礦井通風與災害防治(三〕授課人：侯英敏礦井煤塵礦塵防治一、礦塵及分類礦塵組成爆炸性粒度存在狀態煤塵巖塵爆炸性無爆炸性全塵呼吸性浮塵落塵二、粉塵的產生及危害●采煤工作面產塵源主要產塵工序有：采煤機落煤、裝煤、液壓支架移架、運輸轉載、運輸機運煤、放炮、人工攉煤、放煤口放煤等。●掘進工作面產塵源主要產塵工序有：機械破巖〔煤〕、裝巖、放炮、煤矸運輸轉載、錨噴等。●其他產塵源：煤炭裝卸點、巷道維修的錨噴現場等。塵肺病的發病原因及影響因素●煤礦塵肺病種類

▲矽肺：吸入游離SiO2含量較高的巖塵所引起的塵肺。患者多為長期從事巖巷作業職工

▲煤矽肺：由煤塵和含有游離SiO2的巖塵共同作用引起的塵肺。患者多為巖巷掘進和采煤的混合工種職工

▲煤肺：由煤塵引起的塵肺。多為采煤工●煤礦塵肺病的影響因素▲粉塵成分：能引起肺部纖維病變的礦塵，大多含有游離SiO2，其含量越高，發病工齡愈短，病變開展愈快。▲粉塵分散度：空氣中粉塵如細微顆粒占的百分比多就稱其分散度高。礦塵的分散度越高，對人體的危害越大。最危險的是粒度3-5um的礦塵▲粉塵濃度：單位空氣中粉塵質量。是一個極重要因素，超過某一值才產生致病危害。▲接塵時間：工作時間越長，發病率越高▲其他：發病幾率與人的機體狀態、粉塵性質、控制措施等有關。三、煤塵爆炸●煤塵爆炸的危害及特征▲產生高溫高壓：煤塵爆炸產生的熱量，爆炸地點溫度高達2000℃，壓力達736KPa。▲連續爆炸：煤塵爆炸的壓力波將巷道中的落塵揚起，使煤塵濃度迅速到達爆炸范圍，再次發生爆炸。有時反復屢次，連續爆炸▲產生大量CO：濃度高達2-3%，甚至到達8%左右。事故受害者大多數〔70-80%〕是由于CO中毒造成的主要有兩種形式，純煤塵爆炸和有瓦斯參與的煤塵爆炸。以后一種為主。與瓦斯點燃相同。沉積煤塵飛揚計算例如必須經過專門部門的試驗鑒定，一般煤的揮發分Vr>10%屬有爆炸性的煤塵。除少數無煙煤外，其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。濃度下限45～2000g/m3。直接產生很難—40g/m3時25W的燈泡，2m內人看不見燈光。間接產生容易—積塵飛揚。能量>4.5~40mJ；溫度為700~800℃；足夠長的時間>爆炸感應期。①煤塵本身具有爆炸危險性。②空氣中煤塵的濃度處于爆炸界限范圍內。煤塵爆炸在井下存在的可能性四、煤塵爆炸的條件及影響因素●煤塵爆炸條件

沉積煤塵飛揚計算例如條件：長、寬、高均為5m的房間，地面沉積有1mm厚的煤塵，其堆積的密度為500kg/m3計算：當沉積的煤塵全部揚起，均勻分布在整個空間時，室內煤塵的濃度是否能到達爆炸限？解：整個空間體積：5×5×5=125m3房間中的煤塵重量：5×5×0.001×500=12.5Kg房間中的煤塵濃度：12.5/125=0.1Kg/m3=100g/m3100>40，煤塵濃度已達爆炸界限范圍●煤塵爆炸影響因素揮發份：可燃揮發分越高，爆炸性越強水分：水分能降低煤塵爆炸性，降低飛揚能力灰分：吸收熱量，阻擋熱輻射，破壞鏈反響，降低爆炸性。但揮發分大于15%的煤塵，灰分影響不大含硫量：硫分越高，爆炸性越強。粒度：粒度越小，爆炸性越強。粒度在〔30-75μm)的煤塵爆炸性最強。瓦斯含量：瓦斯存在時，煤塵爆炸下限會降低，爆炸的濃度范圍擴大氧濃度：較高時，點燃煤塵的溫度降低，爆炸的壓力升高。當氧氣的濃度低于18%時，煤塵失去爆炸性

點燃源特性：溫度、能量越高，越容易點燃煤塵。其它：爆炸空間形狀和容積大小、有無障礙物和拐彎、煤塵的飛揚性、風流流速等都能影響煤塵的爆炸性

煤塵本身特性影響

外部環境影響

五、煤塵爆炸事故的預防措施

▲噴霧灑水：將壓力水通過特制的噴嘴噴出，霧化的水流使漂浮的塵粒濕潤下降，防止煤塵飛揚▲通風除塵：用清潔的風流不斷稀釋和排出空氣中的煤塵。▲沖洗煤塵：沿容易沉積煤塵的工作面進、回風巷，用水流沖洗巷道四周，使煤塵充分濕潤，無法揚起制。二、防止煤塵爆炸災害擴大的措施防止煤塵擴大的措施有兩個方面，即:分區通風和設置自動隔爆裝置●分區通風?煤礦平安規程?第113條規定：生產水平和采區必須實行分區通風。生產過程中，每一生產水平、每一采區都必須布置單獨的回風道，嚴格禁止各采區、水平之間的串聯通風，盡量防止采區之間角聯風路的存在。

按隔爆棚的保護范圍分為主要隔爆棚和輔助隔爆棚

△主要隔爆棚設置地點：礦井兩翼與井筒相連通的主要運輸大巷的回風大巷；相鄰采區之間的集中運輸巷道和回風巷道；相鄰煤層之間的運輸石門和回風石門。△輔助隔爆棚設置地點：采區工作面進、回風巷道；采區內的煤層掘進巷道；采用獨立通風，并有煤塵爆炸危險的其他巷道。

▲隔爆裝置種類：主要包括巖粉棚、水棚、自動防爆棚。

目前，井下使用最多的是水袋棚，每個水袋棚的容量一般為25L、40L。主要隔爆棚的總水量不得低于400L/m2，輔助隔爆棚的總水量不得低于200L/m2。

?煤礦平安規程?第17規定：掘進井巷和硐室時，必須采取濕式鉆眼、沖洗井壁巷幫、水炮泥、爆破噴霧、裝巖(煤)灑水和凈化風流等綜合措施。在有條件的礦井還應通過改進采掘機械機構及其運行參數等方法減少采掘工作面的粉塵產生量。二、礦井通風排塵

礦井通風除塵是指稀釋與排出礦井空氣中的粉塵的一種除塵方法。決定通風除塵效果的主要因素是風速。能以最大程度地排除礦塵的風速為最優風速。一般來說，掘進工作面最優風速為，機械化采煤工作面為。三、掘進除塵及除塵器在煤礦各生產環節中，井巷開拓、掘進是產生粉塵的主要環節之一。掘進打眼、放炮、支護、裝矸和運輸等工序不僅產生大量煤塵，影響平安生產，而且還嚴重危害職工的身體健康。因此，必須因地制宜地采取有效的通風、干式捕塵及除塵器等比例防塵措施，保證掘進工作面粉塵濃度到達國家衛生標準。

按除塵原理可分為兩類：用水濕潤、沖洗初生和沉積的粉塵；用水捕集懸浮于空氣中的粉塵。▲用水濕潤、沖洗初生和沉積的粉塵。常見于濕式鑿巖、濕式鉆眼等作業。▲用水捕集懸浮于空氣中的粉塵。目前多采用噴霧捕捉浮塵，主要包括采掘機械的內、外噴霧灑水和井巷定點噴霧降塵。五、個體防護

▲目的：使佩帶者既能呼吸凈化后的潔凈空氣，又不影響正常操作。▲主要防護用具：防塵口罩、防塵帽、防塵呼吸器、防塵風罩、防塵呼吸器等。兗州煤業股份

濟寧三號煤礦“2.8〞煤塵爆炸事故2004年2月8日21時57分，兗州煤業股份濟寧三號煤礦43下04綜放工作面發生一起煤塵爆炸事故，死亡2人，受傷16人，事故造成直接經濟損失29.4萬元。“2.8〞煤塵爆炸示意圖〔一〕“2.8〞煤塵爆炸示意圖〔二〕●礦井概況濟寧三號煤礦隸屬兗州煤業股份，礦井于1993年12月19日正式開工建設，2000年12月28日正式投產，年設計能力500萬噸，核定年生產能力800萬噸。設計效勞年限81年，井田總面積05.05km2，可采及局部可采煤層為3上、3下、6、10下、15下、16上、17等共八層，主采煤為一、四、五、六采區，生產水平為－18m，礦井及地質類型中等偏簡單，水文地質類型簡單～中等，礦井開拓方式為豎井開拓；中央并列式通風，通風方式簡單，通風系統合理，風量滿足要求；采煤方法主要為走向長壁綜采放頂煤法。煤塵爆炸指數41.15％，低瓦斯礦井。●事故間接原因〔一〕綜合防塵措施不完善，礦排查出的隱患不能得到監控和整改落實是事故發生的主要原因。通過查閱濟三煤礦“每周專業隱患排查〞資料發現，濟三煤礦自2004年1月7日—2月11日〔共六個周〕“濟三煤礦上周通防專業隱患落實情況表〞中每周都提出了如下隱患“43下04工作面煤塵大，用好煤機內外噴霧、架間噴霧和放煤噴霧，加強工作面煤塵沖刷。〞煤塵爆炸事故的發生說明了隱患沒有得到整改落實，沒有做到時間、人員、工程、監督四落實，工序控制、過程控制存在嚴重問題等。?濟三煤礦43下04綜放面作業規程?第32頁中規定：“工作面進行煤層超前注水〞，礦實際沒有按照作業規程規定對工作面煤層進行超前注水。兗礦集團制定的?煤礦平安規程執行方法?第二十五條規定：采煤工作面有特殊情況報公司批準后可不采取煤層注水措施。但該礦在沒有上報集團公司批準的情況下擅自決定43下04綜放工作面不進行煤層注水。●事故間接原因〔二〕礦平安管理、平安教育培訓不到位是事故發生的又一主要原因。“濟三煤礦上周通防專業隱患落實情況表〞連續六周提出了43下04綜放工作面的綜合防塵工作存在問題，沒有引起礦管理人員的重視，隱患沒有得到整改；區隊干部違章指揮，職工違章作業，充分反映了濟三煤礦存在重生產輕平安、重生產輕平安教育培訓、干部職工平安意識差的現象。工作面違章放糊炮，現場的區隊干部及工人意識不到不平安行為所帶來的事故隱患，也沒人制止這種嚴重違章行為；此外，放炮時工作人員也未按照?43下04綜放工作面過斷層響震動炮平安措施?的規定撤出工作面，放炮平安距離不夠，這些都反映出濟三煤礦平安管理不到位、職工互保聯保意識差、職工平安教育方面存在漏洞，從而導致了本次煤塵爆炸事故的發生。●事故重要原因安監人員配備缺乏、平安檢查人員缺位是事故發生的重要原因。濟三煤礦現有3個采煤面、15-19個掘進迎頭，現有安監人員61人，安監人員數量缺乏，不能做到跟班檢查，違反了?礦山平安法實施條例?第二十九條第〔三〕款的規定。當班安監員劉慶鳳曾于事故發生當班的16時20分左右、16時40分左右兩次阻止了班長海利、放炮員張興國等人的違章指揮、違章放炮的行為。但在21時40分左右，安監員為了按規定到井底車場維持秩序，離開了工作面。●事故重要原因①安監人員配備缺乏、平安檢查人員缺位是事故發生的重要原因。濟三煤礦現有3個采煤面、15-19個掘進迎頭，現有安監人員61人，安監人員數量缺乏，不能做到跟班檢查，違反了?礦山平安法實施條例?第二十九條第〔三〕款的規定。當班安監員劉慶鳳曾于事故發生當班的16時20分左右、16時40分左右兩次阻止了班長海利、放炮員張興國等人的違章指揮、違章放炮的行為。但在21時40分左右，安監員為了按規定到井底車場維持秩序，離開了工作面。②?43下04綜放面作業規程?中沒有規定采煤工作面出現大塊矸石時如何處理，是事故發生的一個原因。●事故其他原因超核定能力生產