礦塵防治課件

辛嵩山東科技大學2004.10第一頁，共三十五頁。礦塵及其性質礦山塵肺病煤塵爆炸礦山綜合防塵主要內容第二頁，共三十五頁。一、礦塵及其性質定義：礦塵—在礦山生產和建設過程中所產生的各種煤、巖微粒的總稱。礦塵的產生：各生產環(huán)節(jié)產生的浮游礦塵的大致比例為：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)地點產塵量占10%-15%；運輸通風巷道產塵量占5%-10%；其他作業(yè)地點占2%-5%。第三頁，共三十五頁。礦塵的分類1.按礦塵的粒徑劃分:（1）粗塵：粒徑>40μm，極易沉降；（2）細塵：粒徑10-40μm，肉眼可見，靜止空氣中能加速沉降；（3）微塵：粒徑0.25-10μm，光學顯微鏡下可見，靜止空氣中可等速沉降；（4）超微塵：粒徑<0.25μm，需用電子顯微鏡觀察，在空氣中做擴散運動。第四頁，共三十五頁。2.按礦塵的存在狀態(tài)劃分:（1）浮游礦塵（浮塵）。（2）沉積礦塵（落塵）。（兩者可以轉化）3.按礦塵的粒徑范圍劃分:（1）全塵。各種粒徑的礦塵之和。（<1mm）（2）呼吸性粉塵（<5μm）。對人體危害大。第五頁，共三十五頁。礦塵的危害1.危害人體健康，引起職業(yè)病。呼吸道炎癥、皮膚病、塵肺病2.煤塵在一定條件下可以發(fā)生爆炸。（法國煤礦發(fā)生的煤塵爆炸事故死亡1099人1906年3月10日我國本溪煤礦煤塵爆炸事故死亡1549人，1942年，日本統(tǒng)治時期。）3.加速機器磨損，縮短精密儀器使用壽命。4.降低工作場所的能見度，增加工傷事故的發(fā)生。（綜采面可達5000mg/m3以上，能見度很低）第六頁，共三十五頁。礦塵的計量1.礦塵濃度質量法—mg/m3；計數(shù)法—粒/m3。2.產塵強度指每采掘1t或1m3礦巖所產生的礦塵量。常用的單位為g/t或mg/t(g/m3或mg/m3)3.礦塵沉積量—g/m2.d4.礦塵的分散度第七頁，共三十五頁。我國煤礦粉塵濃度標準粉塵中SiO2含量（%）最高允許濃度mg/m3總粉塵呼吸性粉塵<520.06.05-<1010.03.510-<256.02.525-<504.01.5≥502.01.0<10的水泥粉塵6.0第八頁，共三十五頁。礦塵的性質1.游離SiO2含量一般，巖塵：20%-50%；煤塵<5%?！兑?guī)程》規(guī)定，工作地點每半年測一次，變更地點也要測一次。2.礦塵的粒度（μm）與比表面積（m2/g）3.礦塵的分散度—各粒級占全塵的百分比我國礦塵分4個粒級：<2μm、2-5μm、5-10μm、>10μm。《規(guī)程》規(guī)定每半年測一次礦塵分散度。4.礦塵的濕潤性、荷電性及光學特性第九頁，共三十五頁。二、礦山塵肺病塵肺病分類（三類）：1.矽肺?。ü璺尾。?/p>

巖塵(SiO2)引起;2.煤矽肺?。汗璺危?.煤肺病截至1998年，我國煤礦塵肺病患者累計19.5萬人，占全國塵肺總人數(shù)的46.5%，并且每年以3000-4000人的規(guī)模在增長。每年因塵肺死亡2000-3000人。這些數(shù)字還不包括職業(yè)危害更嚴重的國有地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦。國有重點煤礦平均塵肺患病率6.33%，比發(fā)達國家高出約5個百分點，國有地方煤礦達到8.1%。我國煤礦還有可疑塵肺患者20萬人，預計2005年煤礦塵肺患者總數(shù)將達到25萬人。第十頁，共三十五頁。塵肺病發(fā)病機理：

粉塵隨呼吸進入肺部殺死肺泡，使肺組織出現(xiàn)的纖維病變。大于10μm的礦塵由于慣性碰撞可截流在鼻腔和上呼吸道氣管粘膜上，形成痰排出體外；5-10μm礦塵可沉積在上呼吸道的大的支氣管，經(jīng)纖毛運動，咳嗽排出體外；小于5μm的塵?？梢赃M入下呼吸道的小支氣管及肺內，一部分隨呼氣排出，一部分進入肺內。殘留在肺內的粉塵量僅占吸入量的1-2%以下。第十一頁，共三十五頁。塵肺病發(fā)病癥狀

塵肺病的發(fā)展有一定的過程，輕者影響勞動生產力，嚴重時喪失勞動能力，甚至死亡。這一發(fā)展過程是不可逆轉的，因此要及早發(fā)現(xiàn)，及時治療，以防病情加重，從自覺癥狀上，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。第十二頁，共三十五頁。影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分游離SiO2含量越高，病變的發(fā)展程度越快。(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左右的礦塵。由此可見，礦塵分散度越高，對人體的危害就越大。(3)礦塵濃度與接觸時間塵肺的發(fā)病工齡和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。國外的統(tǒng)計資料表明，在高礦塵濃度的場所工作時，平均5-10年就有可能導致硅肺病，如果礦塵中的游離SiO2：含量達80％-90％，甚至1.5-2年即可發(fā)病?？諝庵械牡V塵濃度降低到《規(guī)程》規(guī)定的標準以下，工作幾十年，肺部吸人的礦塵總量仍不足達到致病的程度。(4)個體方面的因素如年齡、營養(yǎng)、健康狀況、衛(wèi)生條件等第十三頁，共三十五頁。煤塵能夠爆炸的原因1．煤塵的氧化面積增大煤塵氧化加快1cm3的煤塊破碎成1μm的煤塵時，表面積增加1萬倍。2．可燃氣體的作用煤塵受熱后能放出大量的可燃氣體。例如：1kg焦煤（揮發(fā)分為20%-26%）在高溫下能放出290-350L可燃氣體，這些可燃氣體遇到高溫時很容易燃燒或爆炸。

三、煤塵爆炸第十四頁，共三十五頁。1．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

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試驗條件等有關。一般說來，煤塵爆炸的下限濃度為30-50g／m3，上限濃度為1500-2000g／m3。其中爆炸力最強的濃度范圍300-500g／m3。

3.引燃煤塵爆炸的高溫熱源煤塵的引燃溫度變化范圍較大，它隨著煤塵性質、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610-1050℃之間，一·般為700-800℃。煤塵爆炸的最小點火能為4.5-40mJ。4.氧氣濃度不低于18%煤塵爆炸的條件第十五頁，共三十五頁。煤塵爆炸的特征

(1)形成高溫、高壓、沖擊波:

溫度為1600-1900℃，爆源的溫度達到2300℃以上；壓力為7-10atm；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

巷道中落塵揚起。(3)煤塵爆炸的感應期

一般為40-280ms，揮發(fā)分越高，感應期越短。(4)形成“粘焦”

根據(jù)這一特征，可以判斷煤塵是否參與了井下的爆炸。(5)產生大量的CO

煤塵爆炸時產生的CO，在災區(qū)氣體中的濃度可達2％-3％，甚至高達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。第十六頁，共三十五頁。煤塵爆炸的影響因素

煤的揮發(fā)分煤的灰分和水分煤塵粒度空氣中的瓦斯?jié)舛瓤諝庵醒醯暮俊?8%引爆熱源瓦斯?jié)舛龋?）0.51.42.53.5煤塵爆炸下限濃度（g/m3）34.526.415.56.1第十七頁，共三十五頁。休息第十八頁，共三十五頁。四、礦山綜合防塵

煤塵達到爆炸的下限濃度一般為30-45g/m3，而在井下采、掘、運各個生產環(huán)節(jié)中產生的懸浮煤塵很難達到爆炸下限濃度，即使在綜采面煤塵的最高濃度也只能達到2000mg/m3左右，只有當井下放炮或瓦斯爆炸時，才可能使大量煤塵飛揚，瞬時達到爆炸濃度。通過對大量煤塵爆炸事故引火原因的統(tǒng)計，主要火源都是放炮引起的，因此，違章放炮是引爆煤塵的主要引火源。第十九頁，共三十五頁。違章放炮的形式

（1）放糊炮引起煤塵爆炸。

在有煤塵存在的地點，放糊炮引起大量煤塵飛揚達到爆炸濃度；同時又有火焰存在，有可能導致煤塵爆炸。例如：1999年3月27日柴里煤礦發(fā)生的煤塵爆炸事故的直接原因是放炮員違章放糊炮，炮崩下來的大塊矸石卡在破碎機入口處，引爆了礦碎機箱體內的煤塵，形成沖擊波和火焰，沿風流方向向外沖起巷道中沉積的煤塵，造成局部煤塵爆炸，爆炸產生的沖擊波，高溫及CO氣體又造成工作面和巷道中的人員傷亡。第二十頁，共三十五頁。

（2）多母線、放連珠炮、明火放炮引起煤塵爆炸。

在放炮落煤時，采用多母線、放連珠炮、明火放炮，也會引起煤塵爆炸。它的危險性在于：引爆前一個炮之后，爆落下大量的碎煤及煤塵，并會從碎煤中放出大量的瓦斯。由于這部分瓦斯的混入，使煤塵爆炸的下限濃度降低，當引爆第二個炮時，也可能引起瓦斯、煤塵的爆炸。例如：1979年6月30日柴里煤礦發(fā)生的煤塵爆炸事故，就是因多母線、放連珠炮、使用礦燈放炮造成的。第二十一頁，共三十五頁。

（3）炮眼太淺，封炮不合格引起煤塵爆炸。

因炮眼太淺，裝炮泥太少，或用可燃性材料封炮造成煤塵爆炸事故也時有發(fā)生。例如：1989年11月甘林煤礦發(fā)生的煤塵爆炸事故，就是因炮眼太淺，裝藥過多，用紙封炮眼，放炮引起煤塵爆炸的。上述分析說明，違章放炮是使煤塵飛揚達到爆炸濃度，同時又造成火源存在的主要原因。這兩個原因是造成煤塵爆炸事故的“禍根”。第二十二頁，共三十五頁。礦山綜合防塵措施減塵—煤層注水、濕式打眼、水泡泥、沖洗煤塵降塵—噴霧、濕潤劑、泡沫等排塵—1.2-1.6m/s除塵（捕塵）—除塵器防止煤塵爆炸范圍擴大—巖粉棚、水袋、自動隔爆棚個體防護—防塵口罩、防塵安全帽、壓風呼吸器第二十三頁，共三十五頁。煤塵爆炸事故案例兗礦集團濟寧三號煤礦2.8煤塵爆炸事故第二十四頁，共三十五頁。礦井概礦濟寧三號煤礦隸屬兗州煤業(yè)股份有限公司，年設計生產能力500萬噸，設計服務年限81年，可采煤層8層，礦井生產水平為-518m，礦井開拓方式為豎井開拓，中央并列式通風，采煤方法主要為走向長壁綜采放頂煤，礦井1993年12月建設，2000年12月投產，2003年達產，生產原煤1008萬噸。礦井屬低瓦斯礦井。第二十五頁，共三十五頁。43下04綜放工作面基本情況43下04綜放工作面位于四采區(qū)東部，四采輔運巷的北側，西臨43下00綜放工作面（已回采完），東臨F8斷層。43下04綜放工作面自北向南推進，推進長度1551.6m，面長155.8米，煤厚3.8-7.1m，平均煤厚6.37m，北部較厚,煤層厚度穩(wěn)定,煤厚大部分在6米以上，煤層坡度較緩，傾角0-6°，平均3-5°。工業(yè)儲量209萬噸，可采儲量167萬噸。第二十六頁，共三十五頁。煤層有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期為3-6個月；煤塵有爆炸危險性，爆炸指數(shù)41.45%。所采3下普氏硬度系數(shù)f=1-2，容重1.36t/m3，低灰、低硫、高發(fā)熱量氣煤。43下04綜放工作面共揭露斷層13條，落差最大為7.5m，其北部斷層相對較少，南部距停采線400m范圍內共揭露斷層7條，對工作面生產影響較大。43下04綜放工作面2003年9月份推進214m，10月份推進269m，11月份推進203m，12月份推進226m，2004年元月份推進231m，平均月進228.6m。截止到現(xiàn)在工作面已推進1193m，工作面剩余358m。第二十七頁，共三十五頁。事故調查工作面在2004年2月8日中班發(fā)生爆炸事故。事故發(fā)生后，于2月9日下午組成專家組，首先聽取礦2.8事故情況匯報，并于下午3時對43下04采面2.8事故現(xiàn)場進行了勘查和采面瓦斯、CO、風量、溫度等相關參數(shù)測定（CH4：0.02-0.07%;CO：2-5ppm;Q：1028m3/min;上隅角溫度：26℃）;2月10日上午查對調度室、通風工區(qū)2月8日中班瓦斯實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、43下04綜放工作面運輸機開停曲線、束管監(jiān)測數(shù)據(jù)、風量監(jiān)測曲線、通風系統(tǒng)圖和瓦斯班報表，查閱了事故調查組所提供的資料和放炮員、班長、副區(qū)長的問詢取證筆錄。第二十八頁，共三十五頁。調查結論經(jīng)專家組成員認真分析、比對和數(shù)據(jù)論證，可得出以下結論：

1.43下04綜放工作面中班具體情況為：在21點55分采面運輸機停機；礦調度室安全監(jiān)測系統(tǒng)在21點58分監(jiān)測到43下04綜放工作面回風流甲烷氣體濃度為1.4％，21點59分為0.27％，說明工作面發(fā)生爆炸時間在21點57分。從現(xiàn)場情況來看，采煤機附近上下兩側的支架、電纜面對采煤機一側有不同程度的煤塵結焦物，工作面溜頭3-4架處有一塊長2.6m、寬0.5-1.2m、厚0.4-0.5m的矸石，矸石已破裂，周圍支架有高溫燒烤的痕跡。該塊矸石上下兩側的支架電纜面對矸石一側也有不同程度的煤塵結焦現(xiàn)象。采面設備沒有損壞，煤壁齊整，上下兩巷支護完好，說明該兩處是爆炸破壞點。爆炸造成2人死亡，16人受傷。第二十九頁，共三十五頁。2.43下04綜放工作面2.8事