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毕业矿井粉尘论文

毕节职业技术学院

课程论文

论文题目：

矿井粉尘防治

所属系列：

工矿建筑系

姓名：

xxx

学号：

2010030101xx

班级：

10级矿

（1）班

指导老师：

xxx

撰写日期:

2011年12月

摘要

粉尘是矿山中所产生的矿石和岩石的细微颗粒,也叫做矿尘。

粉尘是矿井生产的五大灾害之一。

粉尘具有多方面的危害性，如爆炸性，放射性，磨损性、但最普遍且最严重的危害是引起尘肺病。

为了降低煤巷据进工作面的产生量和巷道的浮尘，使之符合国家《煤矿安全规程》规定，我们将时时对粉尘进行监测。

将其大部分在尘源处和传播过程中捕获、我们采用煤层注水和湿式除尘风机。

通过采取这些强有力的措施控制粉尘的产生，扩散和飞扬，降低巷道中的粉尘浓度，以保证井下作业环境的卫生条件，保障工人的身体健康，促进矿井的安全生产。

关键词：

粉尘浓度，煤尘爆炸性，尘肺病，湿式凿岩，防尘措施。

Pickto

Thedustisproducedintheminingoforeandrockfineparticles,alsoknownasdust.Dustisoneoffivebigdisastersincoalmineproduction.Theharmofdusthasmanyaspects,suchasexplosive,radioactive,wearresistance,butthemostcommonandthemostsevereharmiscausedbypneumoconiosis.Inordertoreducethecoalroadwayintotheworkingfaceaccordingtothegenerationandroadwaydust,whichaccordwiththenationalcoalminesafetyregulations"provisions",wewillkeepondustmonitoring.Mostofitinthedustsourceandpropagationintheprocessofcapturing,weusedcoalseamwaterinjectionanddustclearingfan.Bytakingthesemeasurestocontroldustgeneration,diffusionanddust,reduceroadwayindustconcentration,soastoensurethesanitaryconditionsoftheundergroundworkingenvironment,theprotectionofworkershealth,promotethecoalminesafetyproduction.

Keywords:

Dustconcentrationofcoaldustexplosions,pneumoconiosis,wetrockanddustcontrolmeasures.

目录

1引言4

2矿尘及其性质4

2.1矿尘及其分类4

2.2矿尘的危害4

3煤尘爆炸及预防5

3.1煤尘爆炸的机理及特征5

3.2煤尘爆炸的条件5

3.3影响煤尘爆炸的因素6

3.4预防煤尘爆炸的措施7

4矿尘防治措施7

4.1减排措施7

4.2降尘措施9

4.3装岩洒水9

4.4通风防尘10

4.5个体防尘措施10

4.6粉尘检测10

5总结12

参考文献13

致谢14

1引言

矿井粉尘是矿山生产过程中所产生的各种煤、岩微细颗粒的总称，简称矿尘。

矿井各生产过程都产生矿尘，以凿岩、爆破、装运和破碎工序为主。

凿岩产生持续时间长，尘粒较细，是达到卫生合格率较低的一个工序。

爆破产尘特点是短时间产生大量的矿尘并伴有炮烟，可能污染和影响其他工作地区。

随着生产设备和工艺的改善，产尘状况也将发生变化，应经常进行观测研究，及时采取防尘措施，保证作业场所矿尘浓度达到国家规定的要求。

2矿尘及其性质

2.1矿尘及其分类

（一）矿尘的概念

1矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。

2在矿山生产和建设过程中，钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。

（二）矿尘的分类

1.按成分分为岩尘和煤尘。

2.按矿尘的粒径组成范围分为：

①全尘（总粉尘）。

各种粒径的矿尘之和。

②呼吸性粉尘。

主要指0.5μm以下的微细，它能通过人体上呼吸道进入肺区，是导致尘肺病的病因，对人体危害甚大。

（三）按矿尘的存在状态分为：

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。

2.2矿尘的危害

（一）污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。

工人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内十分惊人。

（二）某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可以爆炸。

煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。

（三）加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。

随着矿山机械化、电气化、自动化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出，应引起高度的重视。

（四）降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。

工作环境矿尘浓度过高会影响工作人员的视线，影响工作效率，不利于及时发现事故隐患，而且导致误操作，造成人员的意外伤亡。

3煤尘爆炸及预防

3.1煤尘爆炸的机理及特征

（一）煤尘爆炸的机理

1）煤本身是可燃物，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧能力大大增加，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开。

2）当温度达到300~400℃时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃气体，主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1％左右的其他碳氢化合物。

3）形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成气体外壳，即活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链式反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃。

（二）煤尘爆炸的特征

1）形成高温、高压、冲击波。

2）煤尘爆炸的感应期。

3）煤尘爆炸具有连续性。

4）挥发分减少形成黏焦

5）产生大量的一氧化碳气体。

3.2煤尘爆炸的条件

（一）煤尘的爆炸性

煤尘的爆炸性指悬浮在空气中的煤尘在一定浓度范围内，如果有充足的氧（17％以上）遇到火源便会发生燃烧或爆炸的性质。

煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。

（二）悬浮煤尘的浓度

井下空气中只有悬浮的煤尘到一定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称煤尘下限为30~50g/m³，上限浓度为1000~2000g/m³。

其中爆炸力最强的浓度范围为300~500g/m³。

（三）引燃煤尘爆炸的高温热源

煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性质、浓度及实验条件的不同而变化。

我国煤尘爆炸的引燃温度为610~1050℃，一般为700~800℃。

煤尘爆炸最小点火能4.5~40mJ。

3.3影响煤尘爆炸的因素

（一）煤的挥发分

煤尘爆炸主要是在尘粒分解的可燃气体（挥发分）中进行的，因此，煤的挥发分数量和质量是影响煤尘爆炸的重要因素。

煤尘的可燃挥发分含量越高，爆炸性越强，即煤化作用程度低的煤，其煤尘的爆炸性强，随煤化作用程度的增高而爆炸减弱。

（二）煤的灰分和水分

煤内的灰分是不燃性物质，能吸收能量，阻挡热辐射，破坏链式反应，降低煤尘的爆炸性。

水分能降低煤尘的爆炸性，因为水的吸热能力，能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒，减少尘粒的总表面积，同时还能降低落尘的飞扬力。

（三）煤尘粒度

粒度对爆炸性的影响极大。

粒径1㎜以下的煤尘粒子都可能参与爆炸，而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加，75μm以下的煤尘特别是30~75μm的煤尘爆炸性最强，因为单位质量煤尘粒度越小，总面积越大，粒径小于10μm后，煤尘爆炸性增强的趋势变得平缓。

（四）空气中的瓦斯浓度

瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。

随着瓦斯浓度的增高煤尘爆炸浓度下限急剧下降，这一点在瓦斯煤尘爆炸危险的矿井应引起高度重视。

（五）空气中氧的含量

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，煤尘就不在爆炸。

煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同，爆炸压力高；含氧低，爆炸压力低。

3.4预防煤尘爆炸的措施

（一）防止煤尘沉积和飞扬的技术

减少工作面与巷道中的浮尘和落尘是防止煤尘爆炸的关键，具体措施有：

煤层注水、湿式打眼、水饱泥、通风防尘、喷雾洒水、冲洗岩帮清扫沉积等。

（二）防止煤尘引燃的措施

引燃煤尘的火源有明火、爆破火焰、电气火花或机械摩擦火花等，与引燃瓦斯的火源基本相同：

加强通风、加强瓦斯检查与监控、及时处理局部积聚瓦斯、改变采空区的漏风方向、利用小型液压通风机抽放法、利用移动式抽放站抽放法、用脉动通风机技术治理上隅角瓦斯积聚。

（三）隔爆措施

隔爆措施就是指使已沉落在巷道周壁和支架上的煤尘失去爆炸性，以及使已经发生的爆炸限制在最小范围内，防止其蔓延扩大。

《煤矿安全规程》规定，开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。

矿井的两翼，相邻的采区、相邻的煤层、相邻的采煤工作面间，煤层掘进巷道同于其相连巷道间，煤仓同与其相连通的巷道间，采用独立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，必须采用水棚火岩粉棚隔开。

隔爆措施有：

设置岩粉棚、水棚和自动隔爆棚等。

4矿尘防治措施

4.1减排措施

（一）湿式打眼

湿式打眼就是在打眼过程中，将压力水通过凿岩机或煤电钻送人钻孔并冲满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的粉尘。

它是打眼工作普遍采用的有效措施。

1湿式凿岩。

湿式凿岩有中心供水和旁侧供水两种方式，目前使用较多的是中心供水式凿岩机

2净化风流。

净化风流就是使井巷中的含尘空气通过一的设备或设施，将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。

净化风流的目的主要是使提高风质，一般要求矿井进风中粉尘浓度不应大于0.25mg/m³。

采区进风中粉尘浓度不应大于0.5mg/m³。

目前较常用的净化风流方法是在巷道中装设水幕或采用除尘器除尘。

3冲洗岩帮、清扫积尘。

沉降在巷道四周、支架及设备、物料上的矿尘，即落尘，一旦受到冲击，就能再度飞扬。

《煤矿安全规程》规定，矿井必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉；应定期对主要大巷刷浆。

4使用降尘剂。

为提高对疏水性粉尘性粉尘和微细粉尘定的湿润效果，可再水中加入降尘剂。

5减少微细粉尘产生量。

保持钎头尖锐，保证足够风压（大于0.5MPa）水量充足等都可减少微细粉尘的产生。

（二）煤尘注水

预先用水通过钻孔和裂隙注入尚未开采的媒体，使水均匀分布在煤体的空隙、裂隙及空隙中，湿润煤体内部原生粉尘，是回采工作面最有效、最积极的防尘措施。

注水方式分为三类:

1长钻孔注水。

在采煤工作面的进、回风巷或只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。

主要用于长壁式采煤法，钻孔沿煤层的走向布置，沿煤层倾向打钻孔。

①钻孔间为15~25m；

②钻孔直径44~60㎜。

③注水压力为3~15MPa，流量为0.3~0.2m³/h，吨煤注水量在0.02~2.0m³/t之间。

④钻孔长度：

单向钻孔长度应比工作面长度短20~40m；双向钻孔长度应比工作面的一半短5~8m。

⑤注水时间为几天、十几天或更长，以煤壁“出汗”为准。

2短孔注水：

在采煤工作面垂直煤壁，与节理面斜交向煤壁打孔注水的降水方法。

①钻孔孔径一般为44~55m。

②钻孔长度：

每日一班注水时，钻孔长度等于工作面日推进度加0.2m；每日三班注水时，钻孔长度等于每班推进度加0.2m。

3深钻孔注水。

在回采工作面垂直煤壁打钻孔，孔深以回采工作面5~6天的进度为依据。

我国一般不采用这种注水方式。

（三）水泡泥。

水泡泥就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼内。

爆破时水袋破裂，水在高温高压下汽化，然后或以细散尘粒为核心凝结，或凝结成雾粒湿润矿尘，达到降尘的目的。

（四）改进采掘机械的运行参数。

适当改变采掘机械的运行参数，可以降低采掘作业时的矿尘浓度。

如将采煤机的滚筒转速与牵引速度适当匹配时，就可以降低矿尘的生成量。

4.2降尘措施

（一）喷雾洒水降尘。

喷雾洒水降尘是矿井针对各生产尘点而普遍采用的降尘措施，包括掘进机内、外喷雾、采煤机内、综采工作面支架放煤口喷雾、液压支架间喷雾、转载点喷雾等。

建立防尘洒水管路的具体要求：

①防尘洒水管路系统应达到所有采掘工作面、溜煤眼、翻灌笼、输送机转载点、采煤工作面的回风巷和中间运输巷、石门。

②水幕、喷雾洒水的喷嘴主要部件，应采用铜质等材料制作。

③供水管路的管径与强度，应满足该区段负载的水压和水量的要求。

⑷在井下的主要运输巷、主要回风巷、上下山、掘进巷道、采煤工作面巷道中敷设的防尘管路，每隔50~60m都应安设支管和闸门，以便冲洗巷道等用。

（二）净化风流。

净化就是使井巷中的含尘空气通过一定的设备或设施，将粉尘捕获而使风流净化的技术措施。

1净化水幕安设在支护完好、壁面平整、无断裂破碎的巷道段内。

一般安设位置为：

①矿井总进流净化水幕距井口20~100m巷道内。

②采区进风流净化水幕风流分叉口支流内侧20~50m巷道内。

③采煤回风流净化水幕距工作面回风口10~20m回风巷内。

④掘进回风流净化水幕距工作面30~50m巷道内。

⑤巷道中产尘源净化水幕尘源下风侧5~10m巷道内。

2湿式除尘装置。

所谓除尘装置（或除尘器）是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。

4.3装岩洒水

岩巷掘进工作面在爆破时，由于岩石的破碎和相互碰撞将产生大量岩尘混杂在岩石堆中，所以，在装岩前应向岩堆洒水，使岩堆得到充分湿润，避免装岩时引起岩尘飞扬。

1如果岩堆很厚，一次洒水不能湿透，可以边洒水变装岩，直到岩石全部湿润为止。

2如果使用铲斗装岩机装载，可将两个风水喷雾器安装在装岩机两侧的前端位于操纵箱的下部，喷嘴伸向铲斗的前方，边装岩边自动洒水。

3当使用蟹爪式装岩机装载时要在机体两侧安设固定喷嘴或悬挂两个喷雾器进行喷雾洒水。

4采用扒斗装岩时，可以对岩堆分层洒水的方法进行装运。

4.4通风防尘

1通风防尘是通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度，因此搞好矿井通风工作能有效稀释和及时的排出矿尘。

2决定通风效果的主要因素是通风及矿尘密度、粒度形状、湿润程度等，采用最佳风速是降低回采工作面矿尘的一项有效措施。

3风速过低，粗粒矿尘将与空气分离下沉，不易排出；风速过高，能将落尘扬起，增大矿内空气中的粉粒浓度。

因此，通风除尘效果是风速的增加而逐渐增加的，达到最佳效果，如果再增大风速，效果又开始下降。

4排除井巷中的浮尘要有一定的风速，我们把能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速称为最低排尘风速。

同时，我们把能最大限度排除浮尘而不落尘二次飞扬的的风速称为最优排尘风速。

一般说，掘进工作面的最优风速为0.4~0.7m/s，机械化采煤工作面为1.5~2.5m/s。

从排尘和稀释的角度考虑，采煤工作面的风速应大于1,5m/s，采取防尘措施后，控制在2~2.5m/s之间，最高不超过4m/s。

4.5个体防尘措施

个体防尘措施是利用个人防尘用具把呼吸空气中的粉尘过滤下来，使工人吸入净化了的空气，或者采取由作业场所外部输送的清洁压风方式供工人呼吸。

例如配带防尘口罩、防尘面罩、防尘帽或压风呼吸器等。

4.6粉尘检测

我国工业企业设计卫生标准所规定的居民区大气中飘尘日平均最高允许浓度为0.15mg/m3，煤矿安全规程中对井下有人工作的地点和人行道的空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度，要符合表2中的要求。

 表2   作业场所空气中粉尘浓度标准

粉尘中游离SiO2含量（%）

最高允许浓度（mg/m3）

总粉尘

呼吸性粉尘

1、<10

10

3．5

2、10~<50

2

1

3、50~<80

2

0．5

4、≥80

2

0．3

粉尘检测是以科学的方法，对生产环境中粉尘的含量及其物理化学性状进行测定、分析和检查的工作。

从全面了解和掌握粉尘的物理及化学性性状出发，需要检测的项目很多，如粉尘的形状、密度、粒度分布、溶解度、浓度、粉尘的化学成分及荷电性、爆炸性等。

但从安全与卫生学的角度出发，日常粉尘检测项目主要是粉尘浓度、粉尘中游离SiO2的含量和粉尘的分散度等。

5总结

通过对粉尘的检测分析，了解了有关粉尘的基础理论。

粉尘具有有多方面的危害性，如爆炸性、放射性、磨损性，但最普遍且最严重的危害是引起尘肺病与煤尘爆炸。

为了降低煤巷掘进工作面的产尘量和巷道的浮尘，使之符合国家《煤矿安全规程》规定，我们将时时对粉尘进行监测监控。

将其大部分在尘源处和传播过程中捕获，我们会采用煤层注水和湿式除尘风机。

通过采取这些强有力的措施控制粉尘的产生，扩散和飞扬，降低巷道中的粉尘浓度，以保证井下作业环境的卫生条件，保障工人的身体健康，促进矿井的安全生产。

我们虽然有了一定的理论知识，但是还欠缺较强的实践能力。

参考文献

[1]王玉树.煤矿企业安全管理手册.徐州：

中国矿业出版社.2006

[2]罗欣荣主编.安全法规与监察.徐州：

中国矿业大学出版社.2005

[3]刘其志，肖丹.矿井灾害与防治[M].重庆：

重庆大学出版社，2010.

[4]徐永坎，煤矿开采技术[M].中国矿业大学出版社，2009.

[5]中国矿业学院等编.采煤学[M].北京：

煤炭工业出版社，1979.

[6]煤炭安全生产网，2010.

[7]张振普.煤矿安全产生管理与技术.河南：

中国矿业大学出版.2008.

致谢

本论文是在陈伟老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

陈老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

半学期来，陈老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向陈老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在此，我还要感谢在一起学的好伙伴们，他们对我的论文做了不少工作，给予我不少的帮助。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!