白银露天矿的环境保护研究.pdf

鬻 熬蕙 露 天 开 采 埭黧 嚣 ￡ 熬 辩糍 白银露天矿的环境保护研究 白银有色金属公司劳研所 冶垒部安全环保研究院 提 要 本文通过对白银露天 矿环境背景调查 存资料和大批监铡数据 ．实现环境评价和研究工作 音防谧措施，达到改善露采环保之 目的． 梆炳 桁 蔡旃爵 进 行大量 分期 和连续 以爰 多项 目污染监 涮． 根据 所 从而对影响该矿环境严重的污染物 ．污染褐 l 采取综 近年来 矿山开采对 自然环境 的蓐响已引起各级领导的关诖 ．对环境保护的研究 ．污染 的控制 和有 关法律的制订等都得到迅速的发展 ．下面 以白银露无矿为倒 ，浅谈矿 山环境保护的研究工作 ． 一 、概况与调查 白银露天 矿位于我 国西北甘肃省 境内、 属黄土高原 边缘 ，北靠蒙 古沙漠，东南有黄 河 流过，在 祁连 山东 端， 离 白银 市 区1 5 k in， 5 0 年代建成 了 白银有 色金 属公 司采、选、 冶 联台企业 。 该矿的两个露 天采场 ，均 有开 采2 0 3 0 年矿史，最 终采 深均 为封 闭圈 以下 2 0 0 多米 ， 是 我国 目前有 色垒属 露采最深最 陡的矿 山之 一。 矿床是 国内典型 含锕黄铁矿类 型，属 中 温热液矿床，矿物以铜、铅、锌、硫为主， 还含金 、银、硒等多种有用金属。开 采工艺 是潜 孔钻穿孔、双排孔爆破崩矿、 电铲 和 自 卸汽车装 运。 1 9 8 7 年 3月两 个采 场虽然先后 闭坑 ，转 入地下开采，但在 它露采后期的 8年阔， 由 白银公 司劳动卫生研究所和露 天矿以及 冶垒 部 安全 环保 研究院，共 同做 了许多环 保研 究 工作 ，是 颇有价值 的。 7 O 年代初， 由于 采掘进入 封 闭 圈l O O m 以下，采场 处于开采繁忙 时期，坑内大气 污 染严 重，人们尖锐 地提 出开采 环境对人身健 康的危 害和 劳动卫生的问题 。1 9 8 0 年初 由上 级 部门下文，立 即开展“ 白银深 凹嚣天矿大 气 尘毒危害研究” 。从而 ，一 面进行王 1 境背 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 4 景 调查 ，一 面进行环 境监 测工作。 1 ． 生产状 况调查 包 括该矿和 邻近 地区的山脉、水文、地 质 地貌 、气候 、矿体赋存 条件和矿岩理化性 质 等。 2 ． 污染源调查 包括 自然 污染 源和人工污染 源，系指 自 然氧化和风化表土 、 自然释放有毒 气体 ，矿 岩裂隙 、空洞和地下水 以及矿 内工作的产尘 设备。 3 ． 职业流行病学 调查 根据贮存 资料 ，调查和整理矽肺病 人职 业史 和既往史 ，建 立档案，进行体 检。对矿 工的常见病调查 ，对该 矿和 白银地 区癌症死 亡率进行 调查 。 二、污染监测 f ． 空气 污染监 空气是 人类需要 量最大的 必需 品，我们 用 了 4年时 间，在露天矿 采场分季节长 期和 间接设 点观 测，地 面纵横 轴线定点观测 ，空 中用系 留飞艇携 带仪器作低空垂 向探测 。 2 ． 定 项 目 粉尘浓度、 自然降尘物、一氧化碳 、二 氧化硫 、氮氧化物、 甲醛 、碳氧 化台物 、三 苯井蓖，四苯并 苴， 气 象 条 件 气 温 、气 维普资讯 湿 、风 向、风速、气 压 5个 参数 ，其他有 重 金属污染、放射性污染、噪声污染等J空中 探 测 气温 梯 发 、逆 温 层 结、风 流 结 构 风速廓线 、 风 向变化 、 风 流循 环方式等 。 3 ． 测定结果 1外部尘源测定在露 天 矿 地 表 东 、南、西、北方位布点观测，测定露天矿 外部环 境入风古 尘量 见表 1。 风黑含 尘■的蔫 定 囊 l 一 定 号 l 测 点 位 置 l样 品 教 ，个 { 平 均 浓 度 ，m ， m 。 l超 标 卓 ，帕 J 靛 动 范 围 ，m s ， m s 备 注 注矿山安 垒规程规定，风 量高允许古尘波赛为o ． 5 rag ／m 2粉尘理化 性质 测定从 粉尘对人 体健康 影响而 言，其性 质 系指 粉尘中游 离二 氧化硅含量 、分散度 和粉尘浓度，分别见 表 2 、表3 、表 4。 ． 粉尘 游离曩位硅含量 测定 袭2 翻 点 电铲内 龟铲外 捉破碎 车司机室 办叠宣接前 废石 班矿中} 矗亲矿 含量 。 3 8． 2 3 8 ． 3 3 B ． 5 3 B ． 1 3 0 ． 7 3 9 ． 2 21 ． O} 2 9 ． 2 J 粉尘分散 度澍 定分析 囊3 讣散虚，帕 l o m 波动范捆 平均 电铲冠机宣 B 5 ， 5 T9 ． 5 ～ 8 了． o 8 5 赘孔钻司机宣 B 0 2 5 5 7 8 ． o - 9 3 ． 5 8 5 潜孔钴外 5 2 1 5 8 4 ． 5 , 8 8 ． o 8 B 车司机宣 7 B I 9 l 9 ． 6 9 B ． 6 9 5 历年粉 尘浓度测定 袭4 } 年 度 I 9 B 2 I 9 6 3 1 9 6 5 l 9 6 6 l 9 7 o 1 2 1 9 7 3 1 9 T ● I 9 7 5 l 口 7 9 l 9 8 叫埔8 j I 9 神 采 样 散， 个 2 l 4 T 2 5 2 7 B 5 2 5 6 I o o e 5 f ’ 一 平均l 盘 魔 r a z ／m。 l 0 _ a 2 0 5 8 5 ． o 2 5 ． T l 1日 8 0 ． 5 5 2 ． 4 5 9 ． o 1 4 ． 6 3 8 ． 3 3 ． B 2 3 ． T ‘ 9 ． 4 l 2 ． 1 4 ． 1 l 9 B 从表2 、表3 、表 4 看出，白银露天矿粉 尘中游 离 二 氧化 硅 为2 0 4 0 ％， 分 散 度 5 m以下粒径 占8 3 以上， 历年平 均 粉 尘 浓度都很高 。据卫生 学观 点分析， 以上 三种 一 2 一 因素是 决定患矽 肺病的 关键， 更重要 的是吸 入量的多少 。 3生产 环境 主要枵染 物测定 觅表 5 有 色矿 山一 1 的 1 ． 4 维普资讯 污 染物 含量 翻定 表5 有 然况 降物 t ／ d-丘 m 4 生产性 噪声测定 见表 6 6主要产尘设备 排放 源测定 见表 5灞天矿重 金 属含量测定 见表 7 8 主蒌 机械噪声翻定 表6 硼 点 电 铲 I 潜 孔 钻 I 营 岩 机 i 汽 车 空 压 机 l 卫 生 标 准 声 轻 ．d B e I s I m I 。。 } 90 、 ∞ f 粉尘中的量金属含量翻定 表 7 重 盒 厦 铜 铅 锌 锅 砷 样品数 ．个 B 6 平均{ 癍 度 m l m3 0 ． 8 ． 2 3 ． 0 ～6 ． 2 i 1 ～5 ． 7 来铡出 0 ． 2 ～0 ． 3 城市 卫生标 准 0 ． 0 3 ～O． 0 9 O ． 0 0 - 1 ． 0 9 0 ． 5 ～ 1 ． 8 0． 0 0 ～ 0 ． 0 I T 注城市卫生标准据 太气} 亏 染爰薹防治 一交所述 主要 设备 捧生强度测定 表8 J I I． ’ 名 称 型 号 样晶教．十 平均排敛强度，g m ／ s 备 往 潜 孔 钻 机 凿 岩 7 辜 一 | 口 强‘ I 。 2 9 1 ．‘ 带 缠 捕 尘 器 电 铲 装 a r M- ,4 ． 。 5 6 B B 3 ． 3 璜誉j - 堆矿岩表面 喜卸 幸运转 贝拉新- 5 4 0 盯 1 T 3 8 ． 2 路面墨水喷雾 我，们还进行矿岩放射线测定， li P 氡子 值，n 射线潜能值 栅Y 射线对人体外照射 ， 均 未超过标准值， 末作详叙 。 三、评价与研究 在露 天矿开采 之前 ，必须进行环境 预评 价，但 白银露天矿 已开采2 O 多年 ，只能作生 产环 境回顾性 评价和现状评价 以及污染 源的 有 色矿 山一 1 9 91 ． 4 评价等。 1 ． 评 价结果 1空气质量 回顾性 评 价分 析 表 明；年矿岩产量越高，采掘机械设备越多， 则采场空气质量越 恶劣J采场 进入深 郝开 采 以后 ，小气候 对空气 质量的 影响 明显 加强。 ’ 2 空气质量现状评价按空气质量 的优 劣分为 1 ～6 级 。全 矿最 差环 境为开掘堑 一 3一 Ⅻ。 一 2 0 一 m i 一 c _ m B 0 0 一 ∞ ㈣ 一 物一 度准 I 嚣 髀 姓 维普资讯 沟、二次破碎凿岩 潜孔钻作业 和汽车运输 6级 j较差环 境为露天矿 总出入 订和电 铲装 矿 5级 。 3 污染 源评价白银露 天 矿 污 染 物 粉 尘 占8 4 ，一氧化碳 占9 ． 4 ， 黑烟 占4 ． 9 ，氮氧化物 占1 ． 8 ，该矿主要 污染 源 是 汽 车 。 4卫生 学评 价根据该矿矽 肺发病 率 、发病工龄 和测定 的粉尘浓度 、分 散度 及 游 离二 氧化硅含 量之间的关系， 进行 综合分 析 ，用经验公式 计算 出粉尘危害指数。依据 指 数大小，评价该矿 环境的优劣及矽肺病 普 查 复查间隔时 间。 白银露 天矿是属 于粉尘危 害 较严重的矿 山，空气质量较 恶劣，生产环 境 较差，矽肺患病率 高，发病 者工龄较短。 2 ． 污染气象预报 滇式 的研 究。 引起露天矿大气 污染变化 的主要因素是 污染源，气象因素}采 空区几 何尺度， 采空 区构 成要素等。 因为后两种 因素在短砷 期变 化不 大，应着重考虑前面两个 因素变化 ，为 此 ，我们在 白银露天矿南 帮地表建 立污染气 象观 测站，进行 丁 5年连续观 测，积 累丁大 量小 气候 因素 和粉尘浓度等观测数据 。采用 数理统计和电算处理，利用逐步回归分析方 法， 找出它们 相关关系，得出 白银露天矿粉 尘污染 预报的 基本模 式。 c8 5 ． 1 50 ． 4 2 h t l 一0 ． 2 6 A t 2 0． 1 6U 。一 0 ．2 6l A pI ⋯ ⋯⋯ 1 武中 。 c 璜报采场粉尘浓度值．mg ／ m 3 为漂强系数 一 At 1 坑 口气温 丑差 ．℃ ； At 2 坑 r a 靶 坑底气 强茬 ．℃ I U o 斑口地表2 0 点的风建值 ． m／ s I I A I 坑口月平均气压差的绝对值。 预报方式 分‘ I V级 预报I 级 粉尘 浓度 在1 ． 0 mg ／ m 以下， V级 粉 尘 浓 度 为 8 ． 0 mg ／ m s 以上 由污染 气象观 测站前 一 天 作 预报 单，送矿调度 富、安全科 和 总 工 程 师 。 以便次 1 3安排生产 、粉尘控制 管理 方面 作为参考。 四、控制与措施 通 过上 述评价与研究后，通 晓丁该矿主 要 污染物是 粉尘，主要污染源是汽车 ，作业 环境最差的是 二次破碎 该 矿毒物除 C O 浓度 高一些 外，其他不 足以导 致整 个矿山污染。 我们对 策措施主要是 粉尘，以下分项 叙述综 合治理对策 。 1 ． 汽车 路 面 防 尘 目 前， 我国露天矿汽晕 路 】直 f 防尘还投有 成 型的治 理方法 。本 想研 究 “ 防尘路面 ， 但该 矿处于收尾 阶段 ，所 以定 为 “路 面 防 尘 ”， 用洒水喷雾抑尘最为现 实。 寻求加强 管理的途径 ，用测定方法找 出不 同季节 洒水 间隔时 间、最佳水量 、洒水次 数控制 、路面 扬尘与 粉尘浓度 之间关系 ，得 出不 同季节洒 水的规律性 ，加强管理抑制路面产 尘o 2 ． 爆 堆预 湿 在爆堆上 安装 喷罐器，利用坑 内废水， 对干燥 的爆堆 进行 铲装 前的洒水预湿， 防止 电铲装矿产生 矿尘o 8 ． 潜乳钻 防尘 该矿属高硫矿床，容易把钻 机上 的除尘 器布袋烧毁 ， 不但起不到除尘作用 ， 而且经 济 上受 损失 ，研究用 新型的湿式旋流金 属栅除 尘器 ，取 代布 袋除 尘器 4 ． 曩 董相的应 用 ， 潜孔 钻机凿岩 时排 出 矿 尘堆 ，人 们 叫 “ 落地灰”， 地面 风速2 m／ s 时， 坑内 形 成 复环流 ，卷 起 “ 落地灰”二次扬 尘， 污染整 个采场 环境 ，为了控制这种现象，选用 “ 聚 醋酸 乙烯 ”加水制成 覆盖剂，喷洒在 “ 落地 堆上 ，形成 1 ～3 mm厚 的薄壳，防 止 矿 粉堆 二次扬 尘，效果 很好o 5 ． 安韩空调 为 了改善汽 车 电铲 和潜 孔钻机司机室 的小环境，密封操作 室，安装空气调节 器， 使操作 室不受 外部含尘空气污染。 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 4 维普资讯 6 ． 粉尘 污染 控制瞥理模式 将前面公式1变化为； 8C 5 ． 1 50 ． 4 2 At l ～0 ． 2 6 A t 2 0． 1 6 U 。一 0 ．2 6 l △ f ⋯⋯⋯ 2 因为职业卫生允许标准值为c2 ． 0 m Mm ， 代入 公式 2 得 B 2 5 ． 1 50 ． 4 2 At 】一 0 ． 2 6 A t 2 0．1 6 U 。一 0 ．2 6 l △ f ⋯ 一⋯ 3 比较 2 和 3 式，将采场 粉尘污染 浓度控制在职业卫 生标 准 以下， 则要满足条 件I B ≤B ． ． - ⋯⋯⋯ ⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯4 公式 3 和公式 4为 白银露天矿 粉尘 污染 控制 管理模式 ， 即用 我们研 究的源 强系数 日 值来判别采场褥染危害 状 况。 如果要满 足公式 4，其一是 采取 有效 的 防护措 施，降低源 强值 }其 二是合理 安排和 组织生产 。 五、 结语 1 ． 自银露 天矿的综合防尘措施对露天矿 深部通风、安全生产和劳动卫生都取得一定 的经侪效益和社会效益。评价方法和小气候 特征的研究在 弱国露天开采矿山尚属首次。 上接第 9 页 如果能满足v v ≤V v ，则矿山能选到 上 级 下达的生产插力 并插 持续 稳产 。 当生产能力是由设计部 门根据矿山具体 条件 确 然后报 上级 批准时，首先应 由公 式 9 求出实标所能达到的v v }再由 公 式 7 换算成实际上的采矿工程遥深速度 v ，最后 将Vx 代 入公式 5 求 出矿 山可 能 达到 的生产能力 。 3 ． 当矿体赋存条件很复杂，是由许多小 矿脉组成时，此时对矿体面积 的开采不是 均 匀进行的 ，采 矿工程延 深速度投 有 实 际 意 义，对于这类 矿山，无 论采用何种开拓运输 方式 ，验证生产能力 均应采 用矿山工程延深 速 度 。 有 色矿 山一 l 9 g 1 ． 4 2 ． 矿内空气污染是主要危害，但水的污 染 不可 忽视 ，特 别是 白银嚣天 矿 系 高 硫 矿 康 ，关于地下水 、裂 隙水和工业废水 ，难 免 不析 出硫 化物质 。 3 ． 白银露天 矿是 以铜为 主，多种 重金属 共生 ，开 采过程 中总会向 自然环境 逐渐 排故 金属离子和络合物致癌物质。测 定 结 果 表 明， 超标量 较大 ，对人类健康有某些潜在的 威胁，据 癌症 死亡率对 照比较，矿 区比市区 高得多，是否是 重金属离子 影响所致 ，还待 进一步研 究。 4 ． 关于 白银深凹露天 矿污染气象站 预报 模式 的研 究，是 我们研究课题 之一，这份预 报模式也是 我们几年来对矿 山环境保护研究 中的 尝 试 。 ． 5 ． 目前有些露 天矿 领导，仍 然 只重视 矿 石 生产 ，而不 重视生态环境 治理 ，只看到 几 ／ 卜 经济收入数字 ，而忽视长期经 济效 益和 社 会 效益，只 陶醉 于大 自然 对人类恩赐，而不 认识大 自然对 人类 的惩罚J ． 对某 些业 已成 熟 的环境控制方法 的作用仍然 无知 ，确实负有 一 定环境 保护责任 。 参考 文献 略 ⋯ 耍 算 磐 四、 结语 以上对 生产 能力理论计算的探 讨主要是 对倾斜和急倾斜矿体、采用铁路运输固定坑 线 开拓，纵 向推进缓帮开采 的矿山而言 }对 于矿俸 倾角小 于1 0 和近 于水平 的矿 体 ， 一 般不 存在延 深问题，主要按水平推 进速度 验 证生产能力 ，采用分 期开采，陡帮开采 的露 天 矿， 采矿工作 面多垂直矿体走 向布置， 因 工作面 长度 短，矿山工程 延深速度 已不是 限 制生产能力 的主要因素，主要是按采矿工作 面 的可 采面 积确定生产能力。 参考 文献 略 责任编辑晓月 一 5一 维普资讯