矿尘及其性质
作者：佚名
2010-06-01 15:30
来源：不详
第一节 矿尘及其性质
一、矿尘的产生及分类
矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。
矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘、烟尘、水泥尘等多种有机、无机粉尘外，尚有多种不同的分类方法，下面介绍几种常用的分类方法。
1.按矿尘粒径划分
(1)粗尘 粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。
(2)细尘 粒径为10～40μm，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。
(3)微尘 粒径为0.25～10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。
(4)超微尘 粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。
2按矿尘的存在状态划分
(1)浮游矿尘 悬池于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。
(2)沉积矿尘 从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。
浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化。浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形式等有关，还与空气的湿度、风速等大气参数有关。。
3按矿尘的粒径组成范围划分
（1）全尘(总粉尘) 各种粒径的矿尘之和。对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘粒。
(2)呼吸性粉尘 主要指粒径在5μm以下的微细尘粒，它能通过人体上呼吸道进入肺区，是导致尘肺病的病因，对人体危害甚大。
二、矿尘的危害
矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面：
(1)污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。
工人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外都十分惊人。举例
(2)某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。
煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。煤尘或瓦斯煤尘爆炸，都将给矿山以突然性的袭击，酿成严重灾害。举例，
(3)加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。
随着矿山机械化、电气化、自动化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出，应引起高度的重视。
(4)降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。
在某些综采工作面干割煤时，工作面煤尘浓度高达4000～8000mg/m3，有的甚至更高，这种情况下，工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成人员的意外伤亡。
三、含尘量的计量指标
1．矿尘浓度
单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度，其表示方法有两种：
(1)质量法 每立方米空气中所含浮尘的毫克数，单位为mg/m3。
(2)计数法 每立方厘米空气中所含浮尘的颗粒数，单位为粒/ｃm3。
我国规定采用质量法来计量矿尘浓度。《规程》对井下有人工作的地点和人行道的空气中粉尘(总粉尘、呼吸性粉尘)浓度标准作了明确规定，见表11-1-1，同时还规定作业地点的粉尘浓度、井下每月测定2次，井上每月测定1次。表11-1-1中国煤矿粉尘浓度标准
粉尘中游离
最高容许浓度(mg/m3）
SiO2含量(%)
总粉尘
呼吸性粉尘
(1)＜5
20.0
6.0
(2)5～＜10
10.0
3.5
(3)10～＜25
6.0
2.5
(4)25～＜50
4.0
1.5
(5)≥50
2.0
1.0
(6)＜10的水泥粉尘
6
2．产尘强度是指生产过程中，采落煤中所含的粉尘量，常用的单位为g/t。
3．相对产尘强度是指每采掘1吨或1立方米矿岩所产生的矿尘量，常用的单位为mg/t或mg/m3。凿岩或井巷掘进工作面的相对产尘强度可按每钻进1m钻孔或掘进1m巷道计算。相对产尘强度使产尘量与生产强度联系起来，便于比较不同生产情况下的产尘量。
4．矿尘沉积量
是单位时间在巷道表面单位面积上所沉积的矿尘量，单位为g/m2·d。这一指标用来表示巷道中沉积粉尘的强度，是确定岩粉撒布周期的重要依据。
四、矿尘性质
1．矿尘中游离SiO2的含量
矿尘中游离SiO2的含量是危害人体的决定因素，其含量越高，危害越大。游离SiO2是许多矿岩的组成成分，如煤矿上常见的页岩、砂岩、砾岩和石灰岩等中游离SiO2的含量通常多在20%～50%，煤尘中的含量一般不超过5%。
2．矿尘的粒度与比表面积
矿尘粒度是指矿尘颗粒的平均直径，单位为μm。
矿尘的比表面积是指单位质量矿尘的总表面积，单位为m2/kg，或cm2/g。矿尘的比表面积与粒度成反比，粒度越小，比表面积越大，因而这两个指标都可以用来衡量矿尘颗粒的大小。煤岩破碎成微细的尘粒后，首先其比表面积增加，因而化学活性、溶解性和呼附能力明显增加；其次更容易悬浮于空气中，表11-1-2所示为在静止空气中不同粒度的尘粒从1m高处降落到底板所需的时间；第三，粒度减小容易使其进入人体呼吸系统，据研究，只有5μm以下粒径的矿尘才能进入人的肺内，是矿井防尘的重点对象。
表11-1-2尘粒沉降时间
粒度μm
100
10
1
0.5
0.2
沉降时间，min
0.043
4.0
420
1320
5520
3．矿尘的分散度
分散度是指矿尘整体组成中各种粒级尘粒所占的百分比。分散度有两种表示方法：
(1)重量百分比：各粒级尘粒的重量占总重量的百分比称为重量分散度；
(2)数量百分比：各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分比称为数量分散度。
粒级的划分是根据粒度大小和测试目的确定的，我国工矿企业将矿尘粒级划分为4级：小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。
矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指标，是研究矿尘性质与危害的一个重要参数。
4．矿尘的湿润性
矿尘的湿润性是指矿尘与液体亲和的能力。湿润性决定采用液体除尘的效果，容易被水湿润的矿尘称为亲水性矿尘，不容易被水湿润的矿尘称为疏水性矿尘，对于亲水性矿尘，当尘粒被湿润后，尘粒间相互凝聚，尘粒逐渐增大、增重，其沉降速度加速，矿尘能从气流中分离出来，可达到除尘目的。
5．矿尘的荷电性
矿尘是一种微小粒子，因空气的电离以及尘粒之间的碰撞、摩擦等作用，使尘粒带有电荷，可能是正电荷，也可是负电荷，带有相同的电荷的尘粒，互相排斥，不易凝聚沉降；带有异电荷时，则相互吸引，加速沉降。
6．矿尘的光学特性
矿尘的光学特性包括矿尘对光的反射、吸收和透光强度等性能。在测尘技术中，常常用到这一特性。
关键词：矿尘性质
