矿井瓦斯防尘.doc

矿井瓦斯基础知识 矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体，矿井瓦斯灾害、粉尘灾害、火灾、水灾和顶板灾害构成了煤矿的五大自然灾害。因此，瓦斯灾害是煤矿中的重大灾害之一。它不仅影响矿井的正常生产，还威胁到井下人员的生命安全。你要从事煤矿井下工作，必须对瓦斯的特点及其危害作详细的了解，以便在工作中加强预防。 一、什么是矿井瓦斯呢 （一）我们可以这样理解，矿井瓦斯就是在采掘过程中从煤层、岩层、采空区中放出的和生产过程中产生的各种有毒有害气体的总称。从安全的角度可以将这些有毒有害气体划分为四类，具体如下 1、可燃气体以沼气（甲烷）为代表的烷烃类、氢气、一氧化碳、硫化氢气体等； 2、有毒气体硫化氢、一氧化碳、二氧化硫、氨气、二氧化氮等； 3、有害气体（窒息性气体）氮气、沼气、二氧化碳、氢气等； 4、放射性气体氡气。 （二）因为在瓦斯各种组成气体中，由煤体、围岩和采空区涌出的沼气（甲烷）往往占总量的90％以上，所以，矿井瓦斯通常单指沼气（本书中以后如无特别说明，则瓦斯单指沼气。 二、瓦斯有哪些特点呢 1、矿井瓦斯是一种无色、无味、无臭（但有时与其他气体混合有苹果香味）、无毒的气体。它混合到空气中，既看不见，又摸不到，还闻不出来；但它在空气中占的比例大了，会使空气中氧气含量降低，一般认为瓦斯达到43时，则空气中氧气降低到12，能造成人员缺氧窒息，抢救不及时容易造成死亡。另外，瓦斯只有空气的一半稍多点的重量，比一般空气轻的多，所以，它经常积聚在巷道的顶部和冒落的空洞中；扩散性和渗透性很强，煤层、岩层、采空区中的瓦斯能很快地涌出到井下巷道中来。最危险的是瓦斯和空气混合到一定浓度时，遇到火源能够发生燃烧或爆炸。 例如2002年6月1日，温宿县克孜勒布拉克煤矿，随意停开主扇，致使巷道内瓦斯积聚，达到爆炸界限，作业人员拆卸矿灯灯头，产生火花，引起瓦斯爆炸，东运输巷7人全部死亡。 为此，井下不准抽烟、不准随意打开矿灯、不准无安全措施进行电焊气焊、严禁穿化纤衣服，因为化纤衣服容易摩擦生电而引爆瓦斯。 矿井粉尘防治基础知识 矿尘知识 矿尘指的是，在矿井生产和建设过程中所产生的，并能在空气中悬浮一定时间的各种矿物细微颗粒的总称。 矿尘是怎样产生的 煤矿井下矿尘的来源主要有以下几条途径 （1）采掘工作面破碎、装载煤（岩）过程，如电钻，风锤打眼，爆破，采掘机械切割煤（岩），人工装载和机械装载等。 （2）采空区处理过程，如人工回柱放顶、液压支架移架和放顶煤开采的放顶煤作业工序等。 （3）煤（岩）的运输和转载过程，如煤（岩）的自溜运输、输送机运输、转载、卸、煤仓口放煤和翻笼翻煤等。 （4）喷浆过程，在喷浆作业时会产生大量的水泥和矿粒粉尘。 矿井自然条件对矿尘的产生有哪些影响 自然条件对矿尘产生的影响主要有以下几方面 （1）地质构造情况。地质构造复杂，断层褶皱发育，受地质运动破坏强烈地区，开采时矿尘产生量较大，反之则产尘量较小。 （2）煤层的赋存条件。在同样的技术条件下，开采薄煤层比开采厚煤层矿尘产生量要大，因为在同样的产尘环境中，薄煤层比厚煤层空间小，使矿尘浓度增加；开采缓倾斜煤层比开采急倾斜矿尘产生量要小。 （3）煤（岩）的物理学性质。在一般情况下，煤（岩）体节理发育、结构疏松、水份较低，煤（岩）质坚硬且脆性大时，在采掘过程矿尘产生量较大，反之则产生量较小。 矿井生产条件对矿尘的产生有哪些影响 生产条件对矿尘产生的影响主要有以下几方面 （1）采掘机械化程度。随着采掘机械化程度的提高，矿尘的产生量也随之增大。如没有采取防尘措施时，炮采产尘量300-500mg/m3,机采产尘量1000-3000 mg/m3，综采产尘量4000-8000 mg/m3，炮掘产尘量1300-1600 mg/m3，机掘产尘量2000-3000 mg/m3。 （2）生产的集中化程度。生产集中化程度的提高，使采掘工作面推进速度加快，同时风量越来越大，扬起矿尘，使较小的空间内产生较多的矿尘。 （3）采煤方法。如采用不同的采煤方法时产尘量也不相同，如急倾斜煤层采用倒台阶采煤法比采用水平分层采煤法煤尘产生量要大；缓倾斜煤层采用放顶煤开采比采用倾斜分层开采煤尘产量要大得多；全部垮落法管理顶板比充填法管理顶板产尘量也大。 （4）采掘机械。采掘机械截出形状排别、牵引速度、截割速度、截割深度等也影响煤（岩）的产尘量和颗粒大小。 采掘工作面通风状况对煤尘的产生有哪影响 通风状况对采掘工作面的煤尘产生的影响主要有以下几方面 （1）通风方式。如下行通风方式比上行通风方式产尘量要小；串联通风方式比分区通风方式产尘量要大。 （2）风速。风速与和矿尘的关系比较密切，通过合适的风速，风流中矿尘浓度最小，并将矿尘排出矿井。风速过小，影响对矿尘的冲淡和排除；风速过大，会将已经沉降的矿尘吹扬起来，增加空气中的矿尘。据研究资料，采煤工作面最佳排尘风速1.2-1.6m/s，掘进工作面最佳排尘风速0.25-0.5m/s。 矿尘有哪些危害 矿尘以对人体健康和矿井安全存在着严重危害，主要表现在以下几方面 （1）对人体健康的危害。长期吸入大量的矿尘，轻者引起呼吸道炎症，重都导致尘肺病。同时，皮肤沾染矿尘，阻塞毛孔，能引起皮肤病或发炎，矿尘还会刺激眼膜。 （2）煤尘爆炸。煤尘在一定条件下可以爆炸，煤尘爆炸是煤矿五大灾害之一。对于瓦斯矿井，发生瓦斯爆炸时煤尘也有可能同时参与爆炸，使爆炸破坏程度加剧。 （3）污染作业环境。矿尘增大，会降低作业场所和巷道能见度，不仅影响劳动效率，还容易导致误码操作、误判断，往往造成作业人员伤亡。 （4）对机械设备的危害。矿尘能加速机械磨损，缩短使用寿命，增加人员对设备的维修工作量。 矿尘如何进行分类 矿尘的分类方法很多，目前我国煤矿对矿尘主要有以下分类方法 （1）按矿尘的成分分类 ①煤尘直径小于1mm煤炭颗粒。 ②岩尘直径小于5μm岩石颗粒。 （2）按矿尘中游离sio2的含量分类。 ①矽尘矿尘中游离sio2含量在10以上。 ②非矽尘矿尘中游离sio2含量在10及其以下 3）按矿尘存在状态分类 ①浮尘悬浮在矿井空气中的矿尘。 ②积尘沉积在井巷四周、支架、设备和物料上的矿尘。 （4）按卫生学观点分类 ①总粉尘悬浮于矿井空气中各种粒径的矿尘总和，也称为全尘。它指的是在正常呼吸过程中通过鼻和嘴能够吸入的矿尘。 ②非呼吸性粉尘虽然进入体内，但由于鼻、咽、气管支气管、细支气管的拦截、阻留作用仍不能进入肺泡区的粉尘。 ③呼吸性粉尘能够呼吸到人体肺泡区的粉尘。它是致尘肺病的粉尘。呼吸性粉尘空气动力学直径均在7.07μm以下，并且空气动力学直径5μm的效率为50。 （5）按矿尘的爆炸性分类 ①有爆炸性矿尘本身具有爆炸性，在一定条件下能发生爆炸的矿尘。 ②无爆炸性矿尘本身没有爆炸性，在任何条件下都不会发生爆炸的矿尘。 什么叫矿尘的粒度粒度与人体健康有什么关系 矿尘的粒度指的是矿尘颗粒的大小，又称粒径。因矿尘的形状不规则，一般用尘粒的平均直径或其投影长度来表示粒度，其单位为μm（微米）。 一般来说，矿尘的粒度越小，对人体健康危害越大，粒度小于5μm的呼吸性粉尘可被人吸入细支气管和肺泡区里引起尘肺病。 什么叫矿尘的分散度分散度与矿井安全和人体健康有什么关系 矿尘的分散度指的是，物质被破碎的程度，用来表示矿尘粒子大小的组成。通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总数量级百分比。 根据矿尘总数量中不同粒级的矿尘所占百分比，矿尘的分散度可分为高分散度的矿尘和低分散度的矿尘。高分散度的矿尘中微细尘粒多，所占比例大，而低分散度的矿尘中粗大尘粒多、所占比例大。矿尘的分散度越高，对矿井安全和人体健康危害性越大，而且越难捕获。所以，在制定防尘措施时，必须考虑矿尘的分散度，以达到效果最佳。 什么叫矿尘的浓度矿尘浓度怎样表示 矿尘的浓度指的是单位体积内矿井空气浮尘的颗粒数或浮尘的质量。其表示方法有以下两种 （1）计重法 计重法指的是，单位体积内矿井空气所含浮尘的质量，单位为g/m3或mg/m3。计重法表示的是矿尘的质量浓度。 （2）计数法 计数法指的是，单位体积内矿井空气所含浮尘的颗粒数，单位为粒/cm3。计数法表示的是矿尘的数量浓度。 什么叫矿尘悬浮性悬浮性对人体健康有什么危害 矿尘悬浮性指的是，矿尘不易降落，可以长时间地悬浮在空气中的性质。 尘粒在空气中悬浮的时间与它的体积、密度、形状和作业环境温度、湿度和风速等因素有关系。据实验资料，直径5μm的尘粒可在空气中悬浮3h左右，尘粒直径越小，在空气中沉降速度越慢，这些尘粒对尘肺病的发生起主要作用。 什么叫矿尘吸附性吸附性对人体健康有什么危害 矿尘吸附性指的是，矿尘对周围介质（空气）具有吸附能力的性质，使微细颗粒表面形成一种气膜。 矿尘的吸附性不利于矿尘的沉降，同时作业现场的粉尘表面还会吸附空气中含有的有害有毒气体和放射性物质（如氡），加重了矿尘对人体健康的危害性。 什么叫矿尘湿润性湿润性与防尘有什么关系 湿润性指的是，矿尘尘粒与水分子的亲和能力。 矿尘颗粒与水分子结合后，使矿尘颗粒的体积增大，质量增加，提高颗粒的沉落速度或者不易飞扬起来。煤矿井下采用的喷雾洒水就是利用矿尘湿润性原理从空气中将浮尘沉降下来和使积尘飘不起来，以减少矿尘的危害性。 什么叫矿尘荷电性荷电性对人体健康有什么危害 荷电性指的是，矿尘粒子在被破碎过程中互相摩擦，表面得到或失去电子而使矿尘带电的性质。悬浮在空气中的矿尘也可以直接吸附空气中的离子而产生电荷。 矿尘的荷电性对矿尘在空气中的稳定程度有一定影响。同性电荷相斥，增加了尘粒在空气中的运动；异性电荷相吸，可使尘粒在碰撞时凝集而沉降。外国有的采用雾滴带电荷的方法进行喷雾降尘，取得了明显的效果。 但是，荷电尘粒易被阻留于人体内，尘粒的荷电量影响细胞的吞噬速度，矿尘的荷电量越大对人体健康的危害也越大。 煤尘爆炸的实质是什么 煤尘爆炸的实质是空气中氧气与煤尘在高温作用下发生的急剧化学反应过程。 悬浮于空气中的煤尘在高温热源作用下，迅速被干馏或气化放出可燃性气体。这些可燃性气体燃点较低，与空气混合后，在高温热源作用下燃烧起来，燃烧生成的热能又使煤尘加热而燃烧，生成更多的热能。这些热能传播给附近煤尘并使其重复以上过程。在此过程连续不断的进行中，氧化化学反应越来越快，温度越来越高，范围越来越大，当达到一定程度时，便由一般燃烧发展成为剧裂的煤尘爆炸。