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1、第一章 防尘基础知识 一、矿尘的产生、分类及危害（一）矿尘的产生矿尘是在煤矿采掘过程中产生的各种矿物微细颗粒。煤矿井下主要产尘源有采煤工作面、掘进工作面、煤（岩）装运转载点及其他工作场所。（二）矿尘的分类1.矿尘按其成分不同，可分为煤尘和岩尘。2.矿尘按有无爆炸性，可分为有爆炸性矿尘和无爆炸性矿尘。3.矿尘按粒度范围，可分为全尘和呼吸性粉尘。4.矿尘按存在状态，可分为浮尘和落尘。（三）矿尘的危害矿尘是矿井五大自然灾害之一，矿尘的危害主要表现为：1.易导致职业病：粉尘对长期接尘人员的眼睛、皮肤、特别是呼吸系统可造成严重危害，粉尘中的游离sio2（石英，煤尘一般5%，岩尘一般10%）将导致肺部纤维
2、化、引起咳喘、肺气肿甚至尘肺病（煤肺、矽肺、煤矽肺）的发生，该病是不可逆转的，目前尚无有效的根治方法，严重者可偿失劳动能力直至危及生命。此外，煤的变质程度愈低，有机质含量愈高，危害愈大。水泥尘中的游离sio2主要是结合状态，长期沉积在肺部可引发水泥尘肺、肺气肿。2.有爆炸性的煤尘爆炸造成大量人员死亡（在煤尘爆炸事故中，多数遇难者死于一氧化碳中毒）。3.加速机器磨损、缩短仪器的使用寿命；降低作业场所能见度，增加工伤事故的发生；影响安全生产。二、防尘措施（一）矿井粉尘防治的基本原则是：1.贯彻预防为主、综合治理的方针，最大限度地防止浮游粉尘的产生和落尘堆积。2.实施综合防尘措施，最大限度地在尘源处
3、降尘，将全部尘源处的粉尘浓度降到国家卫生标准以下。3.将已浮游起来的粉尘进行沉降、捕集，减少浮尘飞扬的数量和时间；将落尘进行及时彻底的清除冲洗，使之不再飞扬变为浮尘。4.强化个体防护，确保职业健康；加强（抑）隔爆措施，保障矿井安全。5. 加强粉尘浓度测定：煤矿安全规程第642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，粉尘分散度每6个月测定1次；呼吸性粉尘浓度每月测定1次；粉尘中游离SiO2含量每6个月测尘1次，在变更工作面时也必须测定1次。定期测定粉尘浓度，是及时了解井下矿尘情况，检查防尘效果的重要手段。（二）矿井综合防尘措施是以各种技术手段减少粉尘的产生及危害的措施，
4、共分三部分内容：1.减少产尘量的防尘措施和降低浮尘浓度的除尘措施：（1）减尘措施：如注水灌水、湿式打眼、水炮泥、优化采掘工艺；（2）降尘措施：如喷水喷雾、装卸洒水、风流净化、加降尘剂；（3）捕尘措施：如除尘器、破碎机和溜煤眼封闭；（4）排尘措施：如清扫冲洗、合理通风、设置隔尘帘；（5）阻尘措施：如个体防护；2.消除引（燃）爆火源；3.（抑）隔爆措施。（三）水灭尘：水灭尘是目前煤矿防治粉尘的基本手段，主要措施主要有煤体注水、喷雾洒水、清扫冲洗等：1.煤层注水：回采面防尘的治本措施，可减少开采过程中原始煤尘的发生量。其作用有三：一可增加煤的水分和尘粒间的粘着力，使原生煤尘破碎时失去飞扬能力；二是湿
5、润煤体，消除细粒煤尘飞扬，预防浮尘产生；三是提高煤的塑性、降低脆性及悬浮力。注水的降尘率可达50-90%，除规程规定的6种情况外，规定逢采必注、不注不采。要求钻杆、流量表、压力表使用正常，封孔严密，时间充足。2.喷雾洒水：在采、掘、放炮、打钻等产尘点，装、转、卸载点、破碎点等扬尘点安装喷雾装置利用雾状水粒网捕捉浮尘使之湿润增重而沉降；在装煤（岩）机、工作面及通风巷道随机(根据粉尘沉积情况和冲洗周期)洒水使沉降的尘粒不再飞扬。（70-80%的粉尘由采掘机械产生）3.湿式打眼、水炮泥、放炮自动喷雾：利用空心钻杆打眼同时喷水来湿润和冲出粉尘，利用水封装置和自动喷雾装置捕捉、湿润爆破后飞扬的粉尘。(降
6、尘率可达50-70%，同时熄灭爆破火焰)4.风流净化：在巷道中安装净化水幕实现风流净化，封闭通风断面，净化（捕捉、湿润）风流中粉尘，捕灭从产尘点漏网的浮尘。5.清扫冲洗刷白：落尘是粉尘和瓦斯爆炸及粉尘污染的补给来源，要对巷道及巷壁随机或定期地清扫、冲洗和刷白，严禁形成煤尘堆积（厚2mm、连续长度5m）。6.隔爆措施：利用隔爆水棚、隔爆水幕、岩粉棚悬挂于巷道间，或采取撒布岩粉、冲洗清扫巷道积尘等措施，用于隔灭或降低瓦斯、煤尘爆炸时产生的冲击波、火焰的危害，隔绝连续爆炸，缩小事故范围，降低事故强度。（因水的吸热量大、飞洒快、形成的水蒸气更有利于扑灭火焰、供应补充快捷方便，而岩粉的作用是削弱和抑制爆
7、炸性，适宜在缺水、湿度小的矿井使用，所以目前水棚已作为主要隔爆形式。）（四）其它防灭尘方式：作为目前灭尘的辅助措施或今后的发展方式，还有以下几种降尘灭尘方式：1.通风除尘：合理调配风速，既能迅速带走浮尘而又不吹起落尘。（据统计，最佳排尘风速是：干燥巷道1.2-2m/s、潮湿巷道2-2.5m/s）2.工艺除尘：优化采掘机截割工艺，如截齿数量、截齿方向、截割深度、截割速度、牵引速度、打钻工艺（钻速、钻头及截齿锐利）等，实现最小的产尘量。3.封闭吸捕：如将破碎机进行封闭，利用除尘器（除尘风机）主动吸捕等方式除尘。4.特殊除尘：由于粉尘本质对水的不亲和性，其表面又吸附有电磁膜、油膜、气膜，供用水设施复
8、杂还易造成工作场所的水污染，所以水灭尘并不是理想的防灭尘手段。利用电磁、超声、负压等物理学装置和泡沫剂、活性剂、阻燃粉等化学式装置进行除灭尘若能取得技术、装备、成本的突破，将可能成为将来理想的防灭尘措施。5.个体防护：作为职业健康的最后一道防线，其措施主要有两个方面：一是缩短接尘时间，定期体检；二是所有粉尘浓度不达标区域的接尘人员作业时必须佩戴防尘口罩、面罩、防护眼镜、防尘帽等防护装置。三、防尘设施1.防尘系统：矿井必须建立完善的防尘供水系统，其设施包括：水池、管路（三通、阀门、过滤）、转、装、卸载点喷雾、水幕、隔爆等。2.综采面设施：管路、采煤机内外喷雾、移架放煤喷雾、压力泵、破碎机密封及喷
9、雾、转载点喷雾、水幕、隔爆等。3.综掘面设施：管路、综掘机内外喷雾、除尘风机、压力泵、转载点喷雾、水幕、隔爆等。4.炮掘面设施：管路、湿式钻杆、放炮自动喷雾、水针、转载点喷雾、水幕、隔爆等。第二章 煤尘爆炸一、煤尘爆炸的条件（一）煤尘本身具有爆炸危险性这是发生煤尘爆炸的最基本条件。矿尘按其有无爆炸性可分为有爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。无爆炸性的煤尘在任何条件下都不会发生燃烧和爆炸。煤尘是否具有爆炸性，需要进行煤尘爆炸性鉴定后才能确定。在井下有煤尘爆炸危险的地点进行爆破时，20m内应进行洒水降尘。（二）悬浮在空气中的煤尘达到一定浓度1.煤尘爆炸的下限浓度一般为45g/m32.煤尘爆炸的上限浓度一般
10、为15002000g/m33.爆炸威力最强时的煤尘浓度为300400g/m3（三）存在高温引爆热源煤尘爆炸的点火温度一般在6101050之间，多数为700800。引爆热源温度越高，煤尘爆炸强度越大。（四）空气中的氧气浓度大于18%煤尘爆炸就是煤尘的剧烈氧化现象。实验表明，空气中氧气的浓度小于18%时，煤尘就不会发生爆炸。但不能完全防止瓦斯与煤尘在空气中的混合物爆炸。煤尘爆炸必须同时具备以上4个条件，缺少任何一个条件都不可能造成煤尘爆炸。皮渣和黏块是区别和判断瓦斯爆炸与煤尘爆炸的主要依据之一。二、影响煤尘爆炸的因素影响煤尘爆炸的因素很多，主要有煤尘自身因素和环境条件两个方面。（一）煤尘自身因素煤
11、尘自身因素主要包括煤尘的挥发分、灰分、水分、含硫量、煤尘浓度、煤尘粒度等。1.挥发分。煤尘的干燥无灰基挥发分Vdaf决定着煤尘遇到高温热源后产生可燃气体的多少。理论和实践都证明Vdaf高、变质程度低的煤尘爆炸性强，随着挥发分减少，变质程度增高，爆炸性减弱。2.灰分。灰分是煤中的不可燃物质，它能吸热降温，阻止煤尘爆炸。3.水分。煤中水分对尘粒起黏结作用，水分较高时，能使煤尘颗粒粒径增大而降低飞扬能力。当煤尘爆炸时，煤中的水分可以吸热降温、阻燃，同时所产生的水蒸气又能降低空气中氧气的浓度，起到抑制煤尘爆炸的作用。所以说煤中水分有减弱和阻碍煤尘爆炸的性质。4.含硫量。煤中含硫量越高，煤尘越容易爆炸，
12、这是因为硫的燃点低，容易被点燃。5.煤尘浓度。只有煤尘浓度恰在爆炸界限之内时，煤尘才可能发生爆炸；矿山压力越大和地质构造越复杂，在生产过程中产生粉尘量越大；煤层越干燥，采掘过程中煤尘的产生量越大；采煤机械化程度越高，产生的煤尘量越大，悬浮在空气中的煤尘越能达到爆炸浓度范围。6.煤尘粒度。煤尘粒度的组成，对煤尘的爆炸性有极大的影响。实验表明，1mm以下的煤尘都能参与爆炸，但爆炸的主体粒度是1075m的煤尘。在一定粒度范围内，小于75m的煤尘所占数量越多，煤尘爆炸性越强，但不呈线性关系；小于75m的煤尘量达到70%80%后，煤尘的爆炸性不再增强。煤尘粒度过细，小于10m时，其爆炸性反而减弱，这是由
13、于过细的尘粒在空气中很快氧化为灰烬所致。7.引爆火源的温度越高，煤尘爆炸的初始强度越大。（二）环境条件矿井空气中如果有瓦斯和煤尘同时存在，将会相互降低两者的爆炸下限，从而增加瓦斯和煤尘爆炸的危险性。三、煤尘爆炸的危害煤尘爆炸的危害性主要表现在对人员的伤害和摧毁井巷及设施，破坏设备等方面。1.产生高温高压。煤尘的爆炸是剧烈的氧化结果，因此在爆炸时要释放出大量的热量，这个热量可以使爆源周围气体的温度上升到23002500。煤尘的爆炸使爆源周围气体骤然上升，必然使气体的压力突然升高，爆炸压力随离开爆源距离的延长而跳跃式地不断增大。2.形成冲击波。煤尘爆炸同样形成冲击波，其传播速度比爆炸火焰传播得还要
14、快，有的可达2400m/s，它对矿井的破坏极大。3.生成有害气体。煤尘爆炸后生成大量的一氧化碳气体，可达2%3%，有时甚至高达8%，这是造成矿工大量中毒伤亡的主要原因。4.工人吸入大量的矿尘会得尘肺病。四、煤尘爆炸的预防措施预防煤尘爆炸的措施主要包括以下3个方面：1.防止悬浮煤尘达到爆炸浓度（1）减尘。是通过减少煤尘产生量达到预防煤尘爆炸的措施，其主要方法有煤层注水、湿式打眼、使用水炮泥、采空区灌水等。（2）降尘。是降低空气中悬浮煤尘含量以达到杜绝煤尘爆炸可能性，其主要方法有喷雾洒水、泡沫降尘等。（3）冲洗岩帮。是一种除尘措施。炮采工作面爆破前后应冲洗煤壁。水炮泥除具有减尘效果外，还有降低爆焰
15、、温度，防止引燃事故以及降低炮烟量和有毒有害气体浓度的作用。通风是最有效的稀释和排除煤尘的方法。2.防止引燃煤尘防止引燃煤尘的措施与防止瓦斯引燃的措施大致相同。特别要注意的是：瓦斯爆炸往往会引起煤尘爆炸。此外，煤尘在特别干燥的条件下可产生静电，其放电时产生的火花也能引起自身爆炸。3.隔绝煤尘爆炸为了防止煤尘爆炸事故的扩大，应采取撒布岩粉、设置隔爆水槽或隔爆水袋、设置岩粉棚等隔绝爆炸范围的措施。矿井应每周至少检查1次隔爆设施的安装地点、数量、水量或岩粉量及安装质量是否符合AQ 1020要求。五、煤尘爆炸事故的应急处置煤尘爆炸是煤矿事故中极其严重的灾害，它不但会造成大量人员伤亡，还因破坏了通风系统而引起火灾，甚至产生连续爆炸，增加救灾的难度，造成灾情的扩大。1.撤出灾区和可能影响区的人员；2.切断灾区电源；3.向集团公司汇报并召请救护队；4.成立抢救指挥部，制定救灾方案；5.保证主要通风机和空气压缩机正常运转；6.保证升降人员的井筒正常提升；7.清点井下人员、控制入井人员；8.矿山救护队到矿后，按照救灾方案部署救护队抢救遇险人员，侦查灾情，扑灭火灾，恢复通风系统，防止再次爆炸；9.命令有关单位准备救灾物资，医院准备抢救伤员。
