矿尘毕业论文.doc

一节 矿尘及其性质 一、矿尘的产生及分类 矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。 几种常用的分类方法： 1、按矿尘粒径划分 (1)粗尘。粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。 (2)细尘。粒径为10～40μm，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。 (3)微尘。粒径为0.25～10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。 (4)超微尘。粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。 2、按矿尘的存在状态划分 (1)浮游矿尘：悬池于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。 (2)沉积矿尘：从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。 3、按矿尘的粒径组成范围划分 (1)全尘(总粉尘)。各种粒径的矿尘之和。对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘粒。 (2)呼吸性粉尘。主要指粒径在5μm以下的微细尘粒。 二、矿尘的危害 矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面： (1)污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。 (2)某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。 (3)加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。 (4)降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。 三、含尘量的计量指标 1、矿尘浓度 单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度。其表示方法有两种： (1)质量法 每立方米空气中所含浮尘的毫克数，单位为mg/m3 (2)计数法 每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数，单位为粒/ｃm3。 我国规定采用质量法来计量矿尘浓度。 2、产尘强度 指生产过程中，采落煤中所含的粉尘量，常用的单位为g / t。 3、相对产尘强度 指每采掘1吨或1立方米矿岩所产生的矿尘量，常用的单位为mg/t或mg/m3。 4、矿尘沉积量 单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量，单位为g/m2·d 四、矿尘性质 1、矿尘中游离SiO2的含量 矿尘中游离SiO2的含量是危害人体的决定因素，其含量越高，危害越大。煤矿上常见的页岩、砂岩、砾岩和石灰岩等中游离SiO2的含量通常多在20%～50%，煤尘中的含量一般不超过5%。 2、矿尘的粒度与比表面积 矿尘粒度－指矿尘颗粒的平均直径，单位为μm。 矿尘的比表面积－指单位质量矿尘的总表面积，单位为m2/kg，或cm2/g。 矿尘的比表面积与粒度成反比，粒度越小，比表面积越大，因而这两个指标都可以用来衡量矿尘颗粒的大小。 3、矿尘的分散度 分散度－指矿尘整体组成中各种粒级尘粒所占的百分比。分散度有两种表示方法： (1)重量百分比：各粒级尘粒的重量占总重量的百分比称为重量分散度。 (2)数量百分比：各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分比称为数量分散度。 粒级的划分是根据粒度大小和测试目的确定的，我国工矿企业将矿尘粒级划分为4级：小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。 矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指标。矿尘总量中微细颗粒多，所占比例大时，称为高分散度矿尘；反之，如果矿尘中粗大颗粒多，所占比例大，就称作低分散度矿尘。矿尘的分散度越高，危害性越大，而且越难捕获。 4、矿尘的湿润性 矿尘的湿润性是指矿尘与液体亲和的能力。 亲水性矿尘：容易被水湿润的矿尘称为亲水性矿尘。 疏水性矿尘：不容易被水湿润的矿尘称为疏水性矿尘。 5、矿尘的荷电性 因空气的电离以及尘粒之间的碰撞、摩擦等作用，使尘粒带有电荷，可能是正电荷，也可是负电荷。 6、矿尘的光学特性 矿尘的光学特性包括矿尘对光的反射、吸收和透光强度等性能。 第三节 煤尘爆炸及预防 我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在1942年日本统治下的本溪煤矿，牺牲1549人，残246人，牺牲的人员中大多为CO中毒，事故发生前，巷道内沉积了大量煤尘，是由于电火花点燃局部聚积的瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。 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化的反应过程，是一种非常复杂的链式反应。一般煤尘爆炸机理及过程主要表现在以下方面： (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，吸氧和被氧化的能力大大增强，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。如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢 (3)形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成活化中心，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行。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。