1、原因:(1)煤被破碎成粉尘状态时,它与空气的接触面积大大增加,吸附氧气分子的能力加强,从而加快了氧化过程。特别是在高温条件下受势面积增大,氧化过程就更激烈。(2)煤尘受热后,能放出大量可燃气体。一公斤挥发份为20-26%的焦煤受热后能放出290-350升可燃气体(甲烷、乙烷等可燃气体)。
2、条件:必须具备四个条件(1)、煤尘具有爆炸危害性;可燃挥发性指数<10%基本属于无爆炸危害性的煤尘,可燃挥发性指数>10%基本属于爆炸危害性煤尘;挥发分含量越高,煤尘的爆炸危害性越强。除少数无烟煤外,其余各类煤均性属于爆炸性煤尘。大宁煤矿的煤尘不具有爆炸性。(2)有一定浓度的浮游煤尘。煤尘爆炸的下限为30-40g/m?,上限为1000-2000 g/m?,爆炸威力最强时的浓度范围为300-400 g/m?,当煤尘浓度为10 g/ ?时视线障碍,矿灯照明已难分辨1 m以外手指,3-5 g/m?感到呼吸难受。(3)有足够能量的引火源温度为700℃-800℃时,引爆能量为4.5-40 Mj,其火源主要有放炮火焰、电气设备电火花、架空线、电缆产生的电弧、井下火灾、瓦斯爆炸或燃烧及机械强烈磨擦。(4)有一定浓度的氧.当氧气浓度低于17%时煤尘不再爆炸,一般情况下超过18%可满足爆炸要求。
煤尘爆炸的形式:纯煤尘爆炸和瓦斯与煤尘爆炸。在瓦斯 爆炸冲击波作用下使沉积的煤尘飞扬起来,然后被爆炸后引燃的可燃物点燃,可引起煤尘爆炸,即为二次爆炸,其破坏力更大。
煤尘爆炸的危害及影响因素
1、危害:燃烧时间长,产生能量大,破坏和焚烧的程度严重;爆炸能够连续发生;燃烧爆炸产物中含有大量的CO, CO使人中毒,造成伤亡,在巷道壁面和支架上产生粘块和破碴。
2、影响因素:煤尘的浓度、粒度、瓦斯含量与氧气浓度、引火方式和巷道中的落尘公布情况。空气中瓦斯浓度越高,煤尘爆炸下限越低;点燃源的能量越大,越易点燃煤尘;煤尘的飞扬性随着粒度减少而增强,飞扬越强越容易形成爆炸的煤尘云,有利于煤尘爆炸。煤尘落在顶板和棚梁上时容易再次飞扬,比落在两帮与底板上的煤尘危险性大,巷道的潮湿程度、风速大小也对煤尘大小有影响。煤尘的挥发份、水份、含有的灰分、含硫量以及含有惰性气体等对煤尘的爆炸下限都有影响;煤尘挥发份增高爆炸下限降低,强度增大,煤尘中的水分对抑制煤尘爆炸的作用,煤尘中的水分足够大达到手捏不散的程度才能阻止爆炸;硫分越高,爆炸性越强,高硫分可使原无爆炸性的煤尘具有爆炸性;煤中的灰分达30%时,灰分越高,发生燃烧与爆炸的可能性越小,天然灰分在20%以下,对煤尘爆炸性不会有大的影响。
预防煤尘爆炸的措施
1、减少煤尘生成、防止煤尘沉积和飞扬:减少工作面和巷道中的浮尘和落尘量,及时清除沉积在回风巷道及运输线路上的落尘;措施有煤层注水;湿式打眼;使用水炮泥;通风除尘;喷雾洒水;冲洗粉尘。
2、防止煤尘引燃的措施:其主要火源是瓦斯爆炸与不正确的爆破作业。
3、防止煤尘爆炸事故的扩大措施:采取措施将煤尘爆炸局限于一个较小的范围内。《煤矿安全规程》155条规定:开采有煤尘爆炸危险性煤层的矿井,必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的煤层、相邻采区和相邻的工作面间,煤层掘进巷道同与其相连的巷道间,煤仓同与其相连的巷道间,采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其它地点同与其相连通的巷道间,必须用水棚右岩粉棚隔开。必须及时清除巷道中的浮煤,清扫或冲洗沉积煤尘,定期撒布岩粉;应对主要大巷刷浆。