矿尘
矿尘防治
4.注水参数 1)注水压力 注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注 水速度。通常，透水性强的煤层采用低压(小于3MPa)注 水，透水性较弱的煤层采用中压(3～10MPa)注水，必要 时可采用高压注水(大于10MPa)。 国内外经验表明，低压或中压长时间注水效果好。在 我国，静压注水大多属于低压，动压注水中压居多。 2)注水速度(注水流量) 注水速度是指单位时间内的注水量。 一般来说，小流量注水对煤层湿润效果最好，只要时 间允许，就应采用小流量注水。 静压注水速度一般为0.001～0.027m3／(h· m)，动压注 水速度为0.002～0.24m3／(h· m)。
3)注水量 注水量是影响煤体湿润程度和降尘效果的主要因素。 一般来说，中厚煤层的吨煤注水量为0.015～0.03m3/t； 厚煤层为0.025～0.04m3/t。 4)注水时间 在实际注水中，常把在预定的湿润范围内的煤壁出现 均匀“出汗”(渗出水珠)的现象，作为判断煤体是否全面 湿润的辅助方法。
(二)防止煤尘引燃的措施 防止煤尘引燃的措施与防止瓦斯引燃的措施大致相 同，可参看第二章瓦斯爆炸及其预防一节。同时特别要 注意的是，瓦斯爆炸往往会引起煤尘爆炸。此外，煤尘 在特别干燥的条件下可产生静电，放电时产生的火花也 能自身引爆。
二、煤尘爆炸的条件 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。 （一）煤尘的爆炸性。 煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸的 危险性必须经过试验确定。 （二）悬浮煤尘的浓度。 一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为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。 一般为700～800℃，煤尘爆炸的最小点火能为4.5～ 40mJ。几乎一切火源均可达到，如爆破火焰、电气火花、 机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。
矿尘的危害及其预防措施
矿尘的危害及其预防措施矿尘是由于煤矿、金属矿、石油化工等领域的采掘、加工等过程产生的粉尘，对人类健康和环境都造成了严重的污染和危害。
在采矿、加工等过程中形成的粉尘可以通过装置吸附、沉积、喷淋、湿式制粉等方式来减少和控制，有助于保护我们的健康和生态环境。
矿尘危害矿尘对人体健康造成的危害是多方面的，严重时可能导致肺部疾病和癌症等疾病。
以下是矿尘危害的几个方面：呼吸系统：矿尘会沉积在呼吸道上，导致呼吸道疾病和慢性支气管炎等疾病，长期暴露还可能导致肺癌。
眼睛：矿尘会刺激眼睛和角膜，导致眼睛红肿、疼痛、煤尘性结膜炎等眼部疾病，严重时可能导致失明。
中枢神经系统：矿尘会影响人的身体健康，严重时可能导致神经系统疾病。
消化系统：矿尘会被人体吞入胃部，引起胃肠道不适、消化不良等消化道疾病。
皮肤：矿尘会影响皮肤健康，降低人体皮肤屏障功能，导致皮肤干燥、粗糙、皮屑等。
矿尘预防措施为了避免矿尘对人体健康和环境造成的危害，需要采取预防措施。
以下是针对矿尘预防措施的几个方面：矿场规范：由于矿山、金属、石油等领域的行业性质，矿石开采、加工、储存、供应等环节都会产生大量的粉尘，建议矿山加强全面管理，尽可能地控制矿场粉尘的扩散。
设备升级：粉尘的产生往往是跟矿山、金属、石油等领域的设备质量和功率等密切相关，建议矿山更新设备、选择高品质的设备，尽量减少粉尘的产生。
装置安装：在生产过程中安装一些防尘装置，例如风机、集尘器、除尘器、压缩机等，可以有效地控制粉尘。
湿式制粉：在生产过程中使用湿式制粉的方法制作矿石，可以降低矿尘扩散的情况出现。
戴口罩：采矿等工作场所可能残留着比较高浓度的矿尘，进入肺部之后可能造成肺部疾病发生，建议采矿员工应该全程戴防尘口罩。
总的来说，防范矿尘的措施，从矿山规范、开采、加工到人员防护等，都需要严格措施，使矿山成为安全健康的生产环境，振兴经济，方便人民生活。
矿井粉尘防治
• 矿尘的产生及计量方式
1） 产生 在煤矿生产过程中，几乎所有作业均可
产生矿尘，打眼，放炮，装煤（岩）， 运煤（岩），卸煤（岩）。
2） 计量方式
有两种方法：Байду номын сангаас
①．重量法：1m3空气中含有矿尘的毫 克数。毫克/m3
②．计数法：1m3空气中含有矿尘的粒 数。粒/m3
二．煤尘的燃烧、爆炸与防治
2）防止煤尘引燃：
① 防止瓦斯引燃 ② 防止煤尘堆积 ③ 撒布岩粉
3）隔爆措施：
① 分区通风 ② 设置岩粉棚，水槽棚或隔爆水袋
作用：防止灾害扩大。 原理：吸热，降温，消焰
三．尘肺病的预防
1． 减尘措施： ①．湿式打眼； ②．水封爆破和水炮泥； ③．预湿煤体（煤层注水）； ④．喷雾洒水（转载点）； ⑤．对巷道定期清扫或冲洗，消除煤尘堆积； ⑥．通风除尘（控制风速）； ⑦．物理化学除尘（降尘剂除尘，磁化水除
呼吸性煤尘：在评价作业场所粉量：游 离二氧化硅小于10%，空气动力学直径 小于7.07um.。
在评价作业人员接触粉尘时：游离二氧 化硅小于5%，空气动力学直径小于 7.07um。
呼吸性岩（矽）尘：
在评价作业场所粉尘状况时：游离二氧 化硅大于等于10%，空气动力学直径小 于7.07um的粉尘。
主要内容：
1． 矿尘基础知识 2． 煤尘燃烧爆炸及防治 3． 尘肺病的预防
一、矿尘基础知识
1． 概念： 矿尘是指飞扬在矿内空气中或已经沉落
的各种矿物微粒的总称。 长期悬浮于矿内空气中的矿尘为浮尘。 由于自重而沉落下来的矿尘为落尘。
• 矿尘分类及危害
1） 分类 ①． 煤尘及岩尘 A． 煤尘：一般含义为细微颗粒的煤炭粉尘。 在评价作业场所空气中呼吸性粉尘状况时，
矿尘及分类
矿尘及分类㈠矿尘在矿井生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒,统称为矿尘。
矿尘的大小(指尘粒的平均直径)称为矿尘的粒度,各种粒度的矿尘,在全部矿尘中所占的百分比称为矿尘的分散度。
㈡矿尘的分类矿尘的分类方法很多,此处只介绍以下几种分类方法:1. 按矿尘的成分可分为：煤尘和岩尘。
2. 按有无爆炸性可分为：有爆炸性矿尘和无爆炸性矿尘。
3. 按矿尘粒度范围可分为：全尘和呼吸性粉尘(呼吸性粉尘是指粒度在5µm以下,能被人吸入小支气管和肺部的粉尘)。
4. 按矿尘存在状态可分为：浮尘和落尘。
㈢《煤矿安全规程》关于矿井作业地点粉尘（包括煤尘）浓度的规定见表3-4-1表3-4-1 作业场所空气中粉尘浓度标准二、矿尘的产生及危害㈠矿尘的产生矿尘的产生量与下列因素有关 :1. 工作地点。
以采掘工作面最高,其次是运输系统的各转载点和装卸点。
2. 与机械化程度、有无防尘消尘措施、开采强度有关。
3. 煤、岩的物理性质。
节理发育、脆性大、结构疏松、水分低的煤易产生粉尘。
4. 采煤方法及截割参数。
5. 与作业环境的温度、湿度及通风状况有关。
6. 在干式打眼、装运岩、割煤(放炮)等工序中产生较多。
7. 在地质构造复杂、断层和裂隙发育处开采时产尘量大。
㈡矿尘的危害1. 对人体健康的危害：使矿工得尘肺病，直接影响到矿工的家庭幸福和煤炭行业的发展。
另外还能引起皮肤病、眼疾、上呼吸道发炎等。
2. 有爆炸性的煤尘在一定的条件下,能够发生爆炸,造成人员伤亡、设备毁坏、停产、资源浪费等。
尤其是将积尘扬起,造成二次、三次的连续爆炸事故,连续爆炸是煤尘爆炸的一个重要特征，它会使矿井遭受严重破坏。
3. 影响可视度和生产效率,不利于及时发现事故隐患,容易引起伤亡事故。
三、煤尘爆炸及其预防措施㈠煤尘爆炸的特征及危害1. 特征⑴煤尘爆炸可产生高温、高压和冲击波。
⑵煤尘爆炸可产生大量有毒有害气体。
2.危害⑴煤尘爆炸时,可产生高温气体和火焰, 瞬时温度可达2300～2500℃，形成高速传播的火锋面，且火焰传播速度极快 (610～1800m/s),能造成人员伤亡及烧毁设备等。
矿井煤尘防治3000
(2)湿式打眼。在工作面使用电钻或风钻打眼时， 将压力水送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产 生的煤尘，从而达到减尘目的。
(3)使用水炮泥。炮泥分粘土炮泥和水炮泥两种， 在封堵炮眼时，不仅要用粘土炮泥，而且要使用水
炮泥。水炮泥在爆炸后形成水雾起到降尘、吸收炮 烟和消焰降温等作用，降尘达80%左右。
（3）粉尘浓度 浓度越高，危害越大。 （4）接尘时间 累计接尘时间越长，危害越大。
二、煤尘爆炸及预防
(一)煤尘爆炸原因、条件及特征 1.煤尘爆炸原因 当温度达到300～400℃时，浮尘迅速干馏气化， 产生大量可燃气体，可燃气体与空气混合在高温作 用下，混合气体吸收能量，形成链反应．最后形成 爆炸。
5.按矿尘的成分划分
(1)煤尘。它是指粒径小于1mm且以含固 定碳可燃物为主的煤炭颗粒。
(2)岩尘。指细微颗粒的岩石粉尘，当岩尘 中的游离二氧硅含量超过10%时称为矽尘。
6.按有无爆炸性划分 (1)有爆炸性粉尘。悬浮在空气中的粉尘云达到 一定浓度在有引爆热源的条件下，本身能发生爆 炸，如有爆炸性煤尘、面粉、铝粉等。 (2)无爆炸性粉尘。如岩粉等。
2.发病的原因 （1）矽肺病原因 游离二氧化硅（sio2)表面活性很强，人体吞噬 细胞吞噬后，能使吞噬细胞崩解死亡，从崩解逸出 的硅尘，可再次被具有活性的吞噬细胞吞噬，然后 吞噬细胞死亡，这一过程反复进行，造成矽肺病。 矽肺病是一种进行性疾病，一旦患上矽肺病，即 使离开矽尘环境，病情仍会继续发展。
尘不能引燃而失去爆炸性。
3.煤尘爆炸的特征 （1）煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸要待煤尘受热分解氧化并形成足够的可
燃气体和热量才发生。这一过程所需要的时间称为
感应期。一般为40 ～ 280毫秒。 (2)形成高温、高压、冲击波。 (3)煤尘爆炸具有传播效应。 (4)挥发分减少或形成“粘焦”。 (5)产生大量的一氧化碳。煤尘爆炸时，在气体产
矿井灾害防治技术(第三章-矿尘)
如表3-2-1 所示。
表3-2-1 煤层注水方式的种类
注水力式
钻孔地点
钻孔长 度/m
特点
长钻孔注水
工作面回风巷 道或运输巷道
> 30
在原岩应力区的煤体中 注水
短钻孔注水 工作面
在应力降低区的煤体中 < 6 注水，裂隙发育，透水
一、矿尘分类
矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘等多种无机矿尘外， 尚有多种不同的分类方法，下面介绍几种常用的分类方法。
1．按矿尘粒径划分 (1)粗尘。 (2)细尘。 (3)微尘。 (4)超微尘。 2．按矿尘的存在状态划分 (1)浮游矿尘。 (2)沉积矿尘。
浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化，浮尘因受自重 的作用可以逐渐沉降下来变成落尘，而落尘当落尘受到机械 振动、爆风冲击以及巷道中风速的变化等外界条件干扰时， 它可再次飞扬，又成为浮尘。其风速的变化与矿尘粒度的关 系如表3-1-1 。
表3-1-1 落尘变成浮尘风流的变化与矿尘粒度的关系
煤尘粒度／μm 75～105
35～75
10～35
吹扬风速／m·s-1
6.3
5.29
3.48
3．按矿尘的粒径组成范围划分 (1)全尘（总矿尘）。 (2)呼吸性矿尘。
二、矿尘含量的计量指标
1．矿尘浓度 单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度，其表
性强，注水压力低
深孔注水 工作面
在应力升高区的煤体中 6～20 注水，裂隙不发育，透
水性弱，注水压力高
巷道钻孔注水
上部煤层巷道 或底板巷道
不确定
在应力降低区的煤体中 或卸压煤层中注水
第一章 矿尘的性质及危害
第一章矿尘的性质及危害第一节矿尘及其计量指标一、矿尘的概念能够较长时间呈浮游状态存在于空气中的一切固体微小颗粒称为粉尘。
煤矿粉尘(简称粉尘)系煤尘、岩尘和其他有毒有害粉尘的总称。
生产过程中散放出的大量粉尘称为生产性粉尘。
矿山粉尘(简称矿尘)就属于这类粉尘，它是矿井在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒的总称。
煤尘是从爆炸角度定义的，一般指粒径(尘粒平均的横断面直径)0.75mm～1mm以下的煤炭微粒；岩尘是从工业卫生角度定义的，一般指粒径在10μm～45μm以下的岩粉尘粒。
二、矿尘的分类矿尘除按其成分分为煤尘和岩尘外，还可以有多种不同的分类方法。
1．按矿尘粒径划分1)粗尘：粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小粒径，在空气中极易沉降。
2)细尘：粒径为10μm～40μm，在明亮的光线下，肉眼可以看到，在静止空气中作加速沉降运动。
3)微尘：粒径为0.25μm～10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降运动。
4)超微尘：粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。
2．按矿尘成因划分1)原生矿尘：在开采之前因地质作用和地质变化等原因而生成的矿尘。
原生矿尘存在于煤体和岩体的节理、层理和裂隙之中。
2)次生矿尘：在采掘、装载、转运等生产过程中，因破碎煤岩而产生的矿尘。
次生矿尘是煤矿井下矿尘的主要来源。
3．按矿尘的存在状态划分1)浮游矿尘：悬浮于矿井空气中的矿尘。
简称浮尘。
2)沉积矿尘：从矿井空气中沉降下来的矿尘。
简称落尘。
浮尘和落尘在不同风流环境下可以相互转化，矿井防尘的主要对象是浮尘，通常意义的矿尘指的也是浮尘。
4．按矿尘的粒径组成范围划分1)全尘（总粉尘）：粉尘采样时获得的包括各种粒径在内的粉尘的总和。
对于煤尘，常指粒径在1mm以下的所有尘粒。
2)呼吸性粉尘：能吸入人体肺部并能滞留于肺泡内的微细粉尘。
一般地，粒径大于100μm的尘粒在大气中会很快沉降；10μm～100μm的尘粒可以滞留在呼吸道中；5μm～10μm的尘粒大部分会在呼吸道沉积，被分泌的黏液吸附，可以随吐痰排出；小于5μm的尘粒能深入肺部，引起各种尘肺病，是导致尘肺病的病因，对人体健康威胁甚大。
矿尘检查标准
矿尘检查标准
1、矿尘分类：
粗尘：粒径大于40μm，相当于一般筛选的最小颗粒，在空气中极易沉降。
细尘：粒径为10—40μm，肉眼可见，在静止空气中加速沉降。
微尘：粒径为0.25—10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中等速沉降。
超微尘：粒径小于0.25μm，要电子显微镜才能观察得到，在静止空气中作扩散运动。
浮游矿尘：悬浮于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。
（是矿山防尘的主要对象）
沉积矿尘：从矿井空气中沉积下来的矿尘，简称落尘。
（将浮尘转化为积尘是矿井防尘的目的，主要方法：空气湿度、风速等改变）
全尘（总粉尘）：各种粒径矿尘之和，对于煤尘常指粒径为1mm以下的尘粒。
呼吸性粉尘：主要指粒径在5μm以下的微细尘粒，能通过呼吸道进入人的肺区，是导致尘肺病的原因，对人体危害极大。
2、矿尘浓度：
质量法：每m³空气中所含的浮尘毫克数，单位mg/m³。
计数法：每立方厘米空气中所含浮尘颗粒数，单位粒/立方厘米。
3、矿井允许矿尘浓度：
粉尘中游离 SiO 2的含量/%
最高允许浓度/mg.m ³ 总粉尘 呼吸性粉尘 ＜5
20.0 6.0 5~＜10 10.0 3.5 10~＜25 6.0 2.5 25~＜50 4.0 1.5 ≥50
2.0 1.0 <10的水泥粉尘 6。
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患病率6%，部分矿16%。比西方国家高5%。
成绩 50年代，40患病，42岁死亡
80年代，50患病，80岁死亡
病例分布 （1）地质 开采方法落后、设备陈旧的矿、发病率高。
（2）地方矿高，国有矿6.3%，县以上地方矿8.1%
（3）患病人数前五名：山西、河南、四川、辽宁、陕西 （4）患病率前五名：青海、北京、福建、湖北、陕西
预防煤尘爆炸和爆炸传播的 主要措施
预防煤尘爆炸和爆炸传播的措施主要有：
降尘措施、防止煤尘被引爆的措施和隔爆
措施。
1、降尘措施
（1）煤层注水。通过钻孔将压力水注入煤层 裂隙和孔隙之中，使煤体湿润，开采时就能减少 煤尘的发生量。 （2）水炮泥。放炮作用使用水炮泥封堵炮眼， 借助放炮时爆破冲击力使水散成雾状，从而湿润 煤粒，达到降尘的目的。 （3）湿式打眼。在用煤电钻钻孔时，不断将压 力水注入孔底，使煤尘变成煤浆流出，抑制煤尘 的生成和飞扬。
煤尘爆炸与瓦斯爆炸比较
瓦斯爆炸与煤尘爆炸比较： 相同点： （1）两者都发生在气相内； （2）爆炸均产生大量有毒、有害气体； （3）都存在一个爆炸感应期； （4）均为复杂的链反应。 不同点： （1）煤尘爆炸比瓦斯爆炸复杂； （2）煤尘爆炸形成“粘焦”； （3）煤尘爆炸最低点火能量大于瓦斯爆炸； （4）煤尘爆炸造成的危害大。
随着机械化程度的提高，粉尘产生量和产尘强度急剧上升。 在地质和通风条件相同时， 炮采工作面干放炮，粉尘浓度：300 - 500mg/m3; 机采工作面干割煤，粉尘浓度：1000 - 3000mg/m3; 综采工作面干割煤，粉尘浓度：4000 - 8000mg/m3。 采用喷雾洒水和煤层注水后，
炮采工作面，粉尘浓度：40 - 80mg/m3;
——矿物开采和加工过程中产生的微细固体集合
体，统称为矿尘。
矿尘分为： （1）煤尘：粒径 ＜0.75mm 的煤岩颗粒。 （2）岩尘：粒径 ＜10-45μm 的岩粉颗粒。
患病状况严重 每年死亡 2000-3000 人，一个中型矿井的全部职工 数，煤炭尘肺病患者是全国尘肺患者的近一半（50%）平均
煤尘爆炸的条件
煤尘爆炸的条件
同时具备以下四个条件就可能发生煤尘爆炸： （1）绝大多数煤尘本身具有爆炸性。 （2）悬浮煤尘的浓度达到一定值。当具有爆炸 性的煤尘悬浮在空气中的浓度达到一定值(45～ 2000g/m³ ）时可能发生爆炸。 （3）有点燃引爆煤尘的高温热源。煤尘爆炸的 高温热源主要有：爆破时的火焰、电气火花、摩 擦火花、撞击火花、架线机车及电缆破坏产生的 电弧、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。 （4）空气中的氧气浓度不低于18％。
机采工作面，粉尘浓度：100 mg/m3; 综采工作面，粉尘浓度：20 - 120mg/m3。
煤尘爆炸
煤尘遇到外界火源很容易引起火灾。具有爆炸危 险的煤尘达到发生瓦斯、煤尘混合爆炸事故。初 次爆炸后，爆炸产生的冲击波使沿途巷道中沉积 的煤尘扬起，而煤尘爆炸飞散的火花又可能引起 第二次爆炸乃至所以喊道沉积的煤尘都发生爆炸。 煤尘爆炸或煤尘、瓦斯混合爆炸往往造成矿毁人 亡、损失惨重。
3）降低工作场所能见度，容易发生工伤事故。在 一些综采工作0mg/m3，工作面能见度极低，往往会导 致人员误操作或不能及时发现事故隐患，增加了 发生人身事故的可能性。 4）加速机械磨损，缩短设备使用寿命。随着煤矿 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会越来越突出，应引 起高度的重视。
矿尘
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。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处理。 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，绝大多数粉尘的颗粒小到我们的 肉眼都看不到。 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 引起的呼吸问题是最早的工业职业病之一。
（5）工种：掘进工占病人数50%
矿尘的存在状态
矿尘的存在状态：
（1）浮游粉尘（浮尘）：粉尘产生后，在尘源 附近受风流扰动作用能长时间悬浮在风流中呈浮 游状态的粉尘。 （2）沉积粉尘（落尘）：粉尘产生后，立即沉
落或缓慢沉落到巷道周边设备和物料上的这部分
粉尘。
矿尘的危害
矿尘的危害 1）对人体的危害。人长期吸入矿尘后，轻者会患 呼吸道炎症，重者会患尘肺病。矿尘对人体的危 害还有皮肤病、眼病和慢性中毒（如矿尘中含有 铅、汞等有毒粉尘）。 2）煤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 尘则有可能与瓦斯同时爆炸。
（4）喷雾洒水。在集中产尘点安设喷雾洒水装 臵，包括放炮喷雾、转载喷雾洒水、采掘机内外 喷雾、装载洒水、冲洗煤壁、风流净化水幕等， 从而使已经产生的煤尘迅速沉降，减少煤尘飞扬 的数量和时间。
（5）清扫积尘。沉落在巷道中的煤尘要定期清 扫，以免其变成浮尘，为煤尘爆炸提供物质基础。
2、防止煤尘被引爆的措施 防止煤尘被引爆就是防止点燃煤尘的高温热源 出现，因此要严格管理和限制生产中可能出现的 火源、热源。 3、隔爆措施 在可能发生煤尘爆炸地点的通道上，预先设臵 岩粉棚、水棚（水槽或粉袋）、自动式隔爆棚、 隔爆水幕及撒布岩粉袋等，一旦发生煤尘爆炸， 利用煤尘爆炸产生冲击波使其自然动作，将消焰 剂（岩粉、水等）弥散于巷道空间，隔阻（或熄 灭）爆炸火焰的传播，实现隔绝煤尘连续爆炸的 目的。