安家岭露天矿道路运输粉尘综合防治

刘长源，赵天佑

（中煤平朔集团有限公司 生产技术管理中心，山西 朔州 036006）

中煤平朔安家岭露天矿是平朔矿区自主建设的第2座大型露天煤矿，采用的是单斗-卡车间断工艺＋单斗-卡车-地表半固定破碎站-带式输送机半连续工艺相结合的综合开采工艺。随着安家岭露天矿开采强度的不断加大，钻孔、爆破、采装、运输、破碎等生产工序环节，引起的粉尘污染非常严重，特别是汽车运输煤岩时，露天矿坑道路为土质或碎石等简易路面，汽车运输扰动荷载大，动态性强，给粉尘控制带来了很大的困难[1]。粉尘污染不仅影响矿山环境，严重危害矿山职工的身体健康，同时大量的粉尘也降低了露天矿的生产效率，容易引发安全事故。

因此，防治露天矿运输道路粉尘污染，对于保护矿山生态环境和职工身体健康，防范道路运输安全事故和提高劳动生产效率具有重要意义。

1 粉尘的危害

粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒，国际标准化组织规定，粒径小于75 μm的固体悬浮物定义为粉尘。人们通常对粉尘有许多叫法，如灰尘、尘埃、烟尘、粉末等，露天矿山开采过程中产生各种粒径的颗粒物，不区分粒径大小，统称为粉尘[2]。

露天矿的粉尘危害主要表现为以下几点：

1）影响矿山区域内部及周边空气质量，污染作业场所。露天矿山开采过程中产生的粉尘中可能还有铜、铁等重金属离子，随降雨进入地表河流或者流入地下水系，污染水体质量。同时一些粉尘飘落到矿区周边种植的农作物果实或者茎叶上，也会影响农作物的生成及食品卫生问题。

2）影响露天矿职工的身体健康。在行驶中的自卸卡车驾驶室内，粉尘浓度达到6.0～ 15 mg/m3，是卫生标准的3～ 7.5倍，对人体危险最大的粒径小于10 m的飘尘分散度，最高可达96.9%～ 98.2 %[3]。职工长期在这种工作环境中工作，一般会引起眼部疾病、呼吸系统疾病或着皮肤病。长期较大量吸入 粉尘可削弱人体自身各项清除功能，导致粉尘过量沉积，酿成肺组织病变，引起疾病[4]。

3）粉尘会加快机械设备磨损，缩短高精密仪器的使用寿命，增加设备的维护费用。随着矿山开采设备的大型化、机械化、电气化、自动化程度的提高，作业空间中的矿尘对设备性能及其使用寿命的影响将会越来越突出[5]。

4）粉尘会降低矿区作业采场和运输道路的能见度，影响露天矿正常作业，降低生产效率，影响驾驶员的视野，容易引发交通安全事故的发生。

5）部分粉尘（例如煤尘）在特定条件下可能会发生爆炸。粉尘与空气混合，能形成可燃的混合气体，当其浓度和氧气浓度达到一定比例时若遇明火或高温物体，极易着火，可发生粉尘爆炸，其危害性十分巨大。尤其煤尘爆炸是空气中的氧气与煤尘急剧氧化的反应过程，氧化反应十分迅速，产生的热量能很快传递给相邻煤尘，从而引起一系列连锁反应[6]。

2 露天矿道路运输粉尘产生的原因

露天矿运输道路中的粉尘主要产生的原因：露天矿采场的运输道路的修筑标准较低，多数情况下为碎石块或着泥土简单施工，道路强度不够，道路设计施工参数往往不能根据汽车载荷的增加、行车频次的变化而改变[7]，路面特别容易遭到损坏，常形成坑坑洼洼，加之平日道路维修管护不达标，导致路面状况日益恶化。汽车运输煤岩的过程中，难免出现煤岩沿途撒落，飘落的煤岩和空气气流中所夹带的尘土，积淀在路面上后，再经过卡车车轮的重复碾摩，破碎为粒径较小的粉尘，然后在车轮与粉尘之间摩擦力、惯力以及行驶车辆和风的作用下，扩散入大气中，其中粒径较小的粉尘可能被风吹散或向大气中自由飘散，而粒径较大的粉尘又可能降落回路面，当有车辆再次经过时，上述过程又会重复进行，并且将新生成的粉尘颗粒带入到大气中[8]。

3 露天矿道路运输粉尘防治机理

道路粉尘的浓度受风速，路面性质，空气中天然尘埃量，汽车载荷，运行速度，行车频次和路面含水率等影响。影响粉尘浓度的主要因素是路面岩石土壤含水量，粉尘浓度随着含水量的增加而降低小[9]。同时，粉尘浓度的的提升可能是由于工作机械设备破碎、汽车行驶产生的气流、吹风机械装置气流和自然大气环境的空气动力引发的二次扬尘有关[10]。所以，路面扬尘防治应主要确保路面足够的强度，以及保持一定的含水量。

4 露天矿道路运输粉尘防治方法

根据露天矿道路运输粉尘防治机理，结合安家岭露天矿生产实际，提出以下5种粉尘防治方法。

4.1 洒水降尘

结合矿坑作业范围，对洒水量进行测算，确定合理洒水车数量，目前共配备洒水车23台，其中30 t 18台、20 t 4台、35 t 1台。

优化洒水作业劳动组织，加强交班和接班期间的水车洒水管理，电铲停产前水车不得交班，保证接班后水车能在第一时间下坑作业；每班作业前，水车交接班时间提前半小时，保证每班作业前道路及作业面预湿；提高洒水车有效作业时间，在用餐期间，安排水车分批次轮替作业，以保证在用餐期间矿坑内的洒水工作；控制洒水车速度在20 km/h以内，道路洒水宽度应达到路面的90%；单次洒水宽度无法达到路面的70%时，应采取双向洒水作业；严格要求水车司机规范作业，保证洒水质量。在平直路面上满洒作业，转弯或坡道处拉开距离点洒，勤洒；灵活增加供水管路、调节蓄水池和水鹤，确保水量供应，优先安排水车在坑下就近接水，减少非作业时间，提高洒水量。

严格落实“以水定产”方案，要求外包队伍按照规模自行配置齐全洒水车，配备的洒水车全部编号，根据各外包单位作业区域，划分每台洒水车作业范围，实行包机制度，每台洒水车做好交接班记录、加水记录、水车维修记录等台账。加强洒水车管理，保证每台水车都满负荷作业，以作业面不起尘为基本标准，对洒水单位进行严格考核。

4.2 新技术应用抑尘

安家岭矿与随州程力集团进行雾炮车试验，结合外包作业特点，选择具有代表性的区域，制定科学合理的方案，开展了2次雾炮车扬尘实验，试验结果显示雾炮车能大范围的降低扬尘，10 t洒水车能连续作业4 h，有效扬尘在80～ 120 m。

进入冬季后为兼顾扬尘控制和作业安全，采用喷洒防冻液（主要成分CaCl2）方式替代洒水作业，共计使用防冻液3 045 t，在冬季有效控制扬尘污染。

4.3 采取道路固土维护及优化作业方式

配备4台平路机和2台50前装机用于清理道路浮货。要求各个车辆负责一段区域，采取区域负责制，平路机刮路时采取平路机在前，洒水车在后的作业方式，道路至少全面洒水2次。不断对运输道路进行硬化，减少路面浮尘，利用岩石物料对北帮1390干道、1360干道、1330干道进行铺垫，共计铺垫长度15 km，工程量60万m3；建立道路值日制度，每天固定2台前装机和4台平路机对路面撒货进行清理，严禁乱堆乱倒，保持路面整洁。合理规划行车路线，尽量减少作业扰动面积，采场和排土场留下必要的作业空间，其它区域做好隔离挡墙，不准剥离车辆进入，控制浮尘产生面积。遇大风天气，安排部分外包车队夜间作业，通过错峰方式，减少白班作业面数量，最大限度保证重点位置洒水量。

4.4 植绿复垦和生态降尘

加快北X1420土场北部平盘排弃，尽快排弃到界后组织复垦，2018年完成复垦面积172.53 hm2，计划2019年复垦61 hm2，2020年复垦63.5 hm2，预计2020年完成外排土场全部复垦，内排土场暂时无法到界区域采取临时复绿措施，采取洒草籽的方式进行临时复绿，固化表土平盘，减少裸露面积，截至2018年绿化727 hm2。

4.5 “管理”降尘

完善环保管理制度，明确环保职责。对环境保护相关管理制度、规定、办法进行了完善修订，明确了实施主体和监管者的责任，避免出现职责不清、推诿扯皮现象；划分重点防治区域，明确治理工作的标准，更有利于现场实施；补充处罚管理办法，加强现场考核管理，从洒水车数量、洒水作业时间、洒水路线、水鹤加水、洒水考核管理、道路维护等方面进行规范，保证洒水效果，通过考核的刚性约束力来保证洒水工作落实。

设置专职环保人员，专门进行监督检查，及时发现现场环保问题并督促整改；安排生产班质检工长协助生产技术部进行环保检查，实现24 h全覆盖监督检查；每周组织环保大检查，由矿领导带队，对自营作业面，南、北帮运输道路，4＃煤、9＃煤、11＃煤运输道路，内排土场以及外包作业面、运输干道和外排北排土场进行巡视，形成环保检查问题记录清单并下发到各部门，要求限期进行整改，并将整改结果上报生产技术部。同时针对环保扬尘问题，做到日统计、周通报、月考核，加强了对相关采剥和洒水管理人员及单位考核力度。

通过采取上述一系列粉尘防治方法，安家岭露天矿道路运输扬尘得到较好的控制。

5 结语

通过洒水降尘等综合治理方法，平朔安家岭露天矿运输道路的粉尘控制已经取得了较好的效果，也为兄弟矿山防治粉尘污染实践应用提供了参考。但粉尘防治是一项复杂的综合性工程，大型露天矿作业空间范围较大，各生产工序产尘较多，因此，必须在各个工序环节加强粉尘防治工作，同时应该从源头控制并减少粉尘源的产生以及实行生产全过程控制，为矿山员工提供良好的工作环境，提高露天矿开采的综合效益。