矿尘浓度检测体验式教学教案.doc

矿井生产系统认知课程体验式教学教案任务一：矿尘浓度检测 计划学时：2授课地点授课时间教研室审核班级授课教师教学目标1. 认识矿尘及其分类。2. 了解矿尘的危害。3. 学习使用CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪。任务要求1.以组为单位，遵守纪律、听从安排，认真完成实训。2.遵守实训室制度，认真记录笔记，保护实训仪器。实训设备CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪教学方法学训一体教学组织资讯 计划 决策 实施 检查 评价任务实施步骤一、 资讯1.矿尘定义：是指在矿井生产和建设过程中（随着煤、岩被破坏）所产生的各种煤、岩微粒的总称。在定义中还应包括其他有毒有害粉尘如炮烟。当井下发生自燃时除生成有害气体外也产生一些飞灰。煤矿所用的某些施工材料在作业中飞扬起来则形成其他固体物质的粉尘。如锚喷作业中的水泥等。2.煤矿井下的尘源：在煤矿生产中几乎所有作业，包括煤炭的采、掘、运输、提升等过程，均能产生矿尘。一般来说采煤工作面和掘进工作面产尘量最大，各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大。（对应资源库安全专业煤矿灾害防治技术 课程第187）3.几种常用的分类方法 3.1按矿尘粒径划分1粗尘. 粒径大于40m，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。2细尘. 粒径为1040m，肉眼可见，在静止空气中做加速沉降。粗尘和细尘又统称为可见粉尘，也就是肉眼可以看到的。3微尘. 粒径为02510m，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中做等速沉降。4超微尘.粒径小于025m，要用电子显微镜才能观察到,在空气中做扩散运动。1米等于1000毫米，1毫米等于1000微米。1根头发丝大约有7080微米那么粗细。3.2按矿尘的存在状态划分1浮游矿尘. 悬浮于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。2沉积矿尘. 从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。由于煤的自重而沉降在巷道、硐室周边以及支架、材料和设备上面。3.3按矿尘的粒径组成范围划分1全尘（总粉尘）.各种粒径的矿尘之和.对于煤尘,常指粒径为1mm以下的尘粒.2呼吸性粉尘.主要是指粒径在5m以下的微细尘粒，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。 4、矿尘的危害（对应资源库安全专业煤矿灾害防治技术 课程第188，192条）(1)污染工作场所，危害人体健康，引起职业病 工人长期吸人矿尘后,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)在某条件下可以爆炸.(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。CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪使用和操作方法（对应资源库安全专业煤矿灾害防治技术课程第11条）1、概述CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪（以下简称测量仪）是以红外光吸收法原理，一种用于测定环境空气中浮游粉尘浓度的仪器。该仪器根据MT1631997直读式粉尘浓度测量仪表通用技术条件和Q/KY-001-2012CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪技术条件及GB3836.4-2000标准中ExibI等级（本质安全型）防爆设计的测量仪器，该仪器的呼吸分离装置的分离效能完全符合国际公认的“BMRC”曲线要求，能准确及时地反映接尘人员吸入的呼吸性粉尘质量和不同粉尘作业场所中粉尘的污染状况，为准确评价作业场所的卫生状况提供可靠数据，该仪器适用于煤矿井下及其它含有爆炸危险性气体的作业场所。该仪器结构紧凑，操做简单、负载、负压能力大，自动定时采样、流量稳定、全中文液晶显示、便于携带等特点2、型号命名及主要技术指标2.1 型号命名直读式粉尘浓度测量仪的型号为CCZ1000 C C Z 1000主要参数：测量范围0.1mg/m31000mg/m3 测量原理：直读 测尘对象：粉尘 测尘仪 2.2 主要技术指标1 粉尘浓度测量范围：0.1mg/m31000mg/m32 粉尘浓度测量相对误差：25%3 稳定性相对误差：2.5%4 采样流量：2.0L/min5 采样流量误差：2.5%6 采样流量稳定性：5%7采样效能：符合“BMRC”采样效能曲线8电源：采用Ni-H镍氢电池2.3A/h，6节串联，单节电池容量2300mAh，串联4只0.51/10W的限流电阻，用环氧树脂灌封后置于电池盒内，额定电压Ue:7.2V；其最高输出电压U0：8.4V；最大输出电流I0：3.6A，构成本安电池组件。9工作电压：6.0V8.4V DC（本安）10工作电流：100mA11防爆型式：矿用本质安全型12防爆标志：Exib I Mb13外形尺寸：21816080（mm）14重量2.50Kg3、环境条件3.1测量仪在下列环境条件下应能正常工作：a) 工作温度： 040；b) 相对湿度：95%（25）；c) 环境大气压：80kPa110kPa；d) 适用于具有煤尘或瓦斯爆炸危险的煤矿井下；e) 无破坏金属绝缘的气体环境；f）无滴水的场所。3.2贮存温度：-40604、结构特征和工作原理4.1结构特征CCZ1000直读式粉尘浓度测量仪由液晶显示屏、采样头（包括总粉尘采样头和呼吸性粉尘采样头）、检测装置、气泵组件、本安电源、单片机控制电路等组成。仪器外形结构（如图1所示） 图1 CCZ1000直读式粉尘浓度测量外型图1、采样头 2、采样头连接座 3、滤膜插孔 4、滤膜夹固定旋钮 5、提手组合件 6、流量计 7、液晶显示屏 8、船型开关9、充电插座 10、打印机接口 11、 “+”键 12、“”键13、“选择”键 14、“确定”键 15、“取消”键 16、支架固定螺母4.2工作原理设定好需要采样的时间，将放好滤膜的滤膜夹插入检测装置内，由装置内的检测系统对空白滤膜进行测量，得到第一个光电压值后，启动仪器开始进行采样，采样时间到后，检测装置对采有粉尘的滤膜进行第二次测量，得到第二个光电压值，最后由单片机进行数据处理并计算出粉尘浓度显示在屏幕上，并自动将数据存储下来。仪器控制流程如图2所示图 2 控制流程图4.3保护原理4.3.1测量仪的电池采用Ni-H镍氢电池2.3Ah，6节，串联4只0.51/10W的限流电阻，用环氧树脂灌封后置于电池盒内。额定电压Ue:7.2V；最高输出电压U0：8.4V，最大输出电流I0：3.6A，构成本安电池组件。4.3.2测量仪采用SYK22型直流电机，工作电压3V，工作电流0.1A，堵转电流0.4A，与二只反向二极管用环氧树脂浇封。5、安装与调整测量仪属便携式仪器，适用于煤矿井下作业环境中进行现场快速准确测定粉尘浓度，并直接显示读数，测量时将仪器安装在三角支架上固定使用，采样头迎着风流方向。6、使用与操作6.1首先将测量仪用配套的充电器进行充电，充电器电源为220V/50Hz的交流电，充电电流为250mA，充电时间一般在12h为最佳。6.2测量仪根据选用采样头的不同可以分别进行总粉尘浓度或呼吸性粉尘浓度测量，测量总粉尘浓度时选用全尘采样头，测量呼吸性粉尘时选用呼吸性粉尘采样头，采样时连接预捕集器，使之与采样器紧密连接，不漏气，不松动。6.3面板各功能键（见图1所示）a.“取消”键：取消所选返回上一级菜单b.“确认”键：设定参数确定c.“选择”键：参数选择d.“”键：数字增加键e.“”键：数字减少键6.4操作过程A、打开电源“开关”键，仪器进入开机菜单状态（见图3）按“选择”键往下翻动（见图4）。图3 图4B、按“选择”键，进行菜单选择，按“确定”键，进入采样测量事项警告菜单（见图5），再按“确定”键，进入采样测量（见图6），黑点为测量进度状态，进度完成还没检测到信号时不能驱动采样泵工作（见图7），按“取消”键返回主菜单，检查是否将滤膜夹插入，检查传感器信号是否正常（见图8）。图5 图6图7 图8C、按“选择”键，移动光标到“时间设定”，按“确定”键进入参数设定（见图9）, 按“选择”键移动光标选择需要改变项目，按“”“”键可改变当前参数，按“取消”键返回主菜单。 图 9D、按“选择”键，移动光标到“流量设定”，按“确定”键进入流量设定，按“”“”键可将流量调高或降低（见图10），使流量计浮子在2L/min处，按“确定”键将流量存储，按“取消”键返回主菜单。图10E、按“选择”键，移动光标到“数据查询”，按“确定”键进入界面（见图11）按“选择”键进行打印标记，被标记的打印项目被“”标记，按“确定”键将标记的打印项目通过微型打印机打印出来，按“取消”键返回主菜单。图11 图12F、 按“选择”键，移动光标到“K值设定”，按“确定”键进入K值设定界面（见图13）按“”“”键可将K值调高或降低，一般出厂设定为700，数值越小，显示浓度越大，按“取消”键返回主菜单。 图13G、 按“选择”键，移动光标到“传感器设定”，按“确定”键进入传感器参数设定界面（见图14）按“”“”键可将红外发射管的发光效率调高或降低，从而整体调高或降低主副传感器的信号，达到最好检测效率，按“取消”键返回主菜单。 图14H、如需继续进行再次测量，换上新滤膜，如需改变设定参数就进入参数设定，如不需改变直接按“确定”就可以测量了。二、计划在这一阶段中，学生针对本任务，以小组方式工作，独立地寻找与任务相关的信息，制定完成任务的方法。将学生分为5组，每组10人。以组为单位进行实训。三、决策首先，指导教师对矿尘的分类和危害经行讲解说明。其次，演示CCZ1000粉尘浓度测量仪的操作方法。 之后，各组同学分别使用全尘采样头，呼吸性粉