矿井煤尘防治精.ppt
《矿井煤尘防治精.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《矿井煤尘防治精.ppt(104页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、矿井煤尘防治第1页,本讲稿共104页其次,锚喷作业点产尘量占1015%;运输通风巷道产尘量占5%10%;其它作业点占2%5%。就煤尘而言,一般每昼夜的产尘量约等于产煤量的0.25%1.0%,甚至高达3%。第2页,本讲稿共104页 (二)矿尘的分类 1.按矿尘粒径划分 按照粒径大小可分为 粗尘 粒径大于40 微米 细尘 粒径在10 40 微米 微尘 粒径在0.25 10 微米 超微尘 粒径小于0.25 微米第3页,本讲稿共104页2.按矿尘成因划分 原生矿尘:开采之前因地质作用和地质变化等原因而生成的矿尘。次生矿尘:生产过程中,因破碎煤岩而产生的矿尘。3.按矿尘的存在状态划分 (1)浮游矿尘。飞
2、扬在矿内空气中的矿尘,简称浮尘。一般所说的矿尘是指该状态下的矿尘。(2)沉积矿尘。从矿内空气中因自重而降落在巷道周壁的矿尘,简称落尘。第4页,本讲稿共104页4.按矿尘的粒径组成范围可分为(1)全尘:各种粒径在内的粉尘的总和。(2)呼吸性粉尘:能被吸入人体肺泡的浮尘。这种粉尘的粒径大多小于5微米。第5页,本讲稿共104页5.按矿尘的成分划分(1)煤尘。它是指粒径小于1mm且以含固定碳可燃物为主的煤炭颗粒。(2)岩尘。指细微颗粒的岩石粉尘,当岩尘中的游离二氧硅含量超过10%时称为矽尘。第6页,本讲稿共104页 6.按有无爆炸性划分 (1)有爆炸性粉尘。悬浮在空气中的粉尘云达到一定浓度在有引爆热源
3、的条件下,本身能发生爆炸,如有爆炸性煤尘、面粉、铝粉等。(2)无爆炸性粉尘。如岩粉等。第7页,本讲稿共104页 (三)矿尘计量指标 1.矿尘浓度 单位体积矿井空气中所含浮尘的数量叫做矿尘浓度,其表示方法有两种:(1)计重法。在1m3空气中所含浮尘的毫克数,单位为mg/m3。(2)计数法。在1cm3空气中所含浮尘的颗粒数,单位为粒/cm3。我国规定采用计重法表示矿尘浓度。第8页,本讲稿共104页 2.产尘强度 生产过程中,采落煤中所含的矿尘量,也叫绝对产尘强度,单位g/t。3.相对产尘强度每采1t或1m3煤所产生的矿尘量,单位mg/m3 mg/t 第9页,本讲稿共104页 4.矿尘沉积量 指单位
4、时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量,单位g/(dm2)5.矿尘分散度 矿尘分散度是指矿尘整体组成中各种粒级的尘粒所占的百分比。第10页,本讲稿共104页 我国对矿尘的分散度划分为4级:小于2m;25m;510m;大于10m。分散度大小按矿尘中微细颗粒占的比重而定 矿尘总量中微细颗粒多,所占比例大时,称为高分散度矿尘;反之,则称为低分散度矿尘。矿尘的分散度越高,所含细小颗粒越多,危害性越大。第11页,本讲稿共104页 5m以下的粉尘,能被吸入人体肺泡区,称为呼吸性粉尘。它是导致尘肺病产生的主要因素。据全国部分地区煤矿采掘工作面空气中矿尘分散度实测数据表明,5m以下的尘粒占90%左右,因此,呼
5、吸性粉尘应是通风防尘工作的重点。第12页,本讲稿共104页 二、矿尘的基本性质 (一)矿尘成分及游离二氧化硅含量 从卫生角度主要了解矿尘中是否含有:1)有毒物质:如铅、砷、汞等 2)放射性物质:如铀、钍等 3)游离二氧化硅(矽)二氧化硅是多种矿物和岩石的组成成分,有两种存在状态 结合状:即硅酸盐矿物,如长石、滑石等 游离状:常以结晶状态存在,主要是石英 第13页,本讲稿共104页 对人体健康产生危害的主要是游离二氧化硅,使人得矽肺病。粉尘中游离二氧化硅含量是指粉尘中未与金属氧化物结合的结晶型游离二氧化硅所占粉尘质量的百分比。第14页,本讲稿共104页(二)密度 1.真密度:单位体积(不包括尘粒
6、间的空隙)质量成为密度。Kg/m3 2.表观密度 用包括矿尘间空隙在内的体积计量的密度,也叫堆积密度。其值小于真密度。第15页,本讲稿共104页 3.相对密度比重是指粉尘的质量与同体积水的质量之比。密度对粉尘在空气中的运动和沉降影响较大。第16页,本讲稿共104页 (三)矿尘粒度与比表面积 1.矿尘粒度 表示单一矿尘颗粒大小的尺度,也叫粒径。2.比表面积 单位质量或单位体积粉尘的总表面积之和。(四)粉尘的湿润性 是指粉尘分子和水分子之间的结合能力。结合能力强,粉尘容易被湿润,反之,不容易被湿润。第17页,本讲稿共104页容易被水湿润的粉尘,称为亲水性粉尘;不容易被水湿润的粉尘,称为疏水性粉尘。
7、(五)电性质 悬浮于空气中的粉尘通常都带有电荷。(六)矿尘的光学性质 1.尘粒对光的反射能力 当尘粒直径大于1微米时,光线被直接反射而损失,即光线损失与反射面面积成正比。第18页,本讲稿共104页 2.尘粒的透光程度 透明程度取决于气流含尘浓度的高低。随着浓度的增加,透明度将大为减弱。3.光强衰减程度 光线通过含尘气流时,由于尘粒对光的吸收和散射作用,会使光强减弱。(七)自燃性和爆炸性第19页,本讲稿共104页 三、粉尘的危害 (一)矿尘的产生 1、产生矿尘的主要作业工序 钻眼作业 炸药爆破 采煤机割煤、装煤 掘进机掘进 采场支护、放顶 巷道支护,特别是锚喷支护 装载、运输、转载和提升 通风安
8、全设施的构筑第20页,本讲稿共104页 2.影响矿尘量的主要因素 (1)地质构造及煤层赋存条件 地质构造复杂、断层褶曲发育的地方,产尘量较大,反之则较小。火成岩浸入,煤体变脆变酥,产尘量的。开采急倾斜煤层比缓倾斜煤层产尘大;厚煤层比薄煤层产尘大。第21页,本讲稿共104页(2)煤岩的物理性质第22页,本讲稿共104页1.危害 (1)对人体健康的危害;(2)发生爆炸,造成人员死亡和经济损失;(3)中毒危害;(4)放射危害。第23页,本讲稿共104页其中最普遍而严重的危害是能引起尘肺病如:(1)矽肺病(最严重);(2)煤肺病;(3)石棉肺病;(4)煤矽肺病。第24页,本讲稿共104页 2.发病的原
9、因 (1)矽肺病原因 游离二氧化硅(sio2)表面活性很强,人体吞噬细胞吞噬后,能使吞噬细胞崩解死亡,从崩解逸出的硅尘,可再次被具有活性的吞噬细胞吞噬,然后吞噬细胞死亡,这一过程反复进行,造成矽肺病。矽肺病是一种进行性疾病,一旦患上矽肺病,即使离开矽尘环境,病情仍会继续发展。(2)煤肺病 细小的煤尘随着呼吸进入人体肺泡,在肺泡中沉积,使人体的肺发生纤维化,造成尘肺病。第25页,本讲稿共104页 3.影响尘肺病的发病因素 (1)粉尘的成分 游离sio2 含量越高危害越大。(2)粉尘的粒径与分散度 经解刨沉积在人体肺泡中的粉尘粒经大多为1 5微米。一次1 5微米的粉尘对人体危害最大。分散度越大,含
10、细小颗粒粉尘越高,对人体危害越大。(3)粉尘浓度 浓度越高,危害越大。(4)接尘时间 累计接尘时间越长,危害越大。第26页,本讲稿共104页 二、煤尘爆炸及预防 (一)煤尘爆炸原因、条件及特征 1.煤尘爆炸原因当温度达到300400时,浮尘迅速干馏气化,产生大量可燃气体,可燃气体与空气混合在高温作用下,混合气体吸收能量,形成链反应最后形成爆炸。第27页,本讲稿共104页 2.煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时具备四个条件,缺一不可。(1)煤尘本身具有爆炸性。(2)浮尘达到爆炸浓度。一般认为煤尘爆炸的下限浓度为3050g/m3,上限浓度为15002000g/m3。其中爆炸威力最强的浓度范围为300
11、500g/m3。(3)有足以点燃煤尘的热源。经实验,我国煤尘爆炸的引燃温度在6101050之间,一般为700800,煤尘爆炸的最小点燃能量为4.540mJ。(4)氧气浓度。井下空气中氧含量低于17%时,煤尘不能引燃而失去爆炸性。第28页,本讲稿共104页 3.煤尘爆炸的特征 (1)煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸要待煤尘受热分解氧化并形成足够的可燃气体和热量才发生。这一过程所需要的时间称为感应期。一般为40 280毫秒。(2)形成高温、高压、冲击波。(3)煤尘爆炸具有传播效应。(4)挥发分减少或形成“粘焦”。(5)产生大量的一氧化碳。煤尘爆炸时,在气体产物中含有大量的CO,其浓度一般可达23%,甚至
12、高达8%。第29页,本讲稿共104页 (二)影响煤尘爆炸的因素 1.煤的挥发分 一般情况下,煤尘的可燃挥发分越高,越易爆炸。因为煤尘爆炸主要是在尘粒分解的可燃气体中进行的。2.煤的水分 煤中水分具有减弱和阻碍爆炸的性质,因为:煤中水分对尘粒起粘结作用,减少表面积,增大颗粒,降低飞扬能力;煤中水分起吸热、降温阻燃作用。第30页,本讲稿共104页 3.煤的灰分 灰分是不燃性物质,能吸收能量,阻挡热辐射,破坏链反应,降低煤尘的爆炸性。实验证明,只有灰分达到40%以上时,爆炸性才显著下降,采用岩粉棚撒布岩粉就是利用灰分能够削弱煤尘爆炸这一原理来制止煤尘爆炸的。4.煤尘粒度 粒度对爆炸性有极大的影响。1
13、mm以下粒径煤尘都能参与爆炸,总的来说,煤尘粒度越小,表面积越大,受热及氧化作用越快,加速了释放可燃气体,所以越易爆炸,且爆炸性强,特别是30m75m的煤尘爆炸性最强。煤尘粒度越小所需引燃温度越低,且火焰传播速度也越快。第31页,本讲稿共104页 5.空气中的瓦斯浓度 瓦斯是可燃气体,当其混入巷道空间时,煤尘爆炸的下限浓度会降低。6.空气中氧含量 井下空气中氧含量低于17%时,煤尘不能引燃而失去爆炸性。7.引爆热源 引爆热源的温度越高,能量越大,越容易点燃煤尘云,煤尘初始爆炸强度也越大;温度越低,能量越小,越难点燃煤尘云,即使能引起爆炸,初始爆炸强度也小。第32页,本讲稿共104页 (三)预防
14、煤尘爆炸事故的技术措施 1.减、降尘措施(控制浮尘浓度)具体有:(1)煤层注水。在采煤工作面开采之前,预先在煤层中打若干钻孔,通过钻孔注入一定压力的适量的水,使其渗入煤体内部,增加煤体的水分,达到均匀湿润,从而减少煤层开采过程中煤尘的产生量,据测量,煤层注水可减少煤尘生成量4090%。第33页,本讲稿共104页 (2)湿式打眼。在工作面使用电钻或风钻打眼时,将压力水送入并充满孔底,以湿润、冲洗和排出产生的煤尘,从而达到减尘目的。(3)使用水炮泥。炮泥分粘土炮泥和水炮泥两种,在封堵炮眼时,不仅要用粘土炮泥,而且要使用水炮泥。水炮泥在爆炸后形成水雾起到降尘、吸收炮烟和消焰降温等作用,降尘达80%左
15、右。(4)通风防尘。通风除尘是稀释和排除工作地点悬浮粉尘,防止过量积累的有效措施,据试验观测,当风速增加到1.52m/s时,作业地点的矿尘浓度将降到最低值,故称最优排尘风速。第34页,本讲稿共104页 (5)喷雾洒水。将水雾化成微细水滴喷射于空气中与浮尘碰撞接触,尘粒被水捕捉而附于水滴上或者湿润的尘粒互相凝集成大颗粒,从而加速其沉降,使之尽快变为落尘。其广泛用于采掘机械、爆破作业、转载点、巷道风流净化等。掘进机较好的内外喷雾系统可使空气中含尘量减少8595%。(6)刷洗岩帮。是指刷白巷道和冲洗岩帮,清除落尘。(7)除尘器除尘 矿用除尘器的类型:第35页,本讲稿共104页 一般根据除尘器的原理,
16、习惯上将除尘器分为四大类:机械除尘器 包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等,主要利用重力、惯性及离心力的作用捕尘。过滤除尘器 包括袋式除尘器、纤维除尘器、颗粒层除尘器等,是利用拦截、惯性碰撞、扩散等作用,分离铺集粉尘。湿式除尘器 包括水浴除尘器、泡沫除尘器、湿式旋流除尘器、湿式过滤除尘器、文氏管除尘器等,是利用粉尘与第36页,本讲稿共104页水滴的拦截、惯性碰撞、扩散等作用而分离捕集粉尘。电除尘器 包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器等,是利用电力分离捕集粉尘。除尘器性能指标 技术性能指标:除尘效率、分级除尘效率、阻力、处理风量等。经济性能指标:设备费、运行维护费、占用面积或空间等。第37页
17、,本讲稿共104页 最主要的是除尘效率与阻力两项,一般要求“高效低阻”。2.防止煤尘引燃的措施 3.隔绝煤尘爆炸的措施 (1)撒布岩粉 岩粉是不燃性细散粉尘,撒布岩粉是指定期在井下某些巷道中撒布惰性岩粉,增加沉积煤尘的灰分,抑制煤尘爆炸的传播。撒播的岩粉与煤尘混合,使不燃物含量大于80%,撒播岩粉的巷道长度不小于300m。第38页,本讲稿共104页 (2)设置水棚 在巷道中靠近顶板处设置水棚,当井下发生爆炸时,爆风压力将水槽崩翻并破碎,水瞬间分散于巷道空间内,形成水雾,因水的比热大,吸热效果好,利于消灭火焰,而阻止煤尘爆炸火焰的传播。隔爆棚组的用水量按巷道断面计算不小于400L/m2,水棚长度
18、不小于30m。(3)自动式隔爆棚使用压力或温度传感器,在爆炸发生时,探测爆炸波的传播,及时将预先放置的水、岩粉、氮气、二氧化碳等喷洒到巷道中,从而达到自动、准确、可靠地扑灭爆炸火焰与防止爆炸蔓延的目的。常用的有自动水幕等。第39页,本讲稿共104页 第三章 煤矿防尘技术 第一节 煤层注水防尘技术 一、注水减尘原理 二、影响煤体湿润效果的因素 1、注水压力、流量和时间 (1)注水压力 (2)注水流量 (3)注水时间第40页,本讲稿共104页 2、煤体的裂隙和孔隙 裂隙和孔隙发育,注水效果好,反之效果差。孔隙率小于4%时,注水无效果,孔隙率为15%时,注水效果最佳,孔隙率为40%时,煤体多孔,含水
19、丰富,不需注水。第41页,本讲稿共104页 3、上覆岩层压力 随着煤层埋藏深度的增加,煤层注水效果会有所减弱。4、支承压力 支承压力带,裂隙发育,容易造成跑水,注水效果差。第42页,本讲稿共104页 5、煤质的影响 挥发分含量在15%65%范围的煤种比其他煤种透水性好。6、液体性质的影响 添加表面活性剂增加煤体湿润性。7、煤层内瓦斯压力 瓦斯压力大时,要增加注水压力第43页,本讲稿共104页 三、注水效果及检查方法 1、注水效果 (1)防尘效果 (2)其他效果 可抑制瓦斯涌出;降低温度;可预防煤与瓦斯突出第44页,本讲稿共104页 2、注水效果的检查方法 (1)防尘效果的检查方法 (2)煤体湿
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 矿井 煤尘 防治
限制150内