(三)煤塵爆炸和防、隔爆措施

　　1.礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸的條件

　　礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸必須同時具備以下4個條件：粉塵本身具有爆炸性;粉塵懸浮在空氣中并達到一定濃度;有足以點燃粉塵的熱源;有可供爆炸的助燃劑。

　　2.煤塵爆炸性評價方法

　　(1)煤塵爆炸指數。煤塵爆炸指數，也被稱作可燃揮發分含量，在煤礦設計時，可作為初步判定煤塵爆炸危險的指標。

　　(2)煤塵爆炸性鑒定。雖然用煤塵爆炸指數可以判定其爆炸性，但鑒于煤種和煤質的復雜性，爆炸指數只是一個初步判斷。還必須按《煤礦安全規程》規定進行煤塵爆炸性鑒定試驗。我國標準中規定，采用大管狀煤塵爆炸鑒定裝置進行試驗，并由國家授權單位承擔鑒定試驗。

　　3.防止煤塵爆炸的技術措施

　　煤塵爆炸必須在4個條件同時具備時才可能發生，如果不讓這些條件同時存在，或者破壞已經形成的這些條件，就可以防止煤塵爆炸的發生和發展。這是制定各種防止煤塵爆炸措施的出發點和基本原則。

　　(1)防塵措施。一般情況下，生產場所的浮游煤塵濃度是遠低于爆炸下限濃度的。但是，因空氣震蕩(放炮的沖擊波)等原因使沉積煤塵重新飛揚起來，這時的煤塵濃度大大超過爆炸下限濃度。據估算4㎡斷面小巷道的周邊上，只要沉積0.04mm厚的一層煤塵，當它全部飛揚起來，就達到了爆炸下限。實際上，井下的沉積煤塵都超過了這個厚度，所以，減少巷道內的沉積煤塵量并清除出井，是最簡單有效的防爆措施。

　　各生產環節采用有效的防塵，降塵措施，減少煤塵的產生，降低空氣中的煤塵濃度，也就降低了沉積煤塵量。因此，綜合防塵措施既是減少粉塵危害工人健康的措施，也是防止煤塵爆炸的治本措施。

　　(2)杜絕著火源。井下能引起煤塵爆炸的著火源有電氣火花、摩擦火花、摩擦熱、煤自燃而形成的高溫點、爆破作業出現的爆燃以及瓦斯爆炸所產生的高溫產物等。消除這類著火源的主要技術措施有：保持礦用電氣設備完好的防爆性能，加強管理防止出現電器設備失爆現象;選用非著火性輕合金材料避免產生危險的摩擦火花;膠帶、風筒、電纜等常用的非金屬材料必須具有阻燃，抗靜電性能;采用阻化劑、凝膠或氮氣防止煤柱、采空區殘留煤發生自燃，同時，加強瓦斯管理防止瓦斯爆炸事故的發生。

　　(3)撒布巖粉法。由于煤礦自然條件十分復雜，發生煤塵爆炸的隨機性很大，除了上述一般性的安全技術措施外，針對煤塵爆炸的特點，各國還研究了防止煤塵爆炸的專門技術，其中使用歷史最長，應用面廣、簡單易行的防止煤塵爆炸技術措施是撒布巖粉法。

　　這種方法是定期向巷道周邊撒布惰性巖粉，用它覆蓋沉積在巷道周邊上的沉積煤塵。巖粉層在巷道風速很低時，它的粘滯性起到了阻礙沉積煤塵重新飛揚的作用。

　　當發生瓦斯爆炸等異常情況時，巨大的空氣震蕩風流把巖粉和沉積煤塵都吹揚起來形成巖粉一煤塵混合塵云。當爆炸火場進入混合塵云區域時，巖粉吸收火焰的熱量使系統冷卻，同時巖粉粒子還會起到屏蔽作用，阻止火焰或燃燒的煤粒向未著的煤塵粒子傳遞熱量，最終達到阻止煤塵著火的目的。這一措施在英、美、俄等主要產煤國家大量應用，而且效果顯著。

　　4.防止煤塵爆炸傳播技術

　　防止煤塵爆炸傳播技術也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(以下簡稱隔爆技術)，是指把已經發生的爆炸控制在一定范圍內并撲滅，防止爆炸向外傳播的技術措施。該技術不僅適于對煤塵爆炸的控制，也適用于對瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸的控制。該技術分為兩大類，被動式隔爆技術和自動式隔爆技術。

　　(1)被動式隔爆技術(也稱隔爆措施)。發生爆炸的初期，爆炸火焰峰面是超前于爆炸壓力波向前傳播，隨著爆炸反應的繼續和加強，壓力波逐漸趕上并超前于火焰峰面傳播，兩者之間有一時間差。被動式隔爆技術就是利用這一規律，利用壓力波的能量使隔爆措施動作，在巷道內形成撲滅火焰的消焰抑制劑塵云，后續到達的火焰進入抑制劑塵云時被撲滅，阻止了爆炸繼續向前傳播。被動式隔爆技術主要有：巖粉棚，水槽棚和水袋棚，統稱為被動式隔爆棚。

　　被動式隔爆棚的設置方式有3種形式，集中式布置，分散式布置和集中分散式混合布置。根據隔爆棚在井巷系統中限制煤塵爆炸的作用和保護范圍，可將它們分為主要隔爆棚(重型棚)和輔助隔爆棚(輕型棚)，重型棚的作用是保護全礦性的安全，設置在礦井兩翼與井筒相通的主要運輸大巷和回風大巷;相鄰煤層之間的運輸巷和回風石門;相鄰采區之間的集中運輸巷和回風巷。輕型棚的作用是保護一個采區的安全，在采煤工作面的進風、回風巷;采區內的煤及半煤巖掘進巷道;采用獨立通風并有煤塵爆炸危險的其他巷道內設置。

　　(2)自動隔爆技術。被動式隔爆技術的作用原理決定了該技術措施只能在距爆源60～200 m(巖粉棚300 m)范圍內發揮抑制爆炸的作用。因此，在爆炸發生的初期該技術是無效的。此外，在低矮、狹窄和拐彎多的巷道中使用也極其不利，不能發揮抑爆效果。針對這些缺點各國研究并使用了自動隔爆技術。

　　傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置三大組成部分，由若干臺自動隔爆裝置組成的隔爆系統即為自動式隔爆措施，采用的傳感器主要有3類：接受瓦斯煤塵爆炸動力效應的壓力傳感器，利用爆炸熱效應的熱電傳感器和利用爆炸火焰發出的光效應的光電傳感器。控制器是向噴灑抑制劑的執行機構發出動作指令的儀器;噴灑機構一般由執行機構、噴灑器和抑制劑儲存容器組成。它的作用是將抑制劑(巖粉、干粉或水)擴散于巷道空間形成粉塵云或水霧帶。它的動作應迅速、可靠、能適應爆炸的快速發展。

　　抑制劑的選擇原則是抑制火焰用量少、效果好、價格便宜。雖然巖粉在煤礦應用最廣，但是在弱的瓦斯煤塵爆炸條件下以及在劇烈的強爆炸時，它的抑制效果不理想。適用于自動隔爆裝置的抑制劑主要有液體抑制劑水、水加鹵代烷、粉末無機鹽類抑制劑和鹵代烷。粉末無機鹽類有(NH4)H2PO4、NaCl、KCl、KHCO、NaHCO3、CaCO3等粉劑。鹵代烷有二氟一氯一溴甲烷等，雖然滅火效果好，但它有破壞臭氧層的缺點，已經開始禁用。

　　(四)礦山粉塵檢測方法

　　粉塵檢測是以科學的方法對生產環境空氣中粉塵的含量及其物理化學性狀進行測定、分析和檢查的工作。從安全和衛生學的角度出發，日常的粉塵檢測項目主要是粉塵濃度、粉塵中游離二氧化硅含量和粉塵分散度(也稱為粒度分布)。

　　1.礦山粉塵濃度測定

　　(1)礦山粉塵濃度標準。我國對作業場所空氣中粉塵的允許濃度規定為：巖礦中游離二氧化硅含量大于10%的礦山，粉塵允許濃度為1mg/m3;巖礦中游離二氧化硅含量小于10%的礦山，粉塵允許濃度為4mg/m3。

　　(2)粉塵濃度測定。礦的粉塵濃度測定主要有濾膜測塵法和快速直讀測塵儀測定法。

　　①濾膜采樣測塵。測塵原理是用粉塵采樣器(或呼吸性粉塵采樣器)抽取采集一定體積的含塵空氣，含塵空氣通過濾膜時，粉塵被捕集在濾膜上，根據濾膜的增重計算出粉塵濃度。

　　②快速直讀測塵儀。用濾膜采樣器測塵是一種間接測量粉塵濃度的方法。由于準備工作、粉塵采樣和樣品處理時間比較長，不能立即得到結果，在衛生監督和評價防塵措施效果時顯得不方便。為了滿足實際工作的需要，各國研制開發了可以立即獲得粉塵濃度的快速測定儀。

　　2.粉塵游離二氧化硅的測定

　　測定方法是焦磷酸質量法和紅外分光光度計測定法。呼吸性粉塵中游離二氧化硅含量的測定，煤礦粉塵采用紅外光譜法，非煤礦山粉塵采用X射線沿設法。

　　(1)焦磷酸質量法。在245～250℃的溫度下，焦磷酸能溶解硅酸鹽及金屬氧化物，面對游離二氧化硅幾乎不溶，因此，用焦磷酸處理粉塵試樣后，所得殘渣的質量即為游離二氧化硅的量，以百分比表示。為了求得更精確的結果，可將殘渣再用氫氟酸處理，經過這一過程所減輕的質量則為游離二氧化硅的含量。

　　(2)紅外分光分析法。當紅外光與物質相互作用時，其能量與物質分子的振動或轉動能級相當會發生能級的躍遷，即分子電低能級過渡到高能級。其結果是某些波長的紅外光被物質分子吸收產生紅外吸收光譜。游離二氧化硅的吸收光譜的波長為12.5μm，12.8μm, 14.4 μm。

　　3.粉塵分散度的測定

關注"566安全工程師"微信，第一時間獲取最新資訊、試題、內部資料等信息!

　　相關推薦：

　　2015年安全工程師《生產技術》精選考點匯總

　　2015年安全工程師備考復習六步計劃

　　關注566安全工程師微信 第一時間獲取報名信息！