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礦井粉塵防治

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礦井粉塵防治
制作       王玉蘭

平煤集團建礦以來曾發生三次煤塵爆炸事故
  1、1960、11、28日平煤五礦瓦斯、煤塵爆炸，死亡187人。
  2、1976、11、13日平煤六礦煤塵爆炸，死亡75人。
  3、1981、12、24日平煤五礦瓦斯、煤塵
爆炸，死亡133人。
一、礦塵
           礦塵是指在煤礦生產中所產生的各種細小礦物顆粒。
            礦塵包括煤塵和巖塵：
             1、煤塵：煤礦生產中所產生的直徑小于1mm的煤粒。
              2、巖塵：直徑小于5μm的巖粒。

二、礦塵的產生
（一）礦塵的產生
         煤礦生產過程中，所有作業都能產生礦塵，以采掘工作面產生的礦塵量為最多，約占全部礦塵的80％；就煤塵而言，在沒有任何防塵措施條件下，一般每晝夜的產生量約等于產煤量的0.25％~1.0％，甚至高達3％。
       例：一礦日產萬噸           10000噸
                               產塵          25噸~100噸
                               甚至              300噸

（二）礦塵的存在狀態
  1、浮游狀態
  2、沉積狀態
  3、二者關系：
    浮游狀態                 沉積狀態

自重、沉降
暴風、沖擊波
（三）礦塵的危害
1.影響勞動效率和操作安全
2.危害礦工身體健康
3.具有燃燒爆炸性
4.縮短設備使用壽命
       截止2005年，中國塵肺病人（包括疑似病人）累計超過100萬例，每年新増12000人；在我國各類職業病中，塵肺病患者已達80％，每年造成幾十億元的巨額損失。
3. 《規程》對礦塵濃度的有關規定       作業場所空氣中粉塵（總粉塵、呼吸性粉塵）濃度應符合下表要求。作業場所空氣中粉塵濃度標準
粉塵中游離二氧化硅含量（％）	最高允許濃度（㎎/m3)	最高允許濃度（㎎/m3)
粉塵中游離二氧化硅含量（％）	總粉塵	呼吸性粉塵
＜10	10	3.5
10～50	2	1
50～80	2	0.5
≥80	2	0.3
三、煤塵的爆炸及其預防（一）煤塵爆炸的機理
 1、煤塵表面能吸附氧;
 2、煤塊破碎成微細的顆粒后，它與氧的接觸面積大大增加；
 3、煤塵受熱后能放出大量的可燃氣體。這些可燃氣體遇到高溫時，很容易燃燒或爆炸。
           煤塵爆炸是空氣中氧與煤塵急據氧化的反應過程。此過程連續不斷地進行，氧化反應越來越快，溫度越來越高，當達到一定程度時，便能發展為爆炸。
（二）煤塵爆炸的必要條件
      1、煤塵本身具有爆炸性；
      1）鑒定      2）用煤塵爆炸指數判斷
       煤塵爆炸指數與煤塵爆炸性如下
煤塵爆炸指數	煤塵爆炸性
＜10％	一般不爆炸
10～15％	較弱
15～28％	較強
28％以上	強烈
附：平煤2002年各礦煤塵爆炸指數
一礦	27.30～40.1	十二礦	20.91～36.41
二礦	38.0～39.0	高莊礦	36.4～40.0
四礦	32.2 ～40.2	大莊礦	36.40～38.80
五礦	21.35 ～34.3	三環公司	36.00
六礦	29.82 ～41.9	七星公司	32.0～35.0
八礦	27.10 ～44.0	香山公司	36.90
十礦	33.07 ～48.38	十三礦	30.0
十一礦	38.84 ～38.89	天力公司吳寨礦	38.00
 2、煤塵必須懸浮在空氣中，并達到一定的濃度。
1）  煤塵的爆炸濃度：
        煤塵爆炸的下限濃度一般為45g/m3；
        煤塵爆炸的上限濃度一般為1500～2000 g/m3；
        爆炸威力最強的濃度為300～400 g/m3。
 井下空氣中浮塵能見表
浮塵濃度g/m3	2	3~5	10
能見情況	正常風流可見，呼吸有嗆人感	呼吸困難	礦燈照明1米外難辨手指
2）影響煤塵爆炸界限的因素
  （1）煤的揮發分
  （2）煤的灰分和水分
  （3）煤塵濃度
  （4）煤塵粒度
  （5）礦井瓦斯濃度
   3、點燃煤塵爆炸的熱源
       我國煤塵爆炸的引燃溫度在610～1050℃之間，一般為700～800 ℃。
   4、氧氣濃度不低于18﹪。

（三）煤塵爆炸的特點及危害
 1、煤塵爆炸具有傳播效應
 2、煤塵爆炸產生高溫高壓
 3、產生大量的一氧化碳
 4、產生焦皮渣和粘塊
      該現象可用來判斷是瓦斯還是煤塵爆炸。其明顯標志是：

該現象可用來判斷是瓦斯還是煤塵爆炸。其明顯標志是：
A
B
弱炸
中等強炸
強炸
煤塵爆炸后產物
A——皮渣     B——粘塊
（四）預防煤塵爆炸的措施
1.綜合防塵措施
1）減少煤塵產生量的措施
            減少煤塵產生量的措施主要包括：煤層注水、采空區灌水、改進采掘機械結構及其運行參數、濕式鑿巖、濕式打眼、爆破使用水炮泥、合理確定炮眼數目和裝藥量等。
2）降塵措施
         降塵措施主要包括：各產塵地點的噴霧灑水、采掘機械內外噴霧、爆破前后噴霧、支架噴霧、裝巖（煤）灑水、轉載點噴霧灑水、除塵器除塵、巷道風流凈化水幕等。
3）通風排塵
（1）最低排塵風速。    0.15m/s
（2）最優排塵風速。     一般認為，掘進工作面的最優排塵風速為0.4～0.7m/s;   機械化采煤工作面，采取防塵措施后最優排塵風速為1.5～2m/s。
（3）極限排塵風速。    試驗表明，當風速超過4m/s時，粉塵的濃度隨風速的增加而升高。
4）定期處理巷道落塵
（1）沖洗巷幫                                                 
（2）撒布巖粉
（3）清掃積塵
（4）噴灑粘塵劑
（5）刷漿
2.防止引爆煤塵
1）加強明火管理
2）嚴格爆破管理
3）防止出現電火花
4）防止出現摩擦和撞擊火花
3.隔絕煤塵爆炸的措施
1）設置巖粉棚
2）水棚
3）自動隔爆棚
四、礦井粉塵安全檢查重點
防塵、防滅火復習題
一、填空：
1、礦塵包括煤塵和巖塵。
2、礦塵的存在狀態有浮游狀態和沉積狀態。
3、引起煤塵爆炸的火源主要有瓦斯爆炸火、違章放炮火、明火、電火、摩擦火花等。
4、掘進工作面的最優排塵風速為0.4～0.7m/s;   機械化采煤工作面，采取防塵措施后最優排塵風速為1.5～2m/s。
5、漏風量大于1.2m3/(min·m2）或小于0.06 m3/(min·m2）時不會發生自燃，最危險的漏風量為0.4～0.8 m3/(min·m2）。

6、均壓防滅火分為開區均壓和閉區均壓兩種。
7、礦井火災的構成要素有：熱源、可燃物、空氣。
8、礦井火災根據發火原因不同分：外因火災、內因火災。
9、煤的自燃發展過程分為：潛伏期、自熱期、燃燒期。
10、火區的啟封方法有：通風啟封火區和鎖風啟封火區兩種。
11、防火墻分為：臨時防火墻、永久性防火墻、耐爆防火墻。
12、預防性灌漿分為：采前灌漿、隨采隨灌、采后灌漿。
13、井下消防管路要每隔100m設置支管和閥門；帶式輸送機巷道中的消防管路要每隔50m設置支管和閥門。
二、判斷：
1、消防水池要經常保持100m3以上的水量。（ × ）
2、區別瓦斯爆炸，煤塵爆炸，瓦斯與煤塵混合爆炸的顯著特征是產生焦皮渣和粘塊。（√）
3、皮帶摩擦發火屬于內因火災。 （×）
4、注氮系統氮氣是否充足，看其濃度是否達到97％以上。 （√）
5、斷風封閉火區，適用于火區內空氣中氧氣＜12％。 （√）
6、當煤礦井下發現煙霧明火時，首先應采取措施直接滅火。（ √ ）
7、煤塵爆炸危險性大小，主要決定于煤塵粒度大小，粒度＜5微米就能爆炸，粒度越大爆炸危險越大。（ × ）
8、發生火災時，用水直接滅火是經濟有效的方法。（ √ ）
9、井下發生明火火災時，應立即減少供風量，以免“風助火勢”。（ × ）
三、選擇：
1、我國煤塵的引燃溫度一般為：（②）
      ①  500～700℃  ②  700～800℃     ③  800～1050℃ 
2、有爆炸性的煤塵的爆炸指數一般為： （ ③）
      ①﹤10%     ② ﹦10%    ③ ﹥10%
3、煤塵的爆炸下限濃度一般為： （②） 
      ①   30g/m3      ②    45g/m3       ③    60g/m3
4、發現礦井火災后首先采取的滅火措施為：
     （ ① ）
     ① 直接滅火法  ② 隔絕滅火法  ③ 綜合滅火法

5、回采工作面回采結束后，必須在（ ③ ）內封閉。
① 15天      ② 30天     ③ 45天
6、從防塵角度，最優排塵風速應控制在（   ② ）
 ① 0．25m/s~1m/s        ② 1．5m/s~2m/s
  ③ 2m/s~4m/s
7、主要巷道內帶式輸送機頭前后兩端各（ ① ）ｍ范圍內都必須用不燃性材料支護。
 ① 20       ② 30   C     50
8、采空區遺煤自燃與否主要取決于（  ③ ）
 ① 煤的自燃性能   ② 回采率    ③工作面推進速度有關
9、井口房和通風機房附近（ ③ ）ｍ內，不得有煙火或用火爐取暖。
    ① 10        ② 15        ③  20
四、問答：
1、煤塵爆炸的必要條件是什么？
答：1）煤塵本身具有爆炸性；
        2）煤塵必須懸浮于空氣中，并達到一定濃度；
        3）有能點燃煤塵爆炸的熱源。
        4）氧含量不低于18％。
2、按煤的自燃情況采空區的后方劃分為哪三個帶？
   1）不自燃帶或散熱帶。位于工作面后方約1～5m處。
   2）自燃帶。由不自燃帶向采空區內部延伸約25～60m的空間。
   3）惰化帶。緊靠自燃帶之后。

3、綜合防塵包括那些內容？
答:1）減少煤塵產生量的措施
            減少煤塵產生量的措施主要包括：煤層注水、采空區灌水、改進采掘機械結構及其運行參數、濕式鑿巖、濕式打眼、爆破使用水炮泥、合理確定炮眼數目和裝藥量等。
      2）降塵措施降塵措施主要包括：各產塵地點的噴霧灑水、采掘機械內外噴霧、爆破前后噴霧、支架噴霧、裝巖（煤）灑水、轉載點噴霧灑水、除塵器除塵、巷道風流凈化水幕等。
     3）通風排塵
     4）定期處理巷道落塵     （1）沖洗巷幫     (2 )撒布巖粉
                                                （3）清掃積塵 （4）噴灑粘塵劑
                                                （5）刷漿

4、開采有煤塵爆炸危險煤層的礦井必須在那些地點設置隔爆設施？
答：開采有煤塵爆炸危險的礦井，必須有預防和隔絕煤塵爆炸的措施。礦井的兩翼、相鄰的采區、相鄰的煤層、相鄰的采煤工作面間，煤層掘進巷道同與其相連的巷道間，煤倉同與其相連的巷道間，采用獨立通風并有煤塵爆炸危險的其他地點同與其相連的巷道間，必須用水棚或巖粉棚隔開。

5、如何利用人體感官早期識別礦井火災？
1）視力感覺法。巷道空氣濕度增加,出現霧狀,支架或煤壁上有水珠;
2）氣味感覺法。有火災氣味;如:煤油、汽油、焦油或松節油等.
3）溫度感覺法。水溫、氣溫比平時高;
4）疲勞感覺法。人有不舒適感.如:頭痛、惡心、四肢無力等.

6、用水滅火應注意那些問題？
答：1）水源要充足；
        2）應先滅外圍火源，然后逐漸撲滅火源中心；
        3）電器設備著火時，應先停電后滅火； 
        4）水比油重，不能用水撲滅油類火災；
        5）滅火人員應站在上風側；
        6）防止頂板受熱離層，冒頂傷人；
        7） 隨時檢查瓦斯濃度等。

7、火區封閉的條件及工作原則有哪些？
答：（1）火區封閉的條件：
          火勢發展迅猛，范圍較大，直接滅火無效。
        （2）封閉火區的工作原則：
            封閉火區盡可能小，防火墻的數量最少，施工速度最快。

8、封閉火區的方法和適用條件有哪些？
（1）斷風封閉火區。在不維持通風的情況下，同時在進、回風兩側構筑防火墻，適用于火區內空氣中O2＜12％。
（2）通風封閉火區。保持火區通風的條件下，在火區進、回風側同時構筑帶通風孔的防火墻，適用于在火區有可能形成可燃氣體達到爆炸下限的情況下。
（3）注入惰氣封閉火區。需要裝備一套注惰裝置。

9、判斷火區熄滅的條件有那些？
答：1）火區內的空氣溫度下降到30℃以下，        或與火災發生前該區的日常空氣溫度相同；
        2）火區內空氣中的氧氣濃度降到5％以下；
        3）火區內空氣中不含有一氧化碳，或封閉期間一氧化碳濃度逐漸下降，并穩定在0.001％以下；
        4）火區內的出水溫度低于25℃，或與火災發生前該區的日常出水溫度相同；
        5）本條文中上述四項持續穩定的時間不得少于1個月。

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