露天采礦開采工藝過程粉塵污染與防治策略

李孝文

（遼源市衛生健康綜合執法支隊，吉林 遼源 136200）

露天礦開采過程中，由于使用一些大型設備，所產生的粉塵及有害氣體也隨之增加，根據現場實際監測發現，運輸設備、鑿礦設備、穿孔設備、推土設備、裝載設備等都是產生煙塵設備，而露天礦在開采中產塵環節多，可根據實際施工情況對產生的粉塵數量進行估算，依照不同開采工藝及開采環節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，盡可能降低對礦區周圍環境污染，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，將炸藥埋設在固定位置然后進行引爆，整個過程會產生大量粉塵。

（3）運輸設備。露天礦多處于偏遠山區，道路多使用砂、土、石鋪設而成，開采出的礦物使用運輸設備進行運載時，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，出現粉狀物質，產生粉塵污染。

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

在露天礦開采作業過程中，由于礦體地質結構穩定性較高，開采人員難以將礦體進行分割、運輸。因此，需要結合實際作業情況，以多種形式開展作業，將礦體分割后，開展裝卸運輸作業。而在礦體分割、鉆孔作業中，會產生一定的降塵與飄塵。

降塵雖然可以在短時間內快速沉降、且不易被人體吸入呼吸道，但也造成露天采場作業環境的復雜化。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、碎石加工作業的開展主要產生飄塵。而礦體爆破、分割作業的開展則主要產生降塵。

操縱相應機械設備將礦體碎塊進行初步加工，切割為大小等同、形狀統一的礦物，隨后將開采出的礦物運輸至指定區域進行二次加工。造成露天礦開采出現二次粉塵污染問題的出現。

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。開采人員開展作業時，會吸入大量飄塵顆粒物，并在人體肺部區域少量沉積、侵蝕肺泡，引發塵肺病、慢性鼻咽炎、心血管病、肺部慢性纖維化等人體疾病的出現。

（2）破壞生態環境。飄塵也具有可吸附物質與空中飄浮特征。受到風力影響向周邊區域中擴散，并在擴散、漂浮過程中將大氣環境中所分布的各類污染物、有機化合物等有毒物質進行吸附，并對漂浮范圍內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生源頭為爆破作業與鉆孔、碎石加工作業的開展，在露天采礦作業區域中產生大量降塵、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節中，開采人員提前向礦體爆破作業周邊區域中噴灑一定水量，從而在礦體爆破過程中取得部分降塵效果。但應用灑水降塵防治策略，也會對礦物品質、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開采工藝過程中造成篩子堵塞、設備運行故障問題的出現。但由于我國絕大多數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濟性最高的粉塵污染防治策略。

3.1.2 旋風除塵

在露天采場爆破開采工藝環節中，開采人員位于下風口處配置旋風除塵器以及配套設備。隨后在爆破作業階段中運行旋風除塵器設備，將所產生降塵形成的“云層”進行吹散。而旋風除塵器設備所產生的風力與露天采場區域中自上風口向下風口所流動的自然風向碰撞，在空氣對流背景下進一步加大除塵效果。但旋風除塵防治策略具有除塵效率低、經濟成本高、粉塵處理后排放不達標等問題。此外即可在處理降塵環節中應用旋風除塵防治策略，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環節中操縱除塵霧炮機向爆破作業區域中拋射高壓水霧（與所產生降塵顆粒直徑等同大小的水珠）。

隨后高壓噴霧與所產生降塵在接觸后出現吸附反應，提高降塵顆粒的自重力、加快降塵沉降速度，從而實現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、不會產生二次粉塵污染等應用優勢，也同樣較為適用于我國當前絕大多數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、壓風管路中添加適量的添加劑，隨后配置并操縱相應的發泡設備，將壓風管道與除塵水管接入發泡設備中，并向露天采礦爆破作業區域中噴射大量、高倍數的泡沫。隨后在將灰塵漂浮、沉降過程中與高倍數泡沫相吸附，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作用下出現擴散、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、發泡設備操作與維護流程簡略等應用優勢。但在發泡設備運行過程中，所消耗添加劑的造價成本較為高昂，且消耗量較為龐大，企業需要承擔較高的經濟負擔。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，企業需要為全體開采人員、管理人員與技術人員配置符合相關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。優先選擇、配置硅膠材質、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過程中出現臉部過敏反應、私自解除口罩、粉塵滲入口罩等問題。

3.1.6 選擇適當爆破作業時機

在爆破作業工藝過程中，如若露天采礦作業區域中有較強自然風時，那么所產生降塵、飄塵會在自然風的影響下向四周區域進行擴散、傳播。因此也需要結合水文地質信息，優先選擇在無風天、抑或是自然風力較小的氣候下組織開展礦體爆破作業。

3.2 鏟裝開采工藝污染治理

3.2.1 物料噴水

在礦產資源進行初次加工、裝卸運輸過程中，由于不同礦體之間、礦物與運輸車輛、相關機械設備之間會出現較高頻率的碰撞，從而會對礦體結構造成一定程度的破損，向大氣環境、露天采礦作業區域中持續產生飄塵，造成嚴重的生態環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節中，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、運輸過程中產生大量飄塵。

3.2.2 物料車輛配置凈化器設備

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一定頻率的碰撞，從而在車輛內部產生、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，需要在運輸室等區域中配置空氣凈化器，及時將車輛內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域中會分布、擴散著較高含量的降塵、飄塵。這不但對該區域生態環境造成嚴重破壞，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，避免公路路面出現結冰問題。