煤尘爆炸及预防基础知识
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煤尘爆炸及预防基础知识煤矿作为一种重要的能源资源,在人类社会发展中起着至关重要的作用。
然而,煤矿开采和运输过程中,煤尘爆炸一直是一个严重的安全隐患。
煤尘爆炸不仅对矿工的生命安全造成威胁,还会导致设备的损毁以及环境的污染。
因此,了解煤尘爆炸的基础知识并采取预防措施是至关重要的。
本文将介绍煤尘爆炸的原因与机理,并提供一些预防煤尘爆炸的基础知识。
一、煤尘爆炸的原因与机理1. 煤尘的形成与积累:煤炭开采和加工过程中,煤炭会产生大量的煤尘。
煤尘由细小的煤颗粒组成,一旦积累到一定程度,容易形成可爆炸的混合物。
2. 三要素理论:煤尘爆炸需要三个基本条件:可燃物(煤尘)、氧气和着火源。
当这三者同时存在,并达到一定的浓度或温度范围时,煤尘爆炸就有可能发生。
3. 爆炸传播与反应过程:当煤尘与空气中的氧气发生混合后,遇到着火源引发燃烧反应,并释放大量的能量。
这种能量释放会引发连锁反应,导致爆炸波的传播,形成煤尘爆炸。
二、预防煤尘爆炸的基础知识1. 定期清理煤尘:定期清理煤矿及相关设备上的煤尘,避免煤尘的积累。
定期清理可以使用专门的清扫设备,确保清理彻底。
2. 煤尘管控措施:采取有效的煤尘管控措施非常重要。
可以使用湿法喷淋、静电除尘器等设备降低煤尘浓度,减少煤尘爆炸的风险。
3. 防火设施与装备:煤矿内部应配备相应的防火设施与装备,例如灭火器、防爆设备等。
这些设施和装备可以有效地控制和扑灭初期火灾,防止火势进一步扩大。
4. 定期检查和维护设备:定期检查和维护设备可以及时发现和排除潜在的火灾隐患,确保设备的正常运行和安全使用。
5. 加强员工培训:对煤矿员工进行安全教育和培训非常重要。
提高员工的安全意识,使他们了解煤尘爆炸的危害和预防措施,以便在紧急情况下能够正确应对和处理。
6. 建立健全的管理制度:建立健全的煤矿安全管理制度,制定详细的操作规程和应急预案,严格执行各项安全规定,确保煤矿的安全运营。
总结:煤尘爆炸是煤矿安全中一个非常严重的问题,对矿工的生命安全和设备设施的完整性都带来了巨大的威胁。
煤尘爆炸及预防基础知识一、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气的反应过程,是一种非常复杂的链式反应,一般认为其爆炸机理及过程如下:(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,吸氧和被氧人化的能力大大增可,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,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,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)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃烧过程急剧地循环进生,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。
2.煤尘爆炸的特征(1)形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃,爆源的温度达到2000℃以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。
在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。
爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。
煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s,冲击波速度为2340m/s。
(2)煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。
(3)煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40%~280ms,挥发分越高,感应期越短。
(4)挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。
煤尘爆炸及预防基础知识煤矿事故中的煤尘爆炸是一种严重的危险,经常导致人员伤亡和财产损失。
因此,了解煤尘爆炸的基础知识以及掌握预防措施是至关重要的。
本文将介绍煤尘爆炸的原因、危害以及预防措施,以便加强对煤矿安全的认知和防范意识。
煤尘爆炸是指在煤炭储存、加工或运输过程中,由于煤尘与空气形成可燃混合物,并且遇到明火或高温条件下爆炸产生的骤然爆炸效应。
煤尘爆炸产生的高温和冲击波能够引发火灾和破坏,极大地威胁工作人员的生命安全和设备的正常运行。
煤尘爆炸的原因主要有以下几点:1. 煤尘积累:煤矿生产过程中产生的煤尘很容易积累在设备、管道、仓库等区域,积累到一定程度后,只需一点点的火星或高温就可以引发爆炸。
2. 空气中氧浓度高:空气中的氧气浓度过高,使得煤尘与氧气形成的可燃混合物更易引爆。
3. 引发火源:火花、明火、静电等都可能成为触发煤尘爆炸的火源。
煤尘爆炸对人员和设备造成的危害是非常严重的。
爆炸产生的冲击波和高温会导致建筑物倒塌、设备损坏,尘埃暴露还会引发呼吸系统疾病。
此外,爆炸还可能引发二次灾害,如火灾和有毒气体的释放。
因此,预防煤尘爆炸至关重要。
预防煤尘爆炸,需要采取一系列的措施:1. 定期进行清洁:定期清理煤矿设备、管道和仓库中的煤尘是避免爆炸的重要步骤。
确保设备表面、通风管道和仓库内部干净无尘。
2. 添加湿度:湿煤尘不易形成可燃混合物,因此可以通过加湿等方式减少煤尘的可燃性。
3. 控制点火源:煤矿生产过程中应严禁明火和各种火花设备的使用,使用防爆设备和工具,有效减少点火源的产生。
4. 加强通风系统:通风系统是预防煤尘爆炸的重要环节。
有效的通风系统可以减少煤尘的积累,保持空气中的氧气浓度在安全范围内。
5. 做好防静电措施:采取合适的措施,如接地、静电消除器等,避免静电引发煤尘爆炸。
6. 培训和警示:对矿工进行煤尘爆炸的知识培训,提高他们的安全意识和应急响应能力。
设置警示标识和设备,提醒人员注意煤尘爆炸的危险性和防范措施。
煤尘爆炸及预防基础知识一、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气的反应过程,是一种非常复杂的链式反应,一般认为其爆炸机理及过程如下:(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,吸氧和被氧人化的能力大大增可,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,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,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)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃烧过程急剧地循环进生,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。
2.煤尘爆炸的特征(1)形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃,爆源的温度达到2000℃以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。
在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。
爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。
煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s,冲击波速度为2340m/s。
(2)煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。
(3)煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40%~280ms,挥发分越高,感应期越短。
(4)挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。
粉尘爆炸安全常识一、粉尘爆炸原理及基础知识(一) 粉尘的定义与类别凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。
能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘 沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。
国际标准化组织规定:粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。
一般是200目左右,(2.54厘米,1英寸,长度中的筛孔数目,简称为目)。
(二)燃烧的三要素可燃物、助燃物质和点火源。
缺少其中任何一个,燃烧便不能发生。
(三)粉尘爆炸的条件可燃粉尘爆炸应具备三个条件①粉尘本身具有爆炸性②粉尘必须悬浮在空气 氧气 中并与空气混合到爆炸浓度③有足以引起粉尘爆炸的热能源。
和气体爆炸相比,粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大,达10毫焦耳,为气体爆炸的近百倍。
因此,一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。
1、哪些粉尘具有爆炸性通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性·金属 如镁粉、铝粉·煤尘·粮食 如小麦、淀粉·饲料 如血粉、鱼粉·农副产品 如棉花、烟草·林产品 如纸粉、木粉·合成材料 如塑料、染料也有区分为有机粉尘和无机粉尘的。
2、金属粉末爆炸性的等级排列·高爆炸性 锆、镁、铝、锂、钠·中爆炸性 锡、锌、铁、硅、锰、铜·低爆炸性 钼、钴、铅·可自燃金属有:铝、钙、铈、铯、铬、钴、铱、铁、铅、铀、锂、镁、镍、钯、铂、钾、銣、钠、钽、钍、钛、铀、锆。
3、悬浮粉尘的爆炸极限可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃爆危险性特征——爆炸极限爆炸极限的定义 在火源作用下 可燃气体、可燃蒸气或粉尘在空气中 恰足以使火焰蔓延的最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆炸下限 也称燃烧下限。
同理,足以使火焰蔓延的最高浓度称为爆炸上限,也称燃烧上限。
上限和下限统称为爆炸极限或燃烧极限 上限和下限之间的浓度称为爆炸范围。
浓度在爆炸范围以外 可燃物不会爆炸。
矿井一通三防的内容矿井的三防是指预防矿井瓦斯、煤尘和火灾的措施。
矿井一通三防是矿井运行中最为重要的安全措施,是保证矿井安全生产的基础。
以下是矿井一通三防的相关参考内容:一、瓦斯防治:1. 瓦斯检测:矿井中要设置瓦斯检测系统,通过监测仪器实时检测瓦斯浓度,及时发现瓦斯超标情况。
瓦斯浓度超标时,应采取措施,如通风消除瓦斯积聚,或者停工处理瓦斯来源。
2. 通风系统:矿井内应设置合理的通风系统,保证瓦斯和煤尘能及时稀释、排除,降低瓦斯爆炸和煤尘爆炸的风险。
通风系统要按煤层的瓦斯涌出规律和矿井工作面的工作制度设计合理,保证通风风量和风速的稳定。
3. 瓦斯抽采:对于高瓦斯矿井,应设置瓦斯抽采系统,通过吸瓦斯机将瓦斯抽出,减少瓦斯在矿井中的积聚。
瓦斯抽采系统需要按照地质瓦斯涌出规律和实际情况确定设备配置和抽采工艺。
4. 作业安全措施:矿工在进行作业时,应佩戴适当的防爆瓦斯检测仪器,掌握瓦斯浓度情况,严禁使用明火作业。
同时,要加强培训,提高矿工瓦斯防治的意识和技能。
二、煤尘防治:1. 煤尘的抑制:矿井中应加强煤尘的抑制工作,对矿井中的煤尘进行湿式喷淋、覆盖等处理,防止煤尘的扬尘和爆炸。
2. 煤尘的收集:采取有效的收集措施,利用煤尘收集设备将煤尘收集起来转运,防止煤尘在矿井中飞扬和积聚,减少煤尘爆炸的风险。
3. 煤尘的清扫:对矿井内的煤尘进行定期清扫,清除煤尘积聚,防止煤尘堆积起火或引发爆炸。
4. 禁烟、禁火:严禁在矿井内吸烟和使用明火,预防火源引发煤尘爆炸。
三、火灾防治:1. 火源防控:严禁将明火、高温设备带入易燃易爆区域,矿井中的电气设备要符合防爆要求,避免电气设备引发火灾。
2. 防火安全培训:对矿工进行防火知识的培训,掌握灭火器材的正确使用方法,并进行灭火演练,提高应对火灾的能力。
3. 防火隔离:矿井中应设置合理的防火隔离设施,对不同的矿井区域、工作面进行有效的分隔,防止火灾蔓延。
4. 系统灭火设备:矿井中应配置灭火器材和自动灭火系统,当发生火灾时能及时进行扑灭,避免火势扩大。
煤矿粉尘爆炸原因分析及防治措施1、煤矿粉尘的性质和爆炸条件的研究1.1 煤矿粉尘的性质粉尘是粉碎到一定细度的固体粒子的集合体,按状态可分为粉尘层和粉尘云两类。
粉尘层是指堆积在物体表面上的静止状态的粉尘,而粉尘云则指悬浮在空间的运动状态的粉尘。
在粉尘爆炸研究中,把粉尘分为可燃粉尘和不可燃粉尘两类。
可燃粉尘是指与空气中氧反应能放热的粉尘。
一般有机物都含有C、H元素,它们与空气中的氧反应都能燃烧,生成CO2、CO和H2O;许多金属粉可与空气中氧反应生成氧化物,并放出大量热,以上为可燃粉尘。
相反,与氧不发生反应或不发生放热反应的粉尘统称为不可燃粉尘或惰性粉尘。
从工业卫生角度来说,各种粉尘对人体都是有害的,粉尘的化学组成及其在空气中的浓度直接决定对人体的危害程度,粉尘中含游离二氧化硅的量越高,危害越严重。
1.2 煤矿粉尘爆炸条件的研究粉尘爆炸的条件归纳起来有五个方面:⑴要有一定的粉尘浓度。
粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分数表示,而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量表示,单位是g/m3~mg/L,如果浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。
⑵要有一定的氧含量。
一定的氧含量是粉尘得以燃烧的基础。
⑶要有足够的点火源。
粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5~50mJ量级范围。
⑷粉尘必须处于悬浮状态,即粉尘云状态。
这样可以增加气固接触面积,加快反应速度。
⑸粉尘云要处在相对封闭的空间,压力和温度才能急剧升高,继而发生爆炸。
前三个条件是必要条件,即粉尘爆炸三要素,后两个条件是充分条件。
2、煤矿粉尘爆炸的原因分析2.1 煤尘爆炸的主要特征从煤尘爆炸机理和事故统计中,可以归纳出如下特点:⑴燃烧速度或爆炸压力上升速度比气体爆炸要小,但燃烧时间长,产生的能量大,所以破坏和焚烧程度大。
⑵发生爆炸时,有燃烧粒子飞出,如果飞到可燃物或人体上,会使可燃物局部严重炭化和人体严重烧伤。
2024年瓦斯、煤尘的危害及防治
1. 瓦斯危害:
煤矿中常见的瓦斯有甲烷和可燃性气体。
瓦斯泄漏或积聚可引起爆炸和窒息事故。
防治方法:
- 瓦斯传感器:安装可靠的瓦斯传感器检测瓦斯浓度,及时报警并采取相应措施。
- 通风系统:确保矿井有有效的通风系统,通过通风将瓦斯排出矿井。
- 防爆设备:使用带有防爆功能的设备和工具,避免引发火花或电弧。
- 安全操作:培训矿工正确使用设备和工具的方法,避免操作过程中产生瓦斯泄漏。
2. 煤尘危害:
煤尘含有许多有害物质,如硅酸盐和重金属,吸入煤尘会引起职业性肺病。
防治方法:
- 湿式采煤:在采煤过程中使用水喷雾来控制煤尘扬尘。
- 通风系统:通过通风将空气中的煤尘排出矿井。
- 个人防护装备:提供合适的呼吸器和防护眼镜等个人防护装备,减少吸入煤尘的风险。
- 定期清扫和保养设备:清洁和维护设备,减少煤尘积累的机会。
请记住,瓦斯和煤尘危害是复杂的问题,具体的防治方法需要根据具体矿井条件和法规要求进行制定。
预防和隔绝煤尘爆炸管理制度
预防和隔离煤尘爆炸是煤矿生产安全管理的关键环节。
为了有效预防和隔离煤尘爆炸,煤矿应制定相应的管理制度,包括以下内容:
1. 安全生产责任:明确煤矿企业全体员工的安全生产责任,明确各级管理人员的安全生产管理责任,建立健全安全生产责任制度。
2. 煤尘防治措施:制定完善的煤尘防治措施,如加强通风管理、采取湿法加工煤炭、加装煤尘抑制器等,以减少煤尘的产生和扩散。
3. 设备安全管理:制定设备安全管理制度,包括对爆炸性环境作业区域的设备进行安全评估,设备安全运行管理和检修保养制度等。
4. 作业规程和操作规范:制定煤矿作业规程和操作规范,规定作业人员在作业过程中的安全操作要求,如禁止明火作业、禁止使用易燃易爆物品等。
5. 安全培训和教育:开展煤矿员工的安全培训和教育工作,提高员工对安全生产的认识和意识,增强员工的安全防范能力。
6. 安全监测与报警:建立煤尘和爆炸气体监测系统,及时监测煤尘浓度和爆炸气体浓度,设立相应的预警和报警机制。
7. 应急救援准备:制定煤矿应急救援预案和演练计划,保障煤矿发生事故时的快速应对能力,减少损失和伤亡。
8. 安全隔离措施:对于特别易发生煤尘爆炸的区域,应采取安全隔离措施,如防爆门、爆炸隔离板等设施。
9. 安全督查和检查:建立健全安全督查和检查机制,加强对煤矿生产现场安全管理的监督和检查,发现问题及时纠正。
10. 事故报告和处理:制定事故报告和处理制度,建立完善的事故报告机制,及时报告煤尘爆炸事故,并根据事故原因进行处理和整改。
以上是预防和隔离煤尘爆炸的管理制度的一些建议和内容,煤矿可以根据自身的实际情况进行具体制定和实施。
综合防尘、预防和隔绝煤尘爆炸管理制度范文一、引言随着煤矿行业的不断发展,煤尘爆炸的风险日益突出。
为了保障煤矿安全生产,制定一套综合防尘、预防和隔绝煤尘爆炸的管理制度至关重要。
本文将提出一套完整的制度,包括:煤尘防治、预防措施、隔离措施以及相关的管理要求。
二、煤尘防治1.煤尘防治目标为了降低煤尘爆炸的风险,煤矿企业应设定明确的煤尘防治目标,例如:降低煤尘浓度、减少煤尘产生、控制煤尘扬尘等。
2.煤尘防治措施(1)强制执行煤尘防治措施:企业应强制执行煤尘防治措施,例如:覆盖露天运输的煤矿,加装煤尘防治设备等。
(2)监测和控制煤尘浓度:企业应配备煤尘监测设备,并根据监测数据进行煤尘控制,例如:采取湿法喷雾降尘、定期清理煤堆等。
三、预防措施1.培训教育为了提高员工的安全意识和操作技能,企业应定期组织培训教育活动。
培训内容包括:(1)煤尘爆炸的危害性和预防措施;(2)正确使用防爆设备的方法;(3)煤尘爆炸事故的应急处理方法等。
2.安全生产设备企业应配备相关的安全生产设备,例如:(1)防火设备:如防火墙、防火门等;(2)防爆设备:如防爆灯、防爆电器等;(3)安全报警设备:如测气仪、火灾报警器等。
3.作业规范为了预防煤尘爆炸事故,企业应制定相关的作业规范,并加强执行。
作业规范包括:(1)规范煤矿爆破作业;(2)规范煤矿通风系统的运行;(3)规范煤矿运输过程中的操作等。
四、隔离措施1.防火隔离为了防止煤尘爆炸蔓延,企业应采取防火隔离措施,例如:(1)设置防火带:将工作面、回风巷、通风井等区域设置为防火带,采取防火门、火灾报警器等设施;(2)定期检查和维护防火设施。
2.防尘隔离为了减少煤尘的产生和扬尘,企业应采取防尘隔离措施,例如:(1)定期清理煤堆,防止二次扬尘;(2)加装防尘罩或喷雾装置等。
五、管理要求1.行为规范企业应建立健全的行为规范,明确员工在生产作业中的安全责任和义务,例如:(1)禁止在易燃易爆区域吸烟、使用明火等;(2)严禁私拉乱接电线,防止火灾事故的发生;(3)定期检查电气设备,防止电气事故。
工矿建筑系毕节职业技术学院
毕业论文
论文题目:煤尘爆炸及预防基础知识
所属系别:工矿建筑系
专业班级:煤开(2)班
姓名:xxxxxxxxxx
学号:xxxxxxxxxxxx
指导教师: xxxxxx
撰写日期: 2014年5月17日
摘要
多的事故就是煤尘爆炸引起的。
沉积煤尘必须形成一定浓度的煤尘云才可能发生爆炸,这是煤尘爆炸所必须的三大要素之一,防治沉积煤尘形成煤尘云而参与爆炸对于煤矿安全具有重要意义,特别是在有瓦斯爆炸诱导的情况下,如何抑制沉积煤尘参与爆炸就显得尤为重要。
为了寻找合适的抑爆途径,就必须弄清沉积煤尘在外力作用下形成煤尘云的机理过程以及瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的传播规律,所以对瓦斯煤尘爆炸特性与传播机理的研究,能够解决煤矿及其它工业部门亟待解决的安全生产问题,对制定预防、控制及减小爆炸灾害的技术措施具有重要的现实意义,其社会效益与经济效益十分显著。
本文主要运用理论分析、数值模拟方法对煤尘爆炸的机理,以及瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的过程进行了深入研究,找出诸多预防措施。
关键词:煤尘爆炸;预防;知识
目录
1煤尘爆炸的机理及特征.............................. 错误!未定义书签。
1.1煤尘爆炸的机理.............................. 错误!未定义书签。
1.2 煤尘爆炸的特征 (2)
2煤尘爆炸的条件 (3)
2.1煤尘的爆炸性 (3)
2.2悬浮煤尘的浓度 (3)
2.3引源燃煤尘的高温热 (4)
3爆堆自然现象的机理 (4)
4防止煤堆自燃的措施 (5)
5预防措施 (5)
毕业论文
煤尘爆炸及预防基础知识
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
理及过程如下:
(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,吸氧和被氧人化的能力大大增可,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,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;
(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,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)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃烧过程急剧地循环进生,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。
2 煤尘爆炸的特征
(1)形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃,爆源的温度达到2000℃以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。
在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。
爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。
煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s,冲击波速度为2340m/s。
(2)煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。
(3)煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。
根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40%~280ms,挥发分越高,感应期越短。
(4)挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。
对于气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘,一旦发生爆炸,一部分煤尘会被焦化,粘结在一起,沉积于支架的巷道壁上,形成煤尘爆炸所特有的产物——焦炭皮渣或粘块,统称“粘焦”“粘焦”也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。
(5)产生大量的CO 煤尘爆炸时产生的CO,在灾区气体中浓度可达2%~3%,甚至高达到8%左右,爆炸事故中受害者的大多数(70%~80%)是由于CO中毒造成的。
二煤尘爆炸的条件
煤尘爆炸必须同时具备三个条件,煤尘本身具有爆炸性;煤尘必须悬浮于空气中,并达到一下的浓度;存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。
1煤尘的爆炸性
煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。
煤尘爆炸的危险性必须经过试验确定。
2 悬浮煤尘的浓度
井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时,才可能引起爆炸,单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低或最高煤尘量称为下限和上限浓度。
低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。
煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。
一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限浓度为1000~2000g/m3。
其中爆炸力最强的浓度范围为300~500g/m3。
一般情况下,浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的,但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬,在短时间内使浮尘量增加,达到爆炸浓度。
因此,确定煤尘爆炸浓度时,必须考虑落尘这一因素。
3 引源燃煤尘爆炸的高温热
煤尘的引燃温度变化范围较大,它随着煤尘性持、浓度及试验条件的不同而变化。
我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为700~800℃。
煤尘爆炸的最小点火能为4.5~40mJ。
这样的温度条件,几乎一切火源均可达到,如爆破火焰、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。
根据20世纪80年代的统计资料,由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。
三爆堆自燃现象的机理
物质在没有外界热源影响下,由于物质内部所发生的化学或生化过程而产生热量,这些热量逐渐积累,使物质温度上升到自燃点而燃烧,此类现象称为自燃。
煤堆发生自燃的热量来自于本身吸附作用和氧化反应,此反应可积聚大量热量,而散发不出去,温度逐渐上升,最终达到自燃温度。
影响或导致露天煤堆自燃的诸因素有:煤的挥发份、水份、低位发热值煤堆厚度、存放时间、散热条件及周围环境相对湿度等。
一般含H、CO、CH 等挥发份成份较多,以及含有一些易氧化的不饱和化合物和硫化物的煤堆发生自燃的危险性较大外供煤一般经过破碎,当其颗粒度在5~30mm 范围时,煤堆内部存在较大的孔隙率,使煤进行吸附与氧化的表面积大、吸附能力强、氧化速度快、析出的热量也多,且不易散发出去,极易自燃。
冬春两季室外环境温度低,煤在低温时主要发生表面吸附作用,它能吸附蒸汽和氧气等气体进行缓慢氧化,并使蒸汽在煤的表面浓缩变成液体放出热量使温度升高,由于煤的氧化速度不断加快,散热条件不良时会积聚热量,使温度持续升高,直至自燃。
煤中一般均含有铁的硫化物,硫化铁在低温下能产生氧化反应并促进自燃,硫酸盐加速煤的氧化,同时硫化铁氧化逐渐放出热量,从而加速了煤的自燃过程。
若煤堆的内部疏松孔隙率大时,容易吸附大量空气,有利于氧化和吸附作用,而热量又不易导出,所以就越易自燃。
当环境相对湿度低、气候干燥时,在煤堆内部积聚热量达一定程度后,挥发份将折出,从而进一步为煤堆的自燃创造有利条件。
四防止煤堆自燃的措施
目前多数露天煤堆都是采用被动方法去制止煤堆自燃;即当煤堆已发生自燃后,再临时拽胶皮管企图将其浇灭,但收效甚微,主要原因有三:首先自燃均产生于煤堆心部,逐渐扩散至表面,而从表面浇水很难将其浇灭;其次一些露天煤场面积较大,如特钢公司动力厂20t/h锅炉房露天煤场占地达两千平方米,发生自燃点多,临时浇水简直防不胜防。
五预防措施
防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触,防止温度或水份过度积聚,并采取测温、喷水等预防措施。
具体操作上可通过对:堆煤的场地、堆煤的方位、煤堆的形状、堆煤的方式和堆放的时间等进行控制。
煤堆形状以屋脊式为佳,以减少阳光照射及雨水渗入;煤堆的高度一般不超过6 m,煤堆过高,一旦发生自燃,很难进行倒堆或喷水处理;煤堆的存放时间应根据煤质牌号而定,一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些,但以不超过4个月为宜;煤堆旁应布置足够的水喷淋装置,以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温,但采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策,如果喷水量不足,可能起到适得其反的作用。
另外,有条件的话,应在煤场煤堆中布置测温元件,以便及时控制煤堆的自燃问题。