劉長源，趙天佑

（中煤平朔集團有限公司 生產(chǎn)技術管理中心，山西 朔州 036006）

中煤平朔安家?guī)X露天礦是平朔礦區(qū)自主建設的第2座大型露天煤礦，采用的是單斗-卡車間斷工藝＋單斗-卡車-地表半固定破碎站-帶式輸送機半連續(xù)工藝相結合的綜合開采工藝。隨著安家?guī)X露天礦開采強度的不斷加大，鉆孔、爆破、采裝、運輸、破碎等生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)，引起的粉塵污染非常嚴重，特別是汽車運輸煤巖時，露天礦坑道路為土質(zhì)或碎石等簡易路面，汽車運輸擾動荷載大，動態(tài)性強，給粉塵控制帶來了很大的困難[1]。粉塵污染不僅影響礦山環(huán)境，嚴重危害礦山職工的身體健康，同時大量的粉塵也降低了露天礦的生產(chǎn)效率，容易引發(fā)安全事故。

因此，防治露天礦運輸?shù)缆贩蹓m污染，對于保護礦山生態(tài)環(huán)境和職工身體健康，防范道路運輸安全事故和提高勞動生產(chǎn)效率具有重要意義。

1 粉塵的危害

粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒，國際標準化組織規(guī)定，粒徑小于75 μm的固體懸浮物定義為粉塵。人們通常對粉塵有許多叫法，如灰塵、塵埃、煙塵、粉末等，露天礦山開采過程中產(chǎn)生各種粒徑的顆粒物，不區(qū)分粒徑大小，統(tǒng)稱為粉塵[2]。

露天礦的粉塵危害主要表現(xiàn)為以下幾點：

1）影響礦山區(qū)域內(nèi)部及周邊空氣質(zhì)量，污染作業(yè)場所。露天礦山開采過程中產(chǎn)生的粉塵中可能還有銅、鐵等重金屬離子，隨降雨進入地表河流或者流入地下水系，污染水體質(zhì)量。同時一些粉塵飄落到礦區(qū)周邊種植的農(nóng)作物果實或者莖葉上，也會影響農(nóng)作物的生成及食品衛(wèi)生問題。

2）影響露天礦職工的身體健康。在行駛中的自卸卡車駕駛室內(nèi)，粉塵濃度達到6.0～ 15 mg/m3，是衛(wèi)生標準的3～ 7.5倍，對人體危險最大的粒徑小于10 m的飄塵分散度，最高可達96.9%～ 98.2 %[3]。職工長期在這種工作環(huán)境中工作，一般會引起眼部疾病、呼吸系統(tǒng)疾病或著皮膚病。長期較大量吸入 粉塵可削弱人體自身各項清除功能，導致粉塵過量沉積，釀成肺組織病變，引起疾病[4]。

3）粉塵會加快機械設備磨損，縮短高精密儀器的使用壽命，增加設備的維護費用。隨著礦山開采設備的大型化、機械化、電氣化、自動化程度的提高，作業(yè)空間中的礦塵對設備性能及其使用壽命的影響將會越來越突出[5]。

4）粉塵會降低礦區(qū)作業(yè)采場和運輸?shù)缆返哪芤姸龋绊懧短斓V正常作業(yè)，降低生產(chǎn)效率，影響駕駛員的視野，容易引發(fā)交通安全事故的發(fā)生。

5）部分粉塵（例如煤塵）在特定條件下可能會發(fā)生爆炸。粉塵與空氣混合，能形成可燃的混合氣體，當其濃度和氧氣濃度達到一定比例時若遇明火或高溫物體，極易著火，可發(fā)生粉塵爆炸，其危害性十分巨大。尤其煤塵爆炸是空氣中的氧氣與煤塵急劇氧化的反應過程，氧化反應十分迅速，產(chǎn)生的熱量能很快傳遞給相鄰煤塵，從而引起一系列連鎖反應[6]。

2 露天礦道路運輸粉塵產(chǎn)生的原因

露天礦運輸?shù)缆分械姆蹓m主要產(chǎn)生的原因：露天礦采場的運輸?shù)缆返男拗藴瘦^低，多數(shù)情況下為碎石塊或著泥土簡單施工，道路強度不夠，道路設計施工參數(shù)往往不能根據(jù)汽車載荷的增加、行車頻次的變化而改變[7]，路面特別容易遭到損壞，常形成坑坑洼洼，加之平日道路維修管護不達標，導致路面狀況日益惡化。汽車運輸煤巖的過程中，難免出現(xiàn)煤巖沿途撒落，飄落的煤巖和空氣氣流中所夾帶的塵土，積淀在路面上后，再經(jīng)過卡車車輪的重復碾摩，破碎為粒徑較小的粉塵，然后在車輪與粉塵之間摩擦力、慣力以及行駛車輛和風的作用下，擴散入大氣中，其中粒徑較小的粉塵可能被風吹散或向大氣中自由飄散，而粒徑較大的粉塵又可能降落回路面，當有車輛再次經(jīng)過時，上述過程又會重復進行，并且將新生成的粉塵顆粒帶入到大氣中[8]。

3 露天礦道路運輸粉塵防治機理

道路粉塵的濃度受風速，路面性質(zhì)，空氣中天然塵埃量，汽車載荷，運行速度，行車頻次和路面含水率等影響。影響粉塵濃度的主要因素是路面巖石土壤含水量，粉塵濃度隨著含水量的增加而降低小[9]。同時，粉塵濃度的的提升可能是由于工作機械設備破碎、汽車行駛產(chǎn)生的氣流、吹風機械裝置氣流和自然大氣環(huán)境的空氣動力引發(fā)的二次揚塵有關[10]。所以，路面揚塵防治應主要確保路面足夠的強度，以及保持一定的含水量。

4 露天礦道路運輸粉塵防治方法

根據(jù)露天礦道路運輸粉塵防治機理，結合安家?guī)X露天礦生產(chǎn)實際，提出以下5種粉塵防治方法。

4.1 灑水降塵

結合礦坑作業(yè)范圍，對灑水量進行測算，確定合理灑水車數(shù)量，目前共配備灑水車23臺，其中30 t 18臺、20 t 4臺、35 t 1臺。

優(yōu)化灑水作業(yè)勞動組織，加強交班和接班期間的水車灑水管理，電鏟停產(chǎn)前水車不得交班，保證接班后水車能在第一時間下坑作業(yè)；每班作業(yè)前，水車交接班時間提前半小時，保證每班作業(yè)前道路及作業(yè)面預濕；提高灑水車有效作業(yè)時間，在用餐期間，安排水車分批次輪替作業(yè)，以保證在用餐期間礦坑內(nèi)的灑水工作；控制灑水車速度在20 km/h以內(nèi)，道路灑水寬度應達到路面的90%；單次灑水寬度無法達到路面的70%時，應采取雙向灑水作業(yè)；嚴格要求水車司機規(guī)范作業(yè)，保證灑水質(zhì)量。在平直路面上滿灑作業(yè)，轉(zhuǎn)彎或坡道處拉開距離點灑，勤灑；靈活增加供水管路、調(diào)節(jié)蓄水池和水鶴，確保水量供應，優(yōu)先安排水車在坑下就近接水，減少非作業(yè)時間，提高灑水量。

嚴格落實“以水定產(chǎn)”方案，要求外包隊伍按照規(guī)模自行配置齊全灑水車，配備的灑水車全部編號，根據(jù)各外包單位作業(yè)區(qū)域，劃分每臺灑水車作業(yè)范圍，實行包機制度，每臺灑水車做好交接班記錄、加水記錄、水車維修記錄等臺賬。加強灑水車管理，保證每臺水車都滿負荷作業(yè)，以作業(yè)面不起塵為基本標準，對灑水單位進行嚴格考核。

4.2 新技術應用抑塵

安家?guī)X礦與隨州程力集團進行霧炮車試驗，結合外包作業(yè)特點，選擇具有代表性的區(qū)域，制定科學合理的方案，開展了2次霧炮車揚塵實驗，試驗結果顯示霧炮車能大范圍的降低揚塵，10 t灑水車能連續(xù)作業(yè)4 h，有效揚塵在80～ 120 m。

進入冬季后為兼顧揚塵控制和作業(yè)安全，采用噴灑防凍液（主要成分CaCl2）方式替代灑水作業(yè)，共計使用防凍液3 045 t，在冬季有效控制揚塵污染。

4.3 采取道路固土維護及優(yōu)化作業(yè)方式

配備4臺平路機和2臺50前裝機用于清理道路浮貨。要求各個車輛負責一段區(qū)域，采取區(qū)域負責制，平路機刮路時采取平路機在前，灑水車在后的作業(yè)方式，道路至少全面灑水2次。不斷對運輸?shù)缆愤M行硬化，減少路面浮塵，利用巖石物料對北幫1390干道、1360干道、1330干道進行鋪墊，共計鋪墊長度15 km，工程量60萬m3；建立道路值日制度，每天固定2臺前裝機和4臺平路機對路面撒貨進行清理，嚴禁亂堆亂倒，保持路面整潔。合理規(guī)劃行車路線，盡量減少作業(yè)擾動面積，采場和排土場留下必要的作業(yè)空間，其它區(qū)域做好隔離擋墻，不準剝離車輛進入，控制浮塵產(chǎn)生面積。遇大風天氣，安排部分外包車隊夜間作業(yè)，通過錯峰方式，減少白班作業(yè)面數(shù)量，最大限度保證重點位置灑水量。

4.4 植綠復墾和生態(tài)降塵

加快北X1420土場北部平盤排棄，盡快排棄到界后組織復墾，2018年完成復墾面積172.53 hm2，計劃2019年復墾61 hm2，2020年復墾63.5 hm2，預計2020年完成外排土場全部復墾，內(nèi)排土場暫時無法到界區(qū)域采取臨時復綠措施，采取灑草籽的方式進行臨時復綠，固化表土平盤，減少裸露面積，截至2018年綠化727 hm2。

4.5 “管理”降塵

完善環(huán)保管理制度，明確環(huán)保職責。對環(huán)境保護相關管理制度、規(guī)定、辦法進行了完善修訂，明確了實施主體和監(jiān)管者的責任，避免出現(xiàn)職責不清、推諉扯皮現(xiàn)象；劃分重點防治區(qū)域，明確治理工作的標準，更有利于現(xiàn)場實施；補充處罰管理辦法，加強現(xiàn)場考核管理，從灑水車數(shù)量、灑水作業(yè)時間、灑水路線、水鶴加水、灑水考核管理、道路維護等方面進行規(guī)范，保證灑水效果，通過考核的剛性約束力來保證灑水工作落實。

設置專職環(huán)保人員，專門進行監(jiān)督檢查，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)保問題并督促整改；安排生產(chǎn)班質(zhì)檢工長協(xié)助生產(chǎn)技術部進行環(huán)保檢查，實現(xiàn)24 h全覆蓋監(jiān)督檢查；每周組織環(huán)保大檢查，由礦領導帶隊，對自營作業(yè)面，南、北幫運輸?shù)缆罚?＃煤、9＃煤、11＃煤運輸?shù)缆?，?nèi)排土場以及外包作業(yè)面、運輸干道和外排北排土場進行巡視，形成環(huán)保檢查問題記錄清單并下發(fā)到各部門，要求限期進行整改，并將整改結果上報生產(chǎn)技術部。同時針對環(huán)保揚塵問題，做到日統(tǒng)計、周通報、月考核，加強了對相關采剝和灑水管理人員及單位考核力度。

通過采取上述一系列粉塵防治方法，安家?guī)X露天礦道路運輸揚塵得到較好的控制。

5 結語

通過灑水降塵等綜合治理方法，平朔安家?guī)X露天礦運輸?shù)缆返姆蹓m控制已經(jīng)取得了較好的效果，也為兄弟礦山防治粉塵污染實踐應用提供了參考。但粉塵防治是一項復雜的綜合性工程，大型露天礦作業(yè)空間范圍較大，各生產(chǎn)工序產(chǎn)塵較多，因此，必須在各個工序環(huán)節(jié)加強粉塵防治工作，同時應該從源頭控制并減少粉塵源的產(chǎn)生以及實行生產(chǎn)全過程控制，為礦山員工提供良好的工作環(huán)境，提高露天礦開采的綜合效益。