礦井粉塵防治基礎知識

礦井粉塵防治 基礎知識

293、什麼叫礦塵？

礦塵指的是，在礦井生產和建設過程中所產生的，並能在空氣中懸浮一定時間的各種礦物細微顆粒的總稱。

294、礦塵是怎樣產生的？

煤礦井下礦塵的來源主要有以下幾條途徑：

（1）采掘工作麵破碎、裝載煤（岩）過程，如電鑽，風錘打眼，爆破，采掘機械切割煤（岩），人工裝載和機械裝載等。

（2）采空區處理過程，如人工回柱放頂、液壓支架移架和放頂煤開采的放頂煤作業工序等。

（3）煤（岩）的運輸和轉載過程，如煤（岩）的自溜運輸、輸送機運輸、轉載、卸、煤倉口放煤和翻籠翻煤等。

（4）噴漿過程，在噴漿作業時會產生大量的水泥和礦粒粉塵。

295、礦井自然條件對礦塵的產生有哪些影響？

自然條件對礦塵產生的影響主要有以下幾方麵：

（1）地質構造情況。地質構造複雜，斷層褶皺發育，受地質運動破壞強烈地區，開采時礦塵產生量較大，反之則產塵量較小。

（2）煤層的賦存條件。在同樣的技術條件下，開采薄煤層比開采厚煤層礦塵產生量要大，因為在同樣的產塵環境中，薄煤層比厚煤層空間小，使礦塵濃度增加；開采緩傾斜煤層比開采急傾斜礦塵產生量要小。

（3）煤（岩）的物理學性質。在一般情況下，煤（岩）體節理發育、結構疏鬆、水份較低，煤（岩）質堅硬且脆性大時，在采掘過程礦塵產生量較大，反之則產生量較小。

296、礦井生產條件對礦塵的產生有哪些影響？

生產條件對礦塵產生的影響主要有以下幾方麵：

（1）采掘機械化程度。隨著采掘機械化程度的提高，礦塵的產生量也隨之增大。如沒有采取防塵 措施時，炮采產塵量300-500mg/m3,機采產塵量1000-3000 mg/m3，綜采產塵量4000-8000 mg/m3，炮掘產塵量1300-1600 mg/m3，機掘產塵量2000-3000 mg/m3。

（2）生產的集中化程度。生產集中化程度的提高，使采掘工作麵推進速度加快，同時風量越來越大，揚起礦塵，使較小的空間內產生較多的礦塵。

（3）采煤方法。如采用不同的采煤方法時產塵量也不相同，如急傾斜煤層采用倒台階采煤法比采用水平分層采煤法煤塵產生量要大；緩傾斜煤層采用放頂煤開采比采用傾斜分層開采煤塵產量要大得多；全部垮落法 管理頂板比充填法 管理頂板產塵量也大。

（4）采掘機械。采掘機械截出形狀排別、牽引速度、截割速度、截割深度等也影響煤（岩）的產塵量和顆粒大小。

297、采掘工作麵通風狀況對煤塵的產生有哪影響？

通風狀況對采掘工作麵的煤塵產生的影響主要有以下幾方麵：

（1）通風方式。如下行通風方式比上行通風方式產塵量要小；串聯通風方式比分區通風方式產塵量要大。

（2）風速。風速與和礦塵的關係比較密切，通過合適的風速，風流中礦塵濃度最小，並將礦塵排出礦井。風速過小，影響對礦塵的衝淡和排除；風速過大，會將已經沉降的礦塵吹揚起來，增加空氣中的礦塵。據研究資料，采煤工作麵最佳排塵風速1.2-1.6m/s，掘進工作麵最佳排塵風速0.25-0.5m/s。

298、礦塵有哪些危害？

礦塵以對人體健康和礦井 安全存在著嚴重危害，主要表現在以下幾方麵：

（1）對人體健康的危害。長期吸入大量的礦塵，輕者引起呼吸道炎症，重都導致塵肺病。同時，皮膚沾染礦塵，阻塞毛孔，能引起皮膚病或發炎，礦塵還會刺激眼膜。

（2）煤塵爆炸。煤塵在一定條件下可以爆炸，煤塵爆炸是 煤礦五大災害之一。對於瓦斯礦井，發生瓦斯爆炸時煤塵也有可能同時參與爆炸，使爆炸破壞程度加劇。

（3）汙染作業環境。礦塵增大，會降低作業場所和巷道能見度，不僅影響勞動效率，還容易導致誤碼操作、誤判斷，往往造成作業人員傷亡。

（4）對機械設備的危害。礦塵能加速機械磨損，縮短使用壽命，增加人員對設備的維修工作量。

299、礦塵如何進行分類？

礦塵的分類方法很多，目前我國 煤礦對礦塵主要有以下分類方法：

（1）按礦塵的成分分類

①煤塵：直徑小於1mm煤炭顆粒。

②岩塵：直徑小於5μm岩石顆粒。

（2）按礦塵中遊離sio2的含量分類。

①矽塵：礦塵中遊離sio2含量在10%以上。

②非矽塵：礦塵中遊離sio2含量在10%及其以下。

（3）按礦塵存在狀態分類

①浮塵：懸浮在礦井空氣中的礦塵。

②積塵：沉積在井巷四周、支架、設備和物料上的礦塵。

（4）按衛生學觀點分類

①總粉塵：懸浮於礦井空氣中各種粒徑的礦塵總和，也稱為全塵。它指的是在正常呼吸過程中通過鼻和嘴能夠吸入的礦塵。

②非呼吸性粉塵：雖然進入體內，但由於鼻、咽、氣管支氣管、細支氣管的攔截、阻留作用仍不能進入肺泡區的粉塵。

③呼吸性粉塵：能夠呼吸到人體肺泡區的粉塵。它是致塵肺病的粉塵。呼吸性粉塵空氣動力學直徑均在7.07μm以下，並且空氣動力學直徑5μm的效率為50%。

（5）按礦塵的爆炸性分類

①有爆炸性礦塵：本身具有爆炸性，在一定條件下能發生爆炸的礦塵。

②無爆炸性礦塵：本身沒有爆炸性，在任何條件下都不會發生爆炸的礦塵。

300、什麼叫礦塵的粒度？粒度與人體健康有什麼關係？

礦塵的粒度指的是礦塵顆粒的大小，又稱粒徑。因礦塵的形狀不規則，一般用塵粒的平均直徑或其投影長度來表示粒度，其單位為μm（微米）。

一般來說，礦塵的粒度越小，對人體健康危害越大，粒度小於5μm的呼吸性粉塵可被人吸入細支氣管和肺泡區裏引起塵肺病。

301、什麼叫礦塵的分散度？分散度與礦井 安全和人體健康有什麼關係？

礦塵的分散度指的是，物質被破碎的程度，用來表示礦塵粒子大小的組成。通常所說的礦塵分散度是指某粒級的礦塵量與礦塵總數量級百分比。

根據礦塵總數量中不同粒級的礦塵所占百分比，礦塵的分散度可分為高分散度的礦塵和低分散度的礦塵。高分散度的礦塵中微細塵粒多，所占比例大，而低分散度的礦塵中粗大塵粒多、所占比例大。礦塵的分散度越高，對礦井 安全和人體健康危害性越大，而且越難捕獲。所以，在製定防塵 措施時，必須考慮礦塵的分散度，以達到效果最佳。

302、什麼叫礦塵的濃度？礦塵濃度怎樣表示？

礦塵的濃度指的是單位體積內礦井空氣浮塵的顆粒數或浮塵的質量。其表示方法有以下兩種：

（1）計重法

計重法指的是，單位體積內礦井空氣所含浮塵的質量，單位為g/m3或mg/m3。計重法表示的是礦塵的質量濃度。

（2）計數法

計數法指的是，單位體積內礦井空氣所含浮塵的顆粒數，單位為粒/cm3。計數法表示的是礦塵的數量濃度。

303、什麼叫礦塵懸浮性？懸浮性對人體健康有什麼危害？

礦塵懸浮性指的是，礦塵不易降落，可以長時間地懸浮在空氣中的性質。

塵粒在空氣中懸浮的時間與它的體積、密度、形狀和作業環境溫度、濕度和風速等因素有關係。據實驗資料，直徑5μm的塵粒可在空氣中懸浮3h左右，塵粒直徑越小，在空氣中沉降速度越慢，這些塵粒對塵肺病的發生起主要作用。

304、什麼叫礦塵吸附性？吸附性對人體健康有什麼危害？

礦塵吸附性指的是，礦塵對周圍介質（空氣）具有吸附能力的性質，使微細顆粒表麵形成一種氣膜。

礦塵的吸附性不利於礦塵的沉降，同時作業現場的粉塵表麵還會吸附空氣中含有的有害有毒氣體和放射性物質（如氡），加重了礦塵對人體健康的危害性。

305、什麼叫礦塵濕潤性？濕潤性與防塵有什麼關係？

濕潤性指的是，礦塵塵粒與水分子的親和能力。

礦塵顆粒與水分子結合後，使礦塵顆粒的體積增大，質量增加，提高顆粒的沉落速度或者不易飛揚起來。 煤礦井下采用的噴霧灑水就是利用礦塵濕潤性原理從空氣中將浮塵沉降下來和使積塵飄不起來，以減少礦塵的危害性。

306、什麼叫礦塵荷電性？荷電性對人體健康有什麼危害？

荷電性指的是，礦塵粒子在被破碎過程中互相摩擦，表麵得到或失去電子而使礦塵帶電的性質。懸浮在空氣中的礦塵也可以直接吸附空氣中的離子而產生電荷。

礦塵的荷電性對礦塵在空氣中的穩定程度有一定影響。同性電荷相斥，增加了塵粒在空氣中的運動；異性電荷相吸，可使塵粒在碰撞時凝集而沉降。外國有的采用霧滴帶電荷的方法進行噴霧降塵，取得了明顯的效果。

但是，荷電塵粒易被阻留於人體內，塵粒的荷電量影響細胞的吞噬速度，礦塵的荷電量越大對人體健康的危害也越大。

307、煤塵爆炸的實質是什麼？

煤塵爆炸的實質是空氣中氧氣與煤塵在高溫作用下發生的急劇化學反應過程。

懸浮於空氣中的煤塵在高溫熱源作用下，迅速被幹餾或氣化放出可燃性氣體。這些可燃性氣體燃點較低，與空氣混合後，在高溫熱源作用下燃燒起來，燃燒生成的熱能又使煤塵加熱而燃燒，生成更多的熱能。這些熱能傳播給附近煤塵並使其重複以上過程。在此過程連續不斷的進行中，氧化化學反應越來越快，溫度越來越高，範圍越來越大，當達到一定程度時，便由一般燃燒發展成為劇裂的煤塵爆炸。

煤塵爆炸化學反應方程式如下：

（1）煤塵 安全燃燒時，C+O2====CO2+8140Kcal/kg。

（2）煤塵不完全燃燒時，2C+O2====2CO+2440 Kcal/kg。

308、煤塵爆炸性與煤的變質程度有什麼關係？

煤的變質程度越高，煤塵爆炸性越弱。煤的變質程度與煤塵爆炸性有以下關係：

（1）變質程度高的無煙煤，煤塵一般不爆炸。

（2）變質程度中等的貧煤，煤塵可燃燒、爆炸性弱。

（3）變質程度低的焦煤、肥煤，煤塵有爆炸危險，火焰短。

（3）變質程度低的氣煤、長焰煤、褐煤，爆炸性強，火焰長。

309、煤塵爆炸有哪些危害？

煤塵爆炸給礦井安全和人體生命健康帶來的危害主要有以下三種：

（1）爆炸產生高溫、火焰。

（2）爆炸形成高壓、衝擊波。

（3）爆炸生成有毒有害氣體。

310、煤塵爆炸的條件是什麼？

煤塵爆炸必須同時具備以下3個條件才發生，缺少其中任何1個條件則不可發生煤塵爆炸。

煤塵本身具有爆炸性；

煤塵必須懸浮在空氣中，並達到一定的濃度（下限30-50g/m3，上限1000-2000 g/m3）；

存在能引燃煤塵爆炸的高溫火源，700-8000C；

311、煤塵的懸浮濃度對煤塵爆炸有何影響？

能夠爆炸的懸浮煤塵濃度包括以下3方麵內容：

（1）煤塵本身具有爆炸性。

煤塵本身有的具有爆炸性，而有的不具有爆炸性。當煤塵受氧化後，產生的可燃性氣體很少，不能使煤塵發生爆炸，因而，一般認為煤的揮發性大於10%時，基本上屬於爆炸性煤塵，煤塵有無爆炸性，隻有通過煤塵爆炸性鑒定才能確定。爆炸性煤塵根據其爆炸指數的大小來判定其爆炸程度的強弱。在我國有的煤礦煤塵爆炸指數12%仍沒有爆炸性，而有的煤礦煤塵爆炸指數9%卻具有爆炸性。

（2）煤塵在空氣中呈懸浮狀態。

隻有在空氣中呈懸浮狀態的煤塵，它的表麵積才會成千上萬倍的增大，與空氣中的氧接觸麵積隨之顯著增大，加快了氧化作用，如1m3煤塊，破碎成直徑1μm的煤塵時，其表麵積增大1萬倍。

（3）煤塵的濃度。

煤塵濃度過低，塵粒與塵粒之間的距離較大，煤塵燃燒時產生的熱量很快被周圍介質所吸收，那麼就不會發生爆炸；煤塵濃度過大，煤塵在氧化和燃燒過程中放出的熱量被煤塵本身所吸收，同樣也不會發生爆炸。據理論和實驗表明，煤塵濃度達到45-（1500-2000）g/m3時才能發生爆炸。爆炸威力最強時煤塵濃度為300-400 g/m3。

當井下空氣中含有瓦斯時，煤塵爆炸濃度將會降低，如當瓦斯濃度達到3.5%時，煤塵濃度降低到6.1%就可能發生爆炸。

312、點燃引爆煤塵熱源的溫度是多少？

點燃引爆煤塵的熱源溫度因煤塵性質和所處條件不同變化較大。在正常情況下，煤塵點燃引爆熱源的溫度為610-1050℃，一般為700-800℃。其引爆高溫熱源種類與瓦斯爆炸引爆高溫熱源種類相同，在井下地點很容易產生。

313、引爆煤塵時氧氣含量是多少？

煤塵爆炸實質上就是煤塵的劇烈氧化現象。煤塵爆炸時空氣中氣氧氣含量必須大於18%。但是，即使氧氣含量小於18%時，也不能完全防止瓦斯和煤塵在空氣中混合物的爆炸。

空氣中氧氣含量對煤塵爆炸有很大影響。當氧氣含量增加時，點燃煤塵的溫度可以降低，反之，氧氣含量減小時，點燃煤塵的溫度就要提高。同時，煤塵爆炸產生壓力隨空氣中氧氣含量增大而增大。

314、什麼叫煤塵爆炸感應期？煤塵爆炸感應期對礦井安全生產有什麼意義？

煤塵爆炸感應期指的是，煤塵從受熱分解產生足夠數量的可燃性氣體和熱量到形成爆炸所需的時間。煤塵爆炸感應期取決於煤塵中揮發分的高低，揮發分越高，感應期就越短，一般感應期為40-200ms。

盡管煤塵爆炸感應期非常短暫，但對礦井安全生產卻有著非常重要意義。例如，井下使用安全炸藥爆破時，雖然爆炸產生的高溫達2000℃，但這個高溫和爆炸產生的衝擊波存在的時間非常短，都不會超過10ms，遠遠小於煤塵爆炸感應期，所以在爆破時不會發生煤塵爆炸。同樣，煤塵爆炸感應期原理也應用在井下防爆電氣設備的 設計中，所以在有煤塵爆炸危險的環境中使用防爆電氣設備是安全的。

315、煤塵爆炸為什麼容易形成連續爆炸？

煤塵發生連續爆炸主要有以下二個原因：

（1）煤塵爆炸產生的反向衝擊造成的。

煤塵爆炸時的正向衝擊是在高溫作用下爆炸地點的空氣急劇向外擴張，而反向衝擊是在爆源附近空氣受熱膨脹，密度減小，火焰過後溫度降低，瞬時形成負壓區，空氣迅速向爆源附近返回。在反向衝擊發生時，如果該爆源附近仍然存在煤塵，在熱源和氧氣的參與下導致第二次煤塵爆炸。

（2）煤塵爆炸時落後於壓力波的高溫火焰造成的。

因為煤塵爆炸時，產生的壓力波傳播速度很快，能將巷道中，設備上和物料表麵的積塵揚起，使空氣中煤塵濃度迅速達到爆炸濃度界限，當落後於壓力波的高溫火焰到達時，就會發生第二次煤塵爆炸。

316、煤塵連續爆炸對礦井安全有什麼危害？

煤塵發生連續爆炸對礦井安全的危害主要表現在以下三個方麵：

（1）壓力增大。

煤塵發生連續爆炸時，後一次爆炸是在前一次爆炸的基礎上發生的，後一次爆炸前空氣初壓力往往大於大氣壓力，爆炸後產生的空氣壓力與初壓迭加，所以，連續爆炸時越在後麵的爆炸壓力越大。

（2）破壞更慘重

煤塵爆炸發生後，巷道、支架已經遭到損壞，但也有個別地點存在著沒有倒塌、堵塞情況，後一次爆炸是在前一次爆炸破壞的基礎上，將未塌的巷道可能全部塌冒，人員受傷或避難可能因後一次爆炸而出現死亡。

（3） 02manbetx.com 範圍擴大

煤塵連續爆炸使爆炸涉及的範圍擴大，而且，連續爆炸間隙時間沒有規律可循。所以，對人員造成傷害和礦井破壞十分嚴重。

317、煤塵爆炸和瓦斯爆炸有什麼相同點？

煤塵爆炸和瓦斯爆炸都是井下常發生的爆炸現象，都是煤礦五大自然災害之一。它們的發生有以下相同點：

（1）從發生的條件來 03manbetx ，都必須具備足夠的氧氣含量和一定溫度的熱源。井下正常地點的氧氣含量都能滿足需要，高溫熱源雖然高低溫度數值有所不同，但井下常見的都能達到它們對溫度的要求。所以，從氧氣和溫度這兩個條件來說，它們是一致的，也就是說，在這樣的環境條件下，既能引發瓦斯爆炸，也能引發煤塵爆炸。

（2）從 02manbetx.com 造成的後果來 03manbetx ，瓦斯爆炸和煤塵爆炸都能給井下帶來嚴重災害，造成礦井毀壞和人員傷亡。

（3）瓦斯爆炸和煤塵爆炸互相創造有利機會。瓦斯爆炸能揚起巷道中的煤塵，使積塵變為浮塵，浮塵濃度達到爆炸界限，遇到瓦斯爆炸產生的火焰、高溫煙流又能引起煤塵爆炸；煤塵爆炸能毀壞礦井通風設施，造成瓦斯積聚，積聚的瓦斯達到爆炸溫度，遇到煤塵產生的火焰、高溫煙流又能引起瓦斯爆炸。

318、如何在現場區分煤塵爆炸和瓦斯爆炸？

瓦斯爆炸和煤塵爆炸往往同時發生，從現象上嚴格區分它們是非常困難的。在現場區分主要根據以下幾方麵情況：

（1）爆炸條件

03manbetx 爆炸 02manbetx.com 發生之前爆炸地點是否存在可能爆炸的煤塵或瓦斯等條件，即煤塵、瓦斯濃度是否達到爆炸界限，從而進一步推斷是煤塵還是瓦斯，或者瓦斯煤塵爆炸。

（2）爆炸特征

煤塵爆炸不但有連續爆炸的特征，而且還有距爆源越遠破壞力越大的特征，而瓦斯爆炸不具備此特征。

（3）爆炸威力

煤塵爆炸產生的熱量大，爆炸壓力大。據有關資料，距爆源200m的巷道出口處爆炸壓力可達0.5-1.0Mpa，如果通路中遇到障礙物、巷道斷麵突然變化或拐彎，則爆炸壓力更大。從一般現象上看，煤塵爆炸比瓦斯爆炸破壞更慘重。

（4）爆炸“焦巴”

煤塵爆炸時煤塵焦化黏結在支架或巷壁上形成“焦巴”，這是確定為是否爆炸的重要標誌。

319、預防煤塵爆炸的主要 措施是什麼？

預防煤塵爆炸的 措施主要有以下三條：

（1）降塵措施

降塵措施指的是，在生產過程中減少煤塵產生量和避免煤塵懸浮飛揚。它是預防煤塵爆炸的根本措施。

（2）杜絕引爆火源

杜絕引爆火源指的是，杜絕和控製一切能引起煤塵爆炸的高溫火源。

（3）采取防爆、隔爆措施

采取防爆、隔爆措施指的是，在煤礦井下巷道中設置防爆、隔爆設施，以阻斷煤塵爆炸產生的衝擊波和火焰、高溫煙流的傳播，防止 02manbetx.com 範圍的擴大。