露天采矿开采工艺过程粉尘污染与防治策略

李孝文

（辽源市卫生健康综合执法支队，吉林 辽源 136200）

露天矿开采过程中，由于使用一些大型设备，所产生的粉尘及有害气体也随之增加，根据现场实际监测发现，运输设备、凿矿设备、穿孔设备、推土设备、装载设备等都是产生烟尘设备，而露天矿在开采中产尘环节多，可根据实际施工情况对产生的粉尘数量进行估算，依照不同开采工艺及开采环节采取有针对性的粉尘治理措施，可以得到较好的抑尘效果，同时对露天矿空气环境的改善具有积极的作用。

1 露天矿开采中粉尘污染的来源

为了保证露天矿开采顺利进行，尽可能降低对矿区周围环境污染，提高矿山开采的综合效益，对粉尘污染防治要落实到位，对污染物进行防治前应先明确污染源，主要包括几个方面。

（1）钻孔。利用机器对矿体进行破碎，同时将矿体进行粉化，这一过程中会产生粉尘污染。

（2）爆破。露天矿开采的主要方式为爆破，将炸药埋设在固定位置然后进行引爆，整个过程会产生大量粉尘。

（3）运输设备。露天矿多处于偏远山区，道路多使用砂、土、石铺设而成，开采出的矿物使用运输设备进行运载时，会将路面的粉尘带起，所以从这一方面我们也要采取控制对策。

（4）装载。矿车卸矿时会将矿物表面的粉状物带到空气中，出现粉状物质，产生粉尘污染。

2 露天矿开采中粉尘污染的成因与主要危害

2.1 粉尘污染的主要成因

在露天矿开采作业过程中，由于矿体地质结构稳定性较高，开采人员难以将矿体进行分割、运输。因此，需要结合实际作业情况，以多种形式开展作业，将矿体分割后，开展装卸运输作业。而在矿体分割、钻孔作业中，会产生一定的降尘与飘尘。

降尘虽然可以在短时间内快速沉降、且不易被人体吸入呼吸道，但也造成露天采场作业环境的复杂化。而飘尘则具有可长时间飘浮在空气中的特征。具体来讲，矿体钻孔、碎石加工作业的开展主要产生飘尘。而矿体爆破、分割作业的开展则主要产生降尘。

操纵相应机械设备将矿体碎块进行初步加工，切割为大小等同、形状统一的矿物，随后将开采出的矿物运输至指定区域进行二次加工。造成露天矿开采出现二次粉尘污染问题的出现。

2.2 粉尘污染的危害

（1）威胁开采人员身体健康。飘尘又被称作为可吸入颗粒物，主要指当量直径小于等于10μm的颗粒物。这一类颗粒物具有可被人体吸入的特征。开采人员开展作业时，会吸入大量飘尘颗粒物，并在人体肺部区域少量沉积、侵蚀肺泡，引发尘肺病、慢性鼻咽炎、心血管病、肺部慢性纤维化等人体疾病的出现。

（2）破坏生态环境。飘尘也具有可吸附物质与空中飘浮特征。受到风力影响向周边区域中扩散，并在扩散、漂浮过程中将大气环境中所分布的各类污染物、有机化合物等有毒物质进行吸附，并对漂浮范围内的生物造成严重损害。

3 粉尘污染问题的防治策略

3.1 爆破与钻孔开采工艺污染治理

在露天矿开采工艺过程中，降尘与飘尘的主要产生源头为爆破作业与钻孔、碎石加工作业的开展，在露天采矿作业区域中产生大量降尘、飘尘，以及一氧化碳、二氧化硫等烟气。而在粉尘产生后便很难将其加以治理。因此对飘尘与降尘污染问题的治理，则需要从控制粉尘产生角度加以着手，具体防治策略如下。

3.1.1 洒水降尘

在露天采场矿体爆破开采工艺环节中，开采人员提前向矿体爆破作业周边区域中喷洒一定水量，从而在矿体爆破过程中取得部分降尘效果。但应用洒水降尘防治策略，也会对矿物品质、色泽造成一定负面影响。而在所喷洒水量存在过量问题时，也会有一定可能在后续开采工艺过程中造成筛子堵塞、设备运行故障问题的出现。但由于我国绝大多数露天采场的开采与运营模式为粗放式加工。因此，洒水降尘防治策略也是目前来看经济性最高的粉尘污染防治策略。

3.1.2 旋风除尘

在露天采场爆破开采工艺环节中，开采人员位于下风口处配置旋风除尘器以及配套设备。随后在爆破作业阶段中运行旋风除尘器设备，将所产生降尘形成的“云层”进行吹散。而旋风除尘器设备所产生的风力与露天采场区域中自上风口向下风口所流动的自然风向碰撞，在空气对流背景下进一步加大除尘效果。但旋风除尘防治策略具有除尘效率低、经济成本高、粉尘处理后排放不达标等问题。此外即可在处理降尘环节中应用旋风除尘防治策略，而不能对飘尘进行防治。

3.1.3 雾炮除尘

开采人员在露天采场爆破作业环节中操纵除尘雾炮机向爆破作业区域中抛射高压水雾（与所产生降尘颗粒直径等同大小的水珠）。

随后高压喷雾与所产生降尘在接触后出现吸附反应，提高降尘颗粒的自重力、加快降尘沉降速度，从而实现对露天采场降尘污染问题的快速解决。雾炮除尘防治策略具有成本低廉、不会产生二次粉尘污染等应用优势，也同样较为适用于我国当前绝大多数粗放式加工的露天采场开采工艺过程中。

3.1.4 泡沫除尘

在露天采矿爆破开采工艺过程中，开采人员在除尘水管、压风管路中添加适量的添加剂，随后配置并操纵相应的发泡设备，将压风管道与除尘水管接入发泡设备中，并向露天采矿爆破作业区域中喷射大量、高倍数的泡沫。随后在将灰尘漂浮、沉降过程中与高倍数泡沫相吸附，加重降尘颗粒的自重量、提高沉降速度，并避免降尘颗粒在自然风作用下出现扩散、二次污染与大量积聚等粉尘污染问题。泡沫除尘防治策略具有完全解决粉尘扩散问题、显著加快降尘的沉降速度、耗水量低、发泡设备操作与维护流程简略等应用优势。但在发泡设备运行过程中，所消耗添加剂的造价成本较为高昂，且消耗量较为庞大，企业需要承担较高的经济负担。而若在添加剂配比失衡时，也会降低泡沫除尘防治策略的实际效果。

3.1.5 做好人员防护措施

为降低粉尘污染对开采人员身体健康的损害程度。因此在开采工艺过程中，企业需要为全体开采人员、管理人员与技术人员配置符合相关标准认证的防尘口罩，并考虑到所配置防尘口罩的单次防护时长、佩戴舒适度。优先选择、配置硅胶材质、透气性良好、漏气率低、覆盖全面的防尘口罩，以避免开采人员在长时间作业过程中出现脸部过敏反应、私自解除口罩、粉尘渗入口罩等问题。

3.1.6 选择适当爆破作业时机

在爆破作业工艺过程中，如若露天采矿作业区域中有较强自然风时，那么所产生降尘、飘尘会在自然风的影响下向四周区域进行扩散、传播。因此也需要结合水文地质信息，优先选择在无风天、抑或是自然风力较小的气候下组织开展矿体爆破作业。

3.2 铲装开采工艺污染治理

3.2.1 物料喷水

在矿产资源进行初次加工、装卸运输过程中，由于不同矿体之间、矿物与运输车辆、相关机械设备之间会出现较高频率的碰撞，从而会对矿体结构造成一定程度的破损，向大气环境、露天采矿作业区域中持续产生飘尘，造成严重的生态环境污染与威胁人体健康问题。针对于此，则需要在矿物初次加工、装卸运输开采工艺环节中，开采人员向物料上喷洒适当水分、提高物料湿度与粉尘颗粒自重量。避免在加工、运输过程中产生大量飘尘。

3.2.2 物料车辆配置净化器设备

在矿物运输过程中，为保障行车安全、车辆运输司机视距的开阔，司机无法对防尘口罩加以佩戴。而在运输过程中，车厢车相处所堆积矿物会出现一定频率的碰撞，从而在车辆内部产生、漂浮一定的飘尘，并有少量飘尘向驾驶室进行扩散。针对以此，为充分保障运输人员的身体健康，需要在运输室等区域中配置空气净化器，及时将车辆内部所漂浮的飘尘加以净化。

3.2.3 路面洒水

在物料车辆运输过程中，临近露天采场的公路区域中会分布、扩散着较高含量的降尘、飘尘。这不但对该区域生态环境造成严重破坏，也降低了运输人员的实际视距，提高行车安全隐患。

因此在车辆运输前与运输过程中，需要向分布大量降尘、飘尘的公路段喷洒适量水分，从而提高沉降速度。而为保障在秋冬季节的行车安全，也需要在所喷洒水分中加入适量盐分，避免公路路面出现结冰问题。