--煤塵爆炸及預(yù)防（精）

1、煤塵爆炸及預(yù)防煤塵爆炸同瓦斯爆炸一樣都屬于礦井中的重大災(zāi)害事故。我國歷史上最嚴重的一次煤塵爆炸發(fā)生在1942年日本侵略者統(tǒng)治下的本溪煤礦，死亡1549人，殘246人，死亡的人員中大多為CO中毒，事故發(fā)生前，巷道內(nèi)沉積了大量煤塵，是由于電火花點燃局部聚積的瓦斯而引起的重大煤塵爆炸事故。一、煤塵爆炸的機理及特征1煤塵爆炸的機理煤塵爆炸是在高溫或一定點火能的熱源作用下，空乞中氧氣與煤塵急劇氧氣的反應(yīng)過程，是一種非常復(fù)雜的鏈式反應(yīng)，一般認為其爆炸機理及過程如下：（1）煤本身是可燃物質(zhì)，當(dāng)它以粉末狀態(tài)存在時，總表面積顯著增加，吸氧和被氧人化的能力大大增可，一旦遇見火源，氧化過程迅速展開；（2）當(dāng)溫度達到

2、300400時，煤的干餾現(xiàn)象急劇增強，放出大量的可燃性氣體，主要成分為甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氫和1%左右的其他碳氫化合物；（3）形成的可燃氣體與空氣混合的高溫作用下吸收能量，在塵粒周圍形成氣體外殼，即活化中心，當(dāng)活化中心的能量達到一定程度后，鏈反應(yīng)過程開始，游離基迅速增加，發(fā)生了塵粒的閃燃；（4）閃燃所形成的熱量的傳遞給周圍的塵粒，并使之參與鏈反應(yīng)，導(dǎo)致燃過程急劇地循環(huán)進生，當(dāng)燃燒不斷加劇使火焰速度達到每秒數(shù)百米后，煤塵的燃燒便在一定臨界條件下跳躍式地轉(zhuǎn)變?yōu)楸ā?煤塵爆炸的特征（1）形成高溫、高壓、沖擊波 煤塵爆炸火焰溫度為16001900，爆源的溫度達到2000以上，這是煤塵爆炸得以自動

3、傳播的條件之一。在礦井條件下煤塵爆炸的平均理論壓力為736KPa，但爆炸壓力隨著離開爆源距離的延長而跳躍式增大。爆炸過程中如遇障礙物，壓力將進一步增加，尤其是連續(xù)爆炸時，后一欠爆炸的理論壓力將是前一次的57倍。煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰速度可達1120m/s，沖擊波速度為2340m/s。（2）煤塵爆炸具有連續(xù)性 由于煤塵爆炸具有很高的沖擊波速，能將巷道中落塵揚起，甚至使煤體破碎形成新的煤塵，導(dǎo)致新的爆炸，有時可如此反復(fù)多次，形成連續(xù)爆炸，這是煤塵爆炸的重要特征。（3）煤塵爆炸的感應(yīng)期 煤塵爆炸也有一個感應(yīng)期，即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃氣體形成爆炸所需的時間。根據(jù)試驗，煤塵爆炸的感應(yīng)期主要決定于煤

4、的揮發(fā)分含量，一般為40%280ms，揮發(fā)分越高，感應(yīng)期越短。（4）揮發(fā)分減少或形成“粘焦”煤塵爆炸時，參與反應(yīng)的揮發(fā)分約占煤塵揮分含量的40%70%，致使煤塵揮發(fā)分減少，根據(jù)這一特征，可以判斷煤塵是否參與了井下的爆炸。對于氣煤、肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤的煤塵，一旦發(fā)生爆炸，一部分煤塵會被焦化，粘結(jié)在一起，沉積于支架的巷道壁上，形成煤塵爆炸所特有的產(chǎn)物焦炭皮渣或粘塊，統(tǒng)稱“粘焦”“粘焦”也是判斷井下發(fā)生爆炸事故時是否有煤塵參與的重要標志。（5）產(chǎn)生大量的CO 煤塵爆炸時產(chǎn)生的CO，在災(zāi)區(qū)氣體中濃度可達2%3%，甚至高達到8%左右，爆炸事故中受害者的大多數(shù)（70%80%）是由于CO中毒造成的。二、煤

5、塵爆炸的條件煤塵爆炸必須同時具備三個條件，煤塵本身具有爆炸性；煤塵必須懸浮于空氣中，并達到一下的濃度；存在能引燃煤法爆炸的高溫?zé)嵩础?煤塵的爆炸性煤塵具有爆炸性是煤塵爆炸的必要條件。煤塵爆炸的危險性必須經(jīng)過試驗確定。2懸浮煤塵的濃度井下空氣中只有懸浮的煤塵達到一定濃度時，才可能引起爆炸，單位體積中能夠發(fā)生煤塵爆炸的最低或最高煤塵量稱為下限和上限濃度。低于下限濃度或高于上限濃度的煤塵都不會發(fā)生爆炸。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、粒度、引火源的種類和溫度及度試驗條件等有關(guān)。一般說來，煤塵爆炸的下限濃度為3050g/m3，上限濃度為10002000g/m3。其中爆炸力最強的濃度范圍為300500g/m3。一般情況下，浮游煤塵達到爆炸下限濃度的情況是不常有的，但是爆破、爆炸和其他震動沖擊都能使大量落塵飛揚，在短時間內(nèi)使浮塵量增加，達到爆炸濃度。因此，確定煤塵爆炸濃度時，必須考慮落塵這一因素。3引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩疵簤m的引燃溫度變化范圍較大，它隨著煤塵性持、濃度及試驗條件的不同而變化。我國煤塵爆炸的引燃溫度在6101050之間，一般為700800。煤塵爆炸的最小點火能為4.540mJ。這樣的溫度條件，幾乎一切火源