煤矿防尘与粉尘检测技术

　　1、粉尘性质及其危害

　　粉尘是指能够较长时间悬浮在空气中的固体颗粒，悬浮粉尘是一种气溶胶，其分散媒是空气，分散相是固体粒子.，飘尘是能够较长时间飘浮在空气中的固体微粒（浮游粉尘），浮游粉尘在空气中飘浮时间的长短与粉尘的粒径大小有直接关系，粒径10um的粉尘沉降到地面，一般需要4~9h,粒径1um的粉尘需要数十天,粒径0.5um以下的粉尘，可长时间漂浮在空气中而不沉降。

　　可见粉尘粒径多在10um以上。大家比较一致的看法，认为环境空气中直径5um以下的尘粒是引起尘肺的主要有害粉尘，一些游离二氧化硅含量较高的矿物性粉尘，对人体的致纤维化作用很强，我国煤矿岩巷掘进工作面粉尘中的游离二氧化硅含量一般都在10％以上，最高可达到80％，多数在30~40%之间。

　　煤尘有爆炸性，无烟煤矿采煤工作面的的煤尘除个别情况外大多数属于无爆炸性煤尘，而烟煤、褐煤煤矿采煤工作面产生的煤尘均属爆炸性粉尘。煤的炭化程度越低、挥发分越高，煤尘的爆炸性就越强。

　　不同种类的煤炭和不同的试验条件下所得到的爆炸上下限浓度是不相同的，但一般说来，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为300~500g/m3。

　　煤尘爆炸的引爆温度一般为650~990℃，发生煤尘爆炸时，粒度小于1mm的煤尘都能参与爆炸，但爆炸的主体是粒度小于0.75mm的煤尘，当含有沼气、且浓度达到3.5%时，空气中煤尘浓度达到6.1g/m3就可能发生爆炸。氧气浓度对煤尘爆炸的影响是，当氧含量低于17%时，煤尘就不会发生爆炸。

　　煤尘爆炸可放出大量热能，爆炸火焰温度可高达2000℃，爆炸压力可高达1.9Mpa。煤尘爆炸时，冲击波传播的速度大于火焰传播速度。国内外实测的火焰传播速度为610~1800m/s，而爆炸冲击波最高可达2000m/s以上。煤尘爆炸气体中含有大量的一氧化碳和二氧化碳，爆炸区空气中一氧化碳含量可高达8%。

　　粉尘的另一大危害，煤炭生产过程产生粉尘中的微细颗粒粉尘可以较长时间在生产环境中飞扬和悬浮，工人在工作中长期吸收生产性粉尘，并沉积在肺部的细小支气管及肺泡里，这些沉积在肺内的粉尘，与肺组织的细胞发生一系列的生理、病理变化，使肺组织逐渐发生纤维化。当纤维化病变发展到一定程度时，可导致人体呼吸功能的障碍，这种由煤矿生产性粉尘导致工人肺部发生纤维化病变的疾病，称为煤工尘肺。

　　掘进工长期吸入游离二氧化硅较高的岩尘，这些工人发生的尘肺，称之为矽肺；采煤工人长期在高煤尘环境里工作，也能发生尘肺，这种尘称之为煤肺。

　　掘进工矽肺病例主要是岩尘，两肺粉尘总量一般不超过10g，其中游离二氧化硅含量约3~4g；采煤工煤肺病例内主要是煤尘，两肺粉尘总量常可达到40~50g，其中游离二氧化硅含量仅1g左右。

　　根据近几年的报道，煤矿尘肺患病率较前有所下降，一般在3~10%之间，平均5%左右.

　　2、煤矿防尘

　　煤矿粉尘的80%产自采掘工作面，在无防尘措施条件下，炮采的粉尘浓度为300~500mg/m3，综采、综放工作面粉尘浓度最高达到 2500~3000     mg/m3，表1为某工作面在未采用防尘措施的情况下测得的各测尘点的粉尘浓度，表2为在防尘措施使用基本正常情况下测得的各测点的粉尘浓度。

　　表1  工作面各测点粉尘浓度