露天礦山開采粉塵污染治理

摘 要：我國是礦業(yè)大國，已經(jīng)成為世界上最大的礦產(chǎn)品生產(chǎn)國、消費(fèi)國和貿(mào)易國，礦產(chǎn)資源勘查、開發(fā)利用水平不斷提升， 從1990年的20%～30%增長到當(dāng)前的70%～90%以上。目前，中國年礦石開采總量超過300億t。露天開采回采率總體穩(wěn)定在96%以上;地下開采回采率提高到79%。礦業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，目前礦業(yè)經(jīng)濟(jì)全國GDP的比重超過了30%。

關(guān)鍵詞：露天礦山;粉塵;污染控制;靜態(tài)粉塵抑制劑

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，在我國經(jīng)濟(jì)由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段過程中，污染防治和環(huán)境治理是需要跨越的一道重要關(guān)口。要努力探索出一條符合戰(zhàn)略定位，體現(xiàn)地方特色，以生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展為導(dǎo)向的高質(zhì)量發(fā)展新路子。2019年十三屆人大二次會(huì)議李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告提出：持續(xù)推進(jìn)污染防治，鞏固擴(kuò)大藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，要求二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%，重點(diǎn)地區(qū)細(xì)顆粒物（PM2.5、PM10）濃度繼續(xù)下降。持續(xù)開展京津冀及周邊、長江三角洲、汾渭平原大氣污染治理攻堅(jiān)。

一、粉塵來源的分析

全世界每年排入大氣的各類粉塵約在1億噸以上。其中粉塵對(duì)大氣的污染由人類活動(dòng)引起，但也就可以通過人類活動(dòng)而加以控制。人類活動(dòng)引起的粉塵污染主要來源于3個(gè)方面，即工業(yè)生產(chǎn)污染源、生活活動(dòng)污染源、交通運(yùn)輸污染源。

1.1工業(yè)生產(chǎn)污染源

工業(yè)生產(chǎn)如火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、建材、化工廠、有色金屬廠、礦山作業(yè)區(qū)等工業(yè)部門的生產(chǎn)及燃料燃燒過程，皆向大氣中排入大量的粉塵及其他有害成分工業(yè)生產(chǎn)污染源是造成粉塵污染的最主要的來源。

1.2生活活動(dòng)污染源

生活污染源城市和工礦企業(yè)住宅，商業(yè)區(qū)千家萬戶的生活爐灶、經(jīng)

營性爐灶以及采暖鍋爐的煙囪，同樣會(huì)向大氣中排煙塵。這些污染源分布廣，污染物總量大，對(duì)局部的大氣環(huán)境質(zhì)量常有很大影響，也是不可忽視的。

1.3交通運(yùn)輸污染源

交通運(yùn)輸污染源汽車，火車、輪船飛機(jī)等交通工具排放的尾氣及行走

二次揚(yáng)塵都含有粉塵污染物。在交通運(yùn)輸業(yè)十分發(fā)達(dá)的今天，尤其在城市，它已成為粉塵污染的重要來源之一。

二、露天礦山開采帶來的粉塵污染

隨著資源的巨大消耗帶來了粉塵污染，粉塵污染源幾乎產(chǎn)生于露天礦山生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，約占80%。因此，露天礦山的粉塵污染控制刻不容緩，更具有普遍意義。如穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、破碎、排土等。另外，采區(qū)內(nèi)的輔助車輛和采礦工程的施工（如道路施工、邊坡清理等）也會(huì)產(chǎn)生粉塵污染源， 露天礦山粉塵的主要危害包括：造成大氣污染、危害工人身體健康、危害設(shè)備安全、造成資源浪費(fèi)、易發(fā)安全事故。

2.1穿孔作業(yè)產(chǎn)塵

牙輪鉆機(jī)或機(jī)械二次破碎所使用的手持式、破碎錘或鑿巖機(jī)在工作時(shí)，由于鉆頭對(duì)巖石的沖擊、擠壓以及切剝、摩擦，被碎成大小不一的顆粒煙塵，其中有一部分排出孔口后就形成粉塵。鑿巖產(chǎn)塵的特點(diǎn)是時(shí)間長而持續(xù)，而且大量粒塵的直徑小于微米級(jí)，它是露天采區(qū)微細(xì)礦塵的主要來源之一。尤其是牙輪鉆機(jī)分布點(diǎn)廣且散，無收塵設(shè)施，造成產(chǎn)塵點(diǎn)多而散，而接觸這類粉塵作業(yè)的人較多，接觸時(shí)間較長，對(duì)職工的危害性較大。

2.2爆破作業(yè)產(chǎn)塵

爆破作業(yè)時(shí)，因礦巖受到藥包爆破的巨大壓力、高溫及應(yīng)力波作用而粉碎，礦巖發(fā)生位移后形成粉塵。其瞬時(shí)產(chǎn)塵量極大，產(chǎn)塵量與一次爆破的炮孔數(shù)目、炮孔參數(shù)、炸藥種類、礦巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造體傷害極大。

2.3鏟裝作業(yè)產(chǎn)塵

裝載設(shè)備挖掘礦巖時(shí)，沉落在礦巖表面上的和摩擦、碰撞產(chǎn)生的粉塵因受振動(dòng)而揚(yáng)起形成二次揚(yáng)塵;其次鏟斗在向車廂卸下礦巖時(shí)，由于落差，會(huì)產(chǎn)生巨大粉塵。另外，挖掘設(shè)備在清掃采場爆堆時(shí)也會(huì)產(chǎn)生粉塵。

2.4運(yùn)輸作業(yè)產(chǎn)塵

運(yùn)輸路面沉積的粉塵在受到車輛膠輪經(jīng)過時(shí)所產(chǎn)生的壓擠、振動(dòng)和氣流的影響，無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)起來，造成二次揚(yáng)塵。同時(shí)從有關(guān)露天礦大氣質(zhì)量監(jiān)測表明，汽車運(yùn)輸?shù)V巖時(shí)，路面行車揚(yáng)塵是露天礦采區(qū)最大的粉塵污染源，占采區(qū)總產(chǎn)塵量的70%-90%。

2.5排土場排土作業(yè)產(chǎn)塵

排土場因運(yùn)輸車輛在卸巖時(shí)巖石的碰撞、摩擦而產(chǎn)塵。特別是采礦場采區(qū)高臺(tái)段排土的排土場，其落差較大，且排放量又大，所形成的二次揚(yáng)塵量很大，對(duì)周邊環(huán)境污染嚴(yán)重。一般情況下，邊坡清理、道路修筑、工作面平整的二次揚(yáng)塵.這些部位的粉塵受到振動(dòng)和氣流作用時(shí)，飛散到空氣產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。

2.6破碎作業(yè)產(chǎn)塵

破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，礦石被擠壓撞擊，使礦石間隙中的空氣猛烈擠壓出來。

當(dāng)這些氣流向外高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于氣流和粉塵的剪切壓縮作用，帶動(dòng)粉塵一起通過加料口向外排出。

2.7皮帶運(yùn)輸作業(yè)揚(yáng)塵

礦石破碎后，經(jīng)溜槽排到下部的皮帶運(yùn)輸機(jī)上。由于兩者之間有一落差，粉塵流與周圍空氣產(chǎn)生剪切作用，空氣被卷進(jìn)物料中，相互的卷吸作用瞬間在卸料口揚(yáng)起粉塵，并向四周飛揚(yáng)。

三、露天礦山粉塵污染治理對(duì)策

從露天礦山粉塵源的產(chǎn)生原因情況來看，各道工序、環(huán)節(jié)點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生粉塵污染，只是產(chǎn)生的強(qiáng)度不同。只要分清主次，抓住重點(diǎn)，精準(zhǔn)分析，環(huán)節(jié)上把控，對(duì)這些產(chǎn)塵部位進(jìn)行綜合治理，粉塵污染便可得到有效的控制。

3.1塵源的封閉

采取密封措施，嚴(yán)格封閉產(chǎn)塵部位和產(chǎn)塵設(shè)備，使粉塵封閉在一定的空間內(nèi)。如液壓履帶潛孔鉆機(jī)的鑿巖平臺(tái)設(shè)置孔口積塵罩，高壓霧化噴淋等，使得產(chǎn)塵部位全部密封，就地控制粉塵。

3.2濕式作業(yè)

增加礦巖和工作面、道路濕度，如料堆灑水，爆堆加裝水幕霧化噴淋設(shè)施?？捎行Х乐狗蹓m飛揚(yáng)，降低空氣中含塵量。這是在旱季防塵采取的主要手段。

3.3穿孔作業(yè)防塵

采用新一代液壓潛孔鉆機(jī)，自帶收塵器，干濕分離收集粉塵物料裝置。利用設(shè)于鉆機(jī)上的水泵向氣壓管路中送入一定量的水，水與氣形成風(fēng)水混合物，沿鉆桿中心送到孔底，在鉆進(jìn)過程和排渣過程中濕潤粉塵，形成潮濕粉團(tuán)或泥漿，然后排至密封罩內(nèi)。

3.4爆破作業(yè)防塵

在爆破前可向預(yù)爆區(qū)灑水，預(yù)爆悶濕。爆破作業(yè)過程中，可采用水袋填充堵塞抑塵法，壓制起爆后礦石飛灑揚(yáng)塵。起爆時(shí)也可使用爆破抑塵車，瞬時(shí)水幕抑制爆破揚(yáng)塵。水不僅能濕潤礦巖表面和粉塵，還可通過裂隙滲透到礦體內(nèi)部，起到很好的防塵效果。

3.5鏟裝作業(yè)防塵

（1）預(yù)先濕潤爆堆。裝載硬巖，采用水槍沖洗。挖掘軟而容易起塵的巖土?xí)r，采用灑水車水炮噴灑。

（2）裝載時(shí)霧炮噴霧灑水。在液壓鏟上設(shè)水箱及扇風(fēng)機(jī)，使之形成風(fēng)水混合噴霧，并使之隨鏟裝和卸裝作業(yè)移動(dòng)，直接噴向塵源，以取得良好降塵效果。

3.6運(yùn)輸?shù)缆贩缐m

（1）灑水車噴灑。路面行車揚(yáng)塵是采區(qū)最大的粉塵污染源，搞好路面防塵是粉塵污染治理最重要的手段。旱季時(shí)，在主要的運(yùn)輸線上鋪設(shè)適當(dāng)規(guī)格的路料，定期用灑水車向路面灑水，實(shí)行坡道間斷灑水或霧狀灑水，使干線粉塵合格率達(dá)到安全技術(shù)要求。

（2）道路噴淋管路加壓噴灑抑塵。隨著采區(qū)凹陷開采固定坑線越來越長，采區(qū)防塵工作難度加大，尤其在夏季，僅用灑水車噴灑抑塵，難于滿足安全防塵工作需要，面對(duì)這種局面，通過在采區(qū)部分有條件的固定坑線采用道路噴淋管路設(shè)施噴灑水，以緩解灑水車壓力，達(dá)到提高抑塵效果。

3.7破碎過程中粉塵治理

在破碎機(jī)卸料口進(jìn)行封閉改造，設(shè)置“三面一頂”防塵棚。棚口安裝自動(dòng)感應(yīng)門。車輛進(jìn)入棚內(nèi)，自動(dòng)感應(yīng)門自行關(guān)閉。卸料過程全部在棚內(nèi)完成。破碎機(jī)防塵棚頂部安裝集塵罩收塵器，密閉改造，加裝霧化噴淋降塵設(shè)施，解決了車輛卸料時(shí)物料落差產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

破碎機(jī)防塵棚內(nèi)加裝霧化噴淋降塵裝置。在破碎作業(yè)中，物料表面含濕度是減少粉塵逸散的重要因素。在破碎機(jī)防塵棚內(nèi)，按照車輛卸料落差高度，在棚頂部分階梯式設(shè)置2-3組霧化噴淋降塵管道設(shè)施。使物料潤濕，增大表面含濕度，能起到有力的抑塵作用。

3.8皮帶運(yùn)輸揚(yáng)塵的治理

（1）在各轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)合理設(shè)置噴霧降塵裝置，采用轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)密封噴霧抑塵，

可以達(dá)到有效的降低崗位粉塵濃度的治理效果。各轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)皮帶頭、尾密封3-5m，罩內(nèi)均勻設(shè)置噴霧咀，利用高壓氣體將水通過噴霧咀霧化成30-60um左右的霧滴，靠凝結(jié)、碰撞捕集罩內(nèi)空氣中的揚(yáng)塵。為避免皮帶與帶輪之間打滑，在水中加入化學(xué)潤濕劑，減少用水量。破碎系統(tǒng)采用濕式作業(yè)及濕式除塵可使崗位粉塵濃度下降70%-80%，外排粉塵濃度降至100mg/m3以下。

（2）對(duì)皮帶全線各轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，安裝收塵器，皮帶運(yùn)輸全部進(jìn)入設(shè)備聯(lián)鎖，皮帶運(yùn)行前收塵器運(yùn)行提前開始工作，有效消除了粉塵污染。

四、新型環(huán)保材料的應(yīng)用

為適應(yīng)環(huán)保治理發(fā)展要求，鼓勵(lì)推廣新型、高效、生態(tài)環(huán)保性材料應(yīng)用技術(shù)，有效解決遏制粉塵污染。針對(duì)作業(yè)場地堆積裸露物料產(chǎn)生的揚(yáng)塵，打破傳統(tǒng)綠網(wǎng)苫蓋容易風(fēng)化且不易降解二次環(huán)保污染。山東省最先引進(jìn)美國美嘉華技術(shù)粉塵抑塵劑新型材料，用于礦山采掘區(qū)域的靜態(tài)揚(yáng)塵防治。工藝類似于噴射混凝土，巖體表面形成保護(hù)層，快速密封和阻斷物料表面粉塵顆粒，防止裸露區(qū)產(chǎn)生揚(yáng)塵污染。

4.1傳統(tǒng)抑塵網(wǎng)苫蓋

傳統(tǒng)掛設(shè)抑塵網(wǎng)需要大量人力進(jìn)行苫蓋，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且受天氣影響易損壞，風(fēng)吹日曬容易風(fēng)化，且不易降解，產(chǎn)生二次固體廢物。美嘉華粉塵抑制劑是一種安全環(huán)保、可生物降解的液體共聚物，用于穩(wěn)定和凝固物料和集料，同時(shí)有水土流失控制和粉塵抑制的作用。 粉塵抑制劑高效成膜性使其能在物料表面形成一種堅(jiān)實(shí)和防水的結(jié)殼層，可以有效固定塵埃?？稍谖锪媳砻嫘纬梢粚訋资撩椎墓袒瘹んw，起到防塵、防浸蝕、防沖刷的作用。本產(chǎn)品作為FDA認(rèn)證的環(huán)保產(chǎn)品，完全無毒，可降解，不對(duì)用工環(huán)境以及施工人員產(chǎn)生危害 。

五、結(jié) 語

礦業(yè)作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其主要的任務(wù)是為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供可靠的能源資源保障，確保國家的資源發(fā)展與經(jīng)濟(jì)安全。礦業(yè)也是生態(tài)文明建設(shè)的主要力量，是人類和自然命運(yùn)的共同體。但有一個(gè)共同的歷史使命和目標(biāo)，就是資源開發(fā)要與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡的協(xié)調(diào)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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[2]張震宇.露天采礦場粉塵污染及其防治[J].金屬礦山，2006（02）

作者簡介：

魯鑫（1984.01-），男，漢族，陜西咸陽人，本科，助理工程師，研究方向：露天礦開采，安全及采礦管理，綠色礦山建設(shè)，礦山生態(tài)恢復(fù)治理。

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