露天矿深部开采通风通风除尘技术研究

露天矿深部开采通风通风除尘技术研究

1不积极通风除尘器治理采场污染金桩京龙矿开采时间超过38年，最大采空区为1092平行，开采深度超过150m。现在，由于采矿和采矿设备的毒性和有害气体，采矿和采矿过程中产生的大量污染和气体对矿山内部造成了严重的污染。同时，采矿、采矿、采矿等生产过程中产生的大量粉末对矿山工人的安全健康危害很大。如果不积极有效地采取适当的通风和防雨技术措施，将导致污染和新的有害职业。2采场净化技术露天矿通风是以新鲜空气稀释与置换露天矿采场中含生产性粉尘和有毒有害气体的空气、使污染空气得以净化的技术,开采深部到100m以下时,采场新鲜空气受阻,聚集在采场内,特别是天气变化气压较低时,有害气体难以排出采场,对职工危害极大,其主要污染有一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、丙稀醛、甲醛、二氧化硅等。对采场大气污染和尘毒浓度的监测情况分别示于表1、表2、表3、表4。2.1分析污染物的影响因素2.1.1矿区的气候特征年平均降雨量为9.8mm,平均风速低,年冰冻期短而干旱,大气污染较大,延续时间较长。2.1.2矿山的地质特征矿床富有条件往往会影响露天矿大气污染程度,矿床倾角陡,厚度大,形成凹陷开采,自然通风比较困难,空气污染物浓度随采深增加而增大。2.1.3利用水力开采代替挖岩爆破矿石破碎、铲装及运输方式对大气污染有很大影响,如用水力开采代替凿岩爆破,就能消除尘、毒污染,用皮带运输代替自卸汽车运输,污染程度就能大大减小。2.1.4大气状态下风速随高度的变化露天矿风流结构通常采用沿垂直方向的水平流速的变化来描述,地表以上的风速变化规律。对于各种大气状态下风速随高度的变化可用下式表示:V2=V1(Z/Z1)m式中:V2为高度Z处的风速,m/s;V1为高度Z1的风速,m/s;m为大气状态系数,m=0.3为稳定状态,m=0.2～0.3为由稳定到不稳定;m=0.1～0.2为不稳定。2.1.5露天矿v0变化系数v0坑内自然风速与地面风速方向一致,风速自上而下按指数规律递减。V2=ϕV0[(H-2)/H]m式中:V2为深度为Z处的风速,m/s;V0为地表风速,m/s;H为露天矿开采深度,m;ϕ为考虑到V0变化系数(一般为0.6～0.7);m为大气状态系数(0.3～0.6)。2.1.6自然通风能力深凹露天矿底存在复环流区,因此在坑内整个垂向,自上而下地会出现风速值逐渐减少到零,而后形成反向气流的情况,在反向气流内,风速按抛物线规律变化。露天矿通风方式见图1、图2、图3、图4。深凹露天矿自然通风量,首先分析和测试深凹露天自然通风流结构的特点,即上风端地表平行平面风流进入采场后,按α2=15°角展开,形成与地面风向一致的直流区,在直流区下部区界上水平风速为0,在此边界线下为回流区,该区风流与地表风流的方向相反,深凹露天矿自然通风的实质就是靠复环流的紊流扩散作用,将有害物质传递到上部直流区,然后排出采场。在平行平面射流边界层理论的基础上,推导出自然通风计算公式:Q=0.0777X0V0L0式中:Q为深凹露天矿自然通风量,m3/s;X0为深凹露天矿地表风向若干代表性垂直剖面上横坐标的平均值,m;V0为地表风速,m/s;L0为垂直于风向的露天地表开口的最大宽度,m。露天矿自净能力指采场的内部空间,在自然条件下,按照卫生标准能容纳的污染物排放强度(mg/s),它是评价和设计露天矿通风的主要参数。为了充分利用自然风能,需要对露天矿本身固有的这种稀释与排除坑内大气污染物的能力进行分析与计算。深凹露天矿适用于复环流通风方式,当背风帮边坡角α>15°,顺风向坑口宽度与地表封闭圈以下,采深之比小于6,地表风速大于1m/s的凹陷露天矿,假定地表风速相对稳定、污染物浓度基本不变的条件下,用G=QK(C-C0)。3露天矿自净能力的措施3.1覆盖物和导风板尽可能减少矿区入口地面的通风阻力,避免在风口布建筑物和构筑物,在露天矿继续延深而感到自然风量短缺时,可在坑口设置由支架或气艇悬挂的导风装置,挡风板高度与倾角可调。3.2减少污水排放,采用引发低污染尽量选用无尘毒或少尘毒的开采工艺流程及设备,从根本上控制污染源,使排放强度减少到最低限度,以带式运输机代替自卸汽车,采用合理的孔网参数与药量,使用低污染的炸药及合理的起爆顺序等。3.3技术措施采用较先进的材料,采用水、各种溶剂、泡沫、沥青、盐类、胶体合成物质,植物组合抑制路面粉尘。3.4排废场及地表建筑物布置强化露天矿自然通风,充分利用自然风流的生产管理措施,合理布置排废场、地表建筑物,出入沟及开堑沟来增大地表入风量;尽可能使采场长轴方向与地表主风向一致或接近;合理布置工作面及设备;安置风流导向设施;选择风速最大时进行爆破等。3.5改善人工通风条件使用以航空螺旋浆为主的局部或全露天矿通风的扇风机,使产生的自由紊流射流进行人工通风。加强爆堆和路面洒水降尘,要求所有凿岩设备必须湿式作业。强化职工个体防护,在生产环境质量难以达标的场合下,必须配戴防尘口罩和防毒面具。对已形成永久性的边坡进行植树种草,以减少水土流失和改善大气环境。4种复合的沥青尘粘剂近几年,国外比较发达的国家提出了一些强化深凹露天矿自然通风方法,其基本原理是利用气艇或支架设置导风栅板与集尘器,将地面风流引入坑内。为了控制露天矿道路二次扬尘,推广和应用了一种复合的液