在煤矿的各类煤层中，多数煤层所产生的煤尘具有爆炸性，这些煤尘悬浮在空气中达到一定浓度时，在高温热源的作用下能够发生爆炸，我们把这种具有爆炸危险的煤层称为危险煤层。
煤矿粉尘的产生
电钻或者风钻钻眼、爆破、风镐或者机械采煤、人工或者机械装渣、人工攉煤、放顶煤开采的放煤作业、工作面放顶及支护、自溜运输、运输设备的转载以及提升装卸等，是煤矿生产过程中产生粉尘的主要作业环节。
采煤和掘进工作面、自溜运输巷道、刮板输送机和带式输送机的转载点、煤仓和溜煤眼的上下口以及井口的卸载点等，是井下粉尘较多的地点。
落煤时煤炭受到破碎，在装煤、运输和转载过程中还会继续碰撞破碎，不断产生煤尘。随着机械化程度的提高和合理集中生产，煤尘的生成量更大更集中。在现代化煤矿中煤尘的生成量可以达到煤炭产量的3％。在煤层尚未被采落之前，其内部许多裂隙中加已经存在着一些煤尘。这些煤尘是由于煤层在构造运动中受挤压，或者开采前受地层集中压力的作用而产生的。随着煤层的采落和破碎而进入井下空间的这些煤尘叫原生煤尘。岩尘主要产生于岩石或者半岩石掘进工作面。岩巷中风钻打眼将岩石粉碎成极细颗粒，形成高浓度的浮游呼吸性粉尘。在采煤工作面放顶或者干式填充作业时也会产生大量岩尘。
井下施工用的粉状材料有时也会成为高浓度的有害粉尘。在掘进工作面进行锚喷作业时，喷射水泥砂浆或者混凝土时会产生大量的水泥和沙粒粉尘，它已成为掘进工作面的主要粉尘来源之一。
影响煤矿粉尘产生的因素
在不同的矿井里，由于作业方法不同，机械化程度不同，煤层和岩层的地质条件不同，粉尘的生成量和浓度有很大的差别。即使在同一矿井里，粉尘的多少也很不一样。粉尘的产生多少与采煤方法与截割参数、作业地点的通风状况、采掘机械化、开采强度、地质构造及煤层赋存条件等诸多因素有关。
（1）采掘作业的方法和工艺。机械化采掘作业的粉尘量比打眼放炮作业可以高出10倍以上。机械化程度越高，防尘工作越重要。机械化采掘时，截齿宽度及其排列方式、切割速度及深度、牵引速度都会影响粉尘的生成量。放顶开采时高位放煤的产尘量远高于中低位放煤。急倾斜煤层用倒台阶采煤法比水平采煤法粉尘量大。
（2）通风状况及采掘空间。合理的通风量可以冲淡粉尘的浓度并把粉尘带走，风量太小不能有效降低粉尘的浓度，风量过大会把沉积的粉尘吹扬起来，形成二次扬尘。薄煤层工作面空间较小，粉尘浓度可能相对较大。
（3）煤层的地质条件。煤层或者岩层脆性大、节理裂隙发育、疏松干燥时，产生的粉尘就多；煤层或者岩层的地质构造复杂、断层褶皱多、煤岩受地质运动破坏强烈时，采掘过程中产生的粉尘就多，相反则少。例如在砂岩、砾岩或者其他含有大量石英石的岩层掘进时，产生的岩尘较多，而在较软且带有塑性的页岩、泥岩中作业，岩尘产生则较少。开采坚硬的无烟煤或脆性较大的肥焦煤时，产生的煤尘比采掘其他煤种时多。倾角大的煤层在开采时比倾角小的煤层粉尘浓度大。
煤工尘肺的主要类型
煤工尘肺的三种类型是：煤肺、矽肺和煤矽肺。
单纯性煤尘是指煤尘中含有5％以下游离二氧化硅的粉尘。在生产过程中长期吸入煤尘引起的尘肺称为煤肺。煤尘肺多见于选煤厂选煤工、煤矿采煤工、车站和码头煤炭装卸工、煤球制造工等工种。长期以来人们对煤尘能否引起煤尘肺的问题，认识不一致。有人认为，煤矿工人多因工种不固定，煤尘中所含二氧化硅的致病作用比煤尘更为重要，所谓煤肺，实际上不过是一种轻型煤矽肺。但目前公认，长期吸入煤尘也可以引起肺组织纤维化，并存在剂量—反应关系。煤尘肺的发病工龄多在20～30年以上，病情进展缓慢，危害较轻。
在开采煤炭过程中，由于煤矿岩层含游离二氧化硅量有时可高达40％以上，矿工作业工种调动频繁，所以采矿工人所接触的粉尘多为煤矽混合性粉尘。生产中长期吸入大量煤矽粉尘所引起的以肺纤维化为主的疾病，称为煤矽肺，这是煤矿工人尘肺的最常见的一种类型。发病工龄多在15～20年左右，病变发展较快，危害较重。除此之外，煤矿工人还有可能患矽肺，多为接触岩石的开拓建井工人，发病工龄10～15年，进展快，危害严重。我国职业病名单中规定的煤工尘肺是指煤尘肺和煤矽肺的总称。
煤工尘肺临床表现
煤工尘肺的病程进展缓慢，早期基本无任何症状。并发呼吸道感染和慢性阻塞性肺部疾患时，才出现呼吸系统症状和体征如气短、胸闷、胸痛、咳痰、咳嗽等症状，咳嗽、咯痰和呼吸困难症状比较明显。从事稍重劳动或爬坡时，气短加重；秋冬季咳嗽、咳痰增多。
有大块纤维化时，一般咯出的痰不多。有呼吸道感染时，可咯出大量黏液样和灰白色痰，很少咯血。有时因缺血性坏死组织进入支气管，引起阵发性咳嗽，咯出较多含煤尘和胆固醇结晶的粘液，随后咯出少量痰。
煤工尘肺的体征无异常，偶可听到干罗音，伴阻塞性支气管炎时，罗音较多。大块纤维组织收缩，使气管偏向患侧，有哮鸣声伴随呼吸过程。煤矿工人中慢性非特异性呼吸道疾病的患病率比其他人群高。在呼吸道反复继发感染，发生肺炎和并发支气管扩张时，才可观察到相应的体征，对劳动力产生很大影响。
以吸入煤尘为主时，在呼吸性细支气管周围形成弥漫性煤尘细胞灶和煤尘纤维灶，以网状纤维为主，病灶边有肺气肿；煤尘和矽尘同时存在时，形成以肺间质为主的弥漫性煤尘灶和弥漫性间质纤维化，部分病例有少量煤矽结节，其核心为不规则排列的胶原纤维。病变继续发展，结节融合，融合灶大于2厘米者，称为大块纤维化。大块纤维化是煤工尘肺的晚期表现，但不是晚期必有的表现结果。它一般出现在两肺上叶或下叶上部，右肺多于左肺，呈圆形或类圆形。大块纤维化的组织结构，以弥散性纤维化为主，在纤维组织中和病灶周围有很多煤尘；有的间质纤维化和煤尘形成结节。病灶周围可见明显的代偿性肺气肿，也有肺边缘性气肿。
①煤工尘肺常见并发症是慢性支气管炎和肺气肿、肺结核、类风湿关节炎。
②煤工尘肺在诊断时应与肺结节病、肺含铁血黄素沉着症、肺转移瘤、各种病毒、细菌、霉菌感染、肺结核、肺癌等肺部疾病进行鉴别。
③煤工尘肺按《尘肺X线诊断标准》进行诊断和分期。
如何防治煤矿粉尘病
（1）采煤工作面防尘。煤层注水防尘技术；合理选择采煤机截割机构；喷雾降尘。
（2）炮掘工作面防尘。炮掘工作过程中风动凿岩机或电煤钻打眼两道工序持续时间长、产尘量高。一般干打眼工序的产尘量占炮掘工作面总产尘量的80％～90％，湿式打眼时占40％～60％。所以，炮掘工作面防尘的重点是打眼防尘。
①爆破防尘。爆破是炮掘工作面产尘量最大的工序，采取的防尘措施主要有以下几种：
水炮泥。这是降低爆破时产尘量最有效的措施。
爆破喷雾。这是简单有效的降尘措施，在爆破时进行喷雾可以降低粉尘浓度和炮烟。
②打眼防尘。国内外岩巷掘进行之有效的基本防尘方法是风钻湿式凿岩法。
干式凿岩捕尘。在无法实施湿式凿岩作业时，如岩石遇水会膨胀、岩石裂隙发育、实施湿式防尘效果差等情况下，可用干式孔口捕尘器等干式孔口除尘技术。
煤电钻湿式打眼。在煤巷、半煤巷炮掘中，采用煤电钻湿式打眼能获得良好的降尘效果，降尘率可达75％～90％。
（3）机掘工作面通风除尘。机掘工作面虽然采掘机械本身已有了相应的防尘措施，但一些细微的粉尘仍然是悬浮于空气中，尤其是随着掘进机械化程度的不断提高，产生粉尘的强度剧增。机掘工作面的粉尘产生强度大大高于炮掘工作面，用一般的防尘措施难于控制粉尘。因此国内外研究了通风除尘技术，以便有效地控制浓度尘源。
①通风除尘设备。湿式除尘风机、湿式除尘器、袋式除尘器以及配套的抽出式伸缩风筒、附壁风筒等是主要的通风除尘设备。
②通风除尘系统。合理的通风除尘系统是控制工作面悬浮粉尘运动和扩散的必要条件，主要有三种通风系统在国内外使用：长压短抽通风除尘系统、长抽通风除尘系统、长抽短压通风除尘系统。
③通风工艺的要求。压、抽风筒口之间相互之间位置的关系。压抽风量的匹配、局部通风机安装位置；抽出式局部通风机与除尘局部通风机串联是除尘对通风工艺的要求。
④锚喷支护防尘。锚喷支护技术发展很快，它也是煤矿的主要尘源之一。锚喷支护的粉尘主要来自打锚杆眼、混合料转运、拌料和上料、喷射混凝土上以及喷射机自身等生产工序和设备。
针对这些尘源，主要采取以下防尘措施：
①喷射混凝土支护作业的防尘措施。改干喷为潮喷是降低喷射混凝土工序粉尘浓度最有效的措施。
②打锚杆眼的防尘措施。打锚杆眼防尘的重点是解决打垂直顶板锚杆眼和倾斜角较大的锚杆眼时的产尘。
（4）运输、转载防尘。机械控制自动喷雾降尘装置。该类装置的特点是结构简单、容易制造，使用和维护方便而且降尘效果好。
电器控制自动喷雾降尘装置。该装置适用于煤矿转载运输系统中不同的尘源，它是靠电器控制实现自动喷雾。有声控、光控、磁控、触控等多种形式。
7.煤矿职业中毒的危害和防治
生产性毒物及职业中毒
（1）生产性毒物。在工业生产中所遇到的化学物质，有些对人体有一定毒性，称为“生产性毒物”，如果缺少必要的防护措施，就有可能侵入人体，产生不良影响，以致引起不同程度的病变。也就是说，在生产劳动中，由于使用或接触有毒物质，引起人体器官或组织发生的病变，称为“职业中毒”。在生产环境中由于受职业中毒危害因素的作用，从而引起的疾病，叫职业病。因此，对职业中毒必须严加防治。
生产过程中的各个环节可能都有生产性毒物存在。生产中的原料、辅料、成品、半成品、废弃物、副产品和夹杂物等，都可能是生产性毒物的来源。
生产性毒物有很多类别。按物理形态可分为蒸气、气体、粉尘、气溶胶等；按化学成分结合形态可分为无机毒物（金属与金属盐、酸、碱及其他无机物等）、有机毒物（脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物及其他有机物等）；按毒物对机体产生的毒作用，可分为刺激性毒物、窒息性毒物、血液性毒物、神经性毒物和全身性毒物。
（2）职业中毒的表现。职业中毒有慢性和急性两种表现，有些毒物只有急性中毒而无慢性中毒。在工业生产中以慢性中毒较为多见，急性中毒多在事故情况下发生。
慢性中毒是由较小量的毒物，经常或反复侵入人体而引起的病变，常在从事有关生产数月甚至数年后才逐渐发生明显症状。长期在显著地超过毒物最高容许浓度的环境下操作，而又不注意防护措施者，容易产生慢性中毒。
急性中毒是指在短时间内过量毒物作用于人体所发生的病变。例如吸入过量硫化氢后引起的昏迷、死亡或使用有机磷农药时皮肤严重沾染所造成的急性胆碱酯酶抑制等。有些毒物的急性中毒，需要经过一定的潜伏期后才明显地出现症状（如光气中毒），因此，易被忽视，应引起注意。
（3）引起职业中毒的原因。在生产环境中，毒物常以粉尘、烟尘（比粉尘更细的颗粒）、气体、蒸气或雾滴的状态出现，在防护不严或意外事故等异常情况下，在生产、使用、运输等过程中，可通过呼吸道、皮肤或消化道等途径进入人体，成为引起职业中毒的原因。但是，毒物对人体产生毒害作用需要一定条件，并受各种因素的影响。
①毒物进入人体的量。健康人体对毒物具有完善的防御能力，当少量毒物进入人体时，机体可动员神经质防御力量，对毒物进行水解，还能进行氧化或结合反应，发挥自身的解毒作用。然而，当大量毒物侵入时，超过机体的解毒能力，就可对人体产生不良作用，以致引起中毒。职业中毒主要是通过毒物吸入人体所引起，为了减少毒物进入人体的量，首先要降低空气中毒物的浓度，这是预防职业中毒的重要措施。
②毒物的毒性。毒物的毒性主要决定于其化学结构。有的毒物只用几十毫克就可以产生中毒作用，称为“剧毒”物质；有的则需几克或几十克，称为“中等毒”或“低毒”物质。因此，在生产中常采用某些低毒物质代替毒性大的物质，例如在合成农药杀虫剂时，常设法改变其化学结构，以寻找杀虫效力高、对人畜毒性低的农药。此外，有些毒物如乙二醇，虽毒性较高，但因其不易挥发，在生产中造成中毒机会较少。所以，在预防工作中应先解决毒性大而易挥发物质的防护问题。
③人的精神状态与健康状况。毒物的毒性和进入人体的量，是引起中毒的外因。如果对毒物无恐惧感，在毒物面前处于无所谓状态，因而放弃对毒物的预防，不积极改造作业环境，则毒物进入人体的机会必然增多。而健康状况不良（如明显的肝病会影响肝脏的解毒功能等），则使毒物进入人体后可能引起的损害更为严重。因此，在接触毒物过程中要振奋精神，改造环境，战胜毒害。平时要加强身体锻炼，增强人体的抗病能力。一旦受到毒物侵害，在治疗过程中要充分发挥病人的主观能动作用，激发起人体各部器官、组织的旺盛机能和抗病因素，努力战胜疾病，恢复健康。
矿井中的有毒气体
（1）矿井瓦斯。矿井中主要由煤层气构成的有害气体，叫做矿井瓦斯。煤矿井下的有害气体有甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等，其中甲烷所占比重最大，所以矿井瓦斯习惯上单指甲烷（沼气）。甲烷是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高压、高温的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。
瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到和苹果类似的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯比空气轻，所以它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的16倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。
瓦斯在煤体或围岩中以吸着状态和游离状态存在。
吸着状态又称为结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤的分子团内部。
