《矿尘防治 》培训课件2025

2025.1矿尘防治引

言第一节矿尘的产生、分类和危害第二节煤尘爆炸的条件及防治措施第三节发生煤尘爆炸事故后的应急措施第三节事故案例复习思考题

本节课培训与考核要求：1.掌握矿尘的分类及其危害；2.熟练掌握煤尘爆炸的条件及防治措施；3.课后题必须熟练掌握。

一、矿尘的产生、分类和危害（一）矿尘的产生矿尘是在煤矿开拓、掘进、采煤、运输及提升等各个生产环节中，随着岩体和煤体的破坏、碎裂过程产生的。其中凿岩、打眼、落煤、放顶、转运等工序产生的粉尘最多。此外，矿山压力和地质构造作用也会产生粉尘，但所占比重较小。

（二）矿尘的分类（****考点）矿尘的分类方法很多，根据不同的分类方法有不同的称谓，下面介绍几种主要的分类方法。1.按矿尘的成分划分按矿尘的成分划分，可分为煤尘、岩尘和水泥粉尘。

（1）煤尘。一般是指细微颗粒的煤炭粉尘。（2）岩尘。一般是指细微颗粒的岩石粉尘。（3）水泥粉尘。是指煤矿在生产、使用水泥或水泥制品的场所产生的粉尘。

2.按矿尘中的二氧化硅的含量划分按矿尘中的二氧化硅的含量划分，可分为硅尘和非硅尘。（1）硅尘。二氧化硅含量大于10%的粉尘。（2）非硅尘。二氧化硅含量小于或等于10%的粉尘。

3.按矿尘的来源划分按矿尘的来源划分，可分为原生矿尘和次生矿尘。（1）原生矿尘。开采前由于地质作用和地质变化所产生的粉尘。（2）次生矿尘。煤矿生产和建设过程中所产生的粉尘。

4.按矿尘的存在状态划分按矿尘的存在状态划分，可分为浮尘和落尘。（1）浮尘。悬浮在矿井空气中的粉尘。（2）落尘。降落于井巷四周、支架、设备、物料上的粉尘，又称沉积粉尘。

5.按矿尘的爆炸性划分按矿尘的爆炸性划分，可分为爆炸性粉尘和无爆炸性粉尘。（1）爆炸性矿尘（煤尘）。本身具有爆炸倾向性，在一定条件下能发生爆炸的粉尘。（2）无爆炸性矿尘。本身没有爆炸倾向性，在任何条件下都不会发生爆炸的粉尘。

6.按矿尘的粒度范围和矿尘能否被人体吸收的状况划分按矿尘的粒度范围和矿尘能否被人体吸收的状况划分，可分为总矿尘，呼吸性矿尘和非呼吸性矿尘。（1）总矿尘。不同粒径的全部粉尘，称全尘。

（2）呼吸性矿尘。呼吸性矿尘的一般含义是指粒径不大于5μm，“能被吸入人体肺泡区的浮尘”。对于岩尘、煤尘、水泥粉尘，根据应用场合的不同，国家和行业标准对呼吸性粉尘有不同的严格定义。（3）非呼吸性矿尘。不能吸入人体肺泡粉尘。

（三）矿尘的危害（1）引起职业病，危害人体健康。（2）具有爆炸性的煤尘，在一定条件下能发生爆炸。煤尘爆炸将给矿井造成严重灾害。产生高温、高压，生成大量有毒有害气体，破坏井巷，毁坏设备，伤亡人员，甚至导致整个矿井的毁坏，严重威胁矿井的安全生产和人员的生命安全。

（3）加速机械磨损，缩短仪器的使用寿命。（4）降低作业场所能见度，增加工伤事故的发生。一些综采工作面在割煤时，粉尘浓度高达4000～8000mg/m3，有的甚至更高，使得工作面的能见度极低，往往会导致误操作或不能及时发现事故隐患，增加了发生人身事故的可能性。

二、煤尘爆炸的条件及防治措施（一）煤尘爆炸的条件煤尘爆炸必须同时具备以下4个条件：煤尘本身具有爆炸性；有充足的氧气；煤尘必须悬浮在空气中（形成煤尘云）并达到一定浓度；有能引起爆炸的热源存在。这4个条件缺少任何一个都不可能造成煤尘爆炸。***考点

（1）煤尘本身具有爆炸性。煤尘可分为有爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。有爆炸性的煤尘在一定条件下能发生燃烧和爆炸，无爆炸性的煤尘在任何条件下都不会发生燃烧和爆炸。煤尘有无爆炸性，只有通过煤尘爆炸性鉴定才能确定。

（2）有充足的氧气。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。***考点

（3）悬浮在空气中的煤尘达到一定浓度。煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、煤尘粒度、引火源的种类有关。煤尘爆炸的下限浓度一般为45g/m3；煤尘爆炸的上限浓度为2000g/m3；爆炸威力最强时的煤尘浓度为300～400g/m3。****考点

井下空气中如果有瓦斯和煤尘同时存在时，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。当瓦斯浓度达到3.5％时，煤尘浓度只要达到6.1g/m3就可能发生爆炸。*****考点

必须指出，当巷道四周及其设备物料上的沉积煤尘受到冲击波、震动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（落尘）是发生爆炸的隐患，必须认真清扫。

（4）存在引爆热源。煤尘云的着火温度因其可燃挥发分含量、粒度、浓度等的差异而不同，一般在610～1050℃之间，多数为700～800℃。井下能引燃煤尘云产生爆炸的高温热源有爆破火焰、电气火花、碰撞和摩擦产生的火花、架线机车及电缆破坏产生的电弧、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。***考点

（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2个方面。1.煤尘自身因素煤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。在煤尘自身因素中，有些因素能提高煤尘的爆炸危险性，有些能抑制和减弱其爆炸危险性。掌握规律，结合实际加以运用，就能减少甚至避免事故的发生。

（1）煤尘挥发分。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，即煤尘的Vdaf是决定煤尘有无爆炸性和爆炸性强弱的主要因素。

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。不同煤种煤尘的爆炸性如表7-3所示。

必须指出，由于煤的成分很复杂，煤尘的挥发分仅能作为确定煤尘有无爆炸危险的参考依据，而不是唯一依据。例如，阳泉、萍乡个别煤矿的煤尘，其挥发分Vdaf虽然分别为9.78%和9.65%，仍属有弱爆炸性的煤尘。

（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。另外，灰分增大了煤尘的密度，有助于加速其沉降。所以，灰分含量越高，煤尘越不易爆炸。试验表明：当灰分在20%以下时，对煤尘爆炸性影响较小；只有当灰分超过30%～40%时，才会显著减弱煤尘的爆炸性。

（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。

（4）硫含量。煤中硫含量越高，煤尘越容易爆炸，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；且在爆炸界限之内，其浓度不同，爆炸强度也不一样。

从煤尘爆炸下限（45g/m3）开始，随着煤尘浓度的增加，煤尘爆炸的强度增大，当煤尘浓度达到300～400g/m3时，其爆炸威力最强；此后随煤尘浓度的继续增加，爆炸威力将逐渐减弱，当煤尘浓度超过上限浓度（2000g/m3）时，就不会发生爆炸了。

（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10~75μm的煤尘。在一定粒度范围内，小于75μm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75μm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10μm时，其爆炸性反而减弱，这是由于过细的尘粒在空气中很快氧化为灰烬所致。

2.环境条件引起煤尘爆炸的环境条件包括井巷空气中的瓦斯浓度、氧气浓度、引爆热源温度及爆炸环境等。（1）井巷空气中的瓦斯浓度。当空气中存在瓦斯时，煤尘爆炸下限浓度就会降低，瓦斯浓度越高，煤尘爆炸下限浓度越低。

因此，瓦斯矿井更应加强煤尘管理。瓦斯浓度与煤尘爆炸下限浓度的关系如表7-4所示。

（2）井巷空气中氧气的浓度。氧气浓度的变化将改变煤尘的点燃温度。实验证明，空气中氧气浓度增加时，煤尘点燃温度大大降低，在纯氧中煤尘的点燃温度只有430～600℃；相反，空气中氧气浓度降低时，煤尘点燃温度升高，或者无法引爆。当氧气浓度低于18%时，煤尘就不会发生爆炸。另外，煤尘的爆炸压力将随着空气中氧气浓度的增高而增大。

（3）引爆热源温度及爆炸环境。引爆热源的温度越高，能量越大，越容易点燃煤尘，煤尘初始爆炸强度也越大；温度越低，能量越小，越难以点燃煤尘，即使能引起爆炸，初始爆炸的强度也较小。

煤尘爆炸的空间状况称爆炸环境，如爆炸空间的形状和容积大小、空间长短和断面积大小及变化情况、空间内有无障碍物、通道中间有无拐弯等，对煤尘爆炸的强烈程度和发展也有很大影响。

（三）预防煤尘爆炸的措施防止煤尘爆炸的措施包括防止煤尘云达到爆炸浓度、治理沉积煤尘、防止煤尘引燃等措施。1.防止煤尘云达到爆炸浓度（1）减尘技术措施。减尘就是减少粉尘产生量。它是煤矿防尘工作治本性的措施。

减尘技术措施包括煤层注水、采空区灌水、湿式凿岩和煤电钻湿式打眼、水炮泥、改进采掘机械结构及运动参数等。①煤层注水是指回采前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体的内部预先湿润煤体，增加煤层的水分含量，用以改变煤体的物理力学性质和使煤体中原生尘粒丧失飞扬能力，减少开采时的粉尘产生量的技术措施。

②采空区灌水。用全部垮落法控制顶板开采厚煤层，或近距离多煤层开采时，向上一分层或上一煤层的采空区注水，水靠自重通过煤体或夹矸层内的孔隙并借助毛细作用力缓慢渗入下一分层或下一煤层的煤体中，使之在开采前预先湿润，达到防尘的目的，另外，水既能溶解又能胶结垮落的岩石，在矿压的作用下形成再生顶板，有利于顶板控制。

③水炮泥。是用装满水的塑料袋代替炮泥充填到炮眼内，借助炸药爆破时产生的压力将水注入煤体中。它除具有降尘效果外，还有降低爆焰温度，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。

（2）降尘技术措施。降尘是指加快矿井空气中悬浮粉尘沉降，以降低空气含尘浓度的技术措施，包括喷雾降尘和泡沫降尘。①喷雾降尘，是指向尘源点喷洒一种能够捕捉空气中悬浮粉尘的液体介质，以达到降尘目的的技术措施，是煤矿普遍采用的一种基本降尘措施。

②泡沫降尘，是指用无空隙的泡沫体覆盖尘源的技术，主要是利用碰撞、隔离、湿润、沉积等多种作用使粉尘沉降。泡沫沉降系统由泡沫发生器、通风机、水泵、储备发泡剂溶液的容器、计量仪表以及风-水系统等组成。

通过喷嘴将起泡能力很强的发泡剂溶液均匀地喷洒于发泡网格上，在网格上形成薄膜，经风流吹激，使每个网孔连续不断地形成气液两相的空气机械泡沫，气流使泡沫离开网格并沿着管道流动，输往有尘源或尘埃飘逸的任何有限空间，达到降尘的目的。

由于泡沫降尘系统较复杂、成本较高，以及泡沫液对人体的毒性尚有争议，因此尽管泡沫降尘有很多优点但始终未能在世界各国得到广泛的应用。（3）

除尘技术措施。除尘是指从作业场所的含尘空气中，将悬浮的粉尘捕集并分离出来，使空气得以净化所采取的技术措施。除尘技术措施为：

①干式凿岩捕尘器捕尘。在水源缺乏和不宜用水的工作面干式凿岩所产生的岩粉应采用干式捕尘器捕捉。②除尘器除尘。除尘器是利用作用在粉尘粒子上的重力、惯性力、离心力、扩散黏附力以及电磁力等各种力把粉尘捕集起来的装置。根据不同除尘机理，除尘器可分为机械除尘器和电除尘器。

③冲洗岩帮。冲洗岩帮的目的是清除散落沉积在巷道两帮和支架上的粉尘，防止其在打眼、爆破、装岩和架设支架时受到振动而再次飞扬。为此，当爆破之后恢复作业之前，要设专人使用胶皮水管沿巷道由外向里逐步将巷道两帮、顶底部、支架和工作面上的粉尘全部清洗干净，不留空白区。

④清扫落尘。沉降在巷道四周、支架及设备、物料上的矿尘，即落尘，一旦受到冲击，就能再度飞扬。落尘既影响生产环境，又是井下煤尘爆炸的一个隐患。当巷道周壁沉积的煤尘厚度达到0.05mm时，若受到气浪冲击，使之成为浮尘即可达到爆炸下限浓度。

因此，《煤矿安全规程》规定：矿井必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉；应定期对主要大巷刷浆。清扫煤尘的方法分人工清扫和机械清扫2种。常采用的机械清扫是用干式吸尘机和湿式清扫车清扫。

（4）通风排尘、净化风流。①通风排尘，是指通过控制风流的方向、风量、风速冲洗和排除粉尘。②净化风流，是指使井巷中的含尘空气通过一定的设备或设施，将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。

2.治理沉积煤尘治理沉积煤尘的目的是防止沉积煤尘在强风流和爆炸产生爆风作用下从沉积状态转化为飞扬状态，而使煤尘云达到爆炸下限浓度。治理沉积煤尘的方法有清扫法、冲洗法、黏结法和惰化法等4种。

（1）清扫法，是指利用清扫器具清除积聚在巷道周边上的沉积煤尘的方法。（2）冲洗法，是指定期用水或含湿润剂的水溶液冲洗巷道周边上的沉积煤尘，并将冲洗下来的煤尘装运出井的方法。

（3）黏结法，是指将黏结剂喷洒在巷道的周边上，或者将颗粒状或片状的吸水剂撒在巷道的底板上，把已经沉积和继续沉降的煤尘黏结起来，使其丧失飞扬能力的措施。（4）惰化法，是使煤尘失去爆炸或飞扬能力，防止煤尘爆炸，有撒布岩粉和连续喷雾洒水2种方法。

3.防止煤尘引燃的措施防止煤尘引燃的原则，是对一切非生产必需的热源要坚决杜绝；生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限制其引燃煤尘的能量。引燃煤尘的火源主要有明火、爆破火焰、电气火花及摩擦和撞击火花4种。***考点

4.防止煤尘爆炸扩大的措施开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。其作用是把已经发生的爆炸限制在一定范围内，不让爆炸火焰继续蔓延，避免爆炸范围扩大。目前，常采用的隔爆措施有：设置隔爆棚、设置隔爆水幕、清扫积尘、撒布岩粉等。****考点

三、发生煤尘爆炸事故后的应急措施：1.现场跟班科（队）长、跟班矿长要立即组织人员正确佩戴好自救器；引领人员按避灾路线到达最近新鲜风流中。2.第一时间向矿调度室报告事故地点和现场灾难情况，同时向所在单位值班员报告。3.安全撤离时要正确佩戴好自救器。撤离时要快速、镇定、有序、低行。

4.如巷道中的避灾路线指示牌被破坏或遗失，迷失行进方向时，撤离人员应朝着有风流通过的巷道方向撤退。5.在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救援人员的注意。