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矿井粉尘防治


矿井粉尘防治
制作 王玉兰

平煤集团建矿以来曾发生三次煤尘爆炸事 故
1、1960、11、28日平煤五矿瓦斯、煤尘爆炸, 、 日平煤五矿瓦斯、 、 、 日平煤五矿瓦斯 煤尘爆炸, 死亡187人。 人 死亡 2、1976、11、13日平煤六矿煤尘爆炸,死亡 日平煤六矿煤尘爆炸, 、 、 、 日平煤六矿煤尘爆炸 死亡75 人。 3、1981

、12、24日平煤五矿瓦斯、煤尘 日平煤五矿瓦斯、 、 、 、 日平煤五矿瓦斯 爆炸,死亡133人。 爆炸,死亡 人

一、矿尘 矿尘是指在煤矿生产中所产生的各种细小矿物 颗粒。 颗粒。 矿尘包括煤尘和岩尘: 矿尘包括煤尘和岩尘: 1、煤尘:煤矿生产中所产生的直径小于 、煤尘:煤矿生产中所产生的直径小于1mm 的煤粒。 的煤粒。 2、岩尘:直径小于 的岩粒。 、岩尘:直径小于5?m的岩粒。 的岩粒

二、矿尘的产生 (一)矿尘的产生
煤矿生产过程中,所有作业都能产生矿尘, 煤矿生产过程中,所有作业都能产生矿尘,以采掘工作 面产生的矿尘量为最多,约占全部矿尘的80%;就煤尘而言, %;就煤尘而言 面产生的矿尘量为最多,约占全部矿尘的 %;就煤尘而言, 在没有任何防尘措施条件下, 在没有任何防尘措施条件下,一般每昼夜的产生量约等于产 煤量的0.25%~1.0%,甚至高达 %。 %,甚至高达 煤量的 % %,甚至高达3%。 10000吨 例:一矿日产万吨 吨 25吨~100吨 产尘 吨 吨 300吨 甚至 吨

(二)矿尘的存在状态
1、浮游状态 、 2、沉积状态 、 3、二者关系: 、二者关系: 自重、 浮游状态 自重、沉降沉积状态
暴风、 暴风、冲击波

(三)矿尘的危害
1.影响劳动效率和操作安全 影响劳动效率和操作安全 2.危害矿工身体健康 危害矿工身体健康 3.具有燃烧爆炸性 具有燃烧爆炸性 4.缩短设备使用寿命 缩短设备使用寿命 截止2005年,中国尘肺病人(包括疑似病人)累 截止 年 中国尘肺病人(包括疑似病人) 计超过100万例,每年新増 每年新増12000人;在我国各类职 计超过 万 人 业病中,尘肺病患者已达80%, %,每年造成几十亿元 业病中,尘肺病患者已达 %,每年造成几十亿元 的巨额损失。 的巨额损失。

3. 《规程》对矿尘浓度的有关规定 规程》 作业场所空气中粉尘(总粉尘、呼吸性粉尘) 作业场所空气中粉尘(总粉尘、呼吸性粉尘)浓 度应符合下表要求。 度应符合下表要求。
作业场所空气中粉尘浓度标准 粉尘中游离二氧化 硅含量(%) 硅含量(%) <10 10~50 ~ 50~80 ~ ≥80 最高允许浓度(㎎ 最高允许浓度(㎎/m3) (㎎ 总粉尘 10 2 2 2 呼吸性粉尘 3.5 1 0.5 0.3

三、煤尘的爆炸及其预防 (一)煤尘爆炸的机理
1、煤尘表面能吸附氧; 、煤尘表面能吸附氧 2、煤块破碎成微细的颗粒后,它与氧的接触面积大 、煤块破碎成微细的颗粒后, 大增加; 大增加; 3、煤尘受热后能放出大量的可燃气体。这些可燃气 、煤尘受热后能放出大量的可燃气体。 体遇到高温时,很容易燃烧或爆炸。 体遇到高温时,很容易燃烧或爆炸。 煤尘爆炸是空气中氧与煤尘急据氧化的反应过 此过程连续不断地进行,氧化反应越来越快, 程。此过程连续不断地进行,氧化反应越来越快, 温度越来越高,当达到一定程度时, 温度越来越高,当达到一定程度时,便能发展为爆 炸。

(二)煤尘爆炸的必要条件
1、煤尘本身具有爆炸性; 、煤尘本身具有爆炸性; 1)鉴定 2)用煤尘爆炸指数判断 ) ) 煤尘爆炸指数与煤尘爆炸性如下
煤尘爆炸指数 <10% % 10~15% ~ % 15~28% ~ % 28%以上 % 煤尘爆炸性 一般不爆炸 较弱 较强 强烈

附:平煤2002年各矿煤尘爆炸指数 平煤 年各矿煤尘爆炸指数
一矿 二矿 四矿 五矿 六矿 八矿 十矿 十一矿 27.30~40.1 ~ 38.0~39.0 ~ 32.2 ~40.2 21.35 ~34.3 29.82 ~41.9 27.10 ~44.0 33.07 ~48.38 38.84 ~38.89 十二矿 高庄矿 大庄矿 三环公司 七星公司 香山公司 十三矿 天力公司吴 寨矿 20.91~36.41 ~ 36.4~40.0 ~ 36.40~38.80 ~ 36.00 32.0~35.0 ~ 36.90 30.0 38.00

2、煤尘必须悬浮在空气中,并达到一定的浓度。 、煤尘必须悬浮在空气中,并达到一定的浓度。 1) 煤尘的爆炸浓度: ) 煤尘的爆炸浓度: 煤尘爆炸的下限浓度一般为45g/m3; 煤尘爆炸的下限浓度一般为 煤尘爆炸的上限浓度一般为1500~2000 g/m3; 煤尘爆炸的上限浓度一般为 ~ 爆炸威力最强的浓度为300~400 g/m3。 爆炸威力最强的浓度为 ~
井下空气中浮尘能见表

浮尘浓度 g/m3 能见情况

2 正常风流可 见,呼吸有 呛人感

3~5

10 矿灯照明1 矿灯照明 米外难辨手 指

呼吸困难

2)影响煤尘爆炸界限的因素 )
(1)煤的挥发分 ) (2)煤的灰分和水分 ) (3)煤尘浓度 ) (4)煤尘粒度 ) (5)矿井瓦斯浓度 ) 3、点燃煤尘爆炸的热源 、 我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为 我国煤尘爆炸的引燃温度在 ~ ℃之间, 700~800 ℃。 ~ 4、氧气浓度不低于 ﹪。 、氧气浓度不低于18﹪

(三)煤尘爆炸的特点及危害
1、煤尘爆炸具有传播效应 、 2、煤尘爆炸产生高温高压 、 3、产生大量的一氧化碳 、 4、产生焦皮渣和粘块 、 该现象可用来判断是瓦斯还是煤尘爆炸。 该现象可用来判断是瓦斯还是煤尘爆炸。其明显 标志是: 标志是:

该现象可用来判断是瓦斯还是煤尘爆炸。其明显标志是: 该现象可用来判断是瓦斯还是煤尘爆炸。其明显标志是:

A

B

弱炸

中等强炸 煤尘爆炸后产物 A——皮渣

强炸

B——粘块

(四)预防煤尘爆炸的措施
1.综合防尘措施 综合防尘措施 1)减少煤尘产生量的措施 ) 减少煤尘产生量的措施主要包括:煤层注水、 减少煤尘产生量的措施主要包括:煤层注水、 采空区灌水、改进采掘机械结构及其运行参数、 采空区灌水、改进采掘机械结构及其运行参数、湿 式凿岩、湿式打眼、爆破使用水炮泥、 式凿岩、湿式打眼、爆破使用水炮泥、合理确定炮 眼数目和装药量等。 眼数目和装药量等。

2)降尘措施 )
降尘措施主要包括:各产尘地点的喷雾洒水、 降尘措施主要包括:各产尘地点的喷雾洒水、采 掘机械内外喷雾、爆破前后喷雾、支架喷雾、 掘机械内外喷雾、爆破前后喷雾、支架喷雾、装岩 洒水、转载点喷雾洒水、除尘器除尘、 (煤)洒水、转载点喷雾洒水、除尘器除尘、巷道 风流净化水幕等。 风流净化水幕等。

3)通风排尘 )
(1)最低排尘风速。 0.15m/s )最低排尘风速。 (2)最优排尘风速。 一般认为,掘进工作面的最 )最优排尘风速。 一般认为, 优排尘风速为0.4~ 机械化采煤工作面, 优排尘风速为 ~0.7m/s; 机械化采煤工作面,采 取防尘措施后最优排尘风速为1.5~2m/s。 取防尘措施后最优排尘风速为1.5~2m/s。 (3)极限排尘风速。 试验表明,当风速超过 )极限排尘风速。 试验表明,当风速超过4m/s 时,粉尘的浓度随风速的增加而升高。 粉尘的浓度随风速的增加而升高。

4)定期处理巷道落尘 )
(1)冲洗巷帮 ) (2)撒布岩粉 ) (3)清扫积尘 ) (4)喷洒粘尘剂 ) (5)刷浆 )

2.防止引爆煤尘 防止引爆煤尘
1)加强明火管理 ) 2)严格爆破管理 ) 3)防止出现电火花 ) 4)防止出现摩擦和撞击火花 )

3.隔绝煤尘爆炸的措施 隔绝煤尘爆炸的措施
1)设置岩粉棚 ) 2)水棚 ) 3)自动隔爆棚 ) 四、矿井粉尘安全检查重点

防尘、 防尘、防灭火复习题
一、填空: 填空: 1、矿尘包括煤尘和岩尘。 煤尘和 、矿尘包括煤尘 岩尘。 2、矿尘的存在状态有浮游状态和沉积状态。 浮游状态和 、矿尘的存在状态有浮游状态 沉积状态。 3、引起煤尘爆炸的火源主要有瓦斯爆炸火、违章放 瓦斯爆炸火、 、引起煤尘爆炸的火源主要有瓦斯爆炸火 炮火、明火、电火、摩擦火花等 炮火、明火、电火、摩擦火花等。 4、掘进工作面的最优排尘风速为 ~0.7m/s; 机械 、掘进工作面的最优排尘风速为0.4~ 化采煤工作面, 化采煤工作面,采取防尘措施后最优排尘风速为 1.5~2m/s。 ~ 。 5、漏风量大于 或小于0.06 、漏风量大于1.2m3/(min·m2)或小于 m3/(min·m2)时不会发生自燃,最危险的漏风量为 时不会发生自燃, 0.4~0.8 m3/(min·m2)。

6、均压防灭火分为开区均压和闭区均压两种。 、均压防灭火分为开区均压和闭区均压两种。 开区均压 两种 7、矿井火灾的构成要素有:热源、可燃物、空气。 、矿井火灾的构成要素有:热源、可燃物、空气。 8、矿井火灾根据发火原因不同分:外因火灾、内因 、矿井火灾根据发火原因不同分:外因火灾、 火灾。 火灾。 9、煤的自燃发展过程分为:潜伏期、自热期、燃烧 、煤的自燃发展过程分为:潜伏期、自热期、 期。 10、火区的启封方法有:通风启封火区和锁风启封火 、火区的启封方法有:通风启封火区和 两种。 区两种。 11、防火墙分为:临时防火墙、永久性防火墙、耐爆 、防火墙分为:临时防火墙、永久性防火墙、 防火墙。 防火墙。 12、预防性灌浆分为:采前灌浆、随采随灌、采后灌 、预防性灌浆分为:采前灌浆、随采随灌、 浆。 13、井下消防管路要每隔 设置支管和阀门; 、井下消防管路要每隔100m设置支管和阀门;带式 设置支管和阀门 输送机巷道中的消防管路要每隔50m设置支管和阀 输送机巷道中的消防管路要每隔 设置支管和阀 门。

二、判断: 判断:
1、消防水池要经常保持100m3以上的水量。( × ) 、消防水池要经常保持 以上的水量。( 2、区别瓦斯爆炸,煤尘爆炸,瓦斯与煤尘混合爆炸 、区别瓦斯爆炸,煤尘爆炸, 的显著特征是产生焦皮渣和粘块。( 。(√) 的显著特征是产生焦皮渣和粘块。( ) 3、皮带摩擦发火属于内因火灾。 (×) 、皮带摩擦发火属于内因火灾。 4、注氮系统氮气是否充足,看其浓度是否达到 % 、注氮系统氮气是否充足,看其浓度是否达到97% 以上。 以上。 (√) ) 5、断风封闭火区,适用于火区内空气中氧气<12%。 、断风封闭火区,适用于火区内空气中氧气< %。 (√) )

6、当煤矿井下发现烟雾明火时,首先应采取措施直 、当煤矿井下发现烟雾明火时, 接灭火。( 接灭火。( √ ) 7、煤尘爆炸危险性大小,主要决定于煤尘粒度大小, 、煤尘爆炸危险性大小,主要决定于煤尘粒度大小, 粒度< 微米就能爆炸 粒度越大爆炸危险越大。 微米就能爆炸, 粒度<5微米就能爆炸,粒度越大爆炸危险越大。 (×) 8、发生火灾时,用水直接灭火是经济有效的方法。 、发生火灾时,用水直接灭火是经济有效的方法。 (√) 9、井下发生明火火灾时,应立即减少供风量,以免 、井下发生明火火灾时,应立即减少供风量, 风助火势” “风助火势”。( × )

三、选择: 选择:
1、我国煤尘的引燃温度一般为:(②) 、我国煤尘的引燃温度一般为:(② :( ① 500~700℃ ② 700~800℃ ③ 800~1050℃ ~ ℃ ~ ℃ ~ ℃ 2、有爆炸性的煤尘的爆炸指数一般为: ( ③) 、有爆炸性的煤尘的爆炸指数一般为: ①﹤10% ② ﹦10% ③ ﹥10% 3、煤尘的爆炸下限浓度一般为: (②) 、煤尘的爆炸下限浓度一般为: ① 30g/m3 ② 45g/m3 ③ 60g/m3 4、发现矿井火灾后首先采取的灭火措施为: 、发现矿井火灾后首先采取的灭火措施为: (①) ① 直接灭火法 ② 隔绝灭火法 ③ 综合灭火法 5、回采工作面回采结束后,必须在( ③ )内封闭。 、回采工作面回采结束后,必须在( 内封闭。 ① 15天 ② 30天 ③ 45天 天 天 天

6、从防尘角度,最优排尘风速应控制在( ② ) 、从防尘角度,最优排尘风速应控制在( ① 0.25m/s~1m/s . ② 1.5m/s~2m/s . ③ 2m/s~4m/s 7、主要巷道内带式输送机头前后两端各( ① )m范围内都必 )m范围内都必 、主要巷道内带式输送机头前后两端各( 须用不燃性材料支护。 须用不燃性材料支护。 ① 20 ② 30 C 50 8、采空区遗煤自燃与否主要取决于( ③ ) 、采空区遗煤自燃与否主要取决于( ① 煤的自燃性能 ② 回采率 ③工作面推进速度有关 9、井口房和通风机房附近( ③ )m内,不得有烟火或用火炉 )m内 、井口房和通风机房附近( 取暖。 取暖。 ① 10 ② 15 ③ 20

四、问答: 问答:
1、煤尘爆炸的必要条件是什么? 、煤尘爆炸的必要条件是什么? 答:1)煤尘本身具有爆炸性; )煤尘本身具有爆炸性; 2)煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定浓度; )煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定浓度; 3)有能点燃煤尘爆炸的热源。 )有能点燃煤尘爆炸的热源。 4)氧含量不低于 %。 )氧含量不低于18%。 2、按煤的自燃情况采空区的后方划分为哪三个带? 、按煤的自燃情况采空区的后方划分为哪三个带? 1)不自燃带或散热带。位于工作面后方约 ~5m处。 )不自燃带或散热带。位于工作面后方约1~ 处 2)自燃带。由不自燃带向采空区内部延伸约 ~ )自燃带。由不自燃带向采空区内部延伸约25~ 60m的空间。 的空间。 的空间 3)惰化带。紧靠自燃带之后。 )惰化带。紧靠自燃带之后。

3、综合防尘包括那些内容? 、综合防尘包括那些内容? 答:1)减少煤尘产生量的措施 ) 减少煤尘产生量的措施主要包括:煤层注水、 减少煤尘产生量的措施主要包括:煤层注水、采空区灌 改进采掘机械结构及其运行参数、湿式凿岩、湿式打眼、 水、改进采掘机械结构及其运行参数、湿式凿岩、湿式打眼、 爆破使用水炮泥、合理确定炮眼数目和装药量等。 爆破使用水炮泥、合理确定炮眼数目和装药量等。 2)降尘措施降尘措施主要包括:各产尘地点的喷雾洒水、 )降尘措施降尘措施主要包括:各产尘地点的喷雾洒水、 采掘机械内外喷雾、爆破前后喷雾、支架喷雾、装岩( 采掘机械内外喷雾、爆破前后喷雾、支架喷雾、装岩(煤) 洒水、转载点喷雾洒水、除尘器除尘、巷道风流净化水幕等。 洒水、转载点喷雾洒水、除尘器除尘、巷道风流净化水幕等。 3)通风排尘 ) 4)定期处理巷道落尘 (1)冲洗巷帮 (2 )撒布岩粉 ) ) 撒布岩粉 (3)清扫积尘 (4)喷洒粘尘剂 ) ) (5)刷浆 )

4、开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井必须在那些地点 、 设置隔爆设施? 设置隔爆设施? 开采有煤尘爆炸危险的矿井, 答:开采有煤尘爆炸危险的矿井,必须有预防和隔绝 煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的采区、 煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的采区、相邻 的煤层、相邻的采煤工作面间, 的煤层、相邻的采煤工作面间,煤层掘进巷道同与 其相连的巷道间,煤仓同与其相连的巷道间, 其相连的巷道间,煤仓同与其相连的巷道间,采用 独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点同与其相连 的巷道间,必须用水棚或岩粉棚隔开。 的巷道间,必须用水棚或岩粉棚隔开。

5、如何利用人体感官早期识别矿井火灾? 、如何利用人体感官早期识别矿井火灾? 1)视力感觉法。巷道空气湿度增加,出现雾状 支架或 )视力感觉法。巷道空气湿度增加 出现雾状,支架或 出现雾状 煤壁上有水珠; 煤壁上有水珠 2)气味感觉法。有火灾气味 如:煤油、汽油、焦油或 煤油、 )气味感觉法。有火灾气味;如 煤油 汽油、 松节油等. 松节油等 3)温度感觉法。水温、气温比平时高; )温度感觉法。水温、气温比平时高 4)疲劳感觉法。人有不舒适感 如:头痛、恶心、四肢 头痛、 )疲劳感觉法。人有不舒适感.如 头痛 恶心、 无力等. 无力等

6、用水灭火应注意那些问题? 、用水灭火应注意那些问题?
答:1)水源要充足; )水源要充足; 2)应先灭外围火源,然后逐渐扑灭火源中心; )应先灭外围火源,然后逐渐扑灭火源中心; 3)电器设备着火时,应先停电后灭火; )电器设备着火时,应先停电后灭火; 4)水比油重,不能用水扑灭油类火灾; )水比油重,不能用水扑灭油类火灾; 5)灭火人员应站在上风侧; )灭火人员应站在上风侧; 6)防止顶板受热离层,冒顶伤人; )防止顶板受热离层,冒顶伤人; 7) 随时检查瓦斯浓度等。 ) 随时检查瓦斯浓度等。

7、火区封闭的条件及工作原则有哪些? 、火区封闭的条件及工作原则有哪些?
答:(1)火区封闭的条件: :( )火区封闭的条件: 火势发展迅猛,范围较大,直接灭火无效。 火势发展迅猛,范围较大,直接灭火无效。 (2)封闭火区的工作原则: )封闭火区的工作原则: 封闭火区尽可能小,防火墙的数量最少, 封闭火区尽可能小,防火墙的数量最少,施工 速度最快。 速度最快。

8、封闭火区的方法和适用条件有哪些? 、封闭火区的方法和适用条件有哪些?
(1)断风封闭火区。在不维持通风的情况下,同时 )断风封闭火区。在不维持通风的情况下, 在进、回风两侧构筑防火墙, 在进、回风两侧构筑防火墙,适用于火区内空气中 O2<12%。 %。 2)通风封闭火区。保持火区通风的条件下, (2)通风封闭火区。保持火区通风的条件下,在火 区进、回风侧同时构筑带通风孔的防火墙, 区进、回风侧同时构筑带通风孔的防火墙,适用于 在火区有可能形成可燃气体达到爆炸下限的情况下。 在火区有可能形成可燃气体达到爆炸下限的情况下。 (3)注入惰气封闭火区。需要装备一套注惰装置。 )注入惰气封闭火区。需要装备一套注惰装置。

9、判断火区熄灭的条件有那些? 、
答:1)火区内的空气温度下降到 ℃以下, )火区内的空气温度下降到30℃以下, 或与火灾发 生前该区的日常空气温度相同; 生前该区的日常空气温度相同; 2)火区内空气中的氧气浓度降到 %以下; )火区内空气中的氧气浓度降到5%以下; 3)火区内空气中不含有一氧化碳,或封闭期间一氧化碳 )火区内空气中不含有一氧化碳, 浓度逐渐下降,并稳定在0.001%以下; 浓度逐渐下降,并稳定在 %以下; 4)火区内的出水温度低于 ℃,或与火灾发生前该区的 )火区内的出水温度低于25℃ 日常出水温度相同; 日常出水温度相同; 5)本条文中上述四项持续稳定的时间不得少于 个月。 个月。 )本条文中上述四项持续稳定的时间不得少于1个月


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