煤矿矿尘防治资料教学课件

MYRE.煤矿矿尘防治煤矿矿尘防治 晋煤集团通风处晋煤集团通风处陈永庆陈永庆1MYRE.概述概述矿尘性质矿尘性质矿尘危害矿尘危害矿尘测定矿尘测定煤尘爆炸及其预防煤尘爆炸及其预防综合防尘技术综合防尘技术防尘新技术防尘新技术主要内容主要内容2MYRE.一、概述概述-矿尘的基本概念矿尘的基本概念从自然界的空气中，人们所吸入的不仅仅是气体，也从自然界的空气中，人们所吸入的不仅仅是气体，也含有一定量的液体和固体颗粒，通常被称为尘埃。在工业含有一定量的液体和固体颗粒，通常被称为尘埃。在工业生产中也会产生大量的微小固体颗粒，一般称之为粉尘，生产中也会产生大量的微小固体颗粒，一般称之为粉尘，绝大多数粉尘的颗粒小到我们的肉眼都看不到。从生理学绝大多数粉尘的颗粒小到我们的肉眼都看不到。从生理学角度，自然界中产生的大部分尘埃，人体已能有效地进行角度，自然界中产生的大部分尘埃，人体已能有效地进行处理。然而，在一些工业工作环境中，空气中的浮尘浓度处理。然而，在一些工业工作环境中，空气中的浮尘浓度已经超过了人体呼吸系统所能处理的能力，由粉尘所引起已经超过了人体呼吸系统所能处理的能力，由粉尘所引起的呼吸问题是最早的工业职业病之一。的呼吸问题是最早的工业职业病之一。3MYRE.矿尘的分类矿尘的分类矿尘：在矿井生产过程中所产生的各种岩矿微粒统称矿尘：在矿井生产过程中所产生的各种岩矿微粒统称矿尘，也叫粉尘。矿尘，也叫粉尘。按矿尘的成分划分：按矿尘的成分划分：煤尘：是从爆炸角度来定义的，它是粒径小于煤尘：是从爆炸角度来定义的，它是粒径小于1mm且以固定碳可燃物为主的煤炭颗粒。且以固定碳可燃物为主的煤炭颗粒。岩尘：是从卫生角度来定义的，它是不含或极少含有岩尘：是从卫生角度来定义的，它是不含或极少含有固定碳可燃物的岩石颗粒。固定碳可燃物的岩石颗粒。4MYRE.按矿尘的存在状态划分：按矿尘的存在状态划分：浮尘：飞扬在空气中的矿尘称为浮尘，浮尘在空气中浮尘：飞扬在空气中的矿尘称为浮尘，浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形状有关，还与空飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形状有关，还与空气的湿度、风速有密切关系。对矿井安全生产与井下工作气的湿度、风速有密切关系。对矿井安全生产与井下工作人员的健康有直接影响的是浮尘，因此，浮尘是矿井防尘人员的健康有直接影响的是浮尘，因此，浮尘是矿井防尘的主要对象。的主要对象。积尘：从空气中沉降下来的矿尘称为积尘。随外界条积尘：从空气中沉降下来的矿尘称为积尘。随外界条件的改变，浮尘和积尘可以相互转化，积尘是产生矿井连件的改变，浮尘和积尘可以相互转化，积尘是产生矿井连续爆炸的最大隐患。续爆炸的最大隐患。5MYRE.按煤尘有无爆炸性划分：按煤尘有无爆炸性划分：有爆炸性煤尘：经过煤尘爆炸性鉴定，确定悬浮在一有爆炸性煤尘：经过煤尘爆炸性鉴定，确定悬浮在一定浓度和有引起爆炸热源的条件下，本身能发生爆炸或传定浓度和有引起爆炸热源的条件下，本身能发生爆炸或传播爆炸的煤尘。播爆炸的煤尘。无爆炸性煤尘：经过煤尘爆炸性鉴定，确定不发生爆无爆炸性煤尘：经过煤尘爆炸性鉴定，确定不发生爆炸或不传播爆炸的煤尘。炸或不传播爆炸的煤尘。按照对人体的危害程度划分：按照对人体的危害程度划分：呼吸性粉尘：呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，呼吸性粉尘：呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，粒径在粒径在5微米以下的粉尘，特别是微米以下的粉尘，特别是2微米以下的粉尘。微米以下的粉尘。非呼吸性粉尘：不能进入人体肺部的其它尘粒。非呼吸性粉尘：不能进入人体肺部的其它尘粒。全尘：呼吸性粉尘和非呼吸性粉尘之和就是全尘。全尘：呼吸性粉尘和非呼吸性粉尘之和就是全尘。6MYRE.矿尘浓度：矿井空气中所含浮尘的数量叫做矿尘浓度。矿尘浓度：矿井空气中所含浮尘的数量叫做矿尘浓度。矿尘浓度的表示方法有两种：矿尘浓度的表示方法有两种：质量法，每立方米空气中所含浮尘的毫克数，质量法，每立方米空气中所含浮尘的毫克数，mgmgm m3 3；计数法，每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数，粒计数法，每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数，粒cmcm3 3。矿尘浓度的大小直接影响着矿尘危害的严重程度，是矿尘浓度的大小直接影响着矿尘危害的严重程度，是衡量作业环境的劳动卫生状况和评价防尘技术效果的重要衡量作业环境的劳动卫生状况和评价防尘技术效果的重要指标。指标。国内外早期都使用计数法，后因认识到计数法不能国内外早期都使用计数法，后因认识到计数法不能很好地反映矿尘的危害性，从很好地反映矿尘的危害性，从20世纪世纪50年代末起，国内年代末起，国内外广泛开始采用质量法来计量矿尘浓度。外广泛开始采用质量法来计量矿尘浓度。矿尘产生状况的指标矿尘产生状况的指标7MYRE.产尘强度：是指生产过程中，采落煤中所含的粉尘量，产尘强度：是指生产过程中，采落煤中所含的粉尘量，常用的单位为常用的单位为g/t。相对产尘强度：是指每采掘相对产尘强度：是指每采掘1t或或1m3矿岩所产生的矿尘矿岩所产生的矿尘量，常用的单位为量，常用的单位为mg/t或或mg/m3。凿岩或井巷掘进工作面。凿岩或井巷掘进工作面的相对产尘强度可按每钻进的相对产尘强度可按每钻进1m钻孔或掘进钻孔或掘进1m巷道计算。巷道计算。相对产尘强度使产尘量与生产强度联系起来，便于比较不相对产尘强度使产尘量与生产强度联系起来，便于比较不同生产情况下的产尘量。同生产情况下的产尘量。矿尘沉积量：是单位时间在巷道表面单位面积上所沉矿尘沉积量：是单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量，单位为积的矿尘量，单位为g/m2d。这一指标用来表示巷道中沉。这一指标用来表示巷道中沉积粉尘的强度，是确定岩粉撒布周期的重要依据。积粉尘的强度，是确定岩粉撒布周期的重要依据。8MYRE.矿尘的来源矿尘的来源粉碎作业粉碎作业机械化采矿机械化采矿支护作业支护作业爆破作业爆破作业装载作业装载作业运输和碾压运输和碾压9MYRE.矿尘的产生矿尘的产生 在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮尘比例大致为：采掘工作面产尘量占最多，约占全部粉尘尘比例大致为：采掘工作面产尘量占最多，约占全部粉尘的的80%；锚喷作业点产尘量占；锚喷作业点产尘量占1015；运输通风巷道；运输通风巷道产尘量占产尘量占5l0；其他作业点占；其他作业点占25。各作业点随。各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大，因此防尘工机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大，因此防尘工作也就更加重要。作也就更加重要。10MYRE.二、二、矿尘性质矿尘性质1、矿尘的成分和游离二氧化硅的含量矿尘的成分和游离二氧化硅的含量矿岩被粉碎成矿尘后，化学成分基本上无改变。从安矿岩被粉碎成矿尘后，化学成分基本上无改变。从安全卫生角度考虑，主要了解矿尘中是否含有有毒物质、放全卫生角度考虑，主要了解矿尘中是否含有有毒物质、放射性物质、燃烧与爆炸性物质和游离二氧化硅，以便采取射性物质、燃烧与爆炸性物质和游离二氧化硅，以便采取相应的预防措施。游离状态的二氧化硅（主要是石英）是相应的预防措施。游离状态的二氧化硅（主要是石英）是许多矿岩的组成成分，如煤矿上常见的页岩、砂岩、砾岩许多矿岩的组成成分，如煤矿上常见的页岩、砂岩、砾岩和石灰岩等中游离和石灰岩等中游离SiO2的含量通常多在的含量通常多在2050，煤，煤尘中的含量一般不超过尘中的含量一般不超过5，半煤岩中的含量在，半煤岩中的含量在20%左左右。矿尘中游离右。矿尘中游离SiO2的含量是危害人体的决定因素，其的含量是危害人体的决定因素，其含量越高，危害越大。含量越高，危害越大。11MYRE.从工业卫生角度来说，各种粉尘对人体都是有害的，从工业卫生角度来说，各种粉尘对人体都是有害的，粉尘的化学组成及其在空气中的浓度，直接决定对人体的粉尘的化学组成及其在空气中的浓度，直接决定对人体的危害程度，粉尘中含游离二氧化硅的量越高，危害越严重。危害程度，粉尘中含游离二氧化硅的量越高，危害越严重。二氧化硅是地壳上最常见的氧化物，是许多种岩石和二氧化硅是地壳上最常见的氧化物，是许多种岩石和矿物的重要组成部分，它有两种存在状态，一种是结合状矿物的重要组成部分，它有两种存在状态，一种是结合状态的二氧化硅，即硅酸盐矿物，如长石态的二氧化硅，即硅酸盐矿物，如长石(K2OAl2036Si02)；石棉；石棉(CaO3MgO4SiO2)；高高岭土岭土(Al2032SiO22H2O)，滑石，滑石(3Mg04SiO2H20)等等。等等。12MYRE.另一种是游离状态的二氧化硅，主要是石英，在自然另一种是游离状态的二氧化硅，主要是石英，在自然界中分布很广。粉尘中的游离二氧化硅的含量是引起并促界中分布很广。粉尘中的游离二氧化硅的含量是引起并促进尘肺病及病程发展的主要因素，含量越高，其危害越大。进尘肺病及病程发展的主要因素，含量越高，其危害越大。许多矿岩都含有游离二氧化硅，煤系地层由于沉积环许多矿岩都含有游离二氧化硅，煤系地层由于沉积环境不同、岩性不同，其游离二氧化硅含量变化较大，煤层境不同、岩性不同，其游离二氧化硅含量变化较大，煤层中以煤为主，或者时也伴有夹石等，从煤种来看，无烟煤中以煤为主，或者时也伴有夹石等，从煤种来看，无烟煤的二氧化硅的含量高于烟煤。的二氧化硅的含量高于烟煤。13MYRE.2、矿尘的粒径、矿尘的粒径矿尘颗粒大小的尺度称为粒径，其单位用微米表示。矿矿尘颗粒大小的尺度称为粒径，其单位用微米表示。矿尘的形状很不规则，不能直接用直径表示；一般采用有尘的形状很不规则，不能直接用直径表示；一般采用有不同定义的不同定义的“当量粒径当量粒径”，根据测定方法与目的确定。，根据测定方法与目的确定。矿山一般用显微镜测定的尘粒投影定向径表示，（见表矿山一般用显微镜测定的尘粒投影定向径表示，（见表21）。按粒径大小，矿尘可分为：）。按粒径大小，矿尘可分为：（1）粗尘，粒径大于）粗尘，粒径大于40m，相当于一般筛分的最小，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降；颗粒，在空气中极易沉降；14MYRE.表表21常规浮尘的粒度范围常规浮尘的粒度范围悬浮浮颗粒粒类型型大小范大小范围(10-6m)下限下限上限上限呼吸性粉尘呼吸性粉尘煤尘及其他岩尘煤尘及其他岩尘正常空气灰尘正常空气灰尘柴油烟气柴油烟气病毒病毒细菌细菌烟草烟气烟草烟气引起过敏的花粉引起过敏的花粉尘雾尘雾薄雾薄雾细雨细雨-0.10.0010.050.0030.150.011855010051002010.05301605010040015MYRE.（2）细尘，粒径为）细尘，粒径为1040m，肉眼可见，在静，肉眼可见，在静止空气中做加速沉降；止空气中做加速沉降；（3）微尘，粒径为）微尘，粒径为0.2510m，用光学显微镜，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中做等速沉降；可以观察到，在静止空气中做等速沉降；（4）超微尘，粒径小于）超微尘，粒径小于0.25m，要用电子显微，要用电子显微镜才能观察到，在空气中做扩散运动。镜才能观察到，在空气中做扩散运动。16MYRE.3、矿尘的分散度、矿尘的分散度在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的百分比叫做矿尘在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的百分比叫做矿尘的分散度。矿尘分散度有两种表示方法：的分散度。矿尘分散度有两种表示方法：数量分散度，指各粒径区间尘粒的颗粒数占总额粒数数量分散度，指各粒径区间尘粒的颗粒数占总额粒数的百分比；的百分比；质量分散度，指各粒径区间尘粒的质量占总质量的百质量分散度，指各粒径区间尘粒的质量占总质量的百分比。分比。粒级的划分是根据粒度大小和测试目的确定的，我国粒级的划分是根据粒度大小和测试目的确定的，我国工矿企业将矿尘粒级划分为工矿企业将矿尘粒级划分为4级，小于级，小于2m、25m、510m和大于和大于10m。17MYRE.矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指标，是研究矿尘性质与危害的一个重要参数。矿尘总量标，是研究矿尘性质与危害的一个重要参数。矿尘总量中微细颗粒多，所占比例大时，称为高分散度矿尘；反中微细颗粒多，所占比例大时，称为高分散度矿尘；反之，如果矿尘中粗大颗粒多，所占比例大，就称作低分之，如果矿尘中粗大颗粒多，所占比例大，就称作低分散度矿尘。矿尘的分散度越高，危害性越大。散度矿尘。矿尘的分散度越高，危害性越大。18MYRE.4、矿尘的湿润性、矿尘的湿润性粉尘粒子能否与液体相互附着或附着难易的性质称为粉粉尘粒子能否与液体相互附着或附着难易的性质称为粉尘的润湿性或吸湿性、浸润性等。粉尘粒子与液体接触尘的润湿性或吸湿性、浸润性等。粉尘粒子与液体接触时，如果接触面能扩大而相互附着，就是能被润湿；如时，如果接触面能扩大而相互附着，就是能被润湿；如果接触面趋于缩小而不能相互附着，则为不能被润湿。果接触面趋于缩小而不能相互附着，则为不能被润湿。粉尘的粒径、形状、含水率、表面粗糙度及荷电性等对粉尘的粒径、形状、含水率、表面粗糙度及荷电性等对润湿性有影响。同类粉尘，球形尘粒比不规则尘粒润湿润湿性有影响。同类粉尘，球形尘粒比不规则尘粒润湿性岛尘粒越细润湿能力越差。性岛尘粒越细润湿能力越差。液体的表面张力越小，越易被粉尘吸湿，如酒精、煤油液体的表面张力越小，越易被粉尘吸湿，如酒精、煤油等的表面张力小，对粉尘的润湿比水好。等的表面张力小，对粉尘的润湿比水好。尘粒与水雾粒的相对运动速度较高时易被吸湿。粉尘的尘粒与水雾粒的相对运动速度较高时易被吸湿。粉尘的吸湿能力还随着环境温度上升而下降。吸湿能力还随着环境温度上升而下降。19MYRE.矿矿尘尘的的湿湿润润性性是是指指矿矿尘尘与与液液体体亲亲和和的的能能力力。湿湿润润性性决决定定采采用用液液体体除除尘尘的的效效果果，容容易易被被水水湿湿润润的的矿矿尘尘称称为为亲亲水水性性矿矿尘尘，不不容容易易被被水水湿湿润润的的矿矿尘尘称称为为疏疏水水性性矿矿尘尘。对对于于亲亲水水性性矿矿尘尘，当当尘尘粒粒被被湿湿润润后后，尘尘粒粒间间相相互互凝凝聚聚，尘尘粒粒逐逐渐渐增增大大、增增重重，其其沉沉降降速速度度加加速速，矿矿尘尘能能从从气气流流中中分分离离出出来来，可可达达到到除除尘尘目目的的。矿矿井井常常用用的的喷喷雾雾洒洒水水和和湿湿式式除除尘尘器器就就是是利利用用矿矿尘尘的的湿湿润润性性使使其其沉沉降降的的。对对于于疏疏水水性性矿矿尘尘，一一般般不不宜宜采采用用湿湿式式除除尘尘器器，而而多多采采用用水水中中添添加加湿湿润润剂剂，增增加加水水滴滴的动能等方法进行湿式除尘。的动能等方法进行湿式除尘。20MYRE.粉尘的吸湿能力粉尘的吸湿能力由于不同粉尘对同一液体的亲、憎程度是不同的，由于不同粉尘对同一液体的亲、憎程度是不同的，可用湿润角和吸湿速度表示其吸湿能力：可用湿润角和吸湿速度表示其吸湿能力：（1）湿润角）湿润角2-2湿润角越大，湿润角越大，粉尘的吸湿能粉尘的吸湿能力越强力越强21MYRE.粉尘的吸湿能力粉尘的吸湿能力（2）吸湿速度：通常取粉尘的吸湿时间为）吸湿速度：通常取粉尘的吸湿时间为20min，测出此时的，测出此时的吸湿高度吸湿高度L20(mm)，则吸湿速度为：，则吸湿速度为：22MYRE.5、矿尘的比表面积、矿尘的比表面积矿尘的比表面积与粒度成反比，粒度越小，比表面积越矿尘的比表面积与粒度成反比，粒度越小，比表面积越大，因而这两个指标都可以用来衡量矿尘颗粒的大小。大，因而这两个指标都可以用来衡量矿尘颗粒的大小。煤岩破碎成微细的尘粒后，首先其比表面积增加，因而煤岩破碎成微细的尘粒后，首先其比表面积增加，因而化学活性、溶解性和吸附能力明显增加；其次更容易悬化学活性、溶解性和吸附能力明显增加；其次更容易悬浮于空气中，表浮于空气中，表2-3所示为在静止空气中不同粒度的尘所示为在静止空气中不同粒度的尘粒从粒从1m高处降落到底板所需的时间；另外，粒度减小高处降落到底板所需的时间；另外，粒度减小容易使其进人人体呼吸系统，据研究，只有容易使其进人人体呼吸系统，据研究，只有5m以下以下粒径的矿尘才能进入人的肺内，是矿井防尘的重点对象。粒径的矿尘才能进入人的肺内，是矿井防尘的重点对象。表表2-3尘粒沉降粒沉降时间粒度粒度(m)1001010.50.2沉降沉降时间(min)0.0434.04201320552023MYRE.6、矿尘的电性质、矿尘的电性质矿尘是一种微小粒子，因空气的电离以及尘粒之间的碰矿尘是一种微小粒子，因空气的电离以及尘粒之间的碰撞、摩擦等作用，使尘粒带有电荷，可能是正电荷，也撞、摩擦等作用，使尘粒带有电荷，可能是正电荷，也可能是负电荷，带有相同电荷的尘粒，互相排斥，不易可能是负电荷，带有相同电荷的尘粒，互相排斥，不易凝聚沉降；带有相异电荷时，则相互吸引，加速沉降，凝聚沉降；带有相异电荷时，则相互吸引，加速沉降，因此有效利用矿尘的这种荷电性，也是降低矿尘浓度，因此有效利用矿尘的这种荷电性，也是降低矿尘浓度，减少矿尘危害的方法之一。减少矿尘危害的方法之一。24MYRE.7、矿尘的爆炸性矿尘的爆炸性煤尘和有些矿尘（如硫化矿尘）在空气中达到一定浓度煤尘和有些矿尘（如硫化矿尘）在空气中达到一定浓度并在外界高温热源作用下，能发生爆炸，称为爆炸性矿并在外界高温热源作用下，能发生爆炸，称为爆炸性矿尘。矿尘爆炸时产生高温、高压，同时产生大量有毒有尘。矿尘爆炸时产生高温、高压，同时产生大量有毒有害气体，对安全生产有极大的危害，防止煤尘的爆炸是害气体，对安全生产有极大的危害，防止煤尘的爆炸是具有煤尘爆炸危险性矿井的主要安全工作之一。具有煤尘爆炸危险性矿井的主要安全工作之一。25MYRE.三、三、矿尘的危害矿尘的危害矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：1、污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。（1 1）有毒矿尘）有毒矿尘 这这些些矿矿尘尘能能够够在在呼呼吸吸系系统统内内引引发发化化学学反反应应或或者者使使有有毒毒混混合合物物通通过过肺肺泡泡壁壁被被吸吸收收进进血血流流中中，它它们们对对机机体体组组织织或或某某些些特特定定器器官官是是有有毒毒的的。某某些些金金属属矿矿尘尘属属于于这这一一类类。最最有有害害的的矿矿尘尘包包括括砷砷、铅铅、铀铀及及其其他他放放射射性性矿矿物物、水水银银、镉镉、硒硒、锰、钨、银和镍的混合物锰、钨、银和镍的混合物26MYRE.（2）致癌矿尘：致癌矿尘：铀系的衰变所释放的铀系的衰变所释放的、射线和生成的氡子体成射线和生成的氡子体成为最危险的致癌微粒。石棉纤维和新生的石英粒子（在次要为最危险的致癌微粒。石棉纤维和新生的石英粒子（在次要程度上）引起的肺部组织的磨损和表面化学反应的共同作用程度上）引起的肺部组织的磨损和表面化学反应的共同作用会导致肿瘤的形成。暴露在砷尘下也会引起癌症。对柴油机会导致肿瘤的形成。暴露在砷尘下也会引起癌症。对柴油机废气粒子的潜在致癌特性的研究也在进行中。废气粒子的潜在致癌特性的研究也在进行中。（3）纤维变性矿尘：纤维变性矿尘：很多矿尘的侵蚀作用会导致肺部组织的微小疤痕。长时很多矿尘的侵蚀作用会导致肺部组织的微小疤痕。长时间的侵蚀会产生纤维组织增生并导致肺部失去弹性和换气面间的侵蚀会产生纤维组织增生并导致肺部失去弹性和换气面积的大量减少。硅石（石英，燧石）和一些硅酸盐（石棉、积的大量减少。硅石（石英，燧石）和一些硅酸盐（石棉、云母、滑石）是危害最大的纤维变性矿尘，可能也会引起中云母、滑石）是危害最大的纤维变性矿尘，可能也会引起中毒或者致癌反应。焊接烟气和一些金属矿石也产生纤维变性毒或者致癌反应。焊接烟气和一些金属矿石也产生纤维变性矿尘，长时间或者过多的暴露在煤尘中也会引起纤维变性反矿尘，长时间或者过多的暴露在煤尘中也会引起纤维变性反应。应。27MYRE.由于上述几种原因，工人长期吸人矿尘后，轻者会患由于上述几种原因，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，而尘肺病引发的矿呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。据国内某矿务局统工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。据国内某矿务局统计，尘肺病的死亡人数为工伤事故死亡人数的计，尘肺病的死亡人数为工伤事故死亡人数的6倍；德国煤倍；德国煤矿死于尘肺病的人数曾比工伤事故死亡人数高矿死于尘肺病的人数曾比工伤事故死亡人数高10倍。因此，倍。因此，世界各国都在积极开展预防和治疗尘肺病的工作。世界各国都在积极开展预防和治疗尘肺病的工作。2、某些矿尘、某些矿尘(如煤尘、硫化尘如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。在一定条件下可以爆炸。煤煤尘尘能能够够在在完完全全没没有有瓦瓦斯斯存存在在的的情情况况下下爆爆炸炸，对对于于瓦瓦斯斯矿矿井井，煤煤尘尘则则有有可可能能参参与与瓦瓦斯斯同同时时爆爆炸炸。煤煤尘尘或或瓦瓦斯斯煤煤尘尘爆爆炸炸，都都将将给给矿矿山山以以突突然然性性的的袭袭击击，酿酿成成严严重重灾灾害害。例例如如，1906年年3月月10日日法法国国柯柯利利尔尔煤煤矿矿发发生生的的煤煤尘尘爆爆炸炸事事故故，死死亡亡1099人，造成了重大的灾难。人，造成了重大的灾难。28MYRE.3、加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。、加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。随随着着矿矿山山机机械械化化、电电气气化化、自自动动化化程程度度的的提提高高，矿矿尘尘对对设设备备性性能能及及其其使使用用寿寿命命的的影影响响将将会会越越来来越越突突出出，应应引引起起高度的重视。高度的重视。4、降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。在某些综采工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达在某些综采工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达40008000mgm3，有的甚至更高，这种情况下，工作面有的甚至更高，这种情况下，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成人员的意外伤亡。能见度极低，往往会导致误操作，造成人员的意外伤亡。29MYRE.矿山尘肺病矿山尘肺病矿山尘肺病简介矿山尘肺病简介尘肺病是工人在生产中长期吸人大量微细粉尘而引起尘肺病是工人在生产中长期吸人大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。它是一种严重的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。它是一种严重的矿工职业病，一旦患病，目前还很难治愈。因其发病缓的矿工职业病，一旦患病，目前还很难治愈。因其发病缓慢，病程较长，且有一定的潜伏期，不同于瓦斯、煤尘爆慢，病程较长，且有一定的潜伏期，不同于瓦斯、煤尘爆炸和冒顶等工伤事故那么触目惊心，因此往往不被人们所炸和冒顶等工伤事故那么触目惊心，因此往往不被人们所重视。而实际上由尘肺病引发的矿工致残和死亡人数，在重视。而实际上由尘肺病引发的矿工致残和死亡人数，在国内外都远远高于各类工伤事故的总和。国内外都远远高于各类工伤事故的总和。30MYRE.1、尘肺病的发病机理、尘肺病的发病机理 尘肺病的形成的论点和学说有多种。进人人体呼吸系尘肺病的形成的论点和学说有多种。进人人体呼吸系统的粉尘大体上经历以下四个过程统的粉尘大体上经历以下四个过程(如图如图3-13-1）：）：(1)(1)在在上上呼呼吸吸道道的的咽咽喉喉、气气管管内内，含含尘尘气气流流由由于于沿沿程程的的惯惯性性碰碰撞撞作作用用使使大大于于1010umum的的尘尘粒粒首首先先沉沉降降在在其其内内。经经过过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外。鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外。31MYRE.图图31人体呼吸系统人体呼吸系统32MYRE.(2)(2)在在上上呼呼吸吸道道的的较较大大支支气气管管内内，通通过过惯惯性性碰碰撞撞及及少少量量的的重重力力沉沉降降作作用用，使使510 m的的尘尘粒粒沉沉积积下下来来，经经气气管、支气管上皮的纤毛运动，咳嗽随痰排出体外。管、支气管上皮的纤毛运动，咳嗽随痰排出体外。因因此此，真真正正进进入入下下呼呼吸吸道道的的粉粉尘尘，其其粒粒度度均均小小于于5 m，目目前前比比较较一一致致的的看看法法是是：空空气气中中5 m以以下下的的矿矿尘尘是引起尘肺病的有害部分。是引起尘肺病的有害部分。(3)(3)在在下下呼呼吸吸道道的的细细小小支支气气管管内内，由由于于支支气气管管分分支支增增多多，气气流流速速度度减减慢慢，使使部部分分25 m的的尘尘粒粒依依靠靠重重力力沉沉降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级排出体外。降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级排出体外。33MYRE.(4)(4)粒粒度度为为2 m左左右右的的粉粉尘尘进进入入呼呼吸吸性性支支气气管管和和肺肺内内后后，一一部部分分可可随随呼呼气气排排出出体体外外；另另一一部部分分沉沉积积在在肺肺泡泡壁壁上上或或进进入入肺肺内内，残残留留在在肺肺内内的的粉粉尘尘仅仅占占总总吸吸入入量量的的12以以下下。残残留留在在肺肺内内的的尘尘粒粒可可杀杀死死肺肺泡泡，使使肺肺泡泡组组织织形形成成纤纤维维病病变变出出现现网网眼眼，逐逐步步失失去去弹弹性性而而硬硬化化，无无法法担担负负呼呼吸吸作作用用，使使肺肺功功能能受受到到损损害害，降降低低了了人人体体抵抵抗抗能能力力，并并容容易易诱诱发发其其他他疾疾病病，如如肺肺结结核核、肺肺心心病病等等。在在发发病病过过程程中中，由由于于游游离离的的SiO2表表面面活活性性很很强强，加加速速了了肺肺泡泡组组织织的的死死亡亡。因因此此硅硅肺肺病病是是各各种种尘尘肺肺病病中中发发病病期期最最短短、病病情情发发展展最最快快也也最最为为严重的一种。严重的一种。34MYRE.2 2、呼吸系统内粉尘沉积的机理呼吸系统内粉尘沉积的机理 呼呼吸吸系系统统某某些些区区域域内内粉粉尘尘粒粒子子的的沉沉积积会会根根据据粒粒子子大大小小和和其其空空气气动动力力学学特特性性、空空气气通通路路的的几几何何形形状状以以及及气气流流形形式式而而发发生生变变化化。沉沉积积最最主主要要的的三三种种机机理理为为惯惯性性碰碰撞撞、重重力力沉沉降降和和扩扩散散作作用用。而而对对于于某某些些特特殊殊类类型型的的粒粒子子，拦拦截截作作用用和和静电沉淀作用会有比较显著的意义。静电沉淀作用会有比较显著的意义。3 3、粉尘疾病的分类、粉尘疾病的分类 尘尘肺肺病病是是对对由由于于吸吸入入粉粉尘尘引引起起的的心心脏脏呼呼吸吸器器官官损损害害症症状状的的通通称称。煤煤矿矿尘尘肺肺病病按按吸吸入入矿矿尘尘的的成成分分不不同同，可可分分为为三三类：类：35MYRE.硅肺病硅肺病(矽肺病矽肺病)由由于于吸吸人人含含游游离离SiOSiO2 2含含量量较较高高的的岩岩尘尘而而引引起起的的尘尘肺肺病病称称为硅肺病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。为硅肺病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。煤硅肺病煤硅肺病(煤矽肺煤矽肺)由由于于同同时时吸吸人人煤煤尘尘和和含含游游离离SiOSiO2 2的的岩岩尘尘所所引引起起的的尘尘肺肺病病称为煤硅肺病。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。称为煤硅肺病。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。煤肺病煤肺病 由由于于大大量量吸吸入入煤煤尘尘而而引引起起的的尘尘肺肺病病多多属属煤煤肺肺病病。患患者者多多为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。我我国国煤煤矿矿工工人人工工种种变变动动较较大大，长长期期固固定定从从事事单单一一工工种种的的很很少少，因因此此煤煤矿矿尘尘肺肺病病中中以以煤煤硅硅肺肺病病比比重重最最大大，约约占占8080左左右，单纯的硅肺、煤肺病较少。右，单纯的硅肺、煤肺病较少。36MYRE.作作业业人人员员从从接接触触矿矿尘尘开开始始到到肺肺部部出出现现纤纤维维化化病病变变所所经经历历的的时时间间称称为为发发病病工工龄龄。上上述述三三种种尘尘肺肺病病中中最最危危险险的的是是硅硅肺肺病病。其其发发病病工工龄龄最最短短(一一般般在在10年年左左右右)，病病情情发发展展快快，危危害害严严重重。煤煤肺肺病病的的发发病病工工龄龄一一般般为为2030年年，煤煤硅肺病介于两者之间但接近后者。硅肺病介于两者之间但接近后者。37MYRE.1、尘肺病的发病症状、尘肺病的发病症状尘尘肺肺病病的的发发展展有有一一定定的的过过程程，轻轻者者影影响响劳劳动动生生产产力力，严严重重时时丧丧失失劳劳动动能能力力，甚甚至至死死亡亡。这这一一发发展展过过程程是是不不可可逆逆转转的的，因因此此要要及及早早发发现现，及及时时治治疗疗，以以防防病病情情加加重重，从从自自觉觉症症状上，尘肺病分为三期：状上，尘肺病分为三期：第一期，重体力劳动时，呼吸困难、胸痛、轻度干咳。第一期，重体力劳动时，呼吸困难、胸痛、轻度干咳。第第二二期期，中中等等体体力力劳劳动动或或正正常常工工作作时时，感感觉觉呼呼吸吸困困难难，胸痛、干咳或带痰咳嗽。胸痛、干咳或带痰咳嗽。第第三三期期，做做一一般般工工作作甚甚至至休休息息时时，也也感感到到呼呼吸吸困困难难、胸胸痛、连续带痰咳嗽，甚至咯血和行动困难。痛、连续带痰咳嗽，甚至咯血和行动困难。尘肺病的发病症状及影响因素尘肺病的发病症状及影响因素38MYRE.(1)(1)矿尘的成分矿尘的成分 能能够够引引起起肺肺部部纤纤维维病病变变的的矿矿尘尘，多多半半含含有有游游离离SiOSiO2 2，其其含含量量越越高高，发发病病工工龄龄越越短短，病病变变的的发发展展程程度度越越快快。对对于于煤煤尘尘，引引起起煤煤肺肺病病的的主主要要是是它它的的有有机机质质(即即挥挥发发分分)含含量量。据据试试验验，煤煤化化作作用用程程度度越越低低，危危害害越越大大，因因为为煤煤尘尘的的危危害害和肺内的积尘量都与煤化作用程度有关。和肺内的积尘量都与煤化作用程度有关。(2)(2)矿尘粒度及分散度矿尘粒度及分散度 尘尘肺肺病病变变主主要要是是发发生生在在肺肺脏脏的的最最基基本本单单元元即即肺肺泡泡内内。矿矿尘尘粒粒度度不不同同，对对人人体体的的危危害害性性也也不不同同。55m m以以上上的的矿矿尘尘对对尘尘肺肺病病的的发发生生影影响响不不大大；55m m以以下下的的矿矿尘尘可可以以进进入入下下呼呼吸吸道道并并沉沉积积在在肺肺泡泡中中，最最危危险险的的粒粒度度是是22m m左左右右的的矿矿尘尘。由由此此可可见，矿尘的粒度越小，分散度越高，对人体的危害就越大。见，矿尘的粒度越小，分散度越高，对人体的危害就越大。2、影响尘肺病的发病因素、影响尘肺病的发病因素 39MYRE.(3)矿尘浓度矿尘浓度尘尘肺肺病病的的发发生生和和进进入入肺肺部部的的矿矿尘尘量量有有直直接接的的关关系系，也也就就是是说说，尘尘肺肺的的发发病病工工龄龄和和作作业业场场所所的的矿矿尘尘浓浓度度成成正正比比。国国外外的的统统计计资资料料表表明明，在在高高矿矿尘尘浓浓度度的的场场所所工工作作时时，平平均均510年年就就有有可可能能导导致致硅硅肺肺病病，如如果果矿矿尘尘中中的的游游离离SiO2含含量量达达8090，甚甚至至152年年即即可可发发病病。空空气气中中的的矿矿尘尘浓浓度度降降低低到到规规程程规规定定的的标标准准以以下下，工工作几十年，肺部吸入的矿尘总量仍不足达到致病的程度。作几十年，肺部吸入的矿尘总量仍不足达到致病的程度。(4)个体方面的因素个体方面的因素矿矿尘尘引引起起尘尘肺肺病病是是通通过过人人体体而而进进行行的的，所所以以人人的的机机体体条条件件，如如年年龄龄、营营养养、健健康康状状况况、生生活活习习性性、卫卫生生条条件等，对尘肺的发生、发展有一定的影响。件等，对尘肺的发生、发展有一定的影响。40MYRE.在在世世界界范范围围内内，粉粉尘尘疾疾病病问问题题在在整整个个20世世纪纪所所吸吸引引的的研研究究基基金金比比任任何何其其他他井井下下采采矿矿环环境境危危害害都都要要多多。尘尘肺肺病病在在目目前前的的技技术术水水平平下下很很难难完完全全治治愈愈，不不过过它它是是可可以以预预防防的的。当前主要的研究集中在三个方面：当前主要的研究集中在三个方面：发展、治疗和诊断粉尘疾病的医学研究；发展、治疗和诊断粉尘疾病的医学研究；粉尘采样技术和呼吸性粉尘的测量手段；粉尘采样技术和呼吸性粉尘的测量手段；矿井粉尘的抑制与控制。矿井粉尘的抑制与控制。只要国家重视，增加资金投入，积极开展尘肺病预防只要国家重视，增加资金投入，积极开展尘肺病预防及治疗方面的研究，完善生产技术措施，推广综合防尘技及治疗方面的研究，完善生产技术措施，推广综合防尘技术，就可以达到降低尘肺病的发病率及死亡率的目的。术，就可以达到降低尘肺病的发病率及死亡率的目的。41MYRE.四、四、矿尘测定矿尘测定为了实现对矿尘的研究与控制以及国家立法的需要，为了实现对矿尘的研究与控制以及国家立法的需要，必须对矿尘进行测定，矿尘测定包括矿尘浓度、粒径分布必须对矿尘进行测定，矿尘测定包括矿尘浓度、粒径分布和矿尘成分等几个方面，这是由各个因素与尘肺病的密切和矿尘成分等几个方面，这是由各个因素与尘肺病的密切关系所决定的。关系所决定的。基本的矿尘测定方法包括计数法、计重法和光散射法。基本的矿尘测定方法包括计数法、计重法和光散射法。42MYRE.计数法在早期使用了很多年，但是现在基本上已经被淘计数法在早期使用了很多年，但是现在基本上已经被淘汰。这里作为一种历史回顾加以简要介绍，计数器按照工汰。这里作为一种历史回顾加以简要介绍，计数器按照工作原理可以分为两种作原理可以分为两种:1、依据惯性撞击原理、依据惯性撞击原理一一股股高高速速脉脉冲冲空空气气被被吸吸入入，通通过过喷喷射射器器撞撞击击在在经经过过处处理理的的玻玻璃璃、胶胶片片或或透透明明体体上上。这这种种类类型型最最常常见见的的仪仪器器是是计计尘尘器。器。2 2、热沉淀器、热沉淀器 加热后的金属丝发出的分子撞击移动取样空气流中的尘加热后的金属丝发出的分子撞击移动取样空气流中的尘粒，使其转向碰到到临近的承物玻璃片上。粉尘计数仪器粒，使其转向碰到到临近的承物玻璃片上。粉尘计数仪器使用的玻璃片、胶片或透明物经过显微镜分析以查清在各使用的玻璃片、胶片或透明物经过显微镜分析以查清在各个粒度范围内的粒子数。个粒度范围内的粒子数。计数法计数法43MYRE.图图4-1描绘了早期运用十分成功的一种重力分析采描绘了早期运用十分成功的一种重力分析采样器的工作流程样器的工作流程。空气在振动泵的作用下以。空气在振动泵的作用下以2.5L/min的的速度通过仪器，空气流速在经过淘析器平行金属板间时速度通过仪器，空气流速在经过淘析器平行金属板间时减弱，大于减弱，大于7微米的粉尘便沉降下来；通过淘析器的细微米的粉尘便沉降下来；通过淘析器的细微粉尘被微粉尘被5微米的滤膜捕集。滤膜在采样过程的前后都微米的滤膜捕集。滤膜在采样过程的前后都会被称重，采样过程一般要持续会被称重，采样过程一般要持续8小时。小时。计重法计重法44MYRE.图图4-1 重力分析采样器重力分析采样器 45MYRE.个人采样器是一种轻型的重力分析装置，它可以系缚个人采样器是一种轻型的重力分析装置，它可以系缚在单个工人的身上，与帽灯共用一组电池供电。通用的个在单个工人的身上，与帽灯共用一组电池供电。通用的个人采样器使用旋风式采样头和过滤装置。抽吸泵在工人进人采样器使用旋风式采样头和过滤装置。抽吸泵在工人进入矿井之前开启，一直运行到当班工人下班后帽灯被放回入矿井之前开启，一直运行到当班工人下班后帽灯被放回在灯架上为止，过滤器也在此时更换。个人采样器的广泛在灯架上为止，过滤器也在此时更换。个人采样器的广泛使用不仅可以提供单个工人暴露在呼吸性粉尘中的时间，使用不仅可以提供单个工人暴露在呼吸性粉尘中的时间，结合不同工种工人的使用，可以得出全矿井关于粉尘条件结合不同工种工人的使用，可以得出全矿井关于粉尘条件改进状况的宝贵数据。改进状况的宝贵数据。一般将个人采样器的过滤器和抽吸泵结合为单独装置，一般将个人采样器的过滤器和抽吸泵结合为单独装置，安装在皮带或帽灯电池上，这样可以去除附加管材，并能安装在皮带或帽灯电池上，这样可以去除附加管材，并能够减少对工人的干扰。够减少对工人的干扰。个人采样器个人采样器46MYRE.矿尘很少由单一物质组成，并且矿尘中一般都含有石矿尘很少由单一物质组成，并且矿尘中一般都含有石英粉尘，而它是对井下工作人员危害最大的因素，所以在英粉尘，而它是对井下工作人员危害最大的因素，所以在粉尘样品中对石英含量的计量非常重要，这不仅适用于硬粉尘样品中对石英含量的计量非常重要，这不仅适用于硬岩矿井，而且随着煤矿机械化开采和锚杆支护的发展，对岩矿井，而且随着煤矿机械化开采和锚杆支护的发展，对煤矿也变得日益重要。煤矿也变得日益重要。使用使用X光线衍射法可以在输出光谱上得到石英含量的光线衍射法可以在输出光谱上得到石英含量的数值。这种方法作为矿尘中的矿物分析手段已经有很长的数值。这种方法作为矿尘中的矿物分析手段已经有很长的历史了。进一步的发展方向是将此原理应用到粉尘监控设历史了。进一步的发展方向是将此原理应用到粉尘监控设备中去，以同时显示呼吸性粉尘浓度和石英含量。备中去，以同时显示呼吸性粉尘浓度和石英含量。SiO2粉尘的鉴别粉尘的鉴别47MYRE.现现代代粉粉尘尘测测量量仪仪器器都都集集中中在在呼呼吸吸性性粉粉尘尘的的质质量量浓浓度度的的测测量量上上（5微微米米）。大大多多数数仪仪器器都都是是使使连连续续的的空空气气取取样样中中的的粉粉尘尘通通过过淘淘析析器器（沉沉淀淀室室）、旋旋风风采采样样头头、或或计计尘尘器器和和滤滤膜膜等等设设备备。此此外外，为为了了适适应应长长时时间间读读数数的的需需要要，大大多多数数重重量量分分析析仪仪器器都都设设计计为为可可连连续续操操作作数数小小时时。这这些些数数据据从从健健康康保保护护的的观观点点来来看看是是必必要要的的，但但减减弱弱了了快快速速读读数数和和连连续续监监控控的的功功能能。当当今今的的粉粉尘尘测测量量方方法法结结合合了了电电子子计计算算机机，允允许许短短期期与与长长期期数数据据采采集集同同时时进进行行。其其中中最最流流行行的的方方法法利利用用粉粉尘粒子的光散射定律（丁达尔效应）。尘粒子的光散射定律（丁达尔效应）。48MYRE.早期的丁达尔悬浮体浓度计可将白色光源发出的光束分早期的丁达尔悬浮体浓度计可将白色光源发出的光束分离。一半通过偏振滤波器到达接目镜，另一半被转向通过采离。一半通过偏振滤波器到达接目镜，另一半被转向通过采样室，在那儿光被捕集的粉尘粒子反射，并定向射到接目镜样室，在那儿光被捕集的粉尘粒子反射，并定向射到接目镜上。滤波器被不断的旋转，直到接目镜上同时可见的两半光上。滤波器被不断的旋转，直到接目镜上同时可见的两半光束显现出相同的亮度为止。以所用滤波器的旋转角度来表示束显现出相同的亮度为止。以所用滤波器的旋转角度来表示粉尘浓度。现代的丁达尔悬浮体浓度计使用光传感器来探测粉尘浓度。现代的丁达尔悬浮体浓度计使用光传感器来探测偏离光线，并为视觉上的显示、记录和传播产生一个电子输偏离光线，并为视觉上的显示、记录和传播产生一个电子输出。出。光散射法光散射法49MYRE.在光散射法的测量设备中，可以在光散射法的测量设备中，可以使用两种粒度识别技使用两种粒度识别技术术：1 1、采样空气通过一个由淘析器和旋风采样头组成的预采样空气通过一个由淘析器和旋风采样头组成的预处理器来排除非呼吸性粉尘粒子。数个旋风采样头串联可处理器来排除非呼吸性粉尘粒子。数个旋风采样头串联可以得出一系列粒度范围。以得出一系列粒度范围。2 2、使用激光或单色光源。这种方法可以人为控制光源、使用激光或单色光源。这种方法可以人为控制光源的波长，为测定所研究粒径范围内的矿尘浓度提供了有利的波长，为测定所研究粒径范围内的矿尘浓度提供了有利的识别手段。的识别手段。50MYRE.五、五、煤尘爆炸及其预防煤尘爆炸及其预防煤煤尘尘爆爆炸炸同同瓦瓦斯斯爆爆炸炸一一样样都都属属于于矿矿井井中中的的重重大大灾灾害害事事故故。我我国国历历史史上上最最严严重重的的一一次次煤煤尘尘爆爆炸炸发发生生在在1942年年日日本本侵侵略略者者统统治治下下的的本本溪溪煤煤矿矿，死死亡亡1549人人，残残246人人，死死亡亡的的人人员员中中大大多多为为CO中中毒毒，事事故故发发生生前前，巷巷道道内内沉沉积积了了大大量量煤煤尘尘，是是由由于于电电火火花花点点燃燃局局部部聚聚积积的的瓦瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。斯而引起的重大煤尘爆炸事故。51MYRE.煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气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。一般认为其爆炸机理及过程如下：式反应。一般认为其爆炸机理及过程如下：(1)煤煤本本身身是是可可燃燃物物质质，当当它它以以粉粉末末状状态态存存在在时时，总总表表面面积积显显著著增增加加，吸吸氧氧和和被被氧氧化化的的能能力力大大大大增增强强，一一旦旦遇遇见见火火源，氧化过程迅速展开；源，氧化过程迅速展开；(2)当当温温度度达达到到300400时时，煤煤的的干干馏馏现现象象急急剧剧增增强强，放放出出大大量量的的可可燃燃性性气气体体，主主要要成成分分为为甲甲烷烷、乙乙烷烷、丙丙烷烷、丁烷、氢和丁烷、氢和1左右的其他碳氢化合物；左右的其他碳氢化合物；煤尘爆炸的机理煤尘爆炸的机理52MYRE.(3)形形成成的的可可燃燃气气体体与与空空气气混混合合在在高高温温作作用用下下吸吸收收能能量量，在在尘尘粒粒周周围围形形成成气气体体外外壳壳，即即活活化化中中心心，当当活活化化中中心心的的能能量量达达到到一一定定程程度度后后，链链反反应应过过程程开开始始，游游离离基基迅迅速速增增加，发生了尘粒的闪燃，加，发生了尘粒的闪燃，(4)闪闪燃燃所所形形成成的的热热量量传传递递给给周周围围的的尘尘粒粒，并并使使之之参参与与链链反反应应，导导致致燃燃烧烧过过程程急急剧剧地地循循环环进进行行，当当燃燃烧烧不不断断加加剧剧使使火火焰焰速速度度达达到到每每秒秒数数百百米米后后，煤煤尘尘的的燃燃烧烧便便在在一一定定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。临界条件下跳跃式地转变为爆炸。53MYRE.1、形成高温、高压、冲击波、形成高温、高压、冲击波煤煤尘尘爆爆炸炸火火焰焰温温度度为为16001900，爆爆源源的的温温度度达达到到2000以以上上，这这是是煤煤尘尘爆爆炸炸得得以以自自动动传传播播的的条条件件之一。之一。在在矿矿井井条条件件下下煤煤尘尘爆爆炸炸的的平平均均理理论论压压力力为为736kPa，但但爆爆炸炸压压力力随随着着离离开开爆爆源源距距离离的的延延长长而而跳跳跃跃式式增增大大。爆爆炸炸过过程程中中如如遇遇障障碍碍物物，压压力力将将进进一一步步增增加加，尤尤其其是是连连续续爆爆炸炸时时，后后一一次次爆爆炸炸的的理理论论压压力力将将是是前前一一次次的的57倍倍。煤煤尘尘爆爆炸炸产产生生的的火火焰焰速速度度可可达达1120ms，冲冲击击波波速速度度为为2340ms。煤尘爆炸的特征煤尘爆炸的特征54MYRE.2、煤尘爆炸具有连续性、煤尘爆炸具有连续性由由于于煤煤尘尘爆爆炸炸具具有有很很高高的的冲冲击击波波速速，能能将将巷巷道道中中落落尘尘扬扬起起，甚甚至至使使煤煤体体破破碎碎形形成成新新的的煤煤尘尘，导导致致新新的的爆爆炸炸，有有时时可可如如此此反反复复多多次次，形形成成连连续续爆爆炸炸，这这是是煤煤尘尘爆爆炸炸的的重重要特征。要特征。3、煤尘爆炸的感应期、煤尘爆炸的感应期煤煤尘尘爆爆炸炸也也有有一一个个感感应应期期，即即煤煤尘尘受受热热分分解解产产生生足足够够数数量量的的可可燃燃气气体体形形成成爆爆炸炸所所需需的的时时间间。根根据据试试验验，煤煤尘尘爆爆炸炸的的感感应应期期主主要要决决定定于于煤煤的的挥挥发发分分含含量量，一一般般为为40280ms，挥发分越高，感应期越短。挥发分越高，感应期越短。55MYRE.4、挥发分减少或形成、挥发分减少或形成“粘焦粘焦”煤煤尘尘爆爆炸炸时时，参参与与反反应应的的挥挥发发分分约约占占煤煤尘尘挥挥发发分分含含量量的的4070，致致使使煤煤尘尘挥挥发发分分减减少少，根根据据这这一一特特征征，可可以以判判断断煤煤尘尘是是否否参参与与了了井井下下的的爆爆炸炸。对对于于气气煤煤、肥肥煤煤、焦焦煤煤等等粘粘结结性性煤煤的的煤煤尘尘，一一旦旦发发生生爆爆炸炸，一一部部分分煤煤尘尘会会被被焦焦化化，粘粘结结在在一一起起，沉沉积积于于支支架架和和巷巷道道壁壁上上，形形成成煤煤尘尘爆爆炸炸所所特特有有的的产产物物焦焦炭炭皮皮渣渣或或粘粘块块，统统称称“粘粘焦焦”。“粘粘焦焦”也也是是判判断断井井下下发发生生爆爆炸炸事事故故时时是是否否有有煤煤尘尘参与的重要标志。参与的重要标志。5、产生大量的、产生大量的CO。煤煤尘尘爆爆炸炸时时产产生生的的CO，在在灾灾区区气气体体中中的的浓浓度度可可达达23，甚甚至至高高达达8左左右右。爆爆炸炸事事故故中中受受害害者者的的大大多多数数(7080)是由于是由于CO中毒造成的。中毒造成的。56MYRE.煤尘爆炸必须同时具备三个条件：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本身具有爆炸性煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。1煤尘的爆炸性煤尘的爆炸性煤煤尘尘具具有有爆爆炸炸性性是是煤煤尘尘爆爆炸炸的的必必要要条条件件。煤煤尘尘爆爆炸的危险性必须经过试验确定。炸的危险性必须经过试验确定。煤尘爆炸的条件煤尘爆炸的条件57MYRE.2悬浮煤尘的浓度悬浮煤尘的浓度井井下下空空气气中中只只有有悬悬浮浮的的煤煤尘尘达达到到一一定定浓浓度度时时，才才可可能能引引起起爆爆炸炸，单单位位体体积积中中能能够够发发生生煤煤尘尘爆爆炸炸的的最最低低和和最最高高煤煤尘尘量量称称为为下下限限和和上上限限浓浓度度。低低于于下下限限浓浓度度或或高高于于上上限限浓浓度度的的煤煤尘尘都都不不会会发发生生爆爆炸炸。煤煤尘尘爆爆炸炸的的浓浓度度范范围围与与煤煤的的成成分分、粒粒度度、引引火火源源的的种种类类和和温温度度及及试试验验条条件件等等有有关关。一一般般说说来来，煤煤尘尘爆爆炸炸的的下下限限浓浓度度为为3050gm3，上上限限浓浓度度为为15002000gm3。其其中中爆爆炸炸力力最最强强的浓度范围为的浓度范围为300500gm3一一般般情情况况下下，浮浮游游煤煤尘尘达达到到爆爆炸炸下下限限浓浓度度的的情情况况是是不不常常有有的的，但但是是爆爆破破、爆爆炸炸和和其其他他震震动动冲冲击击都都能能使使大大量量落尘飞扬，在短时间内使浮尘量增加，达到爆炸浓度。落尘飞扬，在短时间内使浮尘量增加，达到爆炸浓度。58MYRE.3引燃煤尘爆炸的高温热源引燃煤尘爆炸的高温热源煤煤尘尘的的引引燃燃温温度度变变化化范范围围较较大大，它它随随着着煤煤尘尘性性质质、浓浓度度及及试试验验条条件件的的不不同同而而变变化化。我我国国煤煤尘尘爆爆炸炸的的引引燃燃温温度度在在6101050之之间间，一一般般为为700800。煤煤尘尘爆爆炸炸的的最最小小点点火火能能为为4.540MJ。这这样样的的温温度度条条件件，几几乎乎一一切切火火源源均均可可达达到到，如如爆爆破破火火焰焰、电电气气火火花花、机机械械摩摩擦擦火火花花、瓦瓦斯斯燃燃烧烧或或爆爆炸炸、井井下下火火灾灾等等。根根据据20世世纪纪80年年代代的的统统计计资资料料，由由于于放放炮炮和和机机电电火火花花引引起起的的煤煤尘爆炸事故分别占总数的尘爆炸事故分别占总数的45和和35。59MYRE.因素：挥发分、灰分和水分、煤尘粒度、瓦斯浓度、氧含因素：挥发分、灰分和水分、煤尘粒度、瓦斯浓度、氧含量和引爆热源量和引爆热源1煤的挥发分煤的挥发分煤煤尘尘爆爆炸炸主主要要是是在在尘尘粒粒分分解解的的可可燃燃气气体体(挥挥发发分分)中中进进行行的的，因因此此煤煤的的挥挥发发分分数数量量和和质质量量是是影影响响煤煤尘尘爆爆炸炸的的最最重重要要因因素素。一一般般说说来来，煤煤尘尘的的可可燃燃挥挥发发分分含含量量越越高高，爆爆炸炸性性越越强强，即即煤煤化化作作用用程程度度低低的的煤煤，其其煤煤尘尘的的爆爆炸炸性性强强，