矿区大气污染及其防治3课件

矿区大气污染与防治10/29/20221中国矿业大学银川学院上节课内容回顾：矿区大气污染的分类及性质矿区大气污染气态污染物气溶胶污染物含硫氧化物含氮氧化物含碳氧化物碳氢化合物粉尘、烟尘、液滴、雾10/29/20222中国矿业大学银川学院矿区大气污染物的危害：刺激和腐蚀作用窒息作用中毒作用引起职业病10/29/20223中国矿业大学银川学院露天矿粉尘的来源剥离、凿岩、钻孔

爆破铲装运输10/29/20224中国矿业大学银川学院粉尘的特点粉尘的粒度粉尘的分散度粉尘的浓度粉尘的湿润性粉尘的核电性10/29/20225中国矿业大学银川学院粉尘的粒度粉尘粒度：由粉尘粒径大小衡量。粉尘粒度按其可见程度可分为：可见粉尘、显微粉尘和超显微粉尘。（1）可见粉尘：粒径>10μm；（2）显微粉尘：0.25--10μm；（3）超显微粉尘：粒径<0.25μm10/29/20226中国矿业大学银川学院粉尘的粒度上呼吸道区（鼻、候、咽）气管、支气管区肺泡区10/29/20227中国矿业大学银川学院粉尘的分散度粉尘分散度：粉尘整体组分中各种粒度的尘粒所占质量和数量的百分比。是衡量粉尘危害性的重要指标之一。思考：分散度越高危害越？10/29/20228中国矿业大学银川学院粉尘的浓度粉尘的浓度：指空气中含浮尘的数量，是表示空气中粉尘量大小的参数之一。质量法：每立方米空气中所含浮尘的质量；计数法：每立方厘米空气中所含浮尘的数量。《环境空气质量标准》中的TSP和PM10TSP:Totalsuspendedparticles(总悬浮颗粒物)PM10:Particulatematterwithparticlesizebelow10micron（可吸入颗粒物）10/29/20229中国矿业大学银川学院粉尘的湿润性粉尘的湿润性：是来衡量粉尘沉降的难易程度，通过增加湿润性来降低粉尘的危害。10/29/202210中国矿业大学银川学院粉尘的特点粉尘的荷电性粉尘的溶解度粉尘的爆炸性粉尘的硬度10/29/202211中国矿业大学银川学院粉尘的传播规律综合气流造成的尘化10/29/202212中国矿业大学银川学院粉尘--粉尘的传播规律热气流上升造成的尘化作用10/29/202213中国矿业大学银川学院粉尘的危害特性粉尘的危害对人体危害粉尘对五官、皮肤的刺激作用引起炎症有毒粉尘（铅、砷、汞等）引起中毒各类粉尘进入人体肺部引起尘肺病对生产影响粉尘可降低产品质量粉尘可降低机器工作精度粉尘可降低光照度和能见度，诱发事故粉尘对环境的污染10/29/202214中国矿业大学银川学院影响尘肺病发生发展的主要因素：粉尘的成份矿尘中游离二氧化硅含量（煤小于6%，石灰岩小于10%，页岩3~30%，砂岩45~50%)矿尘的粒度

1~2微米的粉尘危害性最高。矿尘的浓度（呼吸性粉尘）矿尘的分散度接尘时间矽肺病一般10年（最短3年），煤肺病20~30年，煤矽肺居中。个体防护及身体素质10/29/202215中国矿业大学银川学院☆职业病

职业病是指企、事业单位和个体经济组织（统称用人单位）的劳动者在职业活动中，因接触粉尘、放射性物质和其他有毒有害物质等因素而引起的疾病。10/29/202216中国矿业大学银川学院10/29/202217中国矿业大学银川学院10/29/202218中国矿业大学银川学院矿山尘肺病（矿工职业病）一．尘肺病及其发病机理尘肺病是工人在生产中长期吸人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。因其发病缓慢，病程较长，且有一定的潜伏期，不同于瓦斯．煤尘爆炸和冒顶等工伤事故那么触目惊心，因此往往不被人们所重视。10/29/202219中国矿业大学银川学院尘肺病的分类

煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同．可分为三类：（1）硅肺病(矽肺病），由于吸人含游离SiO2；含量较高的岩尘而引起的尘肺病称为硅肺病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。发病工龄最短约十年。（2）煤硅肺病(煤矽肺)由于同时吸入煤尘和含游离Si02的岩尘所引起的尘肺病称为煤硅肺病。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。患者最多，约占80％（3）煤肺病由于大量吸人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。发病工龄20－30年10/29/202220中国矿业大学银川学院

尘肺病的发病症状尘肺病的发病症状尘肺病的发展有一定的过程．轻者影响劳动生产力，严重时丧失劳动能力，甚至死亡。从自觉症状上，尘肺病分为三期：第一期：重体力劳动时，呼吸困难、胸痛。轻度干咳。第二期：中等体力劳动或正常工作时，感觉呼吸困难，胸痛．干咳或带痰咳嗽。第三期：做一般工作甚至休息时，也感到呼吸困难、胸痛。连续带痰咳嗽，甚至咯血和行动困难。10/29/202221中国矿业大学银川学院地质条件和采矿技术

矿岩特性、含水量、开采强度、作业方式、设备类型等影响露天矿大气污染的因素10/29/202222中国矿业大学银川学院二、矿区的气象条件和地理条件的影响风向、风速、温度、降雨量地形地貌10/29/202223中国矿业大学银川学院

三、采、装、运设备能力的影响随着采掘设备生产能力的提高空气中的含尘量也在增加。四、矿岩的湿度与空气含尘量的关系10/29/202224中国矿业大学银川学院露天矿粉尘的防治一、凿岩、钻孔（一）、密闭抽尘密闭抽尘是把局部产尘点首先密闭起来，防止矿尘飞扬，然后再将矿尘抽到集尘器内，集尘器将含尘空气的粗尘阻留，使空气净化的技术措施。在缺水或者不宜用水的情况下采用干式凿岩时，就要密闭尘源。10/29/202225中国矿业大学银川学院10/29/202226中国矿业大学银川学院

(二)湿式凿岩、钻孔

该方法的实质是指在凿岩和打钻过程中，将压力水通过凿岩机，钻杆送人并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。

（三）干式捕尘该法是将除尘器安装在钻机口进行捕尘。

（四）干湿联合除尘

10/29/202227中国矿业大学银川学院二、爆破（一）通风防尘毒（二）工艺防尘毒（三）湿式防尘毒10/29/202228中国矿业大学银川学院水炮泥和水封爆破1.水炮泥

就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼内。爆破时水袋破裂．水在高温高压下汽化．与尘粒凝结，达到降尘的目的。采用水炮泥比单纯用土炮泥时的矿尘浓度低20％－50％，尤其是呼吸性粉尘含量有较大的减少。10/29/202229中国矿业大学银川学院2.水封爆破是将炮眼的爆药先用一小段炮泥填好，然后再给炮眼口填一小段炮泥填好．两段炮泥之间的空间，插入细注水管注水，注满后抽出注水管并将炮泥上的小孔堵塞。10/29/202230中国矿业大学银川学院10/29/202231中国矿业大学银川学院三、铲装作业防尘措施：湿式作业预先（分层）湿润爆堆装载时洒水10/29/202232中国矿业大学银川学院10/29/202233中国矿业大学银川学院四、运输防尘措施：道路硬化道路洒水喷洒钙、镁盐吸湿溶液使用抑尘剂10/29/202234中国矿业大学银川学院井巷开采矿大气污染与防治一、井巷开采大气污染的特性（一）空气中氧含量降低，二氧化碳增高（二）矿井大气中含有多种有毒有害气体（三）矿井大气中粉尘含量高（四）矿井内气象条件复杂10/29/202235中国矿业大学银川学院二、矿井中大气污染的危害中毒窒息尘肺病爆炸10/29/202236中国矿业大学银川学院煤尘爆炸煤尘爆炸同瓦斯爆炸一样都属于矿井中的重大灾害事故，我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在1942年日本侵略者统治下的本溪煤矿，死亡1549人，残246人，死亡的人员中大多为CO中毒，事故发生前，巷道内沉积了大量煤尘。是由于电火花点燃局部聚积的瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。10/29/202237中国矿业大学银川学院10/29/202238中国矿业大学银川学院一、煤尘爆炸的条件煤尘爆炸必须同时具备三个条件；1.煤尘本身具有爆炸性；2.煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度：一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为30一50g/m3，上限浓度为1000一2000g/m3，其中爆炸力最强的浓度范围为300一500g/m3。3.存在能引燃煤尘爆炸的高温热源．10/29/202239中国矿业大学银川学院二、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如下；(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300一400度时，煤的干馏现象急剧增强．放出大量的可燃性气体，主要成分为甲烷、乙烷、丙烷．丁烷．氢和1％左右的其他碳氢化合物：10/29/202240中国矿业大学银川学院（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。10/29/202241中国矿业大学银川学院粉尘爆炸事故形成过程10/29/202242中国矿业大学银川学院2．煤尘爆炸的特征（1）形成高温．高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600－1900℃，爆源的温度达到2000℃以上．这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s，冲击波速度为2340m/s。(2)煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速．能将巷道中落尘杨起，甚至使煤体破碎形成新的煤尘．导致新的爆炸，有时可如此反复多次，形成连续爆炸，这是煤尘爆炸的重要特性。（3）产生大量的CO煤尘爆炸时产生的CO，在灾区气体中的浓度可达2％一3%，甚至高达8％左右。爆炸事故中受害者的大多数(70％一80%)，是由于CO中毒10/29/202243中国矿业大学银川学院10/29/202244中国矿业大学银川学院10/29/202245中国矿业大学银川学院三、矿井大气污染的防治（一）控制尘源湿式凿岩、钻孔爆破防尘喷雾洒水净化风流煤层注水10/29/202246中国矿业大学银川学院

湿式作业

湿式作业是利用水或其他液体，使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法，它是矿井综合防尘的主要技术措施之一．具有所需设备简单，使用方便，费用较低和除尘效果较好等优点。缺点是增加了工作场所的湿度，恶化了工作环境，能影响煤矿产品的质量，除缺水和严寒地区外，一般煤矿应用较为广泛，我国煤矿较成熟的经验是采取以湿式凿岩为主，配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水等防尘技术措施。10/29/202247中国矿业大学银川学院

湿式凿岩、钻孔

在煤矿生产环节中，井巷掘进产生的粉尘不仅量大。而且分散度高，而掘进过程中的矿尘又主要来源于凿岩和钻孔作业。据实测：干式钻眼产尘量约占掘进总产尘量的80％一85％：而湿式凿岩的除尘率可达90％左右，并能提高凿岩速度15％－25％，因此，湿式凿岩、钻眼能有效降低掘进工作面的产尘量。10/29/202248中国矿业大学银川学院

洒水及喷雾洒水1.洒水降尘

是用水湿润沉积于煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等处的矿尘。当矿尘被水湿润后，尘粒间会互相附着凝集成较大的颗粒，附着性增强，矿尘就不易飞起。在炮采炮掘工作面放炮前后洒水，不仅有降尘作用．而且还能消除炮烟、缩短通风时间；煤矿井下洒水．可采用人工洒水或喷雾器洒水。对于生产强度高、产尘量大的设备和地点，还可设自动洒水装置。10/29/202249中国矿业大学银川学院2.喷雾洒水

是将压力水通过喷雾器(又称喷嘴），在旋转或（及）冲击的作用下，使水流雾化成细微的水滴喷射于空气中，它的捕尘作用有：①在雾体作用范围内，高速流动的水滴与浮尘碰撞接触后，尘粒被湿润，在重力作用下下沉；②高速流动的雾体将其周围的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉；③将已沉落的尘粒湿润粘结，使之不易飞扬。10/29/202250中国矿业大学银川学院10/29/20225110/29/202251中国矿业大学银川学院10/29/20225210/29/202252中国矿业大学银川学院10/29/202253中国矿业大学银川学院10/29/202254中国矿业大学银川学院10/29/202255中国矿业大学银川学院10/29/202256中国矿业大学银川学院

净化风流

净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备，将矿尘捕获的技术措施。水幕净化风流：水幕是在敷设于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾形的．喷雾器的布置应以水幕布满巷道断面尽可能靠近尘源为原则。10/29/202257中国矿业大学银川学院10/29/20225810/29/202258中国矿业大学银川学院10/29/20225910/29/202259中国矿业大学银川学院煤层注水煤层注水的实质煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其破碎时失去飞扬能力，从而消除尘源。水进入煤体内部，均匀湿润。开采中，破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。塑性增强，脆性减弱。10/29/20226010/29/202260中国矿业大学银川学院61煤层注水方式aba短孔注水b深孔注水cc长孔注水10/29/202261中国矿业大学银川学院伪倾斜孔八字形与倾斜联合钻孔钻孔节理10/29/202262中国矿业大学银川学院10/29/20226310/29/202263中国矿业大学银川学院10/29/20226410/29/202264中国矿业大学银川学院（二）、通风决定通风除尘效果的主要因素是风量和风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。

风速过低，粗粒矿尘将与空气分离下沉．不易排出：风速过高，能将落尘扬起，增大矿内空气中的粉尘浓度。因此，通风除尘效果是随风速的增加而逐渐增加的，达到最佳效果后，如果再增大风速，效果又开始下降。排除井巷中的浮尘要有一定的风速。我们把能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速称为最低排尘风速。同时，我们把能最大限度排出浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。一般来说，掘进工作面的最优风速为0．4一0．7m／s，机械化采煤工作面为1．5—2．5m／s。10/29/202265中国矿业大学银川学院

（三）、个体防护

个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘的最后一道措施、因为井下各生产环节虽然采取了一系列防尘措施，但仍会有少量微细矿尘悬浮于空气中，甚至个别地点不能达到卫生标准，因此个体防护是防止矿尘对人体伤害的最后一道关卡。个体防护的用