礦塵及其性質(zhì)

礦塵及其性質(zhì)第一節(jié)礦塵及其性質(zhì)

一、礦塵的產(chǎn)生及分類

礦塵是指在礦山生產(chǎn)和建設(shè)過程中所產(chǎn)生的各種煤、巖微粒的總稱。礦塵除按其成分可分為巖塵、煤塵、煙塵、水泥塵等多種有機(jī)、無機(jī)粉塵外，尚有多種不同的分類方法，下面介紹幾種常用的分類方法。按礦塵粒徑劃分：(1)粗塵

粒徑大于40μm，相當(dāng)于一般篩分的最小顆粒，在空氣中極易沉降。(2)細(xì)塵

粒徑為10～40μm，肉眼可見，在靜止空氣中作加速沉降。(3)微塵

粒徑為0.25～10μm，用光學(xué)顯微鏡可以觀察到，在靜止空氣中作等速沉降。(4)超微塵

粒徑小于0.25μm，要用電子顯微鏡才能觀察到，在空氣中作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

2按礦塵的存在狀態(tài)劃分：(1)浮游礦塵

懸池于礦內(nèi)空氣中的礦塵，簡(jiǎn)稱浮塵。(2)沉積礦塵

從礦內(nèi)空氣中沉降下來的礦塵，簡(jiǎn)稱落塵。浮塵和落塵在不同環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)化。浮塵在空氣中飛揚(yáng)的時(shí)間不僅與塵粒的大小、重量、形式等有關(guān)，還與空氣的濕度、風(fēng)速等大氣參數(shù)有關(guān)。。3按礦塵的粒徑組成范圍劃分：（1）全塵(總粉塵)

各種粒徑的礦塵之和。對(duì)于煤塵，常指粒徑為1mm以下的塵粒。(2)呼吸性粉塵

主要指粒徑在5μm以下的微細(xì)塵粒，它能通過人體上呼吸道進(jìn)入肺區(qū)，是導(dǎo)致塵肺病的病因，對(duì)人體危害甚大。礦塵的危害

礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，引起職業(yè)病。工人長(zhǎng)期吸入礦塵后，輕者會(huì)患呼吸道炎癥、皮膚病，重者會(huì)患?jí)m肺病，而塵肺病引發(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)在國(guó)內(nèi)外都十分驚人。(2)某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸。煤塵能夠在完全沒有瓦斯存在的情況下爆炸，對(duì)于瓦斯礦井，煤塵則有可能參與瓦斯同時(shí)爆炸。煤塵或瓦斯煤塵爆炸，都將給礦山以突然性的襲擊，釀成嚴(yán)重災(zāi)害。(3)加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命。隨著礦山機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化程度的提高，礦塵對(duì)設(shè)備性能及其使用壽命的影響將會(huì)越來越突出，應(yīng)引起高度的重視。(4)降低工作場(chǎng)所能見度，增加\t"/html/2010/06/01/_blank"工傷\t"/html/2010/06/01/_blank"事故的發(fā)生。在某些綜采工作面干割煤時(shí)，工作面煤塵濃度高達(dá)4000～8000mg/m3，有的甚至更高，這種情況下，工作面能見度極低，往往會(huì)導(dǎo)致誤操作，造成人員的意外傷亡。

含塵量的計(jì)量指標(biāo)礦塵濃度：?jiǎn)挝惑w積礦內(nèi)空氣中所含浮塵的數(shù)量稱為礦塵濃度，其表示方法有兩種：(1)質(zhì)量法

每立方米空氣中所含浮塵的毫克數(shù)，單位為mg/m3。(2)計(jì)數(shù)法

每立方厘米空氣中所含浮塵的顆粒數(shù)，單位為粒/ｃm3。我國(guó)規(guī)定采用質(zhì)量法來計(jì)量礦塵濃度。《\t"/html/2010/06/01/_blank"規(guī)程》對(duì)井下有人工作的地點(diǎn)和人行道的空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度\t"/html/2010/06/01/_blank"標(biāo)準(zhǔn)作了明確規(guī)定，見表11-1-1，同時(shí)還規(guī)定作業(yè)地點(diǎn)的粉塵濃度、井下每月測(cè)定2次，井上每月測(cè)定1次。表11-1-1中國(guó)\t"/html/2010/06/01/_blank"煤礦粉塵濃度\t"/html/2010/06/01/_blank"標(biāo)準(zhǔn)

粉塵中游離最高容許濃度(mg/m3）SiO2含量(%)總粉塵呼吸性粉塵(1)＜520.06.0(2)5～＜1010.03.5(3)10～＜256.02.5(4)25～＜504.01.5(5)≥502.01.0(6)＜10的水泥粉塵6

2．產(chǎn)塵強(qiáng)度是指生產(chǎn)過程中，采落煤中所含的粉塵量，常用的單位為g/t。

3．相對(duì)產(chǎn)塵強(qiáng)度：是指每采掘1噸或1立方米礦巖所產(chǎn)生的礦塵量，常用的單位為mg/t或mg/m3。鑿巖或井巷掘進(jìn)工作面的相對(duì)產(chǎn)塵強(qiáng)度可按每鉆進(jìn)1m鉆孔或掘進(jìn)1m巷道計(jì)算。相對(duì)產(chǎn)塵強(qiáng)度使產(chǎn)塵量與生產(chǎn)強(qiáng)度聯(lián)系起來，便于比較不同生產(chǎn)情況下的產(chǎn)塵量。4．礦塵沉積量：是單位時(shí)間在巷道表面單位面積上所沉積的礦塵量，單位為g/m2·d。這一指標(biāo)用來表示巷道中沉積粉塵的強(qiáng)度，是確定巖粉撒布周期的重要依據(jù)。

四、礦塵性質(zhì)1．礦塵中游離SiO2的含量：礦塵中游離SiO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。游離SiO2是許多礦巖的組成成分，如\t"/html/2010/06/01/_blank"煤礦上常見的頁巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量通常多在20%～50%，煤塵中的含量一般不超過5%。2．礦塵的粒度與比表面積：礦塵粒度是指礦塵顆粒的平均直徑，單位為μm。礦塵的比表面積是指單位質(zhì)量礦塵的總表面積，單位為m2/kg，或cm2/g。礦塵的比表面積與粒度成反比，粒度越小，比表面積越大，因而這兩個(gè)指標(biāo)都可以用來衡量礦塵顆粒的大小。煤巖破碎成微細(xì)的塵粒后，首先其比表面積增加，因而化學(xué)活性、溶解性和呼附能力明顯增加；其次更容易懸浮于空氣中，表11-1-2所示為在靜止空氣中不同粒度的塵粒從1m高處降落到底板所需的時(shí)間；第三，粒度減小容易使其進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)，據(jù)研究，只有5μm以下粒徑的礦塵才能進(jìn)入人的肺內(nèi)，是礦井防塵的重點(diǎn)對(duì)象。表11-1-2塵粒沉降時(shí)間粒度μm1001010.50.2沉降時(shí)間，min0.0434.0420132055203．礦塵的分散度：分散度是指礦塵整體組成中各種粒級(jí)塵粒所占的百分比。分散度有兩種表示方法：(1)重量百分比：各粒級(jí)塵粒的重量占總重量的百分比稱為重量分散度；(2)數(shù)量百分比：各粒級(jí)塵粒的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的百分比稱為數(shù)量分散度。粒級(jí)的劃分是根據(jù)粒度大小和測(cè)試目的確定的，我國(guó)工礦企業(yè)將礦塵粒級(jí)劃分為4級(jí)：小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。礦塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構(gòu)成的一個(gè)重要指標(biāo)，是研究礦塵性質(zhì)與危害的一個(gè)重要參數(shù)。4．礦塵的濕潤(rùn)性：礦塵的濕潤(rùn)性是指礦塵與液體親和的能力。濕潤(rùn)性決定采用液體除塵的效果，容易被水濕潤(rùn)的礦塵稱為親水性礦塵，不容易被水濕潤(rùn)的礦塵稱為疏水性礦塵，對(duì)于親水性礦塵，當(dāng)塵粒被濕潤(rùn)后，塵粒間相互凝聚，塵粒逐漸增大、增重，其沉降速度加速，礦塵能從氣流中分離出來，可達(dá)到除塵目的。5．礦塵的荷電性：礦塵是一種微小