粉塵を「殺人者」にしないために：トンネル切羽における8つの必須粉塵対策
炭鉱の地下トンネル切羽は粉塵の影響を受けやすく、これは鉱山労働者の健康と鉱山の安全に対する目に見えない脅威です。長期間の吸入は不可逆的な塵肺症を引き起こす可能性があり、高濃度の粉塵は石炭粉塵爆発を引き起こし、壊滅的な結果をもたらす可能性があります。そのため、トンネル工事の全工程を網羅する包括的かつ多段階の粉塵制御システムを構築することが、安全確保の最優先事項です。以下は、粉塵制御チェーンにおける役割別に整理された8つの主要な対策です。
粉塵の発生源を制御することが最も効果的な戦略です。最大の粉塵発生源である掘削と発破にまず対処すれば、下流の作業ははるかに容易になります。
湿式掘削：主な粉塵対策 トンネル掘削において、掘削は最も多くの粉塵を発生させます。湿式掘削では、掘削と注水を同時に行います。掘削ロッドの中央に水路を設け、高圧水を掘削孔底まで直接送り込みます。水は掘削片と混合してスラリー化し、粉塵の空中飛散を防ぎます。この方法は掘削粉塵を80%以上削減できるため、標準的な方法とすべきです。運用上の重要なポイントは2つあります。1つは、少なくとも0.3MPaの圧力で安定した水供給を確保すること、もう1つは、粉塵抑制と掘削孔品質の両方を低下させる漏れを防ぐために、掘削ロッドのシールを定期的に点検することです。
水袋ステミング：発破時の粉塵抑制と冷却 発破は粉塵濃度の急上昇を引き起こします。通常のステミングだけでは粉塵の発生を抑えることはできません。水袋ステミングでは、掘削孔の直径に合わせたサイズの水を満たした薄いフィルム製のバッグを、従来のステミング材と共に掘削孔の底または中央に配置します。爆薬が爆発するとバッグが破裂し、水が瞬時に微細な霧状に霧化します。これにより、粉塵の60～70%が捕捉され、冷却効果によって一酸化炭素などの有毒ガスの発生が抑制されます。通常、掘削孔1つにつき1～2個の水袋を使用しますが、発破前の漏洩を防ぐため、耐久性のあるフィルム製のバッグを選択してください。
発生源をコントロールしても、ある程度の粉塵は漏れ出します。次の層では、粉塵を遮断し、拡散を防ぐことに重点を置きます。
爆破誘発式噴霧／噴霧：発破粉塵の即時遮断 水袋による遮断ではすべての粉塵を捕捉できません。切羽から10～15m離れた場所に設置され、発破信号に連動する爆破誘発式噴霧または噴霧システムは、爆発時に自動的に作動し、粉塵が拡散する前に捕捉する幅広い霧のカーテンを作り出します。作業を再開する前に粒子が沈降するよう、噴霧は少なくとも15分間継続する必要があります。一部の鉱山では、防護を強化するために、1つまたは2つの追加の噴霧バリアを設置し、複数の遮断ラインを形成しています。
トンネル壁面およびリブの洗浄：二次粉塵の再飛散防止 発破後、トンネル壁面およびリブには粉塵が付着します。そのまま放置すると、その後のロックボルト打設、資材搬送、あるいは気流によって粉塵が再飛散する可能性があります。ボルト打設などの後続作業を行う前に、作業員は高圧水鉄砲を用いて、壁面およびリブを上から下へ、そして切羽から外側に向かって洗浄する必要があります。これにより、付着した粉塵が除去され、岩盤表面が湿潤状態を保ち、二次粉塵の発生を防止します。特に、粉塵が堆積しやすい支保工付近の角や隙間には注意してください。
積込み時の湿潤：中継地点における粉塵抑制 積込み機、コンベア中継地点、資材山での岩石や石炭の積込みおよび取り扱いでは、特に乾燥している資材の場合は、衝突や摩擦によって粉塵が発生します。これらの中継地点を継続的に、かつ集中的に湿潤させることで、資材の湿潤状態を維持し、粉塵を抑制します。作業員はホースを使って、積込み機のバケット、岩石／石炭山、コンベア中継地点に散水します。ポイント：水量のバランスを保つこと。水量が多すぎると、固まりや泥が発生し、機器のトラブル（コンベアの滑りなど）のリスクが高まります。一方、水量が少なすぎると粉塵を抑制できません。
一次および工程レベルの対策を講じた後でも、非常に微細な吸入性粉塵が残留する場合があります。中間層では、機械システムを用いて気流を浄化し、鉱山の空気を効果的に「洗浄」します。
気流浄化：トンネル内の二次空気清浄 気流浄化は中レベルの防御策です。代表的なシステムには、(a) フィルターバッグまたはサイクロン式セパレーターを通して汚染された空気を吸引し、浄化された空気を排出する集塵ファン、および(b) カーテンを通過する塵埃を捕捉する高圧水カーテンが含まれます。これらの装置は通常、作業面から50～100mの距離に設置され、定期的なメンテナンスが必要です。効率を維持するために、フィルターバッグとカートリッジの清掃または交換、ファンのメンテナンス、水カーテンノズルの清掃が必要です。
湿式方法が実行できない場合は、乾式ソリューションと個人用保護具が重要な代替手段として役立ちます。
乾式集塵：水資源が限られている、または不適切な切羽における代替手段 給水が不足している、または湿式作業が困難な切羽（例：床面状態が不安定）では、乾式集塵は重要な代替手段となります。掘削ポイントまたは移送ポイントに密閉型ダストフードを設置し、負圧ダクトを介してカートリッジフィルターを備えた乾式集塵機に接続します。フードが掘削孔または移送ポイントにしっかりと固定され、すべてのダクト接続部が気密性を保ち、フィルターが目詰まりを防ぐために定期的に清掃または交換されるよう、システムはしっかりと密閉されている必要があります。
個人用保護具（個人用保護具）：最後の防衛線 発生源対策や工学的対策だけでは粉塵を完全に除去することはできません。PPEは、鉱夫一人ひとりを最後の安全策として守ります。作業員は、以下の基準に適合した保護具を着用しなければなりません。
呼吸器: KN100 クラスの呼吸器 (吸入性粉塵に対するろ過率 99.97% 以上) を使用してください。通常の状況ではフィルター要素を 8 時間ごとに交換し、高濃度の場合はより頻繁に交換してください。
安全ゴーグル: 結膜炎やその他の眼の損傷を防ぐために目をほこりから保護します。
防塵キャップ/ヘルメット: 表面汚染と粉塵の二次移動を軽減します。
鉱山では、職員が 個人用保護具 を適切に着用および維持し、その使用を怠らないようにするための包括的なトレーニングを提供する必要があります。
全段階にわたる統合防御 トンネル工事における粉塵対策は、発生源抑制、プロセス遮断、中間浄化、エンドポイント保護という4段階にわたる協調的な対策に依存します。発生源での湿式掘削と水袋による防護から、発破による噴霧、壁面洗浄、そして拡散抑制のための積込み時の加湿、残留粉塵除去のための気流浄化、そして最後にフェイルセーフとしての個人用保護具まで、この多層的なアプローチは、包括的な防御を実現します。
現代のスマート鉱山では、自動噴霧リンク、リアルタイムの粉塵監視、その他の技術的アップグレードがますます導入されていますが、これら 8 つの基本的な対策を一貫して実施することが、鉱山労働者の健康を守り、粉塵関連の事故を防ぐための中核的な基盤であり続けています。
