摘要：为了降低露天煤矿开采造成的环境破坏问题，以某露天煤矿为例，详细探讨了露天煤矿的空气污染源，并提出了针对性的空气污染防治措施。运用分析对比的方式，判断空气污染防治方法的应用效果。结果表明，实施空气污染防治措施后，煤矿施工现场的粉尘浓度质量分数明显下降，煤矿现场环境得到显著改善。
关键词：露天煤矿,空气污染,污染防治
0引言
露天煤矿开采过程中经常会出现各种环境污染问题，空气污染是最为常见，且危害性较大的一种，不仅影响煤矿开采作业的正常进行，而且还会对现场工作人员的生命健康造成威胁。因此，露天煤矿开采企业应准确了解空气污染源，并以此为基础，制定出针对性的空气污染防治策略，以降低空气污染对煤矿开采作业活动及人员身体健康的危害。基于此，研究了露天煤矿空气污染源及其防治方法与措施，对提升露天煤矿空气污染防治效果具有重要意义。
1某露天煤矿概况
某露天煤矿开采标高在1 274～1 251 m范围内，开采区域面积为9.370 4 km2。在地形地貌方面，主要呈东北高，西南低的趋势，最高点海拔为1 403.9 m，最低点海拔为1 090.8 m，海拔差为313.1 m。矿区内植被覆盖率较低，地形切割较为强烈，枝状沟谷、冲沟发育，属于典型的高原丘陵侵蚀地貌。矿区为半干旱半沙漠高原大陆性气候，多风少雨，风速均值约为3.2 m/s，极值可以达到24 m/s。年降雨量在198.50～709.7 mm范围内，均值约为396.0 mm。矿区最高气温可以达到35℃,最低气温则可下降到-30.0℃。由于煤矿属于露天煤矿，加之地质条件与气候条件特点，导致煤矿开采时出现了严重的粉尘污染问题，对煤矿开采及工作人员的生命健康有较大危害。为此，某露天煤矿施工单位应采取合理的方式对空气污染进行防治。
2空气污染源
2.1穿爆施工
穿爆施工指的是穿孔爆破施工，是整个露天煤矿开采过程中的重要环节，这一环节工作开展的好坏，直接关系到整个开采作业质量。通过对某露天煤矿进行观察可以发现，穿爆施工时很容易出现大量粉尘，对周围空气环境造成破坏，是造成露天煤矿空气污染的主要空气源之一。穿爆施工污染来源主要包括钻孔和爆破施工。
1）钻孔。穿爆施工时，应在现场适当位置处钻取出适当大小的孔洞，用于炸药的填装。而钻孔过程中，随着钻头不断钻入到岩层当中，施工现场会产生大量岩石粉尘，从而对周边环境造成较大破坏。
2）爆破施工。将炸药填装到钻孔后，通过爆破的方式将岩层破碎，为后续煤矿开采工作的开展提供支持。炸药爆炸后，不仅会产生大量的岩石碎屑，而且还会出现很多细小的粉尘，这些粉尘在现场风力的作用下漂浮到空气中，从而造成空气污染[1]。
2.2装载、卸载施工
装载与卸载施工是露天煤矿空气污染的重要空气源之一，物料装载或卸载过程中，由于物料中含有大量细小的颗粒，在铲斗内下落时，这些细小颗粒随之漂浮到空气当中，造成了空气污染问题，且铲斗高度越高，产生的空气污染问题越严重。
2.3物料运输施工
物料运输是露天煤矿的主要空气污染源之一，主要体现在两个方面，一是运输车在运送物料时未进行防尘处理，导致物料中细小的颗粒散落到空气当中，从而造成空气污染问题。二是胶带运输机运送物料时，由于物料直接裸露在运输机的输送带上，加之运输机运行时不断振动，带速在4.1 m/s以上，远高于粉尘飞扬的临界值，从而引发粉尘污染问题，若煤矿现场风速与胶带运输机运行方向相反，粉尘污染问题会更加严重[2]。
3空气污染防治方法
3.1穿爆施工防治方法
为了降低露天煤矿空气污染问题，应采取科学、合理的方式对穿爆施工粉尘污染进行防治。
3.1.1钻孔粉尘防治
钻孔施工过程中，钻孔工具选择手持式风钻机，并配合湿式凿岩装置，一边进行钻孔，一边向钻口周边喷洒水分，利用水分将岩石粉颗粒黏结到一起，提升岩石粉的质量，并在自重的作用下，使岩石粉自动掉落，从而防止粉尘颗粒长时间飘在空气中而引发空气污染问题。湿式打眼装置结构如图1所示，其中：移动式空压机用于向设备提供压力。减压阀用于调节空压压力，确保空气压力在设备运行要求范围内。水箱用于存储降尘水。风钻用于钻取孔洞[3]。此外，为了确保湿式打眼装置的降尘效果，应根据钻速对喷淋水量进行控制，如表1所示。
3.1.2爆破粉尘防治
对于前排炮孔来说，填药量按公式（1）进行计算[4]。
Le=q×w×a×l/（0.785×D2）.（1）
式中：Le为装药长度；w为岩石台阶底盘抵抗线，通过煤矿的调查，将w设置成7 m；q为炸药单耗量，设为0.32 kg/t；l为钻孔的深度，设置为11.5 m；D为钻孔的直径，设置成165 mm；a为相邻两炮孔的间距，设为7.0 m。通过计算后，可以得到装药长度Le=8.4 m。
对于后排炮孔来说，填药量按公式（2）进行计算[5]。
Le=q×w×b×l×k/（0.785×D2）.（2）
式中：b为相邻两炮孔的行间距，设为6.0 m；k为填药量提高系数，设置成1.2。通过计算可得：装药长度Le=8.7 m。
按照上述装药参数对前后排炮口的填药量进行设置，可有效对现场空气污染进行控制。
3.2装载与卸载施工防治方法
1）采用专业的装载、卸载设备捕尘工具，并对司机室进行密封处理。
2）由于气流方向与邻近粉尘源位置较为接近，应针对煤矿生产现场的具体情况，采用最佳的施工方案，并对场地进行科学布置。
3）对相关设备进行合理操控，并采取科学的方法对设备进行运维管理[6]。
3.3物料运输施工防治方法
1）物料运输车粉尘污染防治。运输车在运输物料时，应在车厢表面覆盖一层塑料膜，用于保护车厢内部物料，防止物料受到颠簸而飞扬到周边空气当中。
同时，根据煤矿现场及路面粉尘附着情况，选择相应的洒水机对路面进行洒水，避免运输车行驶导致路面粉尘飞扬。针对某露天煤矿实际情况，采用的是东风小多利卡5吨洒水车，其主要参数如表2所示。
2）胶带输送机防尘措施。主要采用喷水的方式控制胶带输送机周边产生的粉尘。喷水工具为固定式水枪，水枪与输送机移动线路相距20～30 m，喷嘴直径为24 mm，水压参数设置在6.0～8.0 kg/cm2范围内，流量控制在50 m3/h范围内。与此同时，还应配合安装遮盖件、适当降低输送机中转载点数量和转载点两侧的高差等方法加以控制。
4应用效果分析
按照上述方案对某露天煤矿进行改造，并测量改造前、后煤矿空气中的粉尘浓度水平。对比分析改造前、后的粉尘浓度数值，以此判断上述防治方案的应用效果。
由表3可知，相较于改造之前，改造后空气中的粉尘质量浓度下降了64.8 mg/m3。对比结果表明，采用上述改造方案，达到了防治空气污染的预期效果，可大规模进行推广。
5结语
现代露天煤矿生产作业时，应针对穿爆施工、装载与卸载施工及物料运输施工时粉尘产生特点，采取科学、合理的方式对粉尘污染问题进行防治，降低空气中的粉尘浓度，避免由于粉尘污染严重而对煤矿生产作业活动开展及工作人员的生命健康造成威胁。
参考文献
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