煤礦粉塵爆炸原因分析及防治措施

1、煤礦粉塵爆炸原因分析及防治措施1、煤礦粉塵的性質(zhì)和爆炸條件的研究1.1 煤礦粉塵的性質(zhì)粉塵是粉碎到一定細(xì)度的固體粒子的集合體，按狀態(tài)可分為粉塵層和粉塵云兩類。粉塵層是指堆積在物體表面上的靜止?fàn)顟B(tài)的粉塵，而粉塵云則指懸浮在空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的粉塵。在粉塵爆炸研究中，把粉塵分為可燃粉塵和不可燃粉塵兩類?？扇挤蹓m是指與空氣中氧反應(yīng)能放熱的粉塵。一般有機(jī)物都含有C、H元素，它們與空氣中的氧反應(yīng)都能燃燒，生成CO2、CO和H2O；許多金屬粉可與空氣中氧反應(yīng)生成氧化物，并放出大量熱，以上為可燃粉塵。相反，與氧不發(fā)生反應(yīng)或不發(fā)生放熱反應(yīng)的粉塵統(tǒng)稱為不可燃粉塵或惰性粉塵。從工業(yè)衛(wèi)生角度來(lái)說(shuō)，各種粉塵對(duì)人體都是有害

2、的，粉塵的化學(xué)組成及其在空氣中的濃度直接決定對(duì)人體的危害程度，粉塵中含游離二氧化硅的量越高，危害越嚴(yán)重。1.2 煤礦粉塵爆炸條件的研究粉塵爆炸的條件歸納起來(lái)有五個(gè)方面：要有一定的粉塵濃度。粉塵爆炸所采用的化學(xué)計(jì)量濃度單位與氣體爆炸不同，氣體爆炸采用體積百分?jǐn)?shù)表示，而粉塵濃度采用單位體積所含粉塵粒子的質(zhì)量表示，單位是g/m3mg/L，如果濃度太低，粉塵粒子間距過(guò)大，火焰難以傳播。要有一定的氧含量。一定的氧含量是粉塵得以燃燒的基礎(chǔ)。要有足夠的點(diǎn)火源。粉塵爆炸所需的最小點(diǎn)火能量比氣體爆炸大12個(gè)數(shù)量級(jí)，大多數(shù)粉塵云最小點(diǎn)火能量在550mJ量級(jí)范圍。粉塵必須處于懸浮狀態(tài)，即粉塵云狀態(tài)。這樣可以增加氣固

3、接觸面積，加快反應(yīng)速度。粉塵云要處在相對(duì)封閉的空間，壓力和溫度才能急劇升高，繼而發(fā)生爆炸。前三個(gè)條件是必要條件，即粉塵爆炸三要素，后兩個(gè)條件是充分條件。2、煤礦粉塵爆炸的原因分析2.1 煤塵爆炸的主要特征從煤塵爆炸機(jī)理和事故統(tǒng)計(jì)中，可以歸納出如下特點(diǎn)：燃燒速度或爆炸壓力上升速度比氣體爆炸要小，但燃燒時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，所以破壞和焚燒程度大。發(fā)生爆炸時(shí)，有燃燒粒子飛出，如果飛到可燃物或人體上，會(huì)使可燃物局部嚴(yán)重炭化和人體嚴(yán)重?zé)齻?。靜止堆積的粉塵被風(fēng)吹起懸浮在空氣中時(shí)，如果有點(diǎn)燃源就會(huì)發(fā)生第一次爆炸，爆炸產(chǎn)生的沖擊波又使其他堆積的粉塵揚(yáng)起，而分散的火花和輻射熱可提供點(diǎn)火源又引起第二次爆炸，最后使

4、整個(gè)粉塵存在場(chǎng)受到爆炸破壞。即使參與爆炸的粉塵量很小，但由于伴隨有不安全燃燒，故燃燒氣體中含有大量的CO，所以會(huì)引起中毒。在煤礦中因煤粉爆炸而身亡的人員中，有一大半是由于CO中毒所致。2.2 影響煤塵爆炸的圭要因素煤塵爆炸受到多因素的影響，有些因素能提高其爆炸危險(xiǎn)性，有些因素則能抑制和減弱其爆炸危險(xiǎn)性。煤塵的可燃揮發(fā)分。一般情況下，揮發(fā)分越高，煤塵越易發(fā)生爆炸，爆炸的強(qiáng)度也越高；煤塵的水分。煤塵中的水分對(duì)塵粒起著黏結(jié)作用，使顆粒變大，從而降低了煤塵的飛揚(yáng)能力。煤塵的水分只是在煤塵起爆時(shí)有抑制作用；煤塵的灰分。煤塵中的灰分為不可燃物質(zhì)，灰分能吸收熱量起到降溫阻燃的作用，并能阻止煤塵飛揚(yáng)，使其迅速

5、沉降，以及對(duì)煤塵爆炸的傳播起到隔爆作用；煤塵的粒度。一般說(shuō)煤塵粒度越小，爆炸性越強(qiáng)；煤塵的濃度。煤塵的濃度是決定煤塵由燃燒能否轉(zhuǎn)為爆炸以及爆炸性強(qiáng)弱的重要條件；井下空氣中的瓦斯含量。井下空氣中瓦斯的存在會(huì)降低煤塵爆炸的下限濃度，瓦斯?jié)舛仍礁撸簤m爆炸的下限濃度就越低；引爆熱源和爆炸環(huán)境。任何一種爆炸性的煤塵，若能夠發(fā)生爆炸，環(huán)境溫度必須達(dá)到或超過(guò)最低點(diǎn)燃溫度。3、煤塵爆炸的防治措施煤礦工人在我國(guó)產(chǎn)業(yè)中占有很大的比例，而煤礦生產(chǎn)的特點(diǎn)又是絕大部分為井下作業(yè)。在煤礦采掘的過(guò)程中，幾乎是每一個(gè)工種，每一道工序都有粉塵接觸的問(wèn)題，從而決定了煤礦防、降塵工作在煤礦生產(chǎn)中的重要性和緊迫性。煤塵爆炸事故是可

6、以預(yù)防的。煤礦防塵、降塵可以歸納為兩個(gè)方面：即組織措施和技術(shù)措施。3.1 組織措施加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)。加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)是做好煤礦防塵工作的根本。煤礦防塵是一項(xiàng)政策性和技術(shù)性都很強(qiáng)的工作，必須在煤礦行政的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，各生產(chǎn)業(yè)務(wù)部門既要明確分工，又要密切配合，認(rèn)真做好這項(xiàng)工作。衛(wèi)生知識(shí)的科學(xué)普及教育。衛(wèi)生知識(shí)的科學(xué)普及教育是搞好防塵工作的基礎(chǔ)。防止粉塵危害是關(guān)系到廣大煤礦工人身體健康的事情，只有使他們認(rèn)識(shí)到粉塵的危害性，塵肺發(fā)生發(fā)展的科學(xué)道理，不斷地提高他們的衛(wèi)生知識(shí)水平，才能調(diào)動(dòng)他們搞好防塵的積極性，使防塵工作有一個(gè)良好的群眾基礎(chǔ)。建立健全防塵專業(yè)隊(duì)伍和規(guī)章制度。建立健全防塵專業(yè)隊(duì)伍和規(guī)章制度是做好粉塵工作的保證

7、。實(shí)踐證明，做好防塵工作光憑一般的號(hào)召是不行的，還必須根據(jù)本礦的實(shí)際情況建立一支專業(yè)的防塵隊(duì)伍和健全規(guī)章制度，把防塵工作納入生產(chǎn)作業(yè)規(guī)程，才能收到良好的防塵效果。3.2 技術(shù)措施采取各種有效的防塵技術(shù)措施，使采掘工作面粉塵濃度長(zhǎng)期穩(wěn)定地降到或接近國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，是預(yù)防塵肺發(fā)生最積極有效的辦法，這也正證明了煤礦防塵技術(shù)措施的重要性。目前煤礦防塵技術(shù)措施基本上是采取消除和限制產(chǎn)塵源；降低產(chǎn)塵濃度；抑制和捕捉已產(chǎn)生的浮游粉塵等辦法來(lái)降低作業(yè)環(huán)境空氣中的粉塵濃度。濕式作業(yè)。濕式作業(yè)是以水來(lái)濕潤(rùn)粉塵，使粉塵不能或很少擴(kuò)散到生產(chǎn)環(huán)境的空氣中去，主要有濕式鑿巖、噴霧灑水、水封爆破和煤壁注水等。通風(fēng)除塵。礦井通風(fēng)是煤礦生產(chǎn)不可缺少的重要條件，它的任務(wù)是向井下各工作面不斷地供應(yīng)足夠量的新鮮空氣，滿足井下工作人員正常呼吸生理的需要；沖淡并排除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳等有害氣體；調(diào)節(jié)工作面的溫度和濕度，使其較適合于人體的生理；沖淡和排除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵。其他降塵方法。目前一些國(guó)家還研究了某些新的防塵措施，主要有泡沫除塵、濕潤(rùn)劑除塵、磁化水除塵、粘結(jié)劑除塵、超聲波除塵、靜電除塵等。個(gè)體防護(hù)。個(gè)體防護(hù)就是采用各種防護(hù)品，以達(dá)到防止或盡量減少工作面空氣中的粉塵隨著呼吸進(jìn)入工人的肺部，是一種輔助性的防塵措施。個(gè)體防護(hù)用具主要是防塵