第八章粉尘爆炸事故与安全

信息与安全工程学院第八章粉尘爆炸事故与安全常见可燃粉尘农业面粉、淀粉、玉米面、糖、鱼粉、棉花、亚麻、烟草、木粉、煤、硫化矿化学纤维、染料镁粉、铝粉、锌粉、活性炭、电炭、塑料矿山纺织化工一.粉尘的性质1、粉尘及其状态2、粉尘的物化性质(一)粉尘及其状态1、粉尘的产生粉尘是指在生产和建设过程中所产生的各种微粒的总称。拓展1）按存在状态(1)浮游粉尘：悬浮于空气中(2)沉积粉尘：从空气沉降下来的粉尘2）按粒径组成(1)全尘：1mm以下各种粒径的粉尘之和(2)呼吸性粉尘：5μm以下1、粉尘的分类2矿尘中游离SiO2(1)游离SiO2的含量含量越高，危害越大(2)页岩、砂岩、砾岩、石灰岩的SiO2含量高达20%～50%(3)煤尘中含量小，一般《5%(二)粉尘的性质粉尘粒度粉尘分散度粉尘浓度粉尘湿润性粉尘荷电性粉尘燃烧与爆炸性1粉尘的粒度(1)可见尘粒—40μm,肉眼可见(2)显微颗粒—10-40μm，普通显微镜可见(3)亚显微颗—0.25-10μm，超倍显微镜可见细尘活泼性、溶解性、吸附力增加，越小，危害越大1mm=1000μm2、粉尘的分散度分散度：粉尘组成中各种粒级尘粒的百分比。分散度表示方法：(1)重量百分比：各粒级重量所占总重量的百分比(2)数量百分比：各粒级颗粒数所占总颗粒百分比粒径划分：2μm;2-5μm,5-10μm,10μm5μm尘粒的对人体危险最大越大3、粉尘的浓度粉尘浓度：粉尘组成中各种粒级尘粒的百分比。分散度表示方法：(1)质量法：每立方米空气含浮尘毫克数，mg/m3(2)计数法：每立方米空气含浮尘个数，个/m35μm以下的浮尘约为90%4、粉尘的湿润性粉尘湿润性：粉尘分子对液体的亲和程度。表示方法亲水性粉尘1疏水性粉尘25、粉尘的荷电性产生原因：摩擦、粒间撞、照射、电晕放电(1)90-95%带电(2)容易沉降在人体中，不易沉降在空气中6、煤尘的燃烧与爆炸性煤尘在空气中达到一定浓度时，在明火的引燃下，可发生燃烧和爆炸。二.粉尘爆炸机理爆炸机理爆炸特征爆炸条件高温/火源作用，氧气与煤尘急剧氧化的反应(1)可燃煤，表面积、被氧化能力大(2)温度》300℃，煤干馏现象，放出可燃性气体。(3)可燃气体吸收能量，形成活化中心，闪燃；(4)周围尘粒获得能量，参与链反应，燃烧循环。1、粉尘爆炸机理高温、高压、冲击波爆炸具有连续性煤尘爆炸感应期（气体热分解时间）挥发分减少（挥发分10%）产生大量CO2、煤尘爆炸的特征AAAAA3.粉尘爆炸条件有机：面粉、木粉、化学纤维粉尘。无机：金属粉尘和煤、硫矿尘可爆浓度高温源20-200g/m3400～500℃点火能10～40mJ瓦斯影响三.粉尘控制与防爆技术1、通风除尘2、湿式作业3、密闭抽尘4、净化风流(一)通风除尘粉尘控制与防尘技术通风除尘特点合理风速1、通风除尘作用与特点作用：稀释和排出工作面悬浮粉尘沉降：细粒随风排出，粗粒沉降扩散：二次尘化2、排尘风速MIN》0.15m/s可排出《5μm粉尘MAX〈4m/s二次扬尘MOOD：1.5m/s粉尘控制与防尘技术主要控制措施(二)作业粉尘控制洒水防尘喷雾捕捉浮尘作业粉尘防治措施湿式作业水封爆破煤层注水防尘供水1、湿式作业与洒水防尘湿式作业：中心供水湿润剂洒水防尘：增加附着性——大颗粒不容易扬起2、喷雾捕捉浮尘简单耗水射程小，适于固定点喷雾引射喷雾器水喷雾器气水喷雾器引射风流二次雾化引风筒引风罩，远400KPa雾化度高射程远，效果好旋转涡流压气4、水封爆破方式：注水水泡沫袋效果：降尘40—80%5、煤层注水方法：回采前向煤层打孔注水，增加其水分，减少开采产尘量。设备：专用钻机①浅孔，注水孔长2～3.5m②中深孔，注水孔长5～25m③深孔，注水孔长30～100m。短孔、深孔注水示意图上向孔、下向孔、双向孔巷道煤层注水方式粉尘控制与防尘技术主要措施(三)风流净化（三）密闭抽尘密封抽尘方法孔口：捕尘罩—滤筒孔底：钻机中心抽出设备封闭——袋式除尘器袋式除尘器粉尘控制与防尘技术水幕净化与除尘器(三)风流净化含尘浓度较高位置采掘巷道皮带运输破碎1、水幕净化巷壁主巷道探头探头喷头仪器机械除尘器重力、惯性、离心简单、价低过滤除尘器袋式、纤维袋式较好湿式除尘器水浴、泡沫旋流、过滤简单、价低静电除尘器气体电子离子，尘荷电,吸到异极(1)防止散装粉料自燃(2)防止明火与热表面引燃(3)防止电弧和电火花点火(4)防止摩擦碰撞火花引燃(5)惰化与浓度监控2、粉尘防爆安全1）防止粉尘云与粉尘层着火2）减小初始爆炸引起的破坏3)避免二次爆炸