礦山安全知識問答（四）

2006/1/24 18:21:05

礦塵

    1什么是礦塵？它是怎樣產(chǎn)生的？

    答：礦塵是指在采礦過程中所產(chǎn)生的細小礦物顆粒。煤礦中產(chǎn)生的礦塵主要有煤塵和巖塵。

     在煤礦生產(chǎn)中幾乎所有的作業(yè)，包括煤炭的采、掘、運輸、提升等過程，均能產(chǎn)生礦塵。但是，礦塵的產(chǎn)生量不是絕對的，而是隨著地質(zhì)情況、煤層賦存條件、采煤方法等不同而變化。一般來說，在煤礦井下若沒有防塵措施，每晝夜產(chǎn)生的煤塵約等于采煤量的1%。

    井下的礦塵，按照其存在狀態(tài)，可分為浮游礦塵和沉積礦塵兩種。

    （1）浮游礦塵：指飛揚在礦井空氣中的礦塵。

    （2）沉積礦塵：從礦井空氣中因自重而沉降下來，附在巷道周邊以及積存在巷道內(nèi)的礦塵，簡稱為落塵。

    在一定條件下，浮游礦塵因自重可沉降為落塵；而落塵受外界條件干擾又可再次飛揚起來變?yōu)楦m。

    2、煤塵爆炸需具備哪幾個條件？

     答：煤是可燃物質(zhì)，當它破碎成細小顆粒后，表面積大大增加，氧化能力顯著增強。受熱時單位時間內(nèi)能夠吸收更多的熱量，在較低的溫度（300～400℃）時，就能放出大量的可燃性氣體（即揮發(fā)分），聚集于塵粒的周圍。這類可燃性氣體一經(jīng)與空氣混合便在高溫作用下吸收能量，形成一定數(shù)量的活化中心。如果這時氧化反應(yīng)放出的熱量能夠有效地傳播給附近的煤塵，這些煤塵也就迅速變熱分解，跟著燃燒起來。此種過程連續(xù)不斷地進行，氧化反應(yīng)越來越快，溫度越來越高，活化中心越來越多，達到一定程度時，便能發(fā)展為劇烈的爆炸。

     煤塵爆炸必須具備下列三個條件：

     （1）煤塵本身具有爆炸性。煤塵的爆炸性與揮發(fā)分含量有關(guān)，同樣情況下，揮發(fā)分含量高的煤，爆炸性強。

     （2）煤塵必須懸浮于空氣中并達到一定濃度。根據(jù)試驗，我國煤塵的爆炸下限濃度：褐煤為45～55克/米³；煙煤為110～335克／米³。上限濃度一般為1500～2000克／米³。

     （3）有一個能引起煤塵爆炸的高溫熱源。其引燃溫度，一般為700～800℃，有時達1100℃。

    3、煤塵爆炸的主要特征是什么？

    答：煤塵爆炸是一種復雜的、異常迅速的物理和化學的轉(zhuǎn)化過程，其主要特征如下：

     （1）高溫。由于煤塵被急劇氧化并燃燒，在很短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，使空氣溫度迅速升高，瞬間溫度可達2300～2500℃。

     （2）高壓。煤塵爆炸時,氣溫驟升，壓力增大。一般爆炸壓力可達0.7～0.8兆帕。煤塵爆炸時反應(yīng)熱和傳播速度越大,爆炸壓力也越大，因而其破壞性也越大。爆炸壓力隨著離開爆源的距離的增大而呈跳躍式增大。如遇障礙物或巷道斷面的突然變化,爆炸壓力則更加增強。這是造成距爆源較遠的巷道破壞較大的重要原因。

     （3）強烈的沖擊波和火焰。煤塵爆炸時由于高溫、高壓,可產(chǎn)生強烈的沖擊波和火焰。據(jù)實驗測定，火焰的傳播速度可達610～1800米／秒，而沖擊波的傳遞速度可達2400米／秒。當爆塵剛剛被引爆時，沖擊波和火焰的速度幾乎一樣，但是，隨著時間的延長，沖擊波的速度將超過火焰速度。

     （4）產(chǎn)生大量的有害氣體。煤塵爆炸時，可生成大量的一氧化碳和二氧化碳。一氧化碳含量可達2%～3％，甚至高達8%，而二氧化碳可達10％以上,這是造成人員大量傷亡的重要原因。

     （5）爆炸產(chǎn)生“皮渣”和“粘塊”。煤塵爆炸時，一部分煤塵被局部焦化，粘結(jié)在一起，沉積在支架和巷道壁上，形成煤塵爆炸的特有產(chǎn)物——“皮渣”和“粘塊”。這是煤塵爆炸區(qū)別于瓦斯爆炸的特有標志。

    4、采掘工作面的防塵措施有哪些？

    答：采掘工作面是粉塵的主要產(chǎn)生地，又是煤塵事故的多發(fā)點，據(jù)統(tǒng)計有80％的煤塵事故發(fā)生在采掘工作面。因此，搞好采掘工作面防塵是防塵工作的重點。采掘工作面防塵包括貫穿于生產(chǎn)全過程的綜合防塵措施。

     采煤工作面的防塵措施有：煤層注水、水打眼、水炮泥、放炮前后灑水、轉(zhuǎn)載點噴霧、風流靜化和巷道沖洗等。機采工作面防塵還有：采煤機內(nèi)外噴霧、架下水幕和架間沖洗等。

     掘進工作面的防塵措施有：水打眼（濕式鑿巖）、水炮泥、放炮噴霧、扒裝灑水、沖洗巷壁、凈化風流、轉(zhuǎn)載點噴霧、巷道沖洗等。機掘工作面還要采用機內(nèi)外噴霧和除塵風機等。錨噴巷道掘進還要采用濕式拌料和潮噴及個人防護等措施。

    5、防止與隔絕煤塵爆炸的措施有哪些？

    答：（1）消除井下引爆火源

     引起煤塵爆炸的井下火源主要有：放炮時產(chǎn)生的火焰；電器火源；機械摩擦產(chǎn)生的火源；瓦斯爆炸和自燃發(fā)火產(chǎn)生的火源等。

     （2）消除落塵

     在煤礦生產(chǎn)過程中會有大量礦塵產(chǎn)生，雖然采取綜合防塵措施，但仍會有部分礦塵隨風漂流并沿著巷道不斷沉降下來，因此，巷道周壁或物料、設(shè)備上會經(jīng)常有煤塵沉積。如果不及時把這些落塵清除掉，一旦發(fā)生沖擊，這些煤塵會重新飛揚到空氣中，造成隱患。所以，要及時沖洗和清掃落塵。沖洗或清掃下來的煤塵要及時運上井，否則，水會蒸發(fā)，落塵仍有重新飛揚的可能。井下最易沉積煤塵的地方是采掘工作面的回風道、輸送機道、溜煤眼。貯煤井上下口、運輸轉(zhuǎn)載點等處。

     （3）隔爆措施

     為了限制煤塵爆炸范圍擴大，必須采取隔絕煤塵爆炸的措施，主要采用水棚、巖粉棚、撤布巖粉、噴霧灑水等措施。

    6、設(shè)置巖粉棚子應(yīng)遵守哪些規(guī)定？

    答：（1）巖粉棚分輕型巖粉棚和重型巖粉棚。主要巖粉棚的巖粉用量，按巷道斷面積計算，為400千克／米³；輔助巖粉棚為200千克／米³。

     （2）巖粉棚的排間距離，輕型棚為1.0～2.0米，重型棚為1.2～3.0米。

     （3）堆巖粉的平臺與側(cè)幫立柱（或側(cè)幫）的空隙不小于50毫米，巖粉表面與頂梁（頂板）空隙不小100毫米。巖粉板距軌面不小于1.8米。

     （4）巖粉棚與工作面的距離，必須保持60～300米。

    （5）巖粉板與臺板及撐板之間，嚴禁用釘子固定。

    （6）巖粉棚上的巖粉每月至少進行一次檢查和可燃物含量分析。當巖粉變潮、變硬、可燃物含量超過20％時，應(yīng)立即更換，巖粉量減少時應(yīng)立即補充。

    （7）巖粉可燃物的組分不得超過5%；游離二氧化硅的組分不得超過10％；不含砷，五氧化二磷不超過0.01％；巖粉的粒度必須全部小于0.3毫米，其中70％以上小于0.075毫米，呈淺色。

    7、采空區(qū)灌水防塵時應(yīng)注意哪些問題？

    答：（1）必須根據(jù)煤層賦存條件和采煤方法選用適當?shù)墓嗨椒āＨ缂眱A斜煤層或頂板破碎易冒落嚴實的采空區(qū)，用扒坑灌水或插管注水較合適。

     （2）灌水時要注意觀察和巡回檢查，防止發(fā)生漏水跑水或水淹運輸機巷，造成局部水患而影響生產(chǎn)。

     （3）如果媒體堅硬致密裂隙不發(fā)育，灌水時水分很難滲入媒體，此時可在水中加入適量濕潤劑，以提高灌水的防塵效果。

     （4）如果下分層有隔水性能較好的夾矸層，會影響灌水效果，造成夾矸上煤體濕潤較好，而夾矸下很難濕潤。因此，分層開采時，應(yīng)盡量把夾矸層置于分層的底部，以確保灌水效果。

     （5）如果采掘接替緊張，不可能在采前1—2個月進行灌水，這樣可在掘進上風巷時，同時向采空區(qū)灌水�；蛘咴诨夭缮戏謱訒r采用隨采隨灌的方法。如埋管灌水、插管灌水即可。

     （6）采空區(qū)灌水會增加下分層煤體的裂隙，也會在采空區(qū)內(nèi)形成漏風通道，特別是采空區(qū)內(nèi)殘留碎煤脫水后極易被氧化而造成自然發(fā)火。因此，要加強采空區(qū)防火管理，嚴格控制漏風或在水中加注阻化劑，以防自燃發(fā)火。

    8、煤礦采掘工作面的綜合防塵措施包括哪些內(nèi)容？

     答：采煤工作面的綜合防塵措施主要有：（1）煤體注水；（2）噴霧灑水；（3）采用爆破落煤的，可推廣水封爆破或水炮泥；（4）采煤機械應(yīng)有完善的防、降塵裝置，電煤鉆應(yīng)使用側(cè)式供水降塵；（5）通風和其他防、降塵措施包括凈化風流、定期清掃積塵以及個人防護等。掘進工作面的綜合防塵措施主要有：濕式鑿巖（或干式捕塵）、水炮泥、噴霧灑水、沖刷巖幫、凈化風流以及個人防護等。

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