白象山鐵礦井下典型塵源防塵現(xiàn)狀調(diào)查分析

王榮林 李 剛

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

白象山鐵礦是安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)重要的鐵礦石生產(chǎn)基地。根據(jù)白象山鐵礦礦體的賦存特點(diǎn)，以及保護(hù)地表不塌陷、井下不突水和青山河不改道的需要，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)因素的情況下，確定采用豎井開拓、上向分層充填法開采工藝，開采規(guī)模為原礦200萬t/a。

隨著白象山鐵礦開采深度、開采強(qiáng)度和機(jī)械化程度的不斷提高，生產(chǎn)作業(yè)面和生產(chǎn)崗位粉塵濃度不斷升高，且大部分為呼吸性粉塵。這些粉塵具有分散度高、比表面積大、粒徑小、吸附力強(qiáng)等特點(diǎn)，在礦井環(huán)境氣流的擾動(dòng)下不易沉降，對現(xiàn)場作業(yè)人員的身心健康造成了嚴(yán)重威脅［1-4］。

目前，對于危害井下作業(yè)人員身心健康的粉塵，主要的技術(shù)措施包括通風(fēng)排塵、噴霧除塵、密閉控塵、抑塵劑降塵、幕簾隔塵、除塵器捕塵等［5-8］。針對白象山鐵礦井下采掘生產(chǎn)過程中的揚(yáng)塵，現(xiàn)場采取了濕式作業(yè)、礦井通風(fēng)、噴霧灑水、濕式除塵器捕塵等技術(shù)措施進(jìn)行抑塵，為評價(jià)典型塵源的防塵效果，礦山與中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司合作進(jìn)行了調(diào)查、分析。

1 礦井通風(fēng)防塵

1.1 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

礦井采用副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井抽風(fēng)的對角抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。新鮮風(fēng)流從副井進(jìn)入，經(jīng)-330 m和-470 m水平及穿脈、天井進(jìn)入采場，再經(jīng)天井、-390 m中段回風(fēng)巷道到回風(fēng)井石門，在主扇風(fēng)機(jī)作用下經(jīng)回風(fēng)井排至地表。

部分風(fēng)流從副井進(jìn)入-500 m有軌運(yùn)輸水平，由于-500 m水平和-470 m水平由天井和聯(lián)絡(luò)斜道貫通，因而風(fēng)流可從-500 m水平進(jìn)入-470 m水平。

破碎硐室、皮帶道、粉礦回收道的新鮮風(fēng)流由電梯井進(jìn)入，破碎硐室（-540 m）通過輔扇抽風(fēng)，將風(fēng)流沿主井排至地表；中段卸礦站（-500 m）、皮帶道（-583 m）、粉礦回收道（-643 m）由局扇抽風(fēng)，將風(fēng)流沿主井排至地表。

1.2 機(jī)站設(shè)置

（1）-390 m回風(fēng)機(jī)站有風(fēng)墻，安裝1臺DK60（B）-8-№28（355 kW×2）風(fēng)機(jī)。

（2）在通風(fēng)不良的采場安裝有局扇，根據(jù)現(xiàn)場情況確定局扇功率，一方面解決通風(fēng)除塵問題，另一方面防止有毒有害氣體在不通風(fēng)的硐室聚積。井下局部風(fēng)機(jī)情況見表1。

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1.3 通風(fēng)系統(tǒng)檢測

根據(jù)井下微小氣候檢測結(jié)果，可計(jì)算白象山鐵礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配情況，見表2（負(fù)數(shù)表示風(fēng)流流出井筒；正數(shù)表示風(fēng)流流入井筒）。

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從表2可以看出，通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)總風(fēng)量203.12 m3/s，通風(fēng)系統(tǒng)有效風(fēng)量率63.35%，符合《通風(fēng)系統(tǒng)鑒定指標(biāo)》規(guī)定的不低于60%的標(biāo)準(zhǔn)要求和《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)技術(shù)規(guī)范 通風(fēng)系統(tǒng)》（AQ 2013.1—2008）的相關(guān)要求。

2 濕式作業(yè)防塵

副井井口東側(cè)建有高位水池，有輸水管道從水池直達(dá)井下各作業(yè)點(diǎn)，一方面對產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行噴霧灑水，另一方面用塑料軟管連接鑿巖機(jī)，對采掘工作面實(shí)施濕式打眼。

以卸礦站為例，噴霧降塵設(shè)施位于井下卸礦坑上口，其噴霧灑水裝置（1套）包括5個(gè)噴霧頭，并與礦車聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)，見圖1。

3 除塵設(shè)施防塵

井下粗破碎硐室針對區(qū)域內(nèi)的主要產(chǎn)塵點(diǎn)，設(shè)置了局部收塵裝置——濕式除塵器1臺，其風(fēng)量1.5萬m3/h，位于井下破碎硐室，見圖2。

該除塵系統(tǒng)配套有自動(dòng)控制系統(tǒng)，工人可在控制室或值班室內(nèi)操作，減少了工人接觸粉塵的時(shí)間，減輕了粉塵對崗位工的影響。

4 防塵現(xiàn)狀檢測結(jié)果

4.1 游離二氧化硅含量檢測

游離二氧化硅含量的測定關(guān)鍵是代表性采樣點(diǎn)的選擇，采集采樣點(diǎn)呼吸帶高度的新鮮沉降塵。代表性采樣點(diǎn)選擇井下-330、-440 m中段采礦生產(chǎn)區(qū)域以及井下粗破碎硐室，游離二氧化硅含量檢測結(jié)果見表3。

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從表3可以看出，井下-330、-440 m中段采礦生產(chǎn)區(qū)域及井下粗破碎硐室的粉塵游離SiO2含量分別為11.79%、12.32%和12.03%，粉塵性質(zhì)均為矽塵。

4.2 粉塵濃度檢測

粉塵濃度現(xiàn)場檢測共設(shè)置了11個(gè)崗位，涉及25個(gè)作業(yè)點(diǎn)位，具體超標(biāo)崗位見表4。

從表4可以看出，共有6個(gè)崗位40 h加權(quán)粉塵濃度不符合《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》（GBZ 2.1—2007）規(guī)定的職業(yè)接觸限值要求，其余崗位符合職業(yè)接觸限值要求。

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5 結(jié)論與建議

（1）白象山鐵礦井下作業(yè)場所對粉塵的防護(hù)主要有通風(fēng)防塵、濕式作業(yè)、加設(shè)密閉罩、產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)置收塵設(shè)施、噴霧灑水抑塵等措施，總體效果顯著。

（2）-500 m卸礦站產(chǎn)塵范圍較廣，卸礦瞬間含塵沖擊氣流較強(qiáng)大，普通噴霧措施無法完全滿足降塵需求，建議采用噴霧射程遠(yuǎn)、抗風(fēng)能力強(qiáng)、霧化效果好、耗水量低等特點(diǎn)的高壓噴霧降塵措施。

（3）-540 m破碎硐室的除塵器為濕式除塵器，由于運(yùn)行時(shí)間過長，除塵器存在部分堵塞、腐蝕等情況，導(dǎo)致設(shè)備除塵效果降低，建議采用高效袋式除塵器。

（4）強(qiáng)化涉塵崗位人員的監(jiān)管，提高防塵意識，做到按要求正確佩戴個(gè)人防塵用品。