煤塵爆炸性鑒定分析系統(tǒng)探討

王煥春

摘 要：煤塵爆炸是煤礦重大災(zāi)害之一，為預(yù)防煤塵爆炸事故的發(fā)生，就必須進(jìn)行煤塵爆炸性鑒定，本文闡述了煤塵爆炸產(chǎn)生的原因、分析了煤塵爆炸的影響因素以及采取的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：煤塵爆炸；鑒定分析系統(tǒng)；探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.200

0 引言

在煤礦開(kāi)采中存在的主要的危害之一就是煤塵爆炸，煤礦一旦發(fā)生煤塵爆炸的事件，就會(huì)嚴(yán)重的損害礦井中的設(shè)備以及設(shè)施，而且還會(huì)嚴(yán)重的危及到人們的生命問(wèn)題，并在經(jīng)濟(jì)上會(huì)帶來(lái)極大的損失，所以煤塵爆炸會(huì)對(duì)人們產(chǎn)生極其嚴(yán)重的不堪設(shè)想的后果。進(jìn)行煤塵爆炸性鑒定，是對(duì)具有爆炸性的煤層采取針對(duì)性的控制措施并進(jìn)行有效管理的主要依據(jù)。

《煤礦安全規(guī)程》第一百八十五條規(guī)定：

新建礦井或者生產(chǎn)礦井每延深一個(gè)新水平，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行1次煤塵爆炸性鑒定工作，鑒定結(jié)果必須報(bào)省級(jí)煤炭行業(yè)管理部門(mén)和煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)。

煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)鑒定結(jié)果采取相應(yīng)的安全措施。

1 煤塵爆炸性鑒定分析系統(tǒng)的研究方法

煤塵爆炸性的鑒定方法有兩種：一種是在大型煤塵爆炸試驗(yàn)巷道中進(jìn)行，這種方法比較準(zhǔn)確可靠，但工作繁重復(fù)雜，所以一般作為標(biāo)準(zhǔn)鑒定用；另一種是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用大管狀煤塵爆炸鑒定分析系統(tǒng).

大管狀煤塵爆炸性鑒定分析系統(tǒng)是在石英玻璃管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的，主要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)就是煤塵云測(cè)試，其實(shí)驗(yàn)方法就是稱取一克的煤層煤樣，裝入試樣管內(nèi)，利用高壓氣將煤樣吹入大玻璃管內(nèi)，形成煤塵云，有爆炸性的煤塵云遇到大玻璃管內(nèi)的1100攝氏度加熱器后，發(fā)生燃燒，產(chǎn)生火焰，根據(jù)火焰的長(zhǎng)度來(lái)確定煤塵爆炸的性質(zhì)。 經(jīng)過(guò)肉眼觀察有無(wú)火焰，對(duì)煤塵有無(wú)爆炸性作出明確的判斷，對(duì)有煤塵的爆炸性試樣，還要做添加巖粉的實(shí)驗(yàn)，直到混合粉塵剛剛不出現(xiàn)火焰時(shí)的巖粉用量百分比，為抑制煤塵爆炸的最低巖粉用量，最后出具鑒定報(bào)告。大管狀煤塵爆炸性鑒定分析系統(tǒng)可以直觀、清晰、快速地在加熱器周圍觀測(cè)到試樣燃燒后的火焰長(zhǎng)度，但是對(duì)于較小的火焰長(zhǎng)度，我們用肉眼還是難以捕捉的。

2 引起煤塵爆炸的機(jī)理分析

許多專家及相關(guān)的技術(shù)人員，對(duì)煤塵爆炸進(jìn)行了深入的分析及研究，最終研究結(jié)果表明：煤塵粒子的表面同氧氣發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)煤塵爆炸，發(fā)生煤塵爆炸實(shí)質(zhì)上就是發(fā)生了氣體爆炸，但是煤塵爆炸與氣體爆炸又是不同的，它是介于氣體爆炸和炸藥爆炸兩者之間的一種狀態(tài)。煤本身就是一種可燃性物體，由于煤塵的表面積增多，受熱時(shí)會(huì)吸收更多熱量，在溫度比較低時(shí)，煤塵周圍就會(huì)產(chǎn)生許多可燃?xì)怏w。這時(shí)如果煤塵的氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量能夠有效地傳播給附近的煤塵，這些煤塵也就會(huì)迅速地受熱分解，產(chǎn)生燃燒的現(xiàn)象。但是煤塵在進(jìn)行氧化反應(yīng)的過(guò)程中生成的熱量如果很快被周圍的介質(zhì)所吸收，氧化反應(yīng)因此而不能夠大面積的進(jìn)行，這時(shí)就不會(huì)發(fā)生爆炸。相反，如果氧化反應(yīng)越來(lái)越快，溫度越來(lái)越高，活化中心越來(lái)越多，達(dá)到一定程度，就很容易引起劇烈的爆炸。

3 影響煤塵爆炸性因素分析

3.1 煤塵爆炸與揮發(fā)分的關(guān)系

煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分是表征煤塵有無(wú)爆炸性和爆炸強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分隨煤的變質(zhì)程度的升高，呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)：同時(shí)隨著煤的變質(zhì)程度的升高，煤的碳含量增高，著火點(diǎn)隨之也呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。按照煤的變質(zhì)程度將煤分為褐煤、煙煤、無(wú)煙煤三類，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)證明，無(wú)煙煤基本無(wú)爆炸性，煙煤中長(zhǎng)焰煤的爆炸危險(xiǎn)性強(qiáng)，瘦煤、貧瘦煤、貧煤的爆炸危險(xiǎn)性較弱，火焰長(zhǎng)度一般能達(dá)到5——15mm，添加巖粉量為5——60%，褐煤的爆炸性也很強(qiáng)，與長(zhǎng)焰煤相同的是，火焰長(zhǎng)度一般>400mm，需添加巖粉80-90%.但是褐煤、長(zhǎng)焰煤是變質(zhì)程度最低的煤，受煤中水分含量高，干燥時(shí)易氧化的影響，它的火焰長(zhǎng)度和巖粉用量也會(huì)發(fā)生很大的變化。

3.2 煤塵爆炸性與灰分的關(guān)系

據(jù)專家研究，煤塵中的灰分可以有效的抑制煤塵發(fā)生爆炸，煤塵中灰分含量越大，煤塵越不易飛揚(yáng)，煤塵爆炸的機(jī)率就會(huì)越低。另一點(diǎn)，煤塵中的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分對(duì)煤塵爆炸有著重要的影響，煤塵的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分如果低于百分之十五，灰分的作用就會(huì)更加的顯著，灰分越高就會(huì)大幅度的降低火焰的長(zhǎng)度。

3.3 水分的影響

煤中的水分是煤炭的組成部分.它與煤的變質(zhì)程度、組成結(jié)構(gòu)有關(guān).隨著煤的變質(zhì)程度增高，煤中水分呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)；到了無(wú)煙煤又有增加，從煤塵爆炸性影響作用角度，水分越高， ，燃燒有效發(fā)熱量就越低， 同時(shí)，水分越大，粘結(jié)性越強(qiáng)，使煤塵顆粒增大，降低煤塵的飛揚(yáng)能力，同時(shí)又起著吸熱降溫阻燃的作用，從而降低了煤塵的爆炸強(qiáng)度. 煤塵中的水分足夠大，達(dá)到手捏不散的程度才能阻止爆炸。

4 煤塵爆炸的防治措施

到目前為為止，與煤塵相關(guān)的技術(shù)人員一直都在研究煤塵爆炸性鑒定分析系統(tǒng)，以此來(lái)預(yù)防在煤礦的開(kāi)采中會(huì)引發(fā)的爆炸事故。但是研究結(jié)果顯示只有在開(kāi)采滎鞏煤田時(shí)不會(huì)發(fā)生煤塵爆炸事件，在開(kāi)采其余的煤田時(shí)都存在爆炸的危險(xiǎn)?！睹旱V安全規(guī)程》第一百八十六條，開(kāi)采有煤層爆炸危險(xiǎn)煤層的礦井，必需有預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施，礦井的兩翼.相鄰的采區(qū).相鄰的采煤工作面.間掘進(jìn)煤巷同與其相鄰的巷道間.煤倉(cāng)同與其相鄰的巷道間，采用獨(dú)立通風(fēng)并用煤塵爆炸危險(xiǎn)的其他地點(diǎn)同于其相連的巷道間，必需用水棚或者巖粉棚隔開(kāi)，必需及時(shí)清理巷道內(nèi)的浮煤，清掃清洗沉積煤塵或者定期撒布巖粉，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)主要大巷刷漿。因此在煤礦的生產(chǎn)中必須要制定出相應(yīng)的有效措施來(lái)防治煤塵爆炸事件的發(fā)生。主要的措施有，第一點(diǎn)：要在防塵安全中制定出一套綜合的措施。比如要準(zhǔn)備好大量的水可以進(jìn)行灑水噴霧的工程，對(duì)每一個(gè)物體都要進(jìn)行防塵工作，將積壓的塵土進(jìn)行及時(shí)的清理等。第二點(diǎn)要制定出火源會(huì)引發(fā)煤塵的相應(yīng)的措施。第三點(diǎn)：要制定出科學(xué)的安全技術(shù)措施將與會(huì)引發(fā)爆炸的相關(guān)物品都進(jìn)行有效的隔離。

5 結(jié)語(yǔ)

煤塵爆炸是礦井的重大災(zāi)害之一，礦井中漂浮的煤塵嚴(yán)重影響著人們的身體健康，甚至危及礦工的生命，因此進(jìn)行煤塵爆炸性鑒定，對(duì)具有爆炸性的煤層采取科學(xué)的方法進(jìn)行管理和防治，是尤為重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]常溪溪.煤工業(yè)分析與煤塵爆炸鑒定火焰長(zhǎng)度相關(guān)性研究[J].煤炭與化工，2017，40（04）：25-26.