矿山治金行业防尘安全知识管理

1、第十一章 矿山防尘主讲教师：王洪梁黑龙江科技大学2013.811矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质一、矿尘尘的产生生及分类类矿尘是指在矿山生生产和建建设过程程中所产产生的各各种煤、岩微粒的总称称。几种常用用的分类类方法：1、按矿尘尘粒径划划分(1)粗尘 40m,空气中易易沉降；(2)细尘 1040m，肉眼可可见，在在静止空空气加速速沉降；(3)微尘0.2510m，光学显显微镜可可见，在在静止空空气等速沉降；(4)超微尘0.25m，电子显显微镜观观察，扩扩散动力力。2、按矿尘尘的存在在状态划划分(1)浮游矿尘尘：悬浮于于

2、矿内空空气中(2)沉积矿尘尘：从矿内内空气沉沉降下来来的矿尘尘3、按矿尘尘的粒径径组成范范围划分分(1)全尘(总粉尘)：各种粒径径的矿尘尘之和，1mm以下；(2)呼吸性粉粉尘：5m以下。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质二、矿尘尘的危害害矿尘具有有很大的的危害性性，表现现在以下下几个方方面：(1)污染工作作场所，危害人人体健康康，引起起职业病。(2)某些矿尘尘(如煤尘、硫化尘尘)在一定条条件下可可以爆炸。(3)加速机械械磨损，缩短精精密仪器器使用寿寿命。(4)降低工作作场所能能见度，增加工工伤事故故的发生生。11矿

3、山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质三、含尘尘量的计计量指标标1、矿尘浓浓度其表示方方法有两两种：(1)质量法：每立方方米空气气所含浮浮尘的的毫克数数，mg/m3(2)计数法：每立方方米空气气所含浮浮尘的的个数，个/m32、产尘强强度指生产过过程中，采落煤煤中所含含的粉尘尘量，常常用的单单位为g/t。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质3、相对产产尘强度度指每采掘掘1吨或1立方米矿矿岩所产产生的矿矿尘量，常用的的单位为为mg/t或mg/m3。4、

4、矿尘沉沉积量单位时间间在巷道道表面单单位面积积上所沉沉积的矿矿尘量，单位为为g/m2d。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质四、矿尘尘性质1、矿尘中中游离SiO2的含量矿尘中游游离SiO2的含量是是危害人人体的决决定因素素，其含含量越高高，危害害越大。煤矿上上常见的的页岩、砂岩、砾岩和和石灰岩岩等中游游离SiO2的含量通通常多在在20%50%，煤尘中的的含量一一般不超超过5%。2、矿尘的的粒度与与比表面面积矿尘粒度度：矿尘尘粒度平平均直径径，m；矿尘的比比表面积积：单位位质量矿矿尘的总总表面积积,m2/kg,cm2/

5、g；矿尘的比表面积积与粒度成反比，粒度越越小，比比表面积积越大，因而这这两个指指标都可可以用来来衡量矿矿尘颗粒粒的大小小。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质3、矿尘的的分散度度矿尘整体体组成中中各种粒粒级尘粒粒所占百百分比。分散度有有两种表表示方法法：(1)重量百分分比：各各粒级重重量所占占总重量量的百分分比；(2)数量百分分比：各各粒级颗颗粒数所所占总颗颗粒百分分比；粒级的划划分是根根据粒度度大小和和测试目目的确定定的，我我国工矿矿企业将将矿尘粒粒级划分分为4级：小于2m、25m、510m和大于10m。 11矿山

6、防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质矿尘分散散度是衡衡量矿尘尘颗粒大大小构成成的一个个重要指指标。矿尘总量量中微细细颗粒多多，所占占比例大大时，称称为高分散度度矿尘；反之，如果矿矿尘中粗粗大颗粒粒多，所所占比例例大，就就称作低分散度度矿尘。矿尘的分分散度越越高，危危害性越越大，而而且越难难捕获。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质4、矿尘的的湿润性性矿尘的湿湿润性是指矿尘与与液体亲亲和的能能力。亲水性矿矿尘：容容易被水水湿润疏水性矿矿尘：不不容易被

7、被水湿润润5、矿尘的的荷电性性因空气的的电离以以及尘粒粒之间的的碰撞、摩擦等等作用，使尘粒粒带有电电荷，可可能是正正电荷，也可是是负电荷荷。6、矿尘的的光学特特性矿尘的光光学特性性包括矿矿尘对光光的反射射、吸收收和透光光强度等等性能。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.1矿尘及其其性质一、尘肺肺病及其其发病机机理尘肺病：以长期吸吸入大量量微细粉粉尘而引引起的以以纤维组组织增生生为主要要特征的的肺股市市部疾病病。1、尘肺类类的分类类煤矿尘肺肺病按吸吸入矿尘尘的成分分不同，可分为为三类：(1)硅肺病(矽肺病)，由于吸吸入含游游离2含量较

8、高高的岩尘尘而引的的尘肺病病称为硅硅肺病。患者多多为长期期从事岩岩巷掘进进的矿工工。 11.2尘肺病11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘(2)煤硅肺病病(煤矽肺)，由于同同时吸入入煤尘和和含游离离SiO2的岩尘所所引起的的尘肺病病称为煤煤硅病肺肺。患者者多为岩巷掘进进和采煤煤的混合合工种矿矿工。(3)煤肺病。由于大大量吸入入煤尘而而引起的的尘肺病病多属煤煤肺病。患者多多为长期期单一的的在煤层层中从事事采掘工工作的矿矿工。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病2、尘肺病病的

9、发病病机理进入人体体呼吸系系统的粉粉尘大体体上经历历以下四四个过程程：(1)在上呼吸吸道的咽咽喉、气气管内，含尘气气流由于于沿程的的惯性碰撞作用用使大于于10m的尘粒首首先沉降降在其内内。经过过鼻腔和和气管粘膜膜分泌物物粘结后后形成痰痰排出体体外。(2)在上呼吸吸道的较较大支气气管内，通过惯惯性碰撞撞及少量量的重力沉降作作用，使使510m的尘粒沉沉积下来来，经气气管、支支气管上皮的的纤毛运运动，咳咳嗽随痰痰排出体体外。 11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病(3)在下呼吸吸道的细细小支气气管内，由于支支气管分分支增多多，气流流

10、速度减减慢，使使部分25m的尘粒依依靠重力力沉降作作用沉积积下来，通过纤纤毛运动动逐级排排出体外外。(4)粒度为2m左右的粉粉尘进入入呼吸性性支气管管和肺内内后，一一部分可可随呼气气排出体体外；另另一部分分沉积在在肺泡壁壁上或进进入肺内内，残留留在肺内内的粉尘尘仅占总总吸入量量的1%2以下。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病二、尘肺肺病的发发病症状状及影响响因素1、尘肺病病的发病病症状尘肺病分分为三期期：第一期：重体力力劳动时时呼吸困困难、胸胸痛、轻轻度干咳咳。第二期：中等体体力劳动动或正常常工作时时，感觉觉呼吸困困难，胸

11、痛、干干咳或带带痰咳嗽嗽。第三期：做一般般工作甚甚至休息息时，也也感到呼呼吸困难难、胸痛、连续续带痰咳咳嗽，甚甚至咯血血和行动动困难。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病2、影响尘尘肺病的的发病因因素(1)矿尘的成成分能够引起起肺部纤纤维病变变的矿尘尘，多半半含有游游离SiO2，其含量量越高，发病工工令越短短，病变变的发展展程度越越快。对于煤尘尘，引起起煤肺病病的主要要是它的的有机质质(即挥发分分)含量。(2)矿尘粒度度及分散散度5m以上的矿矿尘对尘尘肺病的的发生影影响不大大；5m以下的矿矿尘可以以进入下下呼吸道道并沉积积在

12、肺泡泡中，最最危险的的粒度是是2m左右的矿矿尘。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病(3)矿尘浓度度尘肺病的的发生和和进入肺肺部的矿矿尘量有有直接的的关系，也就是是说，尘尘肺的发发病工令令和作业业场所的的矿尘浓浓度成正正比。(4)个体方面面的因素素11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.2尘肺病一、煤尘尘爆炸的的机理及及特征1、煤尘爆爆炸的机机理煤尘爆炸炸机理及及过程：(1)煤本身是是可燃物物质，当当它以粉粉末状态态存在时时，总表表面积显显著增加加，吸氧氧和被氧氧化的

13、能能力大大大增强，一旦遇遇见火源源，氧化化过程迅迅速展开开；(2)当温度达达到300400时，煤的的干馏现现象急剧剧增强，放出大大量的可可燃性气气体。 11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防(3)形成的可可燃气体体与空气气混合在在高温作作用下吸吸收能量量，在尘尘粒周围围形成活活化中心心，当活活化中心心的能量量达到一一定程度度后，链链反应过过程开始始，游离离基迅速速增加，发生了了尘粒的的闪燃；(4)闪燃所形形成的热热量传递递给周围围的尘粒粒，并使使之参与与链反应，导导致燃烧烧过程急急剧地循循环进行行。11矿山防尘尘1

14、1.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防2、煤尘爆爆炸的特特征(1)形成高温温、高压压、冲击击波(2)煤尘爆炸炸具有连连续性(3)煤尘爆炸炸的感应应期即煤尘受受热分解解产生足足够数量量的可燃燃气体形形成爆炸炸所需的的时间。(4)挥发分减减少或形形成“粘粘焦”(5)产生大量量的CO11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防二、煤尘尘爆炸的的条件煤尘爆炸炸必须同同时具备备三个条条件：煤尘本身身具有爆爆炸性；煤尘必须须悬浮于于空气中中并达到到一定浓浓度；存在能引引

15、燃煤尘尘爆炸的的高温热热源。我国煤尘尘爆炸的的引燃温温度在6101050之间，一一般为700800。煤尘爆爆炸的最最小点火火能为4.540mj。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防三、影响响煤尘爆爆炸的因因素1、煤的挥挥发分.煤尘的可可燃挥发发分含量量越高，爆炸性性越强。2、煤的灰灰分和水水分.煤内的灰灰分是不不燃性物物质，能能吸收能能量，阻阻挡热辐辐射，破破坏链反反应，降降低煤尘尘的爆炸炸性。3、煤尘粒粒度.粒度对爆爆炸性的的影响极极大。1mm以下的煤煤尘粒子子都可能能参与爆爆炸，而而且爆炸炸的危险险性随粒粒度

16、的减减小而迅迅速增加加。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防4、空气中中的瓦斯斯浓度.瓦斯参与与使煤尘尘爆炸下下限降低低。瓦斯斯浓度低低于4%时，煤尘尘的爆炸炸下限可可用下式式计算：m式中：m空气中有有瓦斯时时的煤尘尘爆炸下下限，g/m3；煤尘的爆爆炸下限限，g/m3；系数，11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防5、空气中中氧的含含量，空气中氧氧的含量量高时，点燃煤煤尘的温温度可以以降低；氧的含含量低时时，点燃燃煤尘云云困难，当氧含含

17、量低于于17%时，煤尘尘就不再再爆炸。含氧高高，爆炸炸压力高高；含氧氧低，爆爆炸压力力6、引爆热热源四、煤尘尘爆炸性性鉴定11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防大管状煤煤尘爆炸炸鉴定仪仪五、预防防煤尘爆爆炸的技技术措施施预防煤尘尘爆炸的的技术措措施主要要包括三个个方面。(一）减、降尘措措施指在煤矿矿井下生生产过程程中，通通过减少少煤尘产产生量或或降低空空气中悬悬浮煤尘尘含量以以达到从从根本上上杜绝煤煤尘爆炸炸的可能能性。方法很多多，下面面主要介介绍煤层注水水。(二)防止煤尘尘引燃的的措施(三)限制煤尘尘爆炸范范围扩

18、大大的措施施11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防1、煤层注注水实质质煤层注水水的减尘尘作用主主要有以以下三个个方面：煤体内内的裂隙隙中存在在着原生生煤尘，水进入入后，可可将原生生煤尘湿湿润并粘粘结，使使其在破破碎时失失去飞扬扬能力，从而有有效地消消除尘源源；水进入入煤体内内部，并并使之均均匀湿润润。当煤煤体在开开采中受受到破碎碎时，绝绝大多数数破碎面面均有水水存在，从而消消除了细细粒煤尘尘的飞扬扬，预防防了浮尘尘的产生生；水进入入煤体后后使其塑塑性增强强，脆性性减弱，改变了了煤的物物理力学学性质，当煤体体因开采采

19、而破碎碎时，脆脆性破碎碎变为塑塑性变形形，因而而减少了了煤尘的的产生量量。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防2、影响煤煤层注水水效果的的因素煤的裂裂隙和孔孔隙的发发育程度度煤体的裂裂隙越发发育则越越易注水水。当煤煤层的孔孔隙率小小于4%时，煤煤层的的透水性性较差。上履岩岩层压力力及支承承压力液体性性质的影影响：0.5%洗衣粉11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防煤层内内的瓦斯斯压力煤层内的的瓦斯压压力是注注水的附附加阻力力。所以以在

20、瓦斯斯压力大大的煤层注注水时，往往要要提高注注水压力力，以保保证湿润润效果。注水参参数的影影响注水参数数：注水压力力、注水速度度、注水量和注水时间间。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防3、煤层注注水方式式注水方式式是指钻钻孔的位位置、长长度和方方向。有有以下4种方式：短孔注注水，是在回采采工作面面垂直煤煤壁或与与煤壁斜斜交打钻钻孔注水，注注水孔长长度一般般为23.5m；深孔注注水，在回采采工作面面垂直煤煤壁打钻钻孔注水水，孔长长一般为525m;11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸

21、及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防短孔、深深孔注水水示意图图3、煤层注注水方式式长孔注水水，从回采采工作面面的运输输巷或回回风巷，沿煤层层倾斜方向平行行于工作作面打上上向孔或或下向孔孔注水，孔长30100m;巷道钻钻孔注水水。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防双向长钻钻孔注水水巷道4、注水系系统注水系统统分为静压注水水系统和动压注水水系统。静压注水水：注水动力力为自然然静压差差动压注水水：注水动力力为水泵泵或风包包加压5、注水设设备主要包括括钻机、水泵、封孔器、分流器及及水表等。11矿山防尘尘1

22、1.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防6、注水参参数注水压压力适宜的注注水压力力是：通过调调节注水水流量使使其不超超过地层层压力而而高于煤煤层的瓦瓦斯压力力。注水速速度(注水流量量)注水速度度是指单位时间间内的注注水量。钻孔的的注水速速度随钻钻孔长度、孔孔径和注注水压力力的不同同而增减减。一般般来说，小流量量注水对煤层层湿润效效果最好好。注水量量注水量是是影响煤煤体湿润润程度和和降尘效效果的主主要因素素。注水时时间每个钻孔孔的注水水时间与与钻孔注注水量成成正比，与注水水速度成成反比。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺

23、病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防（二）限限制煤尘尘爆炸范范围扩大大的措施施1、清除落落尘2、撒布岩岩粉3、设置岩岩粉棚由安装在在巷道中中靠近顶顶板处的的若干块块岩粉台台板组成成，台板板的间距距稍大于于板宽，每块台台板上放放置一定定数量的的惰性岩岩粉。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防4、设置水水棚水棚包括水槽棚和水袋棚两种。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防5、设置自自动隔爆爆棚自动隔爆爆棚

24、是利利用各种种传感器器，将瞬瞬间测量量的煤尘尘爆炸时时的各种物物理参量量迅速转转换成电电信号，指令机机构的演演算器根根据这些信信号准确确计算出出火焰传传播速度度后选择择恰当时时机发出出动作信号号，让抑抑制装置置强制喷喷撒固体体或液体体等消火火剂，从从而可靠地地扑灭爆爆炸火焰焰，阻止止煤尘爆爆炸蔓延延。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.3煤尘爆炸炸及预防防一、通风风除尘影响因素素：风速及及矿尘密密度、粒粒度、形形状、湿湿润程度度等。最低排尘尘风速：能使呼呼吸性粉粉尘保持持悬浮并并随风流流运动而而排出的的最低风风速称为为最低排排尘风速

25、速。最优排尘尘风速：能最大大限度排排除浮尘尘而又不不致使落落尘二次次飞扬的的风速称称为最优优排尘风风速。一般来说说，掘进进工作面面的最优优风速为为0.40.7m/，机械化采采煤工作作面为1.52.5m/。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.4综合防尘尘风速m/s粉尘浓度度m/s20二、湿式式作业机理：水能温润润矿尘，增加尘尘粒的重重力；将细散尘尘粒聚结结为较大大颗粒，加速浮浮尘沉降降；使落尘不不易飞扬扬。特点：湿式凿岩岩、钻眼眼实质洒水洒水降尘尘是用水水湿润沉沉积于煤煤堆、岩岩堆、巷巷道周壁壁、支架架等处的的矿尘。11矿山防尘尘11

26、.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.4综合防尘尘喷雾洒水水雾体结构构：喷出雾体体的几何何形状。La-射程，雾雾粒以很很大速度度作直线线运动。Lb-作用长度度，喷雾雾器的最最大喷射射距离。-扩张角，其值愈愈大雾体体的截面积愈大大。适用条件件：广泛用于于采掘切切割、爆爆破、装装载、运运输等生生产过程程。11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤尘爆炸炸及预防11.4综合防尘尘11.4综合防尘尘LaLb水炮泥和和水封爆爆破水炮泥就就是将装装水的塑塑料袋代代替一部部分炮泥泥，填于于炮眼内内。要求：塑料袋袋难燃、无毒、有一定定强度。作用原理理11矿山防尘尘11.1矿尘及其其性质11.2尘肺病11.3煤