煤尘爆炸及预防基础知识
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。
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，
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。
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
煤尘爆炸及预防基础知识
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。
粉尘爆炸安全常识
粉尘爆炸安全常识一、粉尘爆炸原理及基础知识（一） 粉尘的定义与类别凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。
能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘 沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。
国际标准化组织规定：粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。
一般是200目左右，（2.54厘米，1英寸，长度中的筛孔数目，简称为目）。
（二）燃烧的三要素可燃物、助燃物质和点火源。
缺少其中任何一个，燃烧便不能发生。
（三）粉尘爆炸的条件可燃粉尘爆炸应具备三个条件①粉尘本身具有爆炸性②粉尘必须悬浮在空气 氧气 中并与空气混合到爆炸浓度③有足以引起粉尘爆炸的热能源。
和气体爆炸相比，粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大，达10毫焦耳，为气体爆炸的近百倍。
因此，一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。
1、哪些粉尘具有爆炸性通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性·金属 如镁粉、铝粉·煤尘·粮食 如小麦、淀粉·饲料 如血粉、鱼粉·农副产品 如棉花、烟草·林产品 如纸粉、木粉·合成材料 如塑料、染料也有区分为有机粉尘和无机粉尘的。
2、金属粉末爆炸性的等级排列·高爆炸性 锆、镁、铝、锂、钠·中爆炸性 锡、锌、铁、硅、锰、铜·低爆炸性 钼、钴、铅·可自燃金属有：铝、钙、铈、铯、铬、钴、铱、铁、铅、铀、锂、镁、镍、钯、铂、钾、銣、钠、钽、钍、钛、铀、锆。
3、悬浮粉尘的爆炸极限可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃爆危险性特征——爆炸极限爆炸极限的定义 在火源作用下 可燃气体、可燃蒸气或粉尘在空气中 恰足以使火焰蔓延的最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆炸下限 也称燃烧下限。
同理，足以使火焰蔓延的最高浓度称为爆炸上限，也称燃烧上限。
上限和下限统称为爆炸极限或燃烧极限 上限和下限之间的浓度称为爆炸范围。
浓度在爆炸范围以外 可燃物不会爆炸。
煤矿主要自然灾害基本常识及其预防
煤炭工业是采掘工业，主要的生产开采过程 和环节都是在地下完成的。因此，煤炭生产有其 特有的自然规律和特点。
1、煤矿开采受各种复杂地质条件的制约。 根据不同的地质条件和煤层贮存条件，往往需要 采用不同的开采技术。许多自然灾害，比如矿山 压力造成的冲击地压，冒顶片帮，透水和井下瓦 斯煤尘爆炸以及火灾等，均与常见的顶板、瓦斯， 煤尘、火、水等自然灾害因素和开采技术条件有 关，从而形成煤矿特有的不安全因素 。
防止的办法：一是杜绝外部火源；二是合
理布置采区、防止漏风、预防性灌浆、喷浆、
喷洒阻化剂、利用均压灭火等办法。 PPT文档演模板
煤矿主要自然灾害基本常识及其预防
（五）顶板
大约在80年代以前，顶板事故占所 有死亡事故的30%左右，大面积的采场来 压，工作面跨落切顶等，零敲碎打事故 死亡人员较多。如今随着煤炭科学技术 的不断发展，矿压研究 ，认识采场来压 规律，加之支护材料的不断更新，采煤 工艺的变革等等，顶板事故大幅度的下 降，现已成为五大灾害中事故最少的一 项。
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煤矿主要自然灾害基本常识及其预防
而狭义讲瓦斯指甲烷CH4。所以，矿 井瓦斯，通常指沼气（甲烷，CH4）。瓦 斯是无色、无臭、无味的气体，看不见 摸不着，闻不到，远比空气轻，比重为 0.554，常漂浮在巷道上边，是煤矿安全 生产最为隐蔽的头号敌人，它具有能燃 烧，能爆炸，能使人窒息的多种危害性， 它最主要的危害是爆炸、燃烧。
e 、火药及放炮事故：火药放炮事故指火 药，雷管爆炸，崩人、伤人、跑烟熏人等 形式的伤害事故。
f、水害事故：水害事故指老空水、含水 层水，井下透地面水，巷道或工作面积水 等，造成的伤害事故。
g、火灾事故：火灾事故指煤矿自然发火 和外因造成的火灾，直接伤人或产生有害 气体造成人员中毒伤亡及地面火灾等造成 的事故。
1粉尘防爆基础知识、安全法规标准介绍
完善且更新及时.
（一）粉尘防爆标准发展历程
2、我国粉尘防爆标准发展回顾
我国于五十年代开始对煤矿粉尘爆炸进行研究，但企业作业场所粉尘 防爆研究却始于八十年代初。改革开放后的三十多年，我国各行各业得到 快速发展，粉体生产与粉体加工技术也得到空前发展，粉尘爆炸事故随之 开始频发。 1987年，哈尔滨亚麻厂发生特大亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡、 65人重伤。这起事故引起了全社会对粉尘爆炸危害的重视，国内科研院所 及大专院校开展各类粉尘爆 炸机理与防爆技术研究。1990年成立了“全国 粉尘防爆标准化技术委员会”，开始着手制定粉尘防爆安全标准。 2006年 6月，为加强全国安全标准化工作，国家安全生产监督管理总局成立了全国 安全生产标准化技术委员会；原“全国粉尘防爆标准化技术委员会”改编 为“全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会”，我国粉尘 防爆安全标准开始进入稳步发展轨道。目前，已正式颁布的国家和行业粉 尘防爆安全标准共有23项。
（三）粉尘爆炸五要素
引发粉尘爆炸的点火源 （1）明火焰：
吸烟；工业动火-如气焊割；其它明火-如加热炉
（2）高温物体： 加热设备、供暖设备和管线（电烙铁、暖气片、未加保温的热力 管道）；非防爆电机、灯具的热表面（过热马达、白炽灯）； 其他（汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣） （3）电气火花： 电气线路短路 电缆老化 电缆因环境原因被破坏（机械破坏、老鼠啃咬等） 非防爆电气设备启停或运行过程产生的火花 非防爆的接插件、非防爆开关、非防爆电机 电气设备过载 （4）静电放电： 火花放电、刷型放电、电晕放电、静电积累、人体静电等
---几个基本概念
粉尘云:悬浮在空气中的高浓度粉尘云团
粉尘爆炸危险场所：存在可燃性粉尘和气态氧化剂（主 要是空气）的场所。根据爆炸性环境出现的频率或存在的 时间可划分为不同区域。
粉尘防爆基础知识和标准体系解读
欧盟EN防爆标准体系
（二）粉尘爆炸主要预防措施
（2）杜绝火源
严禁各类明火
所有设备外壳（管道）可靠接地 按规范使用防爆电器 防止设备局部过热、电气短路 严禁使用铁质工具，防止撞击火花 遇湿自燃金属的粉尘防水防潮
（二）粉尘爆炸主要预防措施 （3）减少氧含量——惰化
对于在密闭容器内的粉碎、研磨、粉料的干燥及管道气力输 送等工艺，可以在容器（管道）内充入一定量的惰性气体如氮气 N2、C02等替代氧气，减少密闭容器（管道）内的氧含量，可有效 预防粉尘爆炸。
粉尘防爆基础知识 和标准体系解读
王志
中钢集团武汉安全环保研究院 全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会
内容提要
一、粉尘爆炸基本原理 二、粉尘爆炸的主要防范措施 三、粉尘防爆安全标准体系解读
一、 粉尘爆炸基本原理
（一）什么是粉尘爆炸 （二）粉尘爆炸主要特点 （三）粉尘爆炸五要素 （四）影响粉尘爆炸的主要特性因素
（三）粉尘爆炸主要防护措施
（1）抗爆 定义：有可燃性粉尘和气态氧化剂或空气存在的围 包体内发生爆炸时，围包体能够承受其最大爆炸压力， 使围包体不致被破坏的控爆技术。 目的：通过加强容器壁厚与改进材质，即使发生粉 尘爆炸，也不会造成外部损失。
（三）粉尘爆炸主要防护措施
（2）泄爆 定义：围包体内发生爆炸时,在爆炸压力达到围包体的 极限强度之前,使爆炸产生的高温、高压燃烧产物和未 燃物通过围包体上预先设置的薄弱部分向无危险方向 泄出，使围包体不致被破坏的控爆技术。 目的：通过设置泄爆装置，
可燃性 粉尘
粉尘云
氧气 火源
密闭空间
（二）粉尘爆炸主要预防措施
（1）规范清理作业岗位粉尘
作业场所沉积的粉尘是引发连锁爆炸、大爆炸的主要因素，企业应 按规定要求建立粉尘清扫制度，对粉尘生产作业现场(包括粉料贮存间) 所有部位进行及时全面规范清理，不留死角，包括清除墙面、地面、横 梁、天花板吊顶，以及设备、管道、皮带运输机的水平表面、支腿、管 箍，和其他不易清扫的隐蔽面上的粉尘。清扫粉尘时应采用措施防止粉 尘二次扬起，最好采取负压方式清扫，严禁使用压缩空气吹扫。
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工矿建筑系毕节职业技术学院
毕业论文
论文题目：煤尘爆炸及预防基础知识
所属系别：工矿建筑系
专业班级：煤开（2）班
姓名：xxxxxxxxxx
学号：xxxxxxxxxxxx
指导教师： xxxxxx
撰写日期： 2014年5月17日
摘要
多的事故就是煤尘爆炸引起的。
沉积煤尘必须形成一定浓度的煤尘云才可能发生爆炸,这是煤尘爆炸所必须的三大要素之一,防治沉积煤尘形成煤尘云而参与爆炸对于煤矿安全具有重要意义,特别是在有瓦斯爆炸诱导的情况下,如何抑制沉积煤尘参与爆炸就显得尤为重要。
为了寻找合适的抑爆途径,就必须弄清沉积煤尘在外力作用下形成煤尘云的机理过程以及瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的传播规律,所以对瓦斯煤尘爆炸特性与传播机理的研究,能够解决煤矿及其它工业部门亟待解决的安全生产问题,对制定预防、控制及减小爆炸灾害的技术措施具有重要的现实意义,其社会效益与经济效益十分显著。
本文主要运用理论分析、数值模拟方法对煤尘爆炸的机理,以及瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的过程进行了深入研究，找出诸多预防措施。
关键词：煤尘爆炸；预防；知识
目录
1煤尘爆炸的机理及特征.............................. 错误!未定义书签。
1.1煤尘爆炸的机理.............................. 错误!未定义书签。
1.2 煤尘爆炸的特征 (2)
2煤尘爆炸的条件 (3)
2.1煤尘的爆炸性 (3)
2.2悬浮煤尘的浓度 (3)
2.3引源燃煤尘的高温热 (4)
3爆堆自然现象的机理 (4)
4防止煤堆自燃的措施 (5)
5预防措施 (5)
毕业论文
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
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。
对于气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘，一旦发生爆炸，一部分煤尘会被焦化，粘结在一起，沉积于支架的巷道壁上，形成煤尘爆炸所特有的产物——焦炭皮渣或粘块，统称“粘焦”“粘焦”也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。
（5）产生大量的CO 煤尘爆炸时产生的CO，在灾区气体中浓度可达2%~3%，甚至高达到8%左右，爆炸事故中受害者的大多数（70%~80%）是由于CO中毒造成的。
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，并达到一下的浓度；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。
1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。
2 悬浮煤尘的浓度
井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低或最高煤尘量称为下限和上限浓度。
低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。
煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。
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。
一般情况下，浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的，但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬，在短时间内使浮尘量增加，达到爆炸浓度。
因此，确定煤尘爆炸浓度时，必须考虑落尘这一因素。
3 引源燃煤尘爆炸的高温热
煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性持、浓度及试验条件的不同而变化。
我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间，一般为700~800℃。
煤尘爆炸的最小点火能为4.5~40mJ。
这样的温度条件，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。
根据20世纪80年代的统计资料，由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。
三爆堆自燃现象的机理
物质在没有外界热源影响下，由于物质内部所发生的化学或生化过程而产生热量，这些热量逐渐积累，使物质温度上升到自燃点而燃烧，此类现象称为自燃。
煤堆发生自燃的热量来自于本身吸附作用和氧化反应，此反应可积聚大量热量，而散发不出去，温度逐渐上升，最终达到自燃温度。
影响或导致露天煤堆自燃的诸因素有：煤的挥发份、水份、低位发热值煤堆厚度、存放时间、散热条件及周围环境相对湿度等。
一般含H、CO、CH 等挥发份成份较多，以及含有一些易氧化的不饱和化合物和硫化物的煤堆发生自燃的危险性较大外供煤一般经过破碎，当其颗粒度在5～30mm 范围时，煤堆内部存在较大的孔隙率，使煤进行吸附与氧化的表面积大、吸附能力强、氧化速度快、析出的热量也多，且不易散发出去，极易自燃。
冬春两季室外环境温度低，煤在低温时主要发生表面吸附作用，它能吸附蒸汽和氧气等气体进行缓慢氧化，并使蒸汽在煤的表面浓缩变成液体放出热量使温度升高，由于煤的氧化速度不断加快，散热条件不良时会积聚热量，使温度持续升高，直至自燃。
煤中一般均含有铁的硫化物，硫化铁在低温下能产生氧化反应并促进自燃，硫酸盐加速煤的氧化，同时硫化铁氧化逐渐放出热量，从而加速了煤的自燃过程。
若煤堆的内部疏松孔隙率大时，容易吸附大量空气，有利于氧化和吸附作用，而热量又不易导出，所以就越易自燃。
当环境相对湿度低、气候干燥时，在煤堆内部积聚热量达一定程度后，挥发份将折出，从而进一步为煤堆的自燃创造有利条件。
四防止煤堆自燃的措施
目前多数露天煤堆都是采用被动方法去制止煤堆自燃；即当煤堆已发生自燃后，再临时拽胶皮管企图将其浇灭，但收效甚微，主要原因有三：首先自燃均产生于煤堆心部，逐渐扩散至表面，而从表面浇水很难将其浇灭；其次一些露天煤场面积较大，如特钢公司动力厂20t／h锅炉房露天煤场占地达两千平方米，发生自燃点多，临时浇水简直防不胜防。
五预防措施
防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷水等预防措施。
具体操作上可通过对：堆煤的场地、堆煤的方位、煤堆的形状、堆煤的方式和堆放的时间等进行控制。
煤堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入；煤堆的高度一般不超过6 m，煤堆过高，一旦发生自燃，很难进行倒堆或喷水处理；煤堆的存放时间应根据煤质牌号而定，一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些，但以不超过4个月为宜；煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温，但采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的作用。
另外，有条件的话，应在煤场煤堆中布置测温元件，以便及时控制煤堆的自燃问题。