露天采矿场粉尘污染及其防治.pdf

S e r i e s No ． 3 5 6 F e b r u a r y 2 0 0 6 垒 属 山 ME I 、AL MI N E 总 第 3 5 6期 2 0 0 6 年第2期 生产技 术 露天采矿场粉 尘污染及其防治 张震宇 江西铜业公司德兴铜矿 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。分析丁 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。 l 采矿场的主要尘源及其特点 露天采矿场在穿孑 L 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4 5 0 m g ／ m ， 最高达 l 4 0 0 m g ／ m ， 钻机司机室平均粉尘浓度 2 1 m g ／ I 11 ， 最高达 8 0 m g ／ m ； 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 1 0 m g ／ m 左右， 但瞬时扬尘浓度可达数十 m g ／ m ’ ， 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 1 2 ． 5 m g ／ m ， 电铲与潜孔钻外的平均粉 尘浓度为2 O ． 4 m g ／ IT I’ 。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 1 0 ％的矿山， 粉尘容许浓度为 2 m g ／ in ； 游离二氧化 矽含量小于 1 0 ％的矿山， 粉尘容许浓度为 1 0 m g ／ i n 。 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 l 0 m的粉尘占粉尘总量的9 0 ％； 白银露天矿 深部实测数据显示 ， 直径小于等于 5 m的粉尘 占 总量 的 8 6 ． 3 ％ ， 小 于 1 0 m的占9 5 ． 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。露天矿于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 6 5 ％ ～6 8 ％ ， 对 l 0 m 以上的粉尘除尘效率可达 9 0 ％以上 ； 袋式 除尘器是 1 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 Ix 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 压水箱将水送人主钻杆内， 通过冲击器进入孑 L 底， 使 炮孑 L 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孑 L 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 张震宇 1 9 6 7一 ． 男 ， 江 西铜业公 司德兴 铜矿 铜厂采 矿场 ， 工程 师， 3 3 4 2 2 4江西省德兴 市。 维普资讯 总第 3 5 6期 蹙 璃 辞 2 0 0 6年第 2期 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 J 。 表 1 露天矿钻机除尘方式及其除尘效率 钻机型号及 除尘方式 排放浓度 岗位浓度 除尘 作业方式 及设备 ／ n 】g m一 ／ ra g m I 3 效率／ ％ 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 m g ／ m ， 是影响矿区环境的主要污染源。 爆破作业粉尘的抑制， 除采用合理的炮孑 L 网度、 微差爆破 以及宅气间隔装药 ， 以减少粉尘产生量外 ， 还采用水封爆破 、 向预爆区洒水 、 钻孑 L 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孑 L ， 爆 破时冻胶状的塑料堵塞物能粘附爆破时产生的粉尘 的 6 0 ％ ～7 0 ％ 。 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 。 白银露天矿在电铲上曾安装 r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 1 4 5 m g ／ 113 降至 】 2 ． 9 m g ／ 1T t ， 司机室由 】 1 ． 9 m g ／ m 降 至2 ． 9 m g ／ m 。他们的做法是， 将电铲配重箱处的 】 个间隙改装为容积为4 m 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 1 2个喷嘴 向铲斗方向喷水 ， 另 1组 4个 喷嘴装在司机事前窗 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2 1 m g ／ m 降低到 1 ． 3 mg ／m 。 ． 8 6 - 2 ． 4 运输路面防尘 汽车路面扬尘造成露天矿空气的严重 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 9 0 ％ 以上。当前 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 设洒水器向路丽洒水； 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 3台洒水车经常给路面洒 水 ， 实测表明 不洒水粉尘浓度为 2 3 ． 5 m g ／ n l ” ， 洒水 后仅为 6 ． 8 mg ／ I l l ， 含尘浓度降低 7 1 ％。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， 町使洒水降尘效果和作用时问大为增加。前苏 联某矿研 究表 明 不下 雨时 ， 1 0 ％ 、 2 0 ％ 、 和 3 0 ％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 4 0 ％ 的氯化 钙溶液能维持 1 0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 1 0 ％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 8 0～ 1 0 0 mm的粗砂 ， 粗 砂中的粘 性杂质 含量 应 该超过 5 ％。最后 ， 以每平方米 2 d m 的消 耗量 向路 面喷洒 2 5 ％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， 1 0 d后为 1 ． 8～2 ， 6 m g ／ m 。对于未经 准备的路 面用氯化钙处理 的有效期 为 2～3 d 。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～ 1 0 e m厚的碎石 ， 它适用 于。 。。} 二 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I 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 l 的具有代 表性 的窄气调节装置及其 内的平 均粉尘浓 度 见表 2。 根掂冶金工业部安全环保研究院现场调查， 广 东 浮硫铁矿、 海南铁矿、 大冶铁矿将汽车空调或窗 式空渊使用到电铲 、 钻机 、 前装机 和电机车上 ， 取得 了f 好的除尘效果。 维普资讯 张震宇 露天采矿场粉尘污染及其 防治 2 0 0 6年第 2期 表2 大型设备空气调节装置及其内 的平均粉尘浓度 值得注意的是， 矽肺是由吸人并停留在肺内的 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 大多数欧洲国家早巳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 上接第 6 8页 果见图4 。 小为 1 0 0 11“1 6 5 113 。东西两侧经回填后大部分复垦 为耕地， 东南侧平整后作为村庄搬迁的用地区。图 2为平面规划数据 ， 图 3为根据平面规划数据 ， 采用 上面的三维景观模拟方法建立复垦区三维景观。 ； 一 农用地 农用地 龟塘 迁村新 l 用地 图 2平面规划示意 图3复垦区三维景观 4 ． 2 矸石山绿化模拟 淮南某矿区工业广场旁边的一座矸石山及其刷 围的一块地 有一部 分为塌 陷地 ， 为了改善环境 ， 需要对矸石山及其工业广场区进行绿化， I口 ] 时对塌 陷地进行复垦 ， 恢 复为耕地或水产养殖用。模拟效 图 4 矸石 山绿化模 拟效果 5结语 将 D E M应用于土地复垦， 可以方便地分析复垦 区土地资源的状况 ， 为合理制定复垦方案提供技术 支持。基于D E M建立起复垦后的具有真实感的三 维景观模 型， 通过三维可视化的形式 ， 反映土地复垦 前后的景观变化 ， 对评价规划方案 、 展示规划效果 ， 提高各方面人士 的参 与复垦的积极性都 有重要意 义 参考文献 l 郫达志， 盛业华． 地理信息乐统基础 嘘用 北糸 煤炭工业出版 社 1 9 9 7 2 邬伦， 刘蝓， 张品， 等． 地理信息系统 一 原理方法和应片 { ． 北 泉 科学出版幸 1 ， 2 0 0 l 3 龚健雅． 地 信息系统基础． 北京 科学出版 ， 2 0 0 1 4 陈述彭 地理信息系统 导论 北京 科学出版社 ， 2 0 0 0 5 和平鸽T作审． O p e n G L 高级变成 与可视化系统阡发 北京 中 水利水电 ⋯版社． 2 0 0 2 收稿 日期2 0 0 5 一 l 2 l 8 维普资讯