矿井粉尘检测与管理.ppt

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1、1,第二章 矿井粉尘检测与管理,粉尘检测管理相关规定矿尘浓度测定矿尘分散度测定游离SiO2测定矿尘沉积强度测定仪器仪表发展趋势,2,主要内容,3,一、粉尘检测与粉尘管理1、粉尘检测目的了解矿井粉尘的危害情况正确评价作业地点的劳动卫生条件为制定防尘措施、选择除尘设备、验证防尘措施和防尘系统的防尘效果等提供指导和参考,4,2、粉尘检测的基本要求粉尘测定是一项技术性较强的工作，其测定结果具有一定的法律意义，必须依照国家及相关管理部门制定的技术标准操作。具体地说，矿井粉尘测定必须符合以下基本要求：准确性代表性,5,1）准确性最基本的要求，测尘结果必须真实反映粉尘情况。目前，我国煤矿的粉尘测定方法、仪器

2、和操作标准必须严格按照相关规定规范进行。煤炭工业部煤矿测尘规定、煤矿粉尘预防措施及条例、煤矿井下粉尘综合防治技术规范及2007年12月30日起实施的工作场所空气中粉尘测定GBZ/T192-2007是在GB5748-85作业场所空气中粉尘测定方法基础上修改的。,6,2）代表性井下作业地点的产尘，因时因地而变；实际测定需要通过尽可能多的测定次数，根据尘源特点选择适当的测定方法和测尘仪器，以便获得有代表的测定结果。采样地点、采样时间、采样次数,7,3、粉尘管理相关规定煤矿粉尘浓度应当符合煤矿安全规程的规定（2010年新修订），如表21。,8,表21煤矿安全规程关于粉尘浓度的规定,9,职业接触限值最高

3、容许浓度（maximum allowable concentration,MAC）时间加权平均阈限值（threshold limit value-time weighted average,TLV-TWA）短时间接触阈限值（threshold limit value-short term exposure limit,TLV-STEL）,三种职业接触限值,是指工作地点空气中任何一次有代表性的采样测定均不得超过的浓度。,最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈限值,急性作用大、刺激作用强和危害性较大的危害物质而制定的。（毒性粉尘、一些添加剂、化学剂等）,三种职业接触限值,指正常8小时工作日或4

4、0小时工作周的时间加权平均浓度不得超过的接触限值。,最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈限值,对劳动者一个工班的职业危害监测，掌握职业危害情况，要求采集有代表性的样品（个体采样，区域采样）PC-TWA(hiCi)/8,12,个体采样定点采样（区域采样）,主要适用于评价个体劳动者接触的状况；,13,个体采样定点采样（区域采样）,主要适用于工作环境卫生状况的评价。,三种职业接触限值,是在一个工作日的任何时间均不得超过的15分钟时间加权平均接触限值。每天接触不得超过4次，且前后两次接触之间至少要间隔60分钟。同时，当日的时间加权平均阈限值亦不得超过。,最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈

5、限值,对浓度变化较大的工作地点，进行监督评价。一般采用一个工作班分时段采样。该值为该粉尘时间加权平均浓度的接触上限值。,15,短时间接触容许浓度（PC-STEL）：指一个工作日内，任何一次接触都不得超过15min时间加权平均的容许接触水平。对浓度变化较大的工作地点，进行监督评价，一般采用一个工作班分时段采样，每个样品采集时间为15min。该职业接触限值的容许浓度为该粉尘时间加权平均浓度的接触上限值。,16,4、井下粉尘检测的规定煤矿井下粉尘的主要危害：爆炸，尘（矽）肺病。为此，煤矿安全规程对井下粉尘浓度与分散度等指标、粉尘检测方法等进行了明确规定，主要内容有：,17,1）煤矿安全规程第740条

6、规定，煤矿企业必须按照国家规定对生产性粉尘进行检测，并遵守下列规定：（1）总粉尘作业场所的粉尘浓度，井下每月测定二次，地面及露天煤矿每月测定一次。粉尘分散度，每6个月测定一次。,18,（2）呼吸性粉尘工班个体呼吸性粉尘监测，采、掘（剥）工作面每3个月测定一次，其他工作面每6个月测定1次。每个采样工种分2个班次连续采样，1个班次内至少采集2个有效样品，先后采集的有效样品不得少于4个。定点呼吸性粉尘监测每月测定1次。,19,（3）粉尘中游离SiO2含量每6个月测定1次在变更工作面时也必须测定1次各接尘作业场所每次测定的有效样品数不得少于3个。,20,（4）开采深度大于200m的露天煤矿，在气压较低

7、的季节应适当增加测定次数。有关规定，详见煤矿安全规程。,21,内蒙古呼伦贝尔市神华宝日希勒露天煤矿,22,23,24,2）新工人入矿（厂）前，必须由取得相应资格的职业卫生机构进行身体健康检查，接尘工人必须拍胸大片，建立健康档案。有禁忌者不得从事井下作业或有尘毒危害的作业。（煤矿安全规程 744条规定）,25,3）接触粉尘、毒物及有害物理因素等作业的人员应定期进行健康检查。对检查出的职业病患者，用人单位必须按国家规定到取得相应资格的职业卫生机构给予治疗、疗养和调离有害作业岗位，并按国家规定做好健康监护及职业病报告工作。查体时间间隔必须符合下列要求：（一）对在岗接触粉尘作业工人，岩石掘进工种每23

8、年拍片检查1次；混合工种每34年拍片检查1次；纯采煤工种每45年拍片检查1次。（二）对离岗工人必须进行离岗的职业性健康检查。（三）对接触毒物、放射线的人员每年检查1次。,26,745条 期尘肺患者每年复查1次。疑似尘肺患者：岩石掘进工种每年拍片复查1次、混合工种每2年拍片复查1次、纯采煤工种每3年拍片复查1次。746条 有下列病症之一的，不得从事接尘作业：（一）活动性肺结核病及肺外结核病。（二）严重的上呼吸道或支气管疾病。（三）显著影响肺功能的肺脏或胸膜病变。（四）心、血管器质性疾病。（五）经医疗鉴定，不适于从事粉尘作业的其他疾病。,二、粉尘浓度的测定,27,28,1、测定目的1）检验作业地点

9、的粉尘浓度是否达到国家卫生标准。2）了解各种不同采、掘、装、运等生产环节的产尘状况与粉尘分布状况，为局部防尘措施提供参考。3）评价各种防尘措施的效果。,29,2、测定方法计数浓度（颗cm3）和质量浓度（mgm3）。我国采用质量浓度表示法。粉尘浓度的测定方法有滤膜质量测尘法和光电直读测尘法，其中滤膜测尘为煤矿安全规程规定的基本方法。,30,1）滤膜质量法测尘原理：使一定体积的含尘空气，在电动抽气机或薄膜泵的作用下，通过已知质量的滤膜，粉尘被阻留在滤膜上；然后，根据采样后滤膜上粉尘的质量和采气量，计算出单位体积空气中粉尘的质量（mgm3）。,31,（1）采样器材主要包括滤膜、采样头、抽气装置和流量

10、计等,如图2-2。,32,33,滤膜是用超细合成纤维加工的网状薄膜，孔隙细小，有明显的负电荷和憎水性，耐酸碱腐蚀，阻尘率高，阻力小，质量轻。用于测定粉尘的分散度。滤膜有75mm和40mm直径的两种规格，分别用于矿尘浓度大于200mgm3和低浓度的场合。,34,采样头（图2-4）P192图9-1由漏斗和滤膜两部分组成。下井测定前，将称重后的滤膜装于滤膜夹上，放入滤膜盒内。采样时取出滤膜夹安放于采样漏斗内。,35,36,抽气装置抽气装置有两类：一类是由微电机和薄膜泵组成的抽气系统；另一类是由压气源和引射器组成的抽气系统（目前基本被淘汰）。,37,流量计常用转子流量计，其流量范围q1540Lmin。

11、流量计流量的调节由针形阀控制。,38,采样器的种类又分为全尘浓度采样器，呼尘浓度采样器和两极计重粉尘采样器。,39,全尘浓度采样器呼吸性粉尘采样器两级计重粉尘采样器,将一定体积的含尘空气通过采样头，全部大小不同的粉尘粒子被阻留于夹在采样头内的滤膜表面，根据滤膜的增重和通过采样头的空气体积，计算出空气中的粉尘浓度。,40,全尘浓度采样器呼吸性粉尘采样器两级计重粉尘采样器,呼尘采样器的设计，按照分离过滤原理不同，在采样头部加设不同的前置装置（也成为陶析器）。,41,（二）按分离原理不同，陶析器有三种类型。（1）平板陶析器（2）离心陶析器（3）冲击分离器,42,（1）平板陶析器，按重力沉降原理设计。

12、重力沉降原理：固体颗粒在同一水平速度运动的同时做向下的沉降运动，由于密度不同，沉降速度不同，密度大的先沉降，密度小的后沉降，使之分离。是从气流中分离出尘粒的最简单方法，但需要的时间比较长，占用面积比较多，只有颗粒较大，气速较小时，重力沉降的作用才较明显。如果粉尘密度差小，粘度大，则难以分离。,43,（2）离心陶析器，按离心分离原理设计。离心分离原理：混合液在高速旋转的转鼓内，具有不同密度的多组份在离心力的作用下成圆环状，密度最大的固体颗粒向外运动积聚在转鼓的周壁，密度小的液体在最内层，由于转鼓高速旋转产生的离心力远远大于重力，因此离心分离只需较短的时间即能获得重力沉降的效果。,44,（3）冲击

13、分离器，按惯性冲击原理设计。惯性分离器：又称动量分离器，是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性而实现分离的。在气体流动的路径上设置障碍物，气流绕过障碍物时发生突然的转折，颗粒或液滴便撞击在障碍物上被扑集下来。,45,惯性分离器与旋风分离器的道理相近，颗粒的惯性愈大，气流转折的曲率半径愈小，则其效率愈高。所以，颗粒的密度及直径愈大，则愈易分离；适当增大气流速度及减小转折处的曲率半径也有助于提高效率。一般说来，惯性分离器的效率比降尘室的略高，能有效地扑集粉尘，阻力为1001000PA，可作为预除尘器使用。分离器内也可充填疏松的纤维状物质以代替刚性档板。在此情况下，沉降作用、惯性作用及过滤作用都产生一

14、定的分离效果。若以粘性液体润湿填充物，则分离效率还可提高。蒸发器及塔器顶部的折流式除沫器、冲击式除沫器等等，也是惯性分离器的常见形式。,46,全尘浓度采样器呼吸性粉尘采样器两级计重粉尘采样器,按惯性冲击原理设计,47,（2）测定工作,作业场所测点选择及布置（P195-196）准备滤膜A.干燥：首先将待用滤膜放在干燥皿内干燥。B.编号记录初重（称重）：用镊子将滤膜两面的衬纸取下，用感量为10-4g的分析天平称重，并进行编号记录初重；C.装滤膜：将滤膜装入滤膜夹，直径40mm的滤膜平铺夹牢，直径75mm的折成漏斗形夹牢，装好后放入滤膜盒内备用。,48,采样采样位置：在作业点下风侧风流较稳定区域选取

15、；采样点位于工人呼吸带高度，距底板约1.5m左右；采样头方向应迎向风流。采样开始时间：连续产尘点应在作业开始后20min采样；阵发性产尘，与工人操作同时进行。,49,采样流量和时间：应使所采粉尘量不小于1mg，对于小号滤膜不大于20mg，一般采样流量为1030L/min，采样时间应不少于20min，但要视被测点的粉尘浓度而定。,50,（3）粉尘浓度计算和统计分析,称重采样后的滤膜连同夹具一起放在干燥皿中，称重时取出，受尘面朝上，用镊子取下滤膜，向内对折23次，用原先称重的天平称重。如因采样点水雾大，滤膜表面有小水珠，必须先干燥30min，直至前后次重量差不大于0.2mg为止，作为恒量。,51,

16、计算：按下式计算矿尘浓度，取值到小数后一位即可。Cm=m/(Qt)1000式中，Cm空气中的粉尘浓度，mgm3；m滤膜的增量，mg；m=m2-m1 m2、m1分别为采样前后的滤膜质量，mg t采样持续时间，min；Q采样时的流量，Lmin。,52,统计分析：应记录现场生产条件、作业装备、通风参数及采用的防尘措施等情况，逐月将测定结果统计分析，并上报有关单位。,53,2）光电直读法测尘,采用光电测尘仪器直接测定粉尘浓度。优点：（1）它省去了滤膜计重法测尘时的采样、称重及计算等繁多的操作程序；（2）轻便、操作简单、使用方便、直接读数。为测尘技术的发展方向。,54,缺点：测定精度低、误差大，部分测定

17、仪器尚未解决防爆问题。目前煤矿常用的光电直读式测尘仪主要有：ACG-1型光电煤尘仪（测定全尘）AQH系列呼吸性粉尘测定仪。,55,光电法（光吸收法）测尘仪的测尘原理（P193图9-2）当开启仪器时，光源发光，经凸镜变成近平行光束，透过滤纸照射到硅光电池上，微安表将显示光电流。,56,当薄膜泵抽取一定体积的含尘空气时，含有煤尘的空气通过滤纸，煤尘被阻留在滤纸上，经过滤纸照射到硅光电池上的照度就减弱，微安表上指示出的光电流就变小。通过试验找出煤尘浓度变化与光电流变化的关系，即可直接从微安表上读出煤尘浓度来。,57,3、测尘采样位置及方法的确定,1）采样位置测尘点（或采样位置）的选择，由测尘目的确定

18、。（1）如果测定的目的是了解工人接触粉尘情况，测尘点应选择在接尘人员经常活动的范围内，高度一般位于工人呼吸带，即离底板1.5m左右。,58,（2）如果测定的目的是了解某一尘源的影响范围，则应根据尘源的特点，在其不同方向、不同距离布置固定测尘点或（及）移动测尘点。移动测尘点可布置成与尘源同步移动的或直接将测尘仪（或采样器）设于移动设备上。,59,（3）如果测定的目的是评价某一防尘措施或除尘装置的除尘效果，则应分别在采用和不采用该措施或装置的情况下，对操作点和呼吸带进行实测对比。当有风流影响时，一般应选择在尘源的下风侧或回风侧布置侧点。,60,2）采样方法粉尘浓度的采样方法，从测定目的方面，可以分

19、成个体采样方法和区域采样方法两种。个体采样方法：以工人每个工班实际的接触浓度来评价粉尘的危害程度。优点：便于从劳动卫生学的角度来评价工人受尘害的状况。缺点：评价治理措施的优劣存在一些不足。,61,区域采样方法：能够比较客观地评价作业场所的粉尘浓度状况，从而反映出治理措施的效果如何，但直接拿它来进行劳动卫生学评价尚存在一定的距离。两种方法各有利弊。因此，在评价作业环境粉尘浓度，必须根据测定目的，选择测定方法。,62,63,三 呼吸性粉尘采样效率曲线及其应用,1952年，英国医学研究会（BMRC）经过长期研究提出了呼吸性粉尘的定义即进入肺泡的粉尘。并与美国国家工业卫生工作者协会（ACGIH）一起，

20、将监察粉尘的仪器对粒径分离后的阻留率定为：当粒子的空气动力学直径从 2 m 增大到 7 10 m 时，阻留率从 100%降到 0，并绘出了标准采样曲线。关于呼吸性粉尘的定义和标准采样曲线于 1959 年在南非约翰内斯堡召开的国际尘肺会议上得到公认。这就是著名的 BMRC 和 ACGIM 曲线如图所示。,64,65,66,粉尘的粒径怎样测量呢？美国 TSI 公司研制出一种仪器，即 APS-33 系统标准球形粒子发生器。它的工作原理是测量粉尘颗粒与空气在薄壁孔穿过的速度差（粉尘颗粒由于粒径远远大于空气分子故惯性较大，速度滞后于空气）来测量粉尘粒子的空气动力学直径。因这种速度的延迟性只与粉尘粒子的空

21、气动力学直径有关。故国际上也规定 APS-33 标准球形粒子发生器是标定粉尘监察仪的基准。,67,我国ACH-1型呼吸性粉尘测定仪的采样曲线也是参照BMRC曲线研制的。,吸入总量曲线,68,四、粉尘分散度测定,1、测定目的和方法测定目的：在了解粉尘浓度的基础上，更进一步衡量粉尘的危害性对工作地点的劳动卫生条件进行评价，对正确选择防尘装备和措施，并检验其实际效果,69,四、粉尘分散度测定,1、测定目的和方法测定方法：质量粒径分布多用沉降法；数量粒径分布常用显微镜观测法（普遍）测定粉尘粒径分布时，要根据测定目的来选择测定方法。,70,2、显微镜法测量粉尘的分散度1）样品的制取为在显微镜下观测，需将

22、试样粉尘均匀地分布于盖玻璃片上。样品制作需细致，并注意样品的代表性。样品制作有滤膜涂片法和滤膜透明法两种。,71,（1）滤膜涂片法利用滤膜可溶于有机溶剂而矿尘不被溶解的原理，将采样后的滤膜放于磁坩埚或其它小器皿中，加12mL乙酸乙酯或乙酸丁酯溶剂，使滤膜溶解并搅拌均匀，然后取一滴加在盖玻璃片上的一端，再用另一玻璃片推片制成样品，一分钟后形成透明薄膜，即可观测。如果尘粒过于密集影响观测，再加入醋酸丁酯溶剂稀释，重新制作样品。此法操作简便，适于滤膜测尘，且样品可长期保存，是目前厂矿常用的方法。,72,（2）滤膜透明法将采样后的滤膜，受尘面向下平铺于盖玻片上，然后在样品中心部位用移液管滴一小滴二甲苯

23、，二甲苯向周围扩散并使滤膜成透明薄膜，数分钟后即可观测。注意：不要使滤膜受尘面向上，以防滴二甲苯时粉尘飞散；滤膜上积尘过多时，不便观测，因此此方法适用于低浓度粉尘环境的分散度测定。,73,2）目镜测微尺的标定显微镜放大倍数的选择以粉尘粒径分布范围宽窄来定。若范围较窄，则一般选用物镜的放大倍数为40倍，目镜放大倍数为1525倍，总放大倍数为6001000倍。,74,目镜测微尺（图9-13）是一线状分度尺，它放在目镜镜筒中，用以量度尘粒尺寸。但其每一分格所表示尺寸与所选放大倍数有关，因此使用前要用标准尺（物镜测微尺）标定。,75,物镜测微尺（图914）是一标准尺度，每一小刻度为10。标定时，将物镜

24、测微尺放在显微镜载物台上（相当于粉尘试样），选好目镜并装好目镜测微尺，先用低倍物镜，将物镜测微尺调到视野正中，再换成选用的物镜，调好焦距。操作时，先将物镜调至低处，注意不使碰到测微尺；然后目视目镜观察，慢慢向上调整，直至物像清晰。,76,缓慢调整载物台，使物镜侧微尺的刻度与目镜测微尺刻度的一端对齐（或某一刻度互相对齐），再找出另一互相对齐的刻度线。根据两者数值及物镜的分度是绝对长度10，可计算出目镜测微尺一个刻度所度量的尺寸。,77,如图9-15所示，两测微尺的0点相对，另一侧，目镜测微尺的32与物镜测微尺的14相对，即目镜测微尺的32个刻度的长度相当于物镜测微尺14个刻度的长度，则目镜测微尺

25、每一刻度的度量长度为：1014324.4m若要更换物镜或目镜时，要重新标定。,78,3）测定将准备好的样品放在载物台上，用选定的目镜和物镜，调整好焦距，然后用目镜测微尺度量尘粒大小，如图9-16所示。,79,特别提示：观测时样品的移动方向应保持一致；测量尘粒的定向径（指尘粒的最大投影尺寸，它由测微度尺的垂线与尘粒投影轮廓线相切的两条平行线间的距离来表示）；按粒径分布的分级计数；测定时对尘粒不应有选择，每一样品计测200粒以上，可用血球计数器分档计数。,80,根据测定要求划分出粒径分布的粒级范围一般划分为：2，25，510，1020，20，每一粒级范围取其平均值为该粒级的代表粒径。2粒级，因为一

26、般显微镜最小观测到0.5，其代表粒径按1.25计算，2粒级，如数量很少，即不再划分，并取20作为代表粒径或按实际平均粒径计。,4）整理测定结果,81,根据观测结果，计算其数量粒径分布（Pn）、质量粒径分布（Pw）及质量累积分布（R）等，并列成表格见表9-5。,82,表中质量累积分布（R），表示大于某一粒径的粉尘累计值占粉尘总量的百分数，即是筛上残留率（或称筛上累积分布）。,83,粉尘的粒径分布表示方法很多，除列表法外，常用的还有粒径分布曲线及粉尘粒径分布函数等。实际测定中，可根据需要加以选择。,84,五、粉尘化学成份分析1、测定目的许多资料表明，矽肺发病率的高低，发病工龄的长短，以及矽肺病变的

27、严重程度，除与粉尘浓度和分散度有关外，还与粉尘中游离SiO2的含量有着密切的关系。因此，在了解粉尘的职业危害性时，必须进行此项分析。,85,2、测定方法粉尘中游离SiO2含量的测定方法：物理的X光衍射法红外光谱分析法化学的焦磷酸法（我国较普遍）,86,焦磷酸法：利用在245250的温度下，硅酸盐溶于焦磷酸，而石英（游离SiO2含量通常在97%以上）几乎完全不溶的特性，用焦磷酸处理硅酸盐与游离SiO2的混合粉尘，然后用计重法进行测定。,87,测定时，将采集到的粉尘经烘干和研磨（粒径至5以下）处理之后，准确称样100200mg，放入50mL的硬质锥形瓶中，加入已制好的焦磷酸15mL，并用圆头玻璃棒

28、搅拌至完全湿润，插入300的温度计，置于可调电热的电炉上迅速加热至245250，在此温度下，持续15min。,88,然后在室温下冷却至100150，再在冷水中冷却至4050后，将其慢慢倒入盛有约100mL、5080蒸馏水的硬质玻璃烧杯中，使其完全混合。再用50左右的蒸馏水洗净锥形瓶，清洗液加入到样液中，将样液稀释至150200mL，搅拌均匀，煮沸，趁热过滤。,89,过滤完毕后，滤纸上的沉淀物用0.1N的盐酸洗35次，再用蒸馏水洗至无酸性反应为止。将滤纸连沉淀物置于已恒重的磁坩埚中，先低温炭化（切忌明火），然后放入高温电炉，以9501000灼烧30min，冷却称量至恒重。游离SiO2的含量按下式

29、计算：SiO2（F）=（W2W1）G100%式中，W1空坩埚的恒重值，g；W2坩埚与沉淀物的总重，g；G样品质量，g。,90,X射线衍射法测游离SiO2含量,X射线衍射法是一种研究晶体结构的分析方法，而不是直接研究试样内含有元素的种类及含量的方法。当X射线照射晶态结构时，将受到晶体点阵排列的不同原子或分子所衍射，根据干涉现象求相对应的衍射线强度，则可对物质进行鉴定。测游离二氧化硅含量时用粉末法制样。将200目的均匀粉末置于玻璃毛细管中，装入粉末照相机内测定。,91,粉末照相机成圆筒形。由X射线管发射的X射线束，透过滤光片后成为近乎单色的辐射束，通过细管准直，照射到样品晶体上。其中一部分X辐射被

30、晶体中的原子散射。粉末中所有与入射线的夹角为（该角决定于晶体的种类）的晶面散射的光束，在空间可连接成一个以入射线方向为轴，夹角为4的圆锥面。其他一定角度的散射可由其他方位的晶体产生。未被散射的辐射，通过出射细管射出照相机。散射线投射在衬有底片的相机内壁上，从而得出一对对的对称弧线组成的图样。,92,衍射图样的定性鉴定主要凭经验，可以根据纯晶体化合物的标准衍射图谱对照鉴别。对于定量测定，在试样组成简单的情况下，只需要在同一条件下将未知试样与含量已知的样品中特定的衍射线的强度作比较即可定量；对组成复杂的样品，则需要根据积分强度的概念，用解方程式的方法计算。,93,“目”是指每平方英吋筛网上的孔眼数

31、目50目就是指每平方英吋上的孔眼是50个，500目就是500个，目数越高，孔眼越多除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。目数越大，孔径越小。一般来说，目数孔径（微米数）15000。比如，400目的筛网的孔径为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。,补充知识“目”,94,六、煤尘沉积强度的测定煤尘的沉积强度（或称煤尘条件浓度）是指每昼夜（或产煤每千吨）在每平方米巷道上所沉积的煤尘量。1.测定意义：可以确定矿井的粉尘洒落量和沉积量；确定一般用水冲洗巷道时的冲洗周期；确定岩粉撒布周期和撒布量；了解矿井的粉尘火灾或爆炸指数等。,95,2.测量方法

32、吊盘法、集扫法、电气堆积法 吊盘法是沿巷道走向，每隔一段距离设一个测点，在测点上选用一定尺寸的集尘板平稳地固定在巷道周壁上，用来承受矿井空气所携带的沉降煤尘，以便测算测点处巷道单位面积上，单位时间内的煤沉降量。,96,可用白铁皮制成集尘板，设置集尘板时，在必要的地点采取防止冒落或片帮下来的煤岩碎渣掉入盘内的措施。当有少量的煤岩碎渣掉入时，用镊子拣出后，再进行干燥、称重工作。布点时可排除个别煤尘严重的地点，布点力求均匀，同一测点上大部分布置三个集尘板，部分沉积强度较低的位置可以只布置一个集尘板。,97,集尘板安装一天后便可下井收集掘进巷道各测点的粉尘。方法为：当有少量煤岩碎渣掉入时，先用镊子拣出

33、，然后将煤尘小心倒入称量瓶内，当还有少量残余时用小勺将残余煤尘刮到集尘板一个角落，再用二氯甲烷冲洗集尘板表面及小勺，直至将附于其上的煤尘悉数洗入收集粉尘用的称量瓶内，并按要求贴好标签，封好瓶盖以便带回地面分析。在将其带上地面过程中注意应尽量减少称量瓶的震荡。集尘板安装两天后，便可下井收集回风巷道、材料巷道各测点的粉尘。同上。,98,煤尘沉积强度的计算按煤矿井下粉尘防治规范的要求进行，其中沉降速度的计算公式为：为表示某一集尘板上的煤尘沉降速度，g/（m2*d）；Qa为在某一集尘板上采集的沉降煤尘量，g；Tcyi为该集尘板的采样周期，d；Aji为该集尘板的面积，m2。,99,煤尘沉积强度计算按下式

34、进行：为表示在测点i的煤尘沉积强度，g/（m3*d）；分别表示在某一测点处巷道顶板、两帮及底板的煤尘沉降速度，g/（m2*d）；分别为巷道的上、下净宽，m；hi为巷道的斜高，m；Ai为巷道的净断面积，m2,100,单米长度巷道内的日煤沉积量按下式计算：Qmi为单米长度巷道内的日煤沉积量，g/（m*d）；Li为巷道周长，m；为该段巷道内煤尘平均沉降速度，g/（m2*d），其计算公式为：,101,单独用水冲洗巷道的周期：式中：tcx为巷道煤尘冲洗周期，d；Cbx为煤尘爆炸下限浓度，取我国规定的煤尘爆炸下限浓度值，45g/m3,t,102,七、粉尘测定仪器仪表,准确测定作业环境粉尘浓度大小与粒度分布

35、等参数，其决定因素是多个方面的，但是测试仪器仪表非常关键。随着电子技术的飞速发展，粉尘测试仪表较之70年代，已经取得了巨大变化，这主要表现在仪器仪表向综合化、自动化、智能化三个方向发展。,103,综合化：即仪器仪表改变其功能单一的缺点，不少测尘仪器已经具备同时测定全尘与呼吸性粉尘浓度、粉尘分散度等功能。自动化：即测试仪器可以自动调节风速、风量，能根据环境粉尘浓度高低选择测定方法。智能化：很多测定仪器仪表具备自动储存测试数据并进行处理的功能。,工作原理：光散射原理和静电交流感应原理。适用范围：各种研究机构，气象学，公众卫生学，工业劳动卫生工程学，大气污染研究等。主要应用场所：1.适用于工矿企业劳

36、动部门生产现场粉尘浓度的测定2.卫生防疫站公共场所可吸入颗粒物的监测3.环境环保监测部门大气飘尘检测，污染源调查4.市政监烟,104,5.科学研究，滤料性能试验等方面现场测试6.现场粉尘浓度测定，排气口粉尘浓度监测7.药品制造测试8.职业健康和安全检测9.工厂需要清洁空气的地方，精密仪器，测试仪器，电子部件，食品，药品等制造工艺的管理,105,10.各种研究机构，气象学，公众卫生学，工业劳动卫生工程学，大气污染研究等11.建筑或爆破的地方的粉尘检测；工地场所暴露监测12.室内空气质量检测,106,107,目前粉尘测定仪器较多，按测定方法可分为粉尘采样器和快速测尘仪等。1、粉尘采样器1）AQF-

37、1型粉尘采样器 AQF-1型粉尘采样器系过滤式集尘计重短时定点（便携式）粉尘采样器，防爆型式为矿用安全火花型。它适用于煤矿测定浮游粉尘浓度。,108,该仪器由主机、采祥头、吸气导管及三角架组成，工作原理如图9-4所示。为了保证该采样器具有20Lmin的大流量采样功能、减轻重量、简化结构，采用了同样两组吸气泵系统并联结构。,109,该仪器的结构原理如图9-4所示，由微电机带动气泵抽吸含尘空气，由于淘析器的作用，使含尘空气中较大粒度的粉尘沉降在淘析器内，而较小粒度的呼吸性粉尘则被过滤器所收集，其粒度分析效能接近于尘粒在人体呼吸道的沉降规律。微电机由稳压器控制做恒速转动，取样时的抽吸气流经稳流盒稳流

38、后由流量计指示其流量。,110,它由两组相同结构的充气插孔、电池组、开关、电位器、电表、电动机和吸气泵等构成。通过三通稳流器来稳定气流，流量计指示流量。流量的大小可通过多圈电位器控制电动机两端的电压来调先，由电表指示电动机两端的电压。含尘气体进入采样头中，粉尘被阻留在采样滤纸上，从而达到粉尘采样的目的。采样时间用秒表计量和人工控制。,111,该仪器主要技术参数：采样流量（带滤纸）20Lmin抽气负压不小于19.95kPa流量计精度2.5级使用环境温度025外形尺寸24090200mm质量3.5kg,112,2）AQH-1型呼吸性粉尘采样器 AQH-1型呼吸性粉尘采样器便携式标准采样器，它可以在

39、一个工作班连续采样，用实验室天平称量出所采集到的粉尘总重量，计算出一个工作班内的呼吸性粉尘的平均浓度，即工作班平均暴露浓度，从而为评价粉尘作业环境的卫生条件及对尘肺病研究提供数据。,113,114,采样原理：微电机1带动薄膜气泵2抽吸含尘空气，气流以2.5L/min的稳定流量流经平板陶析器3和过滤器4，陶析器水平安装，具有四个通道，根据重力沉降原理设计对尘粒进行分选，由于淘析器的作用，使含尘空气中较大粒度的粉尘沉降在淘析器内，而较小粒度的呼吸性粉尘则被过滤器滤膜5收集，其粒度分析效能接近于尘粒在人体呼吸道的沉降规律（BMRC曲线）。从过滤器出来的干净气流，经薄膜气泵2，稳流盒6，通过流量计7排

40、出采样器壳体，并保持微小压力，防止粉尘进入采样器壳体。稳流盒的作用是减少气流的脉动，提高流量稳定性。吸气泵的吸气总体积通过计数器8显示。微电机由稳压器控制做恒速转动，保证流量稳定。,115,该采样器主要技术参数为：采样流量2.5Lmin粒度分散装置符合呼吸性粉尘标准曲线可连续工作10h防爆性能为安全火花型（KH）外形尺寸230120175mm，质量约4kg使用温度0-35，湿度1.5kpa，参考价格：5500元，镇江煤矿专用设备厂,116,ACGT-1技术参数（个体粉尘采样器）：采样流量2 Lmin，抽气负压5kpa，连续工作8h，使用温度0-35，湿度95%，外形尺寸：140*85*90mm

41、，重量0.8kg，参考价格960元，南京仪表元件厂。,117,3）两级计重粉尘采样器其主机部分与前面采样器一样，需要一个恒定的采集含尘空气的流量，主要的区别在于采样头的结构。两级计重的采样器，大多数按惯性原理利用气流中粒子的惯性冲击，粗大粒子在冲击板上沉积的装置，进行分级计重。分级效率，可按惯性参数进行设计，可以与BMRC曲线拟合。,118,国产AFQ20A型矿用粉尘采样器，由吸气泵、稳流电路、安全电源仪器有可编制自动计时控制电路，可自动定时采样，时间显示器可显示采样预置时间及采样空气流量显示，欠压自动切断电源等功能。仪器配有系列粉尘采样分级装置，能测定全尘、呼吸性粉尘及两级计重分级采样等特点

42、。,119,2、快速直读式测尘仪1）ACG1型光电煤尘测定仪 是一种便携式快速煤尘测定仪，适用于煤矿井下采煤工作面、回风道等处测定浮游煤尘的浓度。仪器采用本质安全型电路，同时具有快速直读、操作简便、质量轻、携带方便等优点。,120,该仪器外形面板如图9-9所示。测尘仪主要包括测量、采样、电路等三部分。由微电机、薄膜泵、稳流室、硅光电池和时控电路等构成，整机内部结构如图9-10所示。,121,当接通微电机电源时，电动机转动，薄膜泵吸气。含煤尘气体经过采样口通过滤纸，煤尘被吸附在滤纸上。当采样体积达到预定值时由控时电路自动关断电机电源，此时采样结束。根据集光消光法原理，通过对滤纸集尘前、后通光照度

43、乃至光电流的变化，经光电转换电路将光电流转换成煤尘浓度值，由指示表读出。,122,该仪器用于测定全尘质量浓度，测量范围01000、02000mgm3；测量误差为25；测量时间2min；每条滤纸带采样数40个；仪器使用环境温度035，相对湿度98；外形尺寸190110106mm；质量2.5kg。,123,2）ACH系列呼吸性粉尘测定仪 ACH系列呼吸性粉尘测定仪是应用光吸收法原理，间隔采样，具有粒度分级装置，直接测定呼吸性粉尘浓度的仪器。,124,该系列目前有ACH1型和ACH2型两种。前者用于测定煤矿井下的石灰岩、砂岩、页岩及煤等四大类呼吸性粉尘浓度；后者（原名锚喷水泥粉尘测定仪）是ACH-1

44、型的派生产品，用于专门测定煤矿井下或地面的呼吸性水泥粉尘浓度。,125,测尘仪主要由采样和测量两部分组成，如图9-11所示。采样部分由旋风器、滤纸带、稳流盒、薄膜泵、微电机和采样时间控制电路组成。测量部分由红外光源、透镜、滤纸带、测量光电器件、放大器和微安表组成。,126,测尘仪利用薄膜泵抽取一定体积的含尘气体，经过旋风器分离后，不能进入肺部的粉尘由旋风器收集，能进入肺部的粉尘吸附在滤纸上。半导体红外光源发出红外光经过透镜聚集在旋风器排气管的小孔后再射到滤纸上，通过滤纸吸尘前后光通量的变化来测定粉尘浓度。,127,该系列仪器主要技术参数为：测量范围ACH-l型010，050mgm3，ACH-2

45、型050，0250mg/m3；测量一次时间3min；每卷滤纸测量次数35次；仪器使用环境温度035，相对温度95；外形尺寸245l8394mm；质量4kg。,128,3）ALJH-1型呼吸性粉尘连续检测仪该仪器现代的光散射技术应用于快速测尘和经典的滤膜质量法融合为一体优势：长时间连续检测、存贮、回放处理平均粉尘浓度及瞬时粉尘浓度的变化数据作用：为分析作业场所产尘原因和综合治理粉尘提供可靠数据，对作业环境进行卫生学评价。是目前国内外公认的一种先进的测尘仪器。,129,ALJH1呼吸性粉尘检测仪结构原理如图9-12所示。该仪器采用平板淘析器，它的效能符合BMRC曲线。呼吸性粉尘经淘析器分选出来进入

46、光气室，测定其光散射强度的对应标量，由于采取了一系列电路、反馈稳定和辅助结构措施，使该仪器能连续稳定地测量呼吸性粉尘浓度，同时将粉尘浓度变化信息存贮起来，在地面回放系统中模拟曲线回放处理。,130,该仪器主要技术参数为：量程0199.9、019.99mgm3；流量0.625Lmin；过滤器用滤纸47mm；数字显示为3.5位数字液晶显示；取样周期1256h；数据输出为模拟和数字两种；连续工作时间24h；,131,防爆型式为本质安全型，410110150mm；质量8kg。快速测尘仪，特别是连续快速测尘仪的应用，将为人们提供作业机械和作业工艺与产尘量之间的相关信息，并通过工作找到分析量与产尘量之间的

47、最佳关系。,132,3、间接法测量粉尘的粒径分布间接法测量粉尘的粒径分布是通过测量尘粒的光吸收或光散射量间接进行测定的。,133,1）Sa-CP2-20型离心沉降式粒度分析仪 这种仪器（日本产）是自然沉降和离心沉降相结合的液相沉降式中利用消光法来测定粒径分布的。消光法的原理是在悬浊液中沉降的粒子经一定时间沉降后，其粒子状态将按其粒径大小依次从下至上排列，形成梯度浓度。用光照射悬浊液时，由于粒子的遮光作用，透过悬浊液的光强较之清液大为减弱，随着时间的延长及粒子的沉降，光强的减弱程度减少。检测粒子的消光系数便可求得粉尘粒径分布。,134,由于光电的灵敏度高，分辨力强，沉降距离短，与移液法和沉降天平

48、法相比，其测量精度高，分析速度快（5min左右），所需样量少。同时，该仪器分析的粒径范围广，光学测量系统既可在自然沉降条件下测量，又可在离心沉降条件下测量；粗粒子用自然沉降的方式测量，细粒子用离心沉降的方式测量。仪器配有一台微型计算机，将粉尘的消光系数输入后，即可在极短时间内自动显示粒径分析结果。,135,2）库尔特计数器库尔特计数器（英国产）是以电阻法为其工作原理测定粉尘分散度的。它包括玻璃仪器感应头和电子主机两大部件，如图4-12所示。玻璃仪器感应头由一支带有光滑小圆孔的石英玻璃（筒称小孔管）和小孔管内外的一对电极与电子主机恒流源相接而成。,136,将小孔管置于盛有均匀分布粉尘的电解液的烧

49、杯中。通电后，当尘粒随电解液从烧杯通过小孔流进小孔管时，使小孔处的电阻值产生变化，由于电阻的变化而使两极间产生一个正比于通过小孔的尘粒体积的电压脉冲，电子主机接收电压脉冲信号后，经放大、甄别、整形、分道计数。,137,测定时，只要记录一定体积的含尘电解液（0.5ml）中各种电脉冲数值，通过换算就可得出粉尘中各种粒径的尘粒体积（或质量）百分数。,138,139,4、煤矿粉尘连续监测系统1）建立煤矿粉尘连续监测系统的目的（1）使地面管理部门直接了解井下各作业区的产尘情况，进而控制井下通风防降尘设施的运行状态，确保矿井安全生产和有一个良好的作业环境。,140,（2）避免现行测尘的随机误差，正确反映作

50、业区各工序的高低峰粉尘浓度值及累计平均浓度值，为正确评价粉尘作业环境提供科学依据。（3）实行长期连续监测，可以对矿工的粉尘吸入量作统计分析，为预报和控制尘肺提供可靠数据。,141,2）煤矿粉尘连续监测系统的组成粉尘连续监测系统由井下监测固定机、携带机和井下数据储存器、收发送装置、地面控制中心等组成。在井下有人工作区设置固定监测单机，测定的数值能自动储存并能通过光纤维通道输送给井下数据储存器，并由储存器输送给地面控制中心的微型计算机进行数据处理。计算机将处理后的数据直接显示，并绘制成曲线和打印输出。,142,井下的携带机测定数值也可通过井下流动监测仪数据发送设备传送到地面控制中心。控制中心可根据