煤尘爆炸的预防 
    1． 煤尘与瓦斯的异同点

    大多数煤尘在一定条件下都能引燃，并能发生猛烈破坏，在爆炸中，其燃烧与爆炸性，在许多方面与爆炸瓦斯相同：

    （1） 煤尘与瓦斯一样，它在空气中的浓度也有燃烧爆炸的低限度与高限度。

    （2） 从爆炸时的温度看，煤尘与爆炸性瓦斯也常相似，瓦斯爆炸温度可达摄氏2150—2650度，煤尘爆炸温度可达摄氏2300—2500度。

    （3） 爆炸瓦斯引燃温度为摄氏650—750度，细的与干燥的煤粉的引燃温度为摄氏700—800度，一般说来，一切可以引燃爆炸瓦斯的高温热源，都可以引燃煤尘的尘云。

    但是，煤尘与爆炸瓦斯也有许多不同点：

     （1）在瓦斯爆炸时几乎全部生成二氧化碳，而煤尘爆炸时则总是生产大量的一氧化碳。

    （2）瓦斯从煤层或岩帮内放散出来以后，就全部与巷道内的空气混合在一起；而煤层内部产生的，飞扬在巷道空气内的煤尘，其主要部分却是沉落在巷道两帮和底板上，只有当这些煤尘扬到空气内的时候，才能造成爆炸性尘云。

    （3）巷道空气内的瓦斯含量，即使比瓦斯爆炸的最低限度小几倍，通过仪器也能发现，可是巷道内的煤尘量即使已达到危险程度，往往也是很难发现的。如空气含有煤尘112/克立方米（能完全燃烧，最猛烈的爆炸含量），分布降落在断面为2×2平方米的巷道两帮及顶底板上，其厚度不超过十分之一毫米，如不注意检查，是不容易发觉的。

    （4） 爆炸瓦斯无论在任何地点，它的引燃性与爆炸性都是大致相同的，而煤尘引燃性的伸缩范围却很大；有的煤尘事实上不会引燃，有的煤尘则引燃性与爆炸性都不亚于爆炸瓦斯。煤尘的引燃与爆炸性，与其粒度粗细，含有可燃性物质多少，以及灰分、水分等因素是有很大关系的。

     从上述情况可知，煤尘的危险性并不亚于爆炸瓦斯，所以要十分重视煤尘的爆炸。

    2． 煤尘爆炸的规律及决定煤尘爆炸因素

    具有一定的细度的挥发份和可燃物质所占比例超过10%的煤尘，在空气中的含量达到一定限度，遇有火源，就能发生爆炸；这是煤尘爆炸的一般规律，具体说，有以下四种因素：

    （1） 煤尘的粒度。尘粒越细，爆炸的危险性越大。从最微细的尘粒到直径为毫米的尘粒为止，都能参加煤尘的爆炸。但是爆炸的主体是能够通过80号筛网的尘粒（直径小毫米）。这样的尘粒，用手指搓揉是感觉不出来的，只有在积层较厚的一层时，才有一种鹅绒似的感觉。这样的尘粒，在煤层中的百分比越大，煤层的爆炸性就越大。实验证明，煤层中含有10%的小于1/15毫米的尘粒和90%的1/10-3/4毫米的尘粒，只要在一公斤煤尘中加入大约1.2公斤的非可燃性岩粉，煤尘即不再爆炸；如果煤尘中全部都小于1/10-1/15毫米的尘粒，则须加入大约3.5公斤的非燃性岩粉，才使其不再爆炸。

    （2） 煤尘的成分。煤尘的爆炸性与它们含有可燃挥发份的多少有很大关系，所含的可燃挥发份越多，爆炸的危险性越大。煤尘的挥发份指数（即爆炸指数）可按下列公式算出：
    

     经过比次的化学试验及平洞试验证明，挥发份指数小于10%（贫煤与无烟煤），即可认为是实际上不爆炸的灰尘；指数在10~15%的范围内，即可认为是爆炸性较弱的煤尘；指数大于15%，则为爆炸性大的煤尘，而指数越大爆炸性越强。

    （3） 巷道内的煤尘量。一般沉落在巷道内的煤尘量达到100—120克/立方米，在一定程度，一定挥发份指数的条件下，才有爆炸的危险。但在煤尘细度为80%能通过80号筛网，挥发份指数为30%、含量为80克/立方米的情况下，也曾发生过爆炸。假如煤尘是更细的（有75—100%能通过80号筛网）其挥发份指数在30%以上，而且又是飞扬在空气中的，则其含量为30克/立方米，或者更少时，也会发生爆炸。

    （4） 爆炸瓦斯的含量。只要空气中含有爆炸瓦斯，煤尘爆炸的危险性就会大大增加。有时空气中所含的爆炸瓦斯虽然不大（1—2克）可是它所造成的危险性并不小，这主要是因为它可降低煤尘的爆炸限度，增加煤尘爆炸的危险性，在煤尘含量上增加1%的瓦斯，相当于增加12克/立方米的煤尘。例如，某种煤尘的尘云在空气中没有爆炸瓦斯时，含量达到 40克/立方米，遇火才能开始引燃爆炸；而空气中含有2%的沼气时，只要含量达到16克/立方米，就可发生燃烧爆炸。

     此外，煤尘的分布，巷道的断面的变化和湿度等，对煤尘爆炸也有一定的影响。如煤尘集存在棚顶的较集存在底板和两帮上的危险性大。这些也是应予注意的。

    3． 煤尘爆炸的主要特性

    （1） 煤尘爆炸所造成的压力和热力，并不亚于瓦斯爆炸，有时还会大大地超过瓦斯爆炸。但在另一种情况下，它又只表现在爆炸形式的燃烧，火焰在煤尘尘云中的扩大蔓延程度比较慢，而成为一种“平衡火焰”。

    （2） 煤尘爆炸的蔓延速度和压力，会随着远离火源而加大。试验中得出的结果是，距离引燃点50米处的传播速度为20—50米/秒，距离火源较近的地点压力约为1.5公斤/平方厘米，距离火源较远地点（150—200米）压力约为5—10公斤/厘米＜sup＞2＜/sup＞，甚至可达30—40公斤/平方厘米。

    （3） 井下煤尘爆炸，遇到巷道曲折和断面不一致而受到阻碍时，会立即转为剧烈的爆炸。经试验证明，只要在平巷加上一个15×15厘米的角铁或用其做成的铁环，爆炸压力就能提高8—10倍，爆炸速度就能提高2—3倍。

     煤尘爆炸还会产生大量的一氧化碳。爆炸后一氧化碳的含量，一般的可达到5—6%，有时还会更多些，矿井煤尘爆炸事故中的遇难者，有70—80%是由于这种气体中毒造成的。

    4． 防止煤尘爆炸的主要方法

    防止煤尘爆炸，在理论上最主要和最有效的方法是以新鲜风流将煤尘冲淡，并将不清洁的空气排出井外。但是，实际上这种方法是不能达到预想效果的。因为风流对煤尘能起干燥的作用，能助使煤尘在空气中飞扬，强力的风流能使煤尘传播平常所不能达到的处所。此外，要用风流来清除悬浮的煤尘，必须有6—8米/秒以上的风速，而这样的风速在工作面是绝不允许的，清除矿井中的煤尘，可以用小心打扫的办法，但在矿井中有很多地点是无法扫清的，而且有些地方清扫之后又会不断地沉落下来。因此，防止煤尘爆炸不能简单地采取一种方法，而要根据它的爆炸规律，采取下列综合措施：

    （1） 防止煤尘产生及飞扬的措施：

    第一， 采用水采，水运是防止煤尘产生的最根本方法，也是防止电溜子事故，简化采煤程序提高产量及劳动生产率的最有效的措施，应该积极地创造条件，予以推行。

    第二， 在没有条件实行水采、水运的地方，可以采用以下几种方法来防止煤尘产生和飞扬：①在割煤机的截盘上装置洒水设备，在割煤时往割槽洒水，以湿润煤粉、防止飞扬。②利用顿巴斯康拜因的洒水设备，在割煤，粉碎和向运输机装煤时湿润煤。③用喷雾器在回采工作面的煤壁表面洒水，特别注意在溜煤眼，溜子头及采煤、运煤、卸煤容易发生煤尘飞扬地点洒水。这样不仅可以湿润煤粉，防止煤尘飞扬，而且可以用喷散出来的细小水滴减少悬浮在空气中的煤尘。④用5—30个大气压的压力向钻孔内压水，使水沿着煤体的缝隙及成层面透入，润湿煤层。

    采用洒水方法能使井下空气中煤尘量减少90%以上，但如执行得不认真，则不能收到降低煤尘含量，防止煤尘爆炸的效果，反而会给生产带来很多不利，如增加工作面的潮湿，增高煤的水分，造成采煤及运输中的其他困难等。为了有效地防止煤尘的产生、飞扬和节约用水，除了认真执行洒水的各项规定外，最好能在水中添入1—1.5%的特种湿润剂（石脑油、糖浆，汽油的油渣等）加入这些湿润剂的好处是：空气中的煤尘量可比用清水洒水平均减少50%，可节约用水量30%。

    除了上述办法防止煤尘的产生和飞扬外，还应采取以下措施：①严格遵守安全规程的规定。在积有大量煤尘的地点，每月至少要用水冲洗一次，或用水喷湿后扫除一次。主要运输巷道和通风巷道，每六个月至少要进行一次刷浆，并要经常检查煤尘沉积情况，发现煤尘沉积，要立即冲水清扫，以防沉积在巷道内的煤尘再飞扬起来造成爆炸危险。②禁止从装有箕斗提升的主井井筒内装有皮带运输机的斜井井筒内通风；③用风镐落煤时，要按劈裂面进行采煤。这样可以采下大块、减少碎煤；④禁止使用溜煤眼通风，并严格防止其漏风。堵塞在溜煤眼内的煤块，禁止用放炮的方法崩落。⑤加强煤车维护检修、装车不要过量，尽量减少煤车沿途漏煤。

    （2） 预防煤尘燃烧的措施为了预防煤尘燃烧爆炸。除了应该实行以上所说的防止煤尘产生和飞扬的措施，并按照安全规程的规定，从使用防爆设备、安全炸药、禁止吸烟和产生明火等方面严格防止火源以外，还必须严格按照安全规程的规定，认真采取撒布岩粉的办法，以便增加煤尘的灰分，消除它的爆炸性能。撒布岩粉后，岩粉和煤粉混合物中的不燃物的最低含量，应该根据煤尘爆炸性试验确定：在无瓦斯矿井中不得低于60%；在瓦斯矿井中不得低于75%。此外，为了防止放炮时引出煤尘爆炸，在有瓦斯或有煤尘危险的煤层放炮时，每个炮眼口的外部，都要设置岩粉板。岩粉板上的岩粉量，要根据炮眼装置药量计算：每200克炸药要有1.5公斤岩粉；装药量不够200克时，岩粉也不得少于1.5公斤。在有几个自由面的工作面放炮时，每个炮眼口上要撒布3公斤以上的岩粉。在掘进工作面放炮前，掘进工作面及其附近20米的巷道内部要撒布岩粉。在有煤尘爆炸危险的矿井，装药前和放炮前，放炮员要检查工作面和工作面附近20米的巷道内是否已经撒布岩粉，如果没有，不能装药放炮。

    （3） 限制煤尘爆炸扩大范围的措施：限制煤层爆炸扩大范围的最重要的措施是布置岩粉地带和设置岩粉棚。岩粉地带就是在运输和通风巷道一定的长度以内撒布岩粉。上山风眼、小平巷和进行放炮以及有电气设备的一切地点，都要撒布岩粉。如果矿井是采几个煤层的，即使其中有一个煤尘危险，所有与危险煤层连接的巷道都要撒布岩粉。撒布岩粉的长度不应小于300米。并且要在连接两个煤层的巷道中设置岩粉棚。

    岩粉棚是阻碍煤尘爆炸扩大范围的有效措施，其作用等于一个集中的撒布岩粉地带。方法是：在巷道棚子上横向设置一些托有岩粉的平行的平板，平板距巷道轴面的高度不应小于1.8米；宽度不得小于250毫米，也不得大于500毫米。岩粉板应该一个接一个地设置，间隔要等于岩粉板本身的宽度。这样万一发生煤尘爆炸时，走在火焰前面的爆炸气浪冲翻岩粉棚，岩粉即呈悬浮状态并呈浓雾，爆炸火焰遇到浓雾般的岩粉就会被冷却以至熄灭。

    岩粉棚应该设置在距离可能发生煤尘爆炸地点（掘进工作面，平巷、回采工作面、装车地点等）不小于60米和不大于300米的干燥（没有滴水）地点。岩粉棚应该在煤尘和瓦斯爆炸时容易被爆炸气浪冲翻，而在放炮和井下运输引起的震动下则具有足够的稳定性。为此，必须采取梯形支座，不许用铁丝悬持岩粉板，或将其设在板皮和半园木上。各巷道中的岩粉棚上的岩粉贮量，必须依照巷道的净断面积计算，在主要巷道中应该不少于每平方米400公斤，在其它巷道中应该不少于每平方米200公斤，应该利用岩粉棚隔开井田的两翼、隔开一翼的相邻相采区，以及个别煤层和个别掘进工作面。根据隔开的需要，岩粉棚应该设置在一个工作面或一组工作面的入风和回风道中。为了保证岩粉棚的效用，通风人员每昼夜应该进行一次检查，如发现岩粉受潮变硬或表面复盖煤尘过多时，要立即更换：如果发现岩粉量减少时，要立即补充到规定数量。同时，岩粉棚上的岩粉，每月至少要进行一次可燃物质的化验化析。

    5． 防止煤尘爆炸所用岩粉的质量

     布置岩粉地带和设置岩粉棚所用的岩粉，必须具有可能长期处于浮游状态的特性。岩粉中的可燃物的含量不得超过5%，游离二氧化矽的含量不得超过10%，并且不得含有任何有害或有毒（如磷、砷等）的混合物。岩粉的粒度必须能全部通过公制标准12号筛，并且其中50%以上要能通过75号筛。这时应该指出，岩粉的粒度越细越好，粒度越细，其传播性能就会越大。根据以上要求，制造岩粉应用泥质页岩、石灰石、白云石以及其它对于粘膜没有刺激性的材料，不允许使用石英石、矿渣水泥的生料砂岩等制造岩粉。试验证明，石灰石粉的无火性能比泥质岩粉的无火性能好，因为石灰石岩粉在高温下可以发出碳酸气。为了降低岩粉的吸湿性，提高岩粉的浮游扩散性能，最好在岩粉中渗入1—2%的炭黑或一定量的石蜡。如果岩粉中渗入0.2—0.3的石蜡，就能提高岩粉利用率1—2倍，这对节约岩粉用量是有重大意义的。

    6． 注意预防地面煤尘聚集场所的爆炸事故

     在地面上的煤尘聚集场所也可能发生煤尘爆炸。如洗煤厂、煤砖制造厂、井口房等，如果煤尘堆集很多，又未采取预防措施，都有可能发生煤尘爆炸。因此井口建筑物，筛选厂与筛选厂相连接的走廊式的线桥内的煤尘，每月至少要用水清洗一次，或用水喷湿后扫除一次，把聚集的煤尘及时清除出去，以防止造成爆炸事故。