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1、铜兴铜矿卸矿溜井冲击粉尘治理研究杨 凯 吕淑然 教授（首都经济贸易大学，北京，100070）摘 要：矿山溜井在卸矿过程中产生大量冲击性粉尘，由于其产尘量大、产尘时间长，已成为矿井可呼吸性粉尘的主要产尘源，大量可呼吸性粉尘将严重影响矿井职工的身心健康。为了有效控制溜井中的冲击性粉尘，本文在分析矿山溜井的产尘机理和特点的基础上，对国内外溜进防尘技术措施进行分析。从承德铜兴矿业有限责任公司矿山实际出发，针对该矿山矿石储量不宜在溜井工程上做大规模投资的实际，提出了采用在卸矿硐室与支岔溜井的连接口安装细水雾喷雾系统进行降尘，同时在各支岔溜井安装密闭链式防尘挡板密闭封堵的综合性防尘措施。该综合防尘技术措施
2、可为其他矿山企业防治溜井防尘提供参考和借鉴。关键词：矿石溜井；粉尘污染；细水雾；控制措施 中图分类号：X936 文献标识码：AResearch on Treatment of Impactive Dust in Orepass in Tong Xing Mine YANG Kai LV Shu-ran Prof(Capital University of Economics and Business, Beijing, 100070, China)Abstract: The impactive dust generated in the process of unloadi
3、ng ore in the orepass, due to its large amount of dust and dust enduring for a long time, has become the main producing dust source of mine respirable dust, a considerable amount of respirable dust will seriously affect the physical and mental health of workers in the mine. In order to effectively c
4、ontrol the impactive dust in orepass，on the basis of the analysis of the mechanism and characteristics of the dust production in orepass, technical measures at home and abroad on dust prevention are analyzed. From the reality of Tong Xing Mine, at present because of the mine's less ore reserves,
5、 it would be inappropriate to do large-scale investment in the orepass renovation projects. At the same time for a large number of small and medium-sized underground mines, a comprehensive dust treatment measures of installing a water mist spray system in the junction of the ore unloading chamber an
6、d branched orepass to decrease dust, and in each branched orepass installation closed chain dust prevention tailgate to close and block orepass dust are adopted, integrated dust prevention technology measures are also real reference for mining enterprises to prevent orepass dust.Key words: Orep
7、ass; dust pollution; water mist; control measuresCLC number : X936 Document code : A0. 引言承德铜兴矿业有限责任公司矿山溜井在卸矿过程中产生的冲击粉尘是污染作业环境的主要职业病危害因素之一，严重危害着劳动者的身体健康。该公司已经开采五十年，根据其剩余储量以及矿山规模，不宜花费巨额费用用于新溜井工程的建设。如何采取有效的防治措施，降低卸矿过程中产生的冲击性粉尘浓度，对铜兴公司来说已是迫在眉睫的问题，本文主要研究了矿山开采过程中，卸矿溜井中冲击性粉尘产生的主要机理以及相应的防尘、降尘措施，并结合铜兴公司矿山实际给
8、出了防尘的综合措施，为矿山溜矿井粉尘治理提供参考。1. 溜矿井冲击性粉尘产生机理利用溜井下放矿石，是矿山节能的一种运输方式，已在金属矿山得到了广泛应用。在矿井装、卸矿过程中，特别是卸矿时，松散的矿石受到井壁的限制，在下落过程中产生类似于活塞运动，由于存在几百米的放矿落差，主溜井内空气急剧压缩，形成相当大的动压，产生强大的冲击风流，风流夹带粉尘溢出井外，同时，压缩空气在通过各中段的支岔溜井时，冲击气流大量喷出1，见图1。气流携带大量的粉尘，造成卸矿后巷区域的高浓度污染，而且时常有部分污风溢出后巷，随风流进入风源一侧的生产巷道，造成井下空气的严重污染，成为井下尘源之一。图1 粉尘产生机理Fig.1
9、 dust generation mechanism1-卸矿峒室 2-支岔溜井3-主溜井4-矿石5-卸矿峒室2. 防尘措施分析为了有效的防治卸矿溜井的冲击粉尘，结合承德铜兴矿业有限责任公司矿山溜井的位置以及结构参数都已经固定的实际情况，对国内外溜井风尘技术进行综合分析。（1） 减少冲击气流1) 采取限制卸矿量的措施，即减少一次连续卸矿量或延长一次卸矿时间。同时制订合适的放矿制度以控制溜井的贮矿高度。一般为溜井深度的三分之二。2) 多中段共用的溜井，降低溜井高度。在保证正常生产的条件下，尽可能提高主溜井的贮矿高度，对减少冲击气流和减轻井壁磨损是极为有利的。但多中段同时作业的高溜井，不能在主溜井中
10、贮满矿石，可以结合生产采取不同措施25。3) 振动放矿可减少矿石在卸落时的自然破碎和冲击气流。目前有一些矿山的溜井已采用振动放矿，粉尘浓度比重力放矿小6。（2） 加强密闭实行抽风除尘1) 溜井口密闭，即卸矿口采用自动关闭的井盖，有井门式、井帘式、井罩式、井盖式等几种形式。井门式、井罩式、井盖式由于笨重、关闭容易失灵、需要经常维修等原因，不宜长期使用。井帘式密闭虽严密程度较差，但具有结构简单、成本低、易于维修等优点，国内外使用较多 27。2) 吸尘罩抽风除尘这种方法因吸尘罩的吸风口作用范围有限，又不能靠近溜井口，影响抽尘效果，而且妨碍操作，一般不宜采用。3) 在放矿闸门上部适当位置设一密闭峒室，
11、室内用小通风机正压输送鲜空气（冬季送热风），工人在密闭峒室内操作。目前攀枝花铁矿、南芬铁矿、凡口铅锌矿等都采用这种方法，取得了显著效果。攀枝花铁矿操作峒室与闸门的距离为4.7米，门窗用玻璃期制作，采用小风机正压供风。4) 安装一台专用的风机直接抽溜井中的含尘空气，井下各溜矿口处形成负压，使风流由各中段巷道向溜井内流动形成溜井独立排风系统，防止各中段溜矿口之间风流短路。除在溜井口设密闭装置外，还应在溜井绕道中设自动风门8。（3） 喷雾洒水降尘在溜井防尘中，有必要对干燥的矿石时进行适量的喷雾洒水。但对于某些含泥量高，粘结性大的矿石，喷雾可能造成溜井堵塞或跑矿。冬季有的矿山喷雾容易造成冰冻，必须控制
12、使用。要严格控制水量，实现喷雾的联动和自动。定期对装卸矿峒室及其附近进行洒水、洗壁也仍是十分必要的910。 （4） 净化措施不少矿山将净化措施用于溜井降尘方面，取得了一定效果，但必须根据粉尘的物化性质和溜矿井的具体条件，正确选择净化措施2。1) 湿式旋流除尘风机是在湿式旋流除尘器的基础上发展的，既能通风又能除尘，对井下呼吸性粉尘有较高的除尘效率。2) 泡沫除尘器具有结构简单、维护工作量较少、除尘效率较高、耗水量较大等特点。适用于净化亲水性不强的粉尘，如硅石、粘土、焦炭等，但不宜用于石灰、白云石熟料等硬性粉尘的净化。3) 湿式过滤除尘这种除尘方法是纤维过滤除尘和湿式水膜除尘的综合作用，具有除尘效
13、率高、阻力小、清洗粉尘作用好、制作安装简便、运转可靠、维护工作量少、成本低等优点，适合井下环循工作，是一种经济而有效的除尘技术。4) 静电除尘是目前除尘设备中的一项新技术，它与常用的溜井除尘措施比较优点是对呼吸性粉尘除尘效果较好、耗电少、噪音低、节省通风工程和通风设备。缺点是需要专门技术人员管理，并要有可靠的安全措施。3. 综合防尘技术措施的选择由于细水雾灭在消防领域已经广泛应用，因此其技术成熟，实施难度较小；同时细水雾相比洒水除尘，前者所用水量小，避免了水的浪费，也减小了矿石因水而增加的粘度，利于矿石转运；细水雾粒径小，与空气接触面积大，蒸发率高，能使含尘区水汽迅速达到饱和，吸尘能力强。因此
14、采用细水雾能在满足改善粉尘湿润性所必需的水蒸汽条件后，对于粒径在5µm一下的呼吸性粉尘能迅速的完成对其的捕集。由于在生产过程中考虑到冲击性粉尘的粒径不同，对于呼吸性的粉尘，通过细水雾可以实现控制，但是对于粒径较大的粉尘，细水雾降尘效果不明显，如果采用卸压井结构，其工程量大，投资大；选择风机进行抽尘，所需能耗大，也不能对粉尘实现连续的控制；由于挡板安装维护容易，工程量小，投资小，对于空气中的大颗粒浮尘能起到良好的控制作用，同时还能防止因溜进产生的一些漏风现象。目前，铜兴矿业有限责任公司矿井开采至今已有五十五年，根据其现有储量不宜花很大的费用进行溜井工程改造，单独使用一项防尘措施，效果不
15、佳。因此需要提出简单易行、投入小、防尘效果好的综合防尘技术。（1） 采用细水雾进行降尘、抑尘。细水雾用于灭火已在消防领域得到了广泛的应用，技术已经相当成熟。在粉尘防治中，根据冲击性粉尘浓度，可分别选择高压、中压、低压三类细水雾进行降尘，压力的高低决定了细水雾的粒径和水雾的作用半径，压力越高喷雾越细，效果越好。在实际的矿井防尘中一般推荐中、高压细水雾喷雾系统进行防尘。图2 综合防尘措施简图Fig.2 comprehensive dust control measures sketch1-水箱 2-卸矿峒室 3-水泵 4-细水雾喷头 5-支岔溜井 6-主溜井 7-链式防尘挡板（
16、2） 密闭封堵降尘。采用在支岔溜井内安装防尘挡板的措施既可以将卸矿产生的冲击性粉尘封堵在溜井内，不出来污染工作场所，又可以防止溜进漏风。对除尘净化装置的净化效果及主要性能进行了系统考察，其结果见表1。表1 综合防尘措施实施结果对比Table 1 The contrast of implementation results of comprehensive dust control measures降尘前粉尘浓度( mg/m3)降尘后粉尘浓度(mg/m3)净化效率( %)173.61.299.3130.41.199.264.81.298.133.641.1
17、96.7由测定结果可以看出，采取综合除尘措施前的粉尘浓度变化范围虽然变化较大，一般在33.64173.6mg/m3范围内，但净化后的粉尘浓度均在1.2mg/m3以下，平均为1.15mg/m3。净化效率都在96.7%以上，平均为98.325%。同时呼吸性粉尘的效率也达90%以上，是控制冲击性粉尘危害的有利措施。通过综合性防尘措施的实施，在承德铜兴矿业责任有限公司矿井的溜井卸矿过程，收到了良好的降尘效果，采取防尘措施后，粉尘浓度不断下降，平均粉尘浓度从33.64173.6mg/m3下降到1.2mg/m3，达到了金属非金属地下矿山安全规程中规定的2mg/m3的标准要求。4. 结论针对中小型矿山实际，
18、在溜矿井除尘中可以采用以下防尘综合技术措施：（1） 尽可能提高主溜井的贮矿高度或在主溜井中分段安设闸门和转载峒室，减小矿石冲击高度，能极大的减少冲击气流和减轻井壁磨损。（2） 采用在卸矿硐室与支岔溜井的连接口安装细水雾喷雾系统进行降尘，用细水雾系统进行除尘所需水量少，减少水资源的浪费，同时降低了矿石的湿度，对于含泥量高，粘结性大的矿石，可以避免造成溜井堵塞或跑矿。 （3） 在各支岔溜井安装密闭链式防尘挡板密闭封堵，同时可以防止溜井漏风。References(参考文献) 1冶金工业部长沙有色冶金设计院国外溜矿井E冶金工业部长沙有色冶金设计院 ，1974：10-112向良度溜井防尘综述J
19、工业安全与环保：1983（02）：43-453李政坑下矿山高溜井漏风及粉尘污染控制技术研究J有色金属：2006，58（05）：42-544溜井群的防尘措施J化工矿山技术：1989（05）：605王英敏，等溜矿井冲击风量的计算及其控制措施J有色金属（矿山部分）：1981(01)：41-446湖北长石矿双革小组振动放矿在我矿的应用J金属矿山：1980（01）：13-147王海宁矿山高溜井多片式挡风板应用研究J金属矿山：2005(03)：58-598赵鹏云锡溜井防尘措施研究J工业安全与环保：1989（03）：1-39云锡公司老厂锡矿避免溜井阻塞的初步探讨J云南冶金：1978（04）：15-2210东川矿务局因民矿一坑卷幕式自动喷水溜井密闭门J云南冶金：1973（05）：1-4杨凯出生年月：1986-11-28性别：男职称：学生学历：硕士研究生专业：安全工程主要研究方向：矿山安全