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1、欢迎各位参加煤矿主要负责人培训班,学习,四川省川西煤矿安全培训有限责任公司,第六章 矿尘防治,四川省川西煤矿安全培训有限责任公司主 讲：周久和电 话：(028)86252864手 机：13568978580E-mail：380975631QQ.com,第一节 矿尘基本知识,一、矿尘的产生及分类1概念:矿尘是指煤矿生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒的总称,又叫做粉尘。井下巷道中堆积有厚度超过2mm、连续长度超过5m的粉尘称为沉积粉尘。2矿尘分类1)按成分分-煤矿主要有煤尘(粒径小于1mm的煤炭颗粒)和岩尘(粒径小于5m的岩石颗粒)；2)按存在状态分-浮游矿尘和沉积矿尘；随空气湿度和风速的变化而转
2、化。3)按尘粒径大小分：可见矿尘:粒径大于10m,肉眼可见,在静止空气中作加速沉降。显微矿尘:粒径0.2510m,用光学显微镜可以观察到,在静止空气中作等速沉降。超显微矿尘:粒径小于0.25m,要用电子显微镜才能观察到,在空气中作扩散运动 。,4)按煤尘爆炸性分-有爆炸危险性和无爆炸危险性;5)按矿尘粒度组成分：全尘：飞扬在空气中的各种粒径的矿尘.呼吸性粉尘：尘粒粒径在5m以下,它能被吸入到人体的小支气管和肺泡里而引起尘肺，煤矿采掘工作面空气中尘粒在5m以下的占90%左右，是矿井通风防尘的重点;6)按矿尘中游离二氧化硅(SiO2 )含量分:矽尘:矿尘中游离二氧化硅(SiO2 )含量在10%以上
3、,煤矿中的岩尘一般为矽尘;非矽尘:矿尘中游离二氧化硅(SiO2 )含量在10%以下,煤矿中的煤尘一般为非矽尘;,煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理，做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作，采取有效措施控制尘、毒危害，保证作业场所符合国家职业卫生标准。作业场所空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度应符合表51规定 表51 作业场所空气中粉尘浓度标准,3、矿尘浓度的相关规定,二、矿尘的产生,1、粉尘的产生煤矿在生产过程中的采煤、掘进、爆破、提升、运输、通风、几乎所有作业都要产生粉尘,尤其是采掘工作面最多,其次是运输,提升系统中的各转载点。另外,行人及机械摩擦振动也能产生矿尘。煤矿机械化程度超高,产生
4、的粉尘量越大。煤矿采掘工作面的矿尘生产量是随着采掘机械化程度的提高和生产强度的加大而急剧上升的。各种落煤工艺所产粉尘浓度为：炮采工作面干放炮时矿尘浓度一般为 300500mg/m3 ;机采工作面干割煤时矿尘浓度一般为 10005000mg/m3 ;综采工作面干割煤时矿尘浓度则高达 40008000mg/m3 ;,2、影响粉尘产生的因素,矿尘的产生量不是绝对的,它取决于地质构造,煤层赋存条件,煤炭性质,采煤方法,采掘机械化程度及产尘点通风状况等因素，产尘量多少与下列因素有关：地质构造因素:地质构造复杂,断层褶皱发育,破坏强烈的区域,开采中产尘量大,反之则小。煤层赋存条件因素:急倾斜煤层爆破落煤,
5、自溜运输比缓倾斜煤层开采所产生的尘量大得多;在开采工艺近似的条件下,厚煤层开采比薄煤层开采产尘量大得多。煤(岩)层的物理性质因素:节理发育,结构疏松,脆性大且干燥的煤(岩)层开采中产尘量太。采煤方法因素:倒台阶采煤法比同类煤层的其它采煤法产尘量大;冒落采煤法比充填采煤法产尘量大。采掘机械程度因素:矿井采掘机械化程度越高,产尘量越大;而采掘机械的截齿形状,排列方法,截割与牵引速度也都直接影响产尘量的大小。通风状况因素:工作面的风速与浮游矿尘量密切相关,合理的风速可以有效地排除工作面空间悬浮的尘粒,又不会将较大的尘粒扬起来,增加空气中的吉尘量,采煤工作面的风速在1.22.0米/秒时最为适宜。,3、
6、产尘来源分析,在我国现有防尘技术条件下,各生产环节所产生的浮游矿尘量比例关系大致如下:采煤工作面产尘量占4548%；掘进工作面产尘量占2038%；喷浆作业产尘量占15%；运输通风巷产尘量占5%；其它作业点产尘量占25%井；下各生产系统及各工序环节的产尘量并不是一成不变的,它受到多种条件的制约而常常在变化。 不同采掘方法产生的煤尘的粒度分布,三粉尘的危害：,1、引起燃烧和爆炸,它严重威胁矿井安全生产。煤尘 能燃烧,酿成火灾;可爆性煤尘在一定条件下会爆炸,造成 矿井严重的破坏和人员大量伤亡,酿成严重灾害;2、 污染劳动环境。降低了生产场所的能见度，影响 劳动效率的操作安全，工程质量下降。3、危害人
7、体健康，它能引起职业病。人们长期吸入 矿尘，轻者会引起呼吸道炎症，重者导致尘肺病，危害职 职工身体健康。4、矿尘对机电设备、仪器仪表有危害。它能加速机 械的磨损，减少机械、仪表的使用寿命和降低其检测精度,第二节 矿山尘肺病及预防,一、尘肺病及其发病机理1尘肺病的发病机理尘肺病是工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。它是一种严重的矿工职业病，一旦患病，目前还很难治愈.试验研究表明，新鲜的二氧化硅粉尘，表面活性很强，吞噬了硅尘的吞噬细胞，能使吞噬细胞崩解死亡。如果肺内进入了游离二氧化硅粉尘，则尘细胞在其毒性作用下往往很快崩解死亡，从崩解逸出的硅尘，可再由被具有
8、活力的吞噬细胞吞噬，这个过程可反复进行。所以在有游离二氧化硅粉尘的作业环境，暴露连续时间长或粉尘浓度超标的环境条件下，除肺脏的防卫功能受到破坏外，大量的死亡含尘细胞堆积，在肺脏内形成伤痕组织即尘肺病。,尘肺病的发病机理,尘肺病的发病机理至今尚未完全研究清楚，关于尘肺病的形成的论点和学说有多种。进入人体呼吸系统的粉尘大体上经历以下四个过程: (1)在上呼吸道的咽喉,气管内,含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使大于10m的尘粒首先沉降在其内.经过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外。 (2)在上呼吸道的较大支气管内,通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用,使510m的尘粒沉积下来,经气管,支气管上皮的纤
9、毛运动,咳嗽随痰排出体外。 因此,真正进入下呼吸道的粉尘,其粒度均小于5m,目前比较统一的看法是:空气中5m以下的矿尘是引起尘肺病的有害部分。 (3)在下呼吸道的细小支气管内,由于支气管分支增多,气流速度减慢,使部分25m的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来,通过纤毛运动逐级排出体外。(4) 粒度为2m左右的粉尘进入呼吸性支气管和肺内后,一部分可随呼气排出体外;另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内,残留在肺内的粉尘仅占总吸入量的1%2%以下。残留在肺内的尘粒可杀死肺泡,使肺泡组织形成纤维病变出现网眼,逐步失去弹性而硬化,无法担负呼吸作用,使肺功能受到损害,降低了人体抵抗能力,并容易诱发其它疾病,如肺结核
10、,肺心病等。, 2尘肺病的分类, (1)硅肺病(矽肺病)，由于吸入含游离SiO2含量较高的岩尘而引的尘肺病称为硅肺病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。(2)煤硅肺病(煤矽肺)，由于同时吸入煤尘和含游离SiO2的岩尘所引起的尘肺病称为煤硅病肺。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。(3)煤肺病，由于大量吸入煤尘而引起的尘肺病多属煤肺病。患者多为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。上述三种尘肺病中最危险的是硅肺病。其发病最短（一般在10年左右），病情发展快，危害严重。煤肺病的发病一般为2030年，煤硅肺病介于两者之间但接近后者。,二、尘肺病预防,尘肺病预防的关键在于最大限度防止有害粉尘的吸入，只
11、要措施得当，尘肺病是完全可以预防的。那么，有哪些预防措施呢？我国针对防尘降尘制定了“革、水、密、风、护、管、教、查”八字方针，大致内容可分为两个方面：1、技术措施。用工程技术措施消除或降低粉尘危害，是预防尘肺病最根本的措施。改革工艺过程、革新生产设备：是消除粉尘危害的主要途径，如遥控操纵、计算机控制、隔室监控等避免接触粉尘。 湿式作业：湿式打眼、井下运输喷雾洒水、煤层高压注水等，可在很大程度上防止粉尘飞扬，降低环境粉尘浓度。 密闭、抽风、除尘：对不能采取湿式作业的场所，应采用密闭抽风除尘办法。如采用密闭尘源与局部抽风相结合，防止粉尘外逸。,2、卫生保健措施接尘工人健康监护：包括上岗前体检、岗中
12、的定期健康检查和离岗时体检，对于接尘工龄较长的工人还要按规定做离岗后的随访检查。 个人防护和个人卫生：佩戴防尘护具，如防尘安全帽、防尘口罩、送风头盔、送风口罩等，讲究个人卫生，勤换工作服，勤洗澡。,第三节 煤尘爆炸及预防,一、煤尘爆炸的机理及特征1煤尘爆炸的机理煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程，是一种非常复杂的链式反应。一般认为其爆炸机理及过程主要表现在以下方面：(1)煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧化的能力大大增强，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开；(2)当温度达到300400时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可
13、燃性气体,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其它碳氢化合物；(3)形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳，即活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃;(4)闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃烧过程急剧地循环进行,当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。,2、煤尘爆炸的特征,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其设施,设备等方面。1、形成高温、高压、冲击波。煤尘爆炸火焰温度为16001900，爆源的温度达到2000以
14、上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736kPa, 煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/,冲击波速度为2340m/。 2、连续爆炸、煤尘爆炸的蔓延速度和压力,会随着远离火源而加大。试验中得出的结果是,距离引燃点50m处的传播速度为2050m/s,距离火源较近的地点压力约为1.5kg/cm2,距离火源较远地点（150200m）压力约为510kg/cm2甚至可达3040kg/cm2。在有大量存积煤尘的巷道中,爆炸压力将随着离开爆炸源距离的增加而跳跃式地增大，最大可达1.9MPa。只要巷道中有煤尘,爆炸就会不停地向前发展一直传播到没有煤尘的地点为止。3、受阻
15、爆炸压力升高。井下煤尘爆炸，遇到巷道曲折和断面不一致而受到阻碍时，会立即转为剧烈的爆炸。经试验证明，只要在平巷加上一个1515cm的角铁或用其做成的铁环，爆炸压力就能提高810倍，爆炸速度就能提高23倍。,4、反向冲击波。煤尘爆炸与瓦斯爆炸一样,都伴有两种冲击:进程冲击-在高温作用下爆炸产物随空气向外扩散;回程冲击-发生爆炸地点空气受热膨胀,密度减少,瞬时形成负压区,在气压差作用下,空气向瀑源逆流促成的空气冲击,简称“返回风”,若该区域内有可以爆炸的煤尘和热源,就会因补给新鲜空气而发生第二次爆炸。5、煤尘爆炸的感应期。煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时
16、间。根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40280ms,挥发分越高,感应期越短。6、挥发分减少或形成“粘焦”。煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥发分含量的40%70,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。7、产生大量的一氧化碳。煤尘爆炸时产生的一氧化碳,在灾区内的浓度可达23%,甚至高达8%左右,煤尘爆炸事故死于一氧化碳中毒的人数占总死亡人数的7080%。,煤尘爆炸及预防,二.煤尘爆炸 1、煤尘爆炸条件1)煤尘本身具有爆炸性;2)悬浮于空气中的煤尘具有一定的浓度; 3)要有足以点燃煤尘的热源；4)空气中有一定的氧气浓度。2、煤尘爆炸的浓度：煤尘爆炸的下限浓度是3050g/m3,上限浓度为15002000g/m3。爆炸威力最强的浓度为300400g/m3。3、足够能量的热源：煤尘云的着火温度因其挥发分含量、粒度、浓度等的差异而不同、一般为6101050,多数为700900，煤尘爆炸的最小点火能量为4.540Mj 。这样的温度条件，几乎一切火源均可达到。4、空气中氧气：大于18%。,
