煤是由沼泽地中腐烂植物沉积而成,地理条件使植物受到高压高温的作用引起化学变化。不同地理条件产生不同类型的煤大约经历2.5亿年以上,泥煤逐渐变成褐煤再转变为烟煤,最后形成无烟煤。煤的起源与沉积岩层密切相关如砂岩泥岩、页岩淤泥、耐火石和石灰石由于不同岩石使不同煤矿或同一煤矿不同煤层的粉尘成分也不相同。煤本身所含游离二氧化硅通常很低,但可能有少量的其他伴生的矿物,同一煤矿开采不同岩层部位时空气中粉尘成分也不尽相同。在煤矿生产过程中既有煤尘又有矽尘同时存在,对这两者的作用,多年来一直存在着不同的观点,开始多认为煤尘只在肺部沉着,所谓煤工尘肺的纤维性变是由于煤尘中含有矽尘所致。后来有人在单纯从事卸煤工作的码头工人中见到除煤尘沉着外,尚有进行性大块纤维化,因此认为煤尘本身可致尘肺。
发病机制:
依据接触煤尘时间不同,单纯性煤工尘肺大体解剖外观改变也不同,通常除了在胸膜表面有黑色素沉着外,肺脏无明显异常。除非并发有慢性支气管炎,气管、支气管所见亦无明显异常。淋巴结往往增大,呈均匀的色素沉着且坚硬而无纤维化。肺脏切面有许多邻近于终末和呼吸细支气管的色素沉着灶。邻近粉尘集聚的气腔,常轻度扩张,称为灶性肺气肿。
显微镜下煤肺的基本病变包括煤尘灶(或称煤斑,为5mm的色素样变)灶周肺气肿或间质弥漫性纤维化。煤尘和吞噬了煤尘的巨噬细胞聚集在肺泡腔、肺泡壁、支气管和血管周围组织,形成煤尘灶和煤尘细胞灶大多在二级呼吸性细支气管周围鶒。随着病变的进展,出现排列不规则的网状纤维,后期还可有少量胶原纤维交织其中,构成煤尘纤维灶。灶周有肺气肿是煤工尘肺主要病理特征之一。在肺间质可见不同程度的纤维组织增生。
煤矽肺除有煤肺和矽肺的基本病理改变外,尚有煤尘和矽尘混合存在下的病理变化,即形成煤矽混合结节结节内除有网状纤维增生外,尚有胶原纤维交织其中但后者排列不规则,结节内有煤尘细胞和石英颗粒晚期可看到大块纤维化病变。其他特征包括胸膜下煤尘沉积,肺门和纵隔淋巴结肿大及因煤尘造成的壁层胸膜样改变。