安全工程學(xué)(十三)課件

第六章礦山安全技術(shù)第一節(jié)礦井瓦斯防治

第二節(jié)礦塵防治第三節(jié)礦井火災(zāi)1第六章礦山安全技術(shù)第一節(jié)礦井瓦斯防治1第二節(jié)礦塵防治1、礦塵及其性質(zhì)2、塵肺病3、煤塵爆炸及預(yù)防4、綜合防塵2第二節(jié)礦塵防治1、礦塵及其性質(zhì)22.1礦塵及其性質(zhì)一、礦塵的產(chǎn)生及分類礦塵是指在礦山生產(chǎn)和建設(shè)過程中所產(chǎn)生的各種煤、巖微粒的總稱。幾種常用的分類方法。1、按礦塵粒徑劃分(1)粗塵-->40μm,空氣中易沉降；(2)細(xì)塵—10~40μm，肉眼可見，在靜止空氣加速沉降；(3)微塵—0.25~10μm，光學(xué)顯微鏡可見，在靜止空氣等速沉降；(4)超微塵--<0.25μm，電子顯微鏡觀察，擴散動力。32.1礦塵及其性質(zhì)32按礦塵的存在狀態(tài)劃分(1)浮游礦塵：懸浮于礦內(nèi)空氣中(2)沉積礦塵：從礦內(nèi)空氣沉降下來的礦塵3按礦塵的粒徑組成范圍劃分(1)全塵(總粉塵)：各種粒徑的礦塵之和，1mm以下；(2)呼吸性粉塵：5μm以下，42按礦塵的存在狀態(tài)劃分4二、礦塵的危害礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病。(2)某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸。(3)加速機械磨損，縮短精密儀器使用壽命。(4)降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。5二、礦塵的危害5三、含塵量的計量指標(biāo)1、礦塵濃度其表示方法有兩種：(1)質(zhì)量法：每立方米空氣所含浮塵的毫克數(shù)，mg/m3(2)計數(shù)法：每立方米空氣所含浮塵的個數(shù)，個/m32、產(chǎn)塵強度指生產(chǎn)過程中，采落煤中所含的粉塵量，常用的單位為g/t。3、相對產(chǎn)塵強度指每采掘1噸或1立方米礦巖所產(chǎn)生的礦塵量，常用的單位為mg/t或mg/m3。4、礦塵沉積量單位時間在巷道表面單位面積上所沉積的礦塵量，單位為g/m2·d。6三、含塵量的計量指標(biāo)6四、礦塵性質(zhì)1、礦塵中游離SiO2的含量礦塵中游離SiO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。煤礦上常見的頁巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量通常多在20%～50%，煤塵中的含量一般不超過5%。2、礦塵的粒度與比表面積礦塵粒度：礦塵粒度平均直徑，μm礦塵的比表面積：單位質(zhì)量礦塵的總表面積；m2/kg,cm2/g礦塵的比表面積與粒度成反比，粒度越小，比表面積越大，因而這兩個指標(biāo)都可以用來衡量礦塵顆粒的大小。7四、礦塵性質(zhì)73、礦塵的分散度：礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占百分比。分散度有兩種表示方法：(1)重量百分比：各粒級重量所占總重量的百分比(2)數(shù)量百分比：各粒級顆粒數(shù)所占總顆粒百分比粒級的劃分是根據(jù)粒度大小和測試目的確定的，我國工礦企業(yè)將礦塵粒級劃分為4級：小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。礦塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構(gòu)成的一個重要指標(biāo)。礦塵總量中微細(xì)顆粒多，所占比例大時，稱為高分散度礦塵；反之，如果礦塵中粗大顆粒多，所占比例大，就稱作低分散度礦塵。礦塵的分散度越高，危害性越大，而且越難捕獲。83、礦塵的分散度：礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占百分比。84、礦塵的濕潤性礦塵的濕潤性是指礦塵與液體親和的能力。親水性礦塵：容易被水濕潤疏水性礦塵：不容易被水濕潤5、礦塵的荷電性因空氣的電離以及塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，使塵粒帶有電荷，可能是正電荷，也可是負(fù)電荷。6、礦塵的光學(xué)特性礦塵的光學(xué)特性包括礦塵對光的反射、吸收和透光強度等性能。94、礦塵的濕潤性92.2煤礦塵肺病

一、塵肺病及其發(fā)病機理

塵肺?。阂蚤L期吸入大量微細(xì)粉塵而引起的以纖維組織增生為主要特征的肺部疾病。1、塵肺類的分類煤礦塵肺病按吸入礦塵的成分不同，可分為三類：(1)硅肺病(矽肺病)，由于吸入含游離ＳｉＯ2含量較高的巖塵而引的塵肺病稱為硅肺病?；颊叨酁殚L期從事巖巷掘進的礦工。102.2煤礦塵肺病10(2)煤硅肺病(煤矽肺)，由于同時吸入煤塵和含游離ＳｉＯ2的巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅病肺?；颊叨酁閹r巷掘進和采煤的混合工種礦工。(3)煤肺病。由于大量吸入煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺病。患者多為長期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。11(2)煤硅肺病(煤矽肺)，由于同時吸入煤塵和含游離ＳｉＯ2的

2、塵肺病的發(fā)病機理進入人體呼吸系統(tǒng)的粉塵大體上經(jīng)歷以下四個過程：(1)在上呼吸道的咽喉、氣管內(nèi)，含塵氣流由于沿程的慣性碰撞作用使大于10μm的塵粒首先沉降在其內(nèi)。經(jīng)過鼻腔和氣管粘膜分泌物粘結(jié)后形成痰排出體外。(2)在上呼吸道的較大支氣管內(nèi)，通過慣性碰撞及少量的重力沉降作用，使5～10μm的塵粒沉積下來，經(jīng)氣管、支氣管上皮的纖毛運動，咳嗽隨痰排出體外。122、塵肺病的發(fā)病機理12(3)在下呼吸道的細(xì)小支氣管內(nèi)，由于支氣管分支增多，氣流速度減慢，使部分2～5μm的塵粒依靠重力沉降作用沉積下來，通過纖毛運動逐級排出體外。(4)粒度為2μm左右的粉塵進入呼吸性支氣管和肺內(nèi)后，一部分可隨呼氣排出體外；另一部分沉積在肺泡壁上或進入肺內(nèi)，殘留在肺內(nèi)的粉塵僅占總吸入量的1%～2％以下。13(3)在下呼吸道的細(xì)小支氣管內(nèi)，由于支氣管分支增多，氣流二、塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素1、塵肺病的發(fā)病癥狀塵肺病分為三期：第一期：重體力勞動時呼吸困難、胸痛、輕度干咳。第二期：中等體力勞動或正常工作時，感覺呼吸困難，胸痛、干咳或帶痰咳嗽。第三期：做一般工作甚至休息時，也感到呼吸困難、胸痛、連續(xù)帶痰咳嗽，甚至咯血和行動困難。14二、塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素142、影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病工令越短，病變的發(fā)展程度越快。對于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機質(zhì)(即揮發(fā)分)含量。(2)礦塵粒度及分散度5μm以上的礦塵對塵肺病的發(fā)生影響不大；5μm以下的礦塵可以進入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險的粒度是2μm左右的礦塵。152、影響塵肺病的發(fā)病因素15(3)礦塵濃度塵肺病的發(fā)生和進入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，也就是說，塵肺的發(fā)病工令和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。(4)個體方面的因素16(3)礦塵濃度162.3礦山綜合防塵

礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。一、通風(fēng)除塵

通風(fēng)除塵：指通過風(fēng)流的流動將井下作業(yè)點的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場所的礦塵濃度。

效果主要影響因素：風(fēng)速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。

最低排塵風(fēng)速：能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風(fēng)流運動而排出的最低風(fēng)速稱為最低排塵風(fēng)速。最優(yōu)排塵風(fēng)速：能最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚的風(fēng)速稱為最優(yōu)排塵風(fēng)速。172.3礦山綜合防塵17二、濕式作業(yè)利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一。

機理：1、水能溫潤礦塵，增加塵粒的重力；2、將細(xì)散塵粒聚結(jié)為較大顆粒，加速浮塵沉降；3、使落塵不易飛揚。特點：1、濕式鑿巖在鑿巖過程中，將壓力水通過鑿巖機送入并充滿孔底，以濕潤、沖洗和排出產(chǎn)生的礦塵。18二、濕式作業(yè)182、灑水灑水降塵是用水濕潤沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。3、噴霧灑水將壓力水通過噴霧器在旋轉(zhuǎn)或沖擊作用下，使水流霧化成細(xì)散的水嘀噴射于空氣中。4、水炮泥和水封爆破水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內(nèi)。水封爆破是將炮眼內(nèi)的炸藥先用一小段炮泥填好，然后再給炮眼口填一小段炮泥，兩段炮泥之間的空間，插入細(xì)注水管注水，注滿后抽出注水管，并將炮泥上的小孔堵塞。192、灑水19三、凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。1、水幕凈化風(fēng)流

水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個噴霧器噴霧形成的。噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。20三、凈化風(fēng)流20一般安設(shè)位置為：①礦井總?cè)腼L(fēng)流凈化水幕：距井口20～100m巷道內(nèi)②采區(qū)入風(fēng)流凈化水幕：風(fēng)流分叉口支流里側(cè)20～50m巷道內(nèi)③采煤回風(fēng)流凈化水幕：距工作面回風(fēng)口10～20m回風(fēng)巷內(nèi)；④掘進回風(fēng)流凈化水幕：距工作面30～50m巷道內(nèi)；⑤巷道中產(chǎn)塵源凈化水幕：塵源下風(fēng)側(cè)5～10m巷道內(nèi)。水幕是凈化入風(fēng)流和降低污風(fēng)流礦塵濃度的有效方法。21一般安設(shè)位置為：212、濕式除塵裝置除塵裝置(或除塵器)是指把氣流或空氣中含有的固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。煤礦一般采用濕式除塵裝置。四、個體防護個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的一項補救措施。主要包括：1、防塵口罩2、防塵安全帽(頭盔)222、濕式除塵裝置22第三節(jié)礦井火災(zāi)礦井火災(zāi)的概念及分類礦井火災(zāi)的危害礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報礦井火災(zāi)處理與控制23第三節(jié)礦井火災(zāi)礦井火災(zāi)的概念及分類233.1礦井火災(zāi)的概念及分類一、概念在礦井范圍內(nèi)發(fā)生的，或雖發(fā)生在井口附近、煤層露頭上但有可能危及人員、財產(chǎn)和資源安全的燃燒事故稱為礦井火災(zāi)。二、分類１、按引火原因分類１）內(nèi)因(自燃)火災(zāi)。

2）外因火災(zāi)。243.1礦井火災(zāi)的概念及分類一、概念24２、消防分類Ａ類火災(zāi)，煤炭、木材、橡膠、棉、毛、麻等含碳的固體可燃物質(zhì)。Ｂ類火災(zāi)，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液體。Ｃ類火災(zāi)，指煤氣、天燃?xì)狻⒓淄?、乙炔、氫氣等可燃?xì)怏w。Ｄ類火災(zāi)，象鈉、鉀、鎂等可燃金屬燃燒形成的火災(zāi)。３、其它分類方法。還有按火源特性，可分為原生火災(zāi)與再生火災(zāi)；按火源產(chǎn)生的位置，可分為井上火災(zāi)與和井下火災(zāi)等。25２、消防分類253.2礦井火災(zāi)的危害燒死、燒傷人員或產(chǎn)生有害氣體引起人員傷亡；燒毀設(shè)備、設(shè)施，燒掉或凍結(jié)煤炭資源，造成重大經(jīng)濟損失；產(chǎn)生的高溫火源可能引起瓦斯、煤塵爆炸，擴大事故危害；火災(zāi)引起的火風(fēng)壓可引起通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，降低礦井抗災(zāi)能力。263.2礦井火災(zāi)的危害燒死、燒傷人員或產(chǎn)生有害氣體引起人員3.3礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報根據(jù)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應(yīng)用成熟的經(jīng)驗和先進的科學(xué)技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災(zāi)信息，進行邏輯推斷后給出火情報告。主要有：1、利用人體生理感覺預(yù)報自然發(fā)火依靠人體生理感覺預(yù)報礦井火災(zāi)的主要方法有：１）嗅覺；２）視覺；３）感（觸）覺。273.3礦井火災(zāi)預(yù)測預(yù)報根據(jù)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)2、氣體成分分析法借助儀器及早檢測出煤炭自燃前期釋放出的氣體成分，選擇合適的指標(biāo)氣體及其濃度的臨界值，預(yù)報自然發(fā)火。常用的指標(biāo)氣體(1)一氧化碳（ＣＯ）(2)乙烯。(3)其它指標(biāo)氣體。3、火災(zāi)自動監(jiān)測系統(tǒng)科學(xué)布置測點，自動采集、分析各測點的指標(biāo)氣體、溫度等參數(shù)，對井下可能發(fā)火地點實現(xiàn)自動化連續(xù)監(jiān)測。282、氣體成分分析法283.4礦井火災(zāi)處理與控制一、滅火原理滅火原理：１）冷卻，把燃燒物質(zhì)的溫度降低到燃點以下。２）隔離和窒熄，使燃燒反應(yīng)體系與環(huán)境隔離，抑制參加反應(yīng)的物質(zhì)。３）稀釋，降低參加反應(yīng)物(液、氣體）的濃度。４）中斷鏈反應(yīng)。二、直接滅火采用滅火劑或挖出火源等方法把火直接撲滅，稱謂直接滅火法。293.4礦井火災(zāi)處理與控制一、滅火原理29（一）常用滅火劑及其使用方法可用于撲滅火源的物質(zhì)，稱為滅火劑。常用的滅火劑有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、鹵代烷、惰氣、砂子和巖粉等。１、水水是不燃液體，是消防上常用的滅火劑之一。使用方法有水射流和水幕兩種形式。2、泡沫泡沫復(fù)蓋在火源周圍，形成嚴(yán)密的復(fù)蓋層，并能保持一定時間，使燃燒區(qū)與空氣隔絕，具有窒息作用；復(fù)蓋層具有防輻射和熱量向外傳導(dǎo)作用；泡沫中的水份蒸發(fā)可以吸熱降溫，起到冷卻作用。

30（一）常用滅火劑及其使用方法303、干粉干粉靠加壓氣體的壓力從噴咀內(nèi)噴出，形成一股霧狀氣流，射向燃燒物，接觸火焰和高溫后，受熱分解，吸熱并放出不燃?xì)怏w（NH3和H2O(g))，可以稀釋火區(qū)范圍內(nèi)的氧濃度；干粉及其熱解產(chǎn)物可抑止碳?xì)渥杂苫?，破壞燃燒鏈反?yīng)；細(xì)的粉沫在高溫作用下溶化、膠結(jié)，形成復(fù)蓋層具有良好的“熱帳”作用。313、干粉314、鹵代烴滅火劑在氮氣的壓力作用下，滅火劑立即成霧狀噴出。形成比重大、擴散慢的氣體，能在較長時間內(nèi)滯留在火區(qū)內(nèi)。其作用是降低火區(qū)氧濃度之外，中斷鏈反應(yīng)，阻止燃燒，并兼有一定窒息和冷卻作用。5、砂子和巖粉砂子和巖粉在煤礦廣泛應(yīng)用于撲滅電氣火災(zāi)。（二）消除可燃物直接滅火除了向火源噴射滅火劑以外，在有些條件下還可以清除可燃物，消除燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)。煤礦常用的是挖除火源。324、鹵代烴滅火劑32（三）用凝膠處理高溫點和自燃火源凝膠是近年