体吸入肺泡区的浮尘,符合BMRC曲线、空气动力学直径<7.07um,进行分散度分析时确定为<5um)和非呼吸性粉尘;按游离sio2含量分为硅尘(10%以上)和非硅尘;按有无爆炸性分为爆炸性煤尘、非爆炸性煤尘和惰性粉尘;(um,微米,10-3mm,头发丝Ф为70um)
四、理化性质:
1、分散度:表达粉尘被粉碎的程度。微小尘粒多,分散度高,危害大。 2、溶解度与比重:粉尘对人体的危害分别呈机械刺激和化学毒性作用时,随溶解度增加危害分别减弱和增强;比重大的粉尘沉降快、稳定程度低。 3、荷电性:同性电荷相斥,尘粒稳定性增加;异性电荷相吸,尘粒相撞时凝集而沉降。
4、悬浮性和凝聚性:尘粒小,易悬浮于空气中。利用超声波或磁力可使之凝聚而沉降,利于捕获。
5、湿润性:利用可亲和的液体将尘面气体挤出,粉尘的湿润性决定除尘液体的除尘效果。
6、形状与硬度:形状接近球形和硬度大的尘粒沉降速度快。 7、吸附性:吸附性强(异电、粒小),易引起肺部纤维性病变。 8、燃烧性和爆炸性:煤尘引燃温度为435-4500C;煤尘挥发分含量大于10%、分散度高时在一定条件下可爆炸。
9、化学成分:含硫量>10%的粉尘即有爆炸性;含游离sio2的粉尘可引起矽肺病,含硅酸盐的粉尘可引起矽酸盐肺病,煤尘可引起煤肺病。
五、危害:
矿井粉尘是矿井五大自然灾害之一,其主要危害有以下几方面:
1、在一定条件下,可燃烧爆炸:
煤尘爆炸---悬浮在空气中的煤尘,在一定条件下,遇高温热源而发生的剧烈氧化反应,并伴有高温和压力上升的现象。其形成过程是煤尘被氧化时可放出可燃气体形成燃烧链式反应,当燃烧产生的热能在有限空间瞬间骤增,急剧氧化即形成爆炸:浮尘干馏→可燃气体燃烧→煤尘爆炸。煤尘爆炸有两种形式:煤尘爆炸和瓦斯参与的煤尘爆炸。 ⑴、煤尘爆炸必须同时具备以下条件:
①本种煤尘具有爆炸性。新矿井的地质精查报告中,必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料。生产矿井每延伸一个新水平,应进行一次煤尘爆炸性试验工作。煤尘的爆炸性由国家授权单位进行鉴定,鉴定结果必须报公司通风部门和煤矿安全监察机构备案。各矿应根据鉴定结果采取相应的安全措施。
煤尘爆炸是煤矿重大灾害之一,经煤尘爆炸试验证明有爆炸危险的煤层即为煤尘爆炸危险煤层。但并非所有煤层的煤尘都具有爆炸性,有爆炸性的煤尘因其成煤因素、挥发分含量、埋藏深度、地质条件等煤层性质不同,爆炸强度也各不相同,所以必须通过爆炸性鉴定加以区别,以便采取针对性措施。
历年各矿煤尘爆炸性鉴定情况 火焰长度(mm) 爆炸性结论 爆炸指数(%) 爆炸 强度 石圪节 五 阳 漳 村 王 庄 常 村 司马 余吾 潞宁 慈林山 夏 店 郭庄 10 有 高河 30 有 15-25 10-30 20-70 10-30 10-30 5-20 3-15 400 5-15 10-15 有 20.3 较强 有 15.7 较强 有 15.3 较强 有 16.9 较强 有 有 有 有 有 有 14.2 16.0 11.8 39.2 21.1 14.2 16.2 15.6 较弱 较强 较弱 强烈 较强 较弱 较强 较强 (注:爆炸指数是根据各矿某一个有代表性的工作面的相关鉴定数据计算出来的,仅作为参考数据来粗
略判断煤尘有无爆炸性及爆炸强弱:<10%一般不爆炸、10-15%较弱爆炸性、15-28%较强爆炸性、>28%强烈爆炸性,但不能作为确定煤尘有无爆炸性的依据,煤尘是否有爆炸性用火焰长度来衡量,火焰长度超过3mm即有爆炸性。)
从上表看,我公司各矿的煤种都属于有爆炸性煤种,但3#煤爆炸性都不是很强,而潞宁的2#煤、石圪节(15#)和慈林山(9#)的下组煤的爆炸性则很强。
②浮尘浓度达到:下限30-50g/m3、上限1000—2000g/m3,最强浓度300-400g/m3;(我公司现最大浓度160mg/m3) ③引爆火源温度为700-8000C; ⑵、煤尘爆炸的影响因素:
①、氧气浓度不低于17%、煤尘爆炸的感应期在0.04-0.28s之间(瓦斯爆炸的氧气浓度是12%、感应期是0.07-14s)、最小点火能4.5-40mJ。 ②、煤的挥发分指数(爆炸指数)的高低及挥发分组成成分。
③、煤的灰分和水分对爆炸也有一定程度影响,但意义更大的是人工撒岩粉和洒水。
④、煤尘粒度的可爆范围是5um-1mm,其中30-75um最强。
⑤、有瓦斯等可爆气体参与时爆炸下限可降低、上限可提高,破坏性更大。 ⑶、煤尘爆炸的危害:
如以上条件同时具备时煤尘就可能爆炸,煤尘爆炸所产生的高温(20000C)、高压(736kPa)、高速(1800m/s)、冲击波(2340m/s)、缺氧、有毒有害气体(co浓度可达3%以上)等危害因素可造成矿井和人员的重大危害。(70-80%的人受害于co中毒) ⑷、煤尘爆炸的预防:
①、防尘措施:防止煤尘达到爆炸浓度的措施有注水灌水、湿式作业、喷雾降尘、洒水防飞、正排负捕、清扫洗刷;
②、防爆措施:防明火、炮火、电火、静电、摩撞;撒布岩粉增添煤尘中的灰份含量、洒水凝结增大煤尘的粒径、减少煤尘和空气的接触面积;防爆设施有防爆井、防爆门、自救器;
③、抑爆措施:安装在采掘面等高爆炸危险区域的抑爆装置,在爆炸发生瞬间侦测并启动抑爆介质而形成屏障来隔绝爆炸能量,主动阻止井下爆炸或燃烧的扩散,扑灭爆炸和燃烧危害。
④、隔爆措施:限制爆炸范围,阻止灾害区域扩展,防止煤尘连续爆炸和瓦斯爆炸引起煤尘爆炸的安全设施,如水棚、岩粉棚; ⑸、煤尘爆炸的特征:
①、爆炸现场的煤尘挥发分含量明显减少40-70%;
②、爆炸后不完全燃烧物在巷壁及支架上形成焦碳皮渣和粘块(粘焦); ③、爆炸后产生大量的co和HCN(氢氰酸)等有毒气体; (附:煤尘爆炸大事记)
死亡人数 1803 英国华尔逊特矿 国外 1996 日本三池矿 458 1940 河北井陉矿 341 1960 大同老白洞矿 684 国2002.03.26 四川楠木沟矿 13 内 2005.11.27 黑龙江东风矿 171 2006.07.15 灵石蔺家庄矿 53 年度 矿名 年度 1906 1942 2001.12.27 2002.05.20 2006.02.23 2007.04.16 矿名 法国古里耶尔矿 辽宁本溪矿 山东汶南矿 新疆米泉二矿 山东陶庄矿 平顶山王庄矿 死亡人数 1099 1549 17 9 18 31 2、对人体的危害:粉尘对长期接尘人员的眼睛、皮肤、特别是呼吸系统可造成严重危害,粉尘中的游离sio2(石英,煤尘一般<5%,岩尘一般>10%)将导致肺部纤维化、引起咳喘、肺气肿甚至尘肺病(煤肺、矽肺、
煤矽肺)的发生,该病是不可逆转的,目前尚无有效的根治方法,严重者可偿失劳动能力直至危及生命。此外,煤的变质程度愈低,有机质含量愈高,危害愈大。水泥尘中的游离sio2主要是结合状态,长期沉积在肺部可引发水泥尘肺、肺气肿。
3、影响作业环境,降低可视度,污染环境,对工作环境能见度、设备和仪器仪表有效运行都将产生不利影响,增加事故隐患。
(煤尘粒径特征um:2-5可吸入,<5不爆,>10可视,10-75强爆,75-1000弱爆,>1000不爆)
第二章 粉尘浓度
一、定义:矿井单位体积空气中所含浮尘的数量或质量。
1、重量法:①单位体积的空气中所含浮尘的重量,mg/m3。(≥2g/m3呛人,>5g/m3不能呼吸,≥10g/m3不可视)②某种粉尘占尘样的质量百分比,%,如游离sio2(在粉尘中未与金属氧化物结合的结晶态sio2,其含量对尘肺病的发生发展起重要作用)。③矿井粉尘浓度与国家卫生标准之比值,即k值。
2、计数法:①各种粒径粉尘占尘样的粒数百分比,%,即分散度。(分散度也有用质量分布百分比的)。②测点合格点数占总测点数的百分比,%,即X值(公司规定:≦90%)。
二、国家卫生标准:《规程》739条:
粉尘中游离sio2含量(%) <10 10-<50 50-<80 最高允许浓度(mg/m3) 总粉尘 10 2 2 呼吸尘 3.5 1 0.5