矿井粉尘防治技术研究

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1、矿井粉尘防治技术研究专题演讲矿井粉尘的危害性1.1.1矿井粉尘（一）矿尘，一船指矿物开釆或加工过程中产牛的微细固体集合体。在我国从煤尘粒径大于1mm的一搬不能参与爆炸考虑，将粒径在Imm以下的煤粒叫煤尘。从卫生角度考虑，岩尘粒径加大于5um尘粒很难进入肺胞，因而将粒径在5Pm以下的岩粒叫岩尘。岩尘中如果含有游离二氧化硅（SiO2）,当其含量超过10%时，称为矽尘。'从矿尘的存在状态讲，常把沉积于器物表面或井巷四壁之上的矿尘称为落尘，悬浮于井巷空间空气中的矿尘称为浮尘（或飘尘）。落尘与浮尘在不同风流环

2、境下是可以相互转化的。防尘技术研究的对象，主要是悬浮于空气中的浮尘，所以一般所说的粉尘就是指悬浮于空气中的粉尘。1.1.2矿尘危害对人体健康的危害长期从事采掘工作和粉尘作业的职工，易患职业病一尘肺病。尘肺病既是矿工的主要职业病，又是一种致命性的疾病。这是工人长期作业在含尘空气的条件下，吸入呼吸性粉尘而造成肺部出现弥散性纤维组织病变的结果。潜伏期的长短与尘粒的大小、浓度和接触时间有关。最主要的是经过低剂量和长期吸入粉尘后，根据煤矿粉尘的特点而引起渐变性的矽肺病和煤肺病。此外，还能因肺部的纤维性病变而继

3、发肺心病和肺气肿，多种病并发症等，加速患者病情恶化，缩短患者寿命。在采、掘等粉尘作业环境中，若矿尘达到较高的浓度，影响视野，操作中容易造成人身事故。煤尘有时对反应敏感的个别作业人员还能因刺激皮肤而引起皮炎，刺激眼睛而引起角膜炎。进入耳腔后若不及时清除可能影响听觉。对矿井安全的危害煤尘燃烧和爆炸。在釆掘过程中生成煤尘后，浮游于风流或瓦斯流中的煤尘有可能一时沉降在巷道等处的表面上，而当风流等条件发生变化时又可能再次呈浮游状态。煤尘生成后，整个自由表面积大大地增加，加快了氧化反应速度，产生氧化热和高温。释

4、放出可燃性气体（lKg焦煤释放出可燃性气体约为290—350L）o如果存在意外的引燃条件和出现明火吋,则能引起煤尘燃烧和爆炸。发生煤尘爆炸时又因空气的热膨胀而形成负压区，造成空气向爆炸地点逆流，若该区内还存在着可能发生爆炸约尘源和热源吋，则完全冇可能因新鲜风流的返回而发生二次爆炸.据有关资料介绍：煤尘发生爆炸时的火焰温度可达到1000—1900°C；最大的传播速度可达到1120一1800m/s；爆炸形成的冲击波的最高速度为2340m/s；爆炸压力可达到I9ke/cm：,使抗压强度为40k8/cm2的

5、钢板遭到破坏。在爆炸的同时还产生大量的C02和CO,其中CO的含量在空气中可达到2—3%。从上面的情况可以看出：煤尘爆炸的危害性不亚于沼气爆炸，一口发牛，矿井将遭到严重的破坏和人员的大量伤亡。1.2井下尘源及运动规律1.2.1井下的尘源煤矿井下作业基本上可分为两大部门，即掘进和开采。而井下的尘源与各个具体生产工序相关，包括钻眼、爆破、掘进、采煤(放媒)、装运和支护等作业。此外，当井下发生自燃时除生成有害气体外也产生一些飞灰。1.2.3运动规律矿井尘源的运动包括随气流的迁移和迁移过程中出现的沉降活动。

6、表示尘雾特点的重要参数包括:扮尘浓度、尘雾的运动速度、颗粒大小的分布、风流的压力分布。粉尘沉降中最主要的是速度问题，而速度又取决于粒径、密度和风速。目的在研究扬尘沉降中.主要的理论依据是Stokes定律。如果在流体的介质中有一个小颗粒不受扰动，并能在重力作用下自由沉降，则首先以加速度下落，然后达到匀速沉降.此时,颗粒排开开流体产生的阻力等于3uro因而达到匀速状态时，阻力等于颗粒的重量减去浮力。还包括：对流扩散引起的沉降，涡流扩散沉降，惯性沉降作用等。1.3煤尘爆炸条件及其抑制1.3.1基本条件煤尘

7、发生爆炸有4个基本条件:(1)浮游粉尘的浓度是最关健的条件，我国规定了煤尘爆炸的下限浓度45g/m3o上限1000-2000爆炸威力最大的浓度为300-400g/m3(2)煤尘的挥发性成份的区分率。一般情况下，含可燃的挥发性成份＜10%时基本不可能发牛爆炸，＞10%则属于爆炸性粉尘。挥发性成份越高爆炸性越强.＞28%时爆炸力专题演讲最强。⑶存在引爆的热源，一搬引爆温度在650-700°C之间。（4）空气中含氧量>17%易于发生爆炸.<17%则不易发生爆炸。除以上基本条件外.还有以下几项对燃烧和爆炸有

8、影响的因素；煤尘中的含硫量越高爆炸力越强；煤尘的含水量越高越能降低燃烧性和爆炸力;煤尘的灰分是不燃物质，所以煤尘中灰分含量越高燃烧和爆炸的可能性越小，超过30—40%时，爆炸的可能性更小；煤尘的粒度越小爆炸力越强;空气中酌CH4含量越高则煤尘爆炸浓度的下限越低若含量达到2.5%时,则下限为10g/m3o煤尘发生爆炸大致经丿力以下三个阶段：浮游煤尘受热源影响而发生气化，在气化过程中放出可燃性气体；可燃性气体与空气混合后，当出现合适的温度时则发生燃烧；煤尘发生燃烧后，加快