某銅礦溜井卸礦系統(tǒng)粉塵治理方案

熊睿 周德照 陳凱

（①江西銅業(yè)集團東同礦業(yè)有限責(zé)任公司東鄉(xiāng)331800 ②溫州東泰建設(shè)工程有限公司溫州325000③峽江縣自然資源局吉安 343000）

某銅礦礦山井下-370m水平1#溜井卸礦作業(yè)過程中，粉塵隨礦石溜出呈放射狀向卸礦巷道溢出，給卸礦作業(yè)環(huán)境帶來較為嚴(yán)重的粉塵污染，嚴(yán)重危害卸礦操作人員的身體健康，威脅井下的安全生產(chǎn)。針對溜井卸礦粉塵污染問題，考慮在卸礦口上方設(shè)置高壓噴霧裝置，以-370m 水平1#溜井為例進(jìn)行除塵方案研究。

1 抑塵方案

1.1 抑塵方法

根據(jù)井下卸礦站卸礦作業(yè)特點和礦石的含水量要求，建議-370m 水平1#溜井卸礦站采用一套型號為BNW-4.0 的高壓噴霧抑塵系統(tǒng)（標(biāo)準(zhǔn)流量240kg/h），系統(tǒng)由主機、管路、噴頭、控制系統(tǒng)、軟化水設(shè)備等五個部分組成。主機所連接的管路上共使用234.6kg/h/7 kg/h/只=33.5≈34 只噴頭，在卸礦溜井上方分三路布置不銹鋼耐壓管，其中兩路安裝于卸礦站平臺及支架底部邊緣，盡量避免物料損壞噴頭，噴霧方向斜下，兩路噴頭夾角30℃，與粉塵流向相對應(yīng)，用于攔截捕捉、碰撞吸收落料產(chǎn)生的大量粉塵；另一路安裝于巷道頂部，用于吸收控制巷道環(huán)境內(nèi)部逃逸粉塵。噴頭數(shù)量及安裝位置可以根據(jù)現(xiàn)場情況做出適當(dāng)調(diào)整。抑塵區(qū)域設(shè)置集成電氣控制箱，在巷道卸料點前后10m位置設(shè)置紅外傳感器及紅外接受器，當(dāng)卸料車離卸料點10m時觸碰紅外線時，系統(tǒng)提前噴霧，霧區(qū)提前覆蓋落料點，物料卸載完畢離開落料點10m后卸料車再次觸碰紅外線延遲關(guān)閉系統(tǒng)，使粉塵得到最大程度的抑制，同時可根據(jù)現(xiàn)場地溫、濕度情況設(shè)置適時控制的手動時序控制面板。紅外控制與時序控制可互相切換，三條不銹鋼管路分別安裝高壓球閥，可同時開啟或關(guān)閉某條管路的噴霧工作，所有管路的噴霧時間可任意設(shè)定，無需人工值守（如安裝圖1所示）。

1.2 高壓噴霧抑塵系統(tǒng)工作原理

柱塞泵將凈化處理過的水加壓至7MPa，再通過高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)霧化后以3～10μm的微霧噴射到整個空間，水霧在空氣中重力沉降、攔截捕塵、擴散捕集，達(dá)到降低空氣粉塵含量的目的。

高壓噴霧方法是目前比較新的也是效果比較好的一種抑塵方式。噴霧系統(tǒng)的工作介質(zhì)是水，在運行過程中，在噴霧泵的作用下，液態(tài)水從常壓狀態(tài)加壓到一定的壓力后，由霧化噴嘴將液態(tài)水霧化，霧化后的水霧以一定的運動規(guī)律與粉塵發(fā)生慣性碰撞、攔截捕塵、擴散捕集、重力沉降等作用。由于噴出水霧粒徑極其細(xì)小，大大增加了水與含塵空氣的接觸面積，因而抑塵效果好。

高壓噴霧抑塵系統(tǒng)由水源向水泵供水，水泵通過管路、控制箱、噴嘴提供高壓水，實現(xiàn)高壓噴霧。常態(tài)水通過耐高壓不銹鋼管傳送到噴嘴，被霧化成3～10μm 的微粒噴射出來，其最大耗電量0.75-1.5kW；耗水量即噴霧量根據(jù)環(huán)境空間大小及溫度計算，每只噴頭噴霧量3-7kg/h；噴霧壓力一般為4-7MPa 左右；噴頭噴射出的可見霧長最大約為1.5m。為了最大限度地抑塵，將高壓噴嘴布置于適當(dāng)?shù)奈恢?，以保證霧區(qū)最大限度地覆蓋揚塵點。

高壓噴霧主機工作時，主機水箱供水至高壓柱塞泵，細(xì)小的霧粒在空氣中完全霧化后（無滴水現(xiàn)象）與空氣中粉塵接觸，起到抑塵作用。主機啟停時間可通過控制面板任意設(shè)定，也可以設(shè)置傳感器，傳感信號傳輸給控制器并控制電磁閥動作，高壓進(jìn)水電磁閥和高壓泄水電磁閥分別控制噴霧狀況的大小或啟停。傳感器信號根據(jù)環(huán)境內(nèi)部情況進(jìn)行適時控制。

1.3 高壓噴霧抑塵系統(tǒng)特點

霧細(xì)：噴頭每秒能產(chǎn)生50 億個霧滴，粒徑為3～10μm。

節(jié)能：霧化1公升水只需消耗6W功率。

可靠：主機采用工業(yè)型進(jìn)口柱塞泵，可24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，噴頭及水霧分配器無動力易損部件，在高粉塵環(huán)境中也不損壞。

穩(wěn)定：因配有傳感器或時序控制器，可以達(dá)到較高的自控精度和運行平穩(wěn)性。

該系統(tǒng)所需配置為：一臺流量為240kg/h、功率為1.5kW的高壓柱塞泵站系統(tǒng)；34個噴頭；高壓泄水閥1個；時序控制器1臺；紅外線發(fā)射裝置兩套，接受裝置兩套；軟化水系統(tǒng)一套。

2 高壓噴霧系統(tǒng)安裝

⑴在卸礦溜井附近安裝高壓噴霧系統(tǒng)主機，安裝電氣接線并檢查。

⑵每一節(jié)的不銹鋼管采用卡套式連接座連接，在不銹鋼管路上選擇合適的間距（根據(jù)現(xiàn)場情況計算）安裝噴座，在噴座上安裝噴嘴和過濾座，安裝時必須大力擰緊，以防高壓噴水時連接點漏水。

⑶在管路末端安裝卡套式單孔堵頭和噴嘴堵頭。安裝時必須大力擰緊，以防高壓噴水時連接點漏水。

⑷開機洗管：將裝好不銹鋼管內(nèi)雜質(zhì)沖洗一遍，以防正常開機后堵塞噴嘴。沖洗余水從沒安裝堵頭的管路最末端流出，沖冼約十分鐘后裝好末端噴嘴或堵頭。

⑸正常開機并調(diào)試設(shè)備，建議泵頭在第一次開機50小時內(nèi)更換機油，機組正常使用后每30天更換一次機油，機油型號：美孚1130（符合油品SA130）。

3 高壓噴霧系統(tǒng)預(yù)期效果

⑴經(jīng)過安裝調(diào)試的噴霧設(shè)備，所噴水霧能夠完全霧化，無水滴。

⑵整理噴霧設(shè)備抑塵效率大于70%。

⑶根據(jù)溫/濕度狀況，霧化效果的時間為2～5 分鐘。

⑷所有管路及配件均采用SUS304 不銹鋼耐壓材質(zhì)，無腐蝕。

溜井卸礦處在噴霧抑塵裝置未開啟運行時總粉塵濃度為277.25 mg.m3，在噴霧抑塵裝置單排管路部分噴嘴正常運行時，測定總粉塵濃度為32.9 mg.m3。依據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1 部分：化學(xué)有害因素》總粉塵濃度不大于1 mg.m3的規(guī)定限值，建議更換噴嘴，加強維護(hù)，使單排管路全部噴嘴正常運行，增強抑塵效果。