露天礦粉塵來源及防治技術(shù)

露天礦粉塵來源及防治技術(shù)第一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五一、粉塵定義及分類二、粉塵性質(zhì)三、粉塵來源四、粉塵危害五、粉塵防治六、粉塵監(jiān)測第二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五1、粉塵定義粉塵（dust）是指懸浮在空氣中的固體微粒。習(xí)慣上對粉塵有許多名稱，如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等，這些名詞沒有明顯的界限。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵。一、粉塵定義及分類第三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2、粉塵分類根據(jù)大氣中粉塵微粒的大小可分為：(1)飄塵，系指大氣中粒徑小于10μm的固體微粒，它能較長期地在大氣中漂浮，有時也稱為浮游粉塵。也被稱為可吸入顆粒物，英文縮寫為PM10。(2)降塵，系指大氣中粒徑大于10μm的固體微粒，在重力作用下，它可在較短的時間內(nèi)沉降到地面。

第四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(3)PM2.5。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

第五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五1、粉塵的粒度

粉塵的粒度是指粉塵的大小，又稱粒徑。因粉塵形狀不規(guī)則，一般用塵粒的平均直徑或其投影定向長度來表示粒度。2、粉塵的分散度分散度是指物質(zhì)破碎的程度，通常所說的粉塵分散度是指某粒級的粉塵量與粉塵總量的百分比。

二、粉塵性質(zhì)第六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五3、粉塵中游離二氧化硅的含量

二氧化硅是地殼內(nèi)最常見的氧化物，它以2種狀態(tài)存在，一種是結(jié)合狀態(tài)的二氧化硅。另一種是游離狀態(tài)的。粉塵中游離二氧化硅的含量，是設(shè)計除塵裝置和檢查作業(yè)環(huán)境的重要依據(jù)。第七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五

三、粉塵來源1、天然來源

(1)一次顆粒物：可起因于地面揚(yáng)塵(風(fēng)吹灰塵)，和地殼、土壤的成分很相似；海浪濺出的浪沫，火山爆發(fā)的噴出物，森林火災(zāi)的燃燒物，宇宙來源的隕星塵及生物界產(chǎn)生的顆粒物如花粉、孢子等。第八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(2)二次顆粒物：是森林中排出的碳?xì)浠衔?主要是萜烯類)，進(jìn)入大氣后經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的微小顆粒；與自然界硫、氮、碳循環(huán)有關(guān)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如由H2S、SO2經(jīng)氧化生成的硫酸鹽，由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。第九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2、人為來源燃料燃燒過程中產(chǎn)生的固體顆粒物，如煤煙、飛灰等；各種工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的固體微粒；汽車尾氣排出的鹵化鉛凝聚而形成的顆粒物以及如人為排放SO2在一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽粒子等的二次顆粒物。第十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五3、我礦粉塵來源我礦地處新疆準(zhǔn)東煤田大井礦區(qū)西南部，礦區(qū)內(nèi)煤層頂板以砂巖和泥巖類為主，其次為細(xì)砂巖、粉砂巖；底板以泥巖、細(xì)、粉砂巖為主。礦區(qū)屬大陸干旱荒漠氣候，年平均降水量106mm，年蒸發(fā)1202mm～2382mm。區(qū)內(nèi)常年多風(fēng)，風(fēng)力一般4級～5級，經(jīng)常有7級～8級大風(fēng)，最大可達(dá)10級，多以西北風(fēng)為主。礦區(qū)惡劣的自然環(huán)境，導(dǎo)致粉塵污染嚴(yán)重。第十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(1)鉆機(jī)穿孔作業(yè)產(chǎn)塵(2)爆破作業(yè)產(chǎn)塵爆破作業(yè)時，礦巖由于受到藥包爆破的巨大壓力作用而粉碎，隨后形成粉塵。爆破瞬間產(chǎn)生的粉塵量最大，但形成的高濃度粉塵在空氣中的維持時間較短。爆破產(chǎn)生的粉塵散移開采區(qū)的時間較長，最嚴(yán)重的是爆破產(chǎn)塵表面吸附的爆破生成的有毒有害氣體對人體危害更大。第十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(3)鏟裝作業(yè)產(chǎn)塵一部分粉塵是沉落在礦巖表面上的，另一部分是摩擦、碰撞產(chǎn)生的粉塵因受振動而揚(yáng)起形成二次粉塵；鏟斗在向汽車卸料時由于落差會產(chǎn)生大量粉塵；清掃爆堆時也會產(chǎn)生粉塵。第十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(4)運(yùn)輸作業(yè)產(chǎn)塵汽車運(yùn)輸時，路面行車產(chǎn)生揚(yáng)塵；汽車運(yùn)輸路面沉積的粉塵受到汽車經(jīng)過所產(chǎn)生的擠壓、振動和氣流的影響，無規(guī)則運(yùn)動，形成二次揚(yáng)塵。(5)排土場作業(yè)產(chǎn)塵自翻車排土?xí)r，巖石碰撞摩擦產(chǎn)生粉塵。第十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五

四、粉塵的危害1、粉塵爆炸粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。

第十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2、全身作用

長期吸入較高濃度粉塵可引起肺部彌漫性、進(jìn)行性纖維化為主的全身疾病(塵肺);如吸入鉛、銅、鋅錳等毒性粉塵，可在支氣管壁上溶解而被吸收，由血液帶到全身各部位，引起全身性中毒。鉛中毒是慢性的，但中毒者如果發(fā)燒，或者吃了某些藥物和喝了過量的酒，也會引起中毒的急性發(fā)作;過量吸入銅的煙塵可能導(dǎo)致溶血性貧血;鋅在燃燒時產(chǎn)生氧化鋅煙塵，人吸入后產(chǎn)生一種類似瘧疾的“金屬煙霧熱”疾病;長期吸入錳及其氧化物粉塵或煙霧，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)發(fā)生不良作用。第十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五接觸或吸入粉塵，首先對皮膚、角膜、粘膜等產(chǎn)生局部的刺激作用，并產(chǎn)生一系列的病變。如粉塵作用于呼吸道，早期可引起鼻腔粘膜機(jī)能亢進(jìn)，毛細(xì)血管擴(kuò)張，久之便形成肥大性鼻炎，最后由于粘膜營養(yǎng)供應(yīng)不足而形成萎縮性鼻炎。還可形成咽炎、喉炎、氣管及支氣管炎。作用于皮膚可形成粉刺、毛囊炎、膿皮病。3、局部作用第十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五

接觸如鎳、鉻、鉻酸鹽的粉塵，可以引起肺癌;接觸放射性礦物粉塵、容易生成肺癌；

5、感染作用有些有機(jī)粉塵如破爛布屑、獸皮、谷物等粉塵常附有病原菌，如絲菌、放射菌屬等，隨粉塵進(jìn)入人肺內(nèi)，可引起肺霉菌病等。4、致癌作用第十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五由于長期吸入生產(chǎn)性粉塵而產(chǎn)生的塵肺病，是一種常見的危害性較大的職業(yè)病。由于粉塵的性質(zhì)不同，對肺組織引起病理改變也有差異，粉塵所引起的肺部疾病可分為三大類：6、粉塵對肺部的作用第十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五（1）塵肺塵肺是指在生產(chǎn)過程中吸入生產(chǎn)性粉塵所引起的以肺組織纖維化為主的疾病。由于吸入粉塵的質(zhì)和量的不同而產(chǎn)生不同程度的危害。塵肺病的種類很多，其中12種被列為職業(yè)病，它們是：矽肺、煤工塵肺、石墨塵肺、碳黑塵肺、石棉肺、滑石肺、水泥肺、云母肺、陶工塵肺、鋁塵肺、電焊混合塵肺、鑄工塵肺。第二十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五（2）肺粉塵沉著癥有些金屬（鐵、鋇、錫等）粉塵吸入后，可在肺組織中呈異物反應(yīng)，并繼續(xù)輕微纖維化，但對人體危害較小，脫離粉塵作業(yè)后，病變可逐漸消退。（3）有機(jī)性粉塵引起的肺部病變。不同的有機(jī)粉塵有不同的生物作用，如引起支氣管哮喘、棉塵癥、職業(yè)過敏性肺炎、混合性塵肺等。第二十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五7、粉塵對電氣設(shè)備的危害(1)造成電氣設(shè)備短路生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危害性粉塵大多比電阻不高，又由于粉塵的塵粒荷電性，吸水性，很容易使粉塵在電氣設(shè)備的周圍凝集沉降，從而破壞了電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度、在氣操作過程中極易造成電氣擊穿短路事故。有的粉塵還堆集在電子板內(nèi)，造成電氣誤動、短路等，對其安全運(yùn)行造成很大危害。第二十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(2)造成電氣開關(guān)接觸不良粉塵堆集存于電氣開關(guān)的觸頭之間、電磁鐵芯之間都會造成電氣開關(guān)接觸不良故障，尤其是在繼電氣一接觸器控制電路中影響最大。電氣控制系統(tǒng)動作不穩(wěn)定，時好時壞，從而引起的單相運(yùn)行觸頭粘連等現(xiàn)象時常造成設(shè)備事故的發(fā)生。第二十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(3)粉塵造成的通風(fēng)不良電動機(jī)的冷卻是由通風(fēng)道的排熱、自帶風(fēng)扇強(qiáng)迫冷卻和機(jī)殼散熱所完成的，往往由于通風(fēng)道粉塵堵塞或機(jī)殼上粉塵堆積，使電動機(jī)的溫升比平常情況下高出10℃以上，造成電動機(jī)運(yùn)行溫度過高，承載能力下降。第二十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五我們生活的環(huán)境第二十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五我們身邊的同事第二十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五五、粉塵的防治1、現(xiàn)有除塵方法(1)灑水降塵(2)噴霧抑塵、超聲波抑塵(3)高壓水抑塵(4)噴灑靜電水抑塵第二十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五1、灑水降塵露天礦防塵的傳統(tǒng)方法是灑水車灑水，即通常所稱為濕式除塵法。灑水防塵的作業(yè)主要在于濕潤顆粒細(xì)小的干燥粉塵，增加粉塵的含濕量，從而使其相對密度增加，并粘結(jié)成較大的顆粒，使之在外力作用下不能飛揚(yáng)。第二十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五有研究證明，露天礦汽車運(yùn)輸?shù)缆穯慰繛⑺刂坡访娣蹓m是很不經(jīng)濟(jì)的。80年代美國礦山委托西部研究所所完成的《汽車運(yùn)輸?shù)缆贩蹓m與控制》研究報告中，對美國露天礦山現(xiàn)用的30多種道路抑塵劑的費(fèi)用與性能進(jìn)行了比較，得出的結(jié)論稱：“業(yè)經(jīng)證實，路面灑水是成本效益最差的途徑之一?！彼?，灑水并非高效節(jié)約的防塵方法。第三十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2、噴霧抑塵、超聲波抑塵依靠各自的設(shè)備把噴灑水轉(zhuǎn)化成細(xì)水霧（1~10微米），封住塵源從而出去塵源點的粉塵。這兩種方法由于費(fèi)用高目前還在試驗階段。微波沫降塵用的更少。第三十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五3、高壓水抑塵德國利用5*106Pa、30L/min的高壓水噴灑路面，使水粒更有效的與粉塵碰撞并捕捉粉塵使之濕潤而凝并除塵。這種方法抑塵效果良好，可抑制幾乎90%的微塵，缺點是需要產(chǎn)生高壓水的動力設(shè)備。第三十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五4、噴灑靜電水抑塵根據(jù)粉塵的荷電性。潤濕凝并性使噴灑的水珠所帶電荷與塵粒所帶電荷相反，互相吸引、加速潤濕，從而使粉塵很快凝并而沉積，達(dá)到抑塵的目的。此方法只在粉塵難潤濕，荷電性比較強(qiáng)的情況下使用。第三十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五5、我礦除塵方式為降低礦區(qū)粉塵濃度，南露天礦主要采用灑水車灑水等措施進(jìn)行抑塵。該方法取得了一定的降塵效果，但灑水車灑水抑塵的方法存在著降塵效率低、降塵效果不理想的問題，由于礦區(qū)環(huán)境惡劣，灑水在地面保持時間短，需要頻繁灑水，抑塵成本高。為此，南露天礦亟需一種抑塵效率高、抑塵時間長，經(jīng)濟(jì)成本低的新型抑塵技術(shù)。第三十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五6、粉塵的個人防護(hù)個人防護(hù)：依據(jù)粉塵對人體的危害方式和傷害途徑，進(jìn)行針對性的個人防護(hù)。粉塵(或毒物)對人體傷害途徑有三種：一是吸入，通過呼吸道進(jìn)人體內(nèi)；二是通過人體表面皮汗腺、皮脂腺、毛囊進(jìn)入體內(nèi)；三是食入，通過消化道進(jìn)入體內(nèi)。第三十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五針對傷害途徑，個人防護(hù)對策：一是切斷粉塵進(jìn)入呼吸系統(tǒng)的途徑。依據(jù)不同性質(zhì)的粉塵，配載不同類型的防塵口罩、呼吸器、(對某些有毒粉塵還應(yīng)配戴防毒面具)；二是阻隔粉塵對皮膚的接觸。正確穿戴工作服(有的還需要穿連褲、連帽的工作服)、頭盔(人體頭部是汗腺、皮脂肪和毛囊較集中的部位)眼鏡等；三是禁止在粉塵作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)食、抽煙、飲水等。第三十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五7、電氣防塵措施1.實行定期的清掃及檢查根據(jù)環(huán)境粉塵量的大小，制定合理的清掃周期。再就是定期檢查開關(guān)設(shè)備的觸頭及接線觸頭的電蝕情況，查各接線的牢固情況，查電氣設(shè)備的通風(fēng)散熱情況，以保證電氣設(shè)備在正常的狀態(tài)下運(yùn)行。第三十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2.提高電氣設(shè)備的抗塵能力

(1)增大盤、柜裸露母線的電氣間隙和漏電距離。如減少盤、柜內(nèi)的元件數(shù)量，裸露連接改為絕緣線連接，使低壓配電盤電氣間隙增大到20mm以上，漏電距離增大到30mm以上，個別點達(dá)不到時采用局部加強(qiáng)絕緣來處理。第三十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(2)增大電氣開關(guān)的容量。在正常設(shè)計選型的基礎(chǔ)上增大一至兩個數(shù)量級，增加電接觸面積，減少接觸不良現(xiàn)象。第三十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五(3)采用密封式電氣開關(guān)設(shè)備。在生產(chǎn)現(xiàn)場采用密封式電氣開關(guān)設(shè)備是防塵處理的理想辦法。如：把盤式配電設(shè)施改為柜式配電設(shè)備，開啟式控制裝置改為密封式控制裝置，無觸點器件代替觸頭器件。另外還要搞好各配電室的門窗封閉和排塵降溫工作。第四十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五六、粉塵監(jiān)測大氣環(huán)境監(jiān)測是所有大氣環(huán)境工作的物質(zhì)基礎(chǔ),不論是進(jìn)行大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、大氣污染防治,還是進(jìn)行大氣環(huán)境科學(xué)及工程的研究,都必須是在科學(xué)、準(zhǔn)確測定大氣環(huán)境參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。露天礦粉塵的定期監(jiān)測有助于合理安排灑水降塵，減少礦區(qū)粉塵含量，提高對有限水資源的利用率，并對改善生態(tài)生產(chǎn)環(huán)境提供重要的基礎(chǔ)資料，為日后建設(shè)成為千萬噸綠色礦山保留第一手的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)；同時也對保障職工身體健康、維護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境具有指導(dǎo)意義。第四十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五 1、大氣顆粒物濃度及測試分類

大氣顆粒物濃度可分為個數(shù)濃度、質(zhì)量濃度和相對質(zhì)量濃度。

個數(shù)濃度指以單位體積空氣中含有的顆粒物個數(shù)表示的濃度值,單位為粒/cm3

、粒/L,多應(yīng)用于空氣潔凈技術(shù)領(lǐng)域,無塵室、超凈工作間等超低濃度環(huán)境和需要氣溶膠的個數(shù)濃度來解釋種種現(xiàn)象的氣象學(xué)領(lǐng)域。

質(zhì)量濃度指以單位體積空氣中含有的顆粒物的質(zhì)量表示的濃度,單位為mg/m3

或μg/m3,用于一般的大氣顆粒物研究領(lǐng)域。

相對濃度是指與顆粒物的絕對濃度有一定對應(yīng)關(guān)系的物理量數(shù)值,作為相對濃度使用的物理量有光散射量、放射線吸收量、靜電荷量、石英振子頻率變化量等。

第四十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五

大氣顆粒物濃度的測量,主要是根據(jù)顆粒物的物理性質(zhì)(包括力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等)與顆粒物的數(shù)量或質(zhì)量之間的關(guān)系,通過相應(yīng)的儀器設(shè)備進(jìn)行的。根據(jù)測量的具體操作,可將大氣顆粒物的測試方法分為捕集測定法和浮游測定法,捕集測定法是指先用各種手段捕集空氣中的微粒,再測定其濃度的方法;浮游測定法是將能保持空氣中的浮游顆粒仍為浮游狀態(tài)而測定其濃度的方法。第四十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五2、個數(shù)濃度的測定

個數(shù)濃度的測定方法主要有兩種:（1）

化學(xué)微孔濾膜顯微鏡計數(shù)法

在潔凈環(huán)境含塵濃度的測定中,用濾膜顯微鏡計數(shù)法測量個數(shù)濃度是個數(shù)濃度測定法的最基本方法,其原理是將微粒捕集在濾膜表面,再使濾膜在顯微鏡下成為透明體,然后觀察計數(shù),分試樣樣品采集、顯微鏡觀察和粒子計數(shù)三個過程,屬捕集測定法。第四十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五（2）光散射式粒子計數(shù)器光散射式粒子計數(shù)器的原理是用光照射浮游粒子,粒子將引起入射光的散射,球形粒子引起的光散射強(qiáng)度可由Mie的光散射理論式計算,被測粒子的散射光強(qiáng)與含各種粒徑的聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)粒子的散射光強(qiáng)相比較,得到不同粒徑粒子的個數(shù)濃度。

光散射法可直接得到測量數(shù)據(jù),但顆粒物重疊、標(biāo)準(zhǔn)粒子與被測粒子的折射率不同及粒子帶有電荷會造成誤差;對于濃度較高的粒子,幾乎所有的計數(shù)器都是隨粒徑的變小而計數(shù)率變低。第四十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期五3、質(zhì)量濃度的測定

顆粒物的質(zhì)量濃度在大氣顆粒物研究中使用最多,所以其測定方法的研究得到了充分重視,基于各種原理的測定的方法也最多,經(jīng)常使用的方法有濾