采矿工程论文 浅谈矿井粉尘防治.doc

摘要粉尘是矿山中所产生的矿石和岩石的细微颗粒也叫做矿尘粉尘是矿井生产的五大灾害之一粉尘具有多方面的危害性如爆炸性放射性磨损性但最普遍且最严重的危害是引起尘肺病为了降低煤巷据进工作面的产生量和巷道的浮尘使之符合国家煤矿安全规程规定我们将时时对粉尘进行监测将其大部分在尘源处和传播过程中捕获我们采用煤层注水和湿式除尘风机通过采取这些强有力的措施控制粉尘的产生扩散和飞扬降低巷道中的粉尘浓度以保证井下作业环境的卫生条件保障工人的身体健康促进矿井的安全生产关键词粉尘浓度煤尘爆炸性尘肺病湿式凿岩防尘措施目录引言矿尘及其性质矿尘及其分类矿尘的危害煤尘爆炸及预防煤尘爆炸的机理及特征煤尘爆炸的条件影响煤尘爆炸的因素预防煤尘爆炸的措施矿尘防治措施减排措施降尘措施装岩洒水通风防尘个体防尘措施粉尘检测总结参考文献致谢引言矿井粉尘是矿山生产过程中所产生的各种煤岩微细颗粒的总称简称矿尘矿井各生产过程都产生矿尘以凿岩爆破装运和破碎工序为主凿岩产生持续时间长尘粒较细是达到卫生合格率较低的一个工序爆破产尘特点是短时间产生大量的矿尘并伴有炮烟可能污染和影响其他工作地区随着生产设备和工艺的改善产尘状况也将发生变化应经常进行观测研究及时采取防尘措施保证作业场所矿尘浓度达到国家规定的要求矿尘及其性质矿尘及其分类一矿尘的概念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在矿山生产和建设过程中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等各个环节都会产生大量的矿尘二矿尘的分类按成分分为岩尘和煤尘按矿尘的粒径组成范围分为全尘总粉尘各种粒径的矿尘之和呼吸性粉尘主要指以下的微细它能通过人体上呼吸道进入肺区是导致尘肺病的病因对人体危害甚大三按矿尘的存在状态分为浮游矿尘悬浮于矿内空气中的矿尘简称浮尘沉积矿尘从矿内空气中沉降下来的矿尘简称落尘矿尘的危害一污染工作场所危害人体健康引起职业病工人长期吸入矿尘后轻者会患呼吸道炎症皮肤病重者会患尘肺病而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内十分惊人二某些矿尘如煤尘硫化尘在一定条件下可以爆炸煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸对于瓦斯矿井煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸三加速机械磨损缩短精密仪器使用寿命随着矿山机械化电气化自动化程度的提高矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出应引起高度的重视四降低工作场所能见度增加工伤事故的发生工作环境矿尘浓度过高会影响工作人员的视线影响工作效率不利于及时发现事故隐患而且导致误操作造成人员的意外伤亡煤尘爆炸及预防煤尘爆炸的机理及特征一煤尘爆炸的机理煤本身是可燃物当它以粉末状态存在时总表面积显著增加吸氧能力大大增加一旦遇见火源氧化过程迅速展开当温度达到时煤的干馏现象急剧增强放出大量的可燃气体主要成分为甲烷乙烷丙烷丁烷氢和左右的其他碳氢化合物形成的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气体外壳即活化中心当活化中心的能量达到一定程度后链式反应过程开始游离基迅速增加发生了尘粒的闪燃二煤尘爆炸的特征形成高温高压冲击波煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸具有连续性挥发分减少形成黏焦产生大量的一氧化碳气体煤尘爆炸的条件一煤尘的爆炸性煤尘的爆炸性指悬浮在空气中的煤尘在一定浓度范围内如果有充足的氧以上遇到火源便会发生燃烧或爆炸的性质煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件二悬浮煤尘的浓度井下空气中只有悬浮的煤尘到一定浓度时才可能引起爆炸单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称煤尘下限为上限浓度为其中爆炸力最强的浓度范围为三引燃煤尘爆炸的高温热源煤尘的引燃温度变化范围较大它随着煤尘性质浓度及实验条件的不同而变化我国煤尘爆炸的引燃温度为一般为煤尘爆炸最小点火能影响煤尘爆炸的因素一煤的挥发分煤尘爆炸主要是在尘粒分解的可燃气体挥发分中进行的因此煤的挥发分数量和质量是影响煤尘爆炸的重要因素煤尘的可燃挥发分含量越高爆炸性越强即煤化作用程度低的煤其煤尘的爆炸性强随煤化作用程度的增高而爆炸减弱二煤的灰分和水分煤内的灰分是不燃性物质能吸收能量阻挡热辐射破坏链式反应降低煤尘的爆炸性水分能降低煤尘的爆炸性因为水的吸热能力能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒减少尘粒的总表面积同时还能降低落尘的飞扬力三煤尘粒度粒度对爆炸性的影响极大粒径以下的煤尘粒子都可能参与爆炸而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加以下的煤尘特别是的煤尘爆炸性最强因为单位质量煤尘粒度越小总面积越大粒径小于后煤尘爆炸性增强的趋势变得平缓四空气中的瓦斯浓度瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低随着瓦斯浓度的增高煤尘爆炸浓度下限急剧下降这一点在瓦斯煤尘爆炸危险的矿井应引起高度重视五空气中氧的含量空气中氧的含量高时点燃煤尘的温度可以降低氧的含量低时点燃煤尘云困难当氧含量低于时煤尘就不在爆炸煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同爆炸压力高含氧低爆炸压力低预防煤尘爆炸的措施一防止煤尘沉积和飞扬的技术减少工作面与巷道中的浮尘和落尘是防止煤尘爆炸的关键具体措施有煤层注水湿式打眼水饱泥通风防尘喷雾洒水冲洗岩帮清扫沉积等二防止煤尘引燃的措施引燃煤尘的火源有明火爆破火焰电气火花或机械摩擦火花等与引燃瓦斯的火源基本相同加强通风加强瓦斯检查与监控及时处理局部积聚瓦斯改变采空区的漏风方向利用小型液压通风机抽放法利用移动式抽放站抽放法用脉动通风机技术治理上隅角瓦斯积聚三隔爆措施隔爆措施就是指使已沉落在巷道周壁和支架上的煤尘失去爆炸性以及使已经发生的爆炸限制在最小范围内防止其蔓延扩大煤矿安全规程规定开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施矿井的两翼相邻的采区相邻的煤层相邻的采煤工作面间煤层掘进巷道同于其相连巷道间煤仓同与其相连通的巷道间采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点同与其相连通的巷道间必须采用水棚火岩粉棚隔开隔爆措施有设置岩粉棚水棚和自动隔爆棚等矿尘防治措施减排措施一湿式打眼湿式打眼就是在打眼过程中将压力水通过凿岩机或煤电钻送人钻孔并冲满孔底以湿润冲洗和排出产生的粉尘它是打眼工作普遍采用的有效措施湿式凿岩湿式凿岩有中心供水和旁侧供水两种方式目前使用较多的是中心供水式凿岩机净化风流净化风流就是使井巷中的含尘空气通过一的设备或设施将粉尘捕获而使风流净化的技术措施净化风流的目的主要是使提高风质一般要求矿井进风中粉尘浓度不应大于采区进风中粉尘浓度不应大于目前较常用的净化风流方法是在巷道中装设水幕或采用除尘器除尘冲洗岩帮清扫积尘沉降在巷道四周支架及设备物料上的矿尘即落尘一旦受到冲击就能再度飞扬煤矿安全规程规定矿井必须及时清除巷道中的浮煤清扫或冲洗沉积煤尘定期撒布岩粉应定期对主要大巷刷浆使用降尘剂为提高对疏水性粉尘性粉尘和微细粉尘定的湿润效果可再水中加入降尘剂减少微细粉尘产生量保持钎头尖锐保证足够风压大于水量充足等都可减少微细粉尘的产生二煤尘注水预先用水通过钻孔和裂隙注入尚未开采的媒体使水均匀分布在煤体的空隙裂隙及空隙中湿润煤体内部原生粉尘是回采工作面最有效最积极的防尘措施注水方式分为三类长钻孔注水在采煤工作面的进回风巷或只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中使煤体得到湿润主要用于长壁式采煤法钻孔沿煤层的走向布置沿煤层倾向打钻孔钻孔间为钻孔直径注水压力为流量为吨煤注水量在之间钻孔长度单向钻孔长度应比工作面长度短双向钻孔长度应比工作面的一半短注水时间为几天十几天或更长以煤壁出汗为准短孔注水在采煤工作面垂直煤壁与节理面斜交向煤壁打孔注水的降水方法钻孔孔径一般为钻孔长度每日一班注水时钻孔长度等于工作面日推进度加每日三班注水时钻孔长度等于每班推进度加深钻孔注水在回采工作面垂直煤壁打钻孔孔深以回采工作面天的进度为依据我国一般不采用这种注水方式三水泡泥水泡泥就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥填于炮眼内爆破时水袋破裂水在高温高压下汽化然后或以细散尘粒为核心凝结或凝结成雾粒湿润矿尘达到降尘的目的四改进采掘机械的运行参数适当改变采掘机械的运行参数可以降低采掘作业时的矿尘浓度如将采煤机的滚筒转速与牵引速度适当匹配时就可以降低矿尘的生成量降尘措施一喷雾洒水降尘喷雾洒水降尘是矿井针对各生产尘点而普遍采用的降尘措施包括掘进机内外喷雾采煤机内综采工作面支架放煤口喷雾液压支架间喷雾转载点喷雾等建立防尘洒水管路的具体要求防尘洒水管路系统应达到所有采掘工作面溜煤眼翻灌笼输送机转载点采煤工作面的回风巷和中间运输巷石门水幕喷雾洒水的喷嘴主要部件应采用铜质等材料制作供水管路的管径与强度应满足该区段负载的水压和水量的要求在井下的主要运输巷主要回风巷上下山掘进巷道采煤工作面巷道中敷设的防尘管路每隔都应安设支管和闸门以便冲洗巷道等用二净化风流净化就是使井巷中的含尘空气通过一定的设备或设施将粉尘捕获而使风流净化的技术措施净化水幕安设在支护完好壁面平整无断裂破碎的巷道段内一般安设位置为矿井总进流净化水幕距井口巷道内采区进风流净化水幕风流分叉口支流内侧巷道内采煤回风流净化水幕距工作面回风口回风巷内掘进回风流净化水幕距工作面巷道内巷道中产尘源净化水幕尘源下风侧巷道内湿式除尘装置所谓除尘装置或除尘器是把气流或空气中含有的固体粒子分离并捕集起来的装置又称集尘器或捕尘器装岩洒水岩巷掘进工作面在爆破时由于岩石的破碎和相互碰撞将产生大量岩尘混杂在岩石堆中所以在装岩前应向岩堆洒水使岩堆得到充分湿润避免装岩时引起岩尘飞扬如果岩堆很厚一次洒水不能湿透可以边洒水变装岩直到岩石全部湿润为止如果使用铲斗装岩机装载可将两个风水喷雾器安装在装岩机两侧的前端位于操纵箱的下部喷嘴伸向铲斗的前方边装岩边自动洒水当使用蟹爪式装岩机装载时要在机体两侧安设固定喷嘴或悬挂两个喷雾器进行喷雾洒水采用扒斗装岩时可以对岩堆分层洒水的方法进行装运通风防尘通风防尘是通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出降低作业场所的矿尘浓度因此搞好矿井通风工作能有效稀释和及时的排出矿尘决定通风效果的主要因素是通风及矿尘密度粒度形状湿润程度等采用最佳风速是降低回采工作面矿尘的一项有效措施风速过低粗粒矿尘将与空气分离下沉不易排出风速过高能将落尘扬起增大矿内空气中的粉粒浓度因此通风除尘效果是风速的增加而逐渐增加的达到最佳效果如果再增大风速效果又开始下降排除井巷中的浮尘要有一定的风速我们把能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速称为最低排尘风速同时我们把能最大限度排除浮尘而不落尘二次飞扬的的风速称为最优排尘风速一般说掘进工作面的最优风速为机械化采煤工作面为从排尘和稀释的角度考虑采煤工作面的风速应大于采取防尘措施后控制在之间最高不超过个体防尘措施个体防尘措施是利用个人防尘用具把呼吸空气中的粉尘过滤下来使工人吸入净化了的空气或者采取由作业场所外部输送的清洁压风方式供工人呼吸例如配带防尘口罩防尘面罩防尘帽或压风呼吸器等粉尘检测我国工业企业设计卫生标准所规定的居民区大气中飘尘日平均最高允许浓度为煤矿安全规程中对井下有人工作的地点和人行道的空气中粉尘总粉尘呼吸性粉尘浓度要符合表中的要求表作业场所空气中粉尘浓度标准粉尘中游离含量最高允许浓度总粉尘呼吸性粉尘粉尘检测是以科学的方法对生产环境中粉尘的含量及其物理化学性状进行测定分析和检查的工作从全面了解和掌握粉尘的物理及化学性性状出发需要检测的项目很多如粉尘的形状密度粒度分布溶解度浓度粉尘的化学成分及荷电性爆炸性等但从安全与卫生学的角度出发日常粉尘检测项目主要是粉尘浓度粉尘中游离的含量和粉尘的分散度等总结通过对粉尘的检测分析了解了有关粉尘的基础理论粉尘具有有多方面的危害性如爆炸性放射性磨损性但最普遍且最严重的危害是引起尘肺病与煤尘爆炸为了降低煤巷掘进工作面的产尘量和巷道的浮尘使之符合国家煤矿安全规程规定我们将时时对粉尘进行监测监控将其大部分在尘源处和传播过程中捕获我们会采用煤层注水和湿式除尘风机通过采取这些强有力的措施控制粉尘的产生扩散和飞扬降低巷道中的粉尘浓度以保证井下作业环境的卫生条件保障工人的身体健康促进矿井的安全生产我们虽然有了一定的理论知识但是还欠缺较强的实践能力参考文献王玉树煤矿企业安全管理手册徐州中国矿业出版社罗欣荣主编安全法规与监察徐州中国矿业大学出版社刘其志肖丹矿井灾害与防治重庆重庆大学出版社徐永坎煤矿开采技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