??????? (3)煤塵爆炸的感應期 煤塵爆炸也有一個感應期,即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃氣體形成爆炸所需的時間。根據(jù)試驗,煤塵爆炸的感應期主要決定于煤的揮發(fā)分含量,一般為40%~280ms,揮發(fā)分越高,感應期越短。
??????? (4)揮發(fā)分減少或形成撜辰??煤塵爆炸時,參與反應的揮發(fā)分約占煤塵揮分含量的40%~70%,致使煤塵揮發(fā)分減少,根據(jù)這一特征,可以判斷煤塵是否參與了井下的爆炸。對于氣煤、肥煤、焦煤等粘結(jié)性煤的煤塵,一旦發(fā)生爆炸,一部分煤塵會被焦化,粘結(jié)在一起,沉積于支架的巷道壁上,形成煤塵爆炸所特有的產(chǎn)物??焦炭皮渣或粘塊,統(tǒng)稱撜辰??撜辰??也是判斷井下發(fā)生爆炸事故時是否有煤塵參與的重要標志。
??????? (5)產(chǎn)生大量的CO 煤塵爆炸時產(chǎn)生的CO,在災區(qū)氣體中濃度可達2%~3%,甚至高達到8%左右,爆炸事故中受害者的大多數(shù)(70%~80%)是由于CO中毒造成的。
??????? 二、煤塵爆炸的條件
??????? 煤塵爆炸必須同時具備三個條件,煤塵本身具有爆炸性;煤塵必須懸浮于空氣中,并達到一下的濃度;存在能引燃煤法爆炸的高溫熱源。
??????? 1、煤塵的爆炸性
??????? 煤塵具有爆炸性是煤塵爆炸的必要條件。煤塵爆炸的危險性必須經(jīng)過試驗確定。
??????? 2、懸浮煤塵的濃度
??????? 井下空氣中只有懸浮的煤塵達到一定濃度時,才可能引起爆炸,單位體積中能夠發(fā)生煤塵爆炸的最低或最高煤塵量稱為下限和上限濃度。低于下限濃度或高于上限濃度的煤塵都不會發(fā)生爆炸。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、粒度、引火源的種類和溫度及度試驗條件等有關(guān)。一般說來,煤塵爆炸的下限濃度為30~50g/m3,上限濃度為1000~2000g/m3。其中爆炸力最強的濃度范圍為300~500g/m3。
??????? 一般情況下,浮游煤塵達到爆炸下限濃度的情況是不常有的,但是爆破、爆炸和其他震動沖擊都能使大量落塵飛揚,在短時間內(nèi)使浮塵量增加,達到爆炸濃度。因此,確定煤塵爆炸濃度時,必須考慮落塵這一因素。
??????? 3、引燃煤塵爆炸的高溫熱源
??????? 煤塵的引燃溫度變化范圍較大,它隨著煤塵性持、濃度及試驗條件的不同而變化。我國煤塵爆炸的引燃溫度在610~1050℃之間,一般為700~800℃。煤塵爆炸的最小點火能為4.5~40mJ。這樣的溫度條件,幾乎一切火源均可達到,如爆破火焰、電氣火花、機械摩擦火花、瓦斯燃燒或爆炸、井下火災等。根據(jù)20世紀80年代的統(tǒng)計資料,由于放炮和機電火花引起的煤塵爆炸事故分別占總數(shù)的45%和35%。
??????? 三、影響煤塵爆炸的因素
??????? 1、煤的揮發(fā)分
??????? 煤塵爆炸的主要是在塵粒分解的可燃氣體(揮發(fā)分)中進行的,因此煤的揮發(fā)分數(shù)量的和質(zhì)量是影響塵爆炸的最重要因素。一般說來,煤塵的可燃揮發(fā)分含量越高,爆炸性越強,即煤化作用程度低的煤,其煤塵爆炸性強,隨煤化作用程度的增高而爆炸性減弱。
??????? 2、煤的灰分和水分
??????? 煤內(nèi)有灰分是不燃性物質(zhì),能吸收能量,阻擋熱輻射,破壞鏈反應,降低煤塵的爆炸性。煤的灰分對爆炸性的影響還與揮分含量的多少有關(guān),揮發(fā)分小于15%的煤塵,灰分的影響比較顯著,大于15%時,天然灰分對為塵的爆炸幾乎沒有影響。水分能降低煤塵的爆炸性,因為水的吸熱能力大,能促使細微塵粒聚結(jié)為較大的顆粒,減少塵粒的總表面積,同時還能降低落塵的飛揚能力。煤的天然灰分和水分都很低,降低煤塵爆炸性的作用不顯著,只有人為地摻入灰分(撒巖粉)或水分(灑水)才能防止煤塵的爆炸。
??????? 3、煤塵粒度
??????? 粒度對爆炸性的影響極大。粒徑1mm以下我煤塵粒子都可能參與爆炸,而且爆炸的危險性隨粒度的減小而迅速增加,75?m以下的煤塵特別是30~75?m的煤塵爆炸性最強,因為單位質(zhì)量煤塵位質(zhì)量煤塵的粒度越小,總表面積及表面能越大,粒徑小于10?m后,煤塵爆炸性增強的趨勢變得平緩。煤塵粒度對爆炸壓力也有明顯的影響。煤炭科學研究院重慶分院的試驗。結(jié)果表明:在同一煤種不同粒度條件下,爆炸壓力隨粒度的減小而增高,爆炸范圍也隨之擴大,即爆炸性增強,粒度不同的煤塵引燃溫度煤塵燃溫度也不相同。煤塵粒度越小,所需引燃溫度越低,且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁?br />
??????? 4、空氣中的瓦斯?jié)舛?br />
??????? 瓦斯參與使煤塵爆炸下限降低。瓦斯?jié)舛鹊陀?%時,煤塵的爆炸下限可用下式計算:
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??????? 式中:
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??????? ??空氣中有瓦斯時的煤塵爆炸下限,g/m3
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??????? ??爆塵的爆炸下限,g/m3
??????? k??系數(shù),見下表1。
??????? 表1 瓦斯?jié)舛葘γ簤m爆炸下限的影響系數(shù)
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??????? 隨著瓦斯?jié)舛鹊脑龈撸簤m爆炸濃度下限急劇下降,這一點在有瓦斯煤塵爆炸危險的礦井應引起高度重視。一方面,煤塵爆炸往往是由瓦斯爆炸引起的;另一方面,有煤塵參與時,小規(guī)模的瓦斯爆炸可能演變?yōu)榇笠?guī)模的爆塵瓦斯爆炸事故,造成嚴重的后果。
??????? 5、空氣中氧的含量
??????? 空氣中氧的含量高時,點燃煤塵的溫度可以降低;氧的含量低時,點燃煤塵云困難,當氧含量低于17%時,煤塵就不再爆炸。煤塵的爆炸壓力也隨空氣中含氧的多少而不同。含氧高,爆炸壓力高;含氧低,爆炸壓力低。
??????? 6、引爆熱源
??????? 點燃煤塵云造成煤塵爆炸,就必須有一個達到或超過最低點燃溫度和能量的引爆熱源。引爆熱源的溫度越高,能量越大,越容易點燃塵云。而且爆塵初爆的強度也越大;反之溫度越低,能量越小,越難以點燃煤塵云,且即使引起爆炸,初始爆炸的強度也越小。
??????? 第二節(jié)、預防煤塵爆炸的措施
??????? 1、建立完善合理的礦井通風系統(tǒng),并保證機械通風正常運轉(zhuǎn);用合理的通風方法調(diào)配合理的風量,保持適當?shù)娘L速排除空氣中的煤塵,保證作業(yè)環(huán)境的清潔。
??????? 2、技術(shù)負責人對重大危險源的安全狀況和防護措施落實情況每季度組織進行一次檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
??????? 3、對全部從業(yè)人員進行了安全教育和技術(shù)培訓,使得從業(yè)人員掌握了本崗位的安全操作技能和在緊急情況下應當采取的應急措施,同時熟知了煤塵爆炸、火災、水災的避險方法和路線。
??????? 4、礦井地面建立靜壓水池2個,容量200m3。沿主立井敷設(shè)1趟灑水管路,灑水管路系統(tǒng)為鋼管,主管路管徑108mm,支管路管徑50mm,長3600m;三通閥門設(shè)?Z間隔長度均為50m。井下各轉(zhuǎn)載點安設(shè)了噴霧灑水裝?Z,作業(yè)時進行噴霧降塵。
??????? 5、制定有綜合防塵管理制度。采煤工作面的回風巷、掘進巷道均安設(shè)了風流凈化水幕。采掘工作面采取了沖洗煤壁、水炮泥、裝煤灑水的綜合防塵措施。及時對巷道中的浮煤、煤塵進行清掃、沖洗。
??????? 6、按照有關(guān)規(guī)定采取了預防和隔絕爆炸的措施,在皮帶下山、運輸下山、回風下山、總回風巷、采煤工作面進、回風順槽、掘進工作面等地共安裝隔爆水棚。采煤工作面進、回順槽、掘進工作面設(shè)置主要隔爆水棚,按照400L/m,長度30m的要求設(shè)置;皮帶下山、運輸下山、回風下山、總回風巷設(shè)置輔助隔爆水棚,按照200L/m,長度20m的要求設(shè)置。每周進行一次檢查。
??????? 7、總回風大巷未布?Z電氣設(shè)備、運輸設(shè)備,為專用回風巷。
??????? 8、井上下設(shè)?Z有消防材料庫,存儲有足夠數(shù)量的滅火材料和工具。建立了完善的消防供水系統(tǒng)。
??????? 9、礦井安裝一套KJ80型安全監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)可對采、掘工作面,采區(qū)回風巷,總回風巷的瓦斯、局部通風機開停等進行實時監(jiān)控。
??????? 10、定期清掃、清洗沉積在巷道壁和支架上的落塵,防止煤塵再次飛揚。并定期撒布巖粉,刷白大巷。主進風巷、主回風巷每月刷白一次,工作面順槽及其它巷道每月沖刷一次,并登記建檔。
??????? 11、礦井能按規(guī)定對生產(chǎn)性粉塵進行監(jiān)測。加強煤塵管理,建立礦井粉塵檢測制度,并登記建檔。
??????? 12、礦井制定有井上、下防火措施,制定有防止煤層自然發(fā)火管理制度。
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