防塵標準化對煤礦粉塵防治的促進作用分析

李德文，鄭 磊，許圣東，鄧仕靚

(中煤科工集團重慶研究院有限公司，重慶市沙坪壩區(qū)，400037)

0 引言

近年來，隨著我國煤礦采掘機械化水平的提高，采掘過程中粉塵產(chǎn)生量也成倍增加，以綜采工作面為例，未采取防塵措施時，綜采工作面的總粉塵質(zhì)量濃度可達4 000 mg/m3，呼吸性粉塵質(zhì)量濃度可達1 100 mg/m3[1]。煤礦高濃度的粉塵不僅會加速設備的磨損、縮短設備的使用壽命，而且易引發(fā)塵肺病，危害作業(yè)人員健康，并帶來粉塵爆炸危險，威脅礦井安全生產(chǎn)。在粉塵、噪聲、高溫高濕、有毒有害氣體等煤礦主要職業(yè)健康危害因素中，粉塵危害已成為最主要的職業(yè)危害。根據(jù)國家衛(wèi)健委通報的數(shù)據(jù)，截至2020年底，我國累計報告職業(yè)病101.1萬例，其中職業(yè)性塵肺病90.3萬例，約占報告職業(yè)病病例的90%。在職業(yè)性塵肺病病例中，非常大一部分來自于煤礦[2-3]。

標準作為一種共同使用和重復使用的規(guī)范性文件，在經(jīng)濟和社會活動中起到技術(shù)和管理依據(jù)的作用，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、創(chuàng)新技術(shù)的市場化具有重要意義[4]。標準化是指為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對現(xiàn)實問題或潛在問題制定共同使用和重復使用條款的活動。我國高度重視標準和標準化體系的建設，在煤炭行業(yè)設有全國煤炭標準化技術(shù)委員會、煤炭行業(yè)煤礦專用設備標準化技術(shù)委員會和煤炭行業(yè)煤礦安全標準化技術(shù)委員會[5]，其中粉塵防治方面的標準歸煤炭行業(yè)煤礦安全標準化技術(shù)委員會管理和組織制定。盡管相繼出臺了一系列防塵標準、建立了煤礦防塵標準化體系，但標準的最大效能仍未得到充分發(fā)揮，我國粉塵職業(yè)危害的形勢仍然不容樂觀[6]，塵肺病發(fā)病人數(shù)居高不下，需要從頂層規(guī)劃和實際出發(fā)，進一步梳理、完善防塵領域的標準及標準化體系。

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和煤炭工業(yè)總體水平的不斷提高，國家、企業(yè)、個人等各個層面越來越重視職業(yè)健康保護，減少職業(yè)危害將是未來很長時間內(nèi)的工作重點。習近平總書記在全國衛(wèi)生與健康大會上強調(diào)，“加強安全生產(chǎn)工作，推進職業(yè)病危害源頭治理”，并多次對塵肺病等職業(yè)病防治工作作出重要指示。2018年12月，孫春蘭副總理在職業(yè)病防治工作推進會上要求，要嚴格監(jiān)測報告制度，拓展監(jiān)測范圍，將監(jiān)測病種擴大到全部職業(yè)性塵肺和發(fā)病較多的化學中毒等易發(fā)多發(fā)職業(yè)??；監(jiān)測點也要從地(市)延伸到縣(區(qū))，實現(xiàn)全覆蓋；并要求把可能危及職業(yè)健康的因素納入到監(jiān)測范圍。因此，防塵標準及標準化體系需要不斷健全與完善，滿足煤礦防塵發(fā)展趨勢的新要求，使其在煤礦防塵領域中更好地發(fā)揮標準作用，促進煤炭工業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展。

1 煤礦粉塵防治技術(shù)現(xiàn)狀

煤礦粉塵防治技術(shù)從專業(yè)領域上可以劃分為粉塵檢測、防塵技術(shù)、煤塵抑隔爆技術(shù)、作業(yè)環(huán)境安全及個體防護4個方向。

1.1 粉塵檢測

粉塵檢測的主要內(nèi)容包括粉塵質(zhì)量濃度、粉塵粒度分布以及粉塵中游離二氧化硅含量。粉塵質(zhì)量濃度是指每立方米空氣中所含粉塵的質(zhì)量。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對于游離二氧化硅含量小于10%的煤塵，時間加權(quán)平均容許濃度總粉塵不超過4 mg/m3，呼吸性粉塵不超過2.5 mg/m3。目前檢測粉塵質(zhì)量濃度常見的儀器有粉塵采樣器、直讀式測塵儀和粉塵質(zhì)量濃度傳感器。粉塵采樣器采用濾膜分離出氣流中的粉塵，測試方法的準確性較高，常用作粉塵質(zhì)量濃度的標定；直讀式測塵儀可實現(xiàn)粉塵質(zhì)量濃度的快速讀取，但受環(huán)境因素干擾較大，測量結(jié)果誤差較大[7]；粉塵質(zhì)量濃度傳感器利用光散射原理或靜電感應原理實現(xiàn)對粉塵的連續(xù)監(jiān)測，誤差小于10%[8]。粉塵粒度分布指不同粒徑粉塵的質(zhì)量占粉塵總質(zhì)量的百分數(shù)，常用的檢測儀器為基于光散射原理的激光粒度分析儀。粉塵中游離二氧化硅含量的測試方法主要有焦磷酸法和紅外分光光度法2種。

1.2 防塵技術(shù)

防塵技術(shù)根據(jù)煤礦作業(yè)地點可分為采掘工作面防塵、錨噴工作面防塵、運輸轉(zhuǎn)載防塵等。采掘工作面防塵包括采煤工作面防塵和掘進工作面防塵，采煤工作面防塵技術(shù)主要有煤層注水減塵、采煤機塵源跟蹤噴霧降塵、采煤機高壓噴霧控降塵、移架及放煤高壓噴霧降塵、采煤機機身除塵器抽塵凈化、液壓支架捕塵導塵等[9-10]；掘進工作面防塵技術(shù)主要有煤層注水減塵、高壓噴霧降塵、長壓短抽通風除塵、泡沫降塵等。針對錨噴工作面噴漿和上料2個工序的粉塵，主要采用密閉控塵和除塵器抽塵的防塵措施，可有效降低噴漿作業(yè)時的粉塵。在運輸轉(zhuǎn)載防塵方面，采用觸控自動噴霧降塵、定時自動噴霧降塵和超限自動噴霧降塵技術(shù)和密閉抽塵技術(shù)。

1.3 煤塵抑隔爆技術(shù)

煤塵抑隔爆技術(shù)按技術(shù)原理可分為主動式抑隔爆技術(shù)和被動式隔爆技術(shù)[11]。主動式抑隔爆技術(shù)通過對爆炸信號的超前探測，主動噴灑干粉、水或者惰性氣體等抑爆劑來阻斷爆炸傳播，如機載式自動噴粉抑爆裝置、巷道式自動噴粉抑爆裝置等；被動式隔爆技術(shù)通過煤塵爆炸產(chǎn)生的沖擊波來拋撒消焰劑來阻止爆炸傳播，如隔爆巖粉棚、隔爆水槽、隔爆水袋、機械式隔爆裝置等措施。

1.4 作業(yè)環(huán)境安全及個體防護

作業(yè)環(huán)境安全及個體防護方面，利用傳感器對溫度、濕度、噪聲等環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測，在粉塵危害方面采用個體防護裝置對作業(yè)人員進行保護，如自吸過濾式防塵口罩和主動濾塵送風式防塵口罩[12]。

2 粉塵防治標準化體系建設現(xiàn)狀

2.1 粉塵防治標準化體系內(nèi)容

粉塵防治標準化體系全面覆蓋了粉塵檢測、防塵技術(shù)、煤塵抑隔爆技術(shù)、作業(yè)環(huán)境安全及個體防護等內(nèi)容，標準類別上可分為管理、技術(shù)和產(chǎn)品3類，如圖1所示。

圖1 粉塵防治標準化體系

(1)管理類標準有4項，分別為：《煤礦生產(chǎn)場所空氣中全塵控制濃度的規(guī)定》(MT 200-86)、《生產(chǎn)性粉塵作業(yè)危害程度分級》(GB 5817-1986)、《粉塵防爆術(shù)語》(GB/T 15604-1995)、《煤粉生產(chǎn)防爆安全技術(shù)規(guī)范》(MT/T 714-1997)，制定時間都為20世紀八九十年代，其中《煤礦生產(chǎn)場所空氣中全塵控制濃度的規(guī)定》(MT 200-86)、《生產(chǎn)性粉塵作業(yè)危害程度分級》(GB 5817-1986)2項標準已廢止，而《粉塵防爆術(shù)語》(GB/T 15604-1995)被《粉塵防爆術(shù)語》(GB/T 15604-2008)所替代，《煤粉生產(chǎn)防爆安全技術(shù)規(guī)范》仍為現(xiàn)行標準。

(2)技術(shù)類標準共有20余項，主要集中在粉塵檢測、防塵技術(shù)、煤塵隔抑爆技術(shù)領域。粉塵檢測方面，以煤炭行業(yè)標準為主，如《粉塵濃度和分散度測定方法》(MT 79-1984)、《煤礦井下用巖粉和浮塵成分測定方法》(MT/T 158 -1987)、《煤礦粉塵粒度分布測定方法(質(zhì)量法)》(MT 422-1996)、《煤礦粉塵真密度測定方法》(MT/T 713-1997)，其中《煤礦粉塵粒度分布測定方法(質(zhì)量法)》(MT 422-1996)已升級為《煤礦粉塵粒度分布測定方法》(GB/T 20966-2007)。防塵技術(shù)方面，包括煤炭和安全2類行業(yè)標準，如與煤層注水相關(guān)的標準有《長鉆孔煤層注水方法》(MT 501-1996)、《煤層注水可注性鑒定方法》(MT/T 1023-2006)，與高壓噴霧降塵相關(guān)的標準有《煤礦采掘工作面高壓噴霧降塵技術(shù)規(guī)范》(AQ 1021-2006)。抑隔爆技術(shù)方面，大多數(shù)為國家標準，且都在1996年發(fā)行，如《粉塵云爆炸下限濃度測定方法》(GB/T 16425-1996)(被《粉塵云爆炸下限濃度測定方法》(GB/T 16425-2018)替代)、《粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法》(GB/T 16426-1996)、《粉塵層電阻率測定方法》(GB/T 16427-1996)(被《粉塵層電阻率測定方法》(GB/T 16427-2018)替代)、《粉塵云最小著火能量測定方法》(GB/T 16428-1996)、《粉塵云最低著火溫度測定方法》(GB/T 16429-1996)、《粉塵層最低著火溫度測定方法》(GB/T 16430-1996)(被《粉塵層最低著火溫度測定方法》(GB/T 16430-2018)替代)。另外，《煤塵爆炸性鑒定規(guī)范》(AQ 1045-2007)規(guī)定了煤層有無煤塵爆炸性的測試裝置及方法，《甲烷煤塵混合物爆炸下限濃度測定方法》(MT/T 836-1999)規(guī)定了甲烷煤塵混合物爆炸下限的測試裝置及方法。

(3)產(chǎn)品類標準共有20余項，分別對粉塵檢測儀器、降除塵設備、抑隔爆裝置等各類產(chǎn)品進行了規(guī)范。粉塵采樣器的標準有《粉塵采樣器檢定裝置通用技術(shù)條件》(MT/T 502-2020)，粉塵濃度傳感器的標準有《煤礦用粉塵濃度傳感器》(MT/T1102-2009)，除塵器的標準有《礦用除塵器通用技術(shù)條件》(MT/T 159-2019)、《煤礦用袋式除塵器》(AQ 1022-2006)，噴嘴的標準有《煤礦降塵用噴嘴通用技術(shù)條件》(MT/T 240-1997)，電磁閥的標準有《礦用防爆電磁閥通用技術(shù)條件》(MT/T 715-1997)，隔爆裝置的標準有《煤礦用自動隔爆裝置通用技術(shù)條件》(MT/T 694-1997)等。

從粉塵防治標準化體系內(nèi)容上看，管理類標準數(shù)量較少，制定時間相對陳舊，且一半的標準已廢止；技術(shù)類和產(chǎn)品類標準數(shù)量占據(jù)了總數(shù)的90%以上，且延續(xù)性較好，得以不斷修訂以及更新。截至2020年5月，煤礦安全標準化技術(shù)委員會粉塵防治技術(shù)及設備分會(簡稱“粉塵防治與設備分會”)已制定且發(fā)布實施的粉塵防治標準56項，其中國家標準10項，行業(yè)標準46項。其中近5年共發(fā)布標準有12項，分別為：《煤礦井下浮游粉塵濃度檢測技術(shù)規(guī)范》《礦用除塵器通用技術(shù)條件》《光控自動噴霧降塵裝置通用技術(shù)條件》《礦用氣動隔膜泵》《礦用本質(zhì)安全型電動球閥》《礦用往復式柱塞泵》《直讀式粉塵濃度測量儀表通用技術(shù)條件》《濾塵送風式防塵口罩通用技術(shù)條件》《煤礦用聲級傳感器》《綜采工作面綜合防塵技術(shù)規(guī)范》《綜掘工作面綜合防塵技術(shù)規(guī)范》《粉塵采樣器檢定裝置通用技術(shù)條件》。

2.2 粉塵防治標準化體系作用

粉塵防治標準化體系的建設，科學合理地構(gòu)建了我國煤礦防塵標準的整體框架，在煤礦防塵管理、防塵技術(shù)、防塵產(chǎn)品等方面起到了重要的規(guī)范作用。

(1)規(guī)范了煤礦粉塵治理措施。如《煤礦井下粉塵綜合防治技術(shù)規(guī)范》對采掘工作面、錨噴作業(yè)、放煤門、轉(zhuǎn)載及運輸?shù)葢敳扇〉姆蹓m治理措施做了清楚的說明，并且對各作業(yè)地點采取降塵措施后的降塵效率做了明確的規(guī)定；《綜采工作面綜合防塵技術(shù)規(guī)范》和《綜掘工作面綜合防塵技術(shù)規(guī)范》更是分別針對綜采工作面和機掘工作面應當采取的防塵措施做出了具體細致的規(guī)定?；诖耍旱V不同作業(yè)地點該采取的降塵措施有理可依、有據(jù)可循，便于提高煤礦防塵的管理水平。

(2)規(guī)范了各類粉塵產(chǎn)品的技術(shù)指標。如《煤礦用粉塵濃度傳感器》對傳感器的誤差、信號制式、工作電壓、防爆性能等技術(shù)指標做出了明確要求；光控、觸控、聲控等幾種自動噴霧降塵裝置的性能要求也在相應標準中一一給出；對于降塵噴嘴、電磁閥、除塵器等煤礦普遍應用的產(chǎn)品，都制定了專門的標準對各項技術(shù)指標進行約束，從而保障了各類防塵產(chǎn)品的質(zhì)量及功能。

(3)規(guī)范了防塵領域相關(guān)的檢測及評價方法。如《煤層注水可注性鑒定方法》從原有水分、孔隙率、吸水率、堅固性系數(shù)4個條件出發(fā)，建立了評判煤層可注水或者可不注水的規(guī)則；煤塵抑隔爆技術(shù)中規(guī)定了檢測粉塵爆炸下限、最小著火溫度、最低著火溫度等試驗方法；煤礦井下作業(yè)場所粉塵濃度測試方法、測塵位置以及測塵儀器的選擇，相關(guān)標準中都做出了規(guī)范說明。

發(fā)揮好粉塵防治標準化體系的規(guī)范作用，對持續(xù)推動我國煤礦粉塵防治領域的技術(shù)進步和減少煤礦粉塵危害具有重要意義。粉塵防治標準化體系作為防塵技術(shù)的指南，與時俱進、不斷革新，始終體現(xiàn)著先進性、前瞻性，將其作為行業(yè)標桿必會促進行業(yè)整體技術(shù)水平的進步，營造出向標準看齊的良好氛圍；粉塵防治標準化體系始終堅持以人為本，堅決貫徹落實健康中國發(fā)展戰(zhàn)略，對控制塵肺病發(fā)病率與發(fā)生數(shù)產(chǎn)生了積極的影響，為改善我國煤礦粉塵職業(yè)危害現(xiàn)狀起到了積極的作用。

3 粉塵防治標準化工作存在的不足

近年來，在中國煤炭工業(yè)協(xié)會和煤炭行業(yè)煤礦安全標準化技術(shù)委員會的領導下，在粉塵防治及設備分會的積極參與下，煤礦粉塵防治標準化工作取得了明顯進展，我國煤礦防塵標準化體系得到進一步豐富與完善。然而，在煤礦職業(yè)危害現(xiàn)狀依舊嚴峻的形勢下，在國家出臺的健康中國政策規(guī)劃下，目前的粉塵防治標準化體系與職業(yè)危害防治需求與健康中國發(fā)展戰(zhàn)略要求相比，仍然存在一定差距，主要存在以下幾個方面。

(1)經(jīng)費投入不足。國家在粉塵防治基礎研究方面的經(jīng)費投入有限，而大多數(shù)科研單位的研發(fā)經(jīng)費主要依賴于國家財政支持，導致粉塵防治領域的基礎研究進展緩慢，許多關(guān)鍵性科學問題亟待突破，基礎理論有待充實與發(fā)展。相對于研發(fā)經(jīng)費的投入，標準經(jīng)費更加顯得捉襟見肘，在標準的立項、制定、修訂過程中，國家投入的經(jīng)費十分有限，難以維持各項工作的必要開支，而企業(yè)又未完全建立投入標準經(jīng)費的機制，導致標準化更新缺乏動力。

(2)宣貫培訓不足。宣貫培訓是落實標準由知到行的重要手段。標準在發(fā)布實施后，宣貫的力度不強，首先思想上對標準宣貫工作認識不足，未能引起組織單位和學習單位的足夠重視；其次宣貫范圍未能全面覆蓋生產(chǎn)企業(yè)、科研機構(gòu)、檢測檢驗機構(gòu)、行業(yè)管理部門等單位；培訓的效果不佳，從業(yè)人員對標準的學習不夠投入，對標準的理解、掌握程度未能達到培訓要求，導致標準的推廣應用受到制約，未能充分發(fā)揮標準的作用和效能。

(3)標準化專業(yè)人才不足。目前粉塵防治標準化已初步建立了人才培養(yǎng)機制，形成了一批專業(yè)性強的人才隊伍，但結(jié)合時代發(fā)展的特點與行業(yè)發(fā)展的要求，專業(yè)人才隊伍建設體系仍有待完善。首先，標準研究從業(yè)人員的基礎理論和專業(yè)技術(shù)知識需要不斷進步，綜合素質(zhì)水平需要不斷提高，要緊隨煤礦智能化的發(fā)展趨勢；其次，技術(shù)與標準相結(jié)合的高水平復合型人才稀缺，專家類型比較單一，不利于提高標準化的整體水平；另外，在國際交流與合作方面，學習、借鑒國外先進技術(shù)及經(jīng)驗的機會較少，不利于標準與國際市場的接軌。

(4)智能化標準制定滯后。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等新興產(chǎn)業(yè)的崛起，煤礦智能化也發(fā)展的如火如荼，標準立項與制定跟不上新技術(shù)裝備的研發(fā)與應用，如智能化采掘工作面防塵缺少相應的標準規(guī)范，智能化防塵設備缺少相關(guān)的標準要求，導致粉塵防治標準滯后于當前的技術(shù)發(fā)展，不利于推動智能化防塵標準體系的建設和提升煤礦智能化防塵水平。目前智能化發(fā)展迅速，而標準從立項到發(fā)布所花費的時間較長，難以保證技術(shù)指標的先進性和適用性。

4 結(jié)語

煤礦粉塵防治標準化體系涵蓋了粉塵檢測、防塵技術(shù)、煤塵抑隔爆技術(shù)、作業(yè)環(huán)境安全及個體防護等多個方面的內(nèi)容，在保障煤礦安全生產(chǎn)、改善作業(yè)環(huán)境上發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，繼續(xù)加強煤礦粉塵防治標準化建設是進一步推動煤礦防塵技術(shù)進步、保障作業(yè)人員職業(yè)健康的重要舉措。在健康中國發(fā)展戰(zhàn)略要求下，煤礦粉塵防治標準化體系暴露出經(jīng)費投入、宣貫培訓、專業(yè)人才不足以及智能化標準滯后等方面問題，不利于充分發(fā)揮標準的作用與效能。在今后工作中，需要不斷健全和完善煤礦粉塵防治標準化體系，在經(jīng)費上加大投入，強化宣貫與培訓效果，加強國際交流合作，建立起年齡結(jié)構(gòu)合理的高層次復合型人才隊伍，把智能化防塵標準的制定作為重中之重，加快標準的制修訂進度，為煤炭工業(yè)的安全可持續(xù)發(fā)展提供良好的技術(shù)支撐和基礎保障。