煤尘爆炸及其预防PPT课件.
84页1、煤尘爆炸危害及其预防,主讲:XXX,企业logo XXXXXX煤矿通防部,第一节 煤尘燃烧与爆炸 第二节 煤尘爆炸的预防 第三节 煤尘爆炸的抑制与隔绝,煤尘爆炸危害及其预防,煤尘是一种特殊的可燃粉尘,我国大多数煤矿的煤尘还具有爆炸性,其中90%以上的国有煤矿的煤尘具有爆炸性。我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在1942年日本侵略者统治下的本溪煤矿,事故导致死亡1549人,残246人。建国后发生的一起最严重的煤尘爆炸事故是1960年5月9日发生在大同矿务局老白洞矿死亡682人的煤尘爆炸事故。 根据资料统计,近几年全国煤矿重大、特大事故中瓦斯煤尘事故占半数以上。近年发生的最大的煤尘爆炸事故是2005年11月27日龙煤矿业集团有限责任公司七台河分公司东风煤矿发生的一起特别重大煤尘爆炸事故,死亡171人,伤48人,直接经济损失4293.1万元。瓦斯、煤尘事故依然是当前煤矿安全生产的最大威胁。因此,掌握煤尘爆炸的条件及规律,采取行之有效的防范措施,对预防煤尘爆炸,减少爆炸所引起的损失,保障煤炭工业持续稳定发展,都具有十分重要的意义。,第一节 煤尘燃烧与爆炸,一、煤尘燃烧与爆炸的原因和过程 1.煤
2、尘的燃烧 实质上,煤尘的燃烧是一种常见的剧烈氧化反应,并伴随着光和热。 按井下煤尘(包括积尘)发生燃烧的起始过程,煤尘的燃烧形式可分为以下三种形式: (1)堆积自燃 (2)加热自燃 (3)明火引燃 2.煤尘的爆炸燃烧转化为爆炸的充分必要条件是:化学反应产生的热量必须超过热传导和热辐射等所造成的热损失,否则燃烧既不能持续发展,也不会转为爆炸。,煤尘爆炸:悬浮在空气中的煤尘,在一定条件下,遇高温热源而发生的剧烈氧化反应,并伴有高温和压力上升的现象。 浮游于空气中的高密度煤尘,主要是烟煤煤尘,受热后能够迅速释放出大量的可燃气体。例如,1kg挥发分为20%30%的焦煤,受热后能放出290350L可燃气体。而这种可燃气体质量小、燃点低,一经同空气混合,遇到高温容易燃烧。燃烧时所产生的热量,又传给已悬浮的其它煤尘,其它煤尘受热燃烧后又产生热量,这样依次又迅速地传播给附近的煤尘,促使氧化反应的速度越来越快,温度愈来愈高,范围越来越大,随即导致气体急剧膨胀运动并在火焰前方形成冲击波,且伴有响声。当冲击波强度达到300m/s时,便由燃烧转化为爆炸。 二、煤尘爆炸的必要条件 煤尘爆炸必须同时具备下述几个条
3、件: 1. 煤尘本身具有爆炸性;,2. 煤尘必须浮游在空气中,并达到一定浓度; 3. 要有足以点燃煤尘的热源; 4. 空气中保持一定浓度的氧含量。 三、煤尘爆炸的主要特征及效应 煤尘爆炸具有同瓦斯爆炸相类似的特点。 1.产生高温高压:实验中测出火焰速度为6101800 m/s,火焰温度为16002000 ,计算出的压力波速度2340 m/s,爆炸压力为735.5kPa。在有大量沉积煤尘的巷道中,爆炸压力将随离爆炸距离增加跳跃式增大,破坏力增加;在传播途中,有障碍物、断面突然变化或拐弯,爆炸压力还将上升。,2.爆炸的冲击波及火焰:火焰速度为6101800 m/s,火焰温度为16002000 ,计算出的压力波速度2340 m/s,爆炸压力为735.5kPa。 3.生成有毒有害气体 由于不完全燃烧产生大量CO引起死亡的主要原因。 4.产生焦皮渣和粘块 爆炸后残余煤尘的挥发分减少或形成“粘焦”:判断是否煤尘爆炸的依据。 (1)弱爆炸:慢速传播,粘焦附在支柱两侧,迎风侧较密,椭圆型; (2)中等:速度较快,粘焦主要附在柱迎风侧,三角型; (3)强:速度极快,粘焦主要附在柱背风侧,迎风侧有烧痕;,
4、(4)较远处:大量焦碳颗粒,附着在支柱迎风侧和周壁上,或柱背风侧的下边,灯光反亮。 5.煤尘爆炸具有传播效应:伴随着两种冲击:进程冲击向外传播,压力波扬起煤尘,随后火焰波引起连续爆炸;回程冲击爆炸点气体受热膨胀,密度减少,形成负压区,引起反程风,若该区内具备爆炸条件,反程风的新鲜空气补充将导致第二次爆炸。由于连续爆炸是在前一次基础上进行,其破坏力更大。 6.煤尘爆炸的感应期:受热分解产生足够可燃气体的时间。取决于挥发份含量,挥发份含量越高,感应期越短,一般为40280ms。 7.爆炸后气体C/H比,也是判断是否为煤尘爆炸的依据:瓦斯爆炸:2.32.8,煤尘爆炸:316。,四、影响煤尘爆炸的主要因素 煤尘爆炸受到诸多因素的影响。有些因素能提高其爆炸危险性,而有些因素则能抑制和减弱其爆炸危险性。认识并掌握这些影响因素,对于预防和避免煤尘爆炸事故的发生,有着很重要的作用。 1.煤尘的可燃挥发分 煤尘的可燃挥发分是煤尘爆炸性的重要影响因素。一般情况下,挥发分越高,煤尘越易发生爆炸,爆炸的强度也越高。煤尘中的挥发分主要取决于煤的变质程度。变质程度越低,挥发分含量越高,变质程度越高,挥发分含量就越
5、低。我国各种牌号的煤尘挥发分含量依次增高的顺序为无烟煤、贫煤、焦煤、肥煤、气煤、长焰煤和褐煤,具体参见表4.2.4。,还常用可燃挥发分指数(Vdaf),又称为煤尘爆炸指数,作为判断煤尘爆炸强弱的一个指标。其计算式如下:,可燃挥发分指数越高,煤尘的爆炸性越强,煤尘的爆炸下限也越低,其变化规律如表4.2.5所示。 应该注意,此方法仅仅用来判断煤尘爆炸的强弱,不能以此作为判断煤尘是否爆炸的根据。有的煤尘可燃挥发分指数虽高于10%,却无爆炸危险。例如,四川松澡二井煤尘可燃挥发分指数为12.92%,但该井煤尘经实验确定为无爆炸危险的煤尘。有的煤尘可燃挥发分指数虽低于10%,却具有爆炸危险。例如,萍乡矿务局青山煤矿煤尘可燃挥发分指数为9.05%,但该矿煤尘经实验定为有爆炸危险的煤尘。,2.煤尘的水分 煤尘中的水分的作用: (1) 对尘粒起着粘结作用 (2)水分起着吸热降温的作用 因此,煤尘的水分只是在煤尘起爆时有抑制作用。 3.煤尘的灰分 煤尘中的灰分是不可燃物质。 灰分作用: (1)能吸收热量起到降温阻燃的作用 (2)能阻止煤尘飞扬, 煤尘中的灰分对煤尘爆炸性的影响见表4.2.6。,4.煤尘的粒
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