Введение
Мелкая порошкообразная форма угля
Угольная пыль – это мелкая порошкообразная форма угля, образующаяся при дроблении, измельчении или распылении угольной породы. Благодаря хрупкости угля, угольная пыль может образовываться при добыче, транспортировке или механической обработке угля. Измельчение угля до состояния пыли перед сжиганием повышает скорость и эффективность горения, что облегчает его использование. Однако угольная пыль опасна для работников, если она находится во взвешенном состоянии в воздухе вне контролируемой среды оборудования для измельчения и сжигания. Она представляет собой острую опасность образования взрывоопасной смеси с воздухом и хроническую опасность развития заболеваний легких у людей, вдыхающих ее в избыточных количествах. Распределение частиц угольной пыли часто измеряется в мешах. В британском сленге "nutty slack" – это дешевое топливо, состоящее из угольной пыли (слака) с небольшими кусками угля (орехами).
Производство энергии
Для использования в тепловых электростанциях уголь измельчается в пыль с помощью устройства, называемого угольной мельницей. Полученный продукт, называемый угольной пылью или распыленным углем, затем обычно используется на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, для выработки электроэнергии. Угольная пыль представляет собой серьезную опасность взрыва пыли, поскольку большие ее количества находятся во взвешенном состоянии в воздухе при транспортировке от мельницы к электростанции. Взрывы происходили, когда поток угля прекращался и пламя из камеры сгорания проникало обратно по воздуховодам, подающим топливо.
Опасности
Угольная пыль – это рассеивающаяся горючая пыль, то есть вещество, которое одновременно является загрязнителем и способно воспламеняться при распространении в воздухе. Из-за малого размера частиц и горючих свойств угольной пыли существует опасность взрыва и попадания её в дыхательные пути. Контроль за угольной пылью затруднен из-за её чрезвычайно высокой дисперсности, позволяющей ей легко распространяться и долго оставаться во взвешенном состоянии в воздухе.
Взрывы
Угольная пыль, взвешенная в воздухе, взрывоопасна – угольная пыль имеет значительно большую удельную поверхность, чем куски угля, и более склонна к самовозгоранию. Однако для возникновения взрыва необходимо пять элементов: кислород, источник воспламенения, угольная пыль, дисперсия (распространение) угольной пыли и замкнутое пространство. Например, почти пустой склад угля представляет большую взрывоопасность, чем полный. Это связано с увеличением объема в складе для кислорода и распространения пыли. Самые крупные в истории шахтные аварии были вызваны взрывами угольной пыли, такие как катастрофа на шахте Сенгеньдд в Южном Уэльсе в 1913 году, где погибли 439 шахтеров, катастрофа на шахте Курриер в Северной Франции, унесшая жизни 1099 шахтеров в 1906 году, катастрофа на шахте Луисенталь в Германии, в которой погибли 299 человек в 1962 году, и самая страшная – взрыв на шахте Бенсиху в Китае в 1942 году, в результате которого погибли 1549 человек. Обычно такие аварии начинались с воспламенения гризу (метана), ударная волна от которого поднимала угольную пыль с пола шахтных выработок, образуя взрывоопасную смесь. Эта проблема была изучена Майклом Фарадеем и Чарльзом Лайеллом на шахте Хасвелл в графстве Дарем в 1844 году, но их выводы были проигнорированы в то время.
Ингаляция
Пневмокониоз угольщиков, или "черное легкое", вызывается вдыханием угольной пыли, как правило, образующейся при добыче угля. Государственные органы США установили предельно допустимые нормы воздействия угольной пыли при вдыхании.
Профилактика
Для безопасной обработки и хранения угольной пыли необходимо правильно контролировать, поддерживать и защищать её. Учитывая присутствие угольной пыли в различных отраслях, таких как горнодобывающая промышленность, энергетика и производство бетона, требуются разные подходы. Однако, общей процедурой является применение трех принципов: локализация, улавливание и очистка.
Гигиена
Всегда рекомендуется поддерживать чистоту на рабочем месте и контролировать любые опасные материалы, особенно легковоспламеняющуюся пыль, такую как угольная. Многие взрывы, вызванные горючей пылью, происходят из-за её накопления на стенах, полах и других поверхностях. Неконтролируемое накопление угольной пыли на рабочем месте представляет собой опасную ситуацию, которую необходимо устранить. Контроль угольной пыли можно улучшить за счет использования пылесосов, предназначенных для работы с пылью, систем пылеудаления, методов снижения образования угольной пыли и соблюдения общих правил уборки. Впоследствии, NIOSH разработала прибор для измерения взрывоопасности угольной пыли (CDEM) для анализа смеси угля и каменной пыли в шахтах. Этот метод полевых испытаний позволяет шахтерам оценивать взрывоопасность рабочей среды.