某礦山高位溜井卸礦站除塵工藝探討

某礦山高位溜井卸礦站除塵工藝探討

摘要：福建某礦山銅礦開采，井下部分系統(tǒng)采用電機(jī)車轉(zhuǎn)運(yùn)，在卸礦過程中產(chǎn)生的大量沖擊性粉塵，導(dǎo)致運(yùn)行巷道充滿了呼吸性粉塵，嚴(yán)重影響礦井職工的身心健康。為了有效控制卸礦過程中的沖擊性粉塵，在分析礦石溜井的產(chǎn)塵機(jī)理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采取卸礦過程中同步補(bǔ)充細(xì)水霧，并強(qiáng)化運(yùn)輸巷道的通風(fēng)條件，在未實(shí)行大規(guī)模投資條件下有效控制了粉塵，實(shí)現(xiàn)卸礦5分鐘后，粉塵濃度達(dá)2.0mg/m3,該技術(shù)措施可為其他礦山企業(yè)防治溜井防塵提供參考和借鑒。關(guān)鍵詞：礦石溜井；沖擊性粉塵；細(xì)水霧；控制措施1引言福建某礦山，井下部分子系統(tǒng)采取溜井—電機(jī)車轉(zhuǎn)運(yùn)—礦石溜井—皮帶運(yùn)輸工藝，礦石溜井在卸礦過程中產(chǎn)生大量沖擊性粉塵，污染作業(yè)環(huán)境，嚴(yán)重危害勞動者的健康。該系統(tǒng)從2015年開始啟用，前期采取抽風(fēng)外排除塵方式，效果一直不理想。該如何采取有效的防治措施降低卸礦過程中產(chǎn)生的沖擊性粉塵濃度，對該礦山來說已是迫在眉睫的問題。本文主要研究了礦山開采過程中，卸礦溜井中沖擊性粉塵產(chǎn)生的主要機(jī)理,并結(jié)合礦山實(shí)際給出了防塵綜合措施，為礦山溜礦井粉塵治理提供參考。2礦石溜井沖擊性粉塵產(chǎn)生機(jī)理利用溜井下放礦石是礦山的一種節(jié)能運(yùn)輸方式，已在金屬礦山得到廣泛應(yīng)用。在礦山生產(chǎn)過程中，尤其是裝、卸礦石時，由于受到溜井壁的限制，破碎的礦石在下落過程中將壓縮溜井內(nèi)的空氣，形成類似于活塞的運(yùn)動。同時隨著礦井開采深度的增加，部分溜井在卸礦過程中放礦落差可以達(dá)到幾百米。此時如果沒有任何降塵措施，會使主溜井內(nèi)的空氣急劇壓縮并產(chǎn)生相當(dāng)大的動壓，進(jìn)而生成強(qiáng)大的沖擊風(fēng)流，風(fēng)流夾帶著粉塵通過支岔溜井和卸礦硐室溢出井外，造成空氣污染，見圖１。溢出卸礦硐室的氣流攜帶大量的沖擊性粉塵，造成卸礦硐室附近區(qū)域空氣嚴(yán)重污染，同時由于巷道內(nèi)通風(fēng)風(fēng)向問題，時常會有部分污風(fēng)隨風(fēng)流竄入生產(chǎn)巷道，造成井下生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)空氣污染。因此，溜礦井粉塵也成為井下塵源之一[1]。3防塵措施探討研究3.1風(fēng)機(jī)抽塵捕塵該系統(tǒng)在設(shè)計時，采取礦石溜井卸礦站礦倉內(nèi)設(shè)置風(fēng)道，卸礦站周邊設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)-旋風(fēng)除塵器抽塵捕塵的方式，效果極不理想。礦石在卸礦過程中，只有極少部分粉塵經(jīng)風(fēng)道被軸流風(fēng)機(jī)捕作，大部分粉塵隨礦石溜井氣流返噴，從卸礦站周圍噴射，瞬間造成卸礦站周圍聚集大量粉塵，瞬時濃度達(dá)40mg/m3。該礦也曾考慮在車廂上方加裝吸塵罩、吸塵風(fēng)管，吸塵罩內(nèi)裝干霧噴嘴，除塵室內(nèi)安裝一套干霧抑塵系統(tǒng)、云式除塵系統(tǒng)，將揚(yáng)起的粉塵抑制在吸塵罩內(nèi)，并引至云式除塵器內(nèi)沉降的綜合方案。主要方案內(nèi)容：1)在卸礦坑上方搭起吸塵罩，尺寸略大于車廂；2)吸塵罩內(nèi)部布置一圈干霧抑塵噴嘴；3)吸塵罩與車廂的空隙布滿橡膠擋簾；4)由吸塵罩上方引吸塵風(fēng)管到云式除塵器入口；5)安裝干霧抑塵設(shè)備、云式除塵器、風(fēng)機(jī)，連接管路；6)安裝控制系統(tǒng)。但該方案投入預(yù)算260萬元，現(xiàn)場空間受限，安裝難度大，且軸流風(fēng)機(jī)功率達(dá)160KW，風(fēng)流達(dá)6萬立方/小時，運(yùn)行能耗太大，運(yùn)行過程中噪音太大等等。3.2減少沖擊氣流由于溜井高差達(dá)450米，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，一旦井存較低，沖擊粉塵瞬時達(dá)60-100mg/m3。為減少卸礦沖擊氣流的影響，在確保正常生產(chǎn)的情況下，可以適當(dāng)提高主溜井的貯礦高度，一般為溜井深度的2/3-4/5。此措施可大量減少沖擊氣流量，大幅減少氣流返噴。運(yùn)行過程中也可控制每次卸礦量，減少每次連續(xù)卸礦量或者延長每次卸礦所用時間，也可減少沖擊氣流的強(qiáng)度，減小粉塵污染。該措施有一定的效果，但要求井存較高，生產(chǎn)中控制難度較大?？蓪?shí)現(xiàn)粉塵濃度在5-10mg/m3，但仍然無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場粉塵濃度達(dá)到職業(yè)衛(wèi)生健康的要求。3.3卸礦過程補(bǔ)充水霧及巷道強(qiáng)化通風(fēng)聯(lián)合措施由于細(xì)水霧在除塵領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因此其技術(shù)成熟，實(shí)施難度較小；同時細(xì)水霧相比灑水除塵，所用水量小，可以節(jié)約水資源，同時減小礦石因水而增加的黏度，利于礦石轉(zhuǎn)運(yùn)；細(xì)水霧粒徑小，與空氣接觸面積大，蒸發(fā)率高，能使含塵區(qū)水汽迅速達(dá)到飽和，吸塵能力強(qiáng)。因此采用細(xì)水霧能滿足改善粉塵濕潤性所必需的水蒸汽條件，并完成對粒徑10μｍ以下的呼吸性粉塵的迅速捕集。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沖擊性粉塵的粒徑各不不同。對于呼吸性粉塵，通過細(xì)水霧可以實(shí)現(xiàn)控制，但是對于粒徑較大的粉塵，細(xì)水霧降塵效果不良。實(shí)踐證明，在卸礦站內(nèi)部安裝不同角度的細(xì)水霧補(bǔ)水噴頭，水霧壓力控制在5MPa，噴頭孔徑控制在0.15mm-0.2mm，可實(shí)良好除塵效果，方案示意圖見圖3。水霧在卸礦過程中打開，初期水霧隨礦石一同被吸入井筒內(nèi)部，相互混合，后期水霧被沖擊氣流返噴，濕潤沖擊粉塵，粉塵被水霧包裹后，迅速沉降。圖1卸載站內(nèi)部補(bǔ)充細(xì)水霧方案示意圖該方案水泵投資10.5萬元，其它配套設(shè)施投資0.8萬元。單一的補(bǔ)充水霧，可加強(qiáng)粉塵的沉降，可將粉塵濃度抑制在5-6mg/m3。但若巷道通風(fēng)不良，卸礦過程中類似活塞運(yùn)動，不停攪動巷道內(nèi)沉積的粉塵，導(dǎo)致巷道風(fēng)流紊亂，仍然無法實(shí)現(xiàn)粉塵濃度低于2mg/m3的目標(biāo)。為保證風(fēng)流穩(wěn)定，巷道末端應(yīng)有通風(fēng)措施，風(fēng)流強(qiáng)度控制在1.0-1.5m/s?？捎行虻貙L(fēng)流穩(wěn)定交換，實(shí)現(xiàn)新鮮風(fēng)流補(bǔ)充進(jìn)卸礦站，并排出巷道內(nèi)水霧包裹的粉塵。如此補(bǔ)充水霧及排風(fēng)措施聯(lián)合，可迅速實(shí)現(xiàn)卸礦站粉塵濃度在5分鐘之內(nèi)低于2mg/m3的目標(biāo)。4結(jié)論針對類似作業(yè)模式的礦山，在溜礦卸載站除塵中可以采用以下技術(shù)措施：１）盡可能提高主溜井的貯礦高度，降低礦石沖擊高度，能極大地減少沖擊氣流，降低粉塵濃度。２）采用在卸礦口安裝細(xì)水霧噴霧系統(tǒng)進(jìn)行降塵，可以節(jié)約水資源，同時降低增加粉塵濕度，能使粉塵迅速沉降。３）機(jī)車通行巷道必須要求較好的通風(fēng)條件，風(fēng)流達(dá)1.0-1.5m/s，可迅速置換氣流，實(shí)現(xiàn)卸礦站粉塵濃度5分鐘之內(nèi)低于2mg/m3的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：[1]楊凱，呂淑然.銅興公司卸礦溜井沖擊性粉塵治理研究[J].有色金屬（礦山部分）,2013,65(02):68-70.[2]劉偉強(qiáng)，姚銀佩，王志，李印洪，譚浪浪.深溜井卸礦高壓氣流粉塵治理技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016,7: