粉尘防治理论及技术知识点

矿尘：一般指矿物开采或加工过程中产生的微细固体集合体。

浮尘: 悬浮于井巷空间空气中的称为浮尘。

落尘：沉积于器物表面或井巷四壁之上的称为落尘。

烟尘：伴随着燃烧、氧化等物理化学变化工程所产生的固体微粒。

粗尘：直径大于40μm的粉尘，是一般筛分的最小直径，极易沉降。

细尘：直径为10～40μm的粉尘，在明亮的光线条件下，肉眼可以看到，在静止空气中呈加速沉降。

微尘：直径为0.25～10μm的粉尘，用普通光学显微镜才能观察到，在静止空气中呈等速沉降。

超细微尘：直径小于0.25μm的粉尘，要用超倍显微镜才能观察到，可长时间悬浮于空气中，并能随空气分子做布朗运动。

煤尘：煤岩由于机械、爆破等作用被粉碎而生成的细小颗粒，尘粒形状不规则，颗粒大小分布很广。

呼吸性粉尘：能吸入人体肺部并能滞留于人体肺泡内的微细粉尘。

全尘：粉尘采样时获得的包括各种粒径在内的粉尘的总和，又称总粉尘。

面积等分径：指将粉尘的投影面积二等分的直线长度，通常采用等分线与底边平行。

定向径：指尘粒投影面上两两平行切线之间的距离，它可取任意反向，通常取其与底边平行。

长径：不考虑方向的最长径。

短径：不考虑方向的最短径。

等投影面积径dA：取尘粒的投影面与粉尘的投影面积相同的某一圆的直径。

等体积径dV:与粉尘体积相同的某一圆球的直径。

等表面径dS：与尘径的外表面积相同的某一圆球的直径。

体面积径dSV :尘粒的外表面积与体积之比相同的圆球的直径。

阻力径dd：在相同粘性的气体中，速度v相同时，粉尘所受到的阻力PD与圆球受的阻力相同时的圆球直径。

自由沉降径f:在特定气体中，密度相同的尘粒在重力作用下自由沉降所达到的末速度与圆球所达到的末速度相同时的球体直径。

空气动力径：在静止的空气中，尘粒的沉降速度与密度为1g/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。

斯托克斯径：在层流区内（对粉尘粒子的雷诺数Rep<1）的空气动力径。

算术平均径：指粉尘直径的总和除以粉尘的颗粒数。

平均表面积径：指粉尘表面积径的总和除以粉尘的颗粒数。

体积（或重量）平均径：指各粉尘的体积（或重量）的总和除以粉尘的颗粒数。

线性平均径：面积长度平均径。

体积表面平均径：重量平均径：几何平均径：指几个粉尘粒径连乘积的n次方根。

计数分散度：用粒子群各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分数。

重量分散度：用粒子群各粒级尘粒的重量占总重量的百分数。

粒度分布曲线：在坐标纸上，横轴表示粒径（用x代表或dp代表），纵轴表示相应粒径所占的百分比（y），根据实测结果，按划分的粒级画成柱状图（即分散度Pi），连接各柱面的中点，即为粒度分布曲线，也叫频率曲线。

筛上残留率：把粒度分布按粒径的顺序（x由∞到0）累积起来即是累积分布曲线，它可表示到某一粒级的筛上残留率，所以也叫筛上残留率。

筛下通过率：与累积分布曲线相对应，把粒度分布按粒径的顺序（x由0到∞）累积所得到的，它表示到某一粒级的筛下通过率。

粉尘密度：单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度。

粉尘的比表面积：每单位质量（体积）粉尘的表面积称为比表面积(简称比面)表面能：粉尘表面的能量，随比表面积的增大而增加。

矽肺病：硅又称为矽，矽肺是由于生产过程中长期吸入大量含游离二氧化硅的粉尘所引起的以肺纤维化改变为主的肺部疾病。

煤肺病：煤工尘肺系指煤矿工人长期吸入生产环境中以煤尘为主的粉尘而引起的肺部病变的总称，包括煤肺和煤矽肺。

最低排尘风速：能促使对人体最有危害的微小粉尘(5μm以下)保持悬浮状态并随风流运动的最低风速。

最优排尘风速：能最大限度地排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。

2简答题1简要分析粉尘的危害性①对人体健康的危害。

长期从事采掘和粉尘作业环境的职工，易患职业病——尘肺病。

②采、掘等粉尘作业环境，若矿尘在空间达到较高的浓度，影响视野，操作时容易造成人身事故。

还会加速机器的磨损。

③若矿井粉尘具有爆炸危险，会给矿井安全生产带来很大威胁。

④环境污染。

2简要叙述粉尘的物理化学性质P9①粉尘粒子的形状②粉尘的游离二氧化硅含量③粉尘的密度④粉尘的相对密度⑤粉尘的比表面积和表面能⑥粉尘的凝聚与附着⑦粉尘的湿润性⑧粉尘的光学特性⑨自燃性和爆炸性⑩粉尘的电物理性质⑾粉尘的电化学性质3简要叙述粉尘对人体的危害P17①局部作用（眼睛、牙齿耳消化系统、皮肤）。

粉尘对身体的局部刺激性或腐蚀性也可引起全身症状及其它器官或组织的病变。

②癌症③变态反应。

④粉尘的光化学作用⑤中毒⑥粉尘的感染性⑦粉尘对呼吸系统的作用。

对呼吸道的机械刺激和和感染作用、对肺部的影响。

4简要分析矽肺病的发病机理P21新鲜的二氧化硅粉尘，表面活性很强，吞噬细胞吞噬了硅尘，能使其崩解死亡。

从崩解逸出的硅尘，可再由被具有活力的吞噬细胞吞噬，破坏更多细胞。

此时若暴露连续时间长或粉尘浓度过量，除肺脏的防卫功能受到破坏外，大量的死亡含尘细胞堆积，形成矽肺病。

5简要分析煤肺病的发病机理P24因煤尘过量的在肺内各部位聚集和堆积，形成煤尘病灶。

随着时间进展，网状纤维增生，并可能有胶原纤维增生，最终形成煤尘纤维化。

6简要分析尘肺病的影响因素P28①粉尘的分散度。

粉尘的分散度越大，比表面积越大，它的物理活性与化学活性也越高。

因而越容易参与理化反应，致使发病快，病变也严重。

②粉尘的浓度。

粉尘的浓度越高，吸入人体的量越多，发病率越高，发病工龄越短。

③接触粉尘工龄。

工龄越长，发病率越高。

但这也与诊断技术有关，如果诊断技术好，可以早期发现尘肺，以致发病工龄变短。

④粉尘物理和化学特性。

影响尘肺发病的粉尘的物理特性包括颗粒的硬度、形状、溶解度、荷电性、吸附性等。

⑤上呼吸道、肺部、心脏和其他疾患⑥个人习惯。

个人的吸烟习惯、个人防护情况、住宿情况都会影响尘肺的发病。

⑦劳动条件(环境、劳动强度等)。

另外个体因素，例如种族、年龄、性别、血型、营养状况、神经类型等也会对尘肺的发病率有一定的影响。

7简要分析煤尘爆炸的条件P66①煤尘具有爆炸性。

煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。

②悬浮煤尘的浓度。

井下空气中呈悬浮状态的煤尘只有在一定的浓度范围内才能发生爆炸，这个范围通常称为煤尘的爆炸界限。

③引爆热源。

要有足以点燃煤尘的热源④充分的氧含量。

足够的氧含量是煤尘燃烧与爆炸的先决条件。

8简要分析重力沉降室的工作原理P104重力除尘技术是利用粉尘颗粒的重力沉降作用而使粉尘与与气体分离的除尘技术。

含尘气体在风机的作用下被吸入沉降室，由于沉降室内气流通过的横截面积突然增大，含尘气体在沉降室内的流速将比输送管道内的流速小得多。

一般认为在沉降室内的气流呈层流状态，尘粒和气流具有相同的水平速度，但气流中质量和粒径较大的尘粒在重力的作用下获得较大的沉降速度，经过一段时间之后，尘粒降落到沉降室底部，从气流中分离出来，从而实现除尘的目的。

9简要分析惯性除尘器的工作原理P106在重力沉降室内，为了增强除尘效果，可设置于气流方向平行的沉降隔板，除此之外，还可以在沉降室内部采取一些其他措施，如设置垂直于或倾斜于气流方向的挡板、铁丝网等障碍物，这就使气流遇到障碍物而绕流时，粉尘在惯性作用下从气流中分离出来，从而使气体得以净化，这就是惯性除尘器的工作原理。

11简要分析煤层注水的基本原理P154煤层注水是采煤工作面最重要的防尘措施，它是在回采前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分和尘粒间的黏着力，并降低煤的强度和脆性，增加塑性，减少采煤时煤尘的生成量；同时将煤体中原生细尘黏结为较大的尘粒，使之失去飞扬能力。

12简要分析高压喷雾降尘的基本原理P236①喷雾降尘的过程是尘粒与雾滴不断发生碰撞、湿润、凝并，增重而不断沉降的过程。

②由于从高压喷嘴喷出的水流速度高，能在很短的距离上立即生成雾粒分散性相当高的涡流圆柱段射流，并伴生一股气流。

③水雾的前进不仅有压力的作用，同时还有气流的作用，这将增加射流的涡流强度和涡流段的长度，使雾滴与尘粒的碰撞能量增大和碰撞几率增加，易于捕捉微细粉尘。

④同时，高压喷雾能使射流的雾滴增加带电性，加速尘粒凝聚。

3 论述题1 试叙述滤膜测尘原理和过程原理：滤膜测尘装置，由滤膜采样头，流量计，调节装置和抽气泵组成，当抽气泵开动时，工作区的含尘空气通过采样头被吸入，粉尘被阻留在采样头内的滤膜表面，根据滤膜的增重和采样的空气量，就可以计算出空气中的粉尘浓度：NQWWs12..S ——工作面粉尘浓度，mg/m3; Ｗ１、Ｗ２——分别为采样前后的滤膜质量，mg; ＱＮ——标准状态下的采气量，m3。

过程：①作业场所测点的选择和布置。

②准备滤膜（干燥、称重、装滤膜）。

③采样。

④粉尘浓度计算和统计分析。

⑤采样时的空气状态可能相互差别很大，为了互相对比，有时需要把采样的流量一律换算成标准状态下的空气流量。

2 论述分析煤尘爆炸的机理和影响因素P 70 机理：影响因素：①煤尘的可燃挥发分。

煤尘的可燃挥发分是煤尘爆炸性的重要影响因素。

一般情况下，挥发分越高，煤尘越易发生爆炸，爆炸的强度也越高。

煤尘中的挥发分主要取决于煤的变质程度。

变质程度越低，挥发分含量越高，变质程度越高，挥发分含量就越低。

②煤尘的水分。

煤尘中的水分对尘粒起着黏结作用，使颗粒变大，从而降低煤尘的飞扬能力。

同时，水分起着吸热降温的作用，降低了煤尘的燃烧和爆炸性。

因此，煤尘的水分只是在煤尘起爆时有抑制作用。

煤尘爆炸一旦发生，煤尘本身的水分所引起的抑制和减弱煤尘爆炸的作用就显得微不足道了。

③煤尘的灰分。

煤尘中的灰分是不可燃物质。

灰分能吸收热量起到降温阻燃的作用，并能阻止煤尘飞扬，使其迅速沉降，以及对煤尘爆炸的传播起到隔爆作用。

④煤尘的粒度。

一般情况下，煤尘的分散度越高，粒度越小，接触的空气的表面积越大，煤尘对空气分子的吸收性就越强，就容易受热和氧化，也加快了煤尘释放可燃气体的速度。

所以说，煤尘粒度越小，爆炸性越强。

试验表明：粒径小于100μm的煤尘都能参与爆炸，粒径小于75μm的煤尘是爆炸的主体。

但是，粒径小于30μm的煤尘，其爆炸性增强的趋势较平缓，当粒径小于10μm时，煤尘爆炸趋于减弱。

这是由于过细的煤尘，极易在空气中迅速被氧化成灰烬所致。

⑤煤尘的浓度。

煤尘的浓度是决定煤尘由燃烧能否转为爆炸以及爆炸性强弱的重要条件。

其规律如下:超过30～45g/m3（煤尘爆炸的下限浓度），则随着煤尘浓度增加，爆炸强度也增大；而当浓度达300～400g/m3（煤尘爆炸威力最强的浓度）后，则随着煤尘浓度增加，爆炸强度将减弱；当煤尘浓度超过1500～2000g/m3（爆炸的上限浓度）时，就不会发生爆炸。

⑥井下空气中的瓦斯含量。

井下空气中的瓦斯的存在，会降低煤尘爆炸的下限浓度，瓦斯浓度越高，煤尘爆炸的下限浓度就越低。

⑦引爆热源和爆炸环境。

任何一种有爆炸性煤的尘，若能够发生爆炸，环境温度必须达到或超过最低点燃温度。