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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)采用電機車轉(zhuǎn)運,在卸礦過程中產(chǎn)生的大量沖擊性粉塵,導(dǎo)致運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)塵機理和特點的基礎(chǔ)上,采取卸礦過程中同步補充細水霧,并強化運輸巷道的通風(fēng)條件,在未實行大規(guī)模投資條件下有效控制了粉塵,實現(xiàn)卸礦5分鐘后,粉塵濃度達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—電機車轉(zhuǎn)運—礦石溜井—皮帶運輸工藝,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)生的主要機理,并結(jié)合礦山實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)生機理利用溜井下放礦石是礦山的一種節(jié)能運輸方式,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,進而生成強大的沖擊風(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-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,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)機功率達160KW,風(fēng)流達6萬立方/小時,運行能耗太大,運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??蓪崿F(xiàn)粉塵濃度在5-10mg/m3,但仍然無法實現(xiàn)現(xiàn)場粉塵濃度達到職業(yè)衛(wèi)生健康的要求。3.3卸礦過程補充水霧及巷道強化通風(fēng)聯(lián)合措施由于細水霧在除塵領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,因此其技術(shù)成熟,實施難度較小;同時細水霧相比灑水除塵,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;細水霧粒徑小,與空氣接觸面積大,蒸發(fā)率高,能使含塵區(qū)水汽迅速達到飽和,吸塵能力強。因此采用細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,通過細水霧可以實現(xiàn)控制,但是對于粒徑較大的粉塵,細水霧降塵效果不良。實踐證明,在卸礦站內(nèi)部安裝不同角度的細水霧補水噴頭,水霧壓力控制在5MPa,噴頭孔徑控制在0.15mm-0.2mm,可實良好除塵效果,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)部補充細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。單一的補充水霧,可加強粉塵的沉降,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)流強度控制在1.0-1.5m/s??捎行虻貙L(fēng)流穩(wěn)定交換,實現(xiàn)新鮮風(fēng)流補充進卸礦站,并排出巷道內(nèi)水霧包裹的粉塵。如此補充水霧及排風(fēng)措施聯(lián)合,可迅速實現(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水霧噴霧系統(tǒng)進行降塵,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)機車通行巷道必須要求較好的通風(fēng)條件,風(fēng)流達1.0-1.5m/s,可迅速置換氣流,實現(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:[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,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:

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