校長 空氣傳播的危害 在採礦業中，包括幾種類型的微粒、自然產生的氣體、發動機廢氣和一些化學蒸汽； 校長 物理危害 是噪音、分段振動、熱量、氣壓變化和電離輻射。 根據礦山或採石場、深度、礦石和周圍岩石的成分以及採礦方法，這些情況會以不同的組合出現。 在一些偏遠地區聚居的礦工群體中，還存在傳播某些傳染病的風險，例如肺結核、肝炎（乙型和戊型）和人類免疫缺陷病毒（HIV）。 礦工的接觸程度因工作、與危險源的接近程度以及危險控制方法的有效性而異。
空氣中的顆粒物危害
游離結晶二氧化矽 是地殼中最豐富的化合物，因此是礦工和採石場工人面臨的最常見的空氣粉塵。 游離二氧化矽是二氧化矽，它不與任何其他化合物化學鍵合為矽酸鹽。 二氧化矽最常見的形式是石英，但它也可能以斜石英或方英石的形式出現。 每當含二氧化矽的岩石被鑽孔、爆破、壓碎或以其他方式粉碎成細小顆粒時，就會形成可吸入顆粒。 不同種類岩石中的二氧化矽含量各不相同，但這並不是空氣樣本中可能發現多少可吸入二氧化矽粉塵的可靠指標。 例如，在岩石中發現 30% 的游離二氧化矽而在空氣樣本中發現 10% 的游離二氧化矽並不少見，反之亦然。 砂岩的二氧化矽含量最高可達 100%，花崗岩最高可達 40%，板岩最高可達 30%，其他礦物的比例較低。 暴露可能發生在任何露天或地下採礦作業中，其中在露天礦山的覆蓋層或地下礦山的天花板、地板或礦床中發現二氧化矽。 二氧化矽可以通過風、車輛交通或土方機械散佈。
充分接觸二氧化矽會導致矽肺病，這是一種典型的塵肺病，在接觸多年後會逐漸發展。 異常高的接觸量可在數月內導致急性或加速矽肺病，並在幾年內造成嚴重損害或死亡。 接觸二氧化矽還與結核病、肺癌和一些自身免疫性疾病（包括硬皮病、系統性紅斑狼瘡和類風濕性關節炎）的風險增加有關。 新破碎的二氧化矽粉塵似乎比舊的或陳舊的粉塵更具反應性和危險性。 這可能是新形成的顆粒表面電荷相對較高的結果。
採礦和採石中產生可吸入矽塵的最常見過程是鑽孔、爆破和切割含矽岩石。 大多數用於爆破的鑽孔都是通過安裝在拖拉機履帶上的氣動衝擊鑽完成的。 該孔是通過鑽頭的旋轉、衝擊和推力的組合形成的。 隨著孔的加深，添加鋼鑽桿以將鑽頭連接到電源。 空氣不僅為鑽孔提供動力，還將切屑和灰塵從孔中吹出，如果不加以控制，就會向環境中註入大量灰塵。 手持式千斤頂或沉鑽的工作原理相同，但規模較小。 該設備會向操作員傳遞大量振動，隨之而來的是振動白手指的風險。 振動白指已在印度、日本、加拿大等地的礦工中被發現。 履帶鑽機和千斤頂還用於必須鑽孔或破碎岩石以建造高速公路、為地基破碎岩石、用於道路維修工作和其他目的的建築項目。
這些演習的粉塵控制已經開發出來並且是有效的。 水霧，有時含有清潔劑，被注入吹氣中，幫助灰塵顆粒聚結並脫落。 過多的水會導致鑽鋼和孔側之間形成橋接或套環。 這些通常必須被打破才能移除鑽頭； 水太少是無效的。 這種類型的控制存在的問題包括鑽井速度降低、缺乏可靠的供水和油的置換導致潤滑部件磨損增加。
另一種鑽頭粉塵控制是局部排氣通風。 通過鑽鋼的反向氣流帶走了一些灰塵，鑽頭周圍的套環帶有管道系統和風扇以去除灰塵。 它們的性能優於上述濕式系統：鑽頭使用壽命更長，鑽孔率更高。 然而，這些方法更昂貴並且需要更多維護。
其他提供保護的控制裝置是駕駛室，為鑽機操作員、推土機操作員和車輛駕駛員提供經過過濾的空調空氣供應。 正確安裝的適當呼吸器可作為臨時解決方案用於工人保護，或者如果所有其他呼吸器都證明無效。
二氧化矽暴露也發生在必須將石頭切割成指定尺寸的採石場。 現代最常見的石材切割方法是使用以柴油和壓縮空氣為燃料的槽形燃燒器。 這會產生一些二氧化矽顆粒。 槽形燃燒器最重要的問題是噪音：當燃燒器第一次被點燃和從切口中出現時，聲級可能超過 120 dBA。 即使將其浸入切口中，噪音也約為 115 dBA。 另一種切割石頭的方法是使用高壓水。
通常附屬於或靠近採石場的是一個磨坊，在那裡將碎片雕刻成更成品。 除非有非常好的局部排氣通風，否則二氧化矽的暴露量可能很高，因為使用振動和旋轉的手動工具將石頭塑造成所需的形狀。
可吸入煤礦粉塵 是地下和露天煤礦以及煤炭加工設施中的一種危害。 它是一種混合粉塵，主要由煤組成，但也可能含有二氧化矽、粘土、石灰石和其他礦物粉塵。 煤礦粉塵的成分隨煤層、周圍地層的成分和開採方式的不同而不同。 煤礦粉塵是在煤的爆破、鑽孔、切割和運輸過程中產生的。
機械化採礦產生的粉塵比人工方法產生的粉塵多，有些機械化採礦方法產生的粉塵比其他方法多。 在機械化採礦作業中，使用裝有鎬的旋轉滾筒去除煤炭的切割機是粉塵的主要來源。 其中包括所謂的連續採礦機和長壁採礦機。 與其他採礦方法相比，長壁採礦機通常會產生更多的粉塵。 長壁採礦中盾構的移動以及煤炭從車輛或傳送帶轉移到其他運輸工具時也會發生粉塵擴散。
煤礦粉塵引起煤工塵肺(CWP)，並導致慢性支氣管炎、肺氣腫等慢性氣道疾病的發生。 高級煤（例如，無菸煤等高碳含量）與 CWP 的較高風險相關。 煤礦粉塵也有一些類風濕樣反應。
改變採煤技術可以減少煤礦粉塵的產生，並可以通過充分通風和噴水來控製粉塵的擴散。 如果降低切割滾筒的旋轉速度並提高電車速度（滾筒進入煤層的速度），則可以減少粉塵的產生而不會降低生產率。 在長壁採礦中，可以通過一次（而不是兩次）工作面切割煤並在不切割的情況下返回，或通過清理切割來減少粉塵產生。 同向開採（即工作面的鍊式輸送機、刀盤和空氣都沿同一方向運行）可以減少長壁部分的粉塵擴散。 一種新穎的煤炭切割方法使用偏心刀頭連續垂直於礦床的顆粒切割，似乎比傳統的圓形切割頭產生更少的粉塵。
充分的機械通風首先流過採礦人員，然後流向並流過採礦工作面，可以減少暴露。 工作面的輔助局部通風，使用帶有管道系統和洗滌器的風扇，也可以通過提供局部排氣通風來減少暴露。
噴水，策略性地放置在刀盤附近，迫使灰塵遠離礦工並朝向工作面，也有助於減少暴露。 表面活性劑在降低煤塵濃度方面提供了一些好處。
石棉接觸 發生在石棉礦工和在礦石中發現石棉的其他礦山中。 在世界各地的礦工中，接觸石棉會增加患肺癌和間皮瘤的風險。 它還增加了患石棉沉著病（另一種肺塵埃沉著病）和呼吸道疾病的風險。
柴油機排氣 是氣體、蒸氣和顆粒物的複雜混合物。 最危險的氣體是一氧化碳、氮氧化物、二氧化氮和二氧化硫。 揮發性有機化合物 (VOC) 很多，例如醛類和未燃燒的碳氫化合物、多環芳烴 (PAH) 和硝基多環芳烴化合物 (N-PAH)。 PAH 和 N-PAH 化合物也被吸附到柴油顆粒物上。 氮氧化物、二氧化硫和醛類都是急性呼吸道刺激物。 許多 PAH 和 N-PAH 化合物具有致癌性。
柴油機顆粒物由小直徑（直徑 1 毫米）的碳顆粒組成，這些碳顆粒從廢氣中凝結，通常在空氣中聚集成團或串狀。 這些顆粒都是可吸入的。 柴油顆粒物和其他類似大小的顆粒對實驗室動物具有致癌性，並且在濃度高於約 0.1 mg/m 時似乎會增加暴露工人患肺癌的風險3. 地下礦井中的礦工會接觸到更高水平的柴油顆粒物。 國際癌症研究機構 (IARC) 認為柴油顆粒物是一種可能的致癌物。
通過發動機設計和使用優質、清潔和低硫燃料，可以減少柴油機尾氣的產生。 低十六烷值和低硫含量的降級發動機和燃料產生的顆粒物較少。 使用低硫燃料減少二氧化硫的產生2 和顆粒物。 過濾器是有效且可行的，可以從廢氣流中去除 90% 以上的柴油顆粒物。 過濾器可用於不帶洗滌器的發動機和帶水洗滌器或乾式洗滌器的發動機。 使用催化轉化器可以顯著減少一氧化碳。 每當氮氣和氧氣處於高壓和高溫條件下（即在柴油缸內）時，就會形成氮氧化物，因此，它們更難以消除。
通過充分的機械通風和限制柴油設備的使用，可以降低地下礦井中分散的柴油顆粒物的濃度。 任何柴油動力車輛或其他機器都需要最少量的通風來稀釋和去除廢氣產物。 通風量取決於發動機的大小及其用途。 如果不止一台柴油動力設備在一個風道中運行，則必須增加通風以稀釋和去除廢氣。
柴油動力設備可能會增加火災或爆炸的風險，因為它會排放熱廢氣、火焰和火花，並且其表面溫度高可能會點燃任何積聚的煤塵或其他可燃材料。 在煤礦中，柴油發動機的表面溫度必須保持在 305 °F (150 °C) 以下，以防止煤炭燃燒。 廢氣中的火焰和火花可由洗滌器控制，以防止煤塵和甲烷著火。
氣體和蒸氣
表 1 列出了礦井中常見的氣體。 最重要的自然產生的氣體是 甲烷 和 硫化氫 在煤礦和氡在鈾和其他礦山。 兩者都可能缺氧。 甲烷是可燃的。 大多數煤礦爆炸都是由甲烷點燃引起的，隨後往往會發生更猛烈的爆炸，這些爆炸是由最初爆炸的衝擊所懸浮的煤塵引起的。 在整個煤礦開採歷史中，火災和爆炸一直是成千上萬礦工死亡的主要原因。 可以通過將甲烷稀釋至低於其爆炸下限並禁止在濃度通常最高的面部區域使用潛在火源來降低爆炸風險。 用不可燃石灰石（或其他不含二氧化矽的不可燃岩粉）對礦井肋骨（牆壁）、地板和天花板進行除塵有助於防止粉塵爆炸； 如果甲烷爆炸衝擊所懸浮的粉塵不可燃，則不會發生二次爆炸。
表 1. 煤礦中產生的有害氣體的通用名稱和健康影響
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氣 |
統稱 |
健康影響 |
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甲烷 (CH4) |
防火防潮 |
易燃、易爆； 單純窒息 |
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一氧化碳（CO） |
白潮 |
化學窒息 |
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硫化氫（H2S) |
臭潮 |
眼睛、鼻子、喉嚨刺激； 急性呼吸抑制 |
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缺氧 |
黑色潮濕 |
缺氧 |
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爆破副產品 |
受潮後 |
呼吸道刺激物 |
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柴油機排氣 |
同 |
呼吸道刺激物； 肺癌 |
氡是一種天然存在的放射性氣體，已在鈾礦、錫礦和其他一些礦山中發現。 在煤礦中尚未發現。 與氡有關的主要危害是它是電離輻射源，這將在下面討論。
其他氣體危害包括在柴油發動機尾氣和爆破副產品中發現的呼吸道刺激物。 一氧化碳 不僅存在於發動機廢氣中，而且還存在於礦山火災中。 在礦山火災期間，CO 不僅可以達到致命濃度，而且還可能成為爆炸危險。
氮氧化物 （NOx), 主要是 NO 和 NO2, 由柴油發動機形成，是爆破的副產品。 在引擎中，NOx 作為空氣的固有副產品而形成，其中 79% 是氮氣，20% 是氧氣，在高溫和高壓條件下，柴油發動機運行所必需的條件。 NO的產生x 可以通過盡可能保持發動機冷卻以及通過增加通風來稀釋和去除廢氣來在一定程度上減少。
沒有x 也是爆破的副產品。 在爆破期間，礦工被從將要進行爆破的區域移走。 避免過度接觸氮氧化物、粉塵和其他爆破產物的常規做法是等到礦井通風從礦井中清除足夠數量的爆破副產品，然後再通過進氣道重新進入該區域。
缺氧 可以以多種方式發生。 氧氣可以被一些其他氣體取代，例如甲烷，或者它可以通過燃燒或在沒有通風的空氣空間中被微生物消耗。
特定礦工群體還面臨各種其他空氣傳播的危害。 接觸汞蒸氣並因此有汞中毒的風險，是金礦工和磨坊主以及汞礦工之間的一種危害。 接觸砷和患肺癌的風險發生在金礦工和鉛礦工中。 鎳礦工人經常接觸鎳，從而面臨患肺癌和皮膚過敏的風險。
一些塑料也可用於礦山。 這些包括 脲甲醛 和 聚氨酯泡沫，兩者都是就地製造的塑料。 它們用於堵塞孔洞並改善通風，並為屋頂支撐提供更好的錨固。 甲醛和異氰酸酯是這兩種泡沫的兩種起始材料，它們是呼吸道刺激物，兩者都會引起過敏性致敏，這使得敏感的礦工幾乎不可能在任何一種成分周圍工作。 甲醛是一種人類致癌物（IARC 第 1 類）。
物理危害
Noise 在礦業中無處不在。 它是由強大的機器、風扇、礦石的爆破和運輸產生的。 地下礦井通常空間有限，因此會產生混響場。 與相同的源處於更開放的環境中相比，噪聲暴露更大。
使用傳統的採礦機械噪聲控制方法可以減少噪聲暴露。 變速箱可以靜音，發動機可以更好地靜音，液壓機械也可以靜音。 滑槽可以隔熱或襯有吸音材料。 聽力保護器與定期聽力測試相結合通常是保護礦工聽力的必要條件。
電離輻射 是採礦業的危害。 氡可以在通過爆破鬆動時從石頭中釋放出來，但它也可能通過地下溪流進入礦井。 它是一種氣體，因此它是空氣傳播的。 氡及其衰變產物會發出電離輻射，其中一些能量足以在肺部產生癌細胞。 結果，鈾礦工人中肺癌的死亡率升高了。 對於吸煙的礦工來說，死亡率要高得多。
熱 對地下和露天礦工都是一種危害。 在地下礦井中，主要的熱源來自岩石本身。 每深度 1 米，岩石的溫度升高約 100 °C。 熱應激的其他來源包括工人的體力活動量、循環空氣量、環境空氣溫度和濕度以及採礦設備（主要是柴油動力設備）產生的熱量。 非常深的礦井（深度超過 1,000 米）會造成嚴重的熱問題，礦井肋骨的溫度約為 40 °C。 對於地表工人來說，體力活動、靠近熱發動機、氣溫、濕度和陽光是主要的熱源。
可以通過冷卻高溫機器、限制體力活動和提供足量的飲用水、遮陽和充分通風來減少熱應激。 對於地面機械，空調駕駛室可以保護設備操作員。 例如，在南非的深礦，地下空調裝置用於提供一些緩解，急救用品可用於應對熱應激。
許多礦山在高海拔地區（例如，高於 4,600 米）作業，因此，礦工可能會出現高原反應。 如果他們在高海拔的礦井和更正常的大氣壓力之間來回穿梭，這可能會加劇。