一、矿尘的分类微型汽油机
煤矿生产过程中所产生的各种矿物的细微颗粒,叫矿尘。矿尘又称为粉尘,一般分为煤尘和岩尘两种。煤尘是从它的爆炸角度来定义的,凡粒径小于1MM的煤炭颗粒叫煤尘,煤尘含有较多的以固定碳为主的可燃物质;岩尘是从其卫生角度来定义的,凡粒径小于5um的岩石颗粒叫岩尘,岩尘能够进入人体肺部引起尘肺病。当岩尘中游离二氧化硅浓度超过10%时,称为硅尘。 矿尘的分类方法很多。按产生来源可分为原生矿尘和次生矿尘;按其存在状态可分为浮游矿尘和沉积矿尘;按其岩性可分为煤尘和岩尘;按尘粒的可见程度,又可分为可见矿尘(粒径大于10um)、显微矿尘(粒径0.1—10um)和超显微矿尘;还可分为爆炸性矿尘和非爆炸性矿尘、呼吸性和非呼吸性矿尘等。根据不同目的和需要,可采用不同的分类方法。
二、矿尘的产生
原生矿尘是由于煤(岩)层受地质构造或采场支承压力的作用被破裂而产生的。它们存在于煤(岩)体的层、节理和裂隙之中,后随煤(岩)体的采落和破碎而进入矿内空间。
次生矿尘是由于开采生产造成煤(岩)体的破碎而产生的。例如打眼、爆破、装载、支护、运输、提升等过程中,都会产生大量的次生矿尘。在现代矿井里,次生矿尘是矿尘的主要来源。就煤尘而言,一般每昼夜所产生的煤尘量约等于产煤量的0.25—1.0%,甚至高达www.44base3%。
在煤矿生产中,以采掘工作面产生的矿尘量为最多,约占全部矿尘的80%;其次,运输系统的各转载点,煤(岩)遭到进一步破坏,也产生有相当数量的矿尘。
三、矿尘的存在状态
矿尘有两种存在状态:浮游状态和沉积状态。
飞扬和悬浮在矿井空气中的矿尘叫浮游矿尘,简称浮尘,浮尘的存在状态为浮游状态;从空气中沉降下来的矿尘叫沉积矿尘,简称积尘(或落尘),积尘的存在状态为沉积状态。
矿尘的浮游状态和沉积状态是相对的,随条件改变可以互相转化。浮尘因自重逐渐沉降下来可成为沉积状态;而积尘如受外界干扰,如振动、暴风等,又可再次飞扬起来呈浮游状态。
四、矿尘的危害
矿尘的危害主要表现在以下3个方面:
1、矿尘污染劳动环境,降低了生产场所的可见度,影响劳动效率和操作安全。
2、工人长期在矿尘环境中工作,吸入大量矿尘后,轻者能引起呼吸道炎症,重者可导致尘肺病(吸入5um以下的尘粒后,人体呈现出的肺组织弥漫性纤维化增生———煤矿职业病),严重影响人体健康和寿命。
据统计,1980年我国煤矿因各类事故死亡人数与当年因尘肺病死亡人数的比例为1:0.8;1983年,死于尘肺病的人数比同年因公死亡人数还多125人。
3、矿尘中的煤尘,具有可燃性,遇有外界火源,很容易引起火灾;而有的煤尘还能导致爆炸事故,造成巨大损失。
1906年,法国古利耶尔煤矿曾发生过煤尘连续爆炸事故,蔓延井巷100 多公里,死亡1099人,矿井被严重破坏, 2年才恢复生产;1942充能绿柱石怎么做年,日本帝国主义占领下的我国本溪煤矿,发生了一起瓦斯煤尘爆炸事故,烧结线1549人惨遭无辜,246人伤残,成为世界上罕见的煤矿恶性事故。
第二节 煤尘爆炸及预防
一、煤尘爆炸过程
煤尘之所以能爆炸,主要有两个原因:一是煤被破碎而成细小颗粒的粉尘后,其表面积较原来有显著增大(1cm3的正立方体的煤块全部破碎成直径为1um的尘粒,其总表面由6cm2ome103增大到6m2,是原来的1万倍),吸附空气中氧分子的数量也增大,因而其氧化能力有显著提高,受热面积和可燃气体的释放速度也都有很大增大;二是煤尘受热后能放出大量的可燃气体(例如,1kg挥发分为20—26%的焦煤,可放出290—350L的可燃气体),而这种气体中含有大量的爆炸性碳氢化合物气体。
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煤尘爆炸的过程是这样的。煤尘在热源作用下迅速放出可燃气体和一定热量,而释放的热
量以热辐射和气体分子热传导的方式传给附近的煤尘后,附近煤尘又会迅速放出更多的可燃气体和热量,且放出的可燃气体同空气也会发生化学反应而放出热量,而热量再传给其他煤尘……这样循环进行,氧化速度越来越快,温度越来越高,范围越来越大,当达到一定程度时,就会导致气体发生运动,并在火焰前面形成冲击波;当化学反应产生的热量超过热辐射和热传导所造成的热量损失时,反应将以声、光的形式释放能量,这时的燃烧便转为爆炸。
二、煤尘燃烧与爆炸的区别
煤尘的燃烧与爆炸,以及爆炸剧烈程度的差别,其实质也就是火焰传播的速度不同。
煤尘燃烧过程进行得比较缓慢,并没有显著的声效应,其火焰速度通常不超过20m/s,对物体的破坏性较小;而煤尘爆炸是一种极为迅速的物理和化学转化过程,它是由煤尘燃烧到一定临界条件下跳跃式地转变而来的,并伴有显著的声光效应,使周围空气的压力发生急剧突变,附近物体遭到严重破坏和变形。
发生煤尘连续爆炸有两种情况。一是在发生煤尘爆炸的地点,空气受热膨胀,密度变小,
经过一个极短的时间形成负压区(负压约为49.03kpa),在负压作用下,空气向爆炸点逆流,促成“返回风”而带来新鲜空气,若该处仍有热源和足够浓度的煤尘存在时,就可能发生第二次爆炸,甚至第三次、第四次;另一种情况是煤尘爆炸产生的冲击波速度远大于火焰速度,随着时间的延长,两者差距越来越大,当前面的冲击波把巷道积尘(如果存在沉积煤尘)再次扬起、且达到一定浓度,而高温火焰又跟踵而至时,就会把扬起的煤尘点燃,发生第二次、第三次连续爆炸。
三、煤尘爆炸的主要特征
煤尘爆炸的显著特征是爆炸后产生一些烧焦的皮渣与粘块。这是由于煤尘中含有不可燃物质,爆炸时,煤尘燃烧并不完全,一部分被燃烧,而另一部分则被局部焦化,就形成了粘附在支架和巷道壁上的焦化物(皮渣与粘块)(只有气煤、肥煤焦煤等粘结性煤的煤尘爆炸时才产生)。皮渣与粘块是区别和判断瓦斯爆炸、煤尘爆炸或瓦斯与煤尘混合爆炸的主要依据之一。如果在爆源附近没有发现皮渣与粘块,则可以判断是瓦斯爆炸;如果发现有皮渣与粘块,可分两种情况:一是该区域没有瓦斯或瓦斯涌出量很小,不具备造成瓦斯积聚的条件,则可判定为煤尘爆炸,二是该区域平时瓦斯涌出较大或不正常,具备瓦斯积聚的条件,则可判定为瓦斯与煤尘或煤尘与瓦斯二者混合爆炸。
另外,还可以根据皮渣与粘块在支柱上的位置不同,来判断煤尘爆炸的强烈程度:焦化物附着在支架两侧为弱爆炸;焦化物在支架迎风侧为中等程度爆炸;发生强爆炸时焦化物附在支架的背风侧,而迎风侧有烧灼痕迹。