《礦塵防治 》培訓(xùn)課件2025

2025.1礦塵防治引

言第一節(jié)礦塵的產(chǎn)生、分類和危害第二節(jié)煤塵爆炸的條件及防治措施第三節(jié)發(fā)生煤塵爆炸事故后的應(yīng)急措施第三節(jié)事故案例復(fù)習(xí)思考題

本節(jié)課培訓(xùn)與考核要求：1.掌握礦塵的分類及其危害；2.熟練掌握煤塵爆炸的條件及防治措施；3.課后題必須熟練掌握。

一、礦塵的產(chǎn)生、分類和危害（一）礦塵的產(chǎn)生礦塵是在煤礦開拓、掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸及提升等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，隨著巖體和煤體的破壞、碎裂過程產(chǎn)生的。其中鑿巖、打眼、落煤、放頂、轉(zhuǎn)運(yùn)等工序產(chǎn)生的粉塵最多。此外，礦山壓力和地質(zhì)構(gòu)造作用也會產(chǎn)生粉塵，但所占比重較小。

（二）礦塵的分類（****考點(diǎn)）礦塵的分類方法很多，根據(jù)不同的分類方法有不同的稱謂，下面介紹幾種主要的分類方法。1.按礦塵的成分劃分按礦塵的成分劃分，可分為煤塵、巖塵和水泥粉塵。

（1）煤塵。一般是指細(xì)微顆粒的煤炭粉塵。（2）巖塵。一般是指細(xì)微顆粒的巖石粉塵。（3）水泥粉塵。是指煤礦在生產(chǎn)、使用水泥或水泥制品的場所產(chǎn)生的粉塵。

2.按礦塵中的二氧化硅的含量劃分按礦塵中的二氧化硅的含量劃分，可分為硅塵和非硅塵。（1）硅塵。二氧化硅含量大于10%的粉塵。（2）非硅塵。二氧化硅含量小于或等于10%的粉塵。

3.按礦塵的來源劃分按礦塵的來源劃分，可分為原生礦塵和次生礦塵。（1）原生礦塵。開采前由于地質(zhì)作用和地質(zhì)變化所產(chǎn)生的粉塵。（2）次生礦塵。煤礦生產(chǎn)和建設(shè)過程中所產(chǎn)生的粉塵。

4.按礦塵的存在狀態(tài)劃分按礦塵的存在狀態(tài)劃分，可分為浮塵和落塵。（1）浮塵。懸浮在礦井空氣中的粉塵。（2）落塵。降落于井巷四周、支架、設(shè)備、物料上的粉塵，又稱沉積粉塵。

5.按礦塵的爆炸性劃分按礦塵的爆炸性劃分，可分為爆炸性粉塵和無爆炸性粉塵。（1）爆炸性礦塵（煤塵）。本身具有爆炸傾向性，在一定條件下能發(fā)生爆炸的粉塵。（2）無爆炸性礦塵。本身沒有爆炸傾向性，在任何條件下都不會發(fā)生爆炸的粉塵。

6.按礦塵的粒度范圍和礦塵能否被人體吸收的狀況劃分按礦塵的粒度范圍和礦塵能否被人體吸收的狀況劃分，可分為總礦塵，呼吸性礦塵和非呼吸性礦塵。（1）總礦塵。不同粒徑的全部粉塵，稱全塵。

（2）呼吸性礦塵。呼吸性礦塵的一般含義是指粒徑不大于5μm，“能被吸入人體肺泡區(qū)的浮塵”。對于巖塵、煤塵、水泥粉塵，根據(jù)應(yīng)用場合的不同，國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對呼吸性粉塵有不同的嚴(yán)格定義。（3）非呼吸性礦塵。不能吸入人體肺泡粉塵。

（三）礦塵的危害（1）引起職業(yè)病，危害人體健康。（2）具有爆炸性的煤塵，在一定條件下能發(fā)生爆炸。煤塵爆炸將給礦井造成嚴(yán)重災(zāi)害。產(chǎn)生高溫、高壓，生成大量有毒有害氣體，破壞井巷，毀壞設(shè)備，傷亡人員，甚至導(dǎo)致整個礦井的毀壞，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)和人員的生命安全。

（3）加速機(jī)械磨損，縮短儀器的使用壽命。（4）降低作業(yè)場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。一些綜采工作面在割煤時(shí)，粉塵濃度高達(dá)4000～8000mg/m3，有的甚至更高，使得工作面的能見度極低，往往會導(dǎo)致誤操作或不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，增加了發(fā)生人身事故的可能性。

二、煤塵爆炸的條件及防治措施（一）煤塵爆炸的條件煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下4個條件：煤塵本身具有爆炸性；有充足的氧氣；煤塵必須懸浮在空氣中（形成煤塵云）并達(dá)到一定濃度；有能引起爆炸的熱源存在。這4個條件缺少任何一個都不可能造成煤塵爆炸。***考點(diǎn)

（1）煤塵本身具有爆炸性。煤塵可分為有爆炸性煤塵和無爆炸性煤塵。有爆炸性的煤塵在一定條件下能發(fā)生燃燒和爆炸，無爆炸性的煤塵在任何條件下都不會發(fā)生燃燒和爆炸。煤塵有無爆炸性，只有通過煤塵爆炸性鑒定才能確定。

（2）有充足的氧氣。煤塵爆炸就是煤塵的劇烈氧化現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，空氣中氧氣的濃度小于18％時(shí)，煤塵就不會發(fā)生爆炸。***考點(diǎn)

（3）懸浮在空氣中的煤塵達(dá)到一定濃度。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、煤塵粒度、引火源的種類有關(guān)。煤塵爆炸的下限濃度一般為45g/m3；煤塵爆炸的上限濃度為2000g/m3；爆炸威力最強(qiáng)時(shí)的煤塵濃度為300～400g/m3。****考點(diǎn)

井下空氣中如果有瓦斯和煤塵同時(shí)存在時(shí)，將會相互降低兩者的爆炸下限，從而增加瓦斯和煤塵爆炸的危險(xiǎn)性。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到3.5％時(shí)，煤塵濃度只要達(dá)到6.1g/m3就可能發(fā)生爆炸。*****考點(diǎn)

必須指出，當(dāng)巷道四周及其設(shè)備物料上的沉積煤塵受到?jīng)_擊波、震動或其他原因再次揚(yáng)起后，就足以達(dá)到爆炸濃度。因此，沉積煤塵（落塵）是發(fā)生爆炸的隱患，必須認(rèn)真清掃。

（4）存在引爆熱源。煤塵云的著火溫度因其可燃揮發(fā)分含量、粒度、濃度等的差異而不同，一般在610～1050℃之間，多數(shù)為700～800℃。井下能引燃煤塵云產(chǎn)生爆炸的高溫?zé)嵩从斜苹鹧?、電氣火花、碰撞和摩擦產(chǎn)生的火花、架線機(jī)車及電纜破壞產(chǎn)生的電弧、瓦斯燃燒或爆炸、井下火災(zāi)等。***考點(diǎn)

（二）影響煤塵爆炸的因素影響煤塵爆炸的因素很多，主要有煤塵自身因素和環(huán)境條件2個方面。1.煤塵自身因素煤塵自身因素主要包括煤塵的揮發(fā)分、灰分、水分、含硫量、煤塵濃度、煤塵粒度等。在煤塵自身因素中，有些因素能提高煤塵的爆炸危險(xiǎn)性，有些能抑制和減弱其爆炸危險(xiǎn)性。掌握規(guī)律，結(jié)合實(shí)際加以運(yùn)用，就能減少甚至避免事故的發(fā)生。

（1）煤塵揮發(fā)分。煤塵的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf決定著煤塵遇到高溫?zé)嵩春螽a(chǎn)生可燃?xì)怏w的多少，即煤塵的Vdaf是決定煤塵有無爆炸性和爆炸性強(qiáng)弱的主要因素。

理論和實(shí)踐都證明，Vdaf高、變質(zhì)程度低的煤塵爆炸性強(qiáng)，隨著揮發(fā)分減少，變質(zhì)程度增高，爆炸性減弱。不同煤種煤塵的爆炸性如表7-3所示。

必須指出，由于煤的成分很復(fù)雜，煤塵的揮發(fā)分僅能作為確定煤塵有無爆炸危險(xiǎn)的參考依據(jù)，而不是唯一依據(jù)。例如，陽泉、萍鄉(xiāng)個別煤礦的煤塵，其揮發(fā)分Vdaf雖然分別為9.78%和9.65%，仍屬有弱爆炸性的煤塵。

（2）灰分?；曳质敲褐械牟豢扇嘉镔|(zhì)，它能吸熱降溫，阻止煤塵爆炸。另外，灰分增大了煤塵的密度，有助于加速其沉降。所以，灰分含量越高，煤塵越不易爆炸。試驗(yàn)表明：當(dāng)灰分在20%以下時(shí)，對煤塵爆炸性影響較??；只有當(dāng)灰分超過30%～40%時(shí)，才會顯著減弱煤塵的爆炸性。

（3）水分。煤中水分對塵粒起黏結(jié)作用，水分較高時(shí)，能使煤塵顆粒粒徑增大而降低飛揚(yáng)能力。當(dāng)煤塵爆炸時(shí)，煤中的水分可以吸熱降溫、阻燃，同時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣又能降低空氣中氧氣的濃度，起到抑制煤塵爆炸的作用。

（4）硫含量。煤中硫含量越高，煤塵越容易爆炸，這是因?yàn)榱虻娜键c(diǎn)低，容易被點(diǎn)燃。（5）煤塵濃度。只有煤塵濃度恰在爆炸界限之內(nèi)時(shí)，煤塵才可能發(fā)生爆炸；且在爆炸界限之內(nèi)，其濃度不同，爆炸強(qiáng)度也不一樣。

從煤塵爆炸下限（45g/m3）開始，隨著煤塵濃度的增加，煤塵爆炸的強(qiáng)度增大，當(dāng)煤塵濃度達(dá)到300～400g/m3時(shí)，其爆炸威力最強(qiáng)；此后隨煤塵濃度的繼續(xù)增加，爆炸威力將逐漸減弱，當(dāng)煤塵濃度超過上限濃度（2000g/m3）時(shí)，就不會發(fā)生爆炸了。

（6）煤塵粒度。煤塵粒度的組成，對煤塵的爆炸性有極大的影響。實(shí)驗(yàn)表明，1mm以下的煤塵都能參與爆炸，但爆炸的主體粒度是10~75μm的煤塵。在一定粒度范圍內(nèi)，小于75μm的煤塵所占數(shù)量越多，煤塵爆炸性越強(qiáng)，但不呈線性關(guān)系；小于75μm的煤塵量達(dá)到70%～80%后，煤塵的爆炸性不再增強(qiáng)。煤塵粒度過細(xì)，小于10μm時(shí)，其爆炸性反而減弱，這是由于過細(xì)的塵粒在空氣中很快氧化為灰燼所致。

2.環(huán)境條件引起煤塵爆炸的環(huán)境條件包括井巷空氣中的瓦斯?jié)舛取⒀鯕鉂舛?、引爆熱源溫度及爆炸環(huán)境等。（1）井巷空氣中的瓦斯?jié)舛?。?dāng)空氣中存在瓦斯時(shí)，煤塵爆炸下限濃度就會降低，瓦斯?jié)舛仍礁撸簤m爆炸下限濃度越低。

因此，瓦斯礦井更應(yīng)加強(qiáng)煤塵管理。瓦斯?jié)舛扰c煤塵爆炸下限濃度的關(guān)系如表7-4所示。

（2）井巷空氣中氧氣的濃度。氧氣濃度的變化將改變煤塵的點(diǎn)燃溫度。實(shí)驗(yàn)證明，空氣中氧氣濃度增加時(shí)，煤塵點(diǎn)燃溫度大大降低，在純氧中煤塵的點(diǎn)燃溫度只有430～600℃；相反，空氣中氧氣濃度降低時(shí)，煤塵點(diǎn)燃溫度升高，或者無法引爆。當(dāng)氧氣濃度低于18%時(shí)，煤塵就不會發(fā)生爆炸。另外，煤塵的爆炸壓力將隨著空氣中氧氣濃度的增高而增大。

（3）引爆熱源溫度及爆炸環(huán)境。引爆熱源的溫度越高，能量越大，越容易點(diǎn)燃煤塵，煤塵初始爆炸強(qiáng)度也越大；溫度越低，能量越小，越難以點(diǎn)燃煤塵，即使能引起爆炸，初始爆炸的強(qiáng)度也較小。

煤塵爆炸的空間狀況稱爆炸環(huán)境，如爆炸空間的形狀和容積大小、空間長短和斷面積大小及變化情況、空間內(nèi)有無障礙物、通道中間有無拐彎等，對煤塵爆炸的強(qiáng)烈程度和發(fā)展也有很大影響。

（三）預(yù)防煤塵爆炸的措施防止煤塵爆炸的措施包括防止煤塵云達(dá)到爆炸濃度、治理沉積煤塵、防止煤塵引燃等措施。1.防止煤塵云達(dá)到爆炸濃度（1）減塵技術(shù)措施。減塵就是減少粉塵產(chǎn)生量。它是煤礦防塵工作治本性的措施。

減塵技術(shù)措施包括煤層注水、采空區(qū)灌水、濕式鑿巖和煤電鉆濕式打眼、水炮泥、改進(jìn)采掘機(jī)械結(jié)構(gòu)及運(yùn)動參數(shù)等。①煤層注水是指回采前預(yù)先在煤層中打若干鉆孔，通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體的內(nèi)部預(yù)先濕潤煤體，增加煤層的水分含量，用以改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì)和使煤體中原生塵粒喪失飛揚(yáng)能力，減少開采時(shí)的粉塵產(chǎn)生量的技術(shù)措施。

②采空區(qū)灌水。用全部垮落法控制頂板開采厚煤層，或近距離多煤層開采時(shí)，向上一分層或上一煤層的采空區(qū)注水，水靠自重通過煤體或夾矸層內(nèi)的孔隙并借助毛細(xì)作用力緩慢滲入下一分層或下一煤層的煤體中，使之在開采前預(yù)先濕潤，達(dá)到防塵的目的，另外，水既能溶解又能膠結(jié)垮落的巖石，在礦壓的作用下形成再生頂板，有利于頂板控制。

③水炮泥。是用裝滿水的塑料袋代替炮泥充填到炮眼內(nèi)，借助炸藥爆破時(shí)產(chǎn)生的壓力將水注入煤體中。它除具有降塵效果外，還有降低爆焰溫度，防止引燃事故以及降低炮煙量和有毒有害氣體濃度的作用。

（2）降塵技術(shù)措施。降塵是指加快礦井空氣中懸浮粉塵沉降，以降低空氣含塵濃度的技術(shù)措施，包括噴霧降塵和泡沫降塵。①噴霧降塵，是指向塵源點(diǎn)噴灑一種能夠捕捉空氣中懸浮粉塵的液體介質(zhì)，以達(dá)到降塵目的的技術(shù)措施，是煤礦普遍采用的一種基本降塵措施。

②泡沫降塵，是指用無空隙的泡沫體覆蓋塵源的技術(shù)，主要是利用碰撞、隔離、濕潤、沉積等多種作用使粉塵沉降。泡沫沉降系統(tǒng)由泡沫發(fā)生器、通風(fēng)機(jī)、水泵、儲備發(fā)泡劑溶液的容器、計(jì)量儀表以及風(fēng)-水系統(tǒng)等組成。

通過噴嘴將起泡能力很強(qiáng)的發(fā)泡劑溶液均勻地噴灑于發(fā)泡網(wǎng)格上，在網(wǎng)格上形成薄膜，經(jīng)風(fēng)流吹激，使每個網(wǎng)孔連續(xù)不斷地形成氣液兩相的空氣機(jī)械泡沫，氣流使泡沫離開網(wǎng)格并沿著管道流動，輸往有塵源或塵埃飄逸的任何有限空間，達(dá)到降塵的目的。

由于泡沫降塵系統(tǒng)較復(fù)雜、成本較高，以及泡沫液對人體的毒性尚有爭議，因此盡管泡沫降塵有很多優(yōu)點(diǎn)但始終未能在世界各國得到廣泛的應(yīng)用。（3）

除塵技術(shù)措施。除塵是指從作業(yè)場所的含塵空氣中，將懸浮的粉塵捕集并分離出來，使空氣得以凈化所采取的技術(shù)措施。除塵技術(shù)措施為：

①干式鑿巖捕塵器捕塵。在水源缺乏和不宜用水的工作面干式鑿巖所產(chǎn)生的巖粉應(yīng)采用干式捕塵器捕捉。②除塵器除塵。除塵器是利用作用在粉塵粒子上的重力、慣性力、離心力、擴(kuò)散黏附力以及電磁力等各種力把粉塵捕集起來的裝置。根據(jù)不同除塵機(jī)理，除塵器可分為機(jī)械除塵器和電除塵器。

③沖洗巖幫。沖洗巖幫的目的是清除散落沉積在巷道兩幫和支架上的粉塵，防止其在打眼、爆破、裝巖和架設(shè)支架時(shí)受到振動而再次飛揚(yáng)。為此，當(dāng)爆破之后恢復(fù)作業(yè)之前，要設(shè)專人使用膠皮水管沿巷道由外向里逐步將巷道兩幫、頂?shù)撞俊⒅Ъ芎凸ぷ髅嫔系姆蹓m全部清洗干凈，不留空白區(qū)。

④清掃落塵。沉降在巷道四周、支架及設(shè)備、物料上的礦塵，即落塵，一旦受到?jīng)_擊，就能再度飛揚(yáng)。落塵既影響生產(chǎn)環(huán)境，又是井下煤塵爆炸的一個隱患。當(dāng)巷道周壁沉積的煤塵厚度達(dá)到0.05mm時(shí)，若受到氣浪沖擊，使之成為浮塵即可達(dá)到爆炸下限濃度。

因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦井必須及時(shí)清除巷道中的浮煤，清掃或沖洗沉積煤塵，定期撒布巖粉；應(yīng)定期對主要大巷刷漿。清掃煤塵的方法分人工清掃和機(jī)械清掃2種。常采用的機(jī)械清掃是用干式吸塵機(jī)和濕式清掃車清掃。

（4）通風(fēng)排塵、凈化風(fēng)流。①通風(fēng)排塵，是指通過控制風(fēng)流的方向、風(fēng)量、風(fēng)速沖洗和排除粉塵。②凈化風(fēng)流，是指使井巷中的含塵空氣通過一定的設(shè)備或設(shè)施，將粉塵捕獲而使風(fēng)流凈化的技術(shù)措施。

2.治理沉積煤塵治理沉積煤塵的目的是防止沉積煤塵在強(qiáng)風(fēng)流和爆炸產(chǎn)生爆風(fēng)作用下從沉積狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飛揚(yáng)狀態(tài)，而使煤塵云達(dá)到爆炸下限濃度。治理沉積煤塵的方法有清掃法、沖洗法、黏結(jié)法和惰化法等4種。

（1）清掃法，是指利用清掃器具清除積聚在巷道周邊上的沉積煤塵的方法。（2）沖洗法，是指定期用水或含濕潤劑的水溶液沖洗巷道周邊上的沉積煤塵，并將沖洗下來的煤塵裝運(yùn)出井的方法。

（3）黏結(jié)法，是指將黏結(jié)劑噴灑在巷道的周邊上，或者將顆粒狀或片狀的吸水劑撒在巷道的底板上，把已經(jīng)沉積和繼續(xù)沉降的煤塵黏結(jié)起來，使其喪失飛揚(yáng)能力的措施。（4）惰化法，是使煤塵失去爆炸或飛揚(yáng)能力，防止煤塵爆炸，有撒布巖粉和連續(xù)噴霧灑水2種方法。

3.防止煤塵引燃的措施防止煤塵引燃的原則，是對一切非生產(chǎn)必需的熱源要堅(jiān)決杜絕；生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源，必須嚴(yán)加管理和控制，防止它的發(fā)生或限制其引燃煤塵的能量。引燃煤塵的火源主要有明火、爆破火焰、電氣火花及摩擦和撞擊火花4種。***考點(diǎn)

4.防止煤塵爆炸擴(kuò)大的措施開采有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層的礦井，必須有預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施。其作用是把已經(jīng)發(fā)生的爆炸限制在一定范圍內(nèi)，不讓爆炸火焰繼續(xù)蔓延，避免爆炸范圍擴(kuò)大。目前，常采用的隔爆措施有：設(shè)置隔爆棚、設(shè)置隔爆水幕、清掃積塵、撒布巖粉等。****考點(diǎn)

三、發(fā)生煤塵爆炸事故后的應(yīng)急措施：1.現(xiàn)場跟班科（隊(duì)）長、跟班礦長要立即組織人員正確佩戴好自救器；引領(lǐng)人員按避災(zāi)路線到達(dá)最近新鮮風(fēng)流中。2.第一時(shí)間向礦調(diào)度室報(bào)告事故地點(diǎn)和現(xiàn)場災(zāi)難情況，同時(shí)向所在單位值班員報(bào)告。3.安全撤離時(shí)要正確佩戴好自救器。撤離時(shí)要快速、鎮(zhèn)定、有序、低行。

4.如巷道中的避災(zāi)路線指示牌被破壞或遺失，迷失行進(jìn)方向時(shí)，撤離人員應(yīng)朝著有風(fēng)流通過的巷道方向撤退。5.在撤退沿途和所經(jīng)過的巷道交叉口，應(yīng)留設(shè)指示行進(jìn)方向的明顯標(biāo)志，以提示救援人員的注意。