Угольная пыль — это тонкоизмельченная форма угля, которая создается путем дробления, измельчения или измельчения угольной породы . Из-за хрупкой природы угля угольная пыль может создаваться при его добыче , транспортировке или механической обработке.
Измельчение или распыление угля до состояния пыли перед сжиганием повышает скорость и эффективность горения, что облегчает обращение с углем. Однако угольная пыль опасна для рабочих, если она находится в воздухе вне контролируемой среды оборудования для измельчения и сжигания . Она представляет острую опасность образования взрывоопасной смеси в воздухе и хроническую опасность возникновения легочных заболеваний у людей, которые вдыхают ее в чрезмерных количествах.
Распределение размера частиц угольной пыли часто измеряется в меш . Британский сленговый термин для дешевого топлива, состоящего из угольной пыли (шлака), содержащей небольшие кусочки угля (орехов), — nutty slack.
Для использования на тепловых электростанциях уголь измельчается в пыль с помощью устройства, называемого угольной мельницей . [1] Полученный продукт, называемый угольным порошком или угольной пылью , затем обычно используется на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, для выработки электроэнергии . Угольная пыль представляет собой значительную опасность взрыва пыли, поскольку большие ее количества находятся во взвешенном состоянии в воздухе для передачи от мельницы к электростанции. Взрывы происходили [ где? ] [ нужен пример ] , когда поток падает, и пламя в камере сгорания проходит обратно по воздуховоду, подающему топливо.
Угольная пыль — это летучая горючая пыль — пыль, которая является как загрязняющим веществом, так и горючей при рассеивании в воздухе. [2] Из-за малого размера частиц и горючей природы этой пыли существует риск взрыва и вдыхания. Контроль угольной пыли затруднен из-за того, что угольная пыль является настолько мелкой частицей, что позволяет ей улетучиваться и находиться во взвешенном состоянии в воздухе в течение длительного времени. [3]
Угольная пыль, взвешенная в воздухе, взрывоопасна — угольная пыль имеет гораздо большую площадь поверхности на единицу веса, чем куски угля, и более подвержена самовозгоранию . Однако для взрыва необходимы пять элементов: кислород, источник возгорания, угольная пыль, дисперсия угольной пыли и ограничение распространения пыли. [4] Например, почти пустой угольный склад представляет большую опасность взрыва, чем полный. Это связано с увеличением пространства в складе для кислорода и дисперсии.
Самые страшные аварии на шахтах в истории были вызваны взрывами угольной пыли , например, катастрофа в Сенгенидде в Южном Уэльсе в 1913 году, в которой погибло 439 шахтеров, катастрофа на шахте Курьер в Северной Франции, в которой погибло 1099 шахтеров в 1906 году, катастрофа на шахте Луизенталь в Германии, в которой погибло 299 человек в 1962 году, и самая страшная: взрыв на угольной шахте Бэньсиху , Китай, в результате которого погибло 1549 человек в 1942 году. Такие аварии обычно были вызваны возгоранием рудничного газа , ударная волна которого поднимала угольную пыль со дна штолен шахты, образуя взрывоопасную смесь. Проблема была исследована Майклом Фарадеем и Чарльзом Лайеллом на угольной шахте в округе Хасуэлл в Дареме в 1844 году, но их выводы были проигнорированы в то время. [5]
Пневмокониоз угольщиков, или болезнь черных легких , вызывается вдыханием угольной пыли, обычно пыли, образующейся при добыче угля . Правительственные учреждения в Соединенных Штатах установили нормативы предельно допустимых концентраций для вдыхания угольной пыли.
Для безопасного обращения/хранения угольной пыли ее необходимо контролировать, поддерживать и защищать надлежащим образом. При наличии угольной пыли в различных отраслях промышленности, таких как: горнодобывающая промышленность, производство энергии и производство бетона, необходимы различные подходы. Однако общая процедура, которую необходимо выполнить, — это три «С»: удержание, улавливание и очистка. [4] Соблюдение этой процедуры может помочь предотвратить ненужное вдыхание или взрывы, если следовать ей правильно.
Управление по охране труда и здоровья (OSHA) установило допустимый предел воздействия ( допустимый предел воздействия ) для воздействия угольной пыли на рабочем месте в размере 2,4 мг/м 3 (5% SiO 2 ) в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 1 мг/м 3 (измеренный MSHA) или 0,9 мг/м 3 (измеренный ISO/CEN/ACGIH) в течение 8-часового рабочего дня. [6]
Всегда лучше всего поддерживать чистоту на рабочем месте и контролировать любые опасные материалы, особенно с летучей горючей пылью, такой как угольная пыль. Многие взрывы горючей пыли происходят из-за накопления на стенах, полах и других поверхностях. [7] Накопление неконтролируемой угольной пыли на рабочем месте является опасной ситуацией, которую необходимо устранить. Контроль угольной пыли можно улучшить, внедрив использование одобренных для пыли пылесосов, систем сбора пыли, методов снижения летучей угольной пыли и следуя общим процедурам ведения домашнего хозяйства. [2]
Чтобы предотвратить взрывы, лучше всего поощрять и соблюдать надлежащие правила гигиены на рабочем месте, контролируя как угольную пыль, так и любые возможные источники возгорания. [2] Некоторые источники возгорания, которые, возможно, необходимо контролировать или использовать осторожно рядом с угольной пылью, включают в себя тяжелую технику, электрические компоненты, а также открытый огонь или искры. [2] Основные попытки предотвратить взрывы из-за угольной пыли включают использование безопасных ламп , добавление каменных пылевых контейнеров в штольни шахты для разбавления угольной пыли, полив выработок и обеспечение эффективной вентиляции всех выработок.
Другим способом предотвращения взрывов является размещение в угольной шахте каменной пыли , которая обычно представляет собой измельченную известняковую пыль, поглощающую тепловую энергию нагретых газов. Каменная пыль используется с начала 1900-х годов, но с тех пор произошли технологические усовершенствования. [8] С тех пор NIOSH разработал измеритель взрывоопасности угольной пыли (CDEM) для проверки смеси угля и каменной пыли в шахтах. [9] Этот процесс полевых испытаний позволяет шахтерам оценить взрывоопасность своей рабочей среды.
