金属矿山井下典型产尘作业降尘实用技术.pdf

金属矿山井下典型产尘金属矿山井下典型产尘作业作业降降尘尘实用实用技术技术 于广鹏 （巴彦淖尔西部铜业有限公司，内蒙古 临河 015000） 摘要摘要矿山井下作业时会产生大量粉尘，长时间在此环境下劳动，容易引起尘肺病的大规模爆发。本文以 某金属矿为例，着重对井下几个重要的产尘作业所采取的降除尘措施进行总结归纳，为同类矿山解决此类 问题提供借鉴经验。 关键词关键词斜坡道拉运；高溜井粉尘；井下破碎；高压清洁设备；除尘 矿山井下作业时会产生大量的粉尘，长时间在此环境下作业容易诱发大规模的矽肺病， 无论是对企业还社会都会造成非常严重的影响。金属矿山井下产尘点众多，如主斜坡道拉 运、主溜井溜矿、井下破碎机运行、凿岩爆破等诸多产尘作业。鉴于现有通风系统规划思路 都以建立在工作面为核心的基础之上 [1]， 爆破及凿岩作业所产生的粉尘可通过系统进行有效 排出。因此本文将以某金属矿为例，重点对斜坡道拉运、主溜井倒矿、井下破碎机等三种重 要的产尘作业所采取的治理措施进行详细描述，以供同类矿山借鉴推广。 一、斜坡道运输过程中的粉尘治理一、斜坡道运输过程中的粉尘治理 斜坡道作为重要的第二安全通道， 在众多矿山中在还承担着大量的拉运任务， 在北方井 下较为干燥的矿山中， 拉运过程中所产生的粉尘非常大。 其特点是产尘量大， 时间较为连续， 污染区域广， 对于井下环境破坏非常严重， 因此拉运作业时的降尘工作是井下环境改善非常 重要的一项工作。经过观测分析，其产尘主要有以下几方面原因造成1、车辆颠簸附带箱 体上的粉尘倾洒；2、车辆行驶过程中由车轮扬起的地面粉尘；3、排气管高速尾气吹起的路 面粉尘；4、车辆逆风行驶时，由于占用大量巷道空间，车辆两侧的气流加速，扬起巷道壁 及路面的粉尘。 防治措施1、入坑前高压喷洗车辆外表层；2、斜坡道常态化洒水，如地表浮尘大或者 车辆拉运频繁，建议在水中添加抑尘剂。目前抑尘剂发展已经非常成熟，路面型抑尘剂除有 固结、润湿、凝并功能外，还具有吸水保湿功能，亦即在湿度较高时（相对湿度大于 30） 能吸收空气中的水分， 同时具有抗碾压性， 即使覆盖膜被碾碎破坏， 并且路面干燥的情况下， 仍然具有很好的抑尘保湿性能，防尘有效期可达 30 天，对于具备条件的矿山可选择性使用 [2]。3、更改排气管喷口角度，由现在的向下喷改为侧后喷；4、高压清洁设备在井下清洗巷 道中的应用，为解决巷道壁积尘严重的问题，改造一辆高压清洗车。主要设备构成北奔单 桥卡车、4m水箱、高压清洁机（23 马力汽油机50 公斤高压柱塞泵） 、水管、喷头 （1/8MVNP4056） ，具体改装见图 1 图 1 高压清洗车改装设计图 图 2 斜坡道巷道壁清洗前后效果对比图 效果分析改装后，试验清洗约 2km 斜坡道巷道壁，清洗设备压力最高可达 5Mpa，常 规压力约为 3.5Mpa，流量为 25L/min，在此工作环境下喷雾头有效喷射距离约为 500mm，每 次清洗高度约为 3.84m，每侧清洗两到三次即可达到固化除尘的作用，清洗后的路面湿滑 度不影响重车运输。 由于巷道的不规则性， 喷头与巷道壁的距离难以完全控制在有效射程内， 因此为提高台班效率， 可在清洗车辆两侧各设置双排清洗管， 每次一侧巷道清洗一次即可达 到最终效果，具体清洗前后对比见图 2。清洗结束后对斜坡道拉运过程中的二次扬尘含量进 行测定，在路面都洒水情况下，巷道壁未清洗过车后的粉尘含量经测定最高可达 57mg/m 3， 清洗后粉尘含量最高约为 3.2 mg/m 3，其空气环境中的粉尘含量有着显著的下降，改善环境 的作用非常明显，同时也说明斜坡道巷道壁长期积尘是拉运作业产尘的重要影响因素。 二、高溜井溜矿作业粉尘治理二、高溜井溜矿作业粉尘治理 高溜井产尘主要有几种方式倒矿产尘、斜溜槽泄矿产尘、破碎机碎矿矿面活动反向溢 尘、冲击气流产尘、斜溜槽堵塞爆破产尘。高溜井粉尘治理难点更多体现在上部倒矿时导致 冲击气流携带大量粉尘由下部空置斜流槽迅速溢出， 以及主溜井口和下部斜溜槽倒矿后溜井 井口出现的反向溢尘。冲击气流喷出的原因在于上下贯通形成通风系统， ，松散的矿石在井 筒内急速下落， 致使井筒内下部空气急剧压缩，形成高压气流，携带大量粉尘从下部空置 的斜溜槽处大量涌出 [3]。其主要特点为瞬间风速高、携带粉尘量大、频率高，治理不当易 造成大面积污染，危害性较大。反向溢尘产生的主要原因在于下部斜溜槽封堵后，主溜井口 卸矿及下部斜溜槽卸放矿后会置换出部分空气，出现反向溢尘。反向溢尘一般在卸矿后 1530min 内上升至溜井口处，经测定风速约为 0.2m/s，风量约为 3 m 3/s，具体见图 3。 上述这两种产尘的方式具有相对性， 如下部斜溜槽产生冲击气流则主溜井口不会产生反 向溢尘， 如下部斜溜槽处于封堵状态不会出现冲击气流时则会产生反向溢尘。 因此高溜井作 业粉尘治理的整体思路为先期治理斜溜槽的冲击气流，再重点治理反向溢尘。 结合上述分析内容，高溜井粉尘治理的具体措施为在斜溜槽口处安设防尘门 [4]，配合 斜溜槽振动放矿机联合使用， 双重措施保障斜溜槽不会形成风流通道， 主溜井口安装一套除 尘风机，反向溢尘通过风机密封排至中段回风井。防尘门通过电动螺杆提升机控制，门体采 用 30mm 钢板制成，门体下侧安装有防尘软帘，防止溜槽口积聚部分矿石导致防尘门下落不 到位时软帘可充填部分空隙 （有条件的矿山防尘门下部软帘可研究用弹性充气垫替代， 其封 堵效果更好） ，门体背面有反向密封条，起到密封隔尘的作用，为防止斜溜槽上部倒矿时对 防尘门挤压碰撞，在上部设置一套防护罩。防尘门的运行需要结合现场的实际情况，如斜溜 槽口空置时放落防尘门， 上部泄矿时必须提前通知下部斜溜槽口处的人员， 在确保斜溜槽有 矿体充填或者防尘门处于封闭状态下方可泄矿。主溜井口安装 DJK215KW 对旋局扇一台， 风量约为 10 m 3/s，风筒采用密封铁质风筒，可将主溜井上溢气流携带的粉尘通过风机密封 排至中段回风井。防尘门制作见图 4，防尘门安装位置见图 3。 图 3 高溜井产尘示意图 投入使用后经观测发现效果非常理想， 杜绝了上部倒矿产生的冲击气流， 主溜井口外溢 粉尘通过风机得到有效的排出，现场作业环境得到显著的改善。 图 4 防尘门结构示意图 三、井下破碎机作业粉尘治理三、井下破碎机作业粉尘治理 井下破碎机由于作业时间长，产尘量大，对整个通风系统的污染影响非常严重，因此做 好井下破碎机除尘工作对井下环境的改善有着非常重要的意义。 以该矿为例， 井下破碎采用颚式破碎机， 破碎系统由于主溜井坍塌更换位置后缺少完善 的独立通风系统， 因此破碎产生的粉尘直接扩散至中段， 以至于对中段环境的影响非常严重。 颚式破碎机的产尘点主要有两个，1、破碎机下部矿仓在下落碎矿时会产生大量粉尘，通过 破碎机与下部矿仓四周缝隙扩散外溢；2、破碎机进料口处的振动放矿机在放矿过程中产生 的少量粉尘。 针对产尘特点决定对破碎系统的除尘进行改造， 其改造的主要措施是对破碎直 接产尘点密封收集 [5]，通过风机连接硬质风筒排放至回风井除尘，振动放矿机泄矿过程中产 尘采用喷雾降尘。具体见图 5。 图 5 破碎机除尘结构示意图 方案实施后经测定对比，除尘风机及喷雾头未开启状态下，破碎机附近粉尘含量约为 10.6mg/m 3，在除尘设施运行后，破碎机开启后附近粉尘含量约为 1.6 mg/m3，初步取得了不 错的除尘效果，与规程要求 0.5 mg/m 3的进风环境要求还有一定的差距，经分析发现由于集 尘罩及四周输送带封堵不够严密， 部分风流未冲洗下部矿仓直接进入集尘罩， 导致有效风量 偏小，下部矿仓在作业时还会部分出现溢尘现象，在今后还需要对部分漏风点进行封堵，确 保最终的除尘效果。 结论1、斜坡道拉运、高溜井溜矿、破碎机碎矿几种作业方式是金属矿山井下典型而 常见的污染源，在环境治理过程中应优先重点考虑； 2、斜坡道拉运作业污染为确保治理效果，建议路面洒水添加抑尘剂，具备长期的保湿 抑尘效果，巷道壁面清洗可选用高压清洗设备改装洒水车； 3、高溜井除尘关键在于避免上下中段形成贯穿风流，各中段斜溜槽可采用矿体充填和 安装防尘门的方式进行封堵，其主溜井口的反尘可采用风机密封抽出来解决； 4、破碎除尘可采用密封抽出搭配湿式降尘进行综合治理，其效果理想，见效快，投入 小。 参考文献参考文献 [1] 周 洵 远 . 以 工 作 面 为 核 心 建 立 通 风 系 统 [J]. 云 南 冶 金 科 学 技 术 版 , 1992221-28. [2] 宁岱. 抑尘剂介绍 [EB/OL].[2014]. [3] 刘伟强, 姚银佩, 王志,等. 深溜井卸矿高压气流粉尘治理技术研究[J]. 科技创 新与应用, 20167. [4] 江昌哲, 邱达明. 分枝溜井简易防尘门[J]. 无线电工程, 19784. [5] 王继俊, 唐珩. 颚式破碎机除尘新技术吹吸式风幕除尘装置[J]. 河北冶金, 1992248-51.