煤矿安全知识问答（６）

灵约无二

矿尘

1、什么是矿尘？它是怎样产生的？

答：
　　 矿尘是指在采矿过程中所产生的细小矿物颗粒。煤矿中产生的矿尘主要有煤尘和岩尘。

　　在煤矿生产中几乎所有的作业，包括煤炭的采、掘、运输、提升等过程，均能产生矿尘。但是，矿尘的产生量不是绝对的，而是随着地质情况、煤层赋存条件、采煤方法等不同而变化。一般来说，在煤矿井下若没有防尘措施，每昼夜产生的煤尘约等于采煤量的1%。

　　井下的矿尘，按照其存在状态，可分为浮游矿尘和沉积矿尘两种。

  （1） 浮游矿尘：指飞扬在矿井空气中的矿尘。

  （2）沉积矿尘：从矿井空气中因自重而沉降下来，附在巷道周边以及积存在巷道内的矿尘，简称为落尘。

　　在一定条件下，浮游矿尘因自重可沉降为落尘；而落尘受外界条件干扰又可再次飞扬起来变为浮尘。

2、煤尘爆炸需具备哪几个条件？

答：
　　 煤是可燃物质，当它破碎成细小颗粒后，表面积大大增加，氧化能力显著增强。受热时单位时间内能够吸收更多的热量，在较低的温度（300～400℃）时，就能放出大量的可燃性气体（即挥发分），聚集于尘粒的周围。这类可燃性气体一经与空气混合便在高温作用下吸收能量，形成一定数量的活化中心。如果这时氧化反应放出的热量能够有效地传播给附近的煤尘，这些煤尘也就迅速变热分解，跟着燃烧起来。此种过程连续不断地进行，氧化反应越来越快，温度越来越高，活化中心越来越多，达到一定程度时，便能发展为剧烈的爆炸。

　　煤尘爆炸必须具备下列三个条件：

  （1）煤尘本身具有爆炸性。煤尘的爆炸性与挥发分含量有关，同样情况下，挥发分含量高的煤，爆炸性强。

  （2）煤尘必须悬浮于空气中并达到一定浓度。根据试验，我国煤尘的爆炸下限浓度：褐煤为45～55克/米 3 ；烟煤为110～335克／米 3 。上限浓度一般为1500～2000克／米 3 。

　 （3）有一个能引起煤尘爆炸的高温热源。其引燃温度，一般为700～800℃，有时达1100℃。

3、煤尘爆炸的主要特征是什么？

答：
　　 煤尘爆炸是一种复杂的、异常迅速的物理和化学的转化过程，其主要特征如下：

  （1）高温。由于煤尘被急剧氧化并燃烧，在很短时间内产生大量的热，使空气温度迅速升高，瞬间温度可达2300～2500℃。

  （2）高压。煤尘爆炸时,气温骤升，压力增大。一般爆炸压力可达0.7～0.8兆帕。煤尘爆炸时反应热和传播速度越大,爆炸压力也越大，因而其破坏性也越大。爆炸压力随着离开爆源的距离的增大而呈跳跃式增大。如遇障碍物或巷道断面的突然变化,爆炸压力则更加增强。这是造成距爆源较远的巷道破坏较大的重要原因。

  （3）强烈的冲击波和火焰。煤尘爆炸时由于高温、高压,可产生强烈的冲击波和火焰。据实验测定，火焰的传播速度可达610～1800米／秒，而冲击波的传递速度可达2400米／秒。当爆尘刚刚被引爆时，冲击波和火焰的速度几乎一样，但是，随着时间的延长，冲击波的速度将超过火焰速度。

  （4）产生大量的有害气体。煤尘爆炸时，可生成大量的一氧化碳和二氧化碳。一氧化碳含量可达2%～3％，甚至高达8%，而二氧化碳可达10％以上,这是造成人员大量伤亡的重要原因。

  （5）爆炸产生“皮渣”和“粘块”。煤尘爆炸时，一部分煤尘被局部焦化，粘结在一起，沉积在支架和巷道壁上，形成煤尘爆炸的特有产物——“皮渣”和“粘块”。这是煤尘爆炸区别于瓦斯爆炸的特有标志。

4、采掘工作面的防尘措施有哪些？

答：
　　 采掘工作面是粉尘的主要产生地，又是煤尘事故的多发点，据统计有80％的煤尘事故发生在采掘工作面。因此，搞好采掘工作面防尘是防尘工作的重点。采掘工作面防尘包括贯穿于生产全过程的综合防尘措施。

　　采煤工作面的防尘措施有：煤层注水、水打眼、水炮泥、放炮前后洒水、转载点喷雾、风流静化和巷道冲洗等。机采工作面防尘还有：采煤机内外喷雾、架下水幕和架间冲洗等。

　　掘进工作面的防尘措施有：水打眼（湿式凿岩）、水炮泥、放炮喷雾、扒装洒水、冲洗巷壁、净化风流、转载点喷雾、巷道冲洗等。机掘工作面还要采用机内外喷雾和除尘风机等。锚喷巷道掘进还要采用湿式拌料和潮喷及个人防护等措施。

5、防止与隔绝煤尘爆炸的措施有哪些？

答：
  （1）消除井下引爆火源

　　　　引起煤尘爆炸的井下火源主要有：放炮时产生的火焰；电器火源；机械摩擦产生的火源；瓦斯爆炸和自燃发火产生的火源等。

  （2）消除落尘

　　　　在煤矿生产过程中会有大量矿尘产生，虽然采取综合防尘措施，但仍会有部分矿尘随风漂流并沿着巷道不断沉降下来，因此，巷道周壁或物料、设备上会经常有煤尘沉积。如果不及时把这些落尘清除掉，一旦发生冲击，这些煤尘会重新飞扬到空气中，造成隐患。所以，要及时冲洗和清扫落尘。冲洗或清扫下来的煤尘要及时运上井，否则，水会蒸发，落尘仍有重新飞扬的可能。井下最易沉积煤尘的地方是采掘工作面的回风道、输送机道、溜煤眼。贮煤井上下口、运输转载点等处。

  （3）隔爆措施

  　　为了限制煤尘爆炸范围扩大，必须采取隔绝煤尘爆炸的措施，主要采用水棚、岩粉棚、撤布岩粉、喷雾洒水等措施。

6、设置岩粉棚子应遵守哪些规定？

答：
  （1）岩粉棚分轻型岩粉棚和重型岩粉棚。主要岩粉棚的岩粉用量，按巷道断面积计算，为400千克／米 3 ；辅助岩粉棚为200千克／米 3 。

  （2）岩粉棚的排间距离，轻型棚为1.0～2.0米，重型棚为1.2～3.0米。

  （3）堆岩粉的平台与侧帮立柱（或侧帮）的空隙不小于50毫米，岩粉表面与顶梁（顶板）空隙不小100毫米。岩粉板距轨面不小于1.8米。

  （4）岩粉棚与工作面的距离，必须保持60～300米。

  （5）岩粉板与台板及撑板之间，严禁用钉子固定。

（6）岩粉棚上的岩粉每月至少进行一次检查和可燃物含量分析。当岩粉变潮、变硬、可燃物含量超过20％时，应立即更换，岩粉量减少时应立即补充。

  （7）岩粉可燃物的组分不得超过5%；游离二氧化硅的组分不得超过10％；不含砷，五氧化二磷不超过0.01％；岩粉的粒度必须全部小于0.3毫米，其中70％以上小于0.075毫米，呈浅色。

7、采空区灌水防尘时应注意哪些问题？

答：
  （1）必须根据煤层赋存条件和采煤方法选用适当的灌水方法。如急倾斜煤层或顶板破碎易冒落严实的采空区，用扒坑灌水或插管注水较合适。

  （2）灌水时要注意观察和巡回检查，防止发生漏水跑水或水淹运输机巷，造成局部水患而影响生产。

  （3）如果媒体坚硬致密裂隙不发育，灌水时水分很难渗入媒体，此时可在水中加入适量湿润剂，以提高灌水的防尘效果。

  （4）如果下分层有隔水性能较好的夹矸层，会影响灌水效果，造成夹矸上煤体湿润较好，而夹矸下很难湿润。因此，分层开采时，应尽量把夹矸层置于分层的底部，以确保灌水效果。

  （5）如果采掘接替紧张，不可能在采前1—2个月进行灌水，这样可在掘进上风巷时，同时向采空区灌水。或者在回采上分层时采用随采随灌的方法。如埋管灌水、插管灌水即可。

  （6）采空区灌水会增加下分层煤体的裂隙，也会在采空区内形成漏风通道，特别是采空区内残留碎煤脱水后极易被氧化而造成自然发火。因此，要加强采空区防火管理，严格控制漏风或在水中加注阻化剂，以防自燃发火。

8、煤矿采掘工作面的综合防尘措施包括哪些内容？

答：
　　 采煤工作面的综合防尘措施主要有：（1）煤体注水；（2）喷雾洒水；（3）采用爆破落煤的，可推广水封爆破或水炮泥；（4）采煤机械应有完善的防、降尘装置，电煤钻应使用侧式供水降尘；（5）通风和其他防、降尘措施包括净化风流、定期清扫积尘以及个人防护等。掘进工作面的综合防尘措施主要有：湿式凿岩（或干式捕尘）、水炮泥、喷雾洒水、冲刷岩帮、净化风流以及个人防护等。