某非煤露天矿山扬尘污染现状及防治措施
简文荣
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简文荣,. 某非煤露天矿山扬尘污染现状及防治措施[J]. 矿山工程与技术,20233. DOI:10.12721/ccn.2023.157247.
摘要: 矿产资源是我国国民经济发展的主要支柱,在为社会带来经济进步的同时,也带来了占用土地、破坏生态、污染环境、地质灾害等严重问题。本文对某非煤露天矿山环境污染现状及防治措施进行概述,分析造成矿山环境破坏的原因,针对存在的现状问题采取相应的防治措施。
关键词: 非煤露天矿山;扬尘污染;防治措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157247
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第一章  我国非煤露天矿山扬尘污染现状

矿产对全球各国来说是极为重要的战略资源,是世界各国博弈的焦点。全球矿产资源分布极不均衡,其中矿产资源排名前十的国家占全球矿产资源的80%以上。

我国是世界上面积最大、矿产资源丰富的第三大矿业大国,矿产资源的开发极大地促进了经济进步、社会发展和人类文明,但由于矿山资源环境保护机制、制度不够完善,使得矿山资源开发与保护相分离。对于我国大部分露天矿山生产来说,矿山生产过程中产生的扬尘已经成为影响环境、作业效率、运输安全和生产成本的重要控制因素。空气中的扬尘恶化了采装和运输作业条件,并且面临着生态环境部门的严厉查处,所以防尘工作愈来愈显得尤为重要,并且防尘抑尘已经成为矿山生产中一项十分重要的工作。

第二章  某非煤露天矿山扬尘污染及其危害

某非煤露天矿山在生产过程中,由于钻孔、爆破、铲装、运输、推排等采矿作业活动产生的扬尘和有毒有害气体,不仅污染矿区环境,损害员工身体健康,而且随着风的流动,也是会对矿区周边空气环境造成一定的污染。

为了促进露天矿山开采顺利进行,尽量降低扬尘对周围环境的污染,提高某非煤露天矿开采综合效益。为实现这一目标,应从采剥各道工艺中摸清扬尘污染的源头。

2.1  穿孔

穿孔的主要原理是机械冲击,利用磨削和剪切作用将岩体破碎,并且对岩体粉化过程中往往会出现扬尘污染。一般露天矿山主要使用牙轮钻和潜孔钻进行穿孔,其除尘方式多为收尘和湿式降尘两种,通过使扬尘收集或湿润凝聚, 从而减少扬尘的排放浓度和排放量。

2.2  爆破

露天矿开采常用爆破方式为中深孔松动爆破,通过埋设炸药、安置电子数码雷管,然后引爆。起爆后会产生大量扬尘、二氧化碳、水蒸气、氮气等,被粉化的岩体会充满整个爆破空间,产生的扬尘有时可高达15-25米,且扬尘浓度较大,持续时间较长。

2.3  铲装

现目前露天矿山铲装设备常采用电铲、挖机装车,电铲或挖机在抓料和放料过程中,由于矿岩表面沉落有部分扬尘,铲装时矿岩之间摩擦和碰撞、矿石落料时的落差,都会产生大量扬尘, 进而导致扬尘污染作业区域环境。

2.4  运输

矿山道路常用砂、石、土铺筑而成,运输车辆经过时, 轮胎会将路面浮尘带起,从而导致扬尘污染;矿区运输路面沉积的扬尘受到汽车的挤压、振动、气流的影响,会产生无规则运行,形成扬尘飞扬后污染环境。同时,道路扬尘的出现与车辆载重、风速、岩土性质、车速等密切相关。

2.5  推排

废石采用矿用卡车直接运送至排废场或经转载站由胶带运输至排废场,在排废场边缘卸至排废场边坡,废石在沿边坡下落过程中,由于大块废石在表层边坡滚动,岩石之间碰撞摩擦,伴随着风流飞扬后产生扬尘。

第三章  扬尘污染防治措施

3. 1 凿岩和爆破

凿岩扬尘防治措施主要有干式捕尘和湿式防尘两种。凿岩过程干式防尘技术是指露天矿钻孔牙轮钻机和潜孔钻机采用干式捕尘系统,压气排出的孔内扬尘经集尘罩收集,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,补给扬尘形成泥浆。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,避免扬尘二次飞扬。

某非煤露天矿山凿岩设备主要有牙轮钻和潜孔钻,牙轮钻凿岩降尘主要采用干式收尘,干式捕尘效果好,除尘效率可达到98%以上,但辅助设备多,维护不方便;潜孔钻降尘主要采取湿式降尘,作业时产生扬尘量不大,降尘效率可达到96%。这两种钻机凿岩时扬尘的影响范围较小,影响范围一般不超过20米范围。

爆破作业时,爆破作业扬尘的抑制,主要从爆破技术层面加以控制,产生较少的扬尘。某非煤露天矿山主要是采取中深孔松动爆破的方式减少扬尘飞扬,从爆破技术上解决扬尘问题。同时,在打孔装药过程中尽量避免水孔或者妥善处理水孔后再装药。对爆破扬尘还可以采取水封爆破、爆破前洒水等方式降低扬尘。

爆破作业时间短,扬尘一般在5 min 左右即会自然沉降,且一般露天矿在开采前期就可实现封闭管理,爆破区域仅仅在矿区某个片区,主要实施局部爆破,爆破的区域范围不大,爆破扬尘对外环境影响较小,因此某非煤露天矿山对爆破扬尘多数未采用湿式措施抑尘。

3. 2 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。矿石转载过程采取就地抑尘技术,在转载站采用安装喷雾装置和安装除尘设施降尘收尘,对转载站全面覆盖。喷雾抑尘技术是高压离子雾化和超声波雾化,将水雾化成1μm~100μm的超细干雾,超细干雾颗粒较为细密,充分增加与粉尘颗粒的接触面积,水雾颗粒与粉尘颗粒碰撞并凝聚,形成团聚物,团聚物不断变大变重,直至最后自然沉降,达到消除粉尘的目的。所产生的干雾颗粒,30%~40%粒径在2.5μm以下,对大气细微颗粒污染物的防治效果较为明显。

3. 3 排废

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扬尘污染。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,可减少排岩过程的扬尘约90%。

3. 4 运输

道路扬尘是矿山的主要扬尘污染源,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采用矿用洒水车和沿路铺设固定式喷淋设施对矿区道路洒水抑尘。在炎热天气,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。针对矿山路面情况,还可采用土路浆和砂石土壤混合搅拌均匀、平整压实后形成浆土路,可有效降低扬尘,晴天降尘可达75%-95%,从本质上降低扬尘。同时,还可采用路面喷洒钙、镁等吸湿盐溶液处理路面,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40 ~ 90天内不超过2~3 mg /m3。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。

第四章  结论

扬尘污染及防治是露天矿开采过程中不可忽视的重要内容,在生产过程中要引起高度重视,应在生产组织中明确扬尘污染防治相关工作内容,采取有效的扬尘污染治理措施,降低生产过程中的扬尘,从而实现对矿区扬尘污染的有效控制,进一步改善矿区及其周边环境,改善人机作业环境,提高露天矿开采的综合效益。

参考文献

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