煤矿矿井煤尘培训课件.pptx

三、掘进除尘及除尘器
在煤矿各生产环节中，井巷开拓、掘进是 产生粉尘的主要环节之一。掘进打眼、放炮、 支护、装矸和运输等工序不仅产生大量煤尘， 影响安全生产，而且还严重危害职工的身体健 康。因此，必须因地制宜地采取有效的通风、 干式捕尘及除尘器等比例防尘措施，保证掘进 工作面粉尘浓度达到国家卫生标准。
粒度：粒度越小，爆炸性越强。粒度在（30-75μm ) 的煤尘爆炸性 最强。
外部 环境影 响
瓦斯含量：瓦斯存在时，煤尘爆炸下限会降低，爆炸的浓度范围扩大 氧浓度：较高时，点燃煤尘的温度降低，爆炸的压力升高。当氧气的 浓度低于18%时，煤尘失去爆炸性 点燃源特性：温度、能量越高，越容易点燃煤尘。 其它：爆炸空间形状和容积大小、有无障碍物和拐弯、煤尘的飞扬性、 风流流速等都能影响煤尘的爆炸性
巷，用水流冲洗巷道四周，使煤尘充分湿润，无法扬 起制。
●防止点火源出现
▲加强管理，提高防火意识：严禁携带烟火、
穿化纤衣服入井，严禁使用电炉和灯泡取暖等。新 工人入井前，加强安全教育。
▲防止放炮火源：爆破使用有产品许可证的火工
用品，禁止放明炮、糊炮、连环炮和明电放炮。放 炮前充填好水炮泥。
▲防止电气火源和静电火源：电气设备符合规
程要求，井下供电符合有关规定。
▲防止摩擦和撞击点火：在摩擦发热的装置上
安设过热保护装置和温度检测报警断电装置;定期检 查截齿和其后的喷水装置等
二、防止煤尘爆炸灾害扩大的措施
防止煤尘扩大的措施有两个方面，即:分 区通风和设置自动隔爆装置
●分区通风
《煤矿安全规程》第113条规定：生产水平和采区 必须实行分区通风 。生产过程中，每一生产水平、 每一采区都必须布置单独的回风道，严格禁止各采 区、水平之间的串联通风，尽量避免采区之间角联 风路的存在。
2004年2月8日14时,综采二队当班工人到达 43下04工作面，15时左右开始割煤，16时左右， 在40号架附近，支架上放下一块矸石，矸石长2 米、宽1.5米、厚0.5米左右，矸石放下后用溜子 拉到3号架附近。班长海利向副队长公衍臣提议放 糊炮（裸露爆破）将矸石崩碎，被当班安检员刘 庆凤制止，随后海利到机头喊了几名工人用大锤 砸矸石，砸了一会儿，只砸下一个角，随后公衍 臣安排海利等人用架子把石头顶到煤帮，继续割 煤。煤机割至80号架附近，停机撤人，断层处放 第一茬炮，18点左右开机割至机尾 ，工作面停产 进行设备检修，到21点左右放完断层处第二茬炮。 21点20分左右，继续开机割煤，21点45分左右 停机搞质量交接班。约21点50分左右，公衍臣再 次督促放炮员张兴国将石头处理掉。张兴国在石 头上部中央位置放了三块炸药，用炮泥糊上，准 备好后，撤至七十号架附近，拧动放炮器放炮， 随即工作面发生爆炸。
△辅助隔爆棚设置地点：采区工作面进、回 风巷道；采区内的煤层掘进巷道；采用独 立通风，并有煤尘爆炸危险的其他巷道。
▲隔爆装置种类 ：
主要包括岩粉棚、水棚、自动防爆棚。
目前，井下使用最多的是水袋棚，每 个水袋棚的容量一般为25L、40L。主 要隔爆棚的总水量不得低于400L/m2， 辅助隔爆棚的总水量不得低于200L/m2。
12.5/125=0.1Kg/m3 =100g/m3 100>40，煤尘浓度已达爆炸界限范围
●煤尘爆炸影响因素
煤尘 本身特 性影响
挥发份：可燃挥发分越高，爆炸性越强
水分：水分能降低煤尘爆炸性，降低飞扬能力
灰分：吸收热量，阻挡热辐射，破坏链反应，降低爆炸性。但挥发 分大于15%的煤尘，灰分影响不大 含硫量：硫分越高，爆炸性越强。
●发生事故的现象和表征（一）
43下04综放面共安装液压支架105组，采煤机 型号为MGTY400/900-3.3D型，位于91#-97# 架间，采煤机右侧(面向煤壁)刮板输送机上有少 量积矸，工作面上有一落差为2m断层。采煤机附 近上下两侧的支架、管线面对采煤机一侧有不同 程度的煤尘结焦物，工作面刮板输送机上位于 3#-4#支架处有一块长1.7米、宽0.5-1.2米、厚 0.4-0.5米的矸石，矸石中央已破裂，右端为碎裂 矸石，矸石为细砂岩，周围支架有高温烧烤的痕 迹，该处顶部液压支架的高压胶管有明显过火烧 毁痕迹，矸石上下两侧的支架、管线面对矸石一 侧也有不同程度的煤尘结焦现象。工作面设备没 有损坏，煤壁齐整，上下两巷支护完好。
▲水炮泥：采掘工作面放炮时，炮眼中必须装填
特制的装满水的水炮泥。起降尘、降温、净化空气 的作用。降尘率可达80%，减少70%。
▲喷雾洒水：将压力水通过特制的喷嘴喷出，雾
化的水流使漂浮的尘粒湿润下降，防止煤尘飞扬
▲通风除尘：用清洁的风流不断稀释和排出空气
中的煤尘。
▲冲洗煤尘：沿容易沉积煤尘的工作面进、回风
“2.8”煤尘爆炸示意图（一）
“2.8”煤尘爆炸示意图（二）
●矿井概况
济宁三号煤矿隶属兖州煤业股份有限公司， 矿井于1993年12月19日正式开工建设， 2000年12月28日正式投产，年设计能力 500万吨，核定年生产能力800万吨。设计 服务年限81年，井田总面积05.05km2，可 采及局部可采煤层为3上、3下、6、10下、 15下、16上、17等共八层，主采煤为一、 四、五、六采区，生产水平为－18m，矿 井及地质类型中等偏简单，水文地质类型 简单～中等，矿井开拓方式为竖井开拓； 中央并列式通风，通风方式简单，通风系 统合理，风量满足要求；采煤方法主要为 走向长壁综采放顶煤法。煤尘爆炸指数 41.15％，低瓦斯矿井。
主要产尘工序有：机械破岩（煤）、装岩、 放炮、煤矸运输转载、锚喷等。
●其他产尘源：煤炭装卸点、巷道维修的锚喷现场等。
尘肺病的发病原因及影响因素
●煤矿尘肺病种类
▲矽肺：吸入游离SiO2含量较高的岩尘所引起的尘 肺。患者多为长期从事岩巷作业职工 ▲煤矽肺：由煤尘和含有游离SiO2的岩尘共同作用 引起的尘肺。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种 职工 ▲煤肺：由煤尘引起的尘肺。多为采煤工
▲主要防护用具：防尘口罩、防尘帽、 防尘呼吸器、防尘风罩、防尘呼吸器等。
兖州煤业股份有限公司 济宁三号煤矿“2.8”煤尘爆炸事
故
2004年2月8日21时57分，兖州煤业 股份有限公司济宁三号煤矿43下04综 放工作面发生一起煤尘爆炸事故，死 亡2人，受伤16人，事故造成直接经济 损失29.4万元。
四、煤尘爆炸的条件及影响因素
●煤尘爆炸条件
在 井 下 存 在 的 可 能 性
沉积煤尘飞扬计算示例
条件：长、宽、高均为5m的房间，地面沉积有 1mm厚的煤尘，其堆积的密度为500kg/m3
计算：当沉积的煤尘全部扬起，均匀分布在整 个空间时，室内煤尘的浓度是否能达到爆炸限？
解：整个空间体积：5 ×5× 5= 125m3 房间中的煤尘重量： 5 ×5×0.001×5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0=12.5Kg 房间中的煤尘浓度：
五、煤尘爆炸事故的预防措施
●防止煤尘沉积和飞扬的技术措施
▲煤层注水：利用钻孔将压力水注入即将回采的
煤层中，增加煤体内部水分，减少开采时产生的浮 尘，降尘率可达60-90%。
▲湿式打眼：在工作面使用电钻或风钻打眼时，
将压力水经过杆中央的水孔送到炮眼底部，将煤粉 湿润后从炮眼中冲洗出来，从而达到降尘目的
▲接尘时间：工作时间越长，发病率越高
▲其他：发病几率与人的机体状态、粉尘性质、控制 措施等有关。
三、煤尘爆炸
●煤尘爆炸机理
煤尘爆炸是空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程。 煤尘悬浮于空气中，吸氧和被氧化的能力增强，在 外界高温热源作用下，吸收更多热量，放出甲烷、 乙烷等可燃性气体，形成气体外壳。壳内气体吸收 一定能量，链反应开始，发生尘粒闪燃，放出热量， 传递给周围尘粒，并使之参与链反应，燃烧循环继 续下去。燃烧产物的迅速膨胀形成压缩波，压缩波 互相叠加，引起火焰传播的自动加速。当速度达到 每秒数百米后，煤尘燃烧转变为爆炸。
第四节 煤矿粉尘综合防治技术
一、减尘技术措施
《煤矿安全规程》第17规定：掘进井巷和硐室 时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水 炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等 综合措施。
在有条件的矿井还应通过改进采掘机械机构 及其运行参数等方法减少采掘工作面的粉尘 产生量。
二、矿井通风排尘
矿井通风除尘是指稀释与排出矿井空气中的 粉尘的一种除尘方法。决定通风除尘效果的 主要因素是风速。能以最大程度地排除矿尘 的风速为最优风速。一般来说，掘进工作面 最优风速为0.4-0.7m/s，机械化采煤工作面为 1.5-2.5m/s。
四、湿式除尘技术
按除尘原理可分为两类：用水湿润、冲洗初 生和沉积的粉尘；用水捕集悬浮于空气中的粉尘。
▲用水湿润、冲洗初生和沉积的粉尘。常见于 湿式凿岩、湿式钻眼等作业。
▲用水捕集悬浮于空气中的粉尘。目前多采用喷 雾捕捉浮尘，主要包括采掘机械的内、外喷雾洒 水和井巷定点喷雾降尘。
五、个体防护
▲目的：使佩带者既能呼吸净化后的洁 净空气，又不影响正常操作。
矿井通风与灾害防治(三）
矿井煤尘
授课人：侯英敏
矿尘防治
一、矿尘及分类
矿尘
存
组成
爆炸性
粒度
在 状
态
煤尘 岩尘 爆炸性 无爆炸性 全尘 呼吸性 浮尘 落尘
二、粉尘的产生及危害
●采煤工作面产尘源
主要产尘工序有：采煤机落煤、装煤、液压支架移 架、运输转载、运输机运煤、放炮、人工攉煤、放 煤口放煤等。
●掘进工作面产尘源
43下04综放面共安装液压支架105组，截止到 事故发生前工作面已推进1193米，工作面剩余 358米。工作面回采过程中，无瓦斯及其它有害 气体异常情况。
综采二队实行“三八”工作制，即每日三班， 每班8小时，两个生产班，一个检修班，生产班8 小时生产，检修班班4小时生产、4小时检修。
●事故发生经过
●事故地点概况
事故发生在43下04综放面，43下04综放面位于 四采区东部，四采辅运巷的北侧，西临43下00综 放面（已回采完），东临F8断层。综放面自北向 南推进，推进长度1551.6米，面长155.8米，煤 厚3.8～7.1米，平均煤厚6.37米， 43下04综放面 共揭露断层13条，落差最大为7.5米，其北部断层 相对较少，南部距停采线400米范围内共揭露断 层7条，对工作面生产影响较大。煤层有自然发火 倾向，发火期为3～6个月；煤尘有爆炸危险性， 爆炸指数41.15%。
●煤尘爆炸的危害及特征
▲产生高温高压：煤尘爆炸产生的热 量，爆炸地点温度高达2000℃，压力 达736KPa。
▲连续爆炸：煤尘爆炸的压力波将巷 道中的落尘扬起，使煤尘浓度迅速达到 爆炸范围，再次发生爆炸。有时反复多 次，连续爆炸
▲产生大量CO：浓度高达2-3%，甚 至达到8%左右。事故受害者大多数 （70-80%）是由于CO中毒造成的
放炮母线盘在工作面辅助顺槽电缆单轨吊下部。
●发生事故的现象和表征（二）
工作面测风牌板记录为，测风时间：2月9日， 风量1024 m3/min。勘察时实测风量为1089 m3/min，工作面、回风隅角、回风流瓦斯浓度 为：0.02-0.07%;回风隅角CO浓度为2-5ppm; 回风隅角温度为26℃;进、回风顺槽隔爆设施、防 尘水幕齐全完好，矿井安全监测系统瓦斯传感器、 束管监测系统完好，通风设施没有遭到破坏，风 流稳定，采煤机内外喷雾、液压支架架间喷雾、 放煤口喷雾、防尘设施完好。皮带顺槽没有结焦。
●煤尘爆炸的阻爆隔爆技术
▲隔爆装置设置地点：《煤矿安全规程》
第155条规定：矿井两翼、相临采区、相邻 煤层、相邻的采煤工作面间，煤层掘进巷道 同与其相连的巷道间，采用通风并有煤尘爆 炸危险的其他地点同与其相连通的巷道间， 必须用水棚或岩粉棚隔开。
按隔爆棚的保护范围分为主要隔爆棚和 辅助隔爆棚
△主要隔爆棚设置地点：矿井两翼与井筒相 连通的主要运输大巷的回风大巷；相邻采 区之间的集中运输巷道和回风巷道；相邻 煤层之间的运输石门和回风石门。
●煤矿尘肺病的影响因素
▲粉尘成分：能引起肺部纤维病变的矿尘，大多含有 游离SiO2，其含量越高，发病工龄愈短，病变发展 愈快。
▲粉尘分散度：空气中粉尘如细微颗粒占的百分比多 就称其分散度高。矿尘的分散度越高，对人体的危害 越大。最危险的是粒度3-5um的矿尘
▲粉尘浓度：单位空气中粉尘质量。是一个极重要因 素，超过某一值才产生致病危害。