矿山粉尘产生环节及治理措施

矿山粉尘产生环节和治理措施

目前非煤矿山严重污染生态环境，影响空气质量，矿山粉尘污染空气治理从何入手，怎样治理是摆在我们面前的重要课题，众所周知，由于历史原因，非煤露天矿山粉尘治理工作落后于非煤露天矿山的发展，尤其是小型露天矿山的生产环节相关设备对于收尘、防止扬尘的措施较少，因此，从源头入手，对露天矿山易产生粉尘的环节进行摸排，制定切实可行的治理和设备改造措施，才能达到治理的长期目标，彻底改变非煤露天矿山污染空气现状。

一、粉尘定义及分类

粉尘（dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。

根据大气中粉尘微粒的大小可分为：

1．飘尘，系指大气中粒径小于10μm的固体微粒，它能较长期地在大气中漂浮，有时也称为浮游粉尘。也被称为可吸入颗粒物，英文缩写为PM10。

2．降尘，系指大气中粒径大于10μm的固体微粒，在重力作用下，它可在较短的时间内沉降到地面。

3．PM2.5。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和

大气环境质量的影响更大。

二、非煤露天矿山产生粉尘环节

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、破碎、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。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10μm 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5μm 的粉尘占总量的86.3%，小于10μm 的占95.2%。

1．钻机穿孔作业产尘

打眼过程中，岩石破碎成粉末，如不采取措施，将产生较多粉尘。

2．爆破作业产尘

爆破作业时，矿岩由于受到药包爆破的巨大压力作用而粉碎，随后形成粉尘。爆破瞬间产生的粉尘量最大，但形成的高浓度粉尘在空气中的维持时间较短。爆破产生的粉尘散移开采区的时间较长，最严重的是爆破产尘表面吸附的爆破生成的有毒有害气体对人体危害更大。

3．铲装作业产尘

一部分粉尘是沉落在矿岩表面上的，另一部分是摩擦、碰撞产生的粉尘因受振动而扬起形成二次粉尘；铲斗在向汽车卸料时由于落差会产生大量粉尘；清扫爆堆时也会产生粉尘。

4．运输作业产尘

汽车运输时，路面行车产生扬尘；汽车运输路面沉积的粉尘受到汽车经过所产生的挤压、振动和气流的影响，无规则运动，

形成二次扬尘。自翻车排土时，岩石碰撞摩擦产生粉尘。

5．破碎过程中产尘

矿石在破碎过程中产生大量粉尘，如果在此过程中不采取有力措施，其粉尘危害相当大，不但给从业人员身体健康造成极大影响，而且会造成严重粉尘污染。

三、非煤露天矿山生产环节粉尘治理措施

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。

1．抑制凿岩工作时的粉尘

露天开采工程不采用打眼爆破方式开采的，必须采用收尘或湿式作业，开采单位必须制定有效的收尘或防扬尘措施，确保开采工程不造成扬尘。

凿岩防尘可分为干式捕尘、湿式捕尘和干湿结合捕尘3类。

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10μm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1μm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。

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。

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。

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%。

3．抑制矿石装卸过程中的防尘

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。

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：洒水车洒水，或沿路铺设洒水器向路面洒水；路面喷洒吸湿性强的钙或镁盐溶液；路面表层中掺入粉状和粒状氯化钙；用乳液处理路面。

（1）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

3.5mg/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。80年代美国矿山委托西部研究所所完成的《汽车运输道路粉尘与控制》研究报告中，对美国露天矿山现用的30多种道路抑尘剂的费用与性能进行了比较，得出的结论称：“业经证实，路面洒水是成本效益最差的途径之一。”所以，洒水并非高效节约的防尘方法。

（2）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。

（3）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。

（4）喷雾抑尘、超声波抑尘

依靠各自的设备把喷洒水转化成细水雾（1~10微米），封住尘源从而出去尘源点的粉尘。这两种方法由于费用高目前还在试验阶段。微波沫降尘用的更少。

（5）高压水抑尘

德国利用5*106Pa、30L/min的高压水喷洒路面，使水粒更有效的与粉尘碰撞并捕捉粉尘使之湿润而凝并除尘。这种方法抑尘效果良好，可抑制几乎90%的微尘，缺点是需要产生高压水的动力设备。

5．破碎系统防尘

（1）设备密闭

对整个破碎系统及料仓进行封闭，形成独立的空间，避免粉尘外溢。

（2）负压收尘

对破碎系统中破碎机或粉碎机的投料口﹑出料口、振动筛上部以及带式输送机转运点等部位设密闭装置或集尘罩，转运点受料处设双层密闭罩。

将产尘设备用密闭罩罩起来，或制作收尘小室，使罩内形成均匀负压，避免粉尘外逸，或用敞口吸气罩形成吸捕气流，将暴露的尘化区控制在狭小范围内，使携尘气流被吸捕抽走通过除尘器净化后经排气筒（或烟囱）排入大气。