煤礦礦井煤塵培訓(xùn)

礦井通風(fēng)與災(zāi)害防治(三〕授課人：侯英敏礦井煤塵礦塵防治一、礦塵及分類礦塵組成爆炸性粒度存在狀態(tài)煤塵巖塵爆炸性無爆炸性全塵呼吸性浮塵落塵二、粉塵的產(chǎn)生及危害●采煤工作面產(chǎn)塵源主要產(chǎn)塵工序有：采煤機落煤、裝煤、液壓支架移架、運輸轉(zhuǎn)載、運輸機運煤、放炮、人工攉煤、放煤口放煤等?！窬蜻M工作面產(chǎn)塵源主要產(chǎn)塵工序有：機械破巖〔煤〕、裝巖、放炮、煤矸運輸轉(zhuǎn)載、錨噴等。●其他產(chǎn)塵源：煤炭裝卸點、巷道維修的錨噴現(xiàn)場等。塵肺病的發(fā)病原因及影響因素●煤礦塵肺病種類

▲矽肺：吸入游離SiO2含量較高的巖塵所引起的塵肺。患者多為長期從事巖巷作業(yè)職工

▲煤矽肺：由煤塵和含有游離SiO2的巖塵共同作用引起的塵肺?；颊叨酁閹r巷掘進和采煤的混合工種職工

▲煤肺：由煤塵引起的塵肺。多為采煤工●煤礦塵肺病的影響因素▲粉塵成分：能引起肺部纖維病變的礦塵，大多含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工齡愈短，病變開展愈快。▲粉塵分散度：空氣中粉塵如細(xì)微顆粒占的百分比多就稱其分散度高。礦塵的分散度越高，對人體的危害越大。最危險的是粒度3-5um的礦塵▲粉塵濃度：單位空氣中粉塵質(zhì)量。是一個極重要因素，超過某一值才產(chǎn)生致病危害。▲接塵時間：工作時間越長，發(fā)病率越高▲其他：發(fā)病幾率與人的機體狀態(tài)、粉塵性質(zhì)、控制措施等有關(guān)。三、煤塵爆炸●煤塵爆炸機理煤塵爆炸是空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反響過程。煤塵懸浮于空氣中，吸氧和被氧化的能力增強，在外界高溫?zé)嵩醋饔孟?，吸收更多熱量，放出甲烷、乙烷等可燃性氣體，形成氣體外殼。殼內(nèi)氣體吸收一定能量，鏈反響開始，發(fā)生塵粒閃燃，放出熱量，傳遞給周圍塵粒，并使之參與鏈反響，燃燒循環(huán)繼續(xù)下去。燃燒產(chǎn)物的迅速膨脹形成壓縮波，壓縮波互相疊加，引起火焰?zhèn)鞑サ淖詣蛹铀?。?dāng)速度到達(dá)每秒數(shù)百米后，煤塵燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸ā！衩簤m爆炸的危害及特征▲產(chǎn)生高溫高壓：煤塵爆炸產(chǎn)生的熱量，爆炸地點溫度高達(dá)2000℃，壓力達(dá)736KPa?！B續(xù)爆炸：煤塵爆炸的壓力波將巷道中的落塵揚起，使煤塵濃度迅速到達(dá)爆炸范圍，再次發(fā)生爆炸。有時反復(fù)屢次，連續(xù)爆炸▲產(chǎn)生大量CO：濃度高達(dá)2-3%，甚至到達(dá)8%左右。事故受害者大多數(shù)〔70-80%〕是由于CO中毒造成的主要有兩種形式，純煤塵爆炸和有瓦斯參與的煤塵爆炸。以后一種為主。與瓦斯點燃相同。沉積煤塵飛揚計算例如必須經(jīng)過專門部門的試驗鑒定，一般煤的揮發(fā)分Vr>10%屬有爆炸性的煤塵。除少數(shù)無煙煤外，其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。濃度下限45～2000g/m3。直接產(chǎn)生很難—40g/m3時25W的燈泡，2m內(nèi)人看不見燈光。間接產(chǎn)生容易—積塵飛揚。能量>4.5~40mJ；溫度為700~800℃；足夠長的時間>爆炸感應(yīng)期。①煤塵本身具有爆炸危險性。②空氣中煤塵的濃度處于爆炸界限范圍內(nèi)。③有足夠能量的點火源。煤塵爆炸在井下存在的可能性四、煤塵爆炸的條件及影響因素●煤塵爆炸條件

沉積煤塵飛揚計算例如條件：長、寬、高均為5m的房間，地面沉積有1mm厚的煤塵，其堆積的密度為500kg/m3計算：當(dāng)沉積的煤塵全部揚起，均勻分布在整個空間時，室內(nèi)煤塵的濃度是否能到達(dá)爆炸限？解：整個空間體積：5×5×5=125m3房間中的煤塵重量：5×5×0.001×500=12.5Kg房間中的煤塵濃度：12.5/125=0.1Kg/m3=100g/m3100>40，煤塵濃度已達(dá)爆炸界限范圍●煤塵爆炸影響因素?fù)]發(fā)份：可燃揮發(fā)分越高，爆炸性越強水分：水分能降低煤塵爆炸性，降低飛揚能力灰分：吸收熱量，阻擋熱輻射，破壞鏈反響，降低爆炸性。但揮發(fā)分大于15%的煤塵，灰分影響不大含硫量：硫分越高，爆炸性越強。粒度：粒度越小，爆炸性越強。粒度在〔30-75μm)的煤塵爆炸性最強。瓦斯含量：瓦斯存在時，煤塵爆炸下限會降低，爆炸的濃度范圍擴大氧濃度：較高時，點燃煤塵的溫度降低，爆炸的壓力升高。當(dāng)氧氣的濃度低于18%時，煤塵失去爆炸性

點燃源特性：溫度、能量越高，越容易點燃煤塵。其它：爆炸空間形狀和容積大小、有無障礙物和拐彎、煤塵的飛揚性、風(fēng)流流速等都能影響煤塵的爆炸性

煤塵本身特性影響

外部環(huán)境影響

五、煤塵爆炸事故的預(yù)防措施●防止煤塵沉積和飛揚的技術(shù)措施▲煤層注水：利用鉆孔將壓力水注入即將回采的煤層中，增加煤體內(nèi)部水分，減少開采時產(chǎn)生的浮塵，降塵率可達(dá)60-90%。▲濕式打眼：在工作面使用電鉆或風(fēng)鉆打眼時，將壓力水經(jīng)過桿中央的水孔送到炮眼底部，將煤粉濕潤后從炮眼中沖洗出來，從而到達(dá)降塵目的▲水炮泥：采掘工作面放炮時，炮眼中必須裝填特制的裝滿水的水炮泥。起降塵、降溫、凈化空氣的作用。降塵率可達(dá)80%，減少70%。

▲噴霧灑水：將壓力水通過特制的噴嘴噴出，霧化的水流使漂浮的塵粒濕潤下降，防止煤塵飛揚▲通風(fēng)除塵：用清潔的風(fēng)流不斷稀釋和排出空氣中的煤塵?！鴽_洗煤塵：沿容易沉積煤塵的工作面進、回風(fēng)巷，用水流沖洗巷道四周，使煤塵充分濕潤，無法揚起制?！穹乐裹c火源出現(xiàn)▲加強管理，提高防火意識：嚴(yán)禁攜帶煙火、穿化纖衣服入井，嚴(yán)禁使用電爐和燈泡取暖等。新工人入井前，加強平安教育。▲防止放炮火源：爆破使用有產(chǎn)品許可證的火工用品，禁止放明炮、糊炮、連環(huán)炮和明電放炮。放炮前充填好水炮泥?！乐闺姎饣鹪春挽o電火源：電氣設(shè)備符合規(guī)程要求，井下供電符合有關(guān)規(guī)定。▲防止摩擦和撞擊點火：在摩擦發(fā)熱的裝置上安設(shè)過熱保護裝置和溫度檢測報警斷電裝置;定期檢查截齒和其后的噴水裝置等二、防止煤塵爆炸災(zāi)害擴大的措施防止煤塵擴大的措施有兩個方面，即:分區(qū)通風(fēng)和設(shè)置自動隔爆裝置●分區(qū)通風(fēng)?煤礦平安規(guī)程?第113條規(guī)定：生產(chǎn)水平和采區(qū)必須實行分區(qū)通風(fēng)。生產(chǎn)過程中，每一生產(chǎn)水平、每一采區(qū)都必須布置單獨的回風(fēng)道，嚴(yán)格禁止各采區(qū)、水平之間的串聯(lián)通風(fēng)，盡量防止采區(qū)之間角聯(lián)風(fēng)路的存在。

●煤塵爆炸的阻爆隔爆技術(shù)▲隔爆裝置設(shè)置地點：?煤礦平安規(guī)程?第155條規(guī)定：礦井兩翼、相臨采區(qū)、相鄰煤層、相鄰的采煤工作面間，煤層掘進巷道同與其相連的巷道間，采用通風(fēng)并有煤塵爆炸危險的其他地點同與其相連通的巷道間，必須用水棚或巖粉棚隔開。

按隔爆棚的保護范圍分為主要隔爆棚和輔助隔爆棚

△主要隔爆棚設(shè)置地點：礦井兩翼與井筒相連通的主要運輸大巷的回風(fēng)大巷；相鄰采區(qū)之間的集中運輸巷道和回風(fēng)巷道；相鄰煤層之間的運輸石門和回風(fēng)石門。△輔助隔爆棚設(shè)置地點：采區(qū)工作面進、回風(fēng)巷道；采區(qū)內(nèi)的煤層掘進巷道；采用獨立通風(fēng)，并有煤塵爆炸危險的其他巷道。

▲隔爆裝置種類：主要包括巖粉棚、水棚、自動防爆棚。

目前，井下使用最多的是水袋棚，每個水袋棚的容量一般為25L、40L。主要隔爆棚的總水量不得低于400L/m2，輔助隔爆棚的總水量不得低于200L/m2。

第四節(jié)煤礦粉塵綜合防治技術(shù)

一、減塵技術(shù)措施?煤礦平安規(guī)程?第17規(guī)定：掘進井巷和硐室時，必須采取濕式鉆眼、沖洗井壁巷幫、水炮泥、爆破噴霧、裝巖(煤)灑水和凈化風(fēng)流等綜合措施。在有條件的礦井還應(yīng)通過改進采掘機械機構(gòu)及其運行參數(shù)等方法減少采掘工作面的粉塵產(chǎn)生量。二、礦井通風(fēng)排塵

礦井通風(fēng)除塵是指稀釋與排出礦井空氣中的粉塵的一種除塵方法。決定通風(fēng)除塵效果的主要因素是風(fēng)速。能以最大程度地排除礦塵的風(fēng)速為最優(yōu)風(fēng)速。一般來說，掘進工作面最優(yōu)風(fēng)速為，機械化采煤工作面為。三、掘進除塵及除塵器在煤礦各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，井巷開拓、掘進是產(chǎn)生粉塵的主要環(huán)節(jié)之一。掘進打眼、放炮、支護、裝矸和運輸?shù)裙ば虿粌H產(chǎn)生大量煤塵，影響平安生產(chǎn)，而且還嚴(yán)重危害職工的身體健康。因此，必須因地制宜地采取有效的通風(fēng)、干式捕塵及除塵器等比例防塵措施，保證掘進工作面粉塵濃度到達(dá)國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。四、濕式除塵技術(shù)

按除塵原理可分為兩類：用水濕潤、沖洗初生和沉積的粉塵；用水捕集懸浮于空氣中的粉塵。▲用水濕潤、沖洗初生和沉積的粉塵。常見于濕式鑿巖、濕式鉆眼等作業(yè)?！盟都瘧腋∮诳諝庵械姆蹓m。目前多采用噴霧捕捉浮塵，主要包括采掘機械的內(nèi)、外噴霧灑水和井巷定點噴霧降塵。五、個體防護

▲目的：使佩帶者既能呼吸凈化后的潔凈空氣，又不影響正常操作。▲主要防護用具：防塵口罩、防塵帽、防塵呼吸器、防塵風(fēng)罩、防塵呼吸器等。兗州煤業(yè)股份

濟寧三號煤礦“2.8〞煤塵爆炸事故2004年2月8日21時57分，兗州煤業(yè)股份濟寧三號煤礦43下04綜放工作面發(fā)生一起煤塵爆炸事故，死亡2人，受傷16人，事故造成直接經(jīng)濟損失29.4萬元?！?.8〞煤塵爆炸示意圖〔一〕“2.8〞煤塵爆炸示意圖〔二〕●礦井概況濟寧三號煤礦隸屬兗州煤業(yè)股份，礦井于1993年12月19日正式開工建設(shè)，2000年12月28日正式投產(chǎn)，年設(shè)計能力500萬噸，核定年生產(chǎn)能力800萬噸。設(shè)計效勞年限81年，井田總面積05.05km2，可采及局部可采煤層為3上、3下、6、10下、15下、16上、17等共八層，主采煤為一、四、五、六采區(qū)，生產(chǎn)水平為－18m，礦井及地質(zhì)類型中等偏簡單，水文地質(zhì)類型簡單～中等，礦井開拓方式為豎井開拓；中央并列式通風(fēng)，通風(fēng)方式簡單，通風(fēng)系統(tǒng)合理，風(fēng)量滿足要求；采煤方法主要為走向長壁綜采放頂煤法。煤塵爆炸指數(shù)41.15％，低瓦斯礦井?！袷鹿实攸c概況事故發(fā)生在43下04綜放面，43下04綜放面位于四采區(qū)東部，四采輔運巷的北側(cè)，西臨43下00綜放面〔已回采完〕，東臨F8斷層。綜放面自北向南推進，推進長度1551.6米，面長155.8米，煤厚3.8～7.1米，平均煤厚6.37米，43下04綜放面共揭露斷層13條，落差最大為7.5米，其北部斷層相對較少，南部距停采線400米范圍內(nèi)共揭露斷層7條，對工作面生產(chǎn)影響較大。煤層有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期為3～6個月；煤塵有爆炸危險性，爆炸指數(shù)41.15%。43下04綜放面共安裝液壓支架105組，截止到事故發(fā)生前工作面已推進1193米，工作面剩余358米。工作面回采過程中，無瓦斯及其它有害氣體異常情況。綜采二隊實行“三八〞工作制，即每日三班，每班8小時，兩個生產(chǎn)班，一個檢修班，生產(chǎn)班8小時生產(chǎn)，檢修班班4小時生產(chǎn)、4小時檢修?！袷鹿拾l(fā)生經(jīng)過2004年2月8日14時,綜采二隊當(dāng)班工人到達(dá)43下04工作面，15時左右開始割煤，16時左右，在40號架附近，支架上放下一塊矸石，矸石長2米、寬1.5米、厚0.5米左右，矸石放下后用溜子拉到3號架附近。班長海利向副隊長公衍臣提議放糊炮〔裸露爆破〕將矸石崩碎，被當(dāng)班安檢員劉慶鳳制止，隨后海利到機頭喊了幾名工人用大錘砸矸石，砸了一會兒，只砸下一個角，隨后公衍臣安排海利等人用架子把石頭頂?shù)矫簬?，繼續(xù)割煤。煤機割至80號架附近，停機撤人，斷層處放第一茬炮，18點左右開機割至機尾，工作面停產(chǎn)進行設(shè)備檢修，到21點左右放完斷層處第二茬炮。21點20分左右，繼續(xù)開機割煤，21點45分左右停機搞質(zhì)量交接班。約21點50分左右，公衍臣再次催促放炮員張興國將石頭處理掉。張興國在石頭上部中央位置放了三塊炸藥，用炮泥糊上，準(zhǔn)備好后，撤至七十號架附近，擰動放炮器放炮，隨即工作面發(fā)生爆炸。●發(fā)生事故的現(xiàn)象和表征〔一〕43下04綜放面共安裝液壓支架105組，采煤機型號為MGTY400/900-3.3D型，位于91#-97#架間，采煤機右側(cè)(面向煤壁)刮板輸送機上有少量積矸，工作面上有一落差為2m斷層。采煤機附近上下兩側(cè)的支架、管線面對采煤機一側(cè)有不同程度的煤塵結(jié)焦物，工作面刮板輸送機上位于3#-4#支架處有一塊長1.7米、寬米、厚米的矸石，矸石中央已破裂，右端為碎裂矸石，矸石為細(xì)砂巖，周圍支架有高溫?zé)镜暮圹E，該處頂部液壓支架的高壓膠管有明顯過火燒毀痕跡，矸石上下兩側(cè)的支架、管線面對矸石一側(cè)也有不同程度的煤塵結(jié)焦現(xiàn)象。工作面設(shè)備沒有損壞，煤壁齊整，上下兩巷支護完好。放炮母線盤在工作面輔助順槽電纜單軌吊下部?！癜l(fā)生事故的現(xiàn)象和表征〔二〕工作面測風(fēng)牌板記錄為，測風(fēng)時間：2月9日，風(fēng)量1024m3/min?？辈鞎r實測風(fēng)量為1089m3/min，工作面、回風(fēng)隅角、回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹椋?.02-0.07%;回風(fēng)隅角CO濃度為2-5ppm;回風(fēng)隅角溫度為26℃;進、回風(fēng)順槽隔爆設(shè)施、防塵水幕齊全完好，礦井平安監(jiān)測系統(tǒng)瓦斯傳感器、束管監(jiān)測系統(tǒng)完好，通風(fēng)設(shè)施沒有遭到破壞，風(fēng)流穩(wěn)定，采煤機內(nèi)外噴霧、液壓支架架間噴霧、放煤口噴霧、防塵設(shè)施完好。皮帶順槽沒有結(jié)焦。工作面沒有煤層注水設(shè)備，無煤層注水孔。工作面輔助順槽移動變電站外側(cè)有用泥龍袋裝的黃泥。工作面炸藥箱內(nèi)有剩余2包炸藥。另外，經(jīng)調(diào)查取證，現(xiàn)場使用的放炮器及鑰匙有過火現(xiàn)象，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的雷管腳線有明顯的燒焦現(xiàn)象?！袷鹿手苯釉蚋喔标牎矃^(qū)〕長公衍臣違章指揮，放炮員張興國違章放炮是事故發(fā)生的直接原因。主要依據(jù)有：1、煤塵爆炸指數(shù)41.15%，具有爆炸危險性。2、據(jù)調(diào)查證實，16時左右，在工作面40#架附近，支架上放下一塊矸石，矸石長2米、寬1.5米、厚0.5米左右，矸石放下后用溜子拉到3號架附近。16時20分左右，班長海利向副隊長公衍臣提議放糊炮〔裸露爆破〕將石頭崩碎，被當(dāng)班安檢員劉慶風(fēng)制止。約21時50分左右，公衍臣再次催促放炮員張興國將石頭處理掉。張興國在石頭上部中央位置放了三塊炸藥，用炮泥糊上，準(zhǔn)備好后，撤至七十號架附近，擰動放炮器放炮，隨即工作面發(fā)生爆炸。3、?煤礦平安規(guī)程?第328條規(guī)定“嚴(yán)禁裸露爆破〞。4、事故現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)的表象符合煤塵爆炸特征。5、43下04綜放工作面“2.8〞爆炸事故專家技術(shù)報告?！袷鹿书g接原因〔一〕綜合防塵措施不完善，礦排查出的隱患不能得到監(jiān)控和整改落實是事故發(fā)生的主要原因。通過查閱濟三煤礦“每周專業(yè)隱患排查〞資料發(fā)現(xiàn)，濟三煤礦自2004年1月7日—2月11日〔共六個周〕“濟三煤礦上周通防專業(yè)隱患落實情況表〞中每周都提出了如下隱患“43下04工作面煤塵大，用好煤機內(nèi)外噴霧、架間噴霧和放煤噴霧，加強工作面煤塵沖刷。〞煤塵爆炸事故的發(fā)生說明了隱患沒有得到整改落實，沒有做到時間、人員、工程、監(jiān)督四落實，工序控制、過程控制存在嚴(yán)重問題等。?濟三煤礦43下04綜放面作業(yè)規(guī)程?第32頁中規(guī)定：“工作面進行煤層超前注水〞，礦實際沒有按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定對工作面煤層進行超前注水。兗礦集團制定的?煤礦平安規(guī)程執(zhí)行方法?第二十五條規(guī)定：采煤工作面有特殊情況報公司批準(zhǔn)后可不采取煤層注水措施。但該礦在沒有上報集團公司批準(zhǔn)的情況下擅自決定43下04綜放工作面不進行煤層注水?！袷鹿书g接原因〔二〕礦平安管理、平安教育培訓(xùn)不到位是事故發(fā)生的又一主要原因。“濟三煤礦上周通防專業(yè)隱患落實情況表〞連續(xù)六周提出了43下04綜放工作面的綜合防塵工作存在問題，沒有引起礦管理人員的重視，隱患沒有得到整改；區(qū)隊干部違章指揮，職工違章作業(yè)，充分反映了濟三煤礦存在重生產(chǎn)輕平安、重生產(chǎn)輕平安教育培訓(xùn)、干部職工平安意識差的現(xiàn)象。工作面違章放糊炮，現(xiàn)場的區(qū)隊干部及工人意識不到不平安行為所帶來的事故隱患，也沒人制止這種嚴(yán)重違章行為；此外，放炮時工作人員也未按照?43下04綜放工作面過斷層響震動炮平安措施?的規(guī)定撤出工作面，放炮平安距離不夠，這些都反映出濟三煤礦平安管理不到位、職工互保聯(lián)保意識差、職工平安教育方面存在漏洞，從而導(dǎo)致了本次煤塵爆炸事故的發(fā)生?！袷鹿手匾虬脖O(jiān)人員配備缺乏、平安檢查人員缺位是事故發(fā)生的重要原因。濟三煤礦現(xiàn)有3個采煤面、15-19個掘進迎頭，現(xiàn)有安監(jiān)人員61人，安監(jiān)人員數(shù)量缺乏，不能做到跟班檢查，違反了?礦山平安法實施條例?第二十九條第〔三〕款的規(guī)定。當(dāng)班安監(jiān)員劉