露天煤矿扬尘机理及对策

露天煤矿扬尘机理及对策

马耀雄

伊吾广汇矿业有限公司

摘要：近年来，随着我国经济水平不断发展，社会不断进步的同时，煤炭在我国的能源供应体系以及国民经济发展中的作用将越来越大。经过几十年的发展，我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步，在条件适宜地区的露天开采成本大幅下降，经济效益显著。但是，企业在进行煤炭等产品的生产、加工的过程中形成的粉尘，以及自然界存在的原始粉尘，都在制约着我国露天煤矿的发展，威胁着员工的生存环境。

关键词：露天煤矿；扬尘机理；对策

引言

我国是煤炭开采和消费大国，2020年原煤产量39.0亿t，煤炭消费量占能源消费总量的56．8％，煤炭在我国国民经济发展中起到重要的基础和保障作用。煤炭开采方式主要分为井工开采和露天开采两种，露天开采具有产量大、回采率高、适用于大型机械施工、成本低、生产安全等优点，产量和所占比重逐年增加。露天煤矿开采对矿区生态环境的影响是十分巨大的，而且有些影响是不可逆的，露天煤矿在生产过程中如：钻孔、爆破、采装、运输、排土过程中产生大量粉尘、卡车尾气；煤矸石自燃产生含硫、含氮有害气体，对气体环境造成严重污染，因此，露天煤矿扬尘治理工作是矿山安全环保工作中的重要内容之一。

1露天煤矿粉尘的危害

粉尘不仅是职工健康的隐形杀手，也是露天煤矿安全生产的大敌。员工长期在高粉尘浓度的环节中作业，吸入呼吸性粉尘可引起尘肺病，严重危害身体健康。根据有关统计资料，自上世纪年代我国建立职业病制度以来，己经累计有超过万矿工死于尘肺病。粉尘引起的尘肺病人数占全国工业系统尘肺病人数的，列全国第一位。所以，影响矿山安全问题和员工健康问题的粉尘防治是我们必须高度重视的头等大事。

2露天煤矿扬尘机理

2.1钻机穿孔扬尘

在露天矿场内的矿岩较硬，不能用采掘设备进行直接挖掘时，需要进行爆破，松动矿岩后进行采装。爆破前首先进行钻机穿孔作业，目前常用的钻机包括潜孔钻机和牙轮钻机。钻机钻头在破碎孔底岩石形成钻孔过程中产生大量粉末，在压缩空气作用下排出钻孔形成大量粉尘，扩散到矿区周围的气体环境中，形成扬尘，钻机扬尘的特点是产尘量受矿岩的本身特性影响较大。一般：矿岩硬度越高所产生的细小粉尘占比越大，产尘量也越大；矿岩粉碎性指标越高，产尘量越大；矿岩湿度越大，产尘量越大。同时，产尘量还受钻机种类、施工人员认知和操作水准、钻探时间、凿岩速度等影响。

2.2爆破过程扬尘

爆破粉尘是伴随爆破瞬间产生的，对环境的污染是显而易见的，也是露天煤矿粉尘治理的一大难题。无论是深孔松动爆破，还是抛掷爆破，产生的粉尘及烟尘强度都是非常大的，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，是影响矿区环境的污染源之一。如果长期对粉尘和炮烟防护、处理不当，有可能导致人员伤害。

2.3电铲挖掘机作业产生粉尘

爆破产尘的粉尘沉降在矿岩表面，电铲给列车或卡车采装过程中，由于磨擦、碰撞而振动扬起形成二次扬尘，由于落差，在风流的作用下向采场空间扩散。露天矿山开采过程中不可避免地形成深凹，采场区风速常年低于当地平均风速，造成露天矿底部通风不足，造成严重空气污染，影响采区作业环境，对采区作业的工作人员身体健康影响较大，容易形成肺尘病。采装过程的产尘量与矿岩的硬度、含湿量、风流速度及装卸高度差等因素有一定关系。

2.4卡车运输产生粉尘

露天矿卡车运输具有较高的机动性、灵活性，转弯半径小、爬坡能力大等特点，有利于分采、分装、分运，有利于采用高台阶和近距离排土，近年来在露天煤矿运输作业中所占比重越来越大。然而，由于露天煤矿属开放式作业环境，临时运输道路为土质或碎石简易路面，矿用自卸卡车载重能力大，运输较为集中，道路上卡车数量多，行车密度大，震动强烈，容易应发扬尘。同时由于自卸卡车排放的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和碳氢化合物等大量有害气体对矿区气体环境造成严重污染。据调查，卡车运输作业扬尘，居露天煤矿开采各个环节产尘量之首，是露天煤矿最大的粉尘污染源。

3露天煤矿扬尘对策

3.1钻机穿孔作业中的粉尘治理

穿孔作业中产生的粉尘强度大，在使用干式除尘或湿式除尘都不理想的情况下，宜采用干式、湿式复合除尘方式，虽然给维修造成了一定难度，但是除尘效果较好。还可以在水中加入一的湿润剂，减小水的表面张力，增加湿润能力，强化除尘效果，有利于职工身体健康。

3.2爆破作业中的粉尘处理

在进行爆破作业的时候，由于一般爆破的面积都比较大，会有大量粉尘受到冲击波的作用被吹散到空气之中，使得空气中粉尘的含量短时间之内就严重超标了。为了能够有效减少爆破过程中所产生的粉尘量，可以使用多排垂直的深孔松动式爆破方法，将爆破区的孔网数量与间距进行规划和设计，并且在爆破前向岩土中洒水，增加岩土的湿度，从而让爆破时产生的粉尘聚在一起形成较大的颗粒落下，有效降低空气中的含尘量。除此之外，还可以采用具有环保作用的抑尘喷雾机，它的原理与上述方式有着异曲同工之妙，都是将空气中细小的粉尘通过水分子作用，逐渐凝结成较大的粉尘团，进而在重力的作用下降落，达到减少空气中粉尘含量的目的。

3.3装卸作业中的粉尘处理

铲斗在进行装卸操作时，粉尘的产生量会随着物料降落高度升高以及物料湿度的减小而增加。因此降低该过程扬尘量的有效方法为：在进行装卸时，铲斗与车辆等装载工具尽量靠近，减少物料落差，同时在该作业区域配备增湿喷水装置，定时定量进行洒水作业，增大物料的湿度和粘结性，达到降尘的目的；或者在电铲大臂下部和司机室前部安装风水混合喷雾装置的办法，向装载的物料喷雾降尘，使司机室前方空气中的粉尘颗粒湿润，保持司机良好的操作视野，既能防止作业事故，又能有效降低粉尘。

3.4卡车运输粉尘治理

卡车运输是我国露天煤矿开采的主要运输方式，运输过程中的扬尘和卡车尾气对气体环境造成严重污染，必须予以重视。路面扬尘量的大小主要与卡车行驶速度、路面状况等因素有关。为防止二次扬尘，应以改善临时路面质量为主，主要有以下措施：①选择合适的卡车行驶速度：一般情况下，卡车在采场内的行驶速度要求低于20km/h；②采用路面洒水防尘：但缺点是抑尘时间短，用水量大，受季节影响严重，在我国北方，冬季容易结冰，不能使用此方法；③用颗粒状氯化钙、食盐或二者混合处理卡车路面：同样能达到较好的抑尘效果，且作用时间长，颗粒状氯化钙处理路面可达到45d，食盐或二者混合处理卡车路面可达到15d，经济分析表明，用氯化钙处理路面的费用比洒水低2/3；④沥青涂路面、喷洒氯化钙、氯化钠溶液或其他溶液、用油水乳浊液处理路面、在负温情况下人工造雪防尘等措施。

结束语

综上所述，中国露天煤矿在规模、数量、开采技术和工艺等方面，经过近些年的发展都有了长足的进步，煤矿资源也为我国跨越式发展做出了重要贡献。但是，目前提倡环境友好型、资源节约型社会，我们要更加重视露天煤矿的扬尘治理。因此，加强落实粉尘防控体系落到实处，实施严格的粉尘防控方案，达到消除粉尘危害的目的。

参考文献

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