某铜矿溜井卸矿系统粉尘治理方案

熊睿 周德照 陈凯

（①江西铜业集团东同矿业有限责任公司东乡331800 ②温州东泰建设工程有限公司温州325000③峡江县自然资源局吉安 343000）

某铜矿矿山井下-370m水平1#溜井卸矿作业过程中，粉尘随矿石溜出呈放射状向卸矿巷道溢出，给卸矿作业环境带来较为严重的粉尘污染，严重危害卸矿操作人员的身体健康，威胁井下的安全生产。针对溜井卸矿粉尘污染问题，考虑在卸矿口上方设置高压喷雾装置，以-370m 水平1#溜井为例进行除尘方案研究。

1 抑尘方案

1.1 抑尘方法

根据井下卸矿站卸矿作业特点和矿石的含水量要求，建议-370m 水平1#溜井卸矿站采用一套型号为BNW-4.0 的高压喷雾抑尘系统（标准流量240kg/h），系统由主机、管路、喷头、控制系统、软化水设备等五个部分组成。主机所连接的管路上共使用234.6kg/h/7 kg/h/只=33.5≈34 只喷头，在卸矿溜井上方分三路布置不锈钢耐压管，其中两路安装于卸矿站平台及支架底部边缘，尽量避免物料损坏喷头，喷雾方向斜下，两路喷头夹角30℃，与粉尘流向相对应，用于拦截捕捉、碰撞吸收落料产生的大量粉尘；另一路安装于巷道顶部，用于吸收控制巷道环境内部逃逸粉尘。喷头数量及安装位置可以根据现场情况做出适当调整。抑尘区域设置集成电气控制箱，在巷道卸料点前后10m位置设置红外传感器及红外接受器，当卸料车离卸料点10m时触碰红外线时，系统提前喷雾，雾区提前覆盖落料点，物料卸载完毕离开落料点10m后卸料车再次触碰红外线延迟关闭系统，使粉尘得到最大程度的抑制，同时可根据现场地温、湿度情况设置适时控制的手动时序控制面板。红外控制与时序控制可互相切换，三条不锈钢管路分别安装高压球阀，可同时开启或关闭某条管路的喷雾工作，所有管路的喷雾时间可任意设定，无需人工值守（如安装图1所示）。

1.2 高压喷雾抑尘系统工作原理

柱塞泵将净化处理过的水加压至7MPa，再通过高压水管传送到喷嘴，经雾化后以3～10μm的微雾喷射到整个空间，水雾在空气中重力沉降、拦截捕尘、扩散捕集，达到降低空气粉尘含量的目的。

高压喷雾方法是目前比较新的也是效果比较好的一种抑尘方式。喷雾系统的工作介质是水，在运行过程中，在喷雾泵的作用下，液态水从常压状态加压到一定的压力后，由雾化喷嘴将液态水雾化，雾化后的水雾以一定的运动规律与粉尘发生惯性碰撞、拦截捕尘、扩散捕集、重力沉降等作用。由于喷出水雾粒径极其细小，大大增加了水与含尘空气的接触面积，因而抑尘效果好。

高压喷雾抑尘系统由水源向水泵供水，水泵通过管路、控制箱、喷嘴提供高压水，实现高压喷雾。常态水通过耐高压不锈钢管传送到喷嘴，被雾化成3～10μm 的微粒喷射出来，其最大耗电量0.75-1.5kW；耗水量即喷雾量根据环境空间大小及温度计算，每只喷头喷雾量3-7kg/h；喷雾压力一般为4-7MPa 左右；喷头喷射出的可见雾长最大约为1.5m。为了最大限度地抑尘，将高压喷嘴布置于适当的位置，以保证雾区最大限度地覆盖扬尘点。

高压喷雾主机工作时，主机水箱供水至高压柱塞泵，细小的雾粒在空气中完全雾化后（无滴水现象）与空气中粉尘接触，起到抑尘作用。主机启停时间可通过控制面板任意设定，也可以设置传感器，传感信号传输给控制器并控制电磁阀动作，高压进水电磁阀和高压泄水电磁阀分别控制喷雾状况的大小或启停。传感器信号根据环境内部情况进行适时控制。

1.3 高压喷雾抑尘系统特点

雾细：喷头每秒能产生50 亿个雾滴，粒径为3～10μm。

节能：雾化1公升水只需消耗6W功率。

可靠：主机采用工业型进口柱塞泵，可24小时连续运转，喷头及水雾分配器无动力易损部件，在高粉尘环境中也不损坏。

稳定：因配有传感器或时序控制器，可以达到较高的自控精度和运行平稳性。

该系统所需配置为：一台流量为240kg/h、功率为1.5kW的高压柱塞泵站系统；34个喷头；高压泄水阀1个；时序控制器1台；红外线发射装置两套，接受装置两套；软化水系统一套。

2 高压喷雾系统安装

⑴在卸矿溜井附近安装高压喷雾系统主机，安装电气接线并检查。

⑵每一节的不锈钢管采用卡套式连接座连接，在不锈钢管路上选择合适的间距（根据现场情况计算）安装喷座，在喷座上安装喷嘴和过滤座，安装时必须大力拧紧，以防高压喷水时连接点漏水。

⑶在管路末端安装卡套式单孔堵头和喷嘴堵头。安装时必须大力拧紧，以防高压喷水时连接点漏水。

⑷开机洗管：将装好不锈钢管内杂质冲洗一遍，以防正常开机后堵塞喷嘴。冲洗余水从没安装堵头的管路最末端流出，冲冼约十分钟后装好末端喷嘴或堵头。

⑸正常开机并调试设备，建议泵头在第一次开机50小时内更换机油，机组正常使用后每30天更换一次机油，机油型号：美孚1130（符合油品SA130）。

3 高压喷雾系统预期效果

⑴经过安装调试的喷雾设备，所喷水雾能够完全雾化，无水滴。

⑵整理喷雾设备抑尘效率大于70%。

⑶根据温/湿度状况，雾化效果的时间为2～5 分钟。

⑷所有管路及配件均采用SUS304 不锈钢耐压材质，无腐蚀。

溜井卸矿处在喷雾抑尘装置未开启运行时总粉尘浓度为277.25 mg.m3，在喷雾抑尘装置单排管路部分喷嘴正常运行时，测定总粉尘浓度为32.9 mg.m3。依据《工业企业设计卫生标准》中《工作场所有害因素职业接触限值第1 部分：化学有害因素》总粉尘浓度不大于1 mg.m3的规定限值，建议更换喷嘴，加强维护，使单排管路全部喷嘴正常运行，增强抑尘效果。