化工安全与环保论文

煤尘防爆技术

目录

1 粉尘概念及性质…………………………… 1 2 煤尘的来源

3 煤尘爆炸原理

4 煤尘处理技术

5 煤层注水技术

6 湿式打眼法

7 结束语

8参考文献

……………………………2 ……………………………3 ……………………………4 ………………………………5 ……………………………6 ………………………………7 8 ………………………………

煤尘防爆技术

背景：在机械制造企业安全质量标准化考评标准中，涉及到粉尘危害及控制的项目较多，如职业危害作业点的划分，职业危害点治理率、达标率、职业危害四项分级，防尘防毒设施设备完好率，以及职业健康监护和现场监督检查等都涉及到粉尘危害点的确定、控制及治理等问题。要做好上述工作，首先对粉尘要有充分的认识，然后才会有针对性的治理、防护办法，最后才能达到控制或减少因粉尘而导致的职业危害、预防相应的职业病的发生。 摘要：粉尘是指能够较长时间悬浮在空气中的固体颗粒，悬浮粉尘是一种气溶胶，其分散媒是空气，分散相是固体粒子.，飘尘是能够较长时间飘浮在空气中的固体微粒（浮游粉尘），浮游粉尘在空气中飘浮时间的长短与粉尘的粒径大小有直接关系，粒径10um的粉尘沉降到地面，一般需要4~9h,粒径1um的粉尘需要数十天,粒径0.5um以下的粉尘，可长时间漂浮在空气中而不沉降。煤尘有爆炸性，无烟煤矿采煤工作面的的煤尘除个别情况外大多数属于无爆炸性煤尘，而烟煤、褐煤煤矿采煤工作面产生的煤尘均属爆炸性粉尘。煤的炭化程度越低、挥发分越高，煤尘的爆炸性就越强。

正文：

1、粉尘性质及其危害

粉尘是指能够较长时间悬浮在空气中的固体颗粒，悬浮粉尘是一种气溶胶，其分散媒是空气，分散相是固体粒子.，飘尘是能够较长时间飘浮在空气中的固体微粒（浮游粉尘），浮游粉尘在空气中飘浮时间的长短与粉尘的粒径大小有直接关系，粒径10um的粉尘沉降到地面，一般需要4~9h,粒径1um的粉尘需要数十天,粒径0.5um以下的粉尘，可长时间漂浮在空气中而不沉降。

可见粉尘粒径多在10um以上。大家比较一致的看法，认为环境空气中直径5um以下的尘粒是引起尘肺的主要有害粉尘，一些游离二氧化硅含量较高的矿物性粉尘，对人体的致纤维化作用很强，我国煤矿岩巷掘进工作面粉尘中的游离二氧化硅含量一般都在10％以上，最高可达到80％，多数在30~40%之间。

煤尘有爆炸性，无烟煤矿采煤工作面的的煤尘除个别情况外大多数属于无爆炸性煤尘，而烟煤、褐煤煤矿采煤工作面产生的煤尘均属爆炸性粉尘。煤的炭化程度越低、挥发分越高，煤尘的爆炸性就越强。

不同种类的煤炭和不同的试验条件下所得到的爆炸上下限浓度是不相同的，但一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3，上限浓度为1000~2000g/m3，其中爆炸力最强的浓度为300~500g/m3。

煤尘爆炸的引爆温度一般为650~990℃，发生煤尘爆炸时，粒度小于1mm的煤尘都能参与爆炸，但爆炸的主体是粒度小于0.75mm的煤尘，当含有沼气、且浓度达到3.5%时，空气中煤尘浓度达到6.1g/m3就可能发生爆炸。氧气浓度对煤尘爆炸的影响是，当氧含量低于17%时，煤尘就不会发生爆炸。

煤尘爆炸可放出大量热能，爆炸火焰温度可高达2000℃，爆炸压力可高达1.9Mpa。煤尘爆炸时，冲击波传播的速度大于火焰传播速度。国内外实测的火焰传播速度为610~1800m/s，而爆炸冲击波最高可达2000m/s以上。煤尘爆炸气体中含有大量的一氧化碳和二氧化碳，爆炸区空气中一氧化碳含量可高达8%。

粉尘的另一大危害，煤炭生产过程产生粉尘中的微细颗粒粉尘可以较长时间在生产环境中飞扬和悬浮，工人在工作中长期吸收生产性粉尘，并沉积在肺部的细小支气管及肺泡里，这些沉积在肺内的粉尘，与肺组织的细胞发生一系列的生理、病理变化，使肺组织逐渐发生纤维化。当纤维化病变发展到一定程度时，可导致人体呼吸功能的障碍，这种由煤矿生产性粉尘导致工人肺部发生纤维化病变的疾病，称为煤工尘肺。

掘进工长期吸入游离二氧化硅较高的岩尘，这些工人发生的尘肺，称之为矽肺；采煤工人长期在高煤尘环境里工作，也能发生尘肺，这种尘称之为煤肺。

掘进工矽肺病例主要是岩尘，两肺粉尘总量一般不超过10g，其中游离二氧化硅含量约3~4g；采煤工煤肺病例内主要是煤尘，两肺粉尘总量常可达到40~50g，其中游离二氧化硅含量仅1g左右。

2煤尘来源

按粉尘的性质分类：(1)无机性粉尘：包括矿物粉尘(如砂、煤)：金属性粉尘(如铁、锡、铅及其化合物)；人工无机粉尘(如金刚砂、水泥、玻璃纤维)。(2)有机性粉尘：包括植物性粉尘(如木材、烟草、面粉)动物性粉尘(如兽皮、角质、毛发)；人工有机粉尘(如炸药、有机染料、塑料、化纤)；(3)混合性粉尘，上述多种粉尘的混合物(如金属研磨时，金属和磨料粉尘混合物等)。在职业健康工作中，常依据粉尘性质，初步判断其对人体危害机理及程度。

按粉尘颗粒的大小分类：(1)灰尘：粉尘粒子的直径大于10微米，在静止的空气中，以加速沉降，不扩散。(2)尘雾：粉尘粒子的直径介于10～0.1微米，在静止的空气中，以等速降落，不易扩散。(3)烟尘：粉尘粒子直径为0.1~0.001微米，因其大小接近于空气分子，受空气分子的冲撞呈布朗运动(不规则运动)，几乎完全不沉降或非常缓慢而曲折地降落。由于粉尘颗粒的大小不同，在空气中滞留的时间长短也不同，直接影响操作人员的接尘时间。粉尘在空气中呈现的状态不同所采取的治理方法也不同。

3 煤尘爆炸性

爆炸性是高分散度的煤炭、糖、面粉、硫磺、麻、铅、锌、铝等粉尘所特有的性质。发生爆炸的条件是必须有高温(火焰、火花、放电)和粉尘在空气中达到足够的浓度。八十年代哈尔滨亚麻纺织厂(规模世界第三、亚洲第一)曾发生亚麻粉尘爆炸，不仅近三分之一的财产毁于一旦，而进入新世纪的今天，事故所导致大批的伤残者所遗留的问题仍很棘手。几年前我曾主持处理过铝尘爆炸事故，该事故发生在拆除经过冲洗后的铝粉生产车间的过程中，由于吊顶铁板坍塌下滑时与有多年铝尘沉积的墙壁发生摩擦而引爆，在瞬间的闪光爆炸中，当事人的肌肉几乎烧熟而死亡。

粉尘的吸水性：粉尘的吸水性决定于粉尘的成分、大小、荷电状态、温度和气压等条件。吸水性随压力增加而增加，随温度的上升而降低、随尘粒的变小而减少。粉尘易被水湿润的

称亲水性粉尘，相反则称憎水性粉尘。对于憎水性粉尘不宜采用湿式除尘净化。某些粉尘吸水后形成不溶于水的硬垢，称为水硬性粉尘，硬垢会造成堵塞而导致除尘系统失灵。 粉尘对健康的影响

全身作用：长期吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为主的全身疾病(尘肺)；如吸入铅、铜、锌锰等毒性粉尘，可在支气管壁上溶解而被吸收，由血液带到全身各部位，引起全身性中毒。铅中毒是慢性的，但中毒者如果发烧，或者吃了某些药物和喝了过量的酒，也会引起中毒的急性发作；过量吸入铜的烟尘可能导致溶血性贫血；锌在燃烧时产生氧化锌烟尘，人吸入后产生一种类似疟疾的“金属烟雾热”疾病；长期吸入锰及其氧化物粉尘或烟雾，对中枢神经系统、呼吸系统及消化系统发生不良作用。

局部作用：接触或吸入粉尘，首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的刺激作用，并产生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道，早期可引起鼻腔粘膜机能亢进，毛细血管扩张，久之便形成肥大性鼻炎，最后由于粘膜营养供应不足而形成萎缩性鼻炎。还可形成咽炎、喉炎、气管及支气管炎。作用于皮肤、可形成粉刺、毛囊炎、脓皮病，如铅尘浸入皮肤，会出现一些小红点，称为“铅疹”等。

致癌作用：接触如镍、铬、铬酸盐的粉尘，可以引起肺癌；接触放射性矿物粉尘、容易生成肺癌；石棉粉尘可引起皮癌。

感染作用：有些有机粉尘如破烂布屑、兽皮、谷物等粉尘常附有病原菌，如丝菌、放射菌属等，随粉尘兹人肺内，可引起肺霉菌病等。

4 粉尘的防护对策应对工艺、工艺设备、物料、操作条件及方式、职业健康防护设施、

个人防护用品等技术措施进行优化、组合，采取综合治理。

消除或减弱粉尘发生源：在工艺和物料方面选用不产生粉尘的工艺，选用无危害或少危害的物料，是消除或减弱粉尘危害的根本途径，即通过工艺和物料选用消除粉尘发生源。例如用

树脂砂替代铸造型砂，用湿法生产工艺代替干法生产工艺(如水磨代替干磨、水力清理、电液压清理代替机械清理、使用水雾电弧焊刨等)

限制、抑制粉尘和粉尘扩散：采取密闭管道输送、密闭设备加工，或在不妨碍操作条件下，也可采取半封闭、屏蔽、隔离设施，防止粉尘外逸或将粉尘限制在局部范围内减少扩散：降低物料落差，减少扬尘；对亲水性、弱粘性物料和粉尘应尽量采取增湿、喷雾、喷蒸汽等措施，减少在运输、碾碎、筛分、混合和清理过程中粉尘扩散。

通风排尘：通风排尘依据作业场所及环境状况分全面机械通风和局部机械通风。通风换气是把清洁新鲜空气不断地送人工作场所，将空气中的粉尘浓度进行稀释，并将污染的空气排出室外，使作业场所的有害粉尘稀释到相应的最高容许浓度。在通风排气过程中，含有有害物质的气流不应通过作业人员的呼吸带。

增设吸尘净化设备：依据粉尘的性质、浓度、分散度和发生量、采用相适应的除尘、净化设备消除和净化空气中的粉尘，并防止二次扬尘。

个人防护：依据粉尘对人体的危害方式和伤害途径，进行针对性的个人防护。粉尘(或毒物)对人体伤害途径有三种：一是吸入，通过呼吸道进人体内：二是通过人体表面皮汗腺、皮脂腺、毛囊进入体内；三是食入，通过消化道进入体内。那么针对伤害途径，个人防护对策：一是切断粉尘进入呼吸系统的途径。依据不同性质的粉尘，配载不同类型的防尘口罩、呼吸器、(对某些有毒粉尘还应配戴防毒面具)；二是阻隔粉尘对皮肤的接触。正确穿戴工作服(有的还需要穿连裤、连帽的工作服)、头盔(人体头部是汗腺、皮脂肪和毛囊较集中的部位)眼镜等：三是禁止在粉尘作业现场进食、抽烟、饮水等。

5煤尘治理

1、

矿井必须建立完善的符合以下要求的防尘供水系统：⑴、永久性防尘水池容量不得小于200m3，且注水量不得小于井下连续2h的用水量，并设有备用水池，其容量不得小于永久

性防尘水池的一半。

2、

防尘用水管路应铺设到所有能产生粉尘和沉积粉尘的地点，并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内，每隔100m或50m安设一个三通及阀门。

3、

防尘用水系统中，必须安装水质过滤装置，保证水的清洁，水中悬浮的含量不得超过150mg/L，粒径不大于0.3mm，水的PH值应在6.0—9.5范围内。

4、

井下所有煤仓和溜煤眼都应保持一定的存煤，不得放空；有涌水的煤仓和溜煤眼可以放空，但放空后放煤口闸板必须关闭，并设置引水管。

5、

对产生煤（岩）尘的地点应采取防尘措施。

6、

掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。冻结法凿井和在遇水膨胀的岩层中掘进补能采用湿式钻眼，但必须采取铺尘措施。

7、

采煤工作面应有由国家认定的机构提供的煤尘可注性鉴定报告，并应对可注水煤尘采取注水防尘措施。

8、

炮采工作面应采取湿式钻眼法，使用水炮泥；爆破前、后应冲洗煤壁，爆破时应喷雾降尘，出煤时洒水。

9、

液压支架和放顶煤采煤工作面的放煤口。必须安装喷雾装置，降柱、移架火放煤同步喷雾。破碎机必须安装防尘罩和喷雾装置或除尘器。采煤机必须安装内、外喷雾装置。无水或喷雾装置损坏时必须停机。掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置和除尘器构成综合防尘系统。 10、

采煤工作面回风巷应安设至少两道风流净化水幕，并宜采用自动控制风流净化水幕。 11、

井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点，都必须安设喷雾装置或除尘器，

作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。

12、

在煤、岩层中钻孔，应采用湿式钻眼。煤（岩）与瓦斯突出煤尘或软煤尘中瓦斯抽放钻孔难以采取湿式钻孔时，可采取干式钻孔，但必须采取扑尘、降尘措施，必要时必须采用除尘器除尘。

13、

为提高防尘效果，可在水中添加降尘剂。降尘剂必须保证无毒、不腐蚀、不污染环境，并且不影响煤质。

预先湿润煤体

煤尘注水

注水过程中应进行流量及压力的计量

单孔注水总量应使该钻孔预湿煤体的平均水分含量增量大于或等于1.5%。

封孔深度应保证注水过程中煤壁及钻孔不渗水、漏水或跑水。

采空区注水

当采用下行陷落法分层开采煤层时，可以采取在上一分层的采空区内灌水，对下一分层的煤体进行湿润，开采近距离煤层群时，在层间没有不透水岩层或夹矸的情况下也可以在上部煤层的采空区内灌水，对下部煤层进行湿润。

煤矿防尘用喷嘴应符合MT/T240的规定，除尘器应符合MT159的规定。

6结束语：随着我们各种事故处理的关注，相信我们在煤尘处理方面会有新的进展。

7参考文献

1煤尘爆炸防治技术 佚名

2 王陈;小型实验巷道中煤尘爆炸传播特性的研究[J];矿业安全与环保;1980年01期 3廖继卿;论煤尘云爆炸的机理[J];矿业安全与环保;1980年04期

4;坚硬煤层注水参数[J];煤矿安全;1980年05期

5华斯瓦夫,柴布尔斯基,郑伦金煤尘爆炸的传播[J];矿业安全与环保;1980年01期 6黄岳元 化工环境保护与安全技术概论；高等教育出版社