3粉尘危害及预防.ppt

矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 一、粉尘的理化特性及危害一、粉尘的理化特性及危害 二、粉尘防爆技术二、粉尘防爆技术本章讲授内容：本章讲授内容：矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术革水密风护管教查革水密风护管教查职业卫生工程职业卫生工程 防尘八字方针：防尘八字方针：矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.1 什么是粉尘？什么是粉尘？国际标准化组织定义：粒径小于粒径小于7575mm的固体悬浮物的固体悬浮物 GB/T15604-2008粉尘防爆术语：细微的固体颗粒细微的固体颗粒可分为：可分为：呼吸性粉尘/飘尘/落尘/可见粉尘/显微粉尘等 特点：能在空中停留、一段时间后可以沉降矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术可燃性粉尘：可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。NFPANFPA（National Fire Protection Association）美国防火协会标准）美国防火协会标准：直径小于直径小于420420微米，在分散状态下点火会引起微米，在分散状态下点火会引起火灾或爆炸的细微颗粒物。火灾或爆炸的细微颗粒物。如：煤煤 农业（淀粉、面粉、饲料、粮食）；化学（塑料、香料、硫、橡胶、染料、杀虫剂、橡胶、化肥）；医药食品工业（药品、糖）；金属加工（铝、镁、锌等）；木材、烟草、造纸、纸浆、家具等。水泥、水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（1 1）游离二氧化硅含量）游离二氧化硅含量 引起硅肺病得主要因素。测量方法：测量方法：GB5748-85 焦磷酸质量法（P216)一般每年测定一次一般每年测定一次矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（2 2）粒径、分散度和浓度）粒径、分散度和浓度 1 1）粒径（粒度）粒径（粒度）用平均直径或投影走向长度表示，单位：m。粗尘粗尘 40um40um，极易沉降，极易沉降细尘细尘 10-40um10-40um，肉眼可见，静止空气中加速沉降，肉眼可见，静止空气中加速沉降微尘微尘 0.25-10um0.25-10um，静止空气中呈等速沉降静止空气中呈等速沉降超微粉尘超微粉尘 0.250.25，悬浮于空气中，做布朗运动，悬浮于空气中，做布朗运动矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（2 2）粒径、分散度和浓度）粒径、分散度和浓度 2 2）分散度）分散度 表示方法：表示方法：数量分散度数量分散度和质量分散度 测量方法：测量方法：显微镜观测法显微镜观测法-不适用于可溶于有机溶剂的不适用于可溶于有机溶剂的粉尘和纤维状粉尘（粉尘和纤维状粉尘（P215P215）自然沉降法矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（2 2）粒径、分散度和浓度）粒径、分散度和浓度 3 3）浓度）浓度 表示方法：表示方法：质量法质量法(mg/m3)和数量法(颗/cm3)测量方法：测量方法：滤膜法滤膜法-抽取一定体积的含尘空气，将粉尘抽取一定体积的含尘空气，将粉尘阻留在已知质量的滤膜上，由采样后滤膜的增量，计阻留在已知质量的滤膜上，由采样后滤膜的增量，计算得到单位体积空气中粉尘的质量（算得到单位体积空气中粉尘的质量（P212P212）矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（3 3）粉尘的湿润性）粉尘的湿润性 分亲水性粉尘和疏水性粉尘。采取湿式降尘的依据采取湿式降尘的依据。（4 4）比表面积）比表面积 单位质量粉尘的总面积。（与粒径的关系？）（5 5）粉尘的电性质）粉尘的电性质 荷电性-带有电荷 导电性-用比电阻表示(外加电荷使粉尘导电)布袋除尘的基础。布袋除尘的基础。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.2 粉尘的理化性质粉尘的理化性质（6 6）粉尘的黏附性）粉尘的黏附性（7 7）爆炸性）爆炸性矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术1.3 粉尘的危害粉尘的危害（1 1）尘肺病）尘肺病 吸入粉尘中含游离二氧化硅较高-硅肺病。同时吸入煤尘和含游离二氧化硅-煤硅肺病。长期大量吸入煤尘-煤肺病。（2 2）爆炸危险性）爆炸危险性矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术二、粉尘防爆技术二、粉尘防爆技术矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 1980-2006年，美国共发生了280起粉尘引起的火灾爆炸事故，导致119人死亡，700人受伤。美国粉尘爆炸事故状况矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 典型事故（1）:2003年1月29日,西部制药厂 6人死亡,38人受伤矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 典型事故（2）:2008年2月8日皇家糖厂(佐治亚州)事故 14人死亡，36人重伤。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术典型事故（3）:2003年10月29日，贺氏公司铸铝厂铝尘爆炸、火灾 1人死亡，多人受伤。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术典型事故（4）:2003年2月20日，CTA隔声材料厂树脂粉尘爆炸 7人死亡，37人受伤。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 新西兰：新西兰：奶制品冷库爆炸奶制品冷库爆炸 马来西亚：马来西亚：面粉厂爆炸面粉厂爆炸 韩国：韩国：链斗提升机粮食粉尘爆炸链斗提升机粮食粉尘爆炸 新加坡：新加坡：塑料粉尘爆炸、奶酪厂喷雾干燥器爆炸塑料粉尘爆炸、奶酪厂喷雾干燥器爆炸 澳大利亚：澳大利亚：食糖爆炸食糖爆炸 菲列宾、印度：菲列宾、印度：水泥厂煤尘爆炸水泥厂煤尘爆炸 印度：印度：奶粉厂喷雾干燥器爆炸奶粉厂喷雾干燥器爆炸 近年来，亚太地区粉尘爆炸事故状况矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 1987年3月15日，黑龙江省哈尔滨亚麻厂发生亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡，65人重伤，112人轻伤。八十年代我国发生较大影响的粉尘爆炸事故矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术20 2002年以来我国粉尘爆炸事故发生状况矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术涉及的粉尘涉及的粉尘:煤尘煤尘 饲料饲料 木材木材 硫磺硫磺 色母粉色母粉 铝粉铝粉 硅铁粉硅铁粉 食糖食糖 22 2010年1月13日、2月25日，相继发生铝粉爆炸事故（2人死亡，6人受伤）、淀粉爆炸事故（20人死亡，8人重伤、49人受伤）。矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术23可燃性粉尘爆炸事故呈现多发态势，与我国安全生产“总体稳定、趋向好转”的发展态势不相称！全社会、相关生产经营单位、从业人员粉尘爆炸及预防认知欠缺！引起国家高度重视！矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术主要内容：主要内容：第一部分：粉尘爆炸基本原理 第二部分：预防技术措施矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术251 1 什么是粉尘爆炸？什么是粉尘爆炸？2 2 为什么粉尘会发生爆炸？为什么粉尘会发生爆炸？3 3 粉尘爆炸五个要素粉尘爆炸五个要素4 4 粉尘爆炸的破坏性粉尘爆炸的破坏性第一部分第一部分 粉尘爆炸基本原理粉尘爆炸基本原理矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术261 什么是粉尘爆炸？（1）粉尘 国际标准化组织定义：粒径小于75m的固体悬浮物 GB/T15604-2008粉尘防爆术语：细微的固体颗粒 可分为：呼吸性粉尘/漂尘/降尘/可见粉尘/显微粉尘等 特点：能在空中停留、一段时间后可以沉降回顾几个概念矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术27（2）可燃性粉尘：可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。NFPA：直径小于420微米，在分散状态下点火会引起火灾或爆炸的细微颗粒物。如：农业（淀粉、面粉、饲料、粮食）化学（塑料、香料、硫、橡胶、染料、杀虫剂 橡胶、化肥）医药食品工业（药品、糖）金属加工（铝、镁、锌等）煤、木材、烟草、造纸、纸浆、家具等 像水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。回顾几个概念矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术（3 3）粉尘云）粉尘云 悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物。助燃气体的混合物。回顾几个概念回顾几个概念矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术（4 4）粉尘爆炸）粉尘爆炸 火焰在粉尘云中传播，引起压力、温度明火焰在粉尘云中传播，引起压力、温度明显跃升的现象。显跃升的现象。回顾几个概念矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术（5 5）一次爆炸与二次爆炸、多次爆炸）一次爆炸与二次爆炸、多次爆炸 一次爆炸：一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始点火源也叫初始爆炸，由初始点火源引起的爆炸。引起的爆炸。二次爆炸：二次爆炸：第一次爆炸气浪把沉积在设备或第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在第一次爆炸的余火地面上的粉尘吹扬起来，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。比第一次要大得多。回顾几个概念矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术 多次爆炸多次爆炸：随着爆炸引起极大的震动，沉随着爆炸引起极大的震动，沉积在不同部位的粉尘扬起，形成多个粉尘云积在不同部位的粉尘扬起，形成多个粉尘云，从而产生连环爆炸！，从而产生连环爆炸！回顾几个概念二次、多次爆炸更具破坏性！二次、多次爆炸更具破坏性！32 粉尘云着火时，顷刻间完成燃烧过程，释放大量热能，形成爆燃，使燃烧气体温度骤然升高，体积剧烈膨胀，形成很高膨胀压力，一旦空间受限，发生爆炸！2 为什么粉尘会发生爆炸？诱发较大区域粉尘反应、释放能量温度、压力急剧上升，气体急剧膨胀可燃粉尘氧化反应释放能量333 粉尘爆炸的五个要素五个要素粉尘爆炸燃烧三要素氧气可燃性粉尘点火源增加扩散受限空间2-氧气3-火源4-限制5-扩散1-可燃性粉尘可燃性粉尘矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术34（1）可燃性粉尘:一定浓度或数量（2）氧气:一定的氧含量是粉尘燃烧的基础。（3）点火源 达到MIE(10-50mJ)，能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。点火源能量：自燃、轴承过热 100J；静电 10mJ；摩擦火花 10J；火焰、热表面 10,000J3 粉尘爆炸的五个要素燃烧三要素 矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术点火源分为以下几类：根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：明火焰明火焰 (动火、吸烟、气焊割等动火、吸烟、气焊割等)高温物体高温物体 过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣、暖气片等过热表面囱火星、焊割作业金属熔渣、暖气片等过热表面 3 粉尘爆炸的五个要素矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术36电气火花电气火花 接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良、继电器接点等良、继电器接点等 撞击与摩擦撞击与摩擦 使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承、氧化剂撞击、氧化剂撞击绝热压缩绝热压缩 矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术37光线照射与聚焦光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦雷闪电、光线聚焦)化学反应放化学反应放(氧化燃烧、自燃氧化燃烧、自燃)。静电放电静电放电（电晕放电、静电积累、火花放电）（电晕放电、静电积累、火花放电）矿井灾害防治理论与技术矿井灾害防治理论与技术（4）扩散 粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云粉尘云状态。状态。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。最小浓度（最小浓度（MECMEC），），低于低于MECMEC，粉尘粒子间距过粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。大，火焰难以传播。如玉米及淀粉如玉米及淀粉:45:45g/g/m3 、沙糖沙糖:19:19g