露天采礦開采工藝過程粉塵污染與防治策略

李孝文

（遼源市衛(wèi)生健康綜合執(zhí)法支隊，吉林 遼源 136200）

露天礦開采過程中，由于使用一些大型設(shè)備，所產(chǎn)生的粉塵及有害氣體也隨之增加，根據(jù)現(xiàn)場實際監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，運輸設(shè)備、鑿礦設(shè)備、穿孔設(shè)備、推土設(shè)備、裝載設(shè)備等都是產(chǎn)生煙塵設(shè)備，而露天礦在開采中產(chǎn)塵環(huán)節(jié)多，可根據(jù)實際施工情況對產(chǎn)生的粉塵數(shù)量進行估算，依照不同開采工藝及開采環(huán)節(jié)采取有針對性的粉塵治理措施，可以得到較好的抑塵效果，同時對露天礦空氣環(huán)境的改善具有積極的作用。

1 露天礦開采中粉塵污染的來源

為了保證露天礦開采順利進行，盡可能降低對礦區(qū)周圍環(huán)境污染，提高礦山開采的綜合效益，對粉塵污染防治要落實到位，對污染物進行防治前應(yīng)先明確污染源，主要包括幾個方面。

（1）鉆孔。利用機器對礦體進行破碎，同時將礦體進行粉化，這一過程中會產(chǎn)生粉塵污染。

（2）爆破。露天礦開采的主要方式為爆破，將炸藥埋設(shè)在固定位置然后進行引爆，整個過程會產(chǎn)生大量粉塵。

（3）運輸設(shè)備。露天礦多處于偏遠山區(qū)，道路多使用砂、土、石鋪設(shè)而成，開采出的礦物使用運輸設(shè)備進行運載時，會將路面的粉塵帶起，所以從這一方面我們也要采取控制對策。

（4）裝載。礦車卸礦時會將礦物表面的粉狀物帶到空氣中，出現(xiàn)粉狀物質(zhì)，產(chǎn)生粉塵污染。

2 露天礦開采中粉塵污染的成因與主要危害

2.1 粉塵污染的主要成因

在露天礦開采作業(yè)過程中，由于礦體地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，開采人員難以將礦體進行分割、運輸。因此，需要結(jié)合實際作業(yè)情況，以多種形式開展作業(yè)，將礦體分割后，開展裝卸運輸作業(yè)。而在礦體分割、鉆孔作業(yè)中，會產(chǎn)生一定的降塵與飄塵。

降塵雖然可以在短時間內(nèi)快速沉降、且不易被人體吸入呼吸道，但也造成露天采場作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜化。而飄塵則具有可長時間飄浮在空氣中的特征。具體來講，礦體鉆孔、碎石加工作業(yè)的開展主要產(chǎn)生飄塵。而礦體爆破、分割作業(yè)的開展則主要產(chǎn)生降塵。

操縱相應(yīng)機械設(shè)備將礦體碎塊進行初步加工，切割為大小等同、形狀統(tǒng)一的礦物，隨后將開采出的礦物運輸至指定區(qū)域進行二次加工。造成露天礦開采出現(xiàn)二次粉塵污染問題的出現(xiàn)。

2.2 粉塵污染的危害

（1）威脅開采人員身體健康。飄塵又被稱作為可吸入顆粒物，主要指當量直徑小于等于10μm的顆粒物。這一類顆粒物具有可被人體吸入的特征。開采人員開展作業(yè)時，會吸入大量飄塵顆粒物，并在人體肺部區(qū)域少量沉積、侵蝕肺泡，引發(fā)塵肺病、慢性鼻咽炎、心血管病、肺部慢性纖維化等人體疾病的出現(xiàn)。

（2）破壞生態(tài)環(huán)境。飄塵也具有可吸附物質(zhì)與空中飄浮特征。受到風(fēng)力影響向周邊區(qū)域中擴散，并在擴散、漂浮過程中將大氣環(huán)境中所分布的各類污染物、有機化合物等有毒物質(zhì)進行吸附，并對漂浮范圍內(nèi)的生物造成嚴重損害。

3 粉塵污染問題的防治策略

3.1 爆破與鉆孔開采工藝污染治理

在露天礦開采工藝過程中，降塵與飄塵的主要產(chǎn)生源頭為爆破作業(yè)與鉆孔、碎石加工作業(yè)的開展，在露天采礦作業(yè)區(qū)域中產(chǎn)生大量降塵、飄塵，以及一氧化碳、二氧化硫等煙氣。而在粉塵產(chǎn)生后便很難將其加以治理。因此對飄塵與降塵污染問題的治理，則需要從控制粉塵產(chǎn)生角度加以著手，具體防治策略如下。

3.1.1 灑水降塵

在露天采場礦體爆破開采工藝環(huán)節(jié)中，開采人員提前向礦體爆破作業(yè)周邊區(qū)域中噴灑一定水量，從而在礦體爆破過程中取得部分降塵效果。但應(yīng)用灑水降塵防治策略，也會對礦物品質(zhì)、色澤造成一定負面影響。而在所噴灑水量存在過量問題時，也會有一定可能在后續(xù)開采工藝過程中造成篩子堵塞、設(shè)備運行故障問題的出現(xiàn)。但由于我國絕大多數(shù)露天采場的開采與運營模式為粗放式加工。因此，灑水降塵防治策略也是目前來看經(jīng)濟性最高的粉塵污染防治策略。

3.1.2 旋風(fēng)除塵

在露天采場爆破開采工藝環(huán)節(jié)中，開采人員位于下風(fēng)口處配置旋風(fēng)除塵器以及配套設(shè)備。隨后在爆破作業(yè)階段中運行旋風(fēng)除塵器設(shè)備，將所產(chǎn)生降塵形成的“云層”進行吹散。而旋風(fēng)除塵器設(shè)備所產(chǎn)生的風(fēng)力與露天采場區(qū)域中自上風(fēng)口向下風(fēng)口所流動的自然風(fēng)向碰撞，在空氣對流背景下進一步加大除塵效果。但旋風(fēng)除塵防治策略具有除塵效率低、經(jīng)濟成本高、粉塵處理后排放不達標等問題。此外即可在處理降塵環(huán)節(jié)中應(yīng)用旋風(fēng)除塵防治策略，而不能對飄塵進行防治。

3.1.3 霧炮除塵

開采人員在露天采場爆破作業(yè)環(huán)節(jié)中操縱除塵霧炮機向爆破作業(yè)區(qū)域中拋射高壓水霧（與所產(chǎn)生降塵顆粒直徑等同大小的水珠）。

隨后高壓噴霧與所產(chǎn)生降塵在接觸后出現(xiàn)吸附反應(yīng)，提高降塵顆粒的自重力、加快降塵沉降速度，從而實現(xiàn)對露天采場降塵污染問題的快速解決。霧炮除塵防治策略具有成本低廉、不會產(chǎn)生二次粉塵污染等應(yīng)用優(yōu)勢，也同樣較為適用于我國當前絕大多數(shù)粗放式加工的露天采場開采工藝過程中。

3.1.4 泡沫除塵

在露天采礦爆破開采工藝過程中，開采人員在除塵水管、壓風(fēng)管路中添加適量的添加劑，隨后配置并操縱相應(yīng)的發(fā)泡設(shè)備，將壓風(fēng)管道與除塵水管接入發(fā)泡設(shè)備中，并向露天采礦爆破作業(yè)區(qū)域中噴射大量、高倍數(shù)的泡沫。隨后在將灰塵漂浮、沉降過程中與高倍數(shù)泡沫相吸附，加重降塵顆粒的自重量、提高沉降速度，并避免降塵顆粒在自然風(fēng)作用下出現(xiàn)擴散、二次污染與大量積聚等粉塵污染問題。泡沫除塵防治策略具有完全解決粉塵擴散問題、顯著加快降塵的沉降速度、耗水量低、發(fā)泡設(shè)備操作與維護流程簡略等應(yīng)用優(yōu)勢。但在發(fā)泡設(shè)備運行過程中，所消耗添加劑的造價成本較為高昂，且消耗量較為龐大，企業(yè)需要承擔較高的經(jīng)濟負擔。而若在添加劑配比失衡時，也會降低泡沫除塵防治策略的實際效果。

3.1.5 做好人員防護措施

為降低粉塵污染對開采人員身體健康的損害程度。因此在開采工藝過程中，企業(yè)需要為全體開采人員、管理人員與技術(shù)人員配置符合相關(guān)標準認證的防塵口罩，并考慮到所配置防塵口罩的單次防護時長、佩戴舒適度。優(yōu)先選擇、配置硅膠材質(zhì)、透氣性良好、漏氣率低、覆蓋全面的防塵口罩，以避免開采人員在長時間作業(yè)過程中出現(xiàn)臉部過敏反應(yīng)、私自解除口罩、粉塵滲入口罩等問題。

3.1.6 選擇適當爆破作業(yè)時機

在爆破作業(yè)工藝過程中，如若露天采礦作業(yè)區(qū)域中有較強自然風(fēng)時，那么所產(chǎn)生降塵、飄塵會在自然風(fēng)的影響下向四周區(qū)域進行擴散、傳播。因此也需要結(jié)合水文地質(zhì)信息，優(yōu)先選擇在無風(fēng)天、抑或是自然風(fēng)力較小的氣候下組織開展礦體爆破作業(yè)。

3.2 鏟裝開采工藝污染治理

3.2.1 物料噴水

在礦產(chǎn)資源進行初次加工、裝卸運輸過程中，由于不同礦體之間、礦物與運輸車輛、相關(guān)機械設(shè)備之間會出現(xiàn)較高頻率的碰撞，從而會對礦體結(jié)構(gòu)造成一定程度的破損，向大氣環(huán)境、露天采礦作業(yè)區(qū)域中持續(xù)產(chǎn)生飄塵，造成嚴重的生態(tài)環(huán)境污染與威脅人體健康問題。針對于此，則需要在礦物初次加工、裝卸運輸開采工藝環(huán)節(jié)中，開采人員向物料上噴灑適當水分、提高物料濕度與粉塵顆粒自重量。避免在加工、運輸過程中產(chǎn)生大量飄塵。

3.2.2 物料車輛配置凈化器設(shè)備

在礦物運輸過程中，為保障行車安全、車輛運輸司機視距的開闊，司機無法對防塵口罩加以佩戴。而在運輸過程中，車廂車相處所堆積礦物會出現(xiàn)一定頻率的碰撞，從而在車輛內(nèi)部產(chǎn)生、漂浮一定的飄塵，并有少量飄塵向駕駛室進行擴散。針對以此，為充分保障運輸人員的身體健康，需要在運輸室等區(qū)域中配置空氣凈化器，及時將車輛內(nèi)部所漂浮的飄塵加以凈化。

3.2.3 路面灑水

在物料車輛運輸過程中，臨近露天采場的公路區(qū)域中會分布、擴散著較高含量的降塵、飄塵。這不但對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，也降低了運輸人員的實際視距，提高行車安全隱患。

因此在車輛運輸前與運輸過程中，需要向分布大量降塵、飄塵的公路段噴灑適量水分，從而提高沉降速度。而為保障在秋冬季節(jié)的行車安全，也需要在所噴灑水分中加入適量鹽分，避免公路路面出現(xiàn)結(jié)冰問題。