摘 要:由于露天礦開采強度大,機械化程度高,而且受地面氣象條件的影響,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵量大,有毒有害氣體多,影響范圍廣。因此,在露天礦采區(qū),防治大氣污染的主要對象是露天礦采場。文章通過分析露天礦山的開采工藝,明確開采過程中的產(chǎn)污環(huán)節(jié),通過理論計算及經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定開采過程中的粉塵排放量,根據(jù)礦山生產(chǎn)的實際,提出切實可行的污染防治措施,為礦山環(huán)境管理和環(huán)境影響評價提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:露天礦;粉塵;污染控制;開采
在露天礦的開采過程中,由于使用了各種大型移動式機械設(shè)備使粉塵和有毒氣體量大增。某作業(yè)現(xiàn)場的實測資料表明:穿孔設(shè)備、裝載設(shè)備、運輸設(shè)備、鑿巖設(shè)備及推土設(shè)備的產(chǎn)塵量分別占總產(chǎn)塵量的12.06%、52.92%、29.45%、0.56%及5.01%。由此看來,裝載設(shè)備、運輸設(shè)備、穿孔設(shè)備是主要產(chǎn)塵設(shè)備,通過對作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測。露天礦在開采過程中的產(chǎn)塵環(huán)節(jié)多,可根據(jù)理論研究或?qū)崪y的經(jīng)驗方法對產(chǎn)塵量進行估算。同時依據(jù)各環(huán)節(jié)的作業(yè)特點采取適宜的粉塵控制措施,可取得良好的抑塵效果,對于改善礦區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量具有積極的作用。
一、粉塵污染控制措施
(一)鑿巖和爆破
鑿巖過程干式防塵技術(shù)是指露天礦鉆孔牙輪鉆和潛孔鉆機采用干式捕塵系統(tǒng),壓氣排出的孔內(nèi)粉塵經(jīng)集塵罩收集,粗顆粒沉降后的含塵氣流進入旋風(fēng)除塵器作初級凈化,布袋除塵器作末級凈化。濕式防塵技術(shù)是指通過噴霧風(fēng)水混合器將水分散成極細水霧,經(jīng)釬桿進入孔底,補給粉塵形成泥漿。風(fēng)機的風(fēng)流將排出的泥漿吹向孔口一側(cè),并沉積該處。
泥漿干燥后呈膠結(jié)狀,避免粉塵二次飛揚。干式捕塵效果好,除塵效率可達到99.9%,但輔助設(shè)備多,維護不方便。故目前采用濕式防塵技術(shù)的礦山較多。穿孔作業(yè)采用濕式鑿巖,作業(yè)時產(chǎn)生粉塵量不大,除塵效率可達到90%,一般影響范圍小于50m2。
爆破防塵主要采用濕式措施,包括爆破前灑水和注水、水封爆破等方式。在大爆破前,向預(yù)爆破礦體或表面灑水,不僅可以潤濕礦巖的表面,還可以使水通過礦巖的裂隙透到礦體內(nèi)部。在預(yù)爆區(qū)打鉆孔,通過這些鉆孔向礦體實行高壓注水,則濕潤的范圍大,效果明顯。
爆破作業(yè)時間短,揚塵一般在5min作業(yè)即會自然沉降,且一般露天礦在開采前期就可實現(xiàn)封閉圈下的開采,爆破揚塵對外環(huán)境影響較小,故在北方缺水地區(qū),對爆破揚塵多數(shù)未采用濕式措施抑塵。
(二)采裝和轉(zhuǎn)載
采裝在爆堆干燥的情況下作業(yè),電鏟作業(yè)過程中揚塵量較大??刹捎迷诖b運的爆堆上安裝噴霧裝置或采用噴射式灑水車灑水,對預(yù)采裝區(qū)灑水增濕。通過實施爆堆灑水作業(yè),可有效較低電鏟作業(yè)的產(chǎn)塵量。礦石和廢石的轉(zhuǎn)載過程也采取就地抑塵技術(shù),在轉(zhuǎn)載站采用噴射式灑水車灑水或安裝噴霧裝置灑水,對轉(zhuǎn)載站全面覆蓋。在充分預(yù)濕的條件下,平均每臺電鏟的產(chǎn)塵量可降低為0.14kg/h,降低揚塵量約93.83%。即使在預(yù)濕不充分的情況下,平均每臺電鏟的產(chǎn)塵量可降低為0.83kg/h,降低揚塵量約63.44%。
就地抑塵技術(shù)應(yīng)用壓縮空氣沖擊共振腔產(chǎn)生超聲波,超聲波將水霧化成濃密的、直徑1~50μm的微細霧滴,霧滴在局部密閉的產(chǎn)塵點內(nèi)捕獲、凝聚細粉塵,使粉塵迅速沉降,實現(xiàn)就地抑塵,比其他除塵系統(tǒng)節(jié)省30%~50%投資,節(jié)能50%,耗水量大大降低,僅為0.3~0.5L/min,且占據(jù)空間小,節(jié)省場地。
(三)排巖
采取爆堆灑水措施后,增加了巖石濕度可有效降低排巖過程粉塵污染。同時可輔助采用高壓噴射式灑水車灑水,或設(shè)置移動式雙向噴霧器,從兩側(cè)對排巖區(qū)域噴霧抑塵,可減少排巖過程的粉塵約90%。
(四)運輸
道路揚塵是礦山的主要粉塵污染源,約占礦山總產(chǎn)塵量的90%以上,解決運輸過程的揚塵問題,能大大改善礦山環(huán)境。目前通常采用的抑塵措施是對礦區(qū)道路灑水抑塵,沿路鋪設(shè)灑水器向路面灑水。
而在北方干旱地區(qū),蒸發(fā)量大,應(yīng)加強灑水頻次,噴淋強度應(yīng)達到或略超過該地區(qū)的蒸發(fā)強度,才能達到抑塵效果,其缺點是用水量大,有效抑塵期短。在水資源短缺的區(qū)域,可采用路面噴灑鈣、鎂等吸濕鹽溶液或用覆蓋劑處理路面,達到道路抑塵的效果。
如用氯化鈣、食鹽處理路面,空氣中的含塵量在45~90天內(nèi)不超過2~3mg/m3,其成本比灑水低2/3。此外,還可采用石油樹脂冷水乳液、油水乳濁液等方式處理路面,也可收到較好的抑塵效果。
隨著高效抑塵劑的不斷開發(fā)和研究,會出現(xiàn)越來越多的高效抑塵、無生態(tài)毒性、價格低廉的抑塵劑,其應(yīng)用范圍將會更加廣泛。
二、結(jié)語
露天礦的空氣污染,主要是塵源污染,目前,露天礦的防塵措施主要是以單機防護為主。筆者認為,在單機防護措施方面,除了進一步完善以上所述的單機防護措施之外,還可將司機室密閉,進行室內(nèi)隔絕空調(diào)凈化,增加室外個體防護設(shè)備。
參考文獻
[1] 王青,史維祥.采礦學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.
[2] 楊玉新.深凹露天礦粉塵污染及其擴散規(guī)律分析[J].礦業(yè)工程,2003,(5):30-36.
[3] 陳光榮.礦山企業(yè)污染防治與環(huán)境保護強制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行手冊[M].銀川:寧夏大地音像出版社,2004.