第章矿山防尘课件.ppt
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- 矿山 防尘 课件
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1、第第1010章章 矿山防尘矿山防尘本本 章章 学学 习习 思思 路路矿尘产生及性质矿尘的危害性矿山综合防尘l 煤尘爆炸机理煤尘爆炸机理l 预防措施预防措施矿山尘肺病煤尘爆炸第一节 矿尘及其性质一、矿尘的产生一、矿尘的产生 1矿尘的产生及其分类矿尘的产生及其分类 矿山生产过程很多环节均会产生大量的粉尘:钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输。矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。产尘环节产尘环节产尘所占比例产尘所占比例采煤工作面采煤工作面4580%掘进工作面掘进工作面2038%锚喷作业点锚喷作业点1015%运输通风巷道运输通风巷道510%其他作业
2、点其他作业点25%不同生产环节产尘量所占比例不同生产环节产尘量所占比例第一节 矿尘及其性质1.按矿尘的成分按矿尘的成分l 岩尘、岩尘、l 石棉尘、石棉尘、l 水泥尘、水泥尘、l 煤尘、煤尘、l 动、植物粉尘、动、植物粉尘、l 有机粉尘有机粉尘第一节 矿尘及其性质l 粗尘。粒径大于粗尘。粒径大于40m40m;l 细尘。粒径为细尘。粒径为101040m40m,肉眼可见;,肉眼可见;l 微尘。粒径为微尘。粒径为0.250.2510m10m,用光学显微镜可以观察到;,用光学显微镜可以观察到;l 超微尘。粒径小于超微尘。粒径小于0.25m0.25m,用电子显微镜才能观察到。,用电子显微镜才能观察到。2.
3、按矿尘粒径按矿尘粒径第一节 矿尘及其性质3.按矿尘存在状态按矿尘存在状态l 浮游矿尘浮游矿尘 悬浮于矿内空气中的矿尘。悬浮于矿内空气中的矿尘。l 沉积矿尘沉积矿尘 从矿内空气中沉降下来的矿尘。从矿内空气中沉降下来的矿尘。4.按矿尘粒径组成范围按矿尘粒径组成范围l 全尘(总粉尘)全尘(总粉尘)各种粒径的矿尘之和。各种粒径的矿尘之和。l 呼吸性粉尘呼吸性粉尘 主要指粒径在主要指粒径在5m5m以下的微细尘粒。以下的微细尘粒。第一节 矿尘及其性质一、污染工作场所,危害人体健康,引起职业病。一、污染工作场所,危害人体健康,引起职业病。l 据国内某矿务局统计,尘肺病的人数为工伤事据国内某矿务局统计,尘肺病
4、的人数为工伤事故死亡人数的故死亡人数的6 6倍;德国煤矿死于尘肺病的人数倍;德国煤矿死于尘肺病的人数曾比工伤事故死亡人数高曾比工伤事故死亡人数高1010倍。倍。第一节 矿尘及其性质2矿尘的危害矿尘的危害二、某些矿尘在一定条件下可以爆炸。二、某些矿尘在一定条件下可以爆炸。l 2006 2006年年2 2月月2323日,山东枣矿集团联创公司发生煤尘爆日,山东枣矿集团联创公司发生煤尘爆炸特大事故,在现场施工的炸特大事故,在现场施工的2727人中,人中,1818人死亡,人死亡,9 9人受伤。人受伤。事故中遇难和受伤人员大部分为来自当地的农民工。事故中遇难和受伤人员大部分为来自当地的农民工。第一节 矿尘
5、及其性质三、加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命。三、加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命。四、降低工作场所能见度,增加工伤事故的发生。四、降低工作场所能见度,增加工伤事故的发生。第一节 矿尘及其性质一、矿尘浓度一、矿尘浓度第一节 矿尘及其性质2含尘量的计量指标含尘量的计量指标单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度。单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度。l 质量法质量法 每立方米空气中所含浮尘的毫克数,每立方米空气中所含浮尘的毫克数,单位为单位为mg/mmg/m3 3。l 计数法计数法 每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数,每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数,单位为单位为粒粒/cm/cm3
6、 3。第一节 矿尘及其性质二、产尘强度二、产尘强度生产过程中采落煤中所含的粉尘量,常用单位为生产过程中采落煤中所含的粉尘量,常用单位为g/tg/t。三、相对产尘强度三、相对产尘强度每采掘每采掘1 1吨或吨或1 1立方米矿岩所产生的矿尘量,常用单位立方米矿岩所产生的矿尘量,常用单位为为mg/tmg/t或或mg/mmg/m3 3。四、矿尘沉积量四、矿尘沉积量单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量,单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量,单位为单位为g/mg/m2 2dd。物物理理化化学学性性质质1.矿尘中游离矿尘中游离SiO2的含量的含量2.矿尘的粒度与比表面积矿尘的粒度与比表面积3.矿尘
7、的分散度矿尘的分散度4.矿尘的湿润性矿尘的湿润性5.矿尘的荷电性矿尘的荷电性6.矿尘的光学特性矿尘的光学特性第一节 矿尘及其性质3矿尘的性质矿尘的性质 工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。l 一种严重的矿工职业病,一旦患病,很难治愈;一种严重的矿工职业病,一旦患病,很难治愈;l 发病缓慢,病程较长,具有一定的潜伏期。发病缓慢,病程较长,具有一定的潜伏期。第二节 矿山尘肺病1尘肺病及发病机理尘肺病及发病机理尘肺病的特点:一、尘肺病的分类一、尘肺病的分类职职业业病病目目录录的的规规定定1.矽肺矽肺2.煤工尘肺煤工尘肺3.石墨尘肺石墨尘肺4.炭黑尘肺炭黑尘肺5
8、.滑石尘肺滑石尘肺6.水泥尘肺水泥尘肺7.云母尘肺云母尘肺8.陶工尘肺陶工尘肺9.石棉肺石棉肺10.铝尘肺铝尘肺11.电焊工尘肺电焊工尘肺12.铸工尘肺铸工尘肺国家职业病目录明文指出了国家职业病目录明文指出了12种种第二节 矿山尘肺病矿矿山山尘尘肺肺病病硅肺病硅肺病煤硅肺病煤硅肺病煤肺病煤肺病l 吸入含游离吸入含游离SiOSiO2 2的岩尘的岩尘l 长期从事岩巷掘进的矿工长期从事岩巷掘进的矿工l 矿山尘肺病中最为危险矿山尘肺病中最为危险l 大量吸入煤尘大量吸入煤尘l 长期单一的从事煤层采掘的矿工长期单一的从事煤层采掘的矿工l 同时吸入煤尘和含游离同时吸入煤尘和含游离SiOSiO2 2岩尘岩尘l
9、 岩巷掘进和采煤的混合工种矿工岩巷掘进和采煤的混合工种矿工l 我国煤矿工人患该病的比重达到我国煤矿工人患该病的比重达到80%80%第二节 矿山尘肺病二、矿山尘肺病病理二、矿山尘肺病病理第二节 矿山尘肺病进入人体呼吸系统的粉尘大体上经历以下四个过程:l 在上呼吸道的咽喉、气管内,含尘气流由于沿程的惯性碰在上呼吸道的咽喉、气管内,含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使大于撞作用使大于10m10m的尘粒首先沉降在其内。经过鼻腔和的尘粒首先沉降在其内。经过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外。气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外。l 在上呼吸道的较大支气管内,通过惯性碰撞及少量的重力在上呼吸道的较大支气管
10、内,通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用,使沉降作用,使5 510m10m的尘粒沉积下来,经气管、支气管的尘粒沉积下来,经气管、支气管上皮的纤毛运动,咳嗽随痰排出体外。上皮的纤毛运动,咳嗽随痰排出体外。上呼吸道上呼吸道第二节 矿山尘肺病l 在下呼吸道的细小支气管内,支气管分支增多,气流速度减在下呼吸道的细小支气管内,支气管分支增多,气流速度减慢,部分慢,部分2 25m5m的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来,通过的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来,通过纤毛运动逐级排出体外。纤毛运动逐级排出体外。l 粒度为粒度为2m2m左右的粉尘进入呼吸性支气管和肺内后,一部分左右的粉尘进入呼吸性支气管和肺内后,一部分可随呼
11、气排出体外;另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内,可随呼气排出体外;另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内,残留在肺内的尘粒可杀死肺泡,使肺功能受到损害。残留在肺内的尘粒可杀死肺泡,使肺功能受到损害。下呼吸道与肺部下呼吸道与肺部l 第一期:重体力劳动时,呼吸困难、胸痛、轻度干咳第一期:重体力劳动时,呼吸困难、胸痛、轻度干咳l 第二期:中等体力劳动或正常工作时,感觉呼吸困难,第二期:中等体力劳动或正常工作时,感觉呼吸困难,胸胸痛、干咳或带痰咳嗽。痛、干咳或带痰咳嗽。l 第三期:做一般工作甚至休息时,也感到呼吸困难、第三期:做一般工作甚至休息时,也感到呼吸困难、胸痛、连续带痰咳,甚至咯血和行动困难胸痛、连续
12、带痰咳,甚至咯血和行动困难2尘肺病的发病症状及影响因素尘肺病的发病症状及影响因素一、尘肺病的发病症状一、尘肺病的发病症状第二节 矿山尘肺病二、尘肺病发病因素二、尘肺病发病因素发发病病因因素素1.矿尘的成分矿尘的成分2.矿尘粒度及分散度矿尘粒度及分散度3.矿尘浓度矿尘浓度4.个体方面的因素个体方面的因素第二节 矿山尘肺病1煤尘爆炸的机理及特征煤尘爆炸的机理及特征l 煤以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能力煤以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能力 大大增强,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开。大大增强,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开。l 当温度达到当温度达到300300
13、400400时,煤的急剧干馏,放出大量可燃性气体。时,煤的急剧干馏,放出大量可燃性气体。l 可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成活可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成活化中心,当能量达到一定程度后,发生尘粒的闪燃。化中心,当能量达到一定程度后,发生尘粒的闪燃。l 闪燃的热量传递给周围尘粒,导致燃烧过程急剧地循环进行。当闪燃的热量传递给周围尘粒,导致燃烧过程急剧地循环进行。当火焰速度达到每秒数百米后,煤尘燃烧便在一定临界条件下跳跃火焰速度达到每秒数百米后,煤尘燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。式地转变为爆炸。一、煤尘爆炸的机理一、煤尘爆炸的机理第三节
14、煤尘爆炸及其预防第三节 煤尘爆炸及其预防二、煤尘爆炸的特征二、煤尘爆炸的特征l 形成高温、高压、冲击波形成高温、高压、冲击波l 煤尘爆炸具有连续性煤尘爆炸具有连续性l 煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸的感应期l 挥发分减少或形成挥发分减少或形成“粘焦粘焦”l 产生大量的产生大量的COCO第三节 煤尘爆炸及其预防l 煤尘爆炸的下限浓度为煤尘爆炸的下限浓度为303050g/m50g/m3 3,上限浓度为,上限浓度为100010002000g/m2000g/m3 3。l 我国煤尘爆炸的引燃温度在我国煤尘爆炸的引燃温度在61061010501050之间,一般为之间,一般为700700800800。煤尘爆炸的最
15、小点火能为。煤尘爆炸的最小点火能为4.54.540mJ40mJ。煤尘爆炸必须同时具备三个条件:煤尘本身具有爆炸性;煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定的浓度;存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。2煤尘爆炸的条件煤尘爆炸的条件第三节 煤尘爆炸及其预防l 煤的挥发分煤的挥发分 3影响煤尘爆炸的因素影响煤尘爆炸的因素l 煤的灰分和水分煤的灰分和水分 l 煤尘粒度煤尘粒度 l 空气中的瓦斯浓度空气中的瓦斯浓度l 空气中氧的含量空气中氧的含量 l 引爆热源引爆热源第三节 煤尘爆炸及其预防4煤尘爆炸性鉴定煤尘爆炸性鉴定 规程规定: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材料。生产矿井每延深一个新水平,
16、由矿务局组织一次煤尘爆炸性试验工作。l 一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行,这种方法比一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行,这种方法比较准确可靠,但工作繁重复杂;较准确可靠,但工作繁重复杂;l 另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行,方法简便,目前多采用这种方法。行,方法简便,目前多采用这种方法。第三节 煤尘爆炸及其预防5预防煤尘爆炸的技术措施预防煤尘爆炸的技术措施l 预防煤尘爆炸的技术措施主要包括减、降尘措预防煤尘爆炸的技术措施主要包括减、降尘措施,防止煤尘引燃措施及限制煤尘爆炸范围扩施,防止煤尘引燃措施及限制煤尘爆炸范围扩大等三个方面。
17、大等三个方面。第三节 煤尘爆炸及其预防一、减一、减/降尘措施降尘措施 减、降尘措施是指在煤矿井下生产过程中,通过减、降尘措施是指在煤矿井下生产过程中,通过减少煤尘产生量或降低空气中悬浮煤尘含量以达到从减少煤尘产生量或降低空气中悬浮煤尘含量以达到从根本上杜绝煤尘爆炸的可能性。根本上杜绝煤尘爆炸的可能性。煤层注水是采煤工作面最重要的防尘措施之一。煤层注水是采煤工作面最重要的防尘措施之一。第三节 煤尘爆炸及其预防(1)煤层注水的实质)煤层注水的实质l 煤体内的裂隙中存在着原生煤尘,水可将原生煤尘湿润并煤体内的裂隙中存在着原生煤尘,水可将原生煤尘湿润并粘结,使其在破碎时失去飞扬能力,有效地消除尘源;粘
18、结,使其在破碎时失去飞扬能力,有效地消除尘源;l 水进入煤体内部,并使之均匀湿润。煤体受到破碎时,绝水进入煤体内部,并使之均匀湿润。煤体受到破碎时,绝 大多数破碎面均有水存在,从而消除了细粒煤尘的飞扬;大多数破碎面均有水存在,从而消除了细粒煤尘的飞扬;l 水进入煤体后使其塑性增强,脆性减弱,当煤体破碎时,脆水进入煤体后使其塑性增强,脆性减弱,当煤体破碎时,脆性破碎变为塑性变形,因而减少了煤尘的产生量。性破碎变为塑性变形,因而减少了煤尘的产生量。第三节 煤尘爆炸及其预防(2)影响煤层注水效果的因素)影响煤层注水效果的因素l 煤的裂隙和孔隙的发育程度煤体的裂隙越发育则越易注水。煤的裂隙和孔隙的发育
19、程度煤体的裂隙越发育则越易注水。l 注水参数的影响煤层注水参数是指注水压力、注水速度、注水参数的影响煤层注水参数是指注水压力、注水速度、注水量和注水时间。注水量和注水时间。l 上履岩层压力及支承压力上履岩层压力及支承压力l 液体性质的影响液体性质的影响l 煤层内的瓦斯压力煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。煤层内的瓦斯压力煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。第三节 煤尘爆炸及其预防(3)注水方式)注水方式l 短孔注水,是在回采工作面垂直煤壁或与煤壁短孔注水,是在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水,注水孔长度一般为斜交打钻孔注水,注水孔长度一般为2 23.5m3.5m。注水方式是指钻孔的位置、
20、长度和方向。l 深孔注水,是在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水,深孔注水,是在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水,孔长一般为孔长一般为5 525m25m。第三节 煤尘爆炸及其预防l 长孔注水,是从回采工作面的运输巷或回风巷,沿煤长孔注水,是从回采工作面的运输巷或回风巷,沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水,孔长层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水,孔长3030100m100m。l 巷道钻孔注水,即由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻巷道钻孔注水,即由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻注水或由底板巷道向煤层打钻注水,巷道钻孔注水采用注水或由底板巷道向煤层打钻注水,巷道钻孔注水采用小流量、长时间的注水方
21、法,湿润效果良好;但打岩石小流量、长时间的注水方法,湿润效果良好;但打岩石钻孔不经济,而且受条件限制,所以极少采用。钻孔不经济,而且受条件限制,所以极少采用。第三节 煤尘爆炸及其预防(4)注水系统)注水系统注水系统分为静压注水系统和动压注水系统。l 利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。钻孔的注水叫静压注水。l 利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水,水泵可以设在地面集中加压,也可直接设在注水,水泵可以设在地面集中加压,也可直接设在注水地点进行加压。水地点进行加压。第三节
22、 煤尘爆炸及其预防 二、限制煤尘爆炸范围扩大的措施二、限制煤尘爆炸范围扩大的措施 防止煤尘爆炸危害,除采取防尘措施外,还应采取降低爆炸威力,限制爆炸范围扩大的措施。l(1 1)清除落尘)清除落尘l(2 2)撒布岩粉)撒布岩粉l(3 3)设置水棚)设置水棚 水棚包括水槽棚和水袋棚两种。水棚包括水槽棚和水袋棚两种。l(4 4)设置岩粉棚)设置岩粉棚岩粉棚分轻型和重型两类。岩粉棚分轻型和重型两类。l(5 5)设置自动隔爆棚)设置自动隔爆棚 第四节 矿山综合防尘 矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度,以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。大体上分为通风除尘、湿式
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