第三章-粉尘的危害及其预防.pptx

主讲人 袁军伟电话 E mail yuanjw2006 QQ 3056724002020 3 30 矿井灾害防治理论与技术 第三章粉尘的危害及其预防 本章主要内容 粉尘的一般概念 粉尘的理化特性及危害 矿井防尘技术 煤尘爆炸及其鉴定 防止煤尘爆炸的技术措施 煤尘抑爆及隔爆技术 粉尘监测技术 本章重点与难点 本章重点与难点 粉尘的理化特性及危害 矿井防尘技术 防止煤尘爆炸的技术措施 英国在1911年 1941年间发生过146次煤尘爆炸事故 美国在1900年 1956年间发生过1083次煤尘爆炸事故 日本在1952年 1979年间发生过209起煤尘爆炸事故 1942年我国本溪煤矿发生了有史以来死亡人数最多的煤尘爆炸事故 死亡1549人 1960年山西大同矿务局老白洞煤矿发生的煤尘爆炸事故 死亡684人 为建国以来煤炭工业死亡人数最多的一起事故 我国国有重点煤矿尘肺病患者占全国尘肺病患者的46 5 尘肺病患病率为6 33 尘肺病死亡人数是煤矿工伤死亡人数的5倍 目前粉尘防治工作已逐步走向正规化 法制化 煤矿安全规程 第一百五十二条规定 矿井必须建立完善的防尘供水系统 没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产 中华人民共和国劳动法 和 中华人民共和国职业病防治法 等均对建立健全劳动安全卫生制度做出了明确的法律规定 第一节粉尘的一般概念 一 粉尘的概念 粉尘是指煤尘 岩尘和其它有毒有害尘粉的总称 从胶体化学角度来看 悬浮在空气中的粉尘是一种气溶胶 其分散媒是空气 分散相是固体粒子 煤矿开采总要产生粉尘 井工开采 危害工人健康 粉尘爆炸 露天开采 污染环境 危害健康 第一节粉尘的一般概念 矿山粉尘分类 按类型分为 石粉尘 煤尘 岩尘 按存在状态分为 浮沉 飘尘 落尘 积尘 浮尘与落尘可以相互转化 防尘工作主要对象为浮尘 通常意义的矿尘指的也是浮尘 第一节粉尘的一般概念 第一节粉尘的一般概念 二 影响粉尘产生的因素 影响因素 自然因素 生产技术因素 地质构造带 煤层倾角 煤层厚度 煤岩特性 采掘机械化程度和开采强度 采煤方法及截割参数 环境温度和湿度 通风状况 矿尘的产生地点煤矿井下生产的绝大部分作业 都会不同程度地产生粉尘 主要有 落煤 采煤机 掘进机 风镐等钻进支护 液压支架 锚喷等运输转载 第一节粉尘的一般概念 各产尘地点所占比例 采煤工作面占45 80 掘进工作面占20 38 锚喷作业点占10 15 运输通风巷道占5 10 其他作业点矿尘占2 5 1 粉尘中游离二氧化硅含量粉尘中游离态SiO2含量越高 对人体危害性越大 SiO2是引起硅肺病得主要因素 测量方法 GB5748 85焦磷酸质量法 P216 一般每年测定一次 第二节粉尘的理化特性及危害 一 粉尘的理化特性 其取决于构成的成分和存在状态 原生矿石经粉碎后其物理特性发生很大变化 危害性增加 1 2粉尘的理化性质 2 粉尘的粒径 分散度和浓度1 粒径 粒度 指粉尘中颗粒大小的尺度 一般用平均直径或投影走向长度表示 单位 m 1 m 10 3mm 10 6m 粗尘 40 m 极易沉降细尘10 40 m 明亮光线下肉眼可见 静止空气中加速沉降微尘0 25 10 m 光学显微镜可见 静止空气中呈等速沉降超微粉尘 0 25 m 电子显微镜课件 长时间悬浮于空气中 做布朗运动 一 粉尘的理化特性 一 粉尘的理化特性 2 粒径 分散度和浓度3 粉尘浓度 指单位体积矿井空气中所含浮尘的数量 表示方法 质量法 mg m3 和数量法 颗 cm3 我国规定采用质量法表示粉尘浓度 计数法做参考 一 粉尘的理化特性 三 粉尘的湿润性分亲水性粉尘和疏水性粉尘 采取湿式降尘的依据 微尘以下的粉尘一般采用提高尘粒与水滴的相对速度 降低水体表面张力的措施提高湿润效果 四 比表面积单位质量粉尘的总面积 与粒径的关系成反比 比表面积增大 粉尘活化增强 其爆炸危险性和毒性增加 一 粉尘的理化特性 五 粉尘的电性质荷电性 带有电荷 电量与粉尘的成分 粒度 质量 温度 湿度等有关 相同电荷时相互排斥 难以沉降 带点的粉尘更易沉积在人体的支气管和肺泡中 增加了对人体的伤害 导电性 用比电阻表示 外加电荷使粉尘导电 6 粉尘的黏附性 尘粒附着在固体表面上或尘粒彼此相互附着的现象由于粘附力的存在而产生 分子力 静电引力 毛细附着力等 影响因素众多 要利用黏附性进行除尘 但又要防止发生设备故障 7 爆炸性 燃烧性 光学特性等 一 粉尘的理化特性 污染工作场所 危害人体健康 引起职业病 某些矿尘 如煤尘 硫化尘 在一定条件下可以爆炸 加速机械磨损 缩短精密仪器使用寿命 降低工作场所能见度 增加工伤事故的发生 二 粉尘的危害 1 尘肺病分类 吸入粉尘中含游离二氧化硅较高 硅肺病 同时吸入煤尘和含游离二氧化硅 煤硅肺病 长期大量吸入煤尘 煤肺病 人体对粉尘具有先天的防御和清除功能 滤尘 运送和吞噬作用 尘肺病症状 气短 胸闷 咳嗽 咳血等 二 粉尘的危害 粉尘中含有硫 砷 放射性物质等 会刺激皮肤 呼吸道等 引起人体组织病变 引发尘肺病 由于长期吸入大量细微粉尘而引起的以肺组织化 纤维化等为主的一种慢性职业病 二 粉尘的危害 PM2 5粒径小 面积大 活性强 易附带有毒 有害物质 例如 重金属 微生物等 且在大气中的停留时间长 输送距离远 因而对人体健康和大气环境质量的影响更大 二 粉尘的危害 颗粒物浓度与死亡人数关系图 二 影响尘肺病发展的主要因素 SiO2含量 粉尘中SiO2含量越高越易致病 粉尘的粒径 粒径越小越容易致病 粒径小于5 m的粉尘对人体伤害最大 占95 以上 粉尘的浓度 浓度越大 越易患病 接触粉尘的时间 时间越长越易患病 个体差异及生活 工作习惯 二 粉尘的危害 第三节矿井防尘技术 防尘技术 就是以各种技术手段减少矿尘的产生及其危害的措施 习惯称为防尘措施 根据几十年来各国煤矿积累的防尘经验 煤矿防尘技术大体上可以分为减尘 降尘 除尘 通风排尘和个体防护五类 根据我国矿山几十年来积累的丰富的防尘经验 大体上将综合防尘技术措施分为通风除尘 湿式作业 密闭抽尘 净化风流 个体防护及一些特殊的除尘 降尘措施 第三节矿井防尘技术 常用的防尘技术 通风除尘 湿式作业 密闭抽尘 净化风流 泡沫除尘 个体防护 第三节矿井防尘技术 一 减尘技术减尘就是减少和抑制尘源产尘 减尘技术属于治本性技术 它包括两个方面的技术措施 1 减少各个产尘工序的产尘总量和产尘强度 从产尘数量上控制 2 减少对人体危害最大的呼吸性矿尘所占的比例 从降尘质量上设防 煤层注水 采空区灌水预湿煤体 湿式凿岩和湿式煤电钻打眼 水封爆破和水炮泥 第三节矿井防尘技术 二 降尘技术降尘是使悬浮于矿井风流中的矿尘尽快沉降 减少浮尘浓度的防治性技术措施 现阶段煤矿降尘技术措施主要是利用喷雾洒水 喷射泡沫和其他办法 如水中添加湿润剂 磁化水 加速矿尘的沉降 第三节矿井防尘技术 1 湿式降尘机理湿式降尘的机理可概括为两个方面 尘粒与水接触时直接被水捕获 尘粒在水的作用下凝聚性增加 这两种作用使矿尘从空气中分离出来 惯性作用水滴以一定的速度进入含尘空气 并占据一定的空间 含尘风流通过水雾滴时 风流围绕水滴流动 但是尘粒密度较大 因惯性作用而保持其运动方向 因而与水滴碰撞并粘附于水滴上 被水滴所捕获 起到降尘作用 第三节矿井防尘技术 2 影响湿式除尘的主要因素1 水滴的粒度水滴粒度大小是影响捕尘效率的重要因素 对于不同粒径的矿尘 有一捕获的最宜水滴直径范围 一般认为尘粒越小 最宜水滴直径亦小 实验测定结果认为 水滴直径为尘粒直径的100 150倍为宜 在同样喷水量情况下 水滴越细 总表面积越大 在空气中的分布密度越大 则与矿尘的碰撞机会越多 但水滴过小 在沉降过程中 容易蒸发 第三节矿井防尘技术 水滴与尘粒的相对速度水滴与尘粒间的相对速度越高 其冲击能量越大 越有利于克服水的表面张力而湿润捕获尘粒 但因风流速度高而使尘粒与水滴的接触时间缩短 也降低捕尘效率 喷雾水量与水质单位体积的空气中的喷雾洒水量越多 捕尘效率就越高 但所用动力亦增加 使用循环水时 需采取净化措施 如水中微细粒子增加 将使水的粘性增加 且使分散水滴粒度加大 降低捕尘效率 第三节矿井防尘技术 矿尘的性质矿尘的湿润性对湿式捕尘有重要影响 不易湿润的矿尘 疏水性矿尘 与水滴碰撞时 能产生反弹现象 即使碰撞也难以将其湿润捕获 尘粒表面吸附空气形成气膜或覆盖油层时 也难被水湿润 密度大的矿尘相对易于被水捕获 空气中的矿尘浓度越高 喷雾洒水的效率也越高 但排出的矿尘浓度也越大 第三节矿井防尘技术 三 除尘技术除尘就是使井巷中含尘空气通过一定的设施或设备 将矿尘捕获的技术措施 又叫净化风流 目前使用较多的是水幕和湿式除尘装置 一 水幕净化风流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 二 除尘器除尘所谓除尘器 或除尘装置 是指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 除尘装置可分为干式和湿式两大类 通常矿用除尘装置多为湿式除尘 第三节矿井防尘技术 四 通风排尘矿井通风排尘是指稀释与排出矿井空气中的矿尘的一种除尘方法 矿内各个产尘点在采取了其他防尘措施后 仍会有一定量的矿尘进入矿井空气中 如果不及时通风稀释与排出 将由于矿尘的不断积聚而造成矿内空气的严重污染 危害矿工的身心健康 矿井通风排尘是矿井综合防尘的重要一环 第三节矿井防尘技术 1 最低排尘风速 能促使呼吸性矿尘保持悬浮状态 并随风流运动的最低风速 称为最低排尘风速 在实验室和矿井巷道中 对最低排尘风速进行了专门的实验研究 结果认为 巷道平均风速为0 15m s时 能使5 m 7 m的矿尘在无支护巷道中保持悬浮状态 并使随风流运动的矿尘 在断面内的分布均匀 因此 煤矿安全规程 规定 运输巷 采区进回风道 回采工作面 掘进中的煤巷及半煤岩巷 允许最低风速为0 25m s 掘进中的岩巷 其他通风人行巷道允许最低风速为0 15m s 第三节矿井防尘技术 2 最优排尘风速 排尘风速逐渐增大 能使较大的尘粒悬浮并将其带走 同时增强了稀释作用 在连续产尘时 矿尘浓度随着风速的增加而降低 说明增加风量 稀释作用是主要的 当风速增加到一定数值时 矿尘浓度可降低到一个最低值 此时风速称为最优排尘风速 风速再增大时 矿尘浓度将随之再次增大 一般来说 掘进工作面的最优风速为0 4m s 7m s 机械化采煤工作面的风速为 m s m s 第三节矿井防尘技术 六 个体防护个体防护是指通过佩戴各种防护面具以减少吸入人体矿尘的最后一道措施 五 密闭除尘把局部产尘地点首先密闭起来 防治矿尘飞扬扩散 然后再将矿尘抽到集尘器中 含尘空气通过集尘器将尘粒阻留 从而净化空气 第三节矿井防尘技术 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 主要内容 一 煤尘爆炸的必要条件 机理及特征 二 煤尘爆炸的影响因素三 煤尘爆炸的特征四 煤尘爆炸性鉴定 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 1 煤尘爆炸的机理 煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下 空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程 是一种非常复杂的链式反应 爆炸产生机理 爆炸的危害 震撼而刺激的煤尘爆炸 42 粉尘爆炸现场 43 粉尘爆炸现场 44 粉尘爆炸现场 45 粉尘爆炸现场 46 美国的统计数据 47 粉尘云着火时 顷刻间完成燃烧过程 释放大量热能 形成爆燃 使燃烧气体温度骤然升高 体积剧烈膨胀 形成很高膨胀压力 一旦空间受限 发生爆炸 为什么粉尘会发生爆炸 诱发较大区域粉尘反应 释放能量 温度 压力急剧上升 气体急剧膨胀 可燃粉尘氧化反应释放能量 48 粉尘爆炸的五个要素 五个要素粉尘爆炸 燃烧三要素 氧气 可燃性粉尘 点火源 增加 扩散 受限空间 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 一 煤尘爆炸的必要条件 煤尘爆炸必须同时具备三个条件 煤尘本身具有爆炸性 煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度 有能引燃煤尘爆炸的高温热源存在 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 煤尘的爆炸性 煤尘爆炸危险性各不相同 需进行鉴定工作 根据煤尘爆炸指数来确定 Vr Vdaf 100 Aad Wad 100 式中Vdaf 煤尘爆炸指数 Vdaf 分析煤样的挥发份 Aad 分析煤样的灰分 Wad 分析煤样的水分 Vr 10 无爆炸危险 10 Vr 15 弱爆炸危险性行 15 Vr 强爆炸危险性行 但现在已经不使用爆炸指数来衡量是否有爆炸性了 而使用火焰长度来衡量 火焰长度超过3mm即有爆炸性 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 2 煤尘的浓度 煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分 粒度 火源种类 温度等外界条件有关 下限浓度为40g m3 上限浓度为1500g m3 2000g m3 爆炸力浓度最强的煤尘浓度为300 400g m3 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 引燃煤尘爆炸的高温热源 煤尘的引燃温度变化范围较大 根据不同的实验条件测试出最低为610 1050 一般认为700 800 井下高温热源众多 有充足的氧气 大于17 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 二 影响煤尘爆炸的因素 煤的物理化学性质 瓦斯 混入岩粉等1 煤的物理化学性质挥发份含量水分与灰分粒度2 矿井瓦斯与氧气浓度3 混入岩粉 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 1 煤的物理化学性质 煤的挥发分 贫煤 焦煤 肥煤 气肥煤 长焰煤 褐煤 它们的挥发分含量是依次增高 煤尘爆炸危险性也是依次增强 无烟煤在各种煤种中挥发分含量最低 其煤尘基本上无爆炸危险 过去认为 挥发含量小于10 时 煤尘即无爆炸危险性 实际中 发现少数挥发分小于10 的煤 其煤尘仍有爆炸危险性 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 煤尘的粒度与浓度 粒度在0 75mm以下的煤尘都能参与煤尘爆炸 而粒度小于75 m的煤尘爆炸危险性更大 1000纳米 nm 1微米 m 0 001毫米 mm 1微米 m 总之 粒度越大 煤尘的爆炸越弱 粒度越小 煤尘爆炸性越强 30 40g m3 2000g m3范围内的都可能发生爆炸 一般认为 煤尘浓度为300 400g m3时 爆炸强度最高 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 3 煤的水分 煤尘中的水分能吸收大量的热能 使得温度不能迅速升髙 从而使链反应缓慢 甚至中断链反应 还可以增加煤尘的粘结性 从而使部分浮尘转为落尘 所以 总的来讲水分能降低煤尘爆炸的危险性 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 4 煤的灰分 煤尘中的灰分是不可燃物质 它能吸收热能 阻挡热辐射 并破坏链反应 空气中大量悬浮灰分尘粒 还可以相对降低煤尘在空气中的浓度 使煤尘在空气中的悬浮浓度不能达到煤尘爆炸的浓度要求 从而降低了煤尘爆炸的危险性 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 5 矿井瓦斯浓度 煤中瓦斯的存在 在一定程度上降低了煤尘爆炸的浓度下限 一般认为 挥发分较高的煤尘在无瓦斯时可以单独爆炸 中等挥发份含量的煤尘则单独不易爆炸 挥发份含量愈高 则煤尘爆炸的浓度下限和矿井瓦斯的浓度下限则会更低一些 反之 则会要求矿井中瓦斯达到一定浓度 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 6 空气中氧气浓度 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17 时 煤尘就不再爆炸 煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同 含氧高 爆炸压力高 含氧低 爆炸压力低 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 三 煤尘爆炸的特征 产生 黏焦 现象 爆炸感应期短 爆炸后的瞬时可以产生高达2000 的高温 爆炸产生高压 产生大量CO 容易形成连续爆炸 是爆炸过程中燃烧不完全时一部分煤尘被焦化粘结在一起的现象 是判断井下爆炸事故是否有煤尘参与的重要标志之一 只有气煤 肥煤 焦煤等黏结性煤尘爆炸时才会产生 一般为40 250ms 挥发份越大 感应期越短 连续爆炸产生压力叠加 破坏性超瓦斯爆炸 灾区CO浓度达2 3 甚至更高 造成大量工人中毒 爆炸火焰速度达610 800m s 冲击波速度可达2000m s 会冲击起大量沉积煤尘 随即被高温火焰点燃 形成连续爆炸 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 四 煤尘爆炸性鉴定 煤矿安全规程 第151条规定 新矿井的精查地质报告中 必须对所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料 生产矿井每延深一个新水平 应进行1次煤尘爆炸性试验 煤尘的爆炸性由国家授权单位进行鉴定 鉴定结果必须报煤矿安全监察机构备案 煤矿企业应根据鉴定结果采取相应的安全措施 第四节煤尘爆炸性及其鉴定 四 煤尘爆炸性鉴定 煤尘爆炸性的鉴定方法有两种 一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行 这种方法比较准确可靠 但工作繁重复杂 所以一般作为标准鉴定用 另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行 方法简便 目前多采用这种方法 技术措施包括 减尘 降尘 消除积尘 防止煤尘引燃 主要内容 一 减尘措施煤层注水采空区灌浆预湿煤体二 降低浮尘和清除落尘降低综采面的浮尘消除落尘三 防止煤尘引燃和爆炸的技术措施 第五节防止煤尘爆炸的技术措施 减尘措施 减尘措施是指在采掘工作中减少煤尘的发生量 从而减少井下空气中的煤尘浓度 是防尘技术措施中最积极最有效的措施 一 煤尘注水在采煤之前预先在煤层中打若干钻孔 通过钻孔注入压力水 使其渗入煤体内部 增加煤的水分 从而减少煤层开采过程煤尘的产尘量 减尘措施 一 煤尘注水注水过程中水体运移复杂 水体进入煤体后的减尘作用表现为以下3方面 煤体裂隙中存在原生煤尘 水体使其湿润 在破碎时失去飞扬能力 有效消除这一尘源 水进入煤体的内部使之均匀湿润 消除细粒粉尘的飞扬 预防浮尘的产生 水进入煤体后使其塑性增强 脆性变弱 改变其力学特性 减尘措施 一 煤尘注水影响煤层注水效果的因素 煤层孔隙 裂隙的发育程度 地应力与煤层埋深 煤体的湿润能力取决于水与煤的湿润角和水的表面张力系数 煤层内瓦斯压力是注水的阻力 孔隙率 4 时 透水性差 孔隙率 15 时 效果较好 超过40 时 不需注水 提高注水压力方可提高注水效果 减尘措施 3 煤层注水方式 煤层注水方式是指钻孔的位置 长度和方向 我国目前使用的注水方式有 超前长钻孔注水 巷道钻孔注水 减尘措施 超前长钻孔注水在工作面的前方正常压力带内施工长钻孔注水 实现长时间 大面积预先湿润煤体 钻孔布置方式 钻孔间距等需要现场考察 注水时间 一般采用中低压静压注水 直至煤壁 出汗 为止 时间从数天至数月不等 封孔深度 封孔深度超过巷道破碎带 封孔深度一般为2 5m 10m 封孔方法 水泥封孔或封孔器封孔 减尘措施 巷道钻孔注水法是在煤层的顶 底板巷道 向煤层施工钻孔注水的方法 减尘措施 煤层注水的效果考察注水后水分增加1 以上 其降尘率大体可达60 以上 水分越大 降尘效果越好 煤层注水的作用降低煤尘抑制瓦斯涌出降低工作面温度缓和冲击地压减少片帮 减尘措施 采空区灌浆预湿煤体采空区灌水预先湿润煤体防尘 是在采用下行陷落法分层开采厚煤层过程中 将水灌入上一分层的采空区内 水在重力及煤体孔隙的毛细管力作用下缓慢渗入下一分层的煤体中 使煤体得到湿润 减少下分层开采时浮游粉尘的产生量 开采近距离煤层群时 在上部煤层的采空区内灌水 在适当条件下 能使下部煤层得到湿润 从而收到较好的防尘效果 降低浮尘与清除积尘 清扫积尘 煤矿安全规程 规定 每一煤矿必须有计划地对井巷定期进行清扫积尘 冲洗积尘和刷浆 煤矿安全规程 规定 必须及时定期清扫和冲洗沉积煤尘 严禁积尘厚度超过0 05mm 严格执行 煤矿安全规程 中的要求 是预防煤尘爆炸的有效措施之一 降低浮尘与清除积尘 采煤机含尘气流控制及喷雾降尘技术 冲洗积尘沉积强度大的地点 应每班或每天冲洗一次 沉积强度小的地点 可以几天或一周冲洗一次 运输大巷及其它落尘较少的地方 可半月或一月冲洗一次 总之 按煤尘沉积强度和煤尘爆炸下限浓度来决定冲洗的频率 降低浮尘与清除积尘 降低浮尘与清除积尘 刷浆一般情况下 清扫和冲洗煤尘后可进行刷浆工作 刷浆可以减少消灭裂缝 用石灰石和水 按1 1 3 1 4的体积比混合搅拌均匀制浆 然后人工或机械刷浆于巷道四壁 一般应每半年刷浆一次 三 防止煤尘引燃和爆炸的措施 其预防措施同预防瓦斯爆炸措施 重在消除井下火源 消除明火 防止瓦斯燃烧和爆炸 消除放炮火焰 消除电气火花 消除其它火源 第六节煤尘抑爆及隔爆技术 定义 煤尘抑爆及隔爆技术主要是使已经沉落在巷道壁及支架上的煤尘失去爆炸性 以及局部地区发生爆炸后 将其隔离在较小范围内 防止事故扩大化的技术 一 抑制煤尘爆炸的措施采用机械或人工的方式在巷道内定期撒布惰性岩粉 以增加沉积在巷道壁和支架上的粉尘不燃物质的含量 从而抑制煤尘爆炸的发生 对巷道中等煤尘和岩粉的混合粉尘 要至少每3个月化验一次 79 80 隔爆装置隔爆原理是 在瓦斯煤尘爆炸时隔爆装置将会动作 水槽 岩粉槽破碎 水袋脱钩 并抛撒消焰剂形成抑制带 扑灭滞后于冲击波传播的爆炸火焰 以阻止爆炸传播 隔爆装置根据其动作方式的不同可分为被动式隔爆装置和自动抑爆装置 81 一 被动式隔爆装置被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的作用来喷洒消焰剂 而本身无喷洒动力源 被动式隔爆装置的结构和安装必须符合一定的要求 首先 隔爆装置的材质 结构需在较低的爆炸压力下动作且有利于消焰剂的飞散 MT157标准规定隔爆水槽的动作压力不大于16kPa 隔爆水袋不大于12kPa 其次 隔爆装置的安装位置必须在其有效隔爆范围内 82 如果隔爆装置距爆源太近 则会因爆炸压力太小不足以使其有效动作 同时爆炸冲击波和火焰传播时间间隔太小 使得爆炸火焰到达时隔爆装置来不及动作 影响其隔爆的有效性 如隔爆装置距爆源太远 则爆炸压力波和火焰传播时间间隔过大 使得爆炸火焰到达隔爆装置位置时 消焰剂已沉降到巷道底板 同样影响其隔爆效果 83 1 水棚水棚包括水槽棚和水袋棚两种 根据其作用又可分为主要隔爆棚组和辅助隔爆棚组 设置应符合以下基本要求 主要隔爆棚组应采用水槽棚 水袋棚只能作为辅助隔爆棚组 84 水槽隔爆装置 85 水棚组应设置在巷道的直线段内 其用水量按巷道断面计算 主要隔爆棚组的用水量不小于400L m2 高度大于4m的巷道 应设置双层棚子 上层水棚用水量按30kg m2计算 下层水棚用水量按4O0kg m2计算 辅助水棚组不小于200L m2 86 相邻水棚组中心距为0 5 1 0m 主要水棚组总长度不小于30m 辅助水棚组不小于20m 首列水棚组距工作面的距离 必须保持在60 200m范围内 87 水槽或水袋距顶板 两帮距离不小于0 1m 其底部距轨面不小于1 8m 水内如混入煤尘量超过5 时 应立即换水 88 XGS型隔爆容器 89 90 隔爆水袋 91 2 岩粉棚岩粉棚分轻型和重型两类 结构如图3 3 5所示 它是由安装在巷道中靠近顶板处的若干块岩粉台板组成 台板的间距稍大于板宽 每块台板上放置一定数量的惰性岩粉 当发生煤尘爆炸事故时 火焰前的冲击波将台板震倒 岩粉即弥漫于巷道中 火焰到达时 岩粉从燃烧的煤尘中吸收热量 使火焰传播速度迅速下降 直至熄灭 92 图3 3 5岩粉棚 93 岩粉棚的设置应遵守以下规定 按巷道断面积计算 主要岩粉棚的岩粉量不得少于400kg m2 辅助岩粉棚不得少于200kg m2 轻型岩粉棚的排间距1 0 2 0m 重型为1 2 3 0m 94 岩粉棚的平台与侧帮立柱 或侧帮 的空隙不小于50mm 岩粉表面与顶梁 顶板 的空隙不小于100mm 岩粉板距轨面不小于1 8m 岩粉棚距可能发生煤尘 瓦斯 爆炸的地点不得小于60m 也不得大于30Om 95 岩粉板与台板及支撑板之间 严禁用钉固定 以利于煤尘爆炸时岩粉板有效地翻落 岩粉棚上的岩粉每月至少检查和分析一次 当岩粉受潮变硬或可燃物含量超过20 时 应立即更换 岩粉量减少时应立即补充 近年来我国研制出了防潮岩粉棚 但尚未推广应用 96 二 自动隔爆装置自动抑爆装置是利用传感器探测爆炸信号 触发自带的动力源喷洒消焰剂 形成抑制带 自动抑爆装置主要由传感器 控制仪 喷洒器组成 97 传感器 接受爆炸动力效应 压力传感器接受爆炸热效应 热电传感器接受爆炸光效应 光电传感器ZGB Y型 ZYB S型自动隔爆装置所采用的HW 4型传感器是一种抗干扰能力强的红外线传感器 它对矿灯等电