煤尘爆炸及影响因素
煤尘爆炸及预防
第二节 煤尘爆炸及预防
• (3)产生大量的一氧化碳气体。煤尘爆炸时产生
的一氧化碳，在灾区内浓度可达２％～３％。甚 至高达８％左右。煤尘爆炸事故中死于一氧化碳 中毒的人数占总死亡人数的７０％～８０％。
第二节 煤尘爆炸及预防
• 二、煤尘爆炸的条件 • （１）煤尘本身具有爆炸性，它是发生煤尘爆炸 的基本条件。 • （２）一定浓度的浮游煤尘。具有爆炸危险的煤 尘只有呈游状并达到一定浓度，才可能发生爆炸。 空气中能发生爆炸的最低浮游煤尘浓度，称为爆 炸的下限浓度。空气中发生爆炸的最高的浮游煤 尘浓度，称为爆炸的上限浓度。一般来说，煤尘 爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限为 1000~2000g/m3,在爆炸的上、下限浓度之间，煤 尘均可能发生爆炸，其中，爆炸力最强的浓度范 围为300~400g/m3。
• 式中:Ｌ——巷道断面宽度，米 • Ｂ——水槽宽度，米 • Ｎ——排棚上的水槽个数
第二节 煤尘爆炸及预防
• （４）水槽之间的间隙与水槽同支架上部之间的 间隙之和不得大于１.5米，特殊情况下不得超过 1.8米。两个水槽之间的间隙不得大于１.2米。 （５）水槽边与巷壁、顶板、构筑物之间的距离不 得小于0.1米。水槽底部至顶梁的距离不得大于 1．6米，如果大于１．６米，则必须在水槽的上 方增一个水槽。 （６）水棚底部距顶梁、两帮的空隙不得大于0.1 米。水棚距巷道轨面不应小于１.8米，水棚应保 持同一高度，需要挑顶时，水棚区的巷道断面应 与其前后各２０米长的巷道断面一致。
第二节 煤尘爆炸及预防
其引燃或引爆的原因有： ①炸药爆炸时形成的空气冲击波的绝热压缩；
②炸药爆炸时生成的炽热的或燃着的固体 颗粒的点作用；③炸药爆炸时生成的气态 爆炸产物（也称爆炸瓦斯，如NO、ＣＯ、 Ｈ２、ＣＨ４等）及二次火焰的直接加热。 （４）空气中氧气浓度必须大于１８％。 空气中氧气含量小于１８％时，煤尘就不 能爆炸。但必须注意，空气中氧气浓度虽 然减至１８％以下，并不能完全防止瓦斯 与煤尘在空气中的混合物爆炸。
煤尘爆炸及预防基础知识
煤尘爆炸及预防基础知识煤矿作为一种重要的能源资源，在人类社会发展中起着至关重要的作用。
然而，煤矿开采和运输过程中，煤尘爆炸一直是一个严重的安全隐患。
煤尘爆炸不仅对矿工的生命安全造成威胁，还会导致设备的损毁以及环境的污染。
因此，了解煤尘爆炸的基础知识并采取预防措施是至关重要的。
本文将介绍煤尘爆炸的原因与机理，并提供一些预防煤尘爆炸的基础知识。
一、煤尘爆炸的原因与机理1. 煤尘的形成与积累：煤炭开采和加工过程中，煤炭会产生大量的煤尘。
煤尘由细小的煤颗粒组成，一旦积累到一定程度，容易形成可爆炸的混合物。
2. 三要素理论：煤尘爆炸需要三个基本条件：可燃物（煤尘）、氧气和着火源。
当这三者同时存在，并达到一定的浓度或温度范围时，煤尘爆炸就有可能发生。
3. 爆炸传播与反应过程：当煤尘与空气中的氧气发生混合后，遇到着火源引发燃烧反应，并释放大量的能量。
这种能量释放会引发连锁反应，导致爆炸波的传播，形成煤尘爆炸。
二、预防煤尘爆炸的基础知识1. 定期清理煤尘：定期清理煤矿及相关设备上的煤尘，避免煤尘的积累。
定期清理可以使用专门的清扫设备，确保清理彻底。
2. 煤尘管控措施：采取有效的煤尘管控措施非常重要。
可以使用湿法喷淋、静电除尘器等设备降低煤尘浓度，减少煤尘爆炸的风险。
3. 防火设施与装备：煤矿内部应配备相应的防火设施与装备，例如灭火器、防爆设备等。
这些设施和装备可以有效地控制和扑灭初期火灾，防止火势进一步扩大。
4. 定期检查和维护设备：定期检查和维护设备可以及时发现和排除潜在的火灾隐患，确保设备的正常运行和安全使用。
5. 加强员工培训：对煤矿员工进行安全教育和培训非常重要。
提高员工的安全意识，使他们了解煤尘爆炸的危害和预防措施，以便在紧急情况下能够正确应对和处理。
6. 建立健全的管理制度：建立健全的煤矿安全管理制度，制定详细的操作规程和应急预案，严格执行各项安全规定，确保煤矿的安全运营。
总结：煤尘爆炸是煤矿安全中一个非常严重的问题，对矿工的生命安全和设备设施的完整性都带来了巨大的威胁。
煤尘爆炸、危害及预防
煤尘爆炸及预防基础知识一、煤尘爆炸的机理及特征1．煤尘爆炸的机理煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘急剧氧气的反应过程，是一种非常复杂的链式反应，一般认为其爆炸机理及过程如下：（1）煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧人化的能力大大增可，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，放出大量的可燃性气体，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的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，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃；（4）闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃烧过程急剧地循环进生，当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。
2．煤尘爆炸的特征（1）形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃，爆源的温度达到2000℃以上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。
在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa，但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。
爆炸过程中如遇障碍物，压力将进一步增加，尤其是连续爆炸时，后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。
煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s，冲击波速度为2340m/s。
（2）煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速，能将巷道中落尘扬起，甚至使煤体破碎形成新的煤尘，导致新的爆炸，有时可如此反复多次，形成连续爆炸，这是煤尘爆炸的重要特征。
（3）煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸也有一个感应期，即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
根据试验，煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量，一般为40%~280ms，挥发分越高，感应期越短。
（4）挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时，参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%，致使煤尘挥发分减少，根据这一特征，可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。
煤尘爆炸及预防基础知识
煤尘爆炸及预防基础知识煤矿事故中的煤尘爆炸是一种严重的危险，经常导致人员伤亡和财产损失。
因此，了解煤尘爆炸的基础知识以及掌握预防措施是至关重要的。
本文将介绍煤尘爆炸的原因、危害以及预防措施，以便加强对煤矿安全的认知和防范意识。
煤尘爆炸是指在煤炭储存、加工或运输过程中，由于煤尘与空气形成可燃混合物，并且遇到明火或高温条件下爆炸产生的骤然爆炸效应。
煤尘爆炸产生的高温和冲击波能够引发火灾和破坏，极大地威胁工作人员的生命安全和设备的正常运行。
煤尘爆炸的原因主要有以下几点：1. 煤尘积累：煤矿生产过程中产生的煤尘很容易积累在设备、管道、仓库等区域，积累到一定程度后，只需一点点的火星或高温就可以引发爆炸。
2. 空气中氧浓度高：空气中的氧气浓度过高，使得煤尘与氧气形成的可燃混合物更易引爆。
3. 引发火源：火花、明火、静电等都可能成为触发煤尘爆炸的火源。
煤尘爆炸对人员和设备造成的危害是非常严重的。
爆炸产生的冲击波和高温会导致建筑物倒塌、设备损坏，尘埃暴露还会引发呼吸系统疾病。
此外，爆炸还可能引发二次灾害，如火灾和有毒气体的释放。
因此，预防煤尘爆炸至关重要。
预防煤尘爆炸，需要采取一系列的措施：1. 定期进行清洁：定期清理煤矿设备、管道和仓库中的煤尘是避免爆炸的重要步骤。
确保设备表面、通风管道和仓库内部干净无尘。
2. 添加湿度：湿煤尘不易形成可燃混合物，因此可以通过加湿等方式减少煤尘的可燃性。
3. 控制点火源：煤矿生产过程中应严禁明火和各种火花设备的使用，使用防爆设备和工具，有效减少点火源的产生。
4. 加强通风系统：通风系统是预防煤尘爆炸的重要环节。
有效的通风系统可以减少煤尘的积累，保持空气中的氧气浓度在安全范围内。
5. 做好防静电措施：采取合适的措施，如接地、静电消除器等，避免静电引发煤尘爆炸。
6. 培训和警示：对矿工进行煤尘爆炸的知识培训，提高他们的安全意识和应急响应能力。
设置警示标识和设备，提醒人员注意煤尘爆炸的危险性和防范措施。
煤尘爆炸的条件原因、措施
煤尘爆炸的条件原因、措施1、原因：〔1〕煤被破碎成粉尘状态时，它与空气的接触面积大大增加，吸附氧气分子的能力强化，从而加快了氧化过程。
特别是在高温条件下受势面积增大，氧化过程就更激烈。
〔2〕煤尘受热后，能放出大量可燃气体。
一公斤挥发份为20-26%的焦煤受热后能放出290-350升可燃气体〔甲烷、乙烷等可燃气体〕。
2、条件：必须具备四个条件〔1〕、煤尘具有爆炸危害性；可燃挥发性指数＜10%基本属于无爆炸危害性的煤尘，可燃挥发性指数＞10%基本属于爆炸危害性煤尘；挥发分含量越高，煤尘的爆炸危害性越强。
除少数无烟煤外，其余各类煤均性属于爆炸性煤尘。
大宁煤矿的煤尘不具有爆炸性。
〔2〕有一定浓度的浮游煤尘。
煤尘爆炸的下限为30-40g/m?,上限为1000-2000 g/m?，爆炸威力最强时的浓度范围为300-400 g/m?，当煤尘浓度为10 g/ ?时视线障碍，矿灯照明已难分辨1 m以外手指，3-5 g/m?感到呼吸难受。
〔3〕有足够能量的引火源温度为700℃-800℃时，引爆能量为4.5-40 Mj,其火源主要有放炮火焰、电气设备电火花、架空线、电缆产生的电弧、井下火灾、瓦斯爆炸或燃烧及机械激烈磨擦。
(4)有一定浓度的氧.当氧气浓度低于17%时煤尘不再爆炸，一般状况下超过18%可满足爆炸要求。
煤尘爆炸的形式：纯煤尘爆炸和瓦斯与煤尘爆炸。
在瓦斯爆炸冲击波作用下使沉积的煤尘飞扬起来，然后被爆炸后引燃的可燃物点燃，可引起煤尘爆炸，即为二次爆炸，其破坏力更大。
煤尘爆炸的危害及影响因素1、危害：燃烧时间长，产生能量大，破坏和焚烧的程度严重；爆炸能够连续发生；燃烧爆炸产物中含有大量的CO， CO使人中毒，造成伤亡，在巷道壁面和支架上产生粘块和破碴。
2、影响因素：煤尘的浓度、粒度、瓦斯含量与氧气浓度、引火方式和巷道中的落尘公布状况。
空气中瓦斯浓度越高，煤尘爆炸下限越低；点燃源的能量越大，越易点燃煤尘；煤尘的飞扬性随着粒度减少而加强，飞扬越强越容易形成爆炸的煤尘云，有利于煤尘爆炸。
煤尘爆炸的直接原因有哪些如何预防
煤尘爆炸的直接原因有哪些如何预防煤尘爆炸是指在煤矿、火力电站等场所内发生的一种引起巨大破坏的灾害事件。
它的危害性极大，不仅会对人们的生命财产造成损失，也会给环境带来很大的破坏。
因此，我们需要了解煤尘爆炸的直接原因，从而加强预防和应对措施，减少煤尘爆炸的发生。
一、煤尘爆炸的直接原因：1. 煤尘的堆积和积淀：在煤矿作业中，煤尘很容易在煤矿内积淀，特别是在机电设备中、防尘覆盖物下或地下运输设备中。
此时，如果没有处理，积淀的煤尘会成为煤尘爆炸“燃料”。
2. 煤尘的浓度：煤尘爆炸需要煤尘的特定浓度，只有当煤尘浓度到达一定的程度时，才会爆炸。
所以，在空气中煤尘浓度过大，容易引起煤尘爆炸。
3. 火源：火源是引发煤尘爆炸的直接因素，只要火源接触了煤尘，就有可能引起爆炸。
例如，电气设备发生故障、电弧、电火花、机械撞击、明火引燃等情况，都有可能成为引发煤尘爆炸的火源。
4. 煤尘的大小和形态：煤尘的大小和形态也会影响煤尘爆炸的发生。
煤尘越细，表面积就越大，易于燃烧，引发爆炸的风险越高。
此外，不同形态的煤尘也对煤尘爆炸的发生有不同的影响。
5. 空气流动状态：室内空气在流动时，经过摩擦和扰动会使煤尘浓度增加，煤尘呈现爆炸性状态。
所以，空气流动也是引发煤尘爆炸的一个重要因素。
二、煤尘爆炸的预防：1. 定期清理煤尘：将煤矿、火力电站等场所内的积淀煤尘进行清理和处理；在清理时，要注重细小煤尘的处理，不能让煤尘堆积在角落里等遗忘区域。
2. 管理环境温度：爆炸普遍发生在高温和低温的环境。
因此，我们应该控制环境温度，维护煤矿、电站场所的通风。
3. 管理电气设备：如果电气设备老化损坏，有隐患的电气设备要及时检查修理，如有必要，要替换老旧电气设备，确保设备安全和可靠。
4. 做好火源管控：煤矿、火力电站要设置适量的消防设施，以便及时灭火; 对影响煤尘爆炸的电气设备进行防火、防爆措施，包括防爆灯具、隔离开关、防爆电缆等及时检查、损坏要及时更换。
煤矿瓦斯爆炸机理
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3.3 影响爆炸的因素—3)瓦斯爆炸三角形
A
公 式
B 瓦斯爆炸界限与混合气体中氧浓度 20 2 3 C 的关系如图3-4-3。顶点B、C、E分 混合 1 别表示瓦斯爆炸下限、上限和爆炸 气体 16 临界点瓦斯和氧气的浓度。临界点E 中的 12 E 4 是指空气中掺入过量的惰性气体时， 氧浓 度 瓦斯爆炸界限。掺入CO2时临界点 5 8 CH4 5.96%、O2 12.32%。B、C、E 构成瓦斯爆炸三角形，1区为瓦斯爆 4 炸危险区，2区不可能存在，3区是 瓦斯浓度不足区，4区是瓦斯浓度过 0 4 8 12 16 20 高失爆区，若有新鲜风量掺入会进 入爆炸危险区；5区是贫氧失爆区， 混合气体中瓦斯的浓度% 混合气体中氧含量不足。 图3-4-3 常温常压下瓦斯爆 炸界限与氧浓度的关系
16 8 5 3 LTn 6.1 13.9 4.3 LTn 6.75%
由表3-4-5第3列，查得Ni值： 由式3-4-3求出失爆点氧浓度：
N ex
6.75 (6 8 4.12 5 16.55 3) 49.88% 16
LTO2 0.2093 (100 49.88 6.75) 9.1%
3.3 影响爆炸的因素—3)瓦斯爆炸三角形
E点，即失爆点的计算，需求出其相应的爆炸界限LTn和氧 浓度LTO2。LTn由里查特法则计算，以下式求LTO2：
(3-4-3) LTO 2 0.2093 (100 Nex LTn )(%) 式中 LTn—混合气体鼻点限对应的可燃气体百分比（图3-4-3中横坐标）； Nex—使混合气体惰化应加入的惰气体积百分比，可按下式计算：
里查特法则计算： Pn P P P2 T 1 (3-4-2) LT L1 L2 Ln
煤尘爆炸基础知识
煤尘爆炸基本知识
一、煤尘爆炸基础知识 二、煤尘爆炸测试技术 三、煤尘爆炸的传播及破坏特性 四、煤尘爆炸的案例 五、防止瓦斯煤尘爆炸的措施
一、煤尘爆炸基础知识
1、煤尘爆炸反应过程 2、煤尘爆炸性的判别 3、煤尘爆炸的条件 4、煤尘爆炸的影响因素
1、煤尘爆炸反应过程
图
煤尘粒子的燃烧模型
图 哈特曼装置
煤尘爆炸特性测试技术（定量） 煤尘爆炸特性测试技术（定量）
图
煤尘层着火温度测定
煤尘爆炸特性测试技术（定量） 煤尘爆炸特性测试技术（定量）
图
煤尘云着火温度测定装置
煤尘爆炸特性测试技术（定量） 煤尘爆炸特性测试技术（定量）
1、粉尘云最大爆炸压力: GB/T 16426-1996； 、粉尘云最大爆炸压力 ； 2、粉尘云最大压力上升速率 GB/T 16426-1996； 、粉尘云最大压力上升速率: ； 3、粉尘云最小点火能量: 3、粉尘云最小点火能量: GB/T 16428-1996； 16428-1996； 4、粉尘云爆炸下限浓度 GB/T 16425-1996； 、粉尘云爆炸下限浓度: ； 5、粉尘云最小着火温度 GB/T 16429-1996； 、粉尘云最小着火温度: ； 6、粉尘层最小着火温度: GB/T 16430-1996 。 、粉尘层最小着火温度
煤尘爆炸试验巷道
煤尘爆炸的传播及破坏特性
燃烧完全时： 燃烧完全时： C + O2=CO2 + 34.1MJ/kg碳 碳 氧气不足，燃烧不完全时： 氧气不足，燃烧不完全时： 2C + O2=2CO + 10.2MJ/kg碳 碳 CO转变为 转变为CO2时： 转变为 时 2CO + O2=2CO2 + 47.4 MJ/kg碳 碳 根据测定，在煤尘爆炸后的空气中存在着2%～ 的一氧化碳 的一氧化碳。 根据测定，在煤尘爆炸后的空气中存在着 ～3%的一氧化碳。
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煤尘爆炸及影响因素
煤尘爆炸条件
氧气不低于18% 火源：700 ℃以上
煤尘要具备爆炸性（有的煤尘只燃不爆，而有 的则能爆炸；衡量标准:煤尘爆炸性鉴定。 ）
煤尘爆炸条件分析
漂浮煤尘达到一定浓度：下限： 45克/立方米， 上限： 2000 克 / 立方米。一般认为： 4㎡的断 面，周边上只要沉积0.04㎜厚的煤尘,全部飞 起 , 就达到了爆炸下限 , 实际上很容易超过这 个厚度。
链式反应的连续爆炸 比瓦斯爆炸破坏范围还要大，冲 击波的传播速度可达2340m/s，使矿 井遭受损害，扬起落尘，被随之而来 的火焰点燃，造成煤尘的连续爆炸。
煤尘爆炸及影响因素
四大 危害
产生剧毒气体 比瓦斯爆炸产生的一氧化碳还要多 （一氧化碳含量达到8%以上）；造成 人 人员中毒 毒同时爆炸时大量耗 氧， 氧，氧气浓度迅速降低。
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
煤尘爆炸机理
最初的氧化过程
1
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煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被 氧化的能力大大增加，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开。
煤的干馏现象
当温度达到300~400℃时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体， 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。 活化中心积聚能量 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，链反应过程开始，游 离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃。 闪燃积累，形成爆炸 闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致闪燃过程急 剧地循环进生，当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧 便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。
主要 特征
产生气体中CO含量高
产生粘焦、皮渣（弱爆：粘焦在 支柱两侧呈椭圆形；中爆：在迎 风侧呈三角形；强爆：粘焦在背 风侧，迎风有烧痕），而瓦斯爆 炸则没有此现象 。
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
煤尘爆炸案例
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
煤尘爆炸案例
2000年9月27日，贵州省水城矿务局本冲沟矿井下41114机巷发生一 起特别重大瓦斯煤尘爆炸事故，造成 162 人死亡， 37 人受伤（其中 重伤14人），直接经济损失1227.22万。
煤尘爆炸及影响因素
讲 解 员：王振昌 指导老师：秦忠虎
2014年5月26日
目
录
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煤尘介绍 煤尘爆炸机理 煤尘爆炸条件
4 5 6
煤尘爆炸危害 煤尘爆炸特征 煤尘爆炸案例
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29Fra bibliotek 制定对策 煤尘介绍
煤尘生成于采煤、掘进、运输和 （ 1）粒径在1mm以下的煤尘悬浮于空气中， 煤尘是能悬浮于空气中一定时间 浮尘的浓度可直接观察，凭经验 为了对煤尘爆炸进行全方面的探索与研究，首先有需要对 一定浓度下遇火源会发生爆炸； 煤尘这一主体的相关内容进行了解。 提升等过程中，以浮游和沉积两 的固体微小颗粒，主要成分是固 大致判断，也可利用测定仪器进 （2）浮尘能随人呼吸进入人体内，危害健 种形态存在。 体碳和挥发分。 行精确测定。 康。
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
煤尘爆炸案例
2006 年 2 月 23 日 18 时 50分，枣庄联创实业有限责任公司 16108 采煤 工作面发生一起特大煤尘爆炸事故，当场造成15人死亡，12人受伤 （其中3人抢救无效死亡），直接经济损失459.万。
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
产生高压 煤尘爆炸的理论压力可达735kPa, 但实际发生爆炸时往往超过此值，而且 爆炸压力会随着离开爆源距离一定范围 内呈跳跃式增大，可摧毁设备。
王振昌 2014-5-29
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煤尘爆炸的特征
煤尘爆炸与瓦斯爆炸相比，具有产生能量大，燃烧时间长，产生 CO多等特点，因此煤尘爆炸产生的后果也最严重。结焦类的煤 （气煤、肥煤、焦煤）的煤尘爆炸时要产生结焦附在巷道壁面及 支架上。 温度高而干燥，而瓦斯爆炸温度 高而潮湿
结 束 结束
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王振昌
2014-5-29
条 件 满 足 ， 煤 尘 发 生 爆 炸
煤尘爆炸及影响因素
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王振昌
2014-5-29
煤尘爆炸的危害
死亡人数最多的事故就是煤尘爆炸引起的。
煤尘爆炸是煤矿最严重的灾害事故之一。建国后，我国煤矿最大
产生高温 煤尘爆炸释放大量的热能，其瞬时温 度可达2300~2500℃，可引起矿井 火灾、烧毁设备、烧伤人员，也 是引发连续爆炸的主要热源。