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摘 要:由于露天矿开采强度大,机械化程度高,而且受地面气象条件的影响,在生产过程中产生的粉尘量大,有毒有害气体多,影响范围广。因此,在露天矿采区,防治大气污染的主要对象是露天矿采场。文章通过分析露天矿山的开采工艺,明确开采过程中的产污环节,通过理论计算及经验数据确定开采过程中的粉尘排放量,根据矿山生产的实际,提出切实可行的污染防治措施,为矿山环境管理和环境影响评价提供依据。
关键词:露天矿;粉尘;污染控制;开采
在露天矿的开采过程中,由于使用了各种大型移动式机械设备使粉尘和有毒气体量大增。某作业现场的实测资料表明:穿孔设备、装载设备、运输设备、凿岩设备及推土设备的产尘量分别占总产尘量的12.06%、52.92%、29.45%、0.56%及5.01%。由此看来,装载设备、运输设备、穿孔设备是主要产尘设备,通过对作业现场监测。露天矿在开采过程中的产尘环节多,可根据理论研究或实测的经验方法对产尘量进行估算。同时依据各环节的作业特点采取适宜的粉尘控制措施,可取得良好的抑尘效果,对于改善矿区的环境空气质量具有积极的作用。
一、粉尘污染控制措施
(一)凿岩和爆破
凿岩过程干式防尘技术是指露天矿钻孔牙轮钻和潜孔钻机采用干式捕尘系统,压气排出的孔内粉尘经集尘罩收集,粗颗粒沉降后的含尘气流进入旋风除尘器作初级净化,布袋除尘器作末级净化。湿式防尘技术是指通过喷雾风水混合器将水分散成极细水雾,经钎杆进入孔底,补给粉尘形成泥浆。风机的风流将排出的泥浆吹向孔口一侧,并沉积该处。
泥浆干燥后呈胶结状,避免粉尘二次飞扬。干式捕尘效果好,除尘效率可达到99.9%,但辅助设备多,维护不方便。故目前采用湿式防尘技术的矿山较多。穿孔作业采用湿式凿岩,作业时产生粉尘量不大,除尘效率可达到90%,一般影响范围小于50m2。
爆破防尘主要采用湿式措施,包括爆破前洒水和注水、水封爆破等方式。在大爆破前,向预爆破矿体或表面洒水,不仅可以润湿矿岩的表面,还可以使水通过矿岩的裂隙透到矿体内部。在预爆区打钻孔,通过这些钻孔向矿体实行高压注水,则湿润的范围大,效果明显。
爆破作业时间短,扬尘一般在5min作业即会自然沉降,且一般露天矿在开采前期就可实现封闭圈下的开采,爆破扬尘对外环境影响较小,故在北方缺水地区,对爆破扬尘多数未采用湿式措施抑尘。
(二)采装和转载
采装在爆堆干燥的情况下作业,电铲作业过程中扬尘量较大。可采用在待装运的爆堆上安装喷雾装置或采用喷射式洒水车洒水,对预采装区洒水增湿。通过实施爆堆洒水作业,可有效较低电铲作业的产尘量。矿石和废石的转载过程也采取就地抑尘技术,在转载站采用喷射式洒水车洒水或安装喷雾装置洒水,对转载站全面覆盖。在充分预湿的条件下,平均每台电铲的产尘量可降低为0.14kg/h,降低扬尘量约93.83%。即使在预湿不充分的情况下,平均每台电铲的产尘量可降低为0.83kg/h,降低扬尘量约63.44%。
就地抑尘技术应用压缩空气冲击共振腔产生超声波,超声波将水雾化成浓密的、直径1~50μm的微细雾滴,雾滴在局部密闭的产尘点内捕获、凝聚细粉尘,使粉尘迅速沉降,实现就地抑尘,比其他除尘系统节省30%~50%投资,节能50%,耗水量大大降低,仅为0.3~0.5L/min,且占据空间小,节省场地。
(三)排岩
采取爆堆洒水措施后,增加了岩石湿度可有效降低排岩过程粉尘污染。同时可辅助采用高压喷射式洒水车洒水,或设置移动式双向喷雾器,从两侧对排岩区域喷雾抑尘,可减少排岩过程的粉尘约90%。
(四)运输
道路扬尘是矿山的主要粉尘污染源,约占矿山总产尘量的90%以上,解决运输过程的扬尘问题,能大大改善矿山环境。目前通常采用的抑尘措施是对矿区道路洒水抑尘,沿路铺设洒水器向路面洒水。
而在北方干旱地区,蒸发量大,应加强洒水频次,喷淋强度应达到或略超过该地区的蒸发强度,才能达到抑尘效果,其缺点是用水量大,有效抑尘期短。在水资源短缺的区域,可采用路面喷洒钙、镁等吸湿盐溶液或用覆盖剂处理路面,达到道路抑尘的效果。
如用氯化钙、食盐处理路面,空气中的含尘量在45~90天内不超过2~3mg/m3,其成本比洒水低2/3。此外,还可采用石油树脂冷水乳液、油水乳浊液等方式处理路面,也可收到较好的抑尘效果。
随着高效抑尘剂的不断开发和研究,会出现越来越多的高效抑尘、无生态毒性、价格低廉的抑尘剂,其应用范围将会更加广泛。
二、结语
露天矿的空气污染,主要是尘源污染,目前,露天矿的防尘措施主要是以单机防护为主。笔者认为,在单机防护措施方面,除了进一步完善以上所述的单机防护措施之外,还可将司机室密闭,进行室内隔绝空调净化,增加室外个体防护设备。
参考文献
[1] 王青,史维祥.采矿学[M].北京:冶金工业出版社,2007.
[2] 杨玉新.深凹露天矿粉尘污染及其扩散规律分析[J].矿业工程,2003,(5):30-36.
[3] 陈光荣.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册[M].银川:宁夏大地音像出版社,2004.
关键词:露天矿;粉尘;污染控制;开采
在露天矿的开采过程中,由于使用了各种大型移动式机械设备使粉尘和有毒气体量大增。某作业现场的实测资料表明:穿孔设备、装载设备、运输设备、凿岩设备及推土设备的产尘量分别占总产尘量的12.06%、52.92%、29.45%、0.56%及5.01%。由此看来,装载设备、运输设备、穿孔设备是主要产尘设备,通过对作业现场监测。露天矿在开采过程中的产尘环节多,可根据理论研究或实测的经验方法对产尘量进行估算。同时依据各环节的作业特点采取适宜的粉尘控制措施,可取得良好的抑尘效果,对于改善矿区的环境空气质量具有积极的作用。
一、粉尘污染控制措施
(一)凿岩和爆破
凿岩过程干式防尘技术是指露天矿钻孔牙轮钻和潜孔钻机采用干式捕尘系统,压气排出的孔内粉尘经集尘罩收集,粗颗粒沉降后的含尘气流进入旋风除尘器作初级净化,布袋除尘器作末级净化。湿式防尘技术是指通过喷雾风水混合器将水分散成极细水雾,经钎杆进入孔底,补给粉尘形成泥浆。风机的风流将排出的泥浆吹向孔口一侧,并沉积该处。
泥浆干燥后呈胶结状,避免粉尘二次飞扬。干式捕尘效果好,除尘效率可达到99.9%,但辅助设备多,维护不方便。故目前采用湿式防尘技术的矿山较多。穿孔作业采用湿式凿岩,作业时产生粉尘量不大,除尘效率可达到90%,一般影响范围小于50m2。
爆破防尘主要采用湿式措施,包括爆破前洒水和注水、水封爆破等方式。在大爆破前,向预爆破矿体或表面洒水,不仅可以润湿矿岩的表面,还可以使水通过矿岩的裂隙透到矿体内部。在预爆区打钻孔,通过这些钻孔向矿体实行高压注水,则湿润的范围大,效果明显。
爆破作业时间短,扬尘一般在5min作业即会自然沉降,且一般露天矿在开采前期就可实现封闭圈下的开采,爆破扬尘对外环境影响较小,故在北方缺水地区,对爆破扬尘多数未采用湿式措施抑尘。
(二)采装和转载
采装在爆堆干燥的情况下作业,电铲作业过程中扬尘量较大。可采用在待装运的爆堆上安装喷雾装置或采用喷射式洒水车洒水,对预采装区洒水增湿。通过实施爆堆洒水作业,可有效较低电铲作业的产尘量。矿石和废石的转载过程也采取就地抑尘技术,在转载站采用喷射式洒水车洒水或安装喷雾装置洒水,对转载站全面覆盖。在充分预湿的条件下,平均每台电铲的产尘量可降低为0.14kg/h,降低扬尘量约93.83%。即使在预湿不充分的情况下,平均每台电铲的产尘量可降低为0.83kg/h,降低扬尘量约63.44%。
就地抑尘技术应用压缩空气冲击共振腔产生超声波,超声波将水雾化成浓密的、直径1~50μm的微细雾滴,雾滴在局部密闭的产尘点内捕获、凝聚细粉尘,使粉尘迅速沉降,实现就地抑尘,比其他除尘系统节省30%~50%投资,节能50%,耗水量大大降低,仅为0.3~0.5L/min,且占据空间小,节省场地。
(三)排岩
采取爆堆洒水措施后,增加了岩石湿度可有效降低排岩过程粉尘污染。同时可辅助采用高压喷射式洒水车洒水,或设置移动式双向喷雾器,从两侧对排岩区域喷雾抑尘,可减少排岩过程的粉尘约90%。
(四)运输
道路扬尘是矿山的主要粉尘污染源,约占矿山总产尘量的90%以上,解决运输过程的扬尘问题,能大大改善矿山环境。目前通常采用的抑尘措施是对矿区道路洒水抑尘,沿路铺设洒水器向路面洒水。
而在北方干旱地区,蒸发量大,应加强洒水频次,喷淋强度应达到或略超过该地区的蒸发强度,才能达到抑尘效果,其缺点是用水量大,有效抑尘期短。在水资源短缺的区域,可采用路面喷洒钙、镁等吸湿盐溶液或用覆盖剂处理路面,达到道路抑尘的效果。
如用氯化钙、食盐处理路面,空气中的含尘量在45~90天内不超过2~3mg/m3,其成本比洒水低2/3。此外,还可采用石油树脂冷水乳液、油水乳浊液等方式处理路面,也可收到较好的抑尘效果。
随着高效抑尘剂的不断开发和研究,会出现越来越多的高效抑尘、无生态毒性、价格低廉的抑尘剂,其应用范围将会更加广泛。
二、结语
露天矿的空气污染,主要是尘源污染,目前,露天矿的防尘措施主要是以单机防护为主。笔者认为,在单机防护措施方面,除了进一步完善以上所述的单机防护措施之外,还可将司机室密闭,进行室内隔绝空调净化,增加室外个体防护设备。
参考文献
[1] 王青,史维祥.采矿学[M].北京:冶金工业出版社,2007.
[2] 杨玉新.深凹露天矿粉尘污染及其扩散规律分析[J].矿业工程,2003,(5):30-36.
[3] 陈光荣.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册[M].银川:宁夏大地音像出版社,2004.