1、主要內容：1、礦塵及其性質2、塵肺病3、煤塵爆炸及預防4、綜合防塵,礦山防塵,第一節(jié) 礦塵及其性質一、礦塵的產生及分類 礦塵是指在礦山生產和建設過程中所產生的各種煤、巖微粒的總稱。 在礦山生產過程中，如鉆眼作業(yè)、炸藥爆破、掘進機及采煤機作業(yè)、頂板管理、礦物的裝載及運輸等各個環(huán)節(jié)都會產生大量的礦塵。在同一礦井里，產塵的多少也因地因時發(fā)生著變化。一般來說，在現有防塵技術措施的條件下，各生產環(huán)節(jié)產生的浮

2、游礦塵比例大致為：采煤工作面產塵量占45％～80％；掘進工作面產塵量占20％～38％，錨噴作業(yè)點產塵量占10％～15％；運輸通風巷道產塵量占5％～10％，其他作業(yè)點占2％～5％。各作業(yè)點隨機械化程度的提高，礦塵的生成量也將增大，因此防塵工作也就更加重要。 ,,幾種常用的分類方法：,1、按礦塵粒徑劃分 (1)粗塵-->40μm,空氣中易沉降； (2)細塵—10~40μm，肉眼可見，在靜止空氣加速沉降；

3、 (3)微塵—0.25~10μm，光學顯微鏡可見，在靜止空氣等速沉降； (4)超微塵--<0.25μm，電子顯微鏡觀察，擴散動力。,2按礦塵的存在狀態(tài)劃分 (1) 浮游礦塵：懸浮于礦內空氣中 (2) 沉積礦塵：從礦內空氣沉降下來的礦塵3按礦塵的粒徑組成范圍劃分 (1) 全塵(總粉塵)：各種粒徑的礦塵之和，1mm以下； (2) 呼吸性粉塵：5μm以下，二、礦塵的危害

4、 礦塵具有很大的危害性，表現在以下幾個方面： (1) 污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病。 (2) 某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸。 (3) 加速機械磨損，縮短精密儀器使用壽命。 (4) 降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。 此外，煤礦向大氣排放的粉塵對礦區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境也會產生很大影響，對生活環(huán)境、植物生長環(huán)境可能造成嚴重破壞。,三

5、、含塵量的計量指標1、礦塵濃度 其表示方法有兩種： (1) 質量法：每立方米空氣所含 浮塵的毫克數，mg/m3 (2) 計數法：每立方米空氣所含 浮塵的個數，個/m32、產塵強度 指生產過程中，采落煤中所含的粉塵量，常用的單位為g / t。3、相對產塵強度 指每采掘1噸或1立方米礦巖所產生的礦塵量，常用的單位為mg/t或mg/m3。4、礦塵沉積量 單位時間在巷道表面單位面積上所沉

6、積的礦塵量，單位為g/m2·d。,,四、礦塵性質1、礦塵中游離SiO2的含量 礦塵中游離SiO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。煤礦上常見的頁巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量通常多在20%～50%，煤塵中的含量一般不超過5%。2、礦塵的粒度與比表面積 礦塵粒度：礦塵粒度平均直徑，μm 礦塵的比表面積：單位質量礦塵的總表面積；m2/kg,cm2/g 礦塵的比

7、表面積與粒度成反比，粒度越小，比表面積越大，因而這兩個指標都可以用來衡量礦塵顆粒的大小。3、礦塵的分散度：礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占百分比。 分散度有兩種表示方法： (1) 重量百分比：各粒級重量所占總重量的百分比； (2) 數量百分比：各粒級顆粒數所占總顆粒百分比；,粒級的劃分是根據粒度大小和測試目的確定的，我國工礦企業(yè)將礦塵粒級劃分為4級：小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。 礦

8、塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構成的一個重要指標。礦塵總量中微細顆粒多，所占比例大時，稱為高分散度礦塵；反之，如果礦塵中粗大顆粒多，所占比例大，就稱作低分散度礦塵。礦塵的分散度越高，危害性越大，而且越難捕獲。,4、礦塵的濕潤性 礦塵的濕潤性是指礦塵與液體親和的能力。 親水性礦塵：容易被水濕潤 疏水性礦塵：不容易被水濕潤 5、礦塵的荷電性 因空氣的電離以及塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，使塵粒帶有電荷，可能是正電荷，

9、也可是負電荷。 6、礦塵的光學特性 礦塵的光學特性包括礦塵對光的反射、吸收和透光強度等性能。,,五、影響礦塵產生量的因素影響礦塵產生量的因素主要包括以下兩個方面： 1．自然因素 （1）地質構造 地質構造破壞嚴重的地區(qū)，斷層、褶曲比較發(fā)育，煤巖較為破碎，礦塵的產生量大。 （2）煤層賦存條件 同樣技術條件下，開采厚煤層比開采薄煤層的產塵量大；開采急傾斜煤層比開采緩傾斜煤層的產塵量多。 （3）煤巖的物理性質

10、節(jié)理發(fā)育、結構疏松、水分低、脆性大的煤巖，開采時產塵量較大；反之則小。,,2．生產技術因素 （1）采煤方法 不同的采煤方法，產生量也不一樣。如：急傾斜煤層采用倒臺階采煤法比水平分層采煤法產塵量要大的多；全部冒落法管理頂板比充填法管理頂板產塵量要大。 （2）機械化程度 機械化程度越高，煤巖破碎程度越嚴重，產塵量就越大 （3）開采強度 隨著開采強度的加大，采掘推進速度加快

11、，產量增加，產塵量將顯著加大；同時，由于礦井的風量加大，風速加快，揚起積塵且飄浮時間長，傳播遠，礦內空氣中的礦塵濃度將增大。 （4）開采深度 隨著開采深度的增加，地溫增高，煤（巖）體內原始水分降低，煤（巖）干燥，開采時產塵量就大。 （5）通風狀況 風速太小，不能將浮塵帶出礦井。風速過大，又將積塵揚起。單從降塵角度考慮，工作面風速以1.2～1.6m/s較好，產塵最少。,第二節(jié) 礦山塵肺病

12、 一、塵肺病及其發(fā)病機理 新的塵肺病診斷標準中規(guī)定的塵肺病的定義是：“塵肺病是由于在職業(yè)活動中長期吸入生產性粉塵并在肺內滯留而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的全身性疾病?！彼且环N嚴重的礦工職業(yè)病，一旦患病，目前還很難治愈，且因發(fā)病緩慢病程較長，不同于煤塵、瓦斯爆炸事故一次傷害嚴重，常不易被人們所重視。實際上塵肺病引起的致殘和死亡人數，在國內外都十分驚人。 從衛(wèi)生部召開的第

13、十屆職業(yè)性呼吸系統疾病國際會議上（2005.4）獲悉：我國的職業(yè)病危害形勢十分嚴峻，職業(yè)病防治工作與我國快速發(fā)展的經濟形勢極不適應。我國有毒有害企業(yè)超過1600萬家，受到職業(yè)危害的人數超過2億。2003年全國報告各類職業(yè)病發(fā)病數為10467例，其中塵肺病發(fā)病數占了80%。上世紀50年代以來我國報告累計塵肺病例58萬多人，已死亡14萬多人，現患者44萬多人。由于目前廠礦企業(yè)勞動者的體檢率低，報告不全，專家估計實際發(fā)病要比報告的例數多10倍

14、，塵肺實際發(fā)生的病例數不少于100萬例。,,有關塵肺的危害在國內外的很早的史料都有記載，如北宋（960-1127）孫平仲在所著《談苑》中指出，“后苑銀作鍍金，為水銀所熏，頭首俱顫；賣餅家窺爐，目皆早昏；賈谷山采石人，石末傷肺，肺焦多死”；歐洲文藝復興后期工業(yè)迅速發(fā)展后西方礦冶書籍中也有礦工“癆病”之詞；17世紀早期解剖學著作中有“切石之死于哮喘，解刀入肺似入沙石”之說。,,1、塵肺類的分類 煤礦塵肺病按吸入礦塵的成分不同，可分為

15、三類： (1) 硅肺病(矽肺病)，由于吸入含游離ＳｉＯ2含量較高的巖塵而引的塵肺病稱為硅肺病。患者多為長期從事巖巷掘進的礦工。 (2) 煤硅肺病(煤矽肺)，由于同時吸入煤塵和含游離ＳｉＯ2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅病肺。患者多為巖巷掘進和采煤的混合工種礦工。 (3) 煤肺病。由于大量吸入煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺病。患者多為長期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。,2、塵肺病的發(fā)病機理 進入人體呼吸系統的粉

16、塵大體上經歷以下四個過程： (1)在上呼吸道的咽喉、氣管內，含塵氣流由于沿程的慣性碰撞作用使大于10μm的塵粒首先沉降在其內。經過鼻腔和氣管粘膜分泌物粘結后形成痰排出體外。 (2)在上呼吸道的較大支氣管內，通過慣性碰撞及少量的重力沉降作用，使5～10μm的塵粒沉積下來，經氣管、支氣管上皮的纖毛運動，咳嗽隨痰排出體外。 (3)在下呼吸道的細小支氣管內，由于支氣管分支增多，氣流速度減慢，使部分2～5μm的塵粒依靠重力沉降作用

17、沉積下來，通過纖毛運動逐級排出體外。 (4)粒度為2μm左右的粉塵進入呼吸性支氣管和肺內后，一部分可隨呼氣排出體外；另一部分沉積在肺泡壁上或進入肺內，殘留在肺內的粉塵僅占總吸入量的1%～2％以下。,二、塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素1、塵肺病的發(fā)病癥狀 塵肺病分為三期： 第一期：重體力勞動時呼吸困難、胸痛、輕度干咳。 第二期：中等體力勞動或正常工作時，感覺呼吸困難，胸痛、干咳或帶痰咳嗽。 第三期：做一般

18、工作甚至休息時，也感到呼吸困難、胸痛、連續(xù)帶痰咳嗽，甚至咯血和行動困難。,2、影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分 能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工令越短，病變的發(fā)展程度越快。 對于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機質(即揮發(fā)分)含量。(2)礦塵粒度及分散度 5μm以上的礦塵對塵肺病的發(fā)生影響不大；5μm以下的礦塵可以進入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險的粒度是2μm左右的礦

19、塵。(3)礦塵濃度 塵肺病的發(fā)生和進入肺部的礦塵量有直接的關系，也就是說，塵肺的發(fā)病工令和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。(4)個體方面的因素,《規(guī)程》第七百三十九條 作業(yè)場所空氣中粉塵（總粉塵、呼吸性粉塵）濃度應符合表26要求。,第三節(jié) 煤塵爆炸及預防 煤礦在生產過程中，采掘裝運作業(yè)均可產生大量煤塵。其中，采掘作業(yè)產生的煤塵量占80%，裝運產生的煤塵量占20%。具有煤塵爆炸危險的煤礦都有發(fā)生

20、特別重大煤塵爆炸事故的可能。其災害程度可造成礦毀人亡，國內外煤礦曾多次發(fā)生煤塵爆炸事故。典型案例如下： 1906年，法國吉利耶爾煤礦發(fā)生煤塵爆炸死亡1099人，煤礦經兩年重建才恢復生產。這是一個無瓦斯煤礦，也是世界上第一次發(fā)生煤塵爆炸。從此，世界上各主要產煤國家對煤塵爆炸開始進行廣泛研究，重視預防煤塵爆炸事故工作。 1907年，美國孟諾加煤礦發(fā)生煤塵爆炸，死亡362人，占入井人數的97%。 1910年，英國黑里頓煤礦發(fā)

21、生煤塵爆炸，并引起瓦斯爆炸事故，死亡346人，其中287人死于CO中毒。 1913～1933年，法國和英國還多次發(fā)生煤塵、瓦斯煤塵爆炸事故，每次事故都造成一、二百人死亡。,,,1942年，日本侵占東北時期，采取不顧工人死活的掠奪式生產方式，致使本溪煤礦發(fā)生了世界史上最大的一次瓦斯煤塵爆炸事故，死亡1549人，傷殘246人，死亡者中多為CO中毒。事故前巷道內沉積了大量煤塵，電火花點燃局部聚存瓦斯而引起煤塵爆炸。為掩人耳目，日本侵略者

22、將礦井封閉。1962年，山西大同老白洞煤礦在高產日發(fā)生了電火花引燃局部瓦斯導致煤塵爆炸，死亡629人。1963年，日本三池煤礦發(fā)生煤塵爆炸，死亡458人，傷832人，死亡者多為CO中毒。這次事故是發(fā)生在該煤礦的主提煤斜井，是電絞車提升裝滿煤的串車，由于礦車脫鉤順斜井翻滾滑下，將沉積的大量煤塵和礦車內的煤沖擊飛揚形成煤塵云，加之礦車與軌道摩擦產生火花，引起煤塵大爆炸。此事故后經還原實驗證實。2005年，黑龍江七臺河東風煤礦主要提煤皮

23、帶斜井發(fā)生煤塵爆炸，死亡171人。,2005年11月27日，黑龍江七臺河礦難事故(煤塵爆炸)，確認在事故中遇難人數為171人，其中包括169名井下遇難礦工和井上2名地面遇難人員.,,一、煤塵爆炸的機理及特征1、煤塵爆炸的機理 煤塵的燃燒和爆炸實際上是煤塵及其釋放的可燃性氣體的燃燒和爆炸，它的氧化反應主要是在氣相內進行的。因此煤塵爆炸與瓦斯爆炸具有相似之處。但因在固體煤粒表面也有氧化燃燒作用發(fā)生，所以煤塵爆炸又有其獨特

24、之處。,,,,,煤塵爆炸是在高溫或一定點火能的熱源作用下，空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反應過程，是一種非常復雜的鏈式反應。一般煤塵爆炸機理及過程主要表現在以下方面： (1)煤本身是可燃物質，當它以粉末狀態(tài)存在時，總表面積顯著增加，吸氧和被氧化的能力大大增強，一旦遇見火源，氧化過程迅速展開； (2)當溫度達到300～400℃時，煤的干餾現象急劇增強，放出大量的可燃性氣體。 (3)形成的可燃氣體與空氣混合在高溫作用下吸收能量

25、，在塵粒周圍形成活化中心，當活化中心的能量達到一定程度后，鏈反應過程開始，游離基迅速增加，發(fā)生了塵粒的閃燃； (4)閃燃所形成的熱量傳遞給周圍的塵粒，并使之參與鏈反應，導致燃燒過程急劇地循環(huán)進行。,2煤塵爆炸的特征 (1)形成高溫、高壓、沖擊波 (2)煤塵爆炸具有連續(xù)性 (3)煤塵爆炸的感應期 即煤塵受熱分解產生足夠數量的可燃氣體形成爆炸所需的時間。 (4)揮發(fā)分減少或形成“粘焦” (5)產生大量的CO,,煤塵

26、爆炸的危害性極大： 可以摧毀整個礦井、井巷、采煤工作面，導致大面積頂板垮塌冒落，壓埋井下作業(yè)人員，堵塞通風； 可以將設備損壞，把支柱設備、煤石塊吹起撞擊，導致井下作業(yè)人員死亡，爆炸波可使礦工粉身碎骨； 爆炸波還可以通向地面的井筒、沖擊破壞與井筒連接的地面廠房，造成作業(yè)人員傷亡； 煤塵爆炸火焰還可引起井下可燃物著火，引起局部積存的瓦斯發(fā)生爆炸，造成事故擴大； 煤塵爆炸產生的CO隨

27、風流進入全礦井的所有地點，致使井下作業(yè)人員CO 中毒死亡。,對煤塵爆炸性的鑒定和評價要求先對試驗煤樣進行工業(yè)分析，求出可燃揮發(fā)分含量，對煤塵的爆炸性做出初步評價；再經爆炸性鑒定，對煤塵的爆炸性得出定性結論。煤塵爆炸性鑒定工作應當由安全監(jiān)察部門授權單位進行,二、煤塵爆炸的條件 1、煤塵具有爆炸性 1）鑒定 第一種方法是在大型煤塵爆炸試驗巷道內，點火引爆進行鑒定。 第二種方法是

28、在實驗室內，使用大管狀煤塵爆炸性鑒定儀進行鑒定。 2）用煤塵爆炸指數判斷 用工業(yè)分析法計算可燃揮發(fā)分值大致判定煤塵的爆炸危險性 煤塵爆炸指數與煤塵爆炸性如下,,2、懸浮煤塵的濃度:下限濃度為30一50 g／m3，上限濃度為1000一2000 g／m3。據估算4m2斷面小巷道的周邊上，只要0.04mm厚的一層煤塵，當它全部飛揚起來，就達到了爆炸下限。

29、 在井下各生產環(huán)節(jié)中，一般情況下，很難形成大于下限的懸浮煤塵濃度，但當巷道周圍的沉積煤塵受到沖擊波的震動，氣流的吹揚或其他原因再次揚起后，就足以達到爆炸濃度。因此，沉積煤塵是最大約隱患。3、引燃煤塵爆炸的高溫熱源：610-1050℃ 井下空氣中浮塵能見表,,三、影響煤塵爆炸的因素1、煤的揮發(fā)分， 煤塵的可燃揮發(fā)分含量越高，爆炸性越強。2、煤的灰分和水分，煤內的灰分是不燃性物質，能吸收能量，

30、阻擋熱輻射，破壞鏈反應，降低煤塵的爆炸性。3、煤塵粒度，粒度對爆炸性的影響極大。1mm以下的煤塵粒子都可能參與爆炸，而且爆炸的危險性隨粒度的減小而迅速增加。4、空氣中的瓦斯?jié)舛?，瓦斯參與使煤塵爆炸下限降低。瓦斯?jié)舛鹊陀?%時，煤塵的爆炸下限可用下式計算：δm＝ｋδ 式中：δm— 空氣中有瓦斯時的煤塵爆炸下限，g/m3； δ— 煤塵的爆炸下限，g/m3；ｋ— 系數，,5、空氣中氧的含量， 空氣中氧的

31、含量高時，點燃煤塵的溫度可以降低；氧的含量低時，點燃煤塵云困難，當氧含量低于17%時，煤塵就不再爆炸。含氧高，爆炸壓力高；含氧低，爆炸壓力6、引爆熱源四、煤塵爆炸性鑒定 在 二 中已講五、預防煤塵爆炸的技術措施 預防煤塵爆炸的技術措施主要包括三個方面。(一）、減、降塵措施 指在煤礦井下生產過程中，通過減少煤塵產生量或降低空氣中懸浮煤塵含量以達到從根本上杜絕煤塵爆炸的可能性。 方法很多，下面主要介紹煤層注水

32、。(二)、防止煤塵引燃的措施 (三)、限制煤塵爆炸范圍擴大的措施,1、煤層注水實質 在回采之前預先在煤層中打若干鉆孔，通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體內部，增加煤的水分，從而減少煤層開采過程煤塵的產塵量。 煤層注水的減塵作用主要有以下三個方面： ① 煤體內的裂隙中存在著原生煤塵，水進入后，可將原生煤塵濕潤并粘結，使其在破碎時失去飛揚能力，從而有效地消除塵源； ② 水進入煤體內部，并使之均勻濕潤。當煤體在開采中受到破

33、碎時，絕大多數破碎面均有水存在，從而消除了細粒煤塵的飛揚，預防了浮塵的產生； ③ 水進入煤體后使其塑性增強，脆性減弱，改變了煤的物理力學性質，當煤體因開采而破碎時，脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃?，因而減少了煤塵的產生量。,2、影響煤層注水效果的因素 ① 煤的裂隙和孔隙的發(fā)育程度 裂隙和孔隙的發(fā)育程度不同，注水效果差異也較大。煤體的裂隙越發(fā)育則越易注水。 煤體的孔隙發(fā)育程度一般用孔隙率表示，系指孔隙的總體積與煤的總體積

34、的百分比。根據實測資料，當煤層的孔隙率小于4%時，煤層的透水性較差。 ② 上履巖層壓力及支承壓力 ③ 液體性質的影響：0.5%洗衣粉 ④ 煤層內的瓦斯壓力 煤層內的瓦斯壓力是注水的附加阻力。所以在瓦斯壓力大的煤層中注水時，往往要提高注水壓力，以保證濕潤效果。 ⑤注水參數的影響 煤層注水參數是指注水壓力、注水速度、注水量和注水時間。,3、煤層注水方式,,,,,a,b,① 短孔注水② 深孔注水,c,③

35、 長孔注水,偽傾斜孔 八字形與傾斜聯合鉆孔,,,,,鉆孔,節(jié)理,④巷道鉆孔注水,以上4種方式：①短孔注水，是在回采工作面垂直煤壁或與煤壁斜交打鉆孔注水，注水孔長度一般為2～3.5m；② 深孔注水，在回采工作面垂直煤壁打鉆孔注水，孔長一般為5～25m③長孔注水，從回采工作面的運輸巷或回風巷，沿煤層傾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔長30～100m。④巷道鉆孔注水。,4、注

36、水系統 注水系統分為靜壓注水系統和動壓注水系統。 靜壓注水：利用管網將地面或上水平的水通過自然靜壓差導入鉆孔的注水叫靜壓注水。 動壓注水：利用水泵或風包加壓將水壓入鉆孔的注水叫動壓注水，水泵可以設在地面集中加壓，也可直接設在注水地點進行加壓。5、注水設備 煤層注水所使用的設備主要包括鉆機、水泵、封孔器、分流器及水表等。,6、注水參數 ① 注水壓力 注水壓力的高低取決于煤層透水性的強弱和鉆孔

37、的注水速度。 適宜的注水壓力是：通過調節(jié)注水流量使其不超過地層壓力而高于煤層的瓦斯壓力。 ② 注水速度(注水流量) 注水速度是指單位時間內的注水量。鉆孔的注水速度隨鉆孔長度、孔徑和注水壓力的不同而增減。 一般來說，小流量注水對煤層濕潤效果最好。 ③ 注水量 注水量是影響煤體濕潤程度和降塵效果的主要因素。 ④ 注水時間 每個鉆孔的注水時間與鉆孔注水量成正比，與注水速度成反比。,（二

38、）防止煤塵引燃措施,遵守《規(guī)程》的有關規(guī)定 嚴禁攜帶煙草和點火工具下井；井下禁止使用電爐，禁止打開礦燈；井口房、抽放瓦斯泵房以及通風機房周圍20 m內禁止使用明火；井下需要進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，應嚴格遵守有關規(guī)定采用防爆設備在有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤層中，采掘工作面只準使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)雷管。防止機械摩擦火花采用抗靜電難燃的聚合材料制品,（三）限制煤塵爆炸范圍擴大的措施1、清除落塵2、撒布巖粉3、設置巖

39、粉棚 由安裝在巷道中靠近頂板處的若干塊巖粉臺板組成，臺板的間距稍大于板寬，每塊臺板上放置一定數量的惰性巖粉。4、設置水棚 水棚包括水槽棚和水袋棚兩種。5、設置自動隔爆棚 自動隔爆棚是利用各種傳感器，將瞬間測量的煤塵爆炸時的各種物理參量迅速轉換成電信號，指令機構的演算器根據這些信號準確計算出火焰?zhèn)鞑ニ俣群筮x擇恰當時機發(fā)出動作信號，讓抑制裝置強制噴撒固體或液體等消火劑，從而可靠地撲滅爆炸火焰，阻止煤塵爆炸蔓延,煤塵

40、爆炸事故案例分析 ———韓橋煤礦“2·9”事故,,礦井及采區(qū)概況。 韓橋礦位于徐州市東北32km賈汪煤田內，1950年投產，原設計年產能力為75萬t.1961年進入薄煤層，核定年產能力為45萬t ，1981年礦井瓦斯等級鑒定為低瓦斯礦井(相對瓦斯涌出且為3.26m3/t)有煤塵爆炸危險性．煤塵爆炸指數為41.66%。礦井通風方式為中央邊界．需風量6356m3/min。一 個采煤工作面

41、，三個掘進工作面。事故經過 -200m水平南二采區(qū)2123工作面，發(fā)生一起煤塵爆炸事故，死亡15人，傷20人。事故波及正在施工的三個掘進頭。波及巷道總長4127m，有15處17道通風設施遭到破壞。,,,,,,事故原因及引爆原因分析,該礦井為低瓦斯礦，2123工作面從開采以來．近半年時間內．檢查瓦斯，最高濃度為0.24％。從未發(fā)現越限或局部積聚，瓦斯涌出量很低．因而,確定不是瓦斯爆炸。在爆炸波及范圍內支架、突出巖幫和—些

42、礦車上發(fā)現煤塵爆炸的主要特征，有焦渣和粘結物，故確定是煤塵爆炸.引爆火源分析。22臺防爆電氣設備均無失爆現象。電纜頭均未發(fā)現短路電弧來分析，排除電氣引火的可能性。事故發(fā)生時三個掘進頭均未放炮,也沒有產生火源條件。,,工作面距上口53.4m處，頂板掉矸石三塊。中間一塊約長1.6m，寬0.6m，厚0.3m，影響溜子運輸．在矸石處有放炮母線，終端聯有4發(fā)已爆的雷管殘留物，溜槽內還有8塊崩碎矸石(根據事后調查，這是—塊大石頭)。班長、放炮員及

43、5名采煤工灼傷在母線另一端放炮器附近。據該工區(qū)座談，曾多次放明炮處理矸石。 從以上情況分析，發(fā)生事故的直接原因，是工作面內沒有防塵措施，在崩矸石、放明炮時，吹起了沉積煤塵，被炸藥傳爆的火焰引燃而爆炸。,工作面沒有防塵措施對執(zhí)行規(guī)章制度中的一些實際問題未能解決，違章作業(yè)現在一直未能杜絕。工作面巷道布置不太合理，給通風安全帶來不利因素。在防塵管理上，未執(zhí)行定期測塵制度，井下粉塵濃度不詳。采區(qū)內未采取巖粉棚、水槽等限制煤

44、塵爆炸擴大的隔爆措施，致使事故波及到幾乎整個采區(qū)。,事故的主要教訓：,第四節(jié) 礦山綜合防塵 礦山綜合防塵是指采用各種技術手段減少礦山粉塵的產生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體、礦山等產生危害的措施。一、通風除塵 通風除塵：指通過風流的流動將井下作業(yè)點的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場所的礦塵濃度。 效果主要影響因素：風速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。 最低排塵風速：能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風流

45、運動而排出的最低風速稱為最低排塵風速。 最優(yōu)排塵風速：能最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚的風速稱為最優(yōu)排塵風速。 一般來說，掘進工作面的最優(yōu)風速為0.4～0.7m/ｓ， 機械化采煤工作面為1.5～2.5m/ｓ。,壓入式通風排塵 優(yōu)點：新風流進入工作面，含塵空氣沿巷道排出，它能有效地沖淡瓦斯防止聚集，裝備和管理都較簡單。 缺點：含塵風流沿巷道排出，作業(yè)班工人處于粉塵和炮煙環(huán)境下工作。隨著

46、掘進機械化水平的提高，工作面的瓦斯涌出量和產塵量急劇上升，單一的壓入式通風方式將會使大量的粉塵吹出工作面，造成有人工作的巷道及回風系統被嚴重污染，直接影響著工人的身體健康。由工作面吹出來的粉塵逐漸沉積下來也是礦井安全的一大隱患。故單一的壓入式通風方式已不能適應綜掘工作面的除塵要求。,通風排塵,抽出式通風方式,優(yōu)點：保證掘進巷道處于不受粉塵污染的新鮮風流中，工作面除塵效果好，作業(yè)環(huán)境得到改善，提高了工作效率。但存在以下弊端：一是風機安

47、裝在回風流中，不能用于瓦斯?jié)舛容^大的巷道。二是帶有粉塵的風流進入伸縮風筒后，部分粉塵沉積在風筒內壁，清掃比較困難。三是濕式除塵風機的濾網需定期沖洗、清掃，這就需要停止風機運轉，不利于工作面瓦斯管理。四是帶有剛性圈的伸縮風筒造價比較高。,混合式通風,長壓短抽（前抽后壓） 這種通風方式，綜掘工作面（為主要產塵點）的粉塵經過濕式除塵風機后進行凈化，同樣保證了除塵效果，提高了工作效率。但也存在不少缺點：一是濕式除塵風機及配套風筒需隨工

48、作面的推進不斷移動。二是壓入式局扇與濕式除塵風機的工作風量必須匹配才能保證除塵效果。,,,,,,長抽短壓（前壓后抽） 當以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進時應采用壓入式通風；而當以排除粉塵為主的井筒掘進時，宜采用抽出式通風。突出礦井嚴禁采用抽出式和混合式通風。,混合式通風,,,,,,,,,二、濕式作業(yè) 利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術措施之一。 機理：1、水能溫潤礦塵，

49、增加塵粒的重力； 2、將細散塵粒聚結為較大顆粒，加速浮塵沉降； 3、使落塵不易飛揚。 特點： 1、濕式鑿巖、鉆眼 實質 2、灑水 灑水降塵是用水濕潤沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。,3、 噴霧灑水 定義：將壓力水通過噴霧器在旋轉或沖擊作用下，使水流霧化成細散的水嘀噴射于空氣中。 霧體結構：噴出霧體的幾何形狀。 La---- 射程，霧

50、粒以很大速度作直線運動。 Lb ---- 作用長度，噴霧器的最大噴射距離。 α－擴張角，其值愈大霧體的截面積愈大。 作用原理：三個方面 適用條件：廣泛用于采掘切割、爆破、裝載、運輸等生產過程。4、水炮泥和水封爆破 水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內。 要求：塑料袋難燃、無毒、有一定強度。 作用原理：水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內，爆破時水袋破裂，部分水

51、借助于爆破產生的壓力壓入煤層裂隙中濕潤煤體，部分水在高溫高壓下汽化；放煙后，溫度降低，水蒸氣冷卻成霧滴，碰撞、濕潤塵粒，從而達到降塵的目的。,三、密閉抽塵,密閉抽塵是把局部產塵點首先密閉起來，防止礦塵飛揚擴散，然后再將礦塵抽到集塵器內．含塵空氣通過集塵器將塵粒阻留，使空氣凈化。在缺水或不宜用水的特殊情況下，采用干式鑿巖，就要密閉塵源，采用干式捕塵措施。 孔口捕塵： 在炮眼孔口利用捕塵罩和捕塵塞密封孔口，再用壓氣引射器產生的負壓將鑿

52、巖時產生的礦塵吸進捕塵罩、捕塵塞，經吸塵管至濾塵筒。礦塵經過兩級過濾，第一級是濾塵筒，第二級是濾塵袋。含塵空氣在負壓吸引下進入濾塵筒，沿筒壁旋轉，由于離心力的作用，大于10um的塵粒落入筒內，而經濾塵筒排出的含塵空氣再進入濾塵袋。在壓氣的推動下，經濾塵袋過濾，小于10um的塵粒絕大部分被阻留在濾塵袋內。 捕塵率可以達到95%。 孔底捕塵,三、凈化風流 凈化風流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設施或設備，將礦塵捕獲的技

53、術措施。1、水幕凈化風流 水幕是在敷設于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數個噴霧器噴霧形成的。噴霧器的布置應以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。,一般安設位置為： ①礦井總入風流凈化水幕：距井口20～100m巷道內； ②采區(qū)入風流凈化水幕：風流分叉口支流里側20～50m巷道內 ③采煤回風流凈化水幕：距工作面回風口10～20m回風巷內； ④掘進回風流凈化水幕：距工作面3

54、0～50m巷道內； ⑤巷道中產塵源凈化水幕：塵源下風側5～10m巷道內。 水幕是凈化入風流和降低污風流礦塵濃度的有效方法。 在徐州董莊礦曾做過試驗，在距掘進工作面20、40和60 m處各設了一道水幕，工作面含塵風流經第一道水幕后降塵率為59％～60.5％，經第二道水幕后降塵率為78.2％～80％，經第三道水幕后，礦塵濃度只有0.78mg／m3，降塵率達到98.6％。 ,2濕式除塵裝置

55、 除塵裝置(或除塵器)是指把氣流或空氣中含有的固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。 根據是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。煤礦一般采用濕式除塵裝置。四、個體防護 個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的一項補救措施。主要包括： 1.防塵口罩 2防塵安全帽(頭盔),補充,物理化學降塵技術 自20世紀60年代在國外井下礦山應用表面活性劑降塵以來，物理化

56、學降塵技術得到了迅猛發(fā)展。中國是從20世紀80年代開始試驗并推廣應用濕潤劑等物理化學降塵技術的，目前已在井下進行實驗與應用的物理化學防塵方法主要有：水中添加濕潤劑降塵、泡沫除塵、磁化水降塵及粘塵劑降塵等。 1．添加濕潤劑降塵 因粉塵具有一定的疏水性，水的表面張力又較大，對2um粒徑粉塵捕獲率只有1～28％左右，2um粒徑以下的粉塵捕獲率更低 添加濕潤劑除塵機理：濕潤劑是于親水基和疏水基兩種不同性質基團

57、組成的化合物，溶于水后其分子完全被水分子包圍，親水基—端被水分子吸引，疏水基一端被水分子排斥，在水溶液表面形成界面吸附層，而使水與空氣接觸面積大大縮小，導致水的表面張力降低，同時伸向空氣的疏水基與粉塵粒子之間有吸附件用，而把塵粒帶入水中，得到充分濕潤。 添加濕潤劑還可應用于其它各種濕式作業(yè)生產環(huán)節(jié)，如用于噴霧降塵。,,2．泡沫除塵 20世紀70年代中期，英國最先開展有關泡沫除塵的研究，此后，美國、前蘇聯、前西德

58、、日本等國相繼進行了試驗與研究，取得了一定的成果。近年來，中國已在潞安、汾西、鐵法等礦務局進行了研究與試驗，取得了良好效果。 泡沫除塵原理：利用表面活性劑的特點，使其與水一起通過泡沫發(fā)生器，產生大量的高倍數的空氣機械泡沫，利用無空隙的泡沫體覆蓋和遮斷塵源。泡沫除塵原理包括攔截、粘附、濕潤、沉降等，幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵，尤其對微細粉塵具有更強的聚集能力。泡沫的產生有化學方法和物理方法兩種，除塵的泡沫一般是物理方法的

59、，屬機械泡沫。 泡沫除塵可應用于綜采機組、掘進機組、帶式運輸機以及塵源較固定的地點，一般泡沫除塵效果較高，可達90%以上，尤其是對降低呼吸性粉塵效果顯著。,,3．磁化水降塵 目前，國內外對水系磁化技術的應用日趨廣泛，水系磁化這門邊緣學科引起各領域的高度重視。前蘇聯最先進行了磁化水除塵試驗，并與常水降塵率進行了對比，其平均降塵率可提高8.15%～21.08% 。中國是從20世紀80年代開始在井下進行有關實驗研究

60、的。 磁化水降塵原理：水經磁化后，物理化學性質可發(fā)生暫時的變化。水的粘度減低，吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，再加上水珠變小，有利于提高水的霧化程度，增加與粉塵的接觸機會，提高降塵效率。 磁化水除塵優(yōu)點包括：設備簡單、安裝方便、性能可靠，成本低，易于實施。,機械化掘進工作面氣幕降塵,目前常用的壓人式通風方法，不僅造成工作面的塵害，而且污染波及所有的回風巷道。雖然目前常用的濕式除塵風機治理塵害的措施對全塵起著主要

61、作用，但對風流中的呼吸性粉塵降塵率較差，除耗費大量的水資源外，在實施中也惡化了工作面的環(huán)境。為改變治理粉塵現狀，推薦一種錐形風幕風機并了解一下錐形風幕流場理論及應用。創(chuàng)新：錐形風幕風機不同于一般風機，其輪轂上安裝了兩組葉片，兩組葉片安裝角度方向相反，分別位于內腔和外腔。內外腔風流獨立，內腔葉片產生負壓匯流，外腔葉片產生正壓射流。,,14,,,,,1一外腔出風口導葉; 2一風機外腔; 3一外動輪葉片; 4一內外動輪連接環(huán);