矿井防尘及防灭火

矿井防尘及防灭火 矿井防尘及防灭火矿井防尘及防灭火 主讲：包士刚 高级工程师 二 OO 七年七月 矿井防尘及防灭火 矿井防尘及防灭火 第一节矿井防尘 煤矿井下采掘作业对象是煤层与岩石。人们在使用各种工 具、手段剥落煤、岩破碎及搬运的过程中，将会产生很多矿尘。 这些矿尘不仅危害人体健康，使其失去劳动力及生命安全，同时 具有爆炸性的煤尘在适当条件下，会发生爆炸，直接造成人员伤 亡。严重时，因爆炸会毁坏矿井。在重大事故中，瓦斯及煤尘爆 炸造成的重大伤亡是世界上主要产煤国家十分关注的问题。为防 止此类事故作了不少努力，取得了不少成功经验。但由于思想上 的忽视，管理上的漏洞与行为上的违章，加之在装备与监察手段 不到位，因而煤尘爆炸事故在我国煤矿矿井生产建设中仍是重大 威胁。因此，切实监督检查矿井防尘工作的落实，是我们煤矿安 全监察工作重要内容。 下面分四个方面讲： 一、矿尘的一些基本概念及来源： 1 1、什么叫矿尘：、什么叫矿尘：矿尘是指矿山生产过程中所产生并能长时 间悬浮于空气中的矿石，岩石与煤炭的微细颗粒，又称为粉尘。 悬浮于空气中的矿尘叫浮尘，从空气中沉降下来的煤（岩）尘称 为落尘。 2 2、什么叫矿尘浓度：、什么叫矿尘浓度： 矿井空气中所含浮尘的数量叫做矿尘 浓度。单位：重量表示法：毫克/米 ；计数表示法：颗/厘米 。 33 矿井防尘及防灭火 我国规定采用重量法表示矿尘浓度，计数法是作参考。 3 3、矿尘来源：、矿尘来源：主要来源于采掘过程中的各种工序，其次是 沉落和依附在井壁四周的粉尘受外力作用，再次飘扬到空气中。 据资料： ⑴井下主要工序产生粉尘的比例或浓度如下： ①湿式打眼时，据资兴局的资料，打眼占41.3%，放炮占 45.6%，装运占 13.1%，湿式打眼时粉尘浓度可降到 10 毫克/米 以下，而打干眼时，粉尘浓度高达 1000 毫克/米 。 ②风镐落煤 2 米范围内：粉尘浓度 390—450 毫克/米 ，一 般 200 毫克/米 。 ⑵转载点粉尘产生量： ①溜子运输转载处：21.6—61.6 毫克/米 ； ②井下罐笼翻车处：干煤 1140—1880 毫克/米 ，湿煤 87 毫 克/米 。 从上述资料看，尽量不采用风镐落煤；转载点必须安装喷雾 降尘；采落下的煤应洒水后运送湿煤，尽量减少粉尘产生量。 3 3 3 3 3 3 3 二、粉尘的危害及煤尘燃烧或爆炸的判定 （（1 1）粉尘的危害：）粉尘的危害： 1、岩尘的危害：岩尘对人体的危害主要是岩尘内含有大量 的游离二氧化矽（SiO 2） ，人体大量吸入这种粉尘进入肺内生成的 矽酸胶（H 2SiO3）的毒性作用下，肺内吞尘细胞逐渐坏死，并积 矿井防尘及防灭火 累在肺泡间的淋巴腔，使肺发生纤维性病变和出现矽结节。于是 肺失去弹性，肺组织硬化，致使呼吸困难等症状，严重时还能影 响心脏和其它器官的功能。 2、煤尘的危害： ①对人体的危害： A、吸入煤尘后，会引起呼吸道炎症； B、煤尘直接刺害皮肤，使皮肤发炎，降低皮肤排汗能力； C、煤尘刺激眼膜，引起角膜炎； D、煤尘中含有游离 SiO2,长期吸入引起肺发生病变。 ②煤尘燃烧与爆炸的危害： 煤尘燃烧和爆炸时产生的热量可使爆炸地点空气温度高达 2000℃以上，爆炸压力达 5—15 大气压（距爆源 200 米） 。如在 通路中遇有障碍物及断面突然变化或拐弯，则爆炸压力还会升 高。因此，煤尘爆炸一旦发生，将造成矿毁人亡，破坏性极大， 所以必须要避免发生。 许多固体物质，在平常状态下是不燃或不易自燃的，但当它 成为粉末时，就变成可燃，甚至具有爆炸性。煤尘正是这种固体 物质之一，其原因是：①变成粉末以后，悬浮在巷道空气中，粉 末与氧的接触面增大，氧化能力显著增强。②煤粒吸收氧气，加 速氧化，加速热化过程。③某些物质的粉末在加热时，还能放出 可燃气体(挥发物)(1公斤煤粉加热可放出可燃气体250-350升)。 煤尘燃烧一般有两个条件：一是煤尘的浓度；二是热源，煤尘爆 矿井防尘及防灭火 炸的条件比燃烧多一个，就是煤尘本身要有爆炸性。煤尘的爆炸 性，一般以煤尘爆炸指数“ V”来衡量。据抚顺煤科分院试验结 果： 当 V＜10%时，基本上属于不爆炸煤尘 V＝10-15%时，爆炸性弱的煤尘 V＞15%时，煤尘的爆炸性开始迅速增加 必须指示的煤尘爆炸指数 V 与煤的挥发分有关，由于煤的成 分很复杂，同类煤的挥发分也不一样，因而挥发分含量不能作为 确定煤尘有无爆炸危险的唯一依据，因此《规程》第 151 条规定， 必须通过煤尘爆炸性试验来确定。 煤尘的爆炸浓度据我国资料： 煤尘爆炸的下限浓度为 45 毫克/米 ； 煤尘爆炸的上限浓度为 2000 毫克/米 ； 煤尘爆炸力最强的浓度为 300-400 毫克/米 ； 煤尘引燃温度变化范围很大，一般为 700-800℃，但有时可 达 1100℃。 煤尘爆炸的下限浓度受沼气含量影响，沼气浓度越高，煤尘 爆炸下限浓度越低。我国试验得出的沼气浓度与煤尘爆炸时下限 浓度的关系如下表： 空气中沼气浓度（%） 3 3 3 3 0.51.42.53.5 6.1煤尘爆炸下限浓度（毫克/米 ）34.526.415.5 矿井防尘及防灭火 （（2 2）煤尘爆炸的判定：）煤尘爆炸的判定： ①煤尘爆炸时，由于缺乏大量氧气供给急速氧化，所以煤尘 燃烧通常是不完全的，其化学反映式如下： 2C+O2=2CO+2440 千卡/公斤碳 一部分煤尘燃烧，其余部分则被局部焦化，粘附在支架和巷 道壁上，形成皮渣与粘块，见下图。 图 1：煤尘的粘块与皮渣 a—煤尘的粘块：b—已烧焦的煤尘皮渣 当爆炸以慢速传播时，焦渣与粘块在支架的两侧都有，但在 爆炸传来的方向堆积较密；当速度较大时，皮渣与粘块在支柱的 迎风侧，当速度极大时，皮渣与粘块在支柱的背风侧，而迎风侧 有火烧痕迹。应说明，只有粘结性煤（汽煤、肥煤、焦煤）的煤 尘爆炸时，才能产生皮渣与粘块。 ②煤尘爆炸时，煤尘的挥发分含量将会降低，对于一些不结 焦煤尘，即不产生焦炭、皮渣与粘块，可用此点来判断煤尘是否 参与爆炸。 矿井防尘及防灭火 三、粉尘的防治 1 1、防止矿尘发生的措施：、防止矿尘发生的措施： ⑴加强对职工的思想教育，说明粉尘对人体和生产的危害， 引起广大职工的重视，主动在生产中的各个工序使用和维护好防 尘设施，做好防尘工作。 ⑵采取有效的综合防尘措施： 防尘的措施主要分为降尘和排尘两个方面： 降尘——就是把矿井生产过程中用现有的技术装备把粉尘 降低到最低限度。如采用湿式打眼、喷雾洒水、水幕、煤体注水、 水炮泥、湿式装矸（煤） 、冲洗巷帮等。 排尘——就是采用降尘措施后剩余的矿尘利用负压通风或 局扇通风的方法，迅速将矿尘排至地面。 ⑶个体防护措施：在矿井生产过程中，除了采取防尘技术措 施外， 为了不让矿尘侵入人的呼吸器官， 加强个体防护非常必要。 因此，采掘工作面接触粉尘作业人员，都必须佩戴防尘口罩。个 体防护是防尘的最后一个关口，必须坚持执行。 ⑷加强粉尘浓度测定： 《煤矿安全规程》第 740 条规定，井 下作业场所的粉尘浓度， 每月必须测尘 2 次， 地面每月测尘 1 次， 粉尘中游离 SiO2，含量每 6 个月测尘 1 次。定期测定粉尘浓度， 是及时了解井