1． 煤塵與瓦斯的異同點

大多數(shù)煤塵在一定條件下都能引燃，并能發(fā)生猛烈破壞，在爆炸中，其燃燒與爆炸性，在許多方面與爆炸瓦斯相同：

（1） 煤塵與瓦斯一樣，它在空氣中的濃度也有燃燒爆炸的低限度與高限度。

（2） 從爆炸時的溫度看，煤塵與爆炸性瓦斯也常相似，瓦斯爆炸溫度可達(dá)攝氏2150—2650度，煤塵爆炸溫度可達(dá)攝氏2300—2500度。

（3） 爆炸瓦斯引燃溫度為攝氏650—750度，細(xì)的與干燥的煤粉的引燃溫度為攝氏700—800度，一般說來，一切可以引燃爆炸瓦斯的高溫?zé)嵩?，都可以引燃煤塵的塵云。

但是，煤塵與爆炸瓦斯也有許多不同點：

（1）在瓦斯爆炸時幾乎全部生成二氧化碳，而煤塵爆炸時則總是生產(chǎn)大量的一氧化碳。

（2）瓦斯從煤層或巖幫內(nèi)放散出來以后，就全部與巷道內(nèi)的空氣混合在一起；而煤層內(nèi)部產(chǎn)生的，飛揚在巷道空氣內(nèi)的煤塵，其主要部分卻是沉落在巷道兩幫和底板上，只有當(dāng)這些煤塵揚到空氣內(nèi)的時候，才能造成爆炸性塵云。

（3）巷道空氣內(nèi)的瓦斯含量，即使比瓦斯爆炸的最低限度小幾倍，通過儀器也能發(fā)現(xiàn)，可是巷道內(nèi)的煤塵量即使已達(dá)到危險程度，往往也是很難發(fā)現(xiàn)的。如空氣含有煤塵112/克立方米（能完全燃燒，最猛烈的爆炸含量），分布降落在斷面為2×2平方米的巷道兩幫及頂?shù)装迳?，其厚度不超過十分之一毫米，如不注意檢查，是不容易發(fā)覺的。

（4） 爆炸瓦斯無論在任何地點，它的引燃性與爆炸性都是大致相同的，而煤塵引燃性的伸縮范圍卻很大；有的煤塵事實上不會引燃，有的煤塵則引燃性與爆炸性都不亞于爆炸瓦斯。煤塵的引燃與爆炸性，與其粒度粗細(xì)，含有可燃性物質(zhì)多少，以及灰分、水分等因素是有很大關(guān)系的。

從上述情況可知，煤塵的危險性并不亞于爆炸瓦斯，所以要十分重視煤塵的爆炸。

2． 煤塵爆炸的規(guī)律及決定煤塵爆炸因素

具有一定的細(xì)度的揮發(fā)份和可燃物質(zhì)所占比例超過10%的煤塵，在空氣中的含量達(dá)到一定限度，遇有火源，就能發(fā)生爆炸；這是煤塵爆炸的一般規(guī)律，具體說，有以下四種因素：

（1） 煤塵的粒度。塵粒越細(xì)，爆炸的危險性越大。從最微細(xì)的塵粒到直徑為毫米的塵粒為止，都能參加煤塵的爆炸。但是爆炸的主體是能夠通過80號篩網(wǎng)的塵粒（直徑小毫米）。這樣的塵粒，用手指搓揉是感覺不出來的，只有在積層較厚的一層時，才有一種鵝絨似的感覺。這樣的塵粒，在煤層中的百分比越大，煤層的爆炸性就越大。實驗證明，煤層中含有10%的小于1/15毫米的塵粒和90%的1/10-3/4毫米的塵粒，只要在一公斤煤塵中加入大約1.2公斤的非可燃性巖粉，煤塵即不再爆炸；如果煤塵中全部都小于1/10-1/15毫米的塵粒，則須加入大約3.5公斤的非燃性巖粉，才使其不再爆炸。

（2） 煤塵的成分。煤塵的爆炸性與它們含有可燃揮發(fā)份的多少有很大關(guān)系，所含的可燃揮發(fā)份越多，爆炸的危險性越大。煤塵的揮發(fā)份指數(shù)（即爆炸指數(shù)）可按下列公式算出：

經(jīng)過比次的化學(xué)試驗及平洞試驗證明，揮發(fā)份指數(shù)小于10%（貧煤與無煙煤），即可認(rèn)為是實際上不爆炸的灰塵；指數(shù)在10~15%的范圍內(nèi)，即可認(rèn)為是爆炸性較弱的煤塵；指數(shù)大于15%，則為爆炸性大的煤塵，而指數(shù)越大爆炸性越強(qiáng)。

（3） 巷道內(nèi)的煤塵量。一般沉落在巷道內(nèi)的煤塵量達(dá)到100—120克/立方米，在一定程度，一定揮發(fā)份指數(shù)的條件下，才有爆炸的危險。但在煤塵細(xì)度為80%能通過80號篩網(wǎng)，揮發(fā)份指數(shù)為30%、含量為80克/立方米的情況下，也曾發(fā)生過爆炸。假如煤塵是更細(xì)的（有75—100%能通過80號篩網(wǎng)）其揮發(fā)份指數(shù)在30%以上，而且又是飛揚在空氣中的，則其含量為30克/立方米，或者更少時，也會發(fā)生爆炸。

（4） 爆炸瓦斯的含量。只要空氣中含有爆炸瓦斯，煤塵爆炸的危險性就會大大增加。有時空氣中所含的爆炸瓦斯雖然不大（1—2克）可是它所造成的危險性并不小，這主要是因為它可降低煤塵的爆炸限度，增加煤塵爆炸的危險性，在煤塵含量上增加1%的瓦斯，相當(dāng)于增加12克/立方米的煤塵。例如，某種煤塵的塵云在空氣中沒有爆炸瓦斯時，含量達(dá)到 40克/立方米，遇火才能開始引燃爆炸；而空氣中含有2%的沼氣時，只要含量達(dá)到16克/立方米，就可發(fā)生燃燒爆炸。

此外，煤塵的分布，巷道的斷面的變化和濕度等，對煤塵爆炸也有一定的影響。如煤塵集存在棚頂?shù)妮^集存在底板和兩幫上的危險性大。這些也是應(yīng)予注意的。

3． 煤塵爆炸的主要特性

（1） 煤塵爆炸所造成的壓力和熱力，并不亞于瓦斯爆炸，有時還會大大地超過瓦斯爆炸。但在另一種情況下，它又只表現(xiàn)在爆炸形式的燃燒，火焰在煤塵塵云中的擴(kuò)大蔓延程度比較慢，而成為一種“平衡火焰”。

（2） 煤塵爆炸的蔓延速度和壓力，會隨著遠(yuǎn)離火源而加大。試驗中得出的結(jié)果是，距離引燃點50米處的傳播速度為20—50米/秒，距離火源較近的地點壓力約為1.5公斤/平方厘米，距離火源較遠(yuǎn)地點（150—200米）壓力約為5—10公斤/厘米²，甚至可達(dá)30—40公斤/平方厘米。

（3） 井下煤塵爆炸，遇到巷道曲折和斷面不一致而受到阻礙時，會立即轉(zhuǎn)為劇烈的爆炸。經(jīng)試驗證明，只要在平巷加上一個15×15厘米的角鐵或用其做成的鐵環(huán)，爆炸壓力就能提高8—10倍，爆炸速度就能提高2—3倍。

煤塵爆炸還會產(chǎn)生大量的一氧化碳。爆炸后一氧化碳的含量，一般的可達(dá)到5—6%，有時還會更多些，礦井煤塵爆炸事故中的遇難者，有70—80%是由于這種氣體中毒造成的。

4． 防止煤塵爆炸的主要方法

防止煤塵爆炸，在理論上最主要和最有效的方法是以新鮮風(fēng)流將煤塵沖淡，并將不清潔的空氣排出井外。但是，實際上這種方法是不能達(dá)到預(yù)想效果的。因為風(fēng)流對煤塵能起干燥的作用，能助使煤塵在空氣中飛揚，強(qiáng)力的風(fēng)流能使煤塵傳播平常所不能達(dá)到的處所。此外，要用風(fēng)流來清除懸浮的煤塵，必須有6—8米/秒以上的風(fēng)速，而這樣的風(fēng)速在工作面是絕不允許的，清除礦井中的煤塵，可以用小心打掃的辦法，但在礦井中有很多地點是無法掃清的，而且有些地方清掃之后又會不斷地沉落下來。因此，防止煤塵爆炸不能簡單地采取一種方法，而要根據(jù)它的爆炸規(guī)律，采取下列綜合措施：

（1） 防止煤塵產(chǎn)生及飛揚的措施：

第一， 采用水采，水運是防止煤塵產(chǎn)生的最根本方法，也是防止電溜子事故，簡化采煤程序提高產(chǎn)量及勞動生產(chǎn)率的最有效的措施，應(yīng)該積極地創(chuàng)造條件，予以推行。

第二， 在沒有條件實行水采、水運的地方，可以采用以下幾種方法來防止煤塵產(chǎn)生和飛揚：①在割煤機(jī)的截盤上裝置灑水設(shè)備，在割煤時往割槽灑水，以濕潤煤粉、防止飛揚。②利用頓巴斯康拜因的灑水設(shè)備，在割煤，粉碎和向運輸機(jī)裝煤時濕潤煤。③用噴霧器在回采工作面的煤壁表面灑水，特別注意在溜煤眼，溜子頭及采煤、運煤、卸煤容易發(fā)生煤塵飛揚地點灑水。這樣不僅可以濕潤煤粉，防止煤塵飛揚，而且可以用噴散出來的細(xì)小水滴減少懸浮在空氣中的煤塵。④用5—30個大氣壓的壓力向鉆孔內(nèi)壓水，使水沿著煤體的縫隙及成層面透入，潤濕煤層。

采用灑水方法能使井下空氣中煤塵量減少90%以上，但如執(zhí)行得不認(rèn)真，則不能收到降低煤塵含量，防止煤塵爆炸的效果，反而會給生產(chǎn)帶來很多不利，如增加工作面的潮濕，增高煤的水分，造成采煤及運輸中的其他困難等。為了有效地防止煤塵的產(chǎn)生、飛揚和節(jié)約用水，除了認(rèn)真執(zhí)行灑水的各項規(guī)定外，最好能在水中添入1—1.5%的特種濕潤劑（石腦油、糖漿，汽油的油渣等）加入這些濕潤劑的好處是：空氣中的煤塵量可比用清水灑水平均減少50%，可節(jié)約用水量30%。

除了上述辦法防止煤塵的產(chǎn)生和飛揚外，還應(yīng)采取以下措施：①嚴(yán)格遵守安全規(guī)程的規(guī)定。在積有大量煤塵的地點，每月至少要用水沖洗一次，或用水噴濕后掃除一次。主要運輸巷道和通風(fēng)巷道，每六個月至少要進(jìn)行一次刷漿，并要經(jīng)常檢查煤塵沉積情況，發(fā)現(xiàn)煤塵沉積，要立即沖水清掃，以防沉積在巷道內(nèi)的煤塵再飛揚起來造成爆炸危險。②禁止從裝有箕斗提升的主井井筒內(nèi)裝有皮帶運輸機(jī)的斜井井筒內(nèi)通風(fēng)；③用風(fēng)鎬落煤時，要按劈裂面進(jìn)行采煤。這樣可以采下大塊、減少碎煤；④禁止使用溜煤眼通風(fēng)，并嚴(yán)格防止其漏風(fēng)。堵塞在溜煤眼內(nèi)的煤塊，禁止用放炮的方法崩落。⑤加強(qiáng)煤車維護(hù)檢修、裝車不要過量，盡量減少煤車沿途漏煤。

（2） 預(yù)防煤塵燃燒的措施為了預(yù)防煤塵燃燒爆炸。除了應(yīng)該實行以上所說的防止煤塵產(chǎn)生和飛揚的措施，并按照安全規(guī)程的規(guī)定，從使用防爆設(shè)備、安全炸藥、禁止吸煙和產(chǎn)生明火等方面嚴(yán)格防止火源以外，還必須嚴(yán)格按照安全規(guī)程的規(guī)定，認(rèn)真采取撒布巖粉的辦法，以便增加煤塵的灰分，消除它的爆炸性能。撒布巖粉后，巖粉和煤粉混合物中的不燃物的最低含量，應(yīng)該根據(jù)煤塵爆炸性試驗確定：在無瓦斯礦井中不得低于60%；在瓦斯礦井中不得低于75%。此外，為了防止放炮時引出煤塵爆炸，在有瓦斯或有煤塵危險的煤層放炮時，每個炮眼口的外部，都要設(shè)置巖粉板。巖粉板上的巖粉量，要根據(jù)炮眼裝置藥量計算：每200克炸藥要有1.5公斤巖粉；裝藥量不夠200克時，巖粉也不得少于1.5公斤。在有幾個自由面的工作面放炮時，每個炮眼口上要撒布3公斤以上的巖粉。在掘進(jìn)工作面放炮前，掘進(jìn)工作面及其附近20米的巷道內(nèi)部要撒布巖粉。在有煤塵爆炸危險的礦井，裝藥前和放炮前，放炮員要檢查工作面和工作面附近20米的巷道內(nèi)是否已經(jīng)撒布巖粉，如果沒有，不能裝藥放炮。

（3） 限制煤塵爆炸擴(kuò)大范圍的措施：限制煤層爆炸擴(kuò)大范圍的最重要的措施是布置巖粉地帶和設(shè)置巖粉棚。巖粉地帶就是在運輸和通風(fēng)巷道一定的長度以內(nèi)撒布巖粉。上山風(fēng)眼、小平巷和進(jìn)行放炮以及有電氣設(shè)備的一切地點，都要撒布巖粉。如果礦井是采幾個煤層的，即使其中有一個煤塵危險，所有與危險煤層連接的巷道都要撒布巖粉。撒布巖粉的長度不應(yīng)小于300米。并且要在連接兩個煤層的巷道中設(shè)置巖粉棚。

巖粉棚是阻礙煤塵爆炸擴(kuò)大范圍的有效措施，其作用等于一個集中的撒布巖粉地帶。方法是：在巷道棚子上橫向設(shè)置一些托有巖粉的平行的平板，平板距巷道軸面的高度不應(yīng)小于1.8米；寬度不得小于250毫米，也不得大于500毫米。巖粉板應(yīng)該一個接一個地設(shè)置，間隔要等于巖粉板本身的寬度。這樣萬一發(fā)生煤塵爆炸時，走在火焰前面的爆炸氣浪沖翻巖粉棚，巖粉即呈懸浮狀態(tài)并呈濃霧，爆炸火焰遇到濃霧般的巖粉就會被冷卻以至熄滅。

巖粉棚應(yīng)該設(shè)置在距離可能發(fā)生煤塵爆炸地點（掘進(jìn)工作面，平巷、回采工作面、裝車地點等）不小于60米和不大于300米的干燥（沒有滴水）地點。巖粉棚應(yīng)該在煤塵和瓦斯爆炸時容易被爆炸氣浪沖翻，而在放炮和井下運輸引起的震動下則具有足夠的穩(wěn)定性。為此，必須采取梯形支座，不許用鐵絲懸持巖粉板，或?qū)⑵湓O(shè)在板皮和半園木上。各巷道中的巖粉棚上的巖粉貯量，必須依照巷道的凈斷面積計算，在主要巷道中應(yīng)該不少于每平方米400公斤，在其它巷道中應(yīng)該不少于每平方米200公斤，應(yīng)該利用巖粉棚隔開井田的兩翼、隔開一翼的相鄰相采區(qū)，以及個別煤層和個別掘進(jìn)工作面。根據(jù)隔開的需要，巖粉棚應(yīng)該設(shè)置在一個工作面或一組工作面的入風(fēng)和回風(fēng)道中。為了保證巖粉棚的效用，通風(fēng)人員每晝夜應(yīng)該進(jìn)行一次檢查，如發(fā)現(xiàn)巖粉受潮變硬或表面復(fù)蓋煤塵過多時，要立即更換：如果發(fā)現(xiàn)巖粉量減少時，要立即補(bǔ)充到規(guī)定數(shù)量。同時，巖粉棚上的巖粉，每月至少要進(jìn)行一次可燃物質(zhì)的