針對以上4種煤樣，只要將其濃度控制在各自爆炸下限以內(nèi)，理論上就可以移除“粉塵爆炸五邊形”(燃料、氧化劑、點火源、粉塵與空氣混合以及粉塵云的限制)中的燃料邊從而起到預防粉塵爆炸的作用。粉末加工/生產(chǎn)行業(yè)，應用濕法不產(chǎn)生粉塵或盡量將粉塵減到最少，可以通過限制粉塵懸浮的形成(如用吸塵器代替清掃)消除工作場所的粉塵沉積，從而防止二次爆炸的發(fā)生。
　　點火能量也是影響爆炸的重要因素。實驗室以2號煤粉為例，選用400 g/m³和600 g/m³兩個濃度，分別用1 kJ、2 kJ、5 kJ和10 kJ的點火頭點火，觀察了不同能量點火頭對煤粉爆炸特性的影響。實驗結(jié)果如圖4所示?？梢钥闯觯c火能量越大，煤粉爆炸越劇烈。
　　
　　因此，根據(jù)最小化原理，消除點火源，即能量最小化，使其達不到最小點燃能量或最低點火溫度也是防止粉塵爆炸的重要措施。常采取的措施有：嚴禁明火照明，使用防爆燈具及防爆電氣設(shè)備；防止機械由于摩擦、故障等原因產(chǎn)生火花或異常高溫；防止靜電蓄積，出現(xiàn)靜電火花；防止使用手工工具產(chǎn)生摩擦火花；使用恒溫器以防室內(nèi)溫度過高等。
　　3.2 替代原理
　　替代原理在粉塵爆炸的應用有幾種形式，包括工作程序的替代(如前面的用吸塵器替代掃帚清掃粉塵積聚)、生產(chǎn)過程的替代、危險物料的替代。
　　由Amyotte et al．提出的用石油焦部分替代煤粉就屬于危險物料替代，替代后的混合燃料有大量的經(jīng)濟效益，同時對于本質(zhì)安全也是有益的^[5]。若沒有合適的物料替代，也可以考慮用粒度尺寸大的替代尺寸小的來減少粉塵爆炸風險。從圖3可以看出，隨著煤粉粒度的增大，其爆炸下限增大。選用10 kJ能量的點火頭，在相同的濃度等條件下測得，
　　隨著煤粉粒徑增加，最大爆炸壓力P_max和最大壓力上升速率(dP/dt)_max均降低，如圖5所示。
　　
　　這是因為大尺寸顆粒較小尺寸顆粒比表面積小，燃燒活性部位少，分散困難，危險性更小。因此，在生產(chǎn)允許的情況下，用大尺寸粒度的粉塵代替小尺寸粒度來預防粉塵爆炸是本質(zhì)安全的典型應用。
　　3.3 適度原理
　　適度原理通常是指通過降低溫度或壓力來減少過程中的能量，爆炸性粉塵的使用不可避免時，應考慮物料本身和環(huán)境的適度，即爆炸性粉塵能否在安全的形式和環(huán)境下使用。
　　
　　實驗室用碳酸鈣粉(CaCO₃)作為固體惰性劑研究了其對煤粉爆炸的影響。圖6是惰化劑濃度對惰化效果的影響，實驗測量8 g的3號煤樣與不同質(zhì)量的400目的CaCO₃組成的混合物用5 kJ點火能點燃產(chǎn)生的最大爆炸壓力?？梢钥闯觯擟aCO₃含量超過80%時基本不會爆炸。惰性劑的加入對爆炸下限也有一定的影響，實驗用3號煤樣與不同質(zhì)量的3000目的CaCO₃混合，在2 kJ點火能作用下的爆炸下限，結(jié)果如圖7所示，當CaCO₃含量大于40%時測得未爆炸，認為其不具爆炸性。
　　
　　可見，通過加入CaCO₃，使其與煤粉混合可以減少粉塵爆炸的風險，這是因為當CaCO₃粉－煤粉混合粉塵云發(fā)生爆炸時，CaCO₃粉吸收了爆炸火焰熱量，從而使系統(tǒng)冷卻降溫，火焰熄滅，同時CaCO₃粒子還能夠隔開煤粉粒子起到屏蔽熱輻射、熱傳導的作用，使火焰溫度到達某一點后不繼續(xù)上升，煤粒子不能揮發(fā)出需要的氣體熱分解產(chǎn)物，火焰不能繼續(xù)燃燒^[6]。惰性劑的組成、粒度尺寸、可燃氣體的存在、點火能量及設(shè)備尺寸等都是影響惰化效果的因素^[3]，還需要進一步的研究。
　　這里討論的是惰性劑與粉塵在被點燃之前已經(jīng)很好混合的情況，Amyotte將這種方法描述為“隋化”，主要在于預防粉塵爆炸的發(fā)生；而另一種方法“抑制”，惰性劑是在粉，塵/空氣混合物被點燃時注入，主要在于減輕粉塵爆炸的后果。于是，惰化可以定義為本質(zhì)安全方法(適度原理)，而抑制則屬于工程措施^[7]。
　　3.4 簡化原理
　　簡化原理同樣可以應用于粉塵爆炸風險控制，主要在工程設(shè)計階段運用。一般地，盡早將本質(zhì)安全原理應用到工程設(shè)計中，能降低危險的發(fā)生幾率及后果，能減少工程上和程序上的安全裝置?？赏ㄟ^壓力或抗震設(shè)計等，加強過程設(shè)備抵抗擾亂的能力，使得設(shè)備更加本質(zhì)安全，如道化學公司的過程設(shè)備設(shè)計使得設(shè)備能夠承受可能出現(xiàn)的最大爆炸壓力，而不需要額外的壓力泄放系統(tǒng)^[8]。
　　Amyotte認為，通過簡化原理達到本質(zhì)安全的關(guān)鍵在于保持清潔，給出危險物料的明確信息以及掌握如何正確處理它們。
　　4 結(jié)論
　　1)實驗結(jié)果表明：增加煤粉粒度，減小煤粉濃度、點火能及加入惰性物質(zhì)能夠消除或減小爆炸風險。另外溫度、濕度、可燃性氣體存在^[9-10]等因素對粉塵爆炸也有影響，還需要進一步的實驗研究。
　　2)理想的本質(zhì)安全在特定的條件和環(huán)境中才有可能實現(xiàn)。因此，還需要在工程上和程序上采取一些安全裝置，只是應注意，需求的數(shù)量盡可能減少?？梢哉f，現(xiàn)實本質(zhì)安全+工程安全+程序安全=更高水平的(較理想的)本質(zhì)安全。
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