煤尘危害及处理措施讲义课件.ppt
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1、煤尘危害及处理措施,1,目 录,粉尘及其危害粉尘危害的预防,2,粉尘及其危害,3,粉尘及其危害,几个基本概念粉尘:是指能够较长时间悬浮在空气中的固体颗粒。呼吸性粉尘:一般含义是“能被吸入人体肺泡的浮尘”,否则为非呼吸性粉尘。粉尘中游离二氧化硅含量:是指粉尘中未与金属氧化物结合的游离态二氧化硅占粉尘质量的百分比。游离二氧化硅常以结晶态存在,它在粉尘中的含量对尘(煤、矽)肺病的发生发展起重要作用。其含量高,粉尘的致病力强。,4,粉尘及其危害,粉尘分散度:空气中细微颗粒(直径5m以下)粉尘占粉尘总量的百分比。矽尘:游离二氧化硅含量在10%以上的粉尘。尘肺病:尘肺是由于在生产环境中长期吸入生产性粉尘而
2、引起的肺弥漫性间质纤维性改变为主的疾病。它是职业性疾病中影响面最广、危害最严重的一类疾病。生产环境的粉尘是尘肺产生的首要条件。但是在同一环境中接触相同性状粉尘的工人,并不一定都患尘肺病,一般情况下只有少数人可患尘肺,而且发病时间迟早不同,病变程度也轻重不一,这是因为人们的机体对粉尘的防御功能及敏感程度不同。煤矿尘肺包括三种:,5,粉尘及其危害,1、矽肺,岩石掘进工作面各工艺过程产生大量岩尘,岩尘中含有游离二氧化硅,一般含量在1830%不等。煤矿建井时期以岩石作业为主,故病例中以矽肺较多。2、煤矽肺,生产矿井病例中居多数,因为生产矿井多数工人为混合工种作业。3、煤肺病,是由煤尘所引起的尘肺病,病
3、例多见于纯采煤工种。,6,粉尘及其危害,粉尘的分类:按组成成分可分为:煤尘、岩尘以及其他粉尘,如水泥尘等。按粉尘的存在形式可分为:浮尘、落尘(沉积粉尘)。按粉尘中游离二氧化硅含量可分为:矽尘、非矽尘。按煤尘的爆炸性可分为:有爆炸性煤尘、无爆炸性煤尘。,7,粉尘及其危害,粉尘的危害致病:工人长期吸入粉尘后,轻者会患呼吸道炎症,重者会患尘肺病。尘肺病引起的矿工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。据了解,2005卫生部共收到全国30个省、自治区、直辖市(不包括西藏、港、澳、台)各类职业病报告12212例,其中尘肺病病例报告9173例,占75.11%,尘肺病例死亡966例,尘肺晋期病例963例。通报显示
4、,截至2005年,中国的尘肺累积病例607,570例,其中存活病人为470,089例。通报指出,矽肺和煤工尘肺仍是最主要的尘肺病,分别为4358和3967例,两者共占尘肺病例总数的90.8%;其次是水泥尘肺177例、石棉肺170例和电焊工尘肺148例。尘肺新病例主要来自煤炭行业4477例,占48.80%。尘肺病例数据分析表明,尘肺病发病工龄在缩短。21个省共报告了接尘工龄在2年以下的尘肺病例211例,最短接尘时间不足三个月,平均发病年龄40.9岁,最小发病年龄20岁。1971例实际接尘工龄在10年以下,占21.49%。急性尘肺病集中发生在金矿采挖、石英砂粉碎和坑道工程建设等行业,地区分布主要在
5、浙江、广西、青海、安徽、湖南、贵州和甘肃等地。每年死于尘肺病的患者是矿难和其他工伤事故死亡人数的三倍多。,8,粉尘及其危害,卫生部目前统计的煤矿尘肺病数字,仅仅是国有大型煤矿的病例数,还不包括地方煤矿和乡镇煤矿。2003年,全国产煤17.4亿吨,其中地方煤矿和乡镇煤矿占9亿吨,占一半多;“专家们估计,这类煤矿的尘肺病要远远高于国有大型煤矿”,那么,实际数字至少比“58万多名”多出一倍,也就是说,全国估计有120多万尘肺病患者。120多万意味着什么?意味着每1000个中国人里头,就有1个尘肺病患者!“百万中国人可能跪着惨死”并非完全是危言耸听的“神话”。,9,粉尘及其危害,在“煤都”大同,仅大同
6、矿务局一个局,多年来已累计查出尘肺病患者1082人,其中比较严重的二、三期患者达2500人;累计死于尘肺病的矿工达3131人,去年一年就死亡115人;目前存活的尘肺病人尚有6951人,其中病情较严重的有400多人。山西全省累计查出煤矿尘肺病人3.6万例,占全省总人口的千分之一。据国家疾病控制中心职业病与中毒控制所首席专家李德鸿研究员测算,全国每年尘肺病造成的直接经济损失达80亿元,间接损失达300亿至400亿元。,10,粉尘及其危害,根据卫生部门的普查结果,集团公司尘肺病人总计为1427人,而且每年新增尘肺病人数占普查人数的3以上。因大量吸入粉尘而罹患的尘肺病,已经和正在严重威胁着数十万煤矿工
7、人的生命和健康。如不采取有效措施加以预防和治疗,尘肺病的肆虐将严重损害煤矿生产力,造成量大面广的社会问题。,11,粉尘及其危害,这个使庞大人群受到困扰的疾病已受到中央领导的高度重视,并分别在有关文件上批示。2004年11月,经国务院批准,中国煤矿尘肺病治疗基金会成立,同时启动尘肺病康复工程。一年来,国家煤矿安全监察局设在北戴河的尘肺病康复中心为20多家煤矿企业的338名尘肺病工人进行了治疗。35年内将年治疗尘肺病患者60008000人。据中国煤矿尘肺病治疗基金会理事长濮洪九介绍,该基金会主要靠各大煤矿企业捐款,一年来共收到18家企业的捐款4200多万元。但这笔资金对于众多需要救助的尘肺病人来说
8、,还是杯水车薪。同时,由于全国尘肺病人众多,仅靠尘肺病康复中心一家治疗,能力远远不足,特别是地处偏远的尘肺病高发地区的病人的治疗已成为亟待解决的问题。据悉,基金会正在加快灌洗技术推广,以尽快提高年治疗量。将在条件比较好的矿区,选择定点医院推广,计划在35年内将肺灌洗技术推广到1520家企业,年治疗60008000人。据了解,这项技术的推广应用受到一些煤炭企业和地方政府的积极响应。目前在山西晋城煤业集团的积极请求下,经严格筛选,已选定晋煤总医院作为基金会第一家技术转让单位。大量返乡的煤矿农民工还没有进入人们的关注视野。,12,粉尘及其危害,尘肺病患者灌洗术后污浊的回收液,13,粉尘及其危害,煤尘
9、的燃烧和爆炸煤尘爆炸的条件:煤尘本身有爆炸危险性。据统计,我国90%以上的煤矿的煤尘都具有爆炸性。悬浮在空气中的煤尘云达到一定的浓度。煤尘只有在空气中呈悬浮状态并达到爆炸界限范围。高温热源。我国煤尘爆炸的引燃温度变化大约在6101050之间。烟煤一般为650900。,14,粉尘及其危害,空气中氧气浓度大于18%。空气中氧含量小于18%时,煤尘就不能爆炸。这个条件始终具备。煤尘爆炸的机理:煤尘爆炸是空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程。煤是复杂的固体化合物,被破碎成微细的煤尘后,总表面积显著增加,当它悬浮于空气中,吸氧和被氧化的能力大大增强,在外界高温热源的作用下,悬浮的煤尘单位时间内能吸收更多的
10、热量,大约300400时,就可放出可燃性气体,其主要成分为甲烷以及乙烷、丙烷、丁烷、氢和!(左右的其他碳氢化合物。这些可燃性气体积聚于尘粒周围,形成气体外壳,当这个外壳内的气体达到一定浓度并吸,15,粉尘及其危害,收一定能量后,链反应过程开始,游离基迅速增加,就发生了尘粒的闪燃;闪燃的尘粒被氧化放出的热量,以分子传导和火焰辐射的方式传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,反应速度急剧增加,燃烧循环地继续下去;由于燃烧产物的迅速膨胀而在火焰波波阵面前方形成压缩波,压缩波在不断压缩的介质中传播时,后波可以赶上前波;这些单波叠加的结果,使火焰面前方气体的压力逐渐增高,因而引起了火焰传播的自动加速;当火焰
11、速度达到每秒数百米以后,煤尘的燃烧便在一定的临界条件下跳跃式地转变为爆炸。,16,粉尘及其危害,煤尘粒子的气相燃烧模型,反应生成物O2、H2O,O2,燃烧带(火焰),可燃气体,煤尘粒子,17,粉尘及其危害,煤尘爆炸的特征:煤尘爆炸反应与燃烧反应是相同的反应形式。煤尘爆炸反应时煤尘粒没有完全燃烧尽,残留的碳未燃烧。煤尘燃烧反应时,生成的可燃性气体外碳也被烧尽。煤尘爆炸最终产物数量大、种类多。,18,粉尘及其危害,煤尘爆炸的危害:高温高压:火焰温度高达16002242。煤尘爆炸的理论压力为735.5kpa,但是在有大量沉积煤尘的巷道中,爆炸压力将随着离开爆源的距离的增加而跳跃式地增大。只要巷道中有
12、煤尘,这种爆炸就会不停地向前发展,一直传播到没有煤尘的地点为止。对发生煤尘爆炸事故的矿井调查表明,一般距爆源1030m以内的地点,破坏较轻,尔后离爆源越远,破坏越严重。根据煤尘爆炸试验,距爆源200m的巷道出口处,爆炸压力可达0.51Mpa,如在爆炸波传播的通道内有障碍物、断面突然变化处或拐弯等,爆炸压力还将上升。,19,粉尘及其危害,连续爆炸:煤尘爆炸和瓦斯爆炸一样,都伴随有两种冲击:进程冲击在高温作用下爆炸瓦斯及空气向外扩张;回程冲击发生爆炸地点空气受热膨胀,密度减小,瞬时形成负压区,在气压差作用下,空气向爆源逆流,促成的空气冲击,简称“返回风”,若该区内仍存在着可以爆炸的煤尘和热源,就会
13、因补给新鲜空气而发生第二次爆炸。由于煤尘爆炸的压力波传播速度很快,能将巷道中的落尘扬起,使巷道中的煤尘浓度迅速达到爆炸范围,因而当落后于压力波的火焰到达时,就能再次发生煤尘爆炸。有时可如此反复多次,形成连续爆炸。,20,粉尘及其危害,产生有害气体:煤尘爆炸时产生的一氧化碳,在灾区气体中的浓度可达23%甚至高达8%左右。爆炸事故受害者中的大多数(7080%)是由于一氧化碳中毒造成的。煤尘爆炸时一氧化碳明显增多,是因为单位空间的氧与燃料比与气体爆炸相比较,燃料显得充裕,发生不完全燃烧所致。根据对爆炸后气体的分析,计算出C/0 比,就可以确定爆炸物质是气体还是煤尘。瓦斯爆炸时的C/0 比值为2.32
14、.8,煤尘爆炸为316。煤尘爆炸传播过程中,由于煤尘粒子的热变质和干馏作用,除产生一氧化碳、二氧化碳(富氧时)、甲烷和氢气以外,还产生干馏气体,并含有毒气体,如氢氰酸(HCN)。,21,粉尘及其危害,煤尘爆炸事故类型:按照爆炸事故特征,煤矿粉尘爆炸事故可以分成两类:一类是单一的煤尘爆炸事故,另一类是瓦斯煤尘爆炸事故。单一的煤尘爆炸事故,是指在没有瓦斯参与的情况下,由于矿井粉尘浓度处于爆炸极限浓度区间内,在外界火源激发的情况下,发生爆炸事故。例如,1960年山西大同矿务局老白洞煤矿的煤尘爆炸事故就属于单一煤尘爆炸事故,这类事故的外界火源多为放炮引起的能量密度较高的火源。瓦斯煤尘爆炸事故,一般是矿
15、井首先发生瓦斯爆炸,爆炸冲击波扬起巷道四壁的沉积粉尘,形成“粉尘云”,其浓度处于爆炸极限范围内,在瓦斯爆炸气流的高温高压作用下,煤尘被强制点燃爆炸。这类事故一旦发生,如果矿井未设立阻爆隔爆系统或系统不完善,则会导致矿毁人亡的灾难性后果发生。,22,粉尘及其危害,我国曾经发生多起煤尘爆炸事故。1960年发生在山西大同矿务局老白洞煤矿的煤尘爆炸事故,死亡684人,为建国以来煤矿工业死亡人数最多的一起事故。煤尘爆炸事故中的瓦斯煤尘混合爆炸事故,一般是瓦斯爆炸事故的爆炸波和爆风扬起沉积在地面的煤尘,发生二次爆炸甚至多次爆炸,事故后果经常是灾难性的。例如,1942年日伪统治下的辽宁本溪煤矿发生的瓦斯煤尘
16、爆炸事故,死亡1549人,伤146人,成为世界煤矿开采史上最大的伤亡事故。2000年9月27日贵州水城矿务局木冲沟煤矿瓦斯煤尘爆炸事故,死亡162人。因此,预防煤矿重大瓦斯煤尘爆炸事故一直是煤矿安全工作的重点。,23,粉尘及其危害,煤尘爆炸性的鉴定与评价:煤尘有无爆炸性的判断可燃基挥发分Vdaf亦称爆炸性指数,是判断煤尘有无爆炸性和爆炸性强弱的依据之一。一般来讲,可燃基挥发份含量小于10%的煤尘基本无爆炸性,可燃基挥发份含量大于10%的煤尘基本无爆炸性。我国现行的评价方法是先对试验煤样进行工业分析,求出可燃挥发分含量,对煤尘爆炸性作出初步评价,再经爆炸性鉴定,对煤尘爆炸性得出定性结论。,24,
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