粉尘防治复习.doc

一、矿尘:一般指矿物开采或加工过程中产生的细小矿物颗粒，是 煤矿在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒（煤尘、岩尘和其他有毒有害粉尘）的总称。沉降速度：（粉尘）尘粒在静止空气中等速下降时的速度或作用在尘粒上的外力之和等于零时尘粒的下降速度。悬浮速度：（空气）如果尘粒不是处于静止空气中，而是处于流速等于沉降速度的上升气流中，尘粒将处于悬浮状态，这一上升气流的速度称为悬浮速度。共同点：数值相等物理意义不同：尘粒作等速沉降时的速度或尘粒下落时所能达到的最大速度；上升气流使尘粒处于悬浮状态所必需的最小速度二、煤矿粉尘的分类粉尘除按其成分分为煤尘和岩尘外，还可以有多种不同的分类方法。1.按矿尘产生的过程分类（1）矿尘 （2）烟尘 ：多在0.01-1um范围，可长时间悬浮于空气中。2. 按粉尘粒径划分（1）粗尘：粒径大于40m，相当于一般筛分的最小粒径，在空气中极易沉降。（2）细尘: 粒径为10m40m，在明亮的光线下，肉眼可以看到，在静止空气中作加速沉降运动。（3）微尘: 粒径为0.25m10m，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降运动。（4）超微尘: 粒径小于0.25m，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动（布朗运动）。3.按粉尘的成分划分（1）无机粉尘:矿物性粉尘 ；金属性粉尘 ；人工无机粉尘（煤尘、石棉|水泥、玻璃）（2）有机粉尘：植物性粉尘 ；动物性粉尘 ；人工有机粉尘(橡胶、塑料)（3）混合粉尘4.按粉尘成因划分（选择题）（1）原生粉尘：在开采之前因地质作用和地质变化等原因而生成的粉尘。原生粉尘存在于煤体和岩体的节理、层理和裂隙之中。（2）次生粉尘：在采掘、装载、转运等生产过程中，因破碎煤岩而产生的粉尘。次生粉尘是煤矿井下粉尘的主要来源。5.按粉尘的存在状态划分（1）浮游粉尘（浮尘）：悬浮于矿井空气中的粉尘。是生产过程中检测和防治的重点。烟、雾等。 （2）沉积粉尘（落尘）：从矿井空气中沉降下来的粉尘。工作地点（台面）巷道周壁、机械设备上的落尘以及燃烧过后的灰等。浮尘和落尘在不同风流环境下可以相互转化。6.按测定粉尘浓度的方法划分（1）全尘（2）总尘（3）呼尘（呼吸性粉尘）：粒径在5m以下的粉尘。危害最大是1m-2m的微细尘粒。它能通过人体上呼吸道而进入肺泡区，是导致尘肺病的病因，对人体健康威胁甚大。7.按粉尘中游离SiO2含量划分（1）硅尘：含游离SiO2在10%以上的粉尘。它是引起矿工矽肺病的主要因素。（2）非硅尘 8、按粉尘有无爆炸性划分（1）爆炸性煤尘（2）非爆炸性煤尘（3）惰性粉尘：能够减弱和阻止有爆炸性粉尘爆炸的粉尘，如岩粉等。三、煤矿粉尘的产尘源在煤矿生产过程中，很多工序和环节都会产生大量的矿尘。主要产尘工序有：1）钻眼作业。如气动凿岩机或煤电钻打眼、打锚杆眼、注水眼等；2）炸药爆破；3）采场支护、放顶；4）采煤机割煤、装煤、掘进机掘进；5）巷道支护，特别是锚喷支护；6）装载、运输、转载、卸载和提升；7）通风安全设施的构筑等。四、煤矿粉尘含量的计量指标1矿尘浓度单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度，其表示方法有两种：1） 质量法;每立方米空气中所含浮尘的毫克数，单位为mg/m3。2） 计数法:每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数，单位为粒cm3。序号矿尘中游离SiO2含量/%最高容许浓度/ mg.m-3 总矿尘呼吸性矿尘12341010 5050 808010.02.02.02.03.5100.50.5呼吸性粉尘游离SiO210%是指煤尘；10%的指其它粉尘。2、产尘强度;指生产过程中,采落煤中所含的粉尘量，又称绝对产尘强度，g/t.相对产尘强度表示，即每采掘1t或1m3矿岩所产生的矿尘量来表示，单位为mg/t或mg/m3。凿岩或井巷掘进工作面的相对产尘强度也可按每钻进1m钻孔或掘进1m巷道计算。3、矿尘沉积量：指单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量，单位为g/（m2d）。这一指标用来表示巷道中沉积矿尘的强度，是确定岩粉撒布周期的重要依据。4、矿尘分散度：是指矿尘的整体组成中各种粒度的尘粒所占的百分比。1）、重量分散度 2）、计数分散度5、矿尘中游离二氧化硅含量五、粉尘的性质1、粉尘的化学成分（游离SiO2含量）：粉尘中游离SiO2含量越高，危害性越大。2、粉尘的密度和比重密度：单位体积粉尘的质量称粉尘密度，单位为kg/m3或g/cm3。真密度：排除粉尘间空隙以纯粉尘的体积计量的密度表观密度（堆积密度）：用包括粉尘间空隙在内的体积计量的密度粉尘的比重：指粉尘的质量与同体积标准物质的质量之比，因而是无因次量。3、粉尘的形状和硬度：质量相同的尘粒，形状愈接近球形，则沉降时所受阻力越小，沉降速度越快。4、粉尘的比表面积：单位质量粉尘的总表面积称为比表面积（简称比面），单位为m2/kg或cm2/g。粉尘的比表面积与直径成反比，粒径越小，比表面积越大。5、粉尘的分散度6、粉尘的凝聚与附着7、粉尘的湿润性8、粉尘的荷电性:煤尘的电荷符号主要取决于煤的变质程度、灰分组分和破碎方式9、粉尘的比电阻10、粉尘的光学特性:粉尘的光学特性包括粉尘对光的反射、吸收和透光强度等性能。11、粉尘的燃烧性和爆炸性六、粉尘的危害粉尘的危害主要表现在对人体健康和安全生产两个方面。具体表现在以下几个方面：(1) 引起职业病。轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病；(2)某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可以爆炸；(3)加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命；(4)降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。（5）污染环境。七、尘肺病的分类煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同，可分为三类：（1）硅肺病（矽肺病）长期吸入游离SiO2含量较高的岩尘而引起的，患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。（2）煤硅肺病（煤矽肺）（3）煤肺病八、煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时满足以下三个条件：（1）煤尘自身具备爆炸危险性。主要决定于它的挥发分（有机质）含量，挥发分含量大于10的煤尘一般都具有爆炸危险性。（2）悬浮煤尘的浓度。只有呈悬浮状态并达到一定浓度范围，才有可能发生爆炸。煤尘爆炸下限浓度30-50g/m3 ，上限浓度10002000g/m3 （3）引爆煤尘的高温热源，且能量大于爆炸最小点火能。煤尘引爆温度为6101050，一般为700800，煤尘爆炸的最小点火能在4.5-40MJ。1、粉尘检测目的了解矿井粉尘的危害情况正确评价作业地点的劳动卫生条件为制定防尘措施、选择除尘设备、验证防尘措施和防尘系统的防尘效果等提供指导和参考2、生产性粉尘进行检测作业场所的总粉尘浓度，井下每月测定二次，地面及露天煤矿每月测定一次。粉尘分散度，每6个月测定一次。工班个体呼吸性粉尘监测，采、掘（剥）工作面每3个月测定一次，其他工作面每6个月测定1次。每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4个。定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。粉尘中游离SiO2含量每6个月测定1次在变更工作面时也必须测定1次各接尘作业场所每次测定的有效样品数不得少于3个。开采深度大于200m的露天煤矿，在气压较低的季节应适当增加测定次数我国采用质量浓度表示法。粉尘浓度的测定方法有滤膜质量测尘法和光电直读测尘法，粉尘分散度测定有滤膜涂片法和滤膜透明法两种。粉尘中游离SiO2含量的测定方法：物理的X光衍射法；红外光谱分析法；化学的焦磷酸法“目”是指每平方英吋筛网上的孔眼数目 。目数孔径（微米数）15000煤尘沉积强度的测定：吊盘法、集扫法、电气堆积法 煤矿粉尘连续监测系统的组成：粉尘连续监测系统由井下监测固定机、携带机和井下数据储存器、收发送装置、地面控制中心等组成。综合防尘体系中的核心技术是煤层注水.矿尘治理的基本技术途径通常有减尘、降尘、除尘、隔尘措施和加强粉尘浓度监测五个方面。综合防尘技术分为：通风除尘、湿式作业、密闭抽尘、净化风流、个体防护及加强粉尘浓度监测等。革水密风护管教查革:改革生产工艺和技术水：湿式作业湿式作业是利用水或其它液体，使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法，它是矿井综合防尘的主要技术措施之一，具有所需设备简单、使用方便、费用较低和除尘效果较好等优点。缺点是增加了工作场所的湿度，恶化了工作环境，能影响煤矿产品的质量。我国煤矿较成熟的经验是采取以湿式凿岩为主，配合喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水、净化风流等防尘技术措施。1、 湿式凿岩、钻眼该方法的实质：在凿岩和打钻过程中，将压力水通过凿岩机、钻杆送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。湿式凿岩的除尘率可达90%左右，并能提高凿岩速度15%25%。2.水封爆破和水炮泥水封爆破和水炮泥都是由钻孔注水湿润煤体演变而来的，它是将注水和爆破联结起来，不仅起到消除炮烟和防尘作用，而且还提高了炸药的爆破效果。水封爆破缺点：水封爆破虽然取得了较好的防尘效果，但它需要一套高压设备，需用防水炸药和雷管，使用技术及条件要求得比较严格。水炮泥原理：水炮泥是用装水塑料袋代替粘土填于炮眼内，爆破时水袋破裂，水在高温高压下汽化，与尘粒凝结，达到降尘目的。同时，产生的压力将水压入煤层的裂隙中也可进行降尘。水炮泥的形式有两种：一种是刀把型的人工结扎封口水炮泥；另一种是双层自动封口水炮泥，3洒水及喷雾洒水洒水降尘是用水湿润沉积于煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等处的矿尘。当矿尘被水湿润后，尘粒间会互相附着凝集成较大的颗粒，附着性增强，矿尘就不易飞起。在炮采炮掘工作面放炮前后洒水，不仅有降尘作用，而且还能消除炮烟、缩短通风时间。洒水方式：煤矿井下洒水，可采用人工洒水或喷雾器洒水。对于生产强度高、产尘量大的设备和地点，还可设自动洒水装置。喷雾洒水是将压力水通过喷雾器（又称喷嘴），在旋转或(及)冲击的作用下，使水流雾化成细微的水滴喷射于空气中，其捕尘作用有：在雾体作用范围内，高速流动的水滴与浮尘碰撞接触后，尘粒被湿润，在重力作用下下沉；高速流动的雾体将其周围的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉；将已沉落的尘粒湿润粘结，使之不易飞扬。优点：在煤尘的发源地进行喷雾洒水是降低井下空气中含尘量最简单、最方便而又比较有效的措施。掘进机、采煤机喷雾分内喷雾和外喷雾两种。喷嘴是决定降尘效果好坏的主要部件4、 净化风流净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备，将矿尘捕获的技术措施。目前使用较多的是水幕和湿式除尘装置。水幕是在敷设于巷道顶部或两帮的水管上间隔地安上数个喷雾器喷雾形成的。水幕是净化进风流和降低污风流中矿尘浓度的有效方法。喷雾器的布置原则：（1）水幕布满巷道断面；（2）尽可能靠近尘源。缩小含尘空气的弥漫范围净化水幕应安设在支护完好、壁面平整、无断裂破碎的巷道段内。水幕的控制方式：可根据巷道条件，选用光电式、触控式或各种机械传动的控制方式。选用的原则：既经济合理，又安全可靠。湿式除尘装置 所谓除尘装置（或除尘器）是指把气流或空气中含有固体粒子分离并捕集起来的装置，又称集尘器或捕尘器。根据是否利用水或其它液体，除尘装置可分为干式和湿式两大类。干式除尘是把局部产尘点首先密闭起来，防止矿尘飞扬扩散，然后再将矿尘抽到集尘器内，集尘器将含尘空气中的粗尘阻留，使空气净化的技术措施。湿式除尘装置其工作原理是通过尘粒与液滴的惯性碰撞进行除尘（除尘器按效率分为：低效、中效、高效；根据净化程度分：粗、中、细、超净化根据主要除尘机理的不同，目前常用的除尘器可分为以下几类： 重力除尘，如重力沉降室； 惯性除尘，如惯性除尘器； 离心力除尘，如旋风除尘器； 过滤除尘，如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纤维过滤器、纸过滤器； 洗涤除尘，如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器； 静电除尘，如电除尘器。）湿式振弦栅除尘器：利用其振动产生的声波进行除尘。处于声场中的粒子，在声波作用下产生振动，小粒子振动速度大，大粒子振动速度小，结果促使它们相互碰撞，结合成大粒子，辅以喷雾，即可达到高效降尘，特别是对细小尘粒的降尘作用。包括喷雾降尘和振弦栅除尘两部分。一种是固定式振弦栅式除尘器，常称为振弦栅除尘器；另一种是旋转式振弦栅除尘器，缺点：旋转栅除尘器只是比振旋栅除尘器多了一个旋转栅，除尘效果虽然有所提高并具有良好的脱水作用，但工作阻力较大。涡流控尘与湿式旋流除尘。采用涡流控尘和旋流除尘相结合的综合除尘原理净化机掘（综掘）工作面的含尘气流。5、煤体注水防尘煤层注水（减尘技术）A、煤层注水的实质通过钻孔,将压力水和水溶液注入煤体,增加水分,以改变煤的物理力学性质,可减少煤尘的产生,还可减少冲击地压,煤与煤层气突出和自燃发火。煤层注水的减尘作用主要有以下三个方面：（1）煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除这一尘源。（2）水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。（3）水进入煤体后改变了煤的物理力学性质，使其塑性增强，脆性减弱，当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产生量。B、 钻孔布置方式（图）长钻孔注水；短钻孔注水 ；深孔注水 ；巷道钻孔注水C、封孔封孔深度和封孔质量是煤层注水的重要环节。封孔方法有两种：水泥砂浆封孔；封孔器封孔D、注水系统注水方法静压注水：利用矿井地面贮水池或上水平的水，依靠自然静压差通过井下供水管网实施；动压注水：利用井下的水泵实施。注水压力注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水速度。透水性强的煤层采用低压（小于3MPa）注水，透水性较弱的煤层采用中压（310MPa）注水，必要时可采用高压注水（大于10MPa）。如果水压过小，注水速度将会太低。水压过高，又可能导致煤岩裂隙猛烈扩散，造成大量窜水或跑水。适宜的注水压力是：通过调节注水流量使其不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。湿润效果考察方法：直接观察法；分析法：刻槽法、挖坑法、钻孔法；专门仪器测定法E、影响煤层注水效果的因素1）煤层的裂隙及孔隙的发育程度：煤层的孔隙率小于4时，透水性较差，注水无效果；孔隙率为15时，煤层的透水性最高，注水效果最佳；当孔隙率达40时，无需注水，因为天然水分就很丰富了。孔隙率：指散粒状材料表观体积中，材料内部的孔隙占总体积的比例。多孔介质内的微小空隙的总体积与该多孔介质的总体积的比值。煤的孔隙特性与煤化程度、地质破坏程度和地应力性质及其大小等因素密切相关。2）煤层的埋藏深度和地压的集中程度煤层埋藏越深则地层压力越大，埋藏越深，地压越集中的地方，煤层的孔隙被压紧，透水性越差。3）液体性质的影响4）煤层中的瓦斯压力大小5）注水参数：注水压力、注水速度、注水量和注水时间。（2）采空区灌水预湿煤体是在开采近距离煤层群的上组煤或采用分层法开采厚煤层时（包括急倾斜水平分层），利用往采空区灌水的方法，借以润湿下组煤和下分层煤体，防止开采时生成大量的煤尘。灌水方式同黄泥灌浆。起到粘结碎顶作用密：密闭抽尘干式捕尘有两种方式：孔口捕尘和孔底捕尘风：通风除尘通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，以降低作业场所的矿尘浓度。决定通风除尘效果的主要因素是：风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。最低排尘风速：能使对人体危害最大的微小矿尘（5m以下）保持悬浮状态，并随风流运动而排出的最低风速。煤矿安全规程规定，掘进中的岩巷最低风速不得低于0.15m/s，煤巷和半煤岩巷不得低于0.25m/s 。最优排尘风速：能最大限度排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速。煤矿安全规程规定，采掘工作面的最高允许风速为4m/s。2. 掘进巷道通风排尘 （图）掘进除尘系统有长压短抽通风除尘系统和长抽短压通风除尘系统长压短抽通风除尘系统优点：通风设备简单，风筒成本低，管理容易；缺点：除尘设备移动频繁。长抽短压通风除尘优点：进入巷道的新鲜风流不受污染；劳动卫生条件好。缺点：抽出式风筒长，成本高，阻力大，除尘效率+穿透率=1护：个体防护（实质：隔离防尘）个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体粉尘的一项补救措施。个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器等，其目的是使佩戴者能呼吸净化后的清洁空气而不影响正常工作。1使用防护用品的影响因素（1）佩戴要合适。（2）使用期限。（3）舒适。（4）保养。（5）培训。（6）相互关系。（7）管理承诺。2个体防护用品的类型1）听力保护2）呼吸保护装置3）眼镜保护4）个体防护服 (1)头部防护。 (2)身体防护服。 (3)手套。5）鞋类6）皮肤保护7）安全带及安全钩泡沫除尘其除尘机理包括：拦截、黏附、湿润、沉降等 。 泡沫除尘剂的核心是