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石炭粉は石炭の微粉末で、石炭岩石を破砕、粉砕、または粉砕することによって生成されます。石炭は脆い性質があるため、石炭粉は採掘、輸送、または機械的な取り扱いによって生成されることがあります。
石炭を燃焼前に粉砕または粉状にすると、燃焼速度と効率が向上し、石炭の取り扱いが容易になります。しかし、石炭の粉塵は、粉砕および燃焼装置の管理された環境外で空気中に浮遊すると、作業員にとって危険です。空気中で爆発性混合物を形成する急性の危険性と、過剰量を吸入すると肺疾患を引き起こす慢性の危険性があります。
石炭粉塵の粒子サイズの分布は、メッシュ単位で測定されることが多い。小さな石炭の塊（ナッツ）を含む石炭粉塵（スラック）からなる安価な燃料を表すイギリスの俗語は、ナッティ スラックである。
エネルギー生成
火力発電所で使用するために、石炭は粉炭ミルと呼ばれる装置を使用して粉塵に粉砕されます。[1]粉炭または微粉炭と呼ばれる得られた製品は、一般に化石燃料発電所で発電に使用されます。微粉炭は、ミルから発電所に移送するために大量に空気中に浮遊するため、重大な粉塵爆発の危険性があります。爆発は[どこで? ] [例が必要]、流量が低下して燃焼室の炎が燃料を送るダクトに沿って逆流したときに発生しています。
危険
石炭粉塵は飛散性可燃性粉塵であり、空気中に拡散すると汚染物質であると同時に可燃性も持つ粉塵である。[2]この粉塵は粒子が小さく可燃性であるため、爆発や吸入の危険がある。石炭粉塵は非常に微細な粒子であるため、飛散して長時間空気中に浮遊するため、石炭粉塵の制御は困難である。[3]
爆発
空気中に浮遊する石炭粉塵は爆発性があります。石炭粉塵は石炭塊よりも単位重量あたりの表面積がはるかに大きく、自然発火しやすいからです。しかし、爆発が起こるためには、酸素、発火源、石炭粉塵、石炭粉塵の拡散、粉塵の閉じ込めという5つの要素が必要です。[4]たとえば、石炭貯蔵庫がほぼ空の場合、満杯の場合よりも爆発の危険性が高くなります。これは、貯蔵庫内で酸素と拡散が起こるスペースが増えるためです。
歴史上最悪の鉱山事故は、炭塵爆発によって引き起こされた。1913年に439人の炭鉱労働者が死亡した南ウェールズのセンゲニッドの惨事、 1906年に1,099人の炭鉱労働者が死亡した北フランスのクリエール鉱山の惨事、1962年に299人の命を奪ったドイツのルイゼンタール鉱山の惨事、そして最悪だった1942年に1,549人が亡くなった中国の本渓湖炭鉱の爆発などである。このような事故は通常、可燃性ガスの発火によって引き起こされ、その衝撃波が炭坑の床から石炭の粉塵を巻き上げて爆発性混合物を作る。この問題は1844年にマイケル・ファラデーとチャールズ・ライエルによってダラム州ハスウェルの炭鉱で調査されたが、当時は彼らの結論は無視された。[5]
吸入
炭鉱労働者塵肺症、または黒色肺病は、石炭の粉塵、典型的には炭鉱で発生する粉塵を吸入することで発症します。米国の政府機関は、石炭粉塵吸入に対する暴露限度ガイドラインを設定しています。
防止
石炭粉塵を安全に取り扱い、保管するには、粉塵を適切に管理、維持、保護する必要があります。石炭粉塵は、鉱業、発電、コンクリート製造など、複数の産業で発生するため、さまざまなアプローチが必要です。ただし、共通して実行される手順は、3つのC、つまり封じ込め、捕捉、洗浄です。[4]この手順を正しく実行すれば、不必要な吸入や爆発を防ぐことができます。
アメリカ合衆国
労働安全衛生局（ OSHA ）は、職場での石炭粉塵暴露の法的制限（許容暴露限界）を、8時間労働で2.4 mg/m 3（5% SiO 2 ）と定めています。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、8時間労働で1 mg/m 3（MSHAによる測定）または0.9 mg/m 3 （ISO/CEN/ACGIHによる測定）の推奨暴露限界（REL）を設定しています。[6]
衛生
職場を清潔に保ち、危険物質、特に石炭粉塵などの飛散性可燃性粉塵を管理することが常に最善の策です。可燃性粉塵による爆発の多くは、壁、床、その他の表面に蓄積されたことが原因です。[7]職場で制御されていない石炭粉塵が蓄積することは危険な状況であり、排除する必要があります。石炭粉塵の制御は、粉塵認定掃除機、集塵システム、飛散性石炭粉塵を減らす方法の使用、および一般的なハウスキーピング手順の遵守によって改善できます。[2]
爆発
爆発を防ぐには、石炭の粉塵とあらゆる発火源の両方を管理して、職場で良好な衛生習慣を推進し、実行することが最善です。[2]石炭の粉塵の周りで管理または慎重に使用する必要がある発火源には、重機、電気部品、裸火や火花などがあります。[2]石炭の粉塵による爆発を防ぐための主な取り組みには、安全ランプの使用、石炭の粉塵を薄めるために鉱山の坑道に石粉の格間を追加すること、作業場に水をまくこと、すべての作業場の効率的な換気を確保することなどがあります。
爆発を防ぐもう一つの方法は、石炭鉱山に岩石粉塵を撒くことです。岩石粉塵は通常、加熱されたガスから熱エネルギーを吸収する石灰岩の粉塵です。岩石粉塵撒布は1900年代初頭から使用されてきましたが、それ以来技術的な改善が続けられてきました。 [8]それ以来、NIOSHは石炭と岩石粉塵の混合をテストするための石炭粉塵爆発性計（CDEM）を開発しました。[9]この現場テストプロセスにより、鉱山労働者は作業環境の爆発性を測定することができます。
参照
参考文献
- ^ 「粉炭ミル」。エンジニアリング辞書。EngNet。
- ^ abcd 「危険警告：可燃性粉塵爆発」（PDF）。OSHA。2023年4月9日閲覧。
- ^ 「NIOSH文書：テクノロジーニュース515 - フロート石炭粉塵爆発の危険性、発行番号：2006-125 | CDC/NIOSH」。2008年10月7日。2008年10月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年4月11日閲覧。
- ^ ab 「Dust Disaster」。www.nfpa.org 。 2023年4月10日閲覧。
- ^ 「19世紀における偶発的な爆発の原因」。英国王立研究所。 2020年9月8日閲覧。
- ^ 「CDC – NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド – 石炭粉塵」www.cdc.gov 。 2015年11月27日閲覧。
- ^ POWER (2013-01-01). 「飛散する可燃性石炭粉塵の制御」. POWER Magazine . 2023年4月10日閲覧。
- ^ Harteis, SP; Alexander, DW; Harris, ML; Sapko, M; Weiss, ES (2016-11-01). 「地下炭鉱における岩石散布方法のレビュー」。米国国立労働安全衛生研究所。 2019年3月11日閲覧。
- ^ 「石炭粉塵爆発性計の評価と適用に関する推奨事項」（PDF） 。 2023年4月9日閲覧。
外部リンク
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- 鉱業トピック: 爆発防止