粉尘复习资料.docx

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粉尘复习资料

一、名词解释

1.矿尘:

一般矿物开采或加工过程中产生的微细固体集合体。

2.浮尘：

悬浮于井巷空间空气中的矿尘称为浮尘。

3.落尘：

沉积于器物表面或井巷四壁之上的矿尘称为落尘。

4.烟尘：

伴随着燃烧、氧化等物理化学变化过程所产生的固体微粒

5.粗尘：

直径大于40的粉尘，是一般筛分的最小直径，极易沉降。

6.细尘：

直径为10~40的粉尘，在明亮的光线条件下，肉眼可以看到，在静止空气中呈加速沉降。

7.微尘：

直径为0.25~10的粉尘，用普通光学显微镜可以观察到，在静止空气中呈等速沉降。

8.超细微尘：

直径小于0.25的粉尘，要用超倍显微镜才能观察到，可长时间悬浮与空气中，并随空气分子做布朗运动。

9.煤尘：

煤由于机械、爆破等作用被粉碎而生成的细小颗粒。

煤开采或加工过程中产生的微细固体集合体。

10.呼吸性粉尘：

呼吸性粉尘是指按呼吸性粉尘标准测定方法所采集的可进入肺泡的粉尘粒子，其空气动力学直径均在7.07以下。

一般将粒径小于5（或以小于7为界限）的尘粒称为呼吸性粉尘。

11.全尘：

浮尘和落尘的集合称为全尘。

全尘：

也被称为总粉尘，是指用一般敞口采样器采集到一定时间内悬浮在空气中的全部固体微粒。

12.面积等分径：

指将粉尘的投影面积二等分的直线长度，通常采用等分线与底边平行。

13.定向径：

指尘粒投影面上下两平行切线之间的距离。

它可取任意方向，通常取其以底边平行。

14.长径：

不考虑方向的最长径。

15.短径：

不考虑方向的最短径。

16.等投影面积径：

取尘粒的投影面与粉尘的投影面积相同的某一圆的直径。

17.等体积径：

与粉尘体积相同的某一圆球的直径。

18.等表面径：

与尘径的外表面积相同的某一圆球的直径。

19.体面积径：

尘粒的外表面积与体积之比相同的圆球直径。

20.阻力径：

在相同黏性的气体中，速度V相同时，粉尘所受到的阻力与圆球受的阻力相同时的圆球直径。

21.自由沉降径：

在特定的气体中，密度相同的尘粒在重力作用下自由沉降所达到的末速度与圆球所达到的末速度相同时的球体直径。

22.空气动力径：

在静止的空气中，尘粒的沉降速度与密度为13的圆球的沉降速度相同时的圆球直径。

23.斯托克斯径：

在层流区内的空气动力径。

24.算术平均径：

指粉尘直径的总和除以粉尘的颗粒数。

25.平均表面积径：

指粉尘表面积径的总和除以粉尘的颗粒数。

26.体积（或重量）平均径：

指各粉尘的体积（或重量）的总和除以粉尘的颗粒数。

27.线性平均径：

（面积长度平均径）

28.体积表面平均径：

29.重量平均径：

30.几何平均径：

指几个粉尘粒径连乘积的N次方根。

31.计数分散度：

用粒子群各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分数表示。

32.重量分散度：

用粒子群各粒级尘粒的重量占总重量的百分数。

33.粒度分布曲线：

在坐标纸上，横轴表示粒径，纵轴表示相应粒径所占的百分比，根据实测结果，按划分的粒级画成柱状图，连接各柱面的中点，即为粒度分布曲线。

34.筛上残留率：

把粒度分布按粒径的顺序（x由∞到0）累积起来，即是累积分布曲线，它可表示到某一粒集的筛上残留率，所以也叫筛上残留率。

35.筛下通过率：

与累积分布曲线相对应，即把粒度分布按粒径的顺序（x由0到∞）累积所得到的，它表示到某一粒集的筛下通过率，所以叫筛下通过率。

36.粉尘密度：

单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度。

37.粉尘的比表面积：

每单位质量粉尘的表面积称为比表面积。

细微粉尘的重要特性是比表面积大。

38.表面能：

由于物质表面积的改变而引起的内能改变。

物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积，则需功σ，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。

39.矽肺病：

是由于生产过程中长期吸入大量含游离二氧化硅的粉尘所引起的以肺纤维化改变为主的肺部疾病。

40.煤肺病：

煤矿工人长期吸入生产环境中以煤尘为主的粉尘而引起的肺部病变的总称。

41.最低排尘风速：

能促使对人体最有危害的微小粉尘（5以下）保持悬浮状态并随风流运动的最低风速称为最低排尘风速。

42.最优排尘风速：

排尘风速逐渐增大，能使较大尘粒悬浮并被带走，同时增强了稀释作用，沉降的粉尘不能再次被扬起的最大风速，称为最优排尘风速。

我们把最大限度排尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。

二、简答题

1.简要分析粉尘的危害性

煤矿井下生产，矿尘危害主要表现在以下几个方面：

⑴、对人体健康的危害。

长期从事采掘和粉尘作业环境的职工，易患职业病——尘肺病。

⑵、采掘等粉尘作业环境，若矿尘在空间达到较高浓度，影响视野，操作时容易造成人身事故。

⑶、若矿井煤尘具有爆炸危险，会给矿井安全生产带来很大的威胁。

2.简要叙述粉尘的物理化学性质P9

⑴、粉尘粒子的形状。

⑵、粉尘的游离二氧化硅含量

⑶、粉尘的密度

⑷、粉尘的相对密度

⑸、粉尘的比表面积和表面能

⑹、粉尘的凝聚和附着

⑺、粉尘的湿润性

⑻、粉尘的光学特性，包括对光的反射、吸收和透光程度。

⑼、自燃性和爆炸性

⑽、粉尘的电物理性质，如荷电性、比电阻。

⑾、粉尘的电化学性质

3.简要叙述粉尘对人体的危害P17

⑴、局部作用。

具有局部刺激性及腐蚀性的粉尘对眼睛、牙齿、耳、消化系统、皮肤等会造成伤害。

⑵、粉尘中的沥青和放射性物质进入身体后，会引起各种癌症。

⑶、粉尘作为吸入性抗原可导致变态反应。

⑷、粉尘的光化学作用，刺激产生皮炎。

⑸、以金属热烟为主的中毒。

⑹、粉尘的感染性。

携带致病菌

⑺、粉尘对呼吸系统的作用。

对呼吸道的机械刺激和感染作用并会引起尘肺、肺癌、肺炎等。

4.简要分析矽肺病的发病机理P21

游离二氧化硅颗粒进入肺泡后，被聚集在肺淋巴管起始部位的肺巨噬细胞所吞噬。

由于石英表面的羟基和巨噬细胞溶酶体膜脂蛋白结构上的氢原子间形成氢键，引起溶酶体膜的完全性遭到破坏，导致巨噬细胞溶酶体崩解，导致巨噬细胞死亡。

巨噬细胞死亡后，再次将石英粒子释放，形成恶性循环，造成更多的细胞受损。

受损的巨噬细胞释放出非脂类“致纤维化因子”等物质，会刺激成纤维细胞增殖，形成以胶原纤维为中心的病灶结节即矽结节。

5.简要分析煤肺病的发病机理P24

煤工尘肺系指煤矿工人长期吸入生产环境中以煤尘为主的粉尘而引起的肺部病变的总称，包括煤肺和煤矽肺。

大量的煤尘吸附在肺表面，网织纤维、胶原纤维与煤尘混合在一起，引起肺间质纤维化相连并伴有肺气肿、淋巴结肿大。

随着接触时间的增加，最终发展为复杂性煤工尘肺。

6.简要分析尘肺病的影响因素P28

⑴、粉尘的分散度。

其中细微颗粒占的比例越大，分散度越高。

⑵、粉尘的浓度。

粉尘的浓度越高，吸入人体的量越多，发病率越高，发病工龄越短。

⑶、接触粉尘工龄。

接触粉尘工龄越长，尘肺发病率越高。

⑷、粉尘物理和化学特性。

游离二氧化硅含量越高，致肺纤维化能力越强。

⑸、上呼吸道、肺部、心脏和其它疾患。

⑹、个人习惯，如吸烟、防护、住宿等。

⑺、劳动条件。

7.简要分析煤尘爆炸的条件P66

煤尘爆炸必须同时具备下述几个条件：

煤尘本身具有爆炸性是产生煤尘爆炸的必要条件。

；煤尘必须浮游在空气中，并达到一定的浓度；要有足以点燃煤尘的热源，一般为600～1050℃；空气保持一定浓度的氧含量。

8.简要分析重力沉降室的工作原理P104

含尘气体在风机的作用下被吸入沉降室，由于沉降室的横截面积比输送管道大的多，因此流速大大降低，在沉降室内的气流呈层流状态，气流中质量和粒径较大的尘粒在重力作用下分离出来，从而实现除尘的目的。

9.简要分析惯性除尘器的工作原理P106

在重力沉降室中，为了增强除尘效果可以在沉降室内部设置障碍物，使气流遇到障碍物而绕流时，粉尘在惯性的作用下从气流中分离出来，从而使气体得以净化，这就是惯性除尘器的工作原理。

10.简要分析旋风除尘器的工作原理P106

含尘气流从进气口沿切向高速进入除尘器，气流做自上而下的旋转运动。

尘粒在离心力的作用下，密度大于气体的粉尘被甩向外壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿外壁面下落，直至灰斗。

11.简要分析煤层注水的基本原理P154

煤层注水是在回采前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水份和尘粒间的黏着力，并降低煤的强度和脆性，增加塑性，减少采煤时煤尘的生成量；同时将煤体中原生细尘黏结为较大的尘粒，使之失去飞扬能力。

三、论述题40分

1.试叙述滤膜测尘原理和过程

原理：

滤膜测尘装置由滤膜采样头、流量计、调节装置和抽气泵组成。

当工作区的含尘空气通过采样头被吸入时，粉尘被阻留在采样头内的滤膜表面，根据滤膜的增重和采样的空气流量，就可以计算出空气中的粉尘浓度。

过程：

⑴、采样前需要准备滤膜、采样头、流量计、抽气装置等。

并记录滤膜质量，然后将滤膜装在滤膜夹中，并进行编号备用。

⑵、采样现场测定工作

采样前应对生产场所的作业情况进行调查，对工艺流程、生产设备、操作方法、粉尘发生源及扩散规律和主要防尘措施等进行了解。

尽量把测点布置在尘源的回风侧粉尘扩散得比较均匀地区的呼吸带。

应使所采粉尘量不小于1.0，对于小号滤膜不大于20。

一般采样流量为10-30，采样时间不少于20。

⑶、修正流量计读数。

采样时空气状态可能互相差别很大，为了对比，把采样的流量换算成标准状态的空气流量。

⑷、粉尘浓度的计算和统计

将采样后的滤膜干燥后称重，按公式

计算粉尘浓度。

⑸、统计分析采样时，应记录现在生产条件，作业装备，通风方式，降尘措施等情况，逐月将测定结果统计分析上报有关部门。

2.论述分析煤尘爆炸的机理和影响因素P70

爆炸机理：

浮游于空气中的高密度煤尘，受热后能够迅速放出大量的可燃气体。

而这种可燃气体燃烧时所产生的热量又传给已经悬浮的其它煤尘，使氧化反应速度越来越快，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300时，便由燃烧转化为爆炸。

影响因素：

⑴、煤尘的可燃挥发份是煤尘爆炸的重要影响因素。

一般情况下，挥发份越高，煤尘越容易发生爆炸，爆炸的强度也越高。

⑵、煤尘中的水分对尘粒起着黏结作用，从而降低了煤尘的飞扬能力。

⑶、煤尘中的灰分是不可燃物质。

灰分能吸收热量起到降温阻燃的作用，并能够阻止煤尘飞扬，使其迅速沉降，以及对煤尘爆炸的传播起到隔爆作用。

⑷、煤尘的粒度越小，其分散性就越高，爆炸性就越强。

⑸、煤尘的浓度。

下限浓度：

30～453；上限浓度：

1500～20003。

⑹、井下空气中的瓦斯存在会降低煤尘爆炸的下限浓度，瓦斯浓度越高，煤尘爆炸的下限浓度越低。

⑺、引爆热源和爆炸环境。

环境温度必须达到或超过最低点燃温度；空间状况对煤尘爆炸的强烈程度也有很大影响。

3.论述分析煤尘爆炸的主要特征及效应P68

⑴、产生高温高压。

煤尘爆炸时释放出大量的热，可使爆源附近的气体温度升高，达2300℃～2500℃，气体压力突然增大。

⑵、爆炸的冲击波及火焰。

煤尘爆炸时产生的高温高压促使爆炸源周围的气体及爆炸火焰以极快的速度向外扩散冲击，形成强大的冲击波。

⑶、生成有毒有害气体。

当反应不充分时，就会产生相当多的剧毒一氧化碳气体。

⑷、产生焦皮渣和黏块。

对于结焦煤尘爆炸时，会形成一种独特的、烧焦的皮渣或黏块，黏附在支护棚架、煤壁岩帮或顶板上面。

⑸、煤尘爆炸具有传播效应。

由于爆炸冲击波的速度在高于爆炸火焰的速度，结果是超前的冲击波促使沉积煤尘扬起弥漫于整个巷道空间而达到爆炸浓度，当火焰到来时就会引起连续的爆炸。

⑹、煤尘爆炸的感应期。

从煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体到形成爆炸所需时间，称为煤尘爆炸的感应期，一般为40～250。

4.论述分析煤尘爆炸的主要预防措施P75

⑴、预防煤尘爆炸技术性措施：

①、防止浮游煤尘飞扬。

采取湿式作业、喷雾洒水、煤层注水预湿煤体等降尘措施，就是要控制煤尘飞扬，预防煤尘爆炸事故的发生。

②、防止沉积煤尘重新飞扬并参与爆炸。

可以采用对积尘巷道定期清扫和冲洗；定期在巷道内撒布惰性岩粉；每年在运输大巷内刷石灰浆的办法。

③、防止产生引爆火源。

消除井下明火、消除瓦斯引燃、消除爆破火焰、消除电气失爆、消除磨擦、碰撞产生火花及采空区自燃等。

⑵、预防煤尘爆炸组织措施

①、矿井的各级领导必须坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针。

②、加强爆破管理，爆破作业必须执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度。

③、各矿井必须长期坚持“一通三防”齐抓共管责任制。

④、各矿井必须将煤矿安全质量标准化工作当做一项重要的基础工作来抓。

⑤、采取多种培训形式，切实加强对特殊工种的工人和通防专业管理干部、专业技术人员的培训和教育。

⑥、建立奖罚制度，在工作中通过必要的奖罚手段来保证此项工作的展开及矿井的安全生产。

5.论述分析湿式除尘的基本原理P113

⑴、惯性作用

尘粒和水滴之间的惯性碰撞是湿法除尘最基本作用。

气流在运动过程中如果遇到水滴会改变气流方向，绕过物体进行流动。

但粒径和密度较大的尘粒具有较大的惯性，便脱离气流的流线和水滴碰撞，从而被捕集。

⑵、直接拦截。

在流体绕流流过捕尘体时，若颗粒半径大于或等于该流线与捕尘体表面之间的最小距离，则颗粒便可被直接拦截。

⑶、扩散。

粒径在0.3以下的尘粒，在气体分子的撞击下做布朗运动，在运动过程中尘粒和水滴接触而被捕集。

⑷、其它机理。

静电效应，由于外加电场和感应等作用，可能使捕尘体或尘粒荷电或两者荷极性相反的电荷，增加碰撞的可能性。

，重力效应，当尘粒具有一定的大小和密度时，会因重力作用而沉降到捕尘体上。

微细尘粒通过不同途径，互相接触而结合成较大的颗粒的过程称为凝并。

6.论述分析煤层注水的影响因素P154

⑴、煤的裂隙和孔隙的发育程度

对于不同成因及煤岩种类的煤层来说，其裂隙和孔隙的发育程度不同，煤的裂隙越发育，则越易注水。

⑵、上覆岩层压力及支承压力。

煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变得更小，导致透水性降低。

在长壁工作面的超前集中应力带以及其它大面积采空区附近的集中应力带，因承受压力增高，减弱了煤层的透水性。

因此随着开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，则需要提高注水压力。

⑶煤层的坚固性，煤层的坚固性系数f较少时，煤的透水性好，易于注水，反之则难以注水

⑷液体性质的影响。

煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两者之间极性差越小，越易湿润

⑸煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。

水压克服瓦斯压力后才是注水的有效压力。

⑹注水参数的影响，煤层注水参数是指注水压力、注水速度、注水量和注水时间。

注水量或煤的水份增量既是煤层注水效果的标志，也是决定煤层注水除尘率高低的重要因素。

7.综合论述分析机采工作面的主要防尘技术P172

⑴、对采煤机的截割机构应选择合理的结构参数及工作参数。

①、截割机构的结构参数主要表现在截齿及其安装上。

在截割过程中，截齿类型、尺寸、数量、锐度及安装方向等都与产尘量有关系。

②、采煤机的牵引速度、截割速度及截齿的切削厚度是采煤机的主要参数。

合理的工作参数可以大幅降低产尘量。

⑵、对采煤机需设置合理的喷雾系统与供水系统

采煤机喷雾降尘系统是直接降低机采工作面产尘量的最关键装置，采煤机必须安装内外喷雾装置。

截煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2，外喷雾压力不得小于1.5，喷雾流量应与机型相匹配。

⑶、采用合理的通风技术及最佳排尘风速。

通风排尘是采煤工作面综合防尘措施中的一个主要方面，选择最佳通风参数，保证通风排尘效果；改变工作面通风系统或风流方向，如工作面采用下行通风；安设简易通风隔尘设施，如风帘、隔尘帘幕等；采用空气幕防尘。

⑷、为液压支架设置移架喷雾系统。

⑸、对放煤口必须设置喷雾洒水系统

⑹、对煤炭输送转载及破碎机破煤等生产环节采取有效的防尘措施。

⑺、采煤机司机、移架工、放煤工等离尘源近，接触粉尘较多的人员，必须做好个人防护措施。