露天采矿场粉尘污染及其防治

露天采石场粉尘污染及其防治 摘 要 露天采矿场的粉尘污染危害人的健康 也影响矿山企业的生产和经济效益 必须加 以防治 分析了露天采矿场的粉尘污染源及其特点 并提出了一些行之有效的防治 措施 关键词 露天采矿场 粉尘污染 防治 露天采矿场的爆破作业以及大型采掘设备的采装作业都会产生大量的粉尘 从而带 来粉尘污染 粉尘污染一直是露天矿山环保中一个棘手的问题 它不但降低了作业 区及其周边环境的空气质量 引起矽肺 煤肺 石墨肺 石棉肺等职业病 危害工 人的身体健康和生命安全 而且还会损坏机器设备 引发多种事故 从而影响生产 和企业的经济效益 因此 合理地防治粉尘污染 最大限度减小其危害 对矿山的 生产与建设而言具有极其重要的意义 1 采矿场的主要尘源及其特点 露天采矿场在穿孔 深孔 和钻眼 爆破和二次破碎 铲装 汽车运输 汽车 卸载 推土机平整工作面和排土场等生产过程中都会产生大量的粉尘 在未采取防 尘措施时 南芬露天矿测定表明 钻机孔口附近的平均粉尘浓度约 450mg m3最高达 1400mg m3 钻机司机室平均粉尘浓度 21mg m3 最高达80mg m3 汽车运输路面扬尘是露天坑最大的粉尘污染源 新桥硫铁 矿多年对采坑粉尘浓度监测发现 虽然运输公路旁粉尘浓度连续监测结果一般都在 10mg m3左右 但瞬时扬尘浓度可达数十 mg m3 甚至更高 特别是在过车频率很高的情况下 路面的扬尘极大 致使可见度 大大降低 白银露天矿采场测定 平均粉尘浓度达 12 5mg m3 电铲与潜孔钻外的平均粉尘浓度为 20 4mg m3 我国对作业场所空气中粉尘的容许浓度规定为 岩矿中游离二氧化矽 含量大于10 的矿山 粉尘容许浓度2mg m3 游离二氧化矽含量小于10 的矿山 粉 尘容许浓度为 10mg m3 由此可见 在没有防尘措施或防尘措施不力时 露天采矿场主要尘源产 生的粉尘必定大大超标 露天采矿场具有产尘点多 产尘量大 空气含尘浓度高等特点 此外 露天采 矿场粉尘还具有分散度高的特点 前苏联统计资料显示 露天采矿场直径小于 10 m的粉尘占粉尘总量的90 露天矿深部实测数据显示 直径小于等于5 m 的粉尘占总量的86 3 小于 10 m 的占 95 2 2 粉尘防治 由于露天采矿场的产尘点多 粉尘分散度高 在粉尘防治时必须采取多点 多 方式的综合防治措施 2 1 抑制钻机与浅眼凿岩工作时的粉尘 钻机防尘可分为干式捕尘 湿式捕尘和干湿结合捕尘3类 1 干式捕尘 干式捕尘通常采用孔口捕尘装置 它由捕尘罩 抽尘软管 除尘器 风管及风机组成 露天矿干式捕尘的除尘设备通常采用旋风除尘器和布袋 除尘器 旋风除尘器是靠离心力的作用捕集粉尘 它的总除尘效率为65 68 对 10 m以上的粉尘除尘效率可达90 以上 袋式除尘器是 种高效除尘器 它是利用纤维织物的过滤作用进行除尘的 袋式除尘器主要用于过 滤1 m以下的粉尘 而不适宜于处理含有油雾 凝结水和粉尘粘性大的含尘气体 2 湿式捕尘 湿式捕尘有 2 种方式 采用高压水箱将水送入主钻杆内 通过冲击器进入孔底 使炮孔底部岩粉 变成泥浆排出孔外 另1种是通过钻杆送入风水混合物至眼底 冲洗岩粉变成泥浆 由孔口排出 3 浅眼凿岩时的捕尘 浅眼凿岩通常采用湿式捕尘 因此浅眼凿岩应坚持 使用中心供水或旁侧供水的湿式凿岩 若压风及供水管路不便敷设时 也可采用移 动湿式凿岩装置 我国部分具有典型意义的露天矿钻机除尘方式及其除尘效率见表1 表1露天矿钻机除尘方式及其除尘效率 钻机型号及 作业方 除尘方式 及设备 排放浓度 mg m 3 岗位浓度 mg m 3 除尘 效率 KY310型牙轮钻 湿式作业 湿式除尘器 109 91 395 4 KY 0型牙轮 钻湿式作业 湿式除尘器 旋风除尘器 111 0 2 099 1 78 200潜孔钻干 作业 旋风除尘器 布袋除尘器 6 6 2 099 1 YQ 150A潜孔钻YJ除尘器 10 0 2 099 1 HYZ 250B牙轮钻干式 作业 旋风除尘器 布袋除尘器 25 0 2 099 1 HYZ 250B牙轮钻干式 作业 布袋除尘 10 0 2 099 1 2 2抑制爆破作业时产生的粉尘 露天矿进行爆破作业时 产尘强度大 爆破时的尘柱可达数十米高 爆破瞬间产尘 量可达数千至数万mg m3 是影响矿区环境的主要污染源 爆破作业粉尘的抑制 除采用合理的炮孔网度 微差爆破以及空气间隔装药 以减少粉尘产生量外 还采用水封爆破 向预爆区洒水 钻孔注水等措施 人为地 提高矿岩湿度 国外还使用各种自行通风洒水装置来进行爆破后的空气除尘 在德 国的采石场 浅眼凿岩时使用特制的塑料堵塞物填塞炮孔 爆破时冻胶状的塑料堵 塞物能粘附爆破时产生的粉尘的 60 70 2 3岩矿装卸过程中的防尘 装卸作业的防尘主要是抓一个 湿 字 即洒水是降低空气含尘量的主要手段 装载硬岩 采用水枪冲洗最为合适 挖掘软而易起尘的矿岩时 则采用洒水器为 佳 其次是密闭司机室 采用专门的捕尘装置 露天矿在电铲上曾安装了喷雾洒水装置受到了良好的除尘效果 铲装工作面粉 尘浓度由145mg m3降至 12 9mg m3 司机室由 11 9mg m降至 2 9mg m3 他们的做法是 将电铲配重箱处的1个间隙改装为容积为4m3的水箱 用 水泵将水加压送至2组喷雾器 一组装在天轮下部 共12个喷嘴向铲斗方向喷水 另1组4个喷嘴装在司机室前窗下部 防止粉尘进入司机室 大冶铁矿采用农用喷灌 装置湿润爆堆 使平均粉尘浓度由21mg m3降低到1 3mg m3 2 4运输路面防尘 汽车路面扬尘造成露天矿空气的严重污染是不言而喻的 据白银露天矿调查 汽车路面产尘量占总产尘量的90 以上 当前国内外露天矿汽车路面的防尘措施有 以下4种 1 洒水车洒水 或沿路铺设洒水器向路面洒水 2 路面喷洒吸湿性强 的钙或镁盐溶液 3 路面表层中掺入粉状和粒状氯化钙 4 用乳液处理路面 用洒水车或洒水器向路面洒水 是当前国内外露天矿山普遍采用的方法 它具 有简便及防尘效果好的优点 如白银矿用 台洒水车经常给路面洒水 实测表明 不洒水粉尘浓度为 23 5mg m3 洒水后仅为 6 8mg m3 含尘浓度降低71 该法的缺点为 耗水量大 在高温条件下作用期短 冰冻期不仅不能应用 而且洒水会使路面和车轮过早磨损 使用钙 镁盐溶液喷洒路面或将氯化钙掺入水中 可使洒水降尘效果和作用时 间大为增加 前苏联某矿研究表明 不下雨时 10 20 和 30 的氯化钙溶液可使空气含尘量在 2 5昼夜内降至容许范围内 而40 的氯化钙溶液能维持10昼夜或更久一些 其方法是 先用平路机将泥泞和洒落的矿岩清除掉 再用松土器将道路疏松 并喷洒 10 的氯化钙溶液 然后将道路修整成所需的断面形状 再铺1层 80 100mm的粗砂 粗砂中的粘土性杂质含量不应该超过5 最后 以每平方米2dm3的 消耗量向路面喷洒25 的氯化钙溶液 再由压路机或汽车压实 路面处理后 空气 含尘浓度可以降到最大容许值 10d后为 1 8 2 6mg m3 对于未经准备的路面用氯化钙处理的有效期为2 3d 用氯化钙及其溶液处理道路的缺点是易被雨水冲掉 用乳液处理路面 通常采用喷洒石油或重油然后撒1层 8 10cm厚的碎石 它适用于干燥炎热地区 有这种方法处理的路面不但产尘量低 而 且路面的磨损量也大大减少 2 5单机密闭技术 在我国 大部分露天矿的大型设备均安装了空气调节装置 一些安装于大型采 掘设备上的具有代表性的空气调节装置及其内的平均粉尘浓度见表2 根据冶金工业部安全环保研究院现场调查 广东云浮硫铁矿 海南铁矿 大冶 铁矿将汽车空调或窗式空调使用到电铲 钻机 前装机和电机车上 取得了良好的 除尘效果 表2 大型设备空气调节装置及其内的平均粉尘浓度 驾驶室密闭材料空调类型 平均粉尘浓度 mg m 3 汽车橡胶汽车空调 2 47 电铲三夹板三星牌 3 62 钻机三夹板三星牌 0 38 汽车橡胶汽车空调508 1 50 电铲橡胶汽车空调510 1 30 钻机橡胶汽车空调510 1 10 前装机橡胶汽车空调508 1 50 汽车橡胶 汽车空调508 510DDK 1 0 93 电机车橡胶 DK 10 67 电铲橡胶窗式空CKT 3A 1 62 钻机橡胶窗式空CKT 3A 1 15 推土机橡胶窗式空GC 1 1 18 3结 语 粉尘防治是一项综合性工作 单纯依靠技术措施难以达到稳定 可靠的预期效 果 为此 必须从提高认识 加强教育 严格管理等各方面开展工作 采取行之有 效的综合防治粉尘措施 值得注意的是 矽肺是由吸入并停留在肺内的呼吸性粉尘 引起的 因此 治理呼吸性粉尘要比治理全尘针对性更强 能起到事半功倍的目的 英 德等大多数欧洲国家早已开展了呼吸性粉尘的检测和治理工作 取得了明显 的效果 因此 在粉尘防治工作中 应改治理全尘为治理呼吸性粉尘 参 考 文 献 1 陈绳武 矿山环境保护 成都 成都科技大学出版社 1987 2 叶镇杰 矿山环境工