粉尘灾害防治.docx
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粉尘灾害防治.docx
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粉尘灾害防治
粉尘灾害防治
第一节粉尘
本矿井井田内煤尘存在爆炸可能性。
煤尘爆炸是煤矿的严重灾害之一。
煤尘在空气中呈悬浮状态,在达到一定浓度后,有一个能点燃煤尘爆炸的热源,就才可能爆炸。
煤尘的引燃温度一般为700~800℃,有时可达到1100℃,引起煤尘燃烧和爆炸的高温火源有:
电器设备产生的电火花,采掘机械工作时产生的冲击火花,爆破时出现的火焰,井下火灾以及瓦斯爆炸等。
影响煤尘爆炸的主要因素有:
煤尘的可燃挥发份,煤尘粒度,煤尘浓度,空气中的瓦斯和氧含量,煤尘灰分(或混入的岩粉量),煤尘水分,煤尘硫分。
煤尘除了会造成爆炸灾害之外,对人体健康的危害也极大。
工人吸入煤(岩)尘后会患尘肺病,不仅给患者造成痛苦,缩短其寿命,还给企业和国家造成巨大经济损失。
煤矿工人患尘肺病人数及死于尘肺病人数,在矿山工业中均居首位。
粉尘中游离二氧化硅的含量是危害人体的主要因素,含量越高,危害越大。
岩石中游离状态的二氧化硅含量在10%~80%之间不等,通常多为20%~60%,一般煤中含有1%~5%,它是引起矿工尘肺病的主要因素。
根据《煤矿安全规程》规定,各作业场所粉尘浓度应符合表3-1-1中的要求。
作业场所空气中粉尘浓度标准表
表3-1-1
粉尘中游离状态SiO2含量
(%)
最高允许浓度(mg/m3)
总粉尘
呼吸性粉尘
<10
10
3.5
10~<50
2
1
50~<80
2
0.5
≥80
2
0.3
因此对上述危害必须采取有效预防措施,以保证职工的身体健康。
第二节防尘措施
为了保障井下工作人员的身体健康,确保安全生产,在防尘中必须贯彻预防为主的方针,认真做好综合防尘。
一、防尘措施
煤矿粉尘包含煤尘和岩尘两类,煤尘主要来源于采掘工作面,由工作面爆破落煤、转载、运输、卸载等过程中产生,岩尘主要是在岩石巷道掘井过程中产生的。
煤矿粉尘产生的因素有自然因素和技术因素,对矿井粉尘的防治应采取“预防为主、综合防尘”的措施,但对具体的尘源点应根据粉尘产生的不同原因采取不同的防治方法。
防尘工作的原则是尽量减少悬浮粉尘的产生,将粉尘消灭在尘源地点,防止其飞扬和进入风流中,使已经浮游的粉尘沉降焉,捕集起来;将剩余的粉尘用足够的风量加以稀释,但又要防止因风速过大,使已沉淀的煤尘重新飞扬。
设计在每个掘进工作面,各采煤工作面,装、卸、转载点、运输巷等主要产生粉尘的尘源地点及粉尘集聚地均采用了综合防尘措施。
具体防尘措施如下:
1、通风防尘:
通风防尘的是稀释和排除工作地点悬浮粉尘,防止过量累积的有效措施。
通风防尘要有合理的风量和风速,以排队粉尘,最低排尘风速为0.25-0.5m/s。
最优排尘风速为0.5-2.0m/s。
设计将风速控制在规程允许的范围内,并尽量最优排尘风速。
为控制风速,设计在各进风巷道和回风巷道风量变化较大的地方设有风速监测探头,连续检测各巷道的风速和风量,使风量在满足各用风地点所需量的同时,风速控制在最优排尘风速。
2、冲洗巷壁、清扫和刷白巷道:
设计要求经常进行巷壁冲洗工作,定期清扫并运出巷道内沉集的粉尘,在井下变电所、消防材料库等主要硐室内,用石灰水将巷壁刷白,同时可美化井下环境,减少粉尘,利于冲洗。
3、井下煤仓、溜煤眼、输送机其它转载地点都设有自动喷雾洒水装置并安装有捕尘器,以有效控制粉尘的飞扬,使其湿润后迅速沉降。
喷雾、洒水、捕尘设备应指定专人管理和维护,不得任意拆除,确保喷雾洒水装置和捕尘器的完好性和正常工作。
4、风流净化:
设计在输同巷和主要通风巷设计风流净化水幕,设计通过避免进风的污染,避免串联通风等以净化风流。
巷道风速必须符合《煤矿安全规程》规定,井下各煤仓保持一定存煤,不许空仓作业。
如果煤仓有漏水或溜煤眼,可以放空,但放煤后仓口闸门必须关闭,并必须设置引水管。
溜煤眼不得兼作风眼使用。
5、防尘用的消防洒水供水系统,设计有过滤或沉淀装置,以保证水质清洁。
6、湿式钻眼:
掘进工作面,设计采用湿式钻眼,杜绝干式钻眼,使凿眼过程中形成的粉尘湿润并排出,不致飞扬。
放炮使用水封爆破和水炮泥。
7、个体防护:
井下各生产环节采取防尘措施后,仍有一些细微矿尘悬浮空气中,甚至个别地点不能达到卫生标准,所以应加强个体防护,设计为掘进工人配备了压风呼吸器,为采煤工人配备了防尘口罩。
8、矿井的综合防尘措施及组织与管理制度,由矿长每年组织编制和实施。
二、回采、掘进工作面除尘
工作面采煤方法为走向长壁采煤法,开采工艺为普通支架炮采放顶煤,放炮次数多放煤时间长,将会产生大量的粉尘。
回采工面的回风顺槽和掘进面配有喷雾洒水装置,可使粉尘量大为降低。
回采、掘进工作面要经常进行洒水、冲洗巷壁、清扫浮煤及煤尘。
由于回采工作面在放顶煤的时候产生的煤尘比较大,因此,工作面采用高压软管,每15m布置一个撒水器,放顶煤时进行洒水降尘。
三、煤层注水
根据以往开采实践,该区内煤层灰份大、硬度低、煤层松散、裂隙发育,在探水打钻中发现塌孔比较严重,因此不适合进行煤层注水。
四、井下消防、洒水
井下消防洒水采用静压供水。
井下消防洒水用水来自地面给水管网。
在工业场地设有日用消防水池。
井下消防管道与洒水管道合并。
井口部位的消防管道与井下消防管道分开设置,其水量与水压由工业场地室外给水系统保证。
井下用水靠自身重力输送至井下,输水管道沿主井和回风井井筒布置。
在井下消防洒水管路上设有一定数量减压阀,减压阀的设置地点及调压范围以用水点处水压不大于400Kpa和不小于300Kpa为原则,个别水压大于400Kpa的用水处须设置减压孔板。
井下消防洒水管路在车场附近均设有消火栓。
除此之外,在车场等火灾隐患严重的地点,还配备有足够数量的灭火器材。
在主井、运输顺槽和回风顺槽每隔50m均设有消火栓及供清洗巷道用的支管和截止阀。
在回采工作面上、下口和掘进工作面等处设有洒水器喷雾除尘。
井下消防洒水管道均采用无缝钢管,采用快速接头或螺纹连接。
第三节防爆措施
一、一般防爆措施
防爆措施包括防止浮游煤尘发生爆炸和防止沉积煤尘再次飞扬起来参与爆炸的措施。
1、建立完善的井下洒水降尘系统,对采掘工作面、各运输机转载点及其它可能产生粉尘的地点进行洒水降尘。
2、采掘工作面要采用湿式打眼,炮眼充填水炮泥。
3、按《煤矿安全规程》规定设置隔爆水棚,以隔绝相邻煤层、相邻工作面和需要隔离的地点。
4、凡有煤尘沉积的巷道,均需根据情况定期清扫,并必须将煤尘运出,清扫时尽量勿使煤尘飞扬蔓延。
5、用水将沉积于巷道周边的煤尘冲掉并运出,防止爆炸时沉积的煤尘被扬起参与爆炸。
6、在巷道内撒布岩粉,增加沉积煤尘的灰分,能抑制煤尘的爆炸,也能起到隔爆作用。
7、严格执行《煤矿安全规程》第221、222、223、224、226、227条中消除明火的规定。
井下发生内、外因火灾,均要及时扑灭。
8、消除放炮时产生的火焰;消除电器火源;消除其他火源,例如斜井(巷)跑车及金属强烈碰撞产生的火花等。
9、设有瓦斯、风电闭锁装置,当风量不足,瓦斯浓度超过规定时,能自动切断电源。
10、井下各地点按照需要风量配风,防止风量过大引起煤尘飞扬。
11、入井管路、轨道在入井处必须加绝缘装置。
二、井下电气设备及保护的选择、井下电气设备和测量仪器、仪表检修搬迁、操作等采取的措施。
1、全矿井下所有电气设备的选择均符合《煤矿安全规程》等444条中的规定。
2、漏电保护
井下高压开关柜内均设有高压漏电保护继电器;对于低压开关柜设有漏电保护继电器。
3、过电压保护
为防止操作过电压,还设有压敏电阻。
4、井下电气设备保护接地
电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带或屏蔽护套等都设有保护接地。
对于工作面每一配电点或每一移动变电站都设有1个或多个局部接地极。
对于中央变电所在主、副井仓内都设有主接地极。
5、井下检修、搬迁电气设备,须遵守《煤矿安全规程》第445条之规定。
6、操作井下电气设备,必须遵守《煤矿安全规程》第446条之规定。
7、井下电气设备的检测和调整要由专职的电气维修人员来担任。
8、检修高压防爆开关和变压器时,必须断开上一级变电所的负荷开关,确保彻底断电后,再将本级的高压负荷开关、隔离开关停电、验电、放电、挂接地线后,再把高压防爆开关向外拉出,使插销脱离电源。
拔出插销后,电源侧一定要用专用挡板挡死,以防触电。
低压防爆开关在打开转盖进行检修的情况下,就不准再解除闭锁,进行送电试验或做其他带电检电工作。
三、撒布岩粉
1、对岩粉的要求和岩粉原料
1)对岩粉的要求
①可燃物含量<5%;
②游离SiO2含量<5%;
③不含有毒有害的混合物;
④岩粉必须全部通过50号筛(筛径<0.2mm),其中70%以上应通过200号筛(筛径<0.074mm)。
2)岩粉的原料
①用色淡白、鲜明的石灰石制作;
②潮湿巷道应使用抗湿性岩粉。
2、对岩粉量的要求
在开采含瓦斯煤层时,岩粉与沉积的煤尘混后的粉尘中要求不燃物质的含量不小于80%。
3、撒布岩粉地点的确定
①矿井所有运输巷和回风巷;
②在有爆炸性煤尘经常积聚的地点装载,如点、卸载点回风顺槽、风井筒等,须经常撒布岩粉;
③工作面上、下端头处,须经常撒布岩粉,但设有喷雾洒水地点或巷道潮湿,已使煤尘中水分大于12%的地区可以不撒布岩粉。
4、岩粉撒布方法
撒布岩粉需将巷道所有表面,包括顶、底、帮都用岩粉覆盖,撒布长度应大于300m,不足300m巷道则全部撒布,由井下工人站于风流上方人工撒布。
第四节隔爆措施
一、隔爆设施
隔爆措施是把已在局部发生的爆炸截住,不使其传播开来,以限制在最小的范围内,使爆炸不致由局部扩大为全矿性的大灾难。
具体采取的措施为:
设置隔爆水棚或在巷道内撒布岩粉。
1、按《煤矿安全规程》规定,设计在井下回采工作面上下顺槽、掘进巷道、两条井筒等处设置隔爆水棚。
2、生产中定期巷道周帮的煤尘和清扫巷道中的积尘,对产生粉尘点喷雾洒水。
3、对各巷道必须撒布岩粉,每条巷道撒布岩粉长度不得小于300m,小于300m的巷道应全部撒布。
二、隔爆水棚
1、水棚的结构与选型
水棚是由架设于巷道顶部充满水的水槽或者水袋组成,当发生爆炸时,冲击波将水槽或水袋震翻及破碎,水被瀑洒出来,形成水幕带并充满整个巷道,以此抑制、熄灭接踵而来的火焰,阻止爆炸的传播。
由于水棚与岩粉棚相比具有以下优点:
(1)水的比热比岩粉高五倍,因而吸热量大,隔爆效果好;
(2)水在接触高温火焰时形成的水蒸汽,更有利于扑灭火焰;
(3)在冲击波的作用下,水飞洒的时间比岩粉更短;
(4)水的供给较岩粉方便,可长期使用不必更换,而岩粉必须经过加工和定期更换。
所以,本矿井选用隔爆水棚作为其主要隔爆设施。
主要隔爆水棚的水袋选用GD-40型,长×宽×高尺寸为600×400×250mm,盛水量40L。
辅助隔爆水棚的水袋选用GD-30型,长×宽×高尺寸为450×400×250mm,盛水量30L。
2、水棚布置
(1)水棚位置
在采煤工作面上下顺槽和掘进巷道设置辅助隔爆水棚;在两条井筒内设置主要隔爆水棚。
首列水棚与工作面的距离必须保持在60~200m之内,水棚与巷道交岔口、转弯除、变坡处之间的距离不得小于50m,并应设置于巷道直线内。
(2)水棚水量
G=gs
式中:
G—总水量,L;
g—每平方米巷道所需要水量,L/m2;主要隔爆水棚400L/m2,辅助隔爆水棚200L/m2;
s—巷道断面积,m2;
a、主井隔爆水棚水量
G=400×7.71=3084L
b、副井隔爆水棚水量
G=400×5.1=2040L
c、辅助隔爆水棚水量(采煤工作面上下顺槽及掘进工作面)
G=200×5.1=1020L
(3)水棚架数及布置长度
一架水棚一般架设2个水槽,则主隔爆水棚每架水棚水量为80L;辅助隔爆水棚每架水棚水量为60L。
n=G/Gn
式中:
n—水棚架数,架;
Gn—每架水棚水量,L。
a、主井隔爆水棚架数
n=3084/80=38.55≈39(架)
布置长度为39×1.5=58.5(m)
b、风井隔爆水棚架数
n=2040/80=25.5≈26(架)
布置长度为26×1.5=39(m)
c、辅助隔爆水棚架数
n=1020/60=17(架)
布置长度为17×1.5=25.5(m)
d、主井隔爆水棚长度为
(4)隔爆水棚架设要求
①水棚安设前后20m的巷道断面一致。
②距掘进头、回采面上下口、装载点距离为60~160m,但不大于200m。
③与巷道交叉口转弯处距离为50~75m。
④与风门、调节风门距离大于25m。
⑤水袋排间距为1.2~3.0m,主要水棚的棚区长度不小于35m,辅助棚的棚区长度不小于20m。
⑥水袋在巷道中的安装方式呈横向吊挂式布置。
⑦水袋边缘与巷壁、支架、顶板(梁)之间的垂直距离不小于100mm。
⑧同一排(列)中水袋之间的最小间隙不小于100mm,也不大于1.2m。
⑨在倾斜井巷中,安装水袋棚时,棚子与棚子之间应用铅丝拉紧,以免水袋棚晃动;
3、水棚给水系统
水棚给水由井下消防洒水管路系统供给。
第五节矿井地面生产系统防尘
矿井地面生产系统的粉尘主要来储煤场由于装卸产生的粉尘。
在储煤场设置两个洒水栓,定期向煤堆洒水用以降尘。
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