煤尘及爆炸防治

关于煤尘及爆炸防治第1页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五1、煤矿行业是典型的高危行业企业所谓高危行业通常是指危险系数较其他行业高，事故发生率较高，容易对人身造成伤害、财产损失较大，对生产造成危害的行业，短时间难以恢复或无法恢复的行业。常说的高危行业有：煤炭生产、非煤矿山开采、建设工程施工、危险品生产与储存、交通运输、烟花爆竹生产。2012年2月14日，财政部、安全监管总局印发了《企业安全生产费用提取和使用管理办法》，在文件适用范围中将冶金、机械制造、武器装备研制生产与试验（含民用航空及核燃料）纳入文件的适用范围，因此也就是从根本上将高危行业的数量从6个提升到9个。第2页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2、煤矿灾害类型瓦斯煤尘火灾水灾顶板自然灾害矿井常见自然灾害新增自然灾害：高温、冲击地压（岩爆）第3页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第一节、矿尘及其性质一、矿尘的产生及分布矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。在矿山生产过程中，如钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮游矿尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45％～80％；掘进工作面产尘量占20％～38％，锚喷作业点产尘量占10％～15％；运输通风巷道产尘量占5％～10％，其他作业点占2％～5％。第4页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五二、影响矿尘产生量的因素影响矿尘产生量的因素主要有自然因素和生产技术因素：

自然因素（1）地质构造地质构造破坏严重的地区，断层、褶曲比较发育，煤岩较为破碎，矿尘的产生量大。（2）煤层赋存条件同样技术条件下，开采厚煤层比开采薄煤层的产尘量大；开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层的产尘量多。（3）煤岩的物理性质节理发育、结构疏松、水分低、脆性大的煤岩，开采时产尘量较大。第5页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五

生产技术因素

（1）采煤方法不同的采煤方法，产生量也不一样。如：炮采和机采的产尘量不同；全部冒落法管理顶板与充填法管理顶板产尘量要大。（2）机械化程度机械化程度越高，煤岩破碎程度越严重，产尘量就越大（3）开采强度采掘推进速度越快，产尘量越大；（4）开采深度随着开采深度的增加，地温增高，煤（岩）体内原始水分降低，煤（岩）干燥，开采时产尘量大。（5）通风状况风速太小，不能将浮尘带出矿井。风速过大，又将积尘扬起。单从降尘角度考虑，工作面风速以1.2～1.6m/s较好，产尘最少。第6页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五三、矿尘的常用分类方法按矿尘粒径划分

(1)粗尘-->40μm,空气中易沉降；

(2)细尘—10~40μm，肉眼可见，在静止空气加速沉降；

(3)微尘—0.25~10μm，光学显微镜可见，静止空气等速沉降；

(4)超微尘--<0.25μm，电子显微镜观察，扩散动力。按矿尘的存在状态划分

(1)浮游矿尘：悬浮于矿内空气中

(2)沉积矿尘：从矿内空气沉降下来的矿尘按矿尘的粒径组成范围划分

(1)全尘(总粉尘)：各种粒径的矿尘之和，1mm以下；

(2)呼吸性粉尘：5μm以下，第7页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第8页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第9页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第10页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第11页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。此外，煤矿向大气排放的粉尘对矿区周围的生态环境也会产生很大影响，对生活环境、植物生长环境可能造成严重破坏。六、矿尘的危害第12页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五一．煤尘爆炸的机理

煤尘的燃烧和爆炸实际上是煤尘及其释放的可燃性气体的燃烧和爆炸，它的氧化反应主要是在气相内进行的。煤尘爆炸与瓦斯爆炸既有相似之处，又有其独特之处。第二节、煤尘爆炸及防治技术第13页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五

煤尘的燃烧速度和爆炸压力比瓦斯的要小，但燃烧带的长度较长，产生的能量大，表现出显著的破坏能力。一般来说，爆炸开始于局部，产生的冲击波较小，但可扰动周围沉积的煤尘，并使之飞扬，由于热的传递与辐射，进而发生再次爆炸，这就是所谓的二次爆炸，二次爆炸扩大了最初爆炸的规模，不断诱发附近煤尘爆炸，直至沉积煤尘全部燃烧完毕。这是煤尘爆炸灾害的一大特点，在煤矿井下，这种爆炸有时沿巷道传播数千米以外。 另外，在煤尘爆炸中，爆炸产生的气体成分与瓦斯爆炸比较，一氧化碳明显增多。这是因为单位空间的氧与燃料比，与气体爆炸相比较，燃料显得充裕，因而发生不完全燃烧。所以煤矿在有限的闭塞区间发生煤尘爆炸，受害者大多数是一氧化碳中毒。第14页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五二、煤尘爆炸的特征

(1)形成高温、高压、冲击波（2300～2500℃1.86MPa2340m/s）

(2)煤尘爆炸具有连续性

(3)煤尘爆炸的感应期40-250ms(4)煤尘被局部焦化，粘接在一起，沉集于支架和巷道壁上形成“粘焦”，“粘焦”是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与爆炸的重要标志。

(5)产生大量的CO第15页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五三、煤尘爆炸的条件

煤尘自身具有爆炸性

煤尘悬浮在空气中并达到一定的浓度:下限浓度30一50g/m3，上限浓度1000一2000g/m3。

一般情况下，在井下各生产环节中，很难形成大于下限的悬浮煤尘浓度，但当巷道周围的沉积煤尘受到冲击波的震动，气流的吹扬或其他原因再次扬起后，就足以达到爆炸浓度。因此，沉积煤尘是最大约隐患。

引燃煤尘爆炸的高温热源或能量：610-1050℃，点火能为2.8mJ。煤矿井下的放炮火焰、电气设备火花、采掘机械的冲击火花、井下火灾及瓦斯爆炸等均可引起煤尘爆炸。

第16页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五四、影响煤尘爆炸的因素1、煤的挥发分：煤尘的可燃挥发分含量越高，爆炸性越强。2、煤的灰分和水分：煤内的灰分是不燃性物质，能吸收能量，阻挡热辐射，破坏链反应，降低煤尘的爆炸性。3、煤尘粒度：粒度对爆炸性的影响极大。1mm以下的煤尘粒子都可能参与爆炸，而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加。4、空气中氧的含量：空气中氧的含量高时，点燃煤尘的温度可以降低；氧的含量低时，点燃煤尘云困难，当氧含量低于13％～16%时，煤尘就不再爆炸。5、空气中的瓦斯浓度，瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。6、引爆热源第17页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五五、煤尘爆炸事故案例1906年3月10日，法国吉利耶尔煤矿该矿瓦斯煤尘爆炸死亡1099人是欧洲至今发生的最严重的矿难。1907年，美国孟诺加煤矿发生煤尘爆炸，死亡362人，占入井人数的97%。1910年，英国黑里顿煤矿发生煤尘爆炸，死亡346人，其中287人死于CO中毒。1913年10月14日，英国威尔士的Senghenydd煤矿发生瓦斯煤粉爆炸，导致439名人员死亡。这是英国历史上最要命的一次严重矿难。

1942年，日本侵占东北时期，本溪煤矿电火花点燃局部聚存瓦斯而引起煤尘爆炸，发生了世界史上最大的一次煤矿事故，死亡1549人，伤残246人，死亡者中多为CO中毒。1963年，日本三池煤矿发生煤尘爆炸，死亡458人，伤832人，死亡者多为CO中毒。第18页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五我国建国以来煤矿百人以上事故第19页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第20页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第21页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/122第22页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五①

短孔注水②

深孔注水③

长孔注水钻孔节理

伪倾斜孔八字形与倾斜联合钻孔④

巷道钻孔注水ABABC第23页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第24页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第25页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/126

撒布岩粉法 撒布岩粉法是指定期向巷道周边撒布惰性岩粉，将沉积煤尘覆盖住。风速较低时，岩粉层的粘滞性阻碍沉积煤尘重新飞扬。当瓦斯爆炸或空气震荡等异常情况出现时，空气流把岩粉和沉积煤尘同时扬起，形成岩粉—煤尘混合尘云．若有爆炸火焰传入混合尘云区，岩粉起到吸收爆焰热量，遮挡辐射热的作用，使系统冷却，阻止煤尘着火爆炸。第26页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第27页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第28页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/129被动式隔爆装置1、被动式隔爆技术原理 被动式隔爆技术指依赖瓦斯煤尘爆炸冲击波的动力使隔爆装置动作，并抛撒消焰剂形成抑制带，扑灭滞后于冲击波传播的爆炸火焰，以阻止爆炸传播的技术。 比如：由若干个隔爆水槽（或水袋）组装成隔爆棚区。当瓦斯煤尘爆炸时，冲击波击碎水槽（或使水袋脱钩），水被扬起形成水雾抑制带，能够扑灭爆炸火焰。第29页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五30第30页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五31第31页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/132岩粉棚技术参数第32页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/133对岩粉的要求第33页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/134水槽棚规格及置放方法第34页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/135对于水棚设置要求第35页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五2022/11/136第36页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第37页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第38页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第39页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第40页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第41页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第42页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第43页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第44页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五ZGB—Y型自动隔爆装置巷道内安装

第45页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第46页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第47页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第三节、尘肺病及其防治第48页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第49页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五二、尘肺病的发病症状及影响因素1、尘肺病的发病症状尘肺病分为三期：

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。第50页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第51页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五第52页，共70页，2022年，5月20日，7点27分，星期五《规程》规定煤矿企业必须按国家规定对生产性粉尘进行监测，并遵守下列规定：（一）总粉尘：1．作业场所的粉尘浓度，井下每月测定2次，地面及露天煤矿每月测定1次；2．粉尘分散度，每6个月测定1次。（二）呼吸性粉尘：1．工班个体呼吸性粉尘监测，采、掘（剥）工作面每3个月测定1次，其他工作面或作业场所每6个月测定1次。每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4个；2．定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。（三）粉尘中游离SiO2含量，每6个月测定1次，在变更工作面时也必须测定1次；各接尘作业场所每次测定的有效样品数不得少于3个。（四）开采深度大于200m的露天煤矿，在气压较低的季节应适当增加测定次数。第5