Взрывчатость пыли (угольной, пластмассовой и др.). Предупреждение и локализация взрывов угольной пыли

Взрывчатость пыли зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются:

а) химический состав пыли - выход летучих веществ. Главными компонентами в составе летучих веществ, обуславливающими взрывчатость угольной пыли, являются смолистые соединения, метан, водород, окись углерода и тяжелые углеводороды. Нижний предел взрывчатости смеси газообразных продуктов разложения угля (угольной пыли) при нагревании почти постоянен и равен 4,2 %. Существует критическое значение выхода летучих веществ, ниже которого угольная пыль перестает взрываться. К опасным по пыли относятся пласты угля с выходом летучих 15 % и более. В Польше, Чехословакии и Нидерландах к опасным по пыли отнесены пласты угля с выходом летучих веществ более 12 %, в Англии - 20 %, в США - 8 %. Различают слабовзрывчатую угольную пыль с выходом летучих веществ менее 15 % и сильно-взрывчатую с выходом летучих веществ от 15 % и более;

б) дисперсность пыли, которая сильно влияет на взрывчатость угольной пыли. Взрывчатость пыли возрастает с увеличением степени ее измельчения. Сила взрыва достигает максимума при диаметре частиц пыли менее 10 микрон. В шахте по мере удаления угольной пыли от источника пылеобразования она становится более взрывоопасна, т.к. крупные частички пыли оседают и в воздухе остается только мелкодисперсная пыль. С уменьшением размеров частичек пыли возрастает скорость распространения пламени по длине пылевого облака, т.к. уменьшается температура воспламенения пыли. При размере частиц пыли менее 0,1 микрона температура воспламенения пыли постоянная;

в) состав атмосферы существенно влияет на степень взрывчатости, поскольку даже небольшое содержание метана в воздухе снижает нижний предел взрывчатой концентрации пыли. К примеру, нижний предел сильновзрывчатой пыли может составлять 11-15 г/м³, а при содержании метана в атмосфере 2,5 % он понижается до 3-5 г/м³;

г) зольность пыли снижает ее взрывчатость, т.к. часть тепла расходуется на нагрев частичек негорючей фракции пыли. Естественное содержание золы в угле недостаточно, чтобы предупредить взрыв, поэтому применяют искусственное озоление пыли - осланцевание;

д) влажность пыли снижает степень ее взрывчатости, т.к. влага действует как инертная добавка. Действие влаги необходимо рассматривать с двух позиций: 1) она способствует коагуляции мелких пылинок в более крупные и их выпадению из воздуха. Кроме того, снижается удельная поверхность пылинок, а это замедляет поверхностные химические реакции; 2) она снижает тепловой баланс, поскольку при испарении поглощает огромное количество тепла. Однако влага не настолько уменьшает возможность взрыва, т.к. при наличии мощного источника высокой температуры пыль все же может взорваться.