失去知觉，造成严重后果。日常生活中的煤气中毒就一氧化碳引起的，需要用专业仪器进行检测。这种有害气体产生来源地下爆破过程，当一氧化碳浓度超标时，人体供氧系统受到阻碍，导致窒息死亡。

在矿井作业时如果出现头晕、恶心和头痛的症状，要注意可能是有害气体引起，如果不及时处理，或者是通风呼吸新鲜空气，就可能会失去知觉，甚至死亡。中毒的症状严重程度和有害气体的浓度、接触的时间、自身体质和呼吸系统有密切联系。

目前我国的矿山相关规定已经说明，矿井空气中的一氧化碳含量应<30mg/m。(24ppm)；在正常爆破下后，应加强通风机运转，在一氧化碳浓度未降到0.02%以下，不允许进入矿井进行作业，即使达到相关标准，也应继续通风。

2.H2S(硫化氢)

硫化氢较为容易分辨，其气体味道臭鸡蛋气味，其浓度超标后可带来易爆炸和燃烧的后果。长期接触能刺激人体的各个器官，如眼、鼻、喉、呼吸道等，浓度较高情况下会引起头痛、呼吸障碍等等，严重的可能丧失知觉，甚至死亡。硫化氢主要来源于腐蚀物体，如废水、废有机物等；部分矿物在开采中会释放硫化氢；矿物氧化和燃烧。通常矿井中的硫化氢含量不得超过10mg/m0(6.6ppm)。

3.SO2(二氧化硫)

二氧化硫的刺激性较强，溶于水会产生弱酸，通常在浓度超标情况下很容易嗅到硫磺味，对人体的五官和呼吸道有强烈刺激作用，初期症状为咳嗽、头痛、支气管发炎等，严重时会导致肺水肿和肺心病。

4.氮氧化物

矿井气体中含量较多的还有各种氮氧化物，最为典型的是NO2，这种气体较高浓度时会产生强烈窒息性；遇水生产硝酸，具有较强腐蚀性，高浓度情况下可刺激人体皮肤。要尽量避免在氮氧化物超标下工作，有很多案例表明肺水肿主要源于这种有害气体。氮氧化物的产生主要是爆破环节和设备废气。

5.氨气(NH4)

主要来源于爆破和水灭火等工作，部分特殊岩石也会释放氨气。这种气体对人体的皮肤和呼吸道都有较大的刺激，可引起局部水肿。

6.氢气(H2)

主要来源于矿井蓄电池充电所产生的氢气，矿产中也可释放氢气。氢气最危险在于易爆炸，当浓度达到较低含量(4%)，就有爆炸的危险，因此应严格控制矿井空气的氢气含量。

二、矿井空气的预防措施

1.实时监测

矿井中应建立完善的监测体系，具备实时性、及时性和准确性。对工作作业区、采空区等区域重点监测，采用先进的监控和监测系统，保证传感器的正常运行。实时监测矿井中有害气体的浓度，一旦出现浓度超标，应马上进行处理，确保空气的清洁度。针对监测的死角以及老区要重点监控，往往这些区域会成为监控的疏忽点，如气体扩散、人员误入等等。

2.及早预防

由于大多数的有害气体都是源于作业时产生，如爆破、设备运转产生的废气，针对上述情况应做好预防工作，主要措施包括加强明火管控，除了爆破外尽量减少火源，可大幅降低有害气体的产生；爆破是产生各种有害气体的主要原因，尽量使用无污染、无害的高质量炸药或先进爆破技术；封闭老空区，避免有毒气体扩散以及人员进入。同时应做好有害气体的治理预案，对各种问题能够做到及时处理。

3.加强通风

矿井通风是矿井排除有害气体的主要手段，因此应建立有效的通风系统，保证通风量和风速，能在最短时间内稀释有害气体，推动气体排除矿井，从而将危害降到最低。在生产过程中应随时检查通风系统各项指标和功能，确保系统高效运转，包括通风设备、通风口和通风点位，做到科学合理的设计，最大程度上发挥通风的效果。

4.应急措施

即使是采取了必要的通风等措施，但无法完全将有害气体排除，空气中依然存在有害气体，因此存在作业人员中毒的情况，针对这种情况应做好应急措施，准备救援方案，确保工作的安全性和救护的及时性。此外，要建立科学的工作制度，作业时间要严格限制，每人每天工作时间不能超出安全阈值，定期对从业人员进行体检，确保有害气体对人体健康的危害降到最低。

三、矿井通风系统的治理措施

1.矿井通风系统优化

矿井空气的防治主要依赖于通风系统，它是通过机械或自然风压来实现新鲜空气的输出，一般来说通风机是非常重要的设备之一，对于较深矿井或者是结构复杂的矿井可采用通风机。同时借助井下的风点、风口实现连续传输，从而为矿井提供新鲜空气，实现空气流通，降低环境温度等等功能。通风系统应科学、合理，由于其涉及到复杂的空气流动学，在设计上应结合矿井的结构、地表风量和方向来科学优化矿井通风系统。

2.应选择合理的通风机

通风机的性能决定了通风的效果，如通风量、通风流动速度等，在选择注意型号、转速和电动机，要具备安全可靠、技术先进以及经济效益等优点。通风系统以及设备应定期检查，随着矿井的深入，矿井结构会发生改变，为了保证通风质量，应采用更先进和高效设备，确保通风效果。

3.定期检查通风系统

通风系统承担着整个矿井空气循环，关系着安全生产和人身健康，其稳定性和完善性、可靠性要认真对待。但随着矿井结构发生变化，如开采强度和深度延伸等原因，矿井会出现诸多问题，如部分区域气体含量超标。因此要做好定期检查，检测矿井通风系统存在的不足，提高矿井的通风能力。

结束语：综上所述，矿井作业的环境较为恶劣，矿井气体严重威胁到从业者的生存工作环境，轻者会出现各种症状，危害到人体健康，严重的会导致死亡。鉴于每年都发生若干矿井安全事故，为此应加强矿井有害气体治理工作，一方面从源头上减少有害气体的排放量，一方面要加强有害气体的治理，采取必要的补救措施，建立完善的矿井通风系统，才能有效保障矿井工作人员的人身健康。