最新礦塵危害及其預(yù)防

1、第一節(jié) 概 述 礦塵是礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種巖礦微粒的總稱，又稱粉塵。懸浮于空氣中的礦塵稱浮塵浮塵；沉落下來(lái)的稱為落塵落塵。礦塵主要危害：污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，甚至引起塵肺病和皮膚??；能加速機(jī)械的磨損，縮短精密儀表的使用時(shí)間，降低工作場(chǎng)所的可見度，使工傷事故增多；煤塵在一定條件下還可以發(fā)生爆炸，釀成嚴(yán)重的災(zāi)害。做好防塵工作，是保證煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要方面。第三章第三章 礦塵危害及其預(yù)防礦塵危害及其預(yù)防影響礦塵量大小的影響因素 自然因素：煤層節(jié)理發(fā)育，斷層和褶皺發(fā)育的地點(diǎn)，其產(chǎn)塵量一般較大。急傾斜比緩傾斜煤層、厚煤層比薄煤層產(chǎn)塵最大。如結(jié)構(gòu)酥松、脆性大且干燥，產(chǎn)塵且就大。 生

2、產(chǎn)技術(shù)因素：倒臺(tái)階采煤法比其它采煤法的產(chǎn)塵量大，全部陷落采煤法比充填法產(chǎn)塵量大；采掘機(jī)械化程度越高產(chǎn)塵量越大，而采掘機(jī)械的截齒形狀、排列方法、截割和牽引速度等也影響著粉塵的產(chǎn)生。風(fēng)速過(guò)大會(huì)增大浮塵量。 礦塵的產(chǎn)生量按地點(diǎn)分，以采掘工作面最高；其次是運(yùn)輸系統(tǒng)中的各轉(zhuǎn)截點(diǎn)。 第二節(jié) 礦塵的性質(zhì)及其危害 一、礦塵的性質(zhì) 礦塵的性質(zhì)取決于構(gòu)成的成分和存在的狀態(tài)。 1. 礦塵中游離二氧化硅(sio2)的含量 礦塵中游離二氧化硅的含量是危害人體的決定因素，含量越高，危害越大。 二氧化硅在井下有兩種存在狀態(tài)：一種是結(jié)合狀態(tài)，如硅酸鹽礦物，對(duì)人體危害小。另一種是游離狀態(tài)，頁(yè)巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r塵中等都含有游

3、離狀態(tài)的二氧化硅，含量在1080，煤塵中也含有l(wèi)5。它是引起礦工硅肺病的主要因素。 2. 礦塵的粒度、分散度和濃度 1) 礦塵的粒度：是指礦塵顆粒大小的尺度。因其形狀不規(guī)則，一般用塵粒的平均直徑或投影走向長(zhǎng)度表示。礦塵的粒度單位用um計(jì)量。 礦塵粒度依可見性分為三類：(1)可見塵粒：粒徑大于1.0um；(2)顯微顆粒：粒徑為0.251.0um；(3)亞顯微顆粒：粒徑小于0.25pm。 煤巖粉碎成微細(xì)的塵粒，其總表面積大大增加，化學(xué)活性、溶解性和吸附能力都有顯著地增加；其動(dòng)力特性是更易懸浮于空氣中，難以把它從空氣中捕捉分離出來(lái)，易被人們吸入體內(nèi)。所以，一般說(shuō)來(lái)塵粒越小，對(duì)人的危害越大。 2) 礦

4、塵的分散度：是指礦塵整體組成中各種粒級(jí)的塵粒所占的百分比。 我國(guó)對(duì)礦塵的分散度，劃分為四個(gè)計(jì)測(cè)范圍：小于2um；25um；510um；大于l0um。礦塵組成中，小于5um的塵粒所占百分?jǐn)?shù)越大，對(duì)人體的危害越大。 分散度有兩種表示方法： (1) 重量百分比：用各粒級(jí)塵粒的重量占總重量的百分?jǐn)?shù)表示，叫做重量分散度； (2) 數(shù)量百分比：用各粒級(jí)塵粒的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示，叫做數(shù)量分散度。 3) 礦塵濃度：?jiǎn)挝惑w積礦井空氣中所含浮塵的數(shù)量叫做礦塵濃度，空氣中粉塵濃度越高，對(duì)人體的危害越大。我國(guó)規(guī)定采用重量法表示礦塵濃度，即在1m3空氣中所含浮塵的毫克數(shù)，mg/m3； 目前煤礦普遍推行濕式作業(yè)

5、的防塵措施，礦塵濃度大幅度下降。但5um以下的塵粒分散度較高，對(duì)人們的危害仍然相當(dāng)嚴(yán)重。根據(jù)重慶地區(qū)四個(gè)煤礦采掘工作面空氣中塵粒分散度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：5um以下的塵粒占90左右，不僅危害性很大而且這部分礦塵更難捕獲和沉降。因此應(yīng)是通風(fēng)防塵工作的重點(diǎn)。 3. 礦塵的濕潤(rùn)性礦塵的濕潤(rùn)性 濕潤(rùn)現(xiàn)象是分子力作用的一種表現(xiàn)，如果液體(水)分子間的引力小于液體與固體分子間的引力，則固體就能被液體所濕潤(rùn)。反之，固體不易濕潤(rùn)。根據(jù)濕潤(rùn)性，可將粉塵分為親水性粉塵與疏水性粉塵。濕式除塵就是利用粉塵的濕潤(rùn)性從空氣中分離粉塵的。 微細(xì)的礦塵表面吸附空氣形成氣膜而難于濕潤(rùn)，多采取提高塵粒與水滴的相對(duì)速度，降低水的表面張力等

6、方法以提高濕潤(rùn)效果。塵粒與器壁或物體表面的粘附現(xiàn)象稱為附著性。濕潤(rùn)性強(qiáng)的粉塵，附著性亦強(qiáng)。 4. 礦塵的荷電性 懸浮于空氣中的塵粒通常帶有電荷，破碎時(shí)的磨擦、粒間撞擊或放射性照射，電暈放電等都會(huì)形成電荷。礦塵的荷電量與于塵粒的大小、比重、溫度及濕度有關(guān)。溫度升高荷電量增高；濕度增加，荷電量降低，浮游在空氣中的塵粒有9095帶正電或負(fù)電，有510塵粒不帶電。采掘工作面剛剛產(chǎn)生的新鮮塵粒較回風(fēng)道中的塵粒易帶電。當(dāng)塵粒帶有相同電荷時(shí)，則相互排斥不易凝聚，懸浮于空氣中的塵粒穩(wěn)定性增高，不易沉降。塵粒帶有相異電荷時(shí)，則相互吸引，可促進(jìn)凝聚，加速沉降。由于礦塵具有荷電性，帶電的塵粒也較容易沉積在支氣管和肺

7、泡中，增加了對(duì)人體的危害。 5. 煤塵的燃燒和爆炸性 煤塵在空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)，在外界明火的引燃下，能發(fā)生燃燒和爆炸，屬于爆炸性礦塵。煤尖爆炸時(shí)產(chǎn)生高溫、高壓、生成大量的有毒有害氣體，在災(zāi)區(qū)空氣中一氧化碳的濃度可達(dá)百分之幾以上，嚴(yán)重地威脅人員的生命安全。 二、塵肺病 人體長(zhǎng)期大量吸入微細(xì)粉塵而引起的一種慢性職業(yè)病，一旦患病很難治愈。我國(guó)塵肺病的死亡人數(shù)為工傷事故死亡人數(shù)的6倍。 1. 塵肺病的分類及其病理 1) 由于吸入含游離二氧化硅含量較高的巖塵而引起的塵肺病，稱為硅肺病。 2) 由于同時(shí)吸入煤塵和含游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病為煤硅肺病。 3) 長(zhǎng)期在煤層中從事采掘工作、由于大量吸入

8、煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺病。 人體對(duì)硅塵有防御和清除功能，既能濾塵，又能運(yùn)送和吞噬礦塵。所謂濾塵系指含塵氣流經(jīng)過(guò)鼻腔、咽部和氣管時(shí)，由于沿程的撞擊和慣性使大于10um的塵粒沉積下來(lái)，經(jīng)鼻腔和氣管粘膜分泌物粘結(jié)阻留而排出體外。運(yùn)送表現(xiàn)為將滯留在氣管、支氣管的粉塵顆粒借助于呼吸道粘膜所分泌的粘液和粘膜皮上的纖毛運(yùn)動(dòng)，伴隨粘液排出體外。小于3um的塵粒沉積在肺泡表面，則被肺內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬，通過(guò)阿米巴樣運(yùn)動(dòng)移送到具有纖毛上皮的細(xì)支氣管的粘膜表面，與粘液混在一起，通過(guò)纖毛擺動(dòng)排出(排除率達(dá)80%)。通過(guò)上述三條途徑可將進(jìn)入肺臟的9798左右的塵粒排出體外，而殘留在肺內(nèi)的塵粒，只是吸入粉塵量的23。

9、人體雖有良好的防卸和清除功能，但若長(zhǎng)期吸入高濃度粉塵，仍可引起塵肺病。殘留在肺泡內(nèi)的塵粒能形成硅酸膠毒，可殺死肺泡而留在組織內(nèi)，形成纖維病變。病變開始呈現(xiàn)細(xì)網(wǎng)，之后，肺泡逐漸減少而變?yōu)榇志W(wǎng)，接著便在粗網(wǎng)網(wǎng)眼間出現(xiàn)結(jié)節(jié)，許多結(jié)節(jié)逐漸地融合成為團(tuán)塊。肺組織將部分地失去彈性而硬化，不能擔(dān)負(fù)呼吸作用，使肺功能受到損害。輕者影響勞動(dòng)能力。嚴(yán)重時(shí)將喪失勞動(dòng)能力，甚至死亡。而并發(fā)癥又促使病情惡化。 塵肺病患者自覺癥狀為：氣短、胸悶、胸痛、咳嗽和咯血。初期癥狀多不明顯。一般說(shuō)來(lái)，隨著病情進(jìn)展，上述癥狀也趨于嚴(yán)重。 2. 影響塵肺病發(fā)生發(fā)展的主要因素 1) 礦塵中游離二氧化硅的含量越高越易致病， 2) 塵粒越微

10、小越易致病，小于5um的塵粒被稱為呼吸性粉塵，它的分散度越高，對(duì)人體的危害越大。 3) 空氣中含有的礦塵濃度越大，越易得病。 4) 接觸粉塵作業(yè)的時(shí)間越長(zhǎng)，越易發(fā)病。硅肺病的發(fā)病工齡一般在10年左右，但短的也有35年發(fā)病者，煤肺病一般在2030年，煤硅肺病介于前二者之間。 5) 身體不佳，個(gè)人衛(wèi)生較差的礦工更易致病。 第三節(jié) 綜合防塵技術(shù) 綜合防塵技術(shù)包括風(fēng)、水、密、凈和護(hù)等五個(gè)方面，并以風(fēng)、水為主。風(fēng)即是通風(fēng)除塵，水是指濕式作業(yè)，密是密閉抽塵，凈是凈化風(fēng)流，護(hù)采取個(gè)體防護(hù)措施。 一、通風(fēng)除塵 1 通風(fēng)除塵的作用 通風(fēng)除塵是稀釋和排出工作地點(diǎn)懸浮粉塵，防止過(guò)量積累的有效措施。許多礦井的經(jīng)驗(yàn)證明

11、，搞好通風(fēng)工作，是取得良好防塵效果的重要一環(huán)。 2 礦塵的沉降和擴(kuò)散 1)礦塵在靜止空氣中的沉降 塵粒的沉降速度與粒徑的平方成正比。10um以上的塵粒沉降速度較高，能較快地降落下來(lái)。而對(duì)人體危害較大的微細(xì)塵粒沉降速度非常小，如lum的塵粒，從lm高度降到地面，需7h，在風(fēng)流中，由于紊流的作用，微細(xì)塵粒將能長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中并隨風(fēng)擴(kuò)散。1um以下的細(xì)微塵粒基本不下沉，而在空氣中處于不停歇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 礦塵在靜止空氣中沉降速度(vs)可按下式計(jì)算： (m/s) 式中s、分別為塵粒與空氣的重率，n/m3； 空氣的絕對(duì)粘度系數(shù)，pas。 d塵粒直徑，m。218)(dvss 2) 礦塵的擴(kuò)散 在礦井里，

12、礦塵的擴(kuò)散主要受控于風(fēng)流。使礦塵擴(kuò)散和揚(yáng)起粉塵的氣流，大體可分為一次塵化氣流和二次氣流。所謂一次塵化氣流即是在產(chǎn)塵過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生氣流。如車輛運(yùn)行、煤巖垮落、割煤機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)的氣流和爆破沖擊波等。一次塵化氣流是使礦塵飛揚(yáng)擴(kuò)散于作業(yè)空間的主要?jiǎng)恿Γ饔梅秶怯邢薜摹?二次氣流是指出外部進(jìn)入產(chǎn)塵空間的氣流，主要指井下風(fēng)流。其它如鑿巖機(jī)的排氣、風(fēng)筒漏風(fēng)等也屬于此類。二次氣流使飛揚(yáng)于空氣中的礦塵向更大范圍擴(kuò)散和蔓延，要控制它所造成的污染必須采取合理的通風(fēng)措施。 3排塵風(fēng)速 排除井巷中的浮塵要有一定的風(fēng)速，據(jù)試驗(yàn)觀測(cè)，當(dāng)巷道中風(fēng)速達(dá)到0.15m/s時(shí)，5um以下的浮塵粒將隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)，滿足最低排塵風(fēng)速的

13、要求。提高風(fēng)速，粒徑稍大的塵粒也能懸浮并被排走，同時(shí)增強(qiáng)了稀釋作用。當(dāng)風(fēng)速增加到1.52m/s時(shí)，作業(yè)地點(diǎn)的礦塵濃度將降到最低值，故稱最優(yōu)排塵風(fēng)速。 在產(chǎn)塵量高，礦塵比重大，通風(fēng)條件比較困難的作業(yè)地點(diǎn)，可適當(dāng)增大排塵風(fēng)速。但是風(fēng)速越高，揚(yáng)起礦塵的作用越強(qiáng)，礦塵二次揚(yáng)起能嚴(yán)重污染礦井空氣。規(guī)程規(guī)定：采掘工作面的最高允許風(fēng)速為4m/s。 二、濕式作業(yè) 濕式作業(yè)是礦井防塵的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，它具有簡(jiǎn)單易行，費(fèi)用小，效果好等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)煤礦較成熟的經(jīng)驗(yàn)是采取以濕式鑿巖為主，并配合噴霧灑水、水炮泥、水封爆破以及煤體注水等防塵技術(shù)措施。 1 濕式鑿巖 濕式鑿巖就是在鑿巖過(guò)程中，將壓力水通過(guò)鑿巖機(jī)送入并充滿孔

14、底。以濕潤(rùn)，沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵，是鑿巖工作普遍采用的有效防塵措施。2. 濕式鉆眼 濕式鉆眼就是用濕式煤電鉆在煤層中鉆眼。它具有良好的水密封性能，能有效地控制回采工作面和煤層掘進(jìn)工作面的煤塵。 3. 灑水防塵 灑水防塵是用水濕潤(rùn)沉積于煤、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵，當(dāng)?shù)V塵被水濕潤(rùn)庸，塵粒間互相附著凝集成較大的顆粒。同時(shí)，因礦塵濕潤(rùn)后增加了附著性，而能粘結(jié)在巷直周壁、支架煤巖表面上，這樣在煤巖裝運(yùn)等生產(chǎn)過(guò)程或受到高速風(fēng)流作用時(shí)，礦塵不易揚(yáng)起。產(chǎn)塵量大的設(shè)備和地點(diǎn)，要設(shè)自動(dòng)灑水裝置。 4. 噴霧捕捉浮塵 將水霧化成微細(xì)水滴噴射于空氣中與浮塵碰撞接觸，則塵粒被水捕捉而附于水滴上或者濕潤(rùn)的塵粒互相

15、凝集成大顆粒，從而加速其沉降，使之盡快變?yōu)槁鋲m。 影響水滴捕塵效果的因素有水滴粒度，水滴越小，在空氣中分布密度越大，與礦塵的接觸機(jī)會(huì)越多，捕塵效果越好。據(jù)測(cè)定，水霧的粒度最佳為2050um。其次是水滴與塵粒的相對(duì)速度，水滴速度高，與塵粒碰撞時(shí)有利于克服水的表面張力，而將塵粒濕潤(rùn)捕捉。另外，含塵風(fēng)流的速度、礦塵的濃度、粒徑、帶電性等對(duì)捕塵效果也有影響。噴霧體結(jié)構(gòu)：壓力水從噴霧器中噴出后，霧粒開始作高速直線運(yùn)動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)的距離叫射程(la)，其間水滴具有較大的動(dòng)能，捕塵效果較好。以后，因動(dòng)能減少和重力作用，水滴速度減慢，水滴開始以拋物線軌跡作下落運(yùn)動(dòng)，此間捕塵作用減弱。水滴運(yùn)動(dòng)的最大距離稱為作用長(zhǎng)

16、度(lb)。噴射面積用噴霧體的擴(kuò)張角()表示。 噴霧器的類型水噴霧器和氣水噴霧器兩類 5“水泡泥”和水封爆破 “水炮泥” 和水封爆破的作用相同。水泡泥是用盛水的塑料袋代替部分炮泥充填于炮眼內(nèi)，爆破時(shí)水袋破裂，在高溫高壓爆波的作用下，大部分水汽化，然后重新凝結(jié)成極細(xì)的霧滴與產(chǎn)生的礦塵相接觸，起到降塵作用。國(guó)內(nèi)外一些資料表明，水泡泥爆破要比泥封爆破工作面礦塵濃度降低4070，對(duì)5pm以下的礦塵也有較好的撲捉效果。同時(shí)還能減少爆破產(chǎn)生的有毒有害氣體。 6 防塵供水 防塵用水，應(yīng)盡量采用集中供水的方式，將貯水池設(shè)在地面。貯水池容量不得小于正常生產(chǎn)時(shí)的耗水量。一般應(yīng)考慮正常生產(chǎn)的鑿巖、噴霧、灑水及煤層注

17、水等用水量。 井下鑿巖防塵用水的壓力應(yīng)低于壓風(fēng)的壓力，靜壓供水的水頭，一般需保持在4050m。如水頭過(guò)大，則必須減壓。供水管路的直徑根據(jù)用水量和管路中合理水速(取1.52.2m/s)計(jì)算選取。 水 質(zhì) 要 求 ： . 含 有 固 體 懸 浮 物 不 超 過(guò)150mg/l；.ph值在6.58.5之間；.大腸桿菌不超過(guò)3個(gè)/l。 三、密閉抽塵 在缺水或不宜用水的特殊情況下，采用干式鑿巖，就要密閉塵源，采用干式捕塵措施，干式捕塵有多種方式： 1.孔口捕塵 在炮眼孔口利用捕塵罩和捕塵塞密封孔口，再用壓氣引射器產(chǎn)生的負(fù)壓將鑿巖時(shí)產(chǎn)生的礦塵吸進(jìn)捕塵罩、捕塵塞，經(jīng)吸塵管至濾塵筒。捕塵器使用效果良好。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

18、表明，不用捕塵器干打眼時(shí)，礦塵濃度為509. 2mg/m3 ；使用捕塵器后則降到25.2mg/m3，捕塵率達(dá)到95.0，缺點(diǎn)是引射器耗風(fēng)量較大。 2.孔底捕塵 利用抽塵凈化設(shè)備，將孔底產(chǎn)生的礦塵經(jīng)釬桿中心孔抽出凈化。鑿巖機(jī)有中心抽塵與旁側(cè)抽塵兩種形式。圖37是中心抽塵凈化系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)是借壓氣引射器作用將孔底礦塵經(jīng)釬桿中心孔，導(dǎo)塵管吸到除塵器內(nèi)，經(jīng)凈化后排出。四、凈化風(fēng)流 凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過(guò)一定的設(shè)施或設(shè)備，而將礦塵捕獲凈化風(fēng)流的技術(shù)措施。 1. 水幕凈化風(fēng)流 在含塵濃度較高的風(fēng)流所通過(guò)的巷道中設(shè)置多道水幕以凈化風(fēng)流。噴霧器的布置應(yīng)以水霧布滿巷道斷面為原則，并盡可能靠近塵源，

19、縮小含塵空氣的彌漫范圍。 2 濕式旋流除塵風(fēng)機(jī) 濕式旋流除塵風(fēng)機(jī)是在jbt型軸流式局部扇風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上改制的。將含塵風(fēng)流吸入風(fēng)機(jī)，與風(fēng)機(jī)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)霧盤形成的水霧強(qiáng)力混合，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入脫水器。經(jīng)排水管排出。脫水凈化的風(fēng)流，由后導(dǎo)流器直接排出。濕式旋流除塵風(fēng)機(jī)，除塵效果顯著。比壓入式降低粉塵濃度7075。主要缺點(diǎn)是體積較大。影響了使用。五、個(gè)體防護(hù) 井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)采取防塵措施后，但仍有少量微細(xì)礦塵懸浮于空氣中，加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)是綜合防塵措施的一個(gè)重要方面。個(gè)體防塵的工具主要是口罩，礦井要求所有接觸粉塵作業(yè)人員必須佩帶防塵口罩。武漢冶金安全研究所設(shè)計(jì)的武安-2型防塵口罩，面具由橡皮膜壓制而成，邊

20、緣包有泡沫塑料，能貼緊面部，口罩下部?jī)蓚?cè)各有一個(gè)進(jìn)氣口朝下的過(guò)濾盒，盒內(nèi)裝有超細(xì)纖維用以截塵。該防塵口罩阻塵率可達(dá)99；呼氣阻力30pa；吸氣阻力1723pa，佩帶舒適，使用方便。第四節(jié) 煤塵爆炸 煤是可燃物質(zhì)，破碎成細(xì)小顆粒后，表面積增大，氧化能力顯著提高，一旦與火源相遇，熱化過(guò)程迅速展開。在300400溫度時(shí)，煤能放出大量的可燃?xì)怏w。這類可燃性氣體一經(jīng)與空氣混合在高溫作用下吸收能量，形成一定數(shù)量的活化中心，發(fā)生燃燒和放出熱量。如果放出的熱量能夠有效地傳播給附近的煤塵，這些煤塵也就迅速的受熱分解，跟著燃燒起來(lái)。此種過(guò)程連繼不斷地進(jìn)行，氧化反應(yīng)越來(lái)越快，溫度越來(lái)越高，活化中心越來(lái)越多，導(dǎo)致為劇

21、烈的爆炸。 一、煤塵爆炸的必要條件 煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件： (1)煤塵本身具有爆炸性，煤塵爆炸用煤塵爆炸指數(shù)vr來(lái)確定，其值為：式中 va工業(yè)分析的揮發(fā)分()， aa工業(yè)分析的灰分()； wa工業(yè)分析的水分() 一般認(rèn)為， vr 小于10，沒(méi)有煤塵爆炸危險(xiǎn)性； vr在1015之間，屬于弱爆炸危險(xiǎn)性；vr在15以上者，有爆炸危險(xiǎn)性。%100100aaarwavv (2).煤塵必須懸浮在空氣中，并達(dá)到一定濃度；單位體積空氣中能夠發(fā)生煤塵爆炸的最低煤塵含量叫做煤塵爆炸下限濃度，最高煤塵含量叫做煤塵爆炸上限濃度。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、粒度、引火源的種類、溫度及試驗(yàn)的條件有關(guān)。我國(guó)試

22、驗(yàn)的結(jié)果：煤塵爆炸下限濃度為45g/m3，上限濃度最高達(dá)15002000g/m3。爆炸力量強(qiáng)的煤塵濃度為300400g/m3。 在井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，一般情況下，很難形成大于45g/m3的懸浮煤塵濃度，但當(dāng)巷道周壁的沉積煤塵受到?jīng)_擊波的震動(dòng)，氣流的吹揚(yáng)或其他原因再次揚(yáng)起后，就足以達(dá)到爆炸濃度。因此，沉積煤塵是最大的隱患。(3).有一個(gè)能點(diǎn)燃煤塵爆炸的熱源。煤塵爆炸的引燃溫度變化范圍較大，它是隨著煤塵的性質(zhì)和試驗(yàn)條件的不同而變化。經(jīng)試驗(yàn)，我國(guó)煤塵爆炸的引燃溫度在610到1050之間，一般為700800。 煤礦中能引燃煤塵的高溫?zé)嵩从校罕苹鹧?、電氣火花、斜井跑車碰撞和磨擦產(chǎn)生的火花、瓦斯燃燒或爆炸

23、、井下火災(zāi)或明火等。 三、煤塵爆炸的特征 1.煤塵爆炸時(shí)產(chǎn)生“粘焦”。由于煤中含有不燃物質(zhì)，當(dāng)煤塵爆炸過(guò)程中供氧不足，燃燒不完全時(shí)，將有一部分煤塵被局部焦化，粘結(jié)在一起，沉集于支架和巷道壁上形成一種煤塵爆炸所特有的產(chǎn)物“粘焦”。它是判斷井下發(fā)生爆炸事故時(shí)是否有煤塵參與的重要標(biāo)志之一。但是只有氣煤，肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤的煤塵爆炸時(shí)，才能產(chǎn)生“粘焦”。 2.煤塵爆炸也有一個(gè)感應(yīng)期，即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃?xì)怏w形成爆炸所需的時(shí)間。根據(jù)試驗(yàn)，煤塵爆炸的感應(yīng)期主要決定于煤的揮發(fā)分含量，一般為40250ms；揮發(fā)分越大，感應(yīng)期越短。 3.爆炸后的瞬時(shí)溫度可達(dá)2000以上 4.爆炸產(chǎn)生高壓。爆炸壓力

24、隨著離開爆炸源的距離的延長(zhǎng)而跳躍式增大。在爆炸過(guò)程中，如遇有障礙物，巷道的拐彎或巷道斷面的突變，爆炸力將猛增，尤其是連續(xù)爆炸時(shí)，第二次爆炸的理論壓力為第一次爆炸壓力的57倍。如再繼繼爆炸將在前次爆炸壓力基礎(chǔ)上仍按57倍增加。所以煤塵爆炸的破壞性要比瓦斯爆炸更為嚴(yán)重。 5.產(chǎn)生大量的一氧化碳。煤塵爆炸時(shí)產(chǎn)生大量一氧化碳，它在災(zāi)區(qū)空氣中的濃度可達(dá)23，甚至高達(dá)8左右。這是造成礦工大量中毒傷亡的原因。 四、煤塵爆炸性鑒定 第一種方法是在大型煤塵爆炸試驗(yàn)巷道內(nèi)，點(diǎn)火引爆進(jìn)行鑒定。這種方法比較準(zhǔn)確可靠，但工作繁重和復(fù)雜，所以一般作為標(biāo)準(zhǔn)鑒定用。 第 二 種 方法是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，使用大管狀煤塵爆炸什鑒定儀進(jìn)

25、行鑒定。 試驗(yàn)程序是：將經(jīng)過(guò)干燥的1g煤塵(煤塵試樣粉碎后，須全部通過(guò)75um篩孔，并在105的溫度下烘干2h)放到試料管內(nèi)，同時(shí)將加熱器升溫，當(dāng)溫度升到1100以后，開動(dòng)電磁打氣筒，活塞動(dòng)作使煤塵試樣呈霧狀噴入燃燒管內(nèi)，當(dāng)霧狀煤塵通過(guò)加熱器時(shí)，在燃燒管內(nèi)出現(xiàn)火焰者則屬于有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤塵，如果沒(méi)有火焰或有稀少火星則屬于沒(méi)有煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤塵。 第五節(jié) 防止煤塵爆炸的技術(shù)措施 防止煤塵爆炸的技術(shù)措施可分為減塵、降塵、消除落塵和防止煤塵引燃等四個(gè)方面。 一、減塵措施 減塵措施是指減少采掘工作中煤塵的發(fā)生量。具體措施有： 1.煤層注水 煤層注水防塵是用水預(yù)先濕潤(rùn)煤體，即在煤層未開采之前打若干鉆孔，

26、通過(guò)鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體的內(nèi)部增加煤層的水分。2.采空區(qū)灌水預(yù)濕煤體 當(dāng)厚煤層采用傾斜、水平、斜切分層以人工假頂或用夾殲層作分層頂板，下行陷落法開采時(shí)，以及近距離煤層開采時(shí)，在上一分層或上一煤層的采空區(qū)灌水，依靠水的自重及煤體或夾矸層內(nèi)孔隙的毛細(xì)作用力緩慢滲入下一分層或下一煤層的煤體，使之在開采前預(yù)先濕潤(rùn)，達(dá)到防塵的目的。另外水在采空區(qū)內(nèi)還能粘結(jié)冒落的矸石，在礦山壓力的作用下形成再生頂板，有利于頂板管理。如系自然發(fā)火煤層，還有防止煤炭自燃的作用，在水中再加阻化劑其效果會(huì)更好。 二、降低浮塵和清除落塵 1)采煤機(jī)捕塵設(shè)施 采煤機(jī)上裝有外噴霧與內(nèi)噴霧裝置，外噴霧常用的形式是將一組噴咀裝在滾

27、筒的后側(cè)或外側(cè)形成水幕捕捉飛揚(yáng)的浮塵。 采煤機(jī)上的內(nèi)噴霧裝置是保證在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只向切割煤體的截齒供水。水流經(jīng)采煤機(jī)滾筒空心軸，由一個(gè)同步器使水流緊靠截齒噴出，對(duì)不工作的截齒可切斷水源，從而減少耗水量，捕塵效率較之外噴霧可提高30，使空氣中的含塵量降到5070mg/m3。同時(shí)還能消除截齒磨擦產(chǎn)生火花引起瓦斯燃燒的可能。 2)綜采掩護(hù)支架的降塵 綜采掩護(hù)支架在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大量的巖塵和煤塵，同時(shí)由于通風(fēng)斷面較小，風(fēng)速大，來(lái)自采空區(qū)的礦塵量增大?？稍谘谧o(hù)支架頂梁的下方安設(shè)噴咀，以30傾斜噴射到側(cè)護(hù)板至采空區(qū)的全部空間。另外掩護(hù)支架橫向噴咀以120的擴(kuò)散角向上斜噴到相鄰的掩護(hù)支架上。3) 回采工作面運(yùn)輸機(jī)

28、與順槽運(yùn)輸機(jī)聯(lián)接處的捕塵 在轉(zhuǎn)載點(diǎn)加煤塵罩。在煤塵罩內(nèi)安裝噴咀，消除飛揚(yáng)的浮塵，降低進(jìn)入回采工作面的風(fēng)流含塵量。 2 消除落塵 定期清掃沖洗沉積在巷道壁和支架上的落塵，是防止煤塵再次飛揚(yáng)形成爆炸注塵云的一項(xiàng)重要措施。當(dāng)巷道周壁沉積的煤塵厚度為0.05mm時(shí)，如果受到氣浪的沖擊，將使形成的懸浮煤塵濃度達(dá)到爆炸下限濃度。 清掃煤塵的方法分人工和機(jī)械清掃兩種。常用的機(jī)械清掃是用干式吸塵機(jī)和濕式清掃車。 沖洗煤塵可由防塵灑水管路系統(tǒng)供水，小范圍的沖洗由專用水車或盛水的普通礦車來(lái)供水。第六節(jié) 煤塵抑爆及隔爆技術(shù) 煤塵抑爆及隔爆技術(shù)是使沉落的煤塵失去爆炸性，以及將局部爆炸隔離在較小范圍內(nèi)的技術(shù)。 一、抑制

29、煤塵爆炸的措施 定期在巷道內(nèi)撤布惰性巖粉，以增加沉積的煤塵中不燃物質(zhì)的含量，從而抑制煤塵爆炸的發(fā)生。這種方法應(yīng)用比較廣泛。規(guī)程規(guī)定：在所有運(yùn)輸巷道和回風(fēng)道中必須撤布巖粉。一般為石灰?guī)r粉。對(duì)情性巖粉的要求是：可燃物質(zhì)含量不得超過(guò)5，游離二氧化硅含量不超過(guò)10：不含有害有毒物質(zhì)；吸濕性差，粒度應(yīng)全部通過(guò)50號(hào)篩孔；且其中至少有70能通過(guò)200號(hào)篩孔；色彩淡白鮮明。 在巷道內(nèi)撤布巖粉時(shí)，應(yīng)使所有的表面，包括頂、幫、底以及背板后側(cè)暴露處，都應(yīng) 用巖粉覆蓋；煤塵和巖粉混合后，不燃物質(zhì)含量不得低于80；撒布巖粉的巷道長(zhǎng)度，不得小于300m，如如巷道長(zhǎng)度小于300m時(shí)，全部巷道都應(yīng)撤布巖粉。 近些年來(lái)，國(guó)外

30、一些國(guó)家為提高惰性巖粉的效果又往巖粉中添加磷酸二氫銨(nh4h2po4)、氯化納(nacl)、氯化鉀(kcl)、碳酸氫鈉(nahco3)、碳酸氫鉀(khco3) 等抑制劑。 對(duì)巷道中的煤坐和巖粉的混合粉塵，每3個(gè)月至少化驗(yàn)一次。二、隔爆措施 規(guī)程規(guī)定：開采有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層的礦井，在礦井的兩翼，相鄰的采區(qū)，相鄰的煤層都必須用巖粉棚或水棚隔開。 粉均勻散落彌漫于巷道中，造成濃厚的不燃巖粉霧。爆炸火焰?zhèn)鱽?lái)時(shí)，被冷卻熄滅而阻斷。1巖粉棚隔爆 巖粉棚是由架設(shè)于巷道頂部的多塊木制巖粉板組成，板間距離至少大于板寬，每決臺(tái)板上放置一定數(shù)量的惰性巖粉。當(dāng)煤塵爆炸時(shí)，爆炸波將臺(tái)板震翻，巖 巖粉棚的巖粉量根據(jù)巷道

31、凈斷面積而定。主要運(yùn)輸巷不得少于400kg/m2，其它巷道不得少于200kg/m2。巖粉應(yīng)經(jīng)常保持干燥狀態(tài)，為此須配備專人經(jīng)常檢查和定期更換。 巖粉棚必須成列，總長(zhǎng)度不得小于20m，并設(shè)在巷道直線段內(nèi)。采區(qū)運(yùn)輸或回風(fēng)道中設(shè)置巖粉棚，距可能發(fā)生煤塵爆炸的地點(diǎn)，不得小于60m，也不得大于300m。 巖粉棚上的巖粉每月至少進(jìn)行一次可燃物質(zhì)含量的分析，如發(fā)現(xiàn)受潮結(jié)塊、巖粉量減少或可燃物質(zhì)含量超過(guò)20時(shí)，應(yīng)立即補(bǔ)充或更換。 2.水槽棚隔爆 水槽棚子是用具有一定強(qiáng)度的硬質(zhì)易碎聚氯乙烯和聚氨脂塑料制成。水槽內(nèi)盛滿水置于距頂板100150mm處。當(dāng)井下發(fā)生爆炸時(shí)，爆風(fēng)壓力將水槽崩翻并破碎，水瞬間分散于巷道空間內(nèi)，形成水霧。水的比熱較巖粉大6倍，吸熱較果好，利于消滅火焰