露天采矿过程粉尘产生环节及污染治理措施分析研究

　　摘要：在露天采矿的过程中，粉尘的产生是不可避免的，但是在当前绿色矿山生产过程中，进一步遏制粉尘对环境的影响，也是根本的创新方向，本文便是结合露点采矿过程中的粉尘产生环节以及污染治理措施展开分析，阐述了落实粉尘控制的必要性，分析了产生粉尘的重点环节，并且制定优化策略，以提升技术体系的应用可行性为目的，打造针对性的防控方案，意在通过文章论述，能够进一步降低露天矿山开采过程中的环境污染影响，打造绿色可持续发展矿山。

　　随着我国当前环保工程的推进，在矿山开采的过程中，严格的控制粉尘污染已经成为多方关注的重点，不仅是对大气环境的一种保护，也是打造安全绿色矿山生产理念的重要举措，因此，在矿山开采期间，针对粉尘产生的因素进行研究，能够定位重点的房产环节，结合具体的粉尘产生情况落实优化处理，增强技术体系应用的可行性，能够有效降低粉尘对环境产生的影响，同时也可以优化矿山生产现场环境质量。这不仅是本文分析的主要内容，也是当前矿业技术体系创新期间必须要关注的重点。

　　一、落实粉尘控制的必要性

　　粉尘主要指的是在空气中悬浮的固体颗粒，根据国际标准化组织的规定来讲，悬浮粒径在75firn以下便可以定义为粉尘。而且和我国当前的环境空气质量标准来讲，融合空气。动力学，可以将颗粒物分为以下几个等级：总悬浮颗粒物（TSP,粒径≤100μm）、可吸入颗粒物（PM10,粒径≤10μm）及细颗粒物（PM2.5,粒径≤2.5μm）[1]。而在露天矿山开展期间，所有不同粒径的颗粒物都可以被称为粉尘。这些粉尘悬浮在空气中或者经过沉降覆盖在作业面上，不仅会对人员的健康造成影响，也会对整体的矿山开采造成一定的安全隐患，另外大量粉尘在未经沉降经过空气传播，其中含带的化学物质会对大气环境造成影响，因此，落实粉尘控制不仅是矿山开采过程中打造可持续化理念的重要基础，也是进一步实现能源开采行业环保工程质量提升的重点渠道。符合党和国家的号召，也符合产业发展的方向。

　　二、露天矿山开采过程中粉尘产生的重点环节

　　在当前的露天矿山开采期间主要涉及到了穿孔、爆破、装卸、运输、物料堆存等环节，可以根据矿山的实际矿层掩埋深度选择是否使用爆破手段，但是从总体环节上来看，每一个环节都是粉尘产生的重要阶段。

　　（一）钻孔环节

　　在当前露天矿山钻孔的过程中，选用的设备以潜孔钻为主，其工作原理主要是通过钻头对岩石进行挤压，通过钻具回转实现对孔底岩石的刮削、剪切，经过压缩之后的空气，会把破碎掉的岩石吹到地面，在这个过程中粉尘的主要来源以钻头冲击导致岩石破碎形成的粉尘，大概占比10%，以及机械设备进行废气排放时激起的扬尘为主，大概占比为90%[2]。

　　（二）爆破环节

　　当前针对矿山开采期间使用的爆破技术，虽然已经有了多种类型，但是无论哪种原理，企业共同点均是利用炸药产生的冲击力对岩石进行冲击爆破，在这个过程中，炸药将岩石破碎之后抛向空中，产生的悬浮物会在空中停留，从而形成粉尘。

　　（三）装卸环节

　　装卸过程中涉及到了对开采物料的搬运，在这个期间受到空气流影响，物料中附带的粉尘会漂浮到空气内，在装卸环节，粉尘的扬尘程度主要受到了物料本身含水率、装卸高差距离以及风速等因素的影响。

　　（四）运输环节

　　在当前露天矿山开采期间，运输方式主要以轨道运输以及皮带运输为主，另外也涉及到了车辆运输。前者两种运输方式导致粉尘产生的原因在于运输点位装卸，后者车辆运输期间粉尘产生的原因在于，车轮的离心力以及轮胎的粘附力会将地面原有的散落粉尘进一步扩散，汽车在行驶期间，受到空气力学影响，汽车尾部形成的湍流以及涡流，结合周边的风速以及汽车行驶的速度会带动地面粉尘，同时车辆中所装载的物料中粘附的粉尘也会被扬起。

　　（五）物料堆放地

　　物料堆放地往往会堆放大量的物料，导致堆放场的风速梯度场以及旋转场出现变化，不同的高度以及不同空间内的空气湍流漩涡不同，导致堆放场地的风压存在差异性，在气流流动期间会导致扬尘。这种养成模式主要分为流体启动模式以及冲击启动模式，前者是气流风速带动粉尘，后者是气流风速之间发生碰撞时激起周边的粉尘。

　　三、露天矿场粉尘治理方案

　　（一）钻孔环节的粉尘处理方案

　　通常来讲，当前在钻孔以及开采环节，粉尘处理的措施主要以干式、湿式以及干湿结合技术为主。首先干式技术主要是指在钻孔机以及凿岩机上设置粉尘收集器，将收集到的粉尘中的大颗粒去除，然后通过布袋进行过滤，整体的收集器为多级捕尘系统，该种方式能够有效实现粉尘收集和避免二次污染，在当前的现场应用成效中效果最高，较为稳定，但是若粉尘收理不当，或者粉尘收集器自身性能下降会降低应用效率。

　　湿式技术主要指的是通过钻孔内部进行除尘及钻孔外部配合性除尘为主，钻孔内部除尘主要指的是在钻孔以及开凿过程中，在钻孔内注水时粉尘粘结，再通过排水将粉尘拔除，可以通过中心供水以及旁侧供水的方式进行除尘。钻孔外部配合性除尘则是通过集成罩进行粉尘收集。设备体系包含了4个结构，首先是捕尘设备，其次是负责钻凿以及液体输入的气液接触部分，另外是液体分布装置以及气液分离部分[3]。

　　而液体的注入以及分布形式主要以喷雾方式、充填层方式以及水冲激方式为主。

　　干湿混合除尘方法主要指的是孔内利用干式除尘技术和孔外通过湿式除尘技术相配合，另外也涉及到了孔内湿式和孔外干式相结合，可以根据实际的施工现场需求进行调整，在当前大部分的露天矿山开采过程中应用几率较高。

　　（二）爆破环节的粉尘处理方案

　　根据爆破环节粉尘产生的原理来讲，在进行粉尘处理时，主要控制的因素为粉尘的颗粒物容重以及颗粒的直径。那么处理方案必须要从两个角度进行分析，首先是在爆破之前，进一步增加被爆破对象的密度，其次是在爆破期间，增加粉尘的粒径。前者可以通过预湿技术进行处理，总的来讲便是将爆破对象用水浸湿，进一步增加粉尘之间的粘着力，能够加强其沉降速率，经过相关研究表明，当爆破对象自身的含水率高达4%时除尘效果最佳[4]。

　　而针对第二点增加爆破期间粉尘的粒径，则可以通过爆炸水雾技术进行处理，便是当前常用的水封爆破。主要的工作方式是将炸药放置在水袋内，通过爆炸产生大面积的水雾，促使悬浮的粉尘和水雾凝结，促使粉尘可以快速沉降。后期利用复水胶冻泡泥进行技术改革，能够进一步提升防尘质量。这其中，水封爆破技术体系的成本花费最少，适合在露天采矿过程中进行应用。

　　（三）装卸以及搬运环节的粉尘处理方案

　　结合装卸以及搬运环节的粉尘产生原理来讲，在制定处理方案时，必须要注意缩短装卸的距离和落差，可以通过现场洒水的方式以及干式收集的技术进行除尘处理，另外必须要结合装卸环节以及物料堆放的现场落实封闭管理。

　　针对当前应用的技术体系来讲，往往以物料加湿以及装卸口设置除尘器的方式作为主要的粉尘处理方法。

　　（四）运输期间的粉尘处理方案

　　可以根据运输道路的实际情况，制定粉尘处理方案，由于在运输过程中导致扬尘以及粉尘悬浮的因素较多，往往以道路洒水为主，能够进一步避免地面扬尘量增加，另外，可以实现路面硬化，提升车辆轮胎的清洗质量，可以预先进行路面清扫。另外经过实验研究表明，粉尘产生的数量和车辆运行的速度之间呈现一定的比例关系，因此在车辆运输行进过程中，为了更好的实现粉尘抑制，可以在行进期间进行喷水，并且在水中增加抑尘剂，当前复合抑尘剂的应用较为广泛，效果较为明显，能够促使粉尘和地面土壤颗粒之间凝结，进一步提升粉尘控制效率。

　　另外在车辆运输的过程中，必须要严格落实好物料的遮盖以及封闭处理，定期洒水实现固尘操作。

　　（五）物料堆放场地的粉尘处理方案

　　结合上文论述可知物料堆放场内部的风压以及气流运转具有一定的差异性，因此在进行粉尘处理的过程中，首先必须要设置防尘网，避免外界风速对场地内风速产生影响，减少扬尘量，经过实验表明，设置防尘网能够在高风速的环境下将100米范围内的扬尘量减少近39%[5]。针对含粉尘量较多的物料，在堆放时可以选择室内堆放的方式，能够有效隔开外界影响因素对物料产生的影响，进一步实现有组织排放和储存处理，在粉尘收集之后，可以通过布袋进行除尘，效率能够高达99%[6]，在室内储存现场，可以通过洒水的方式进行降尘，在物料表层铺设覆盖物，减少风速以及内部涡流对物料产生的影响。

　　另外随着当前绿色矿山生产技术的不断改进，永久性物料堆场利用绿化措施进行除尘，也有一定的效果，既能够有效实现粉尘遏制，也能够减少露天矿山开采过程中对环境产生的其他污染影响。针对临时的堆放场地，可以通过设置防尘网，加设覆盖物以及洒水等短期措施进行防尘处理。距离环境敏感点较近的堆放场地，可以选择全封闭式室内储存。

　　结束语：

　　综上所述，在当前露天矿山开采的过程中，落实粉尘防治不仅是提升矿山综合治理能力的保障，也是进一步打造绿色矿山的根本粉尘处理的环节较多，因此需要结合不同环节的实际应用情况以及粉尘产生要素进行综合分析，制定具有针对性和科学性的粉尘防控方案，并且建立在当前既有技术体系的基础上，不断落实创新，进一步打造可持续化的粉尘防控治理体系，并且结合矿山自身的运营需求进行优化，这样才能够将防尘处理方案向动态性和科学性方向转化，进一步增强露天矿山开采过程中的污染防治力度。

　　参考文献

　　[1]朱宏政，朱金波,刘海增，等.多功能煤泥水处理池流场模拟[J].矿山机械,2014,12(42):100-104.

　　[2]曹娥.湿式不锈钢纤维非稳态粉尘过滤的性能研究[D],山东青岛：青岛理工大学,2010:21-23.

　　[3]许秦坤，陈海嵌.爆破粉尘及炮烟控制现状[J].爆破,2010,4(27): 113-115.

　　[4]常红.港口起尘影响因素分析及粉尘污染控制措施与建议[J].北方环境,2013,6(25)：98-102,

　　[5]张雷波，焦姣，赵雪艳，等，生态友好型抑尘剂的制备及性能[J].农业工程学报,2013(18):218-225.

　　[6]辛庚华.露天堆场起尘与防风网遮蔽效果机理研究及现场实测分析[D].辽宁大连:大连理工大学,2010:33-36.